JPH03104840A - 傾斜的組織を有する鋳鉄鋳物の製造方法 - Google Patents
傾斜的組織を有する鋳鉄鋳物の製造方法Info
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- JPH03104840A JPH03104840A JP1282589A JP1282589A JPH03104840A JP H03104840 A JPH03104840 A JP H03104840A JP 1282589 A JP1282589 A JP 1282589A JP 1282589 A JP1282589 A JP 1282589A JP H03104840 A JPH03104840 A JP H03104840A
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Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は傾斜的機能を有する鋳鉄鋳物に関するもので、
自動車のエンジン駆動関係に使用される鋳鉄及び鉄系の
部品全般に利用されるものである。
自動車のエンジン駆動関係に使用される鋳鉄及び鉄系の
部品全般に利用されるものである。
（従来の技術）
本発明に係る従来技術としては（１）特開昭６２−１１
０８５４号公報及び（２）特開昭６２＝１９２２５０号
公報がある。
０８５４号公報及び（２）特開昭６２＝１９２２５０号
公報がある。
前記従来技術は第６図に示すように、ブレーキのロータ
に於いて軸心より離れた周辺部にあるディスク状の摺動
部１１を鋳造材のハイダンピングＦＣ（ＦＣＨＤ）によ
り形成し、軸心に近いハブ部ｌ２を強靭なＦＣＤまたは
ＣＶにより形或し前記摺動部とハブ部とはやや立ちあが
った連結部１３により連結一体形成されたブレーキロー
タで１４は放熱孔、１５は軸孔、Ａは前記ＦＣＨＤとＦ
ＣＤとの境界で、この様な複数材料よりなる鋳造品の鋳
造方法及び装置である。
に於いて軸心より離れた周辺部にあるディスク状の摺動
部１１を鋳造材のハイダンピングＦＣ（ＦＣＨＤ）によ
り形成し、軸心に近いハブ部ｌ２を強靭なＦＣＤまたは
ＣＶにより形或し前記摺動部とハブ部とはやや立ちあが
った連結部１３により連結一体形成されたブレーキロー
タで１４は放熱孔、１５は軸孔、Ａは前記ＦＣＨＤとＦ
ＣＤとの境界で、この様な複数材料よりなる鋳造品の鋳
造方法及び装置である。
この威形装置を第７図に示す。１６は鋳型（上型２０，
下型２１及びロータ１９よりな（２）で垂直な軸心１７
を中心に回転軸１８により高速回転する。鋳型ｌ６の停
止中に周辺湯口２２より前記鋳型ｌ６の周辺空隙部２３
内に、先にＦＣＨＤの所定量の注湯を行い、前記周辺空
隙部内のＦＣＨＤの溶湯レベルを一定に保持し、次いで
所定のタイムラグを置いて前記鋳型ｌ６のハブ空隙部２
４内に中央湯口２５及び中央湯道２６よりＦＣＤ又はＣ
Ｖの所定量を連結空間２７をへて注湯し、前記鋳型を高
速回転せしめ、前記ＦＣＨＤとＦＣＤ又はＣＶの両材を
第６図に示す境界面Ａと融合せしめ複数部材を形成し一
体鋳造を行う複数材の回転鋳造法である。
下型２１及びロータ１９よりな（２）で垂直な軸心１７
を中心に回転軸１８により高速回転する。鋳型ｌ６の停
止中に周辺湯口２２より前記鋳型ｌ６の周辺空隙部２３
