JPH01283342A

JPH01283342A - 含コバルトオ−ステナイト系低熱膨張鋳鉄

Info

Publication number: JPH01283342A
Application number: JP21748087A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hatano; 波多野　晨一; Tsutomu Matsuda; 勉松田; Hiroshi Cho; 博張
Original assignee: SHIMAZU KINZOKU SEIKO KK
Current assignee: SHIMAZU KINZOKU SEIKO KK
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1989-11-14

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】［産業上の利用分野コ本発明は、精密機器部品や治具、金型類等に使用され、
低温および／または高温において低熱膨張係数を有する
オーステナイト系低熱膨張鋳鉄に関するものである。

［従来の技術］低熱膨張の鋳鉄材料として、従来はインバー合金と同様
にＮｉ３４〜３６ｗｔ％を含む高ニツケルオーステナイ
ト系鋳鉄にレジスト鋳鉄）が主に使用されて来た。しか
し、この鋳鉄の室温（ＲＴ）から１００°Ｃにおける熱
膨張係数は４〜５×１０−６７°Ｃであり、精密構造部
品等ではより一層の低膨張性が追及されている。

このような要望に応えるものとして、特公昭６０−５１
５４７号公報には、Ｎ１５Ｃ）〜３４ｗｔ％、Ｃｏ４〜
６ｗｔ％を含有し、その熱膨張係数を３〜４×１０−６
／℃にまで低下した低熱膨張鋳鉄が提案されている。す
なわち、この先行技術に示される低熱膨張鋳鉄は、公知
のオーステナイト系鋳鉄のＮｉを適当量のＣｏで置換し
たスーパーインバー（３２Ｎｉ−５Ｃｏ−ＢｏｌＦｅ）
に相当する組成を有したものからなっている。

［発明が解決しようとする問題点コしかしながら、これら既存の低熱膨張性鋳鉄材料では、
そのいずれもが高温、即ち２００°Ｃ以上の温度になる
と熱膨張係数が急激に増大し、７００°Ｃになると一般
の鋳鉄又は鋼材のそれ（１４×１０−６／℃）と変りな
くなり、最早低熱膨張材とは呼べなくなってしまう欠点
がある。

また、前記低熱膨張鋳鉄について本発明者が試験研究し
た結果によると、その公報明細書において同鋳鉄が最小
の熱膨張係数を発現する範囲として説示するＣｏ４〜６
％の範囲には具体的な根拠が乏しく、むしろこの範囲を
超え（Ｎｉに置換し）Ｃｏを含有せしめるようにしても
、それと同等以上の低膨張性が発揮され得ることが確め
られた。

本発明は、このような考察、知見事実を基に、構造部品
として一般的に必要な鋳造性、加工性、機械的強度等を
確保しながら、２００℃以下の低温域において前記低熱
膨張鋳鉄と同等以上の低熱膨張性を示すもの、並びに特
に２００°Ｃ以上の高温域において熱膨張係数の増加の
少ない新規な含コバルトオーステナイト系低熱膨張鋳鉄
とを併せて提供するものである。

［問題点を解決するための手段］本発明の第１の発明に係るオーステナイト系低熱膨張鋳
鉄は、低温域（２００℃以下）で低熱膨張性の優れるも
のとして、Ｃ；３．０以下、Ｓｉ；３．０以下、Ｍｎ；
２．０以下、Ｎｉ；２５．０〜４０．０ＳＣｏ　；　６
．０〜１２．０を各ｗｔ％で含み、残り不純物を除きＦ
ｅからなる。

また、第２の発明に係るオーステナイト系低熱膨張鋳鉄
は、特に高温域（２００℃以上）において低熱膨張性の
良好なものとして、Ｃ；３．０以下、Ｓｉ；３．０以下
、Ｍｎ；２．０以下、Ｎｉ；２５．０〜４０．０、Ｃｏ
　；　１２．　　Ｏ〜２５．　０を各ｗｔ％で含み、残
り不純物を除きＦｅからなるものである。

上記第１の発明に係る鋳鉄は、特公昭６０−５１５４７
号公報の低熱膨張鋳鉄が提示する範囲（Ｃｏ；４゜０〜
６．　０ｗｔ％）を超え、公知のオーステナイト鋳鉄に
レジスト鋳鉄）からそのＮｉ量を６．０・　　〜１２．
Ｏｗｔ％のＣｏ量で置換した化学成分に相当するもので
ある。すなわち、Ｃ’ｏ量が６％を超えても熱膨張係数
が増加することはなく、むしろ室温付近で同等以上の低
熱膨張性を発揮し、またＣｏ；１０％以上では高温に於
ける熱膨張係数の低下に改善効果をもたらすものとなる
。

