JPH01283341A - ニッケル−銅系防振鋳鉄 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種の機械、装置類で振動や騒音を低減する
目的で利用される強度と高減衰能とを兼ね備えたニッケ
ル−銅系の片状黒鉛鋳鉄に関するものである。

［従来の技術］ 現在、実用的な防振性金属材料としては、Ｍｎ−Ｃｕ合
金、１３Ｃｒ−ＡΩ−Ｆｅ合金および片状黒鉛鋳鉄が主
なものとして知られている。これ等のうち、前二者は防
振性、強度両面で優れているが、鋳造材として使用する
には難があり、コストも高くつく欠点がある。

これに対し旧知の片状黒鉛鋳鉄は、その振動減衰能Ｑ−
１が１．０〜５．ＯＸ　１’０−”と他の鉄系材料に比
べて大きいこと、振動減衰能の温度特性が優れておりか
つ経時変化が少ないこと、鋳造性が良いこと、安価なこ
と、などに優れた性質を有するものである。そして、こ
の片状黒鉛鋳鉄の防振性が炭素の量に大きく依存し、高
炭素で黒鉛が大きく片状に発達した鋳鉄程防振性が高い
ことも知られている。しかしながら、このような片状黒
鉛鋳鉄では一般に強度が低いのが欠点であり、引張強さ
が１０Ｋｇｆ／ｍｒｒ？以下となることもある。

そこで、かかる片状黒鉛鋳鉄の欠点を改善し、実用的な
範囲で強度を保持しつつ防振性を高める研究が数多くな
されているが、一定の強度に対する防振性の向上という
面では、満足すべき成果を収めていないのが現状である
（例えば刊行物“鋳鍛造と熱処理“ｖｏｌ　７９・６　
「防振鋳鉄の研究」参照）。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、片状黒鉛鋳鉄においてその防振性を確保しな
がら、即ち高炭素で充分に黒鉛を発達させた状態の下で
強度アップを図るためには、その基地組織を改良するこ
とが有効となる。減衰能の最も高い組織はフェライトで
あるが、フェライトでは充分な強度を発現することがで
きない。またパーライトは強度アップに寄与するものの
、反面防振性を低下する。したがって、基地組織として
は、オーステナイトに着目して、その靭性を保持させる
ようにするのかよく、さらに好ましくは、減衰能および
強度共に高いマルテンサイトを適当に混在させるのが良
いと考えられる。

本発明は、以上の技術背景と考察結果に基き、一定の強
度レベルを保持しつつ防振性を大きく向上させることを
可能にしたＮｉ−Ｃｕ系の片状黒鉛鋳鉄を提供せんとす
るものである。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明が新たに提唱するＮｉ−Ｃｕ系防振鋳鉄は、Ｃ，
２，０〜４．０ＳＳｉ　；３．０以下、Ｍｎ；２，０以
下、Ｎｉ　；　７．　０〜１８．　０　（好ましくは１
０．　０〜１８．　０）　、Ｃｕ　；　５．　　Ｃ１〜
１０．０（好ましくは５．０〜８．０）を各ｗｔ％で含
み、残り不純物を除きＦｅの化学成分からなる片状黒鉛
鋳鉄であって、オーステナイト若しくはオーステナイト
−マルテンサイト基地に片状黒鉛を有してなることを特
徴とするものである。

すなわち、本発明の防振鋳鉄は耐食鋳鉄材料として著名
なニレジスト鋳鉄（高炭素Ｎｉ系オーステナイト系鋳鉄
）のうち、ＡＳＴＭ規格ｔｙｐｅ　１の化学成分に相当
するもの（Ｔ、Ｃｍａｘ　３．０％、Ｓｉ１．０〜２．
８％、Ｍｎ　０．５〜１．５％、Ｎｉ１３．５〜１７．
５％、Ｃｕ　；　　５．５〜７．５　、Ｃｒ　；　　１
．５〜２．５％、Ｓｍａｘ　０．１２％）をベースとし
ているものである。

しかし、この耐食鋳鉄を成分組成を踏襲しつつも、その
防振性を高めるためにＣ量を一定以下に抑え、また耐食
性に必要なＣｒ量を削減又は除去し、更にマルテンサイ
トを析出させるためにＮｉをＣｕで置換するようにして
減少させた合金組成を採るものである。