内に、先にＦＣＨＤの所定量の注湯を行い、前記周辺空
隙部内のＦＣＨＤの溶湯レベルを一定に保持し、次いで
所定のタイムラグを置いて前記鋳型ｌ６のハブ空隙部２
４内に中央湯口２５及び中央湯道２６よりＦＣＤ又はＣ
Ｖの所定量を連結空間２７をへて注湯し、前記鋳型を高
速回転せしめ、前記ＦＣＨＤとＦＣＤ又はＣＶの両材を
第６図に示す境界面Ａと融合せしめ複数部材を形成し一
体鋳造を行う複数材の回転鋳造法である。
（発明が解決しようとする課題）
しかし前記複数材の回転鋳造法は、次の様な問題点があ
る。
る。
（１）一つの製品を作或するにあたり、２度にわたって
注湯作業を行う必要があり、工数が増大する。
注湯作業を行う必要があり、工数が増大する。
（２）２相境界面を軸心と平行に近い大きな面積を保つ
様にするために、面を垂直に近づけるための複数材の鋳
込時間、タイムラグ、高速回転開始時間、回転数等のコ
ントロールが難しく、各ロフト間の管理が難しい。
様にするために、面を垂直に近づけるための複数材の鋳
込時間、タイムラグ、高速回転開始時間、回転数等のコ
ントロールが難しく、各ロフト間の管理が難しい。
（３）２度目の注湯のタイムラグが長いと境界面におい
ては凝固した外層の内側面には酸化物皮膜が形或される
ことや、外層との境界部に生しる内層の薄い凝固殻（チ
ル層）の存在によって両層間には完全な接合は困難であ
り、タイムラグが短いと外層の凝固があまり進んでいな
い間に内層部を注湯するので、外層部に内層部の戒分が
混入して外層の巾が薄くなる場合があり、層の厚さをコ
ントロールするのが困難である。
ては凝固した外層の内側面には酸化物皮膜が形或される
ことや、外層との境界部に生しる内層の薄い凝固殻（チ
ル層）の存在によって両層間には完全な接合は困難であ
り、タイムラグが短いと外層の凝固があまり進んでいな
い間に内層部を注湯するので、外層部に内層部の戒分が
混入して外層の巾が薄くなる場合があり、層の厚さをコ
ントロールするのが困難である。
（４）前記成形装置に使用する鋳型では、周辺湯口等の
存在により、鋳型全体から見て成形回転中のバランスが
とりづらい。
存在により、鋳型全体から見て成形回転中のバランスが
とりづらい。
（５）鋳型構造が複雑であり、湯まわり不良が部分的に
おきる。
おきる。
本発明は傾斜的機能を有する鋳鉄鋳物に於いて、多段階
（２度以上）に分けて注湯することなく、一度の注湯で
かつ必要な部分のみが強度、硬度、耐摩耗性に優れた鋳
鉄鋳物を得ることを技術的課題とするものである。
（２度以上）に分けて注湯することなく、一度の注湯で
かつ必要な部分のみが強度、硬度、耐摩耗性に優れた鋳
鉄鋳物を得ることを技術的課題とするものである。
（課題を解決するための手段）
前記課題を解決するために講じた技術的手段は次のよう
である。すなわち、 （１）Ｆｅ−Ｓｉ −Ｍｇ系などの球状化処理剤を使用
して０． ２〜０．８ｗｔ％で、かつ適正の粒系である
５〜５０にメッシュに調整したものを、金型温度１０
０〜５００℃に予熱した金型及び砂型などの遠心鋳造用
の成形用金型に、特に強度、耐摩耗性等の強度を付与し
たい部位に、あらかしめ前記処理をセットした後に、Ｆ
Ｃ溶湯を１３５０〜１５５０℃の注湯温度に上げたもの
を遠心力ＧＴｈＯ〜１０００になるまで回転が上がった
鋳型中に所定量注湯し、軸心より離れた周辺部を球状黒
鉛鋳鉄（ＦＣＤ）により形成し、軸心に近づくつれてＣ
