JPH0158247B2

JPH0158247B2 -

Info

Publication number: JPH0158247B2
Application number: JP5701288A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Kasuya
Original assignee: Kasuya Seiko KK
Current assignee: Kasuya Seiko KK
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1989-12-11
Also published as: JPS63317622A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、内燃機関のロツカアーム、タペツト
等のバルブリフターまたはカムシヤフト等におい
て、耐摩耗性、負荷能力その他の機械的性質の向
上を図ることを目的とし、炭化物を晶出した組成
と、機械的性質に富むソルバイト組成とから成
る、耐摩耗性の表面を有する耐摩耗表面鋳鉄を得
ようとするものである。

従来技術近来、自動車等の内燃機関の性能が著しく向上
し、そのためにロツカアーム、タペツト等のバル
ブリフターまたはカムシヤフト等において、耐摩
耗性、負荷能力その他の機械的性質の向上が要求
されて来た。

従来のチル化したチル鋳鉄では、堅硬度が低く
耐摩耗性も乏しく、また機械的性能に劣る欠点が
あるために、そのチル鋳鉄の組成中に一層硬質の
マルテンサイト組成を形成させることが行なわれ
ている。

発明が解決しようとする問題点本発明は上述のごとき問題点を解決しようとす
るものであつて、上述のマルテンサイト組成の鋳
鉄では堅硬性には富むが、その強靭性等の機械的
性質に乏しく、繰り返し応力によつて機械的疲労
を生ずる欠点がある。これに対して、ソルバイト
組成は堅硬性に富むと共に、強靭性及び繰り返し
応力による機械的疲労を生じさせない等の機械的
性質に優れたものである。

問題点を解決するための手段本発明は上述のごとき問題点を解決するため、
チル化鋳鉄組織中にソルバイト組成を析出させた
もので、第１の発明は、炭素 3.0〜4.0wt％ケイ素 1.5〜2.5wt％マンガン 0.5〜1.0wt％リン 0.20wt％以下イオウ 0.20wt％以下ニツケル 1.0〜5.0wt％クロム 0.7〜2.5wt％モリブデン 0.4〜1.2wt％バナジウム 0.1〜0.5wt％鉄 82.0〜92.0wt％の組成から成る、溶解したフエロ合金銑鉄を鋳型
内に注入し、冷し金によつて、耐摩耗性を必要と
する表面に、多量の炭化物を晶出した組成と、マ
ルテンサイト組成から成るチル化層を形成し、こ
れを500℃〜600℃で焼戻しして、そのマルテンサ
イト組成をソルバイト組成に変成することを特徴
として成るものである。

また第２の発明は、炭素 3.0〜4.0wt％ケイ素 1.5〜2.5wt％マンガン 0.5〜1.0wt％リン 0.2wt％以下イオウ 0.2wt％以下ニツケル 1.0〜5.0wt％クロム 0.7〜2.5wt％モリブデン 0.4〜1.2wt％バナジウム 0.1〜0.5wt％鉄 82.0〜92.0wt％の組成から成る溶解したフエロ合金銑鉄を鋳型内
に注入し、冷し金によつて、耐摩耗性を必要とす
る表面に、多量の炭化物を晶出した組成と、マル
テンサイト組成から成るチル化層を形成し、これ
を500℃〜600℃で焼戻しして、マルテンサイト組
成をソルバイト組成に変成する処理を施した素材
の表面を研磨して、表面の粗さを1μ以下の平滑
面にし、その表面に、窒化炉にて、窒化処理を施
して窒化物層を形成し、更に、その表面に初期潤
滑として、化成薬剤処理または水蒸気雰囲気処理
によつて、四、三酸化鉄の酸化鉄層を形成させる
ことを特徴として成るものである。

上記方法により、きわめて簡易、確実に多量の
炭化物を晶出した組成とソルバイト組成とを混在
させた耐摩耗の表面を有する鋳鉄を得る事ができ
るものとなる。

実施例以下本発明の一実施例を図面に於いて説明すれ
ば、前記原素材を図示しない電気炉またはキユー
ポラ等の溶解炉内において溶解し、これを取り鍋
に採り、直ちに第１図に示すごとき砂型１内に湯
道２を通して砂型１の型洞３内に注湯し、凝固さ
せる。

その場合に、その注湯は型洞３の底部にセツト
した冷し金４によつて急冷却されて凝固すると同
時に、炭素を多量に固溶した炭化物が晶出され
て、その部分の表面がチル化されて、チル化層５
が形成される。この際、他の部分は砂型１の地肌
によつて徐冷却されるので、炭化物の晶出は少な
く、チル化されることがない。その鋳放しのチル
化層５は、その配合材の特性から多量の炭化物を
晶出した組成となり、その他の基地はマルテンサ
イト組成から成つている。