なお実用的により好ましい成分範囲としては、Ｎｉ　；
　１０．０〜１８．０％、Ｃｕ　；　５．０〜８゜０％
が相当する。

このような成分組成からなる鋳鉄では、通常の溶製、鋳
込条件に従って任意の製品形状に鋳造することができ、
かつ鋳放してオーステナイト単相若しくはオーステナイ
トにマルテンサイトが混在した二相基地に片状黒鉛を晶
出した組織形態が実現され、片状黒鉛の分布により高い
防振性が保持される上に、その基地組織の強化により普
通片状黒鉛鋳鉄（Ｆ　Ｃ）から強度水準を飛躍的に改善
することかできる。

なお、高炭素Ｎｉ系オーステナイト鋳鉄（Ｎｉ１５〜２
７％）は一般に大きい減衰能を有するが、強度が低く、
もとより防振材料としての必要な強度に不足することは
前記公知文献にも示される通りである。

［発明の効果コ 以上のような成分、組織からなる本発明のＮｉ−Ｃｕ系
防振鋳鉄では、下記の実施例から確められるように、次
のように良好な防振性を発揮し、かつ高強度を具備する
ものとなる。

（１）高炭素量のものでは、減衰能Ｑ−１に１５×１０
−３程度のものが得られ、これは鋳鉄材料によりＭｎ−
Ｃｕ系の高防振合金に匹敵する防振性能を発現可能なら
しめたものである。

（２）同一強度における減衰能は、通常のパーライト−
フェライト系片状黒鉛鋳鉄の約２倍に相当する。従って
、防振性と共にある程度の強度の保有が必要な場合に特
に有用となる。

本発明に係る防振鋳鉄の具体的な適用用途としては、低
騒音用機械構造材料、高吸振性が要求される精密試験装
置部品、オーディオ機器用構造祠料、旋盤の刃物台等が
列挙される。

［実施例］ 以下、比較例共に実施例を掲げて説明する。

下記第１表の化学成分を有する各種のパーライト−フェ
ライト系片状黒鉛鋳鉄と同オーステナイト若しくはオー
ステナイト−マルテンサイト系片状黒鉛鋳鉄について機
械的性質と減衰能Ｑ−１とを測定した。

ここにおいて、試料Ｎｏ、Ｇ−Ｊが実施例品に相当する
。

各試験片は３０Ｋｇの高周波誘導溶解炉で溶製し、ＣＯ
２鋳型に鋳造して得られるＪＩ３５５０２−Ａ号（２５
ｍｍＹブロック）から採取したものである。

また、振動減衰能（内部摩擦）およびヤング率の測定に
は、横振動型内部摩擦ヤング率測定装置を用いた。なお
、振動減衰能の大きさＱ−１は次式で定義される。

Ｑ−１＝１／２π×へＷ／Ｗ 但し、　Ｗ：振動エネルギー ΔＷ：振動エネルギー損失 ΔＷ／Ｗ：減衰能 試験結果を第２表に示し、第１図にその減衰能と引張強
さとの関係を示す。また、第２図に試料Ｎｏ’、　Ｈの
鋳鉄（オーステナイト単相）の顕微鏡写真を、第３図に
試料Ｎｏ、　Ｋの鋳鉄（オーステナイト・マルテンサイ
ト混在組織）の顕微鏡写真を示す。

なお、第２表においてＡはオーステナイト単相組織を、
Ａ＋Ｍはオーステナイト・マルテンサイトニ相基地組織
を表わす。

この試験結果より、本発明に係る防振鋳鉄では普通片状
黒鉛鋳鉄と比較し同強度レベルで約２倍の防振性能を発
現することが認められる。また、Ｃｕを含まない比較例
（Ｎｏ、　Ｋ−Ｎ）のものでは強度アップに奏効するも
のの、減衰能の低下を来たして好ましくない。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種片状黒鉛鋳鉄の減衰能と引張強さをプロッ
トしたグラフである。第２図は試料Ｎｏ。 Ｈの鋳鉄の金属組織を示す写真であり、第３図は試料Ｎ
ｏ、　Ｋの鋳鉄の金属組織を示す写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ２．０〜４．０ Ｓｉ３．０以下 Ｍｎ２．０以下 Ｎｉ７．０〜１８．０ Ｃｕ５．０〜１０．０ を各ｗｔ％で含み、残り不純物を除きＦｅの化学成分か
   らなる片状黒鉛鋳鉄であって、オーステナイト若しくは
   オーステナイト−マルテンサイト基地を有してなること
   を特徴とするニッケル−銅系防振鋳鉄。