Ｖ黒鉛鋳鉄、更にねずみ鋳鉄（Ｆ Ｃ）と傾斜的な組織
変化が得られる鋳鉄鋳物、又は、（２）金型温度を１０
０〜５００℃に予熱し遠心力ＧＩ１ｈＯ−１ ０ ０
０になるまで回転が上がった鋳型中に、ＦＣ溶湯を注湯
温度■３５０〜１５５０℃に上げたものを所定量注湯す
る場合に、機能を必要とする部分にＦｅ−Ｓｉ −Ｍｇ
系の球状化処理剤を０．２〜０．８ｗｔ％で、かつ粒径
が ５〜５０に調整したものを溶湯に沿って添加し、機
能が必要な部分のみをＦＣＤ材とし、その周辺よりＣＶ
材更にＦＣ材に傾斜的な組織変化が得られる鋳鉄鋳物で
ある。
である。すなわち、 （１）Ｆｅ−Ｓｉ −Ｍｇ系などの球状化処理剤を使用
して０． ２〜０．８ｗｔ％で、かつ適正の粒系である
５〜５０にメッシュに調整したものを、金型温度１０
０〜５００℃に予熱した金型及び砂型などの遠心鋳造用
の成形用金型に、特に強度、耐摩耗性等の強度を付与し
たい部位に、あらかしめ前記処理をセットした後に、Ｆ
Ｃ溶湯を１３５０〜１５５０℃の注湯温度に上げたもの
を遠心力ＧＴｈＯ〜１０００になるまで回転が上がった
鋳型中に所定量注湯し、軸心より離れた周辺部を球状黒
鉛鋳鉄（ＦＣＤ）により形成し、軸心に近づくつれてＣ
Ｖ黒鉛鋳鉄、更にねずみ鋳鉄（Ｆ Ｃ）と傾斜的な組織
変化が得られる鋳鉄鋳物、又は、（２）金型温度を１０
０〜５００℃に予熱し遠心力ＧＩ１ｈＯ−１ ０ ０
０になるまで回転が上がった鋳型中に、ＦＣ溶湯を注湯
温度■３５０〜１５５０℃に上げたものを所定量注湯す
る場合に、機能を必要とする部分にＦｅ−Ｓｉ −Ｍｇ
系の球状化処理剤を０．２〜０．８ｗｔ％で、かつ粒径
が ５〜５０に調整したものを溶湯に沿って添加し、機
能が必要な部分のみをＦＣＤ材とし、その周辺よりＣＶ
材更にＦＣ材に傾斜的な組織変化が得られる鋳鉄鋳物で
ある。
（作用）
鋳鉄組織形態に於いて、黒鉛形態はＦＣＤが球状であり
ＦＣが片状で、ＣｖはＦＣＤとＦＣの中間の所謂いもむ
し状である。（第５図に示す）鋳鉄中に現れる黒鉛の形
状は一般に球状から片状まで極めて多岐にわたっており
、ＦＣはスタンダードな特性を持ち、ＦＣＤは強度、伸
び、硬度ともＦＣに比べ大幅にアップしている。
ＦＣが片状で、ＣｖはＦＣＤとＦＣの中間の所謂いもむ
し状である。（第５図に示す）鋳鉄中に現れる黒鉛の形
状は一般に球状から片状まで極めて多岐にわたっており
、ＦＣはスタンダードな特性を持ち、ＦＣＤは強度、伸
び、硬度ともＦＣに比べ大幅にアップしている。
第１表はＦＣＤ，ＣＶ，ＦＣの特性比較表である。
第１表よりＦＣＤは引張強さ、硬さとも優れている、尚
、前記ＦＣＨＤはＦＣとほぼ同じ材料である。
、前記ＦＣＨＤはＦＣとほぼ同じ材料である。
黒鉛の球状化処理についてはＦＣ材の化学組織として高
炭素、高ケイ素のものが望ましく溶湯（ＦＣ材）の基地
組織をコントロールするには、Ｃ，Ｓｉ量は勿論のこと
、Ｍｎ．Ｎｉ，Ｃｕなどの元素も必要であるが、球状化
処理剤としては純Ｍｇ，Ｎｉ−Ｍｇ．Ｃｕ−Ｍｇ合金等
があり、主流としてはＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金（＋αとし
て希土類金属）のＭｇが４〜６％程度で、前記元湯に対
して１４５０℃以上の出湯温度で、前記処理剤と含浸反
応させることで黒鉛を球状化し、鋳造歩留りを良くする
ものである。
炭素、高ケイ素のものが望ましく溶湯（ＦＣ材）の基地
