JPH02127954A - 遠心力鋳造法によるｃｖ黒鉛鋳鉄管の製造方法 - Google Patents
遠心力鋳造法によるｃｖ黒鉛鋳鉄管の製造方法Info
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- JPH02127954A JPH02127954A JP28228388A JP28228388A JPH02127954A JP H02127954 A JPH02127954 A JP H02127954A JP 28228388 A JP28228388 A JP 28228388A JP 28228388 A JP28228388 A JP 28228388A JP H02127954 A JPH02127954 A JP H02127954A
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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。
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、ＣＶ黒鉛組織（芋虫状黒鉛組織）から成る鋳
鉄管を遠心力鋳造によって製造する方法に関する。
鉄管を遠心力鋳造によって製造する方法に関する。
（従来の技術）
ＣＶ黒鉛鋳鉄は、通常、黒鉛球状化率が３０〜７０％の
ものをいい、引張強さや伸びの点で球状黒鉛鋳鉄（以下
、ＦＣＤという）材に若干劣るものの普通鋳鉄（以下、
ＦＣという）材に比べて極めて優れており、またＦＣＤ
材に比べて製造が極めて容易である。このため、近年、
鋳造品に対する高品質化、多様化等の要請に応えうる材
料として注目されている。
ものをいい、引張強さや伸びの点で球状黒鉛鋳鉄（以下
、ＦＣＤという）材に若干劣るものの普通鋳鉄（以下、
ＦＣという）材に比べて極めて優れており、またＦＣＤ
材に比べて製造が極めて容易である。このため、近年、
鋳造品に対する高品質化、多様化等の要請に応えうる材
料として注目されている。
一般にＣ■黒鉛鋳鉄鋳物は、Ｍｇを含有しないＦＣ溶湯
の天場に対して黒鉛球状化剤（代表的なものとしてＭｇ
がある。）の添加量を調整したり、天場に黒鉛球状化阻
害元湯を含む処理剤（たとえば、Ｍｇ−Ｔｉ合金材）を
取鍋添加したり、あるいは所定の比率でＦＣＤ溶湯とＦ
Ｃ溶湯とを混合したりすることによって得られたＣｖ黒
鉛鋳鉄溶湯を置注鋳造して製作されている。
の天場に対して黒鉛球状化剤（代表的なものとしてＭｇ
がある。）の添加量を調整したり、天場に黒鉛球状化阻
害元湯を含む処理剤（たとえば、Ｍｇ−Ｔｉ合金材）を
取鍋添加したり、あるいは所定の比率でＦＣＤ溶湯とＦ
Ｃ溶湯とを混合したりすることによって得られたＣｖ黒
鉛鋳鉄溶湯を置注鋳造して製作されている。
（発明が解決しようとする課題）
金型遠心力鋳造法は鋳鉄管を多量生産する場合に極めて
経済的な方法であるが、Ｃｖ黒鉛鋳鉄管の製造にはあま
り適用されていないのが実情である。
経済的な方法であるが、Ｃｖ黒鉛鋳鉄管の製造にはあま
り適用されていないのが実情である。
これは、前述のような方法によって溶製されたＣＶ黒鉛
鋳鉄溶湯を用いて金型遠心力鋳造法によって鋳鉄管を製
作する場合、金型内に注湯された溶湯の外面側（すなわ
ち、金型と接触する側）と内面側とで大きな冷却速度の
差を生じて内面側の凝固が遅れる。そして、金型の回転
によって生ずる遠心力のため、溶湯中の球状化阻害元素
が前記未凝固の内面側に偏析することによって、内面側
にＦＣ組織が生成発達し易いからである。内面側に生成
したＦＣ組織は機械的性質がＣＶ黒鉛組織に比べて著し