この組成原素材を使用したチル化鋳鉄は、基地
がマルテンサイト組成から成るので、これを直ち
に500℃〜600℃で焼戻しして、ソルバイト組成化
する。

次いで、このチル化鋳鉄の表面を、第３図に示
すごとく研磨して、粗さが1μ以下の平滑面６と
し、これを窒化炉で500℃〜600℃において深さが
30μ以下で窒化して第４図に示すごとく窒化層７
を構成させる。更にこの窒化層７の表面に初期潤
滑として化成薬剤処理または水蒸気雰囲気処理に
よつて、四、三酸化鉄等の酸化鉄層８を第５図に
示すごとく構成して、その製品の処理を完了す
る。

また、本発明方法に係る鋳鉄の成分組成は、第
１、第２の発明において、炭素が3.0wt％より少
ないとチル化しないし、4.0wt％多いと遊離黒鉛
を生じ材料の強度が弱くなる。またケイ素は、
1.5wt％より少ないと硬度が弱くなるし、2.5wt％
よりも多いと脆い材質となる。またマンガン、リ
ン、イオウは、不可避的に含まれるものである。
またニツケルは1.0wt％より少ないと、硬度が出
ないし5.0wt％より多くなつても硬度が出ないも
のとなる。またクロムは、0.7wt％より少ないと
炭化物の量が少なく柔らかく成るし、2.5wt％よ
りも多いと硬く成りすぎる。また、モリブデン
は、0.4wt％より少ないと、結晶を粗くし靭性が
無くなるし、1.2wt％よりも多いと硬く成りすぎ
加工が困難となる。またバナジウムも、0.1wt％
よりも少ないと結晶を粗くし靭性が無くなるし、
0.5wt％よりも多いと硬く成りすぎ加工が困難と
なる。

発明の効果本発明は上述のごとく構成したものであるか
ら、多量の炭化物を晶出した組成とソルバイト組
成とから、耐磨耗性の表面を有する耐摩耗表面鋳
鉄が得られ、これの表面に窒化層および酸化鉄層
が構成されることになるので、堅硬、強靭にして
機械的性能に優れた製品となり、ロツカアーム、
タペツト等のバルブリフターまたはカムシヤフト
等において、耐摩耗性、負荷能力その他の機械的
性質の向上を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであつて、
第１図は鋳造砂型の断面図、第２図は鋳造砂型内
のチル化層部分の拡大断面図、第３図はチル化層
部分を研磨した状態を示す拡大断面図、第４図は
窒化層形成された状態を示す拡大断面図、第５図
は窒化層の表面に酸化鉄層を形成した状態の拡大
断面図である。１…砂型、４…冷し金、５…チル化層、６…平
滑面、７…窒化層、８…酸化鉄層。

Claims

【特許請求の範囲】１炭素 3.0〜4.0wt％ケイ素 1.5〜2.5wt％マンガン 0.5〜1.0wt％リン 0.2wt％以下イオウ 0.2wt％以下ニツケル 1.0〜5.0wt％クロム 0.7〜2.5wt％モリブデン 0.4〜1.2wt％バナジウム 0.1〜0.5wt％鉄 82.0〜92.0wt％の組成から成る溶解したフエロ合金銑鉄を鋳型内
に注入し、冷し金によつて、耐摩耗性を必要とす
る表面に、多量の炭化物を晶出した組成と、マル
テンサイト組成から成るチル化層を形成し、これ
を500℃〜600℃で焼戻しして、そのマルテンサイ
ト組成をソルバイト組成に変成することを特徴と
する耐摩耗表面鋳鉄の処理法。２炭素 3.0〜4.0wt％ケイ素 1.5〜2.5wt％マンガン 0.5〜1.0wt％リン 0.2wt％以下イオウ 0.2wt％以下ニツケル 1.0〜5.0wt％クロム 0.7〜2.5wt％モリブデン 0.4〜1.2wt％バナジウム 0.1〜0.5wt％鉄 82.0〜92.0wt％の組成から成る溶解したフエロ合金銑鉄を鋳型内
に注入し、冷し金によつて、耐摩耗性を必要とす
る表面に、多量の炭化物を晶出した組成と、マル
テンサイト組成から成るチル化層を形成し、これ
を500℃〜600℃で焼戻しして、マルテンサイト組
成をソルバイト組成に変成する処理を施した素材
の表面を研磨して、表面の粗さを1μ以下の平滑
面にし、その表面に、窒化炉にて、窒化処理を施
して窒化物層を形成し、更に、その表面に初期潤
滑として、化成薬剤処理または水蒸気雰囲気処理
によつて、四、三酸化鉄の酸化鉄層を形成させる
ことを特徴とする耐摩耗表面鋳鉄の処理法。