また、上記第２の発明に係る鋳鉄は、前記第１の発明に
係る鋳鉄のＣＯ含有量を更に高めて、高温低熱膨張性の
ガラス封着用合金として知られるコバール（商品名、ｌ
ｏｗ　Ｃ，Ｓｉ　２９Ｎｉ−１７Ｃｏ系合金）と類似の
化学成分を有する組成に調整したものであって、特に２
００℃以上の高温域において熱膨張係数の増加が少なく
、７００℃以上の高温においても前記コバールのそれ（
約１０ＸＩＯ’／’Ｃ）に匹敵する低熱膨張係数を保持
し得るものとしている。

上述した第１の発明並びに第２の発明に係る低−４＝熱膨張鋳鉄は共に、Ｎｉ、Ｃｏの含有量を相違する点を
除き、その他の鋳鉄基本成分（Ｃ，Ｓｉ、Ｍ　ｎ　）の
範囲とその限定理由はニレジスト鋳鉄のそれに準じてい
る。なお、第１の発明に係る鋳鉄は低温域における熱膨
張係数の低下を図る上で、そのＮｉ当量（Ｎｉ％＋０．
７５Ｃｏ％）−３５〜３６に設定するのが望ましい。ま
た、機械的性質特に伸びを確保する上では、Ｃ○含有量
は６．０〜８．０ｗｔ％が好ましい。

他方、第２の発明に係る低熱膨張鋳鉄にあっては、高温
域での低熱膨張性を保持する上で、前記コバールの組成
（Ｎｉ２９％−Ｃｏ１７％）が最適成分として指向され
る。そして、Ｃｏ　；　１４〜１７ｗｔ％がその好まし
い含有量の範囲とされる。

［作用及び効果コ以上のような成分組成からなる含コバルトオーステナイ
ト系低熱膨張鋳鉄では、精密構造部品として一般的に必
要な鋳造性、加工性、機械的強度等の諸性質をニレジス
ト鋳鉄と同程度に確保しつつ、下記の実施例から確めら
れるように、低温及び高温域において一層の熱膨張係数
の低下を図ることができる。

即ち、第１の発明に係る鋳鉄では低温域（０〜１００°
Ｃ）で、従来の低熱膨張鋳鉄が４〜５×１０　’　／　
℃であった熱膨張係数を、３〜４Ｘ１０−６／’Ｃに低
下することができる。また、第２の発明に係る鋳鉄では
同じく低温域で熱膨張係数の低下に奏効するとともに、
特に高温域（０〜５００°Ｃ）で、従来鋳鉄が１２〜１
３Ｘ１０’／°Ｃであった熱膨張係数を、８〜９　Ｘ　
１０−６／’Ｃにまで低下することができる。

［実施例］実施例１第１表と第２表に、第１の発明に係る実施例（Ｎｏ、　
　Ｆ−Ｊ）と比較例（Ｎｏ、　Ａ−Ｅ）に相当する各種
高ニツケルオーステナイトダクタイル鋳鉄の化学成分と
各温度域における熱膨張係数及び機械的性質の試験結果
を示す。この結果から、熱膨張係数に及ぼすＣｏ含有量
の影響を見ると、６゜０ｗｔ％を超える実施例品では６
．０ｗｔ％以下の比較例界よりも更に熱膨張係数が低下
する傾向が看取される。

実施例２第３表と第４表に、第２の発明に係る実施例（Ｎｏ、　
Ｋ−Ｊ）に相当する各種高ニッケルー高コバルト鋳鉄の
化学成分と高温の各温度域における熱膨張係数及び機械
的性質の試験結果を示す。この結果から、Ｃｏ含有量の
高い実施例品では、２００℃以上の高温域で良好な低熱
膨張性を示し、７００℃を超えても熱膨張係数の増加が
少ないことが確められる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃ３．０以下Ｓｉ３．０以下Ｍｎ２．０以下Ｎｉ２５．０〜４０．０Ｃｏ６．０〜１２．０を各ｗｔ％で含み、残り不純物を除きＦｅからなること
を特徴とする含コバルトオーステナイト系低熱膨張鋳鉄
。
（２）Ｃ３．０以下Ｓｉ３．０以下Ｍｎ２．０以下Ｎｉ２５．０〜４０．０Ｃｏ１２．０〜２５．０を各ｗｔ％で含み、残り不純物を除きＦｅからなること
を特徴とする含コバルトオーステナイト系低熱膨張鋳鉄
。