く劣るので、鋳鉄管として十分な強度が得られず、健全
な製品が得られない。尚、外面側はＦＣＤ組織となる傾
向があるが製品品質上問題とならない。
鋳鉄溶湯を用いて金型遠心力鋳造法によって鋳鉄管を製
作する場合、金型内に注湯された溶湯の外面側（すなわ
ち、金型と接触する側）と内面側とで大きな冷却速度の
差を生じて内面側の凝固が遅れる。そして、金型の回転
によって生ずる遠心力のため、溶湯中の球状化阻害元素
が前記未凝固の内面側に偏析することによって、内面側
にＦＣ組織が生成発達し易いからである。内面側に生成
したＦＣ組織は機械的性質がＣＶ黒鉛組織に比べて著し
く劣るので、鋳鉄管として十分な強度が得られず、健全
な製品が得られない。尚、外面側はＦＣＤ組織となる傾
向があるが製品品質上問題とならない。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、金型遠
心力鋳造法によって、管内面までＣ■黒鉛組織を有する
鋳鉄管を得る方法を提供することを目的としている。
心力鋳造法によって、管内面までＣ■黒鉛組織を有する
鋳鉄管を得る方法を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するためになされた本発明は、普通鋳鉄
溶湯から成る天場に、該元湯量に対して０．００３〜０
．０１ｗｔ％の希土類金属を取鍋添加し、前記元湯量に
対して０．０１〜０．０４ｗｔ％のＭｇを遠心力鋳造用
金型に注湯中の溶湯に添加し、ＧＮ０４０以下で遠心力
鋳造することを発明の構成としている。
溶湯から成る天場に、該元湯量に対して０．００３〜０
．０１ｗｔ％の希土類金属を取鍋添加し、前記元湯量に
対して０．０１〜０．０４ｗｔ％のＭｇを遠心力鋳造用
金型に注湯中の溶湯に添加し、ＧＮ０４０以下で遠心力
鋳造することを発明の構成としている。
（作 用）
ＦＣ溶湯からなる天場にＭｇを０．０１〜０．０４ｗｔ
％添加するのは次の理由による。
％添加するのは次の理由による。
すなわち、一般にＣ■黒鉛鋳鉄は、その黒鉛球状化率が
３０％〜７０％の範囲であり、黒鉛球状化剤であるＭｇ
の添加量が０．０１ｗｔ％未満では黒鉛が球状化せず片
状黒鉛組織（ＦＣ組織）となり、一方、０．０４ｗｔ％
をこえると組織全体が球状化して球状黒鉛鋳鉄組織（通
常のダクタイル鋳鉄）となり、経済的でない。
３０％〜７０％の範囲であり、黒鉛球状化剤であるＭｇ
の添加量が０．０１ｗｔ％未満では黒鉛が球状化せず片
状黒鉛組織（ＦＣ組織）となり、一方、０．０４ｗｔ％
をこえると組織全体が球状化して球状黒鉛鋳鉄組織（通
常のダクタイル鋳鉄）となり、経済的でない。
Ｍｇの溶湯添加に際し、取鍋から金型に注湯中の溶湯流
に添加するので、Ｍｇが溶湯流に巻き込まれて均一な添
加ができる。
に添加するので、Ｍｇが溶湯流に巻き込まれて均一な添
加ができる。
また、希土類金属は、黒鉛球状化補助剤として使用され
、黒鉛球状化阻害元素（たとえば、Ｔｉ。
、黒鉛球状化阻害元素（たとえば、Ｔｉ。
Ｐｂ）の影響を中和して、黒鉛組織を整える上で有効で
ある。０．００３ ｗｔ％未満では鋳鉄管内面の未凝固
部分に偏析した球状化阻害元素の影響を中和できず、鋳
鉄管内面が片状黒鉛組織（ＦＣ組織）となる。０．０１
ｗｔ％をこえると相応する効果の向上が認められないた
め経済的でない。
ある。０．００３ ｗｔ％未満では鋳鉄管内面の未凝固
部分に偏析した球状化阻害元素の影響を中和できず、鋳
鉄管内面が片状黒鉛組織（ＦＣ組織）となる。０．０１
ｗｔ％をこえると相応する効果の向上が認められないた
め経済的でない。
尚、希土類金属は上記のように添加量が微少量であるの