組織をコントロールするには、Ｃ，Ｓｉ量は勿論のこと
、Ｍｎ．Ｎｉ，Ｃｕなどの元素も必要であるが、球状化
処理剤としては純Ｍｇ，Ｎｉ−Ｍｇ．Ｃｕ−Ｍｇ合金等
があり、主流としてはＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金（＋αとし
て希土類金属）のＭｇが４〜６％程度で、前記元湯に対
して１４５０℃以上の出湯温度で、前記処理剤と含浸反
応させることで黒鉛を球状化し、鋳造歩留りを良くする
ものである。
次に鋳造金型のギャビテイ内側に前記処理剤を配置し、
型内に注湯後遠心鋳造を行った場合、鋳型が高速回転中
に軸心部から溶湯（ＦＣ材〉が流し込まれ、遠心力によ
り溶湯が強い圧力（Ｇ）により処理材部に浸入し、溶湯
との反応が起こり、球状化処理が始まるが、部分的にし
か処理が行われない量であることと、遠心成形中に凝固
がおこり、処理反応が途中で終わるために、最外周部か
ら軸心にかけてＦＣＤ−ＣＶ−ＦＣの状態に傾斜的に変
化した組織となるものである。
型内に注湯後遠心鋳造を行った場合、鋳型が高速回転中
に軸心部から溶湯（ＦＣ材〉が流し込まれ、遠心力によ
り溶湯が強い圧力（Ｇ）により処理材部に浸入し、溶湯
との反応が起こり、球状化処理が始まるが、部分的にし
か処理が行われない量であることと、遠心成形中に凝固
がおこり、処理反応が途中で終わるために、最外周部か
ら軸心にかけてＦＣＤ−ＣＶ−ＦＣの状態に傾斜的に変
化した組織となるものである。
この様な方法により外周部が強く、硬く、内周部にゆく
に従って柔らかい特性を有する製品を１つの鋳型で、か
つ１度注湯、回転により威形できるものである。
に従って柔らかい特性を有する製品を１つの鋳型で、か
つ１度注湯、回転により威形できるものである。
（実施例）
以下実施例により説明する。
第ｌ図のＰは円盤形状の自動車部品で、第２図は成形装
置である。
置である。
１は上型、２は下型で、３は上型締部で、４はロー夕、
５は回転軸で、Ｐは前記円盤状の製品で７は後述の処理
剤で８は湯口であり、１０は全体の鋳型を示す。
５は回転軸で、Ｐは前記円盤状の製品で７は後述の処理
剤で８は湯口であり、１０は全体の鋳型を示す。
前記鋳造装置に於いてその鋳造方法を述べれば、鋳造型
１０は予め、球状化処理材として３５メッシュのＦｅ−
Ｓｉ−Ｍｇ処理剤を７に示し、下型２の内側面の位置に
０．５ｗｔ％となる様にいれ、杓３００℃に予熱した後
、Ｃ〜３．５、Ｓｉ〜２．４Ｍｎ〜０。３、Ｐ−０．０
４、Ｓ〜０．０１８各一ｔ％のｍ或の１４００℃の溶湯
を回転軸５を中心に高速回転（キャビテイ最外周で５０
０Ｇ）させた鋳型１０に湯口８より鋳込むもので、第２
図の一点鎖線９は溶湯の回転中状況で、湯口の寸法はａ
≦ｂが好ましい。
１０は予め、球状化処理材として３５メッシュのＦｅ−
Ｓｉ−Ｍｇ処理剤を７に示し、下型２の内側面の位置に
０．５ｗｔ％となる様にいれ、杓３００℃に予熱した後
、Ｃ〜３．５、Ｓｉ〜２．４Ｍｎ〜０。３、Ｐ−０．０
４、Ｓ〜０．０１８各一ｔ％のｍ或の１４００℃の溶湯
を回転軸５を中心に高速回転（キャビテイ最外周で５０
０Ｇ）させた鋳型１０に湯口８より鋳込むもので、第２
図の一点鎖線９は溶湯の回転中状況で、湯口の寸法はａ
≦ｂが好ましい。
前記方法にて得られた製品の組織図を第４図及び第５図
に示す。
に示す。
製品Ｐの黒鉛のｍ織は外周部（Ａ）、中央部（Ｂ）内周