で、溶湯に対して歩留り良く均一に添加するため、取鍋
添加するのがよい。
で、溶湯に対して歩留り良く均一に添加するため、取鍋
添加するのがよい。
Ｇ Ｎｏ、は遠心力による加速度を重力加速度の倍数で
表わしたものである。ＧＮαが４０をこえると鋳鉄管内
面側の未凝固部分への球状化阻害元素の偏析が過大とな
り、管内面側がＦＣ組織となる。尚、下限は特に示して
いないが、湯回り不良やレイニングなどの遠心力不足に
起因する不良が発生することなく、円滑な遠心力鋳造が
可能である値以上であることはもちろんである。
表わしたものである。ＧＮαが４０をこえると鋳鉄管内
面側の未凝固部分への球状化阻害元素の偏析が過大とな
り、管内面側がＦＣ組織となる。尚、下限は特に示して
いないが、湯回り不良やレイニングなどの遠心力不足に
起因する不良が発生することなく、円滑な遠心力鋳造が
可能である値以上であることはもちろんである。
（実施例）
本発明において使用する天場はＦＣ溶湯であればよいが
、好ましい化学組成を下記に示す。
、好ましい化学組成を下記に示す。
炭素光Ｉｔ ： ４．Ｏｗｔ％〜５．５ ｗｔ％Ｍｎ
： ０．２ ｗｔ％〜１．５ｗｔ％Ｐ ： ０．７ ｗ
ｔ％未満 Ｓ ： ０．０５ｗｔ％未満残部実質的
にＦｅ 以下に上記各成分の限定理由を述べる。
： ０．２ ｗｔ％〜１．５ｗｔ％Ｐ ： ０．７ ｗ
ｔ％未満 Ｓ ： ０．０５ｗｔ％未満残部実質的
にＦｅ 以下に上記各成分の限定理由を述べる。
炭素当量： ４．Ｏｗｔ％〜５．５ ｗｔ％５．５ ｗ
ｔ％をこえると強度の低下が大きくなり、一方４．Ｏｗ
ｔ％未満では共晶成分から離れ、鋳造性が著しく低下す
る。
ｔ％をこえると強度の低下が大きくなり、一方４．Ｏｗ
ｔ％未満では共晶成分から離れ、鋳造性が著しく低下す
る。
Ｍｎ ： ０．２ ｗｔ％〜１．５ｗＬ％Ｍｎは脱酸の
ために添加される元素であるが、０．２ｗｔ％未満では
脱酸効果が十分でなく、一方１．５ｗｔ％をこえると相
応する効果の向上が認められず経済的でなく、また脆く
なる。
ために添加される元素であるが、０．２ｗｔ％未満では
脱酸効果が十分でなく、一方１．５ｗｔ％をこえると相
応する効果の向上が認められず経済的でなく、また脆く
なる。
Ｐ ： ０．７ ｗｔ％未満、 Ｓ ： ０．０５ｗｔ
％未満いずれも材質を脆くするので少ない程望ましく、
Ｐは０．７ｗｔ％未満、Ｓは０ 、０５ｗ ｔ％未満に
止めておくのがよい。
％未満いずれも材質を脆くするので少ない程望ましく、
Ｐは０．７ｗｔ％未満、Ｓは０ 、０５ｗ ｔ％未満に
止めておくのがよい。
本発明で溶湯に添加されるＭｇは、Ｍｇ金属のはかＭｇ
系合金材（たとえば、Ｃｕ−Ｍｇ、 Ｎｉ −Ｍｇ、
Ｎｉ −５１−Ｍｇ、 Ｃａ−３１−Ｍｇ、 Ｍｇ−５
ｔ−Ｆｅ）が使用できる。
系合金材（たとえば、Ｃｕ−Ｍｇ、 Ｎｉ −Ｍｇ、
Ｎｉ −５１−Ｍｇ、 Ｃａ−３１−Ｍｇ、 Ｍｇ−５
ｔ−Ｆｅ）が使用できる。
そして、本発明では、？Ｉｇ金属または同合金材を、鋳
造用取鍋から金型へ注湯中の溶湯に添加し、該溶湯が凝
固するまでの間に溶湯のＣＶ黒鉛化処理を行なう。この
ため、上記添加材は溶湯添加俊速やかに溶解する必要が
あるので、その粒径は５瞭以下にすることが望ましい。
造用取鍋から金型へ注湯中の溶湯に添加し、該溶湯が凝
固するまでの間に溶湯のＣＶ黒鉛化処理を行なう。この
ため、上記添加材は溶湯添加俊速やかに溶解する必要が
あるので、その粒径は５瞭以下にすることが望ましい。
また、本発明で天場に添加される希土類金属としては、
希土類金属単体（単体として使用される希土類金属とし
て、たとえばＣｅがある。）のほか、希土類金属を含む
複化合物、たとえば、第１表に示すような化学組成を有
するミツシュメタルやセリウム強化メタルなどを用いて
もよい。
希土類金属単体（単体として使用される希土類金属とし
て、たとえばＣｅがある。）のほか、希土類金属を含む
複化合物、たとえば、第１表に示すような化学組成を有
するミツシュメタルやセリウム強化メタルなどを用いて
もよい。
第１表
加は、その添加量が微少量であるので、天場に対して歩
留り良く均一に添加するには取鍋添加が好適である。こ
の場合、添加に使用する取鍋としては遠心力鋳造設備中
の鋳造用取鍋（所謂、三角取鍋）又は配湯用取鍋を利用
すればよい。もっとも鋳造用取鍋を用いて置注添加すれ
ば、配湯取鍋中のＦＣ溶湯によって、ＦＣ材とＣ■黒鉛
鋳鉄材の吹き分けができる。
留り良く均一に添加するには取鍋添加が好適である。こ
の場合、添加に使用する取鍋としては遠心力鋳造設備中
の鋳造用取鍋（所謂、三角取鍋）又は配湯用取鍋を利用
すればよい。もっとも鋳造用取鍋を用いて置注添加すれ
ば、配湯取鍋中のＦＣ溶湯によって、ＦＣ材とＣ■黒鉛
鋳鉄材の吹き分けができる。
希土類金属やその複化合物の形状は上記添加操作によっ
て天場に溶解するような大きさであればよい。
て天場に溶解するような大きさであればよい。
以下、具体的製造実施例について説明する。
〈実施例Ａ〉
第１図は本実施例の鋳鉄管鋳造状況を略示しており、配
湯用取鍋８によって第２表に示す化学組成を有するＦＣ
元湯を鋳造用取鍋６に注湯した（図中、点線矢印で示し
た。）。この際、希土類金属として前記第１表に示した
ようなミツシュメタル（含有全希土類金属（Ｔ、ＲＥ）
量９８．３８％形状５ｍｍφＸ２００ｍａ／りを、前記
鋳造用取鍋６に置注添加した。
湯用取鍋８によって第２表に示す化学組成を有するＦＣ
元湯を鋳造用取鍋６に注湯した（図中、点線矢印で示し
た。）。この際、希土類金属として前記第１表に示した
ようなミツシュメタル（含有全希土類金属（Ｔ、ＲＥ）
量９８．３８％形状５ｍｍφＸ２００ｍａ／りを、前記
鋳造用取鍋６に置注添加した。
第２表
（注）単位 重量％、残部実質的にＦｅそして、前記鋳
造用取鍋６から遠心力鋳造用金型１にトラフ４を介して
注湯中の希土類金属を含む溶湯に対し、Ｍｇ源としてＭ
ｇ ５ｉ−Ｆｅ合金（Ｍｇ ：６．７４ｗｔ％５粒度
４２メツシユ〜１５０メツシユ）を投入用ホッパー７か
ら適宜添加しつつ、ＧＮα３０で金型遠心力鋳造して外
径５００ｍｍ、管長２５００＋ｎ［ＩＩ、管厚６ｍｍ、
背型２００ｋｇの鋳鉄管を製造した。尚、図中２は中子
、５は回転ローラーである。また、図中矢印は鋳造用取
鍋６の傾動する方向を示している。
造用取鍋６から遠心力鋳造用金型１にトラフ４を介して
注湯中の希土類金属を含む溶湯に対し、Ｍｇ源としてＭ
ｇ ５ｉ−Ｆｅ合金（Ｍｇ ：６．７４ｗｔ％５粒度
４２メツシユ〜１５０メツシユ）を投入用ホッパー７か
ら適宜添加しつつ、ＧＮα３０で金型遠心力鋳造して外
径５００ｍｍ、管長２５００＋ｎ［ＩＩ、管厚６ｍｍ、
背型２００ｋｇの鋳鉄管を製造した。尚、図中２は中子
、５は回転ローラーである。また、図中矢印は鋳造用取
鍋６の傾動する方向を示している。
第２図は上記操作によって上記寸法の鋳鉄管を遠心力鋳
造によって製造するに際して、ミツシュメタルとＦｌｇ
−３ｉ−Ｆｅ合金材を種々の割合で添加した場合に得ら
れる鋳鉄管の組織を示している。尚、図中Ｍ８添加量は
、使用したＭｇ−３ｉ−Ｆｅ合金材からＭｇ分として求
めた値を示した。希土類金属添加量もミツシュメタル添
加量より計算によって求めた値を使用している。
造によって製造するに際して、ミツシュメタルとＦｌｇ
−３ｉ−Ｆｅ合金材を種々の割合で添加した場合に得ら
れる鋳鉄管の組織を示している。尚、図中Ｍ８添加量は
、使用したＭｇ−３ｉ−Ｆｅ合金材からＭｇ分として求
めた値を示した。希土類金属添加量もミツシュメタル添
加量より計算によって求めた値を使用している。
同図より、球状化処理剤であるＭｇの添加だけでは鋳鉄
管内面のＦＣ組織化を阻止することができないことがわ
かる。そして、Ｃ■黒鉛鋳鉄組織を得るためには、Ｍｇ
と共に希土類金属を添加共存させて管内面側に偏析した
球状化阻害元素の影響を中和させることが必要であるこ
とがわかる。
管内面のＦＣ組織化を阻止することができないことがわ
かる。そして、Ｃ■黒鉛鋳鉄組織を得るためには、Ｍｇ
と共に希土類金属を添加共存させて管内面側に偏析した
球状化阻害元素の影響を中和させることが必要であるこ
とがわかる。
次に、第２表のＦＣ元湯に対して、希土類金属０．００
６ ｗｔ％とＭｇ Ｏ，０１ｗｔ％を前記と同様の操作
で天場に添加しつつ、種々のＧＮαで前記と同寸法の鋳
鉄管を遠心力鋳造によって製造した。
６ ｗｔ％とＭｇ Ｏ，０１ｗｔ％を前記と同様の操作
で天場に添加しつつ、種々のＧＮαで前記と同寸法の鋳
鉄管を遠心力鋳造によって製造した。
第３図は、上記操作によって得た鋳鉄管の組織とＧ Ｎ
ｏ、との関係を示しており、同図よりＯＮα４０以下で
遠心力鋳造することによって管内面まで良好なＣｖ黒鉛
組織となることが確かめられた。
ｏ、との関係を示しており、同図よりＯＮα４０以下で
遠心力鋳造することによって管内面まで良好なＣｖ黒鉛
組織となることが確かめられた。
〈実施例Ｂ〉
第３表は、他の実施例および比較例をまとめて示したも
のであるが、実施例１．２および３では管内面までＣ■
黒鉛鋳鉄組織から成る鋳鉄管を得ることができたが、比
較例では希土類金属の添加量を本発明外の０．００２％
としたため、管内面がＣ■黒鉛鋳鉄組織とならずＦＣ組
織となった。
のであるが、実施例１．２および３では管内面までＣ■
黒鉛鋳鉄組織から成る鋳鉄管を得ることができたが、比
較例では希土類金属の添加量を本発明外の０．００２％
としたため、管内面がＣ■黒鉛鋳鉄組織とならずＦＣ組
織となった。
（次
葉）
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明の製造方法によれば、遠心力
鋳造に際して適切なＧＮαを選択することによって溶湯
中の黒鉛球状化阻害元素が鋳造中に未凝固の管の内面側
に過度に偏析するのを抑える。
鋳造に際して適切なＧＮαを選択することによって溶湯
中の黒鉛球状化阻害元素が鋳造中に未凝固の管の内面側
に過度に偏析するのを抑える。
さらに、溶湯中に黒鉛球状化処理剤と共に希土類金属を
添加しておくことによって、該希土類金属が管の内面側
に偏析した黒鉛球状化阻害元素の影響を中和して内面側
がＦＣ組織となるのを防止するので、管内面までＣＶ黒
鉛鋳鉄組織を有する鋳鉄管を、金型遠心力鋳造法によっ
て容易に製造することができる。
添加しておくことによって、該希土類金属が管の内面側
に偏析した黒鉛球状化阻害元素の影響を中和して内面側
がＦＣ組織となるのを防止するので、管内面までＣＶ黒
鉛鋳鉄組織を有する鋳鉄管を、金型遠心力鋳造法によっ
て容易に製造することができる。
また、ＦＣ溶湯に希土類金属を取鍋で添加し、Ｍｇを前
記取鍋から金型に注湯中の溶湯流に添加するので、鋳造
前の天場のＣＶ黒鉛化処理作業を省略することができ、
溶湯温度低下が防止でき、生成スラグ量も減少するので
取鍋スラグの除滓作業が軽減できる。
記取鍋から金型に注湯中の溶湯流に添加するので、鋳造
前の天場のＣＶ黒鉛化処理作業を省略することができ、
溶湯温度低下が防止でき、生成スラグ量も減少するので
取鍋スラグの除滓作業が軽減できる。
第１図は本発明の実施例の鋳鉄管鋳造状況を示す説明図
、第２図は一定ＧＮαにおけるＭｇ添加量および希土類
金属添加量と黒鉛組織との関係を示す説明図、第３図は
Ｇ Ｎｏ、と黒鉛組織との関係を示す説明図である。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社代 理 人
弁理士 安 １）敏 雄第 図 第 図
、第２図は一定ＧＮαにおけるＭｇ添加量および希土類
金属添加量と黒鉛組織との関係を示す説明図、第３図は
Ｇ Ｎｏ、と黒鉛組織との関係を示す説明図である。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社代 理 人
弁理士 安 １）敏 雄第 図 第 図
Claims (1)
- （１）普通鋳鉄溶湯から成る元湯に、該元湯量に対して
０．００３〜０．０１ｗｔ％の希土類金属を取鍋添加し
、前記元湯量に対して０．０１〜０．０４ｗｔ％のＭｇ
を遠心力鋳造用金型に注湯中の溶湯に添加し、ＧＮｏ．
４０以下で遠心力鋳造することを特徴とする遠心力鋳造
法によるＣＶ黒鉛鋳鉄管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28228388A JPH02127954A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 遠心力鋳造法によるｃｖ黒鉛鋳鉄管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28228388A JPH02127954A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 遠心力鋳造法によるｃｖ黒鉛鋳鉄管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02127954A true JPH02127954A (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=17650412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28228388A Pending JPH02127954A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 遠心力鋳造法によるｃｖ黒鉛鋳鉄管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02127954A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008221309A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Honda Motor Co Ltd | 円筒形状体の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-08 JP JP28228388A patent/JPH02127954A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008221309A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Honda Motor Co Ltd | 円筒形状体の製造方法 |
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