部（Ｃ）に示すように外周から内側に配列し、第５図は
その拡大図である。第５図の組織図より３０は粒状のＦ
ＣＤ３１はいもむし状のＣＶ１３２は片状のＦＣで本実
施例ではその割合が約３０％づつの分布状況であった。
部（Ｃ）に示すように外周から内側に配列し、第５図は
その拡大図である。第５図の組織図より３０は粒状のＦ
ＣＤ３１はいもむし状のＣＶ１３２は片状のＦＣで本実
施例ではその割合が約３０％づつの分布状況であった。
又硬さについては第３図に示すように外周が硬＜ （
ＦＣＤ）内周に向かって次第に柔らか＜ （ＣＶ−Ｆ
Ｃ）なる傾斜的な特性をもつもので、グラフ中、長さで
約９０ｍの位置が製品の回転中心線（６）である。
ＦＣＤ）内周に向かって次第に柔らか＜ （ＣＶ−Ｆ
Ｃ）なる傾斜的な特性をもつもので、グラフ中、長さで
約９０ｍの位置が製品の回転中心線（６）である。
本発明は次の効果を有する。すなわち、（１）必要な部
分のみに強度、硬度、耐摩耗性などを付与することが可
能であり、 （２）多段階（２度以上）に分けて注湯するのではなく
、１度だけの注湯作業で必要な所に機能が付与でき、工
程短縮及び溶湯の管理が容易である。
分のみに強度、硬度、耐摩耗性などを付与することが可
能であり、 （２）多段階（２度以上）に分けて注湯するのではなく
、１度だけの注湯作業で必要な所に機能が付与でき、工
程短縮及び溶湯の管理が容易である。
（３〉境界をはつきりさせずに必要な所に機能を付与す
ることができるので、従来技術のような境界部の接合不
良とか、熱膨張率の相違による内部残留応力による割れ
の発生といった接合境界での欠陥の要因をなくすること
ができる。
ることができるので、従来技術のような境界部の接合不
良とか、熱膨張率の相違による内部残留応力による割れ
の発生といった接合境界での欠陥の要因をなくすること
ができる。
（４）部分的にＦＣＤ化することで、従来の全体をＦＣ
Ｄ化するよりも、かなりのコスト低減ができる。
Ｄ化するよりも、かなりのコスト低減ができる。
（５）処理剤との反応中に遠心力も働いているため、処
理時に発生するガスが遠心力により鋳物外へ容易に排出
され、かつ緻密で健全な鋳物が製造できるものである。
理時に発生するガスが遠心力により鋳物外へ容易に排出
され、かつ緻密で健全な鋳物が製造できるものである。
第１図は製品の断面図、第２図は本実施例の成形装置の
断面図、第３図は製品の回転中心より外周部の硬度の分
布状況の説明図、第４図は製品の黒鉛の組織図、第５図
は第４図の拡大図、第６図は従来例の説明図、第７図は
従来例の鋳造装置の説明図である。 ５・・・回転軸， ６・・・回転中心． ７・・・球状処理剤 ８・・・湯口， １０・・・鋳型． Ｐ・・・製品， ３０・・・ＦＣＤ ３１・・・ＣＶ． ３２・・・ＦＣ，
断面図、第３図は製品の回転中心より外周部の硬度の分
布状況の説明図、第４図は製品の黒鉛の組織図、第５図
は第４図の拡大図、第６図は従来例の説明図、第７図は
従来例の鋳造装置の説明図である。 ５・・・回転軸， ６・・・回転中心． ７・・・球状処理剤 ８・・・湯口， １０・・・鋳型． Ｐ・・・製品， ３０・・・ＦＣＤ ３１・・・ＣＶ． ３２・・・ＦＣ，
Claims (2)
- （１）Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ系などの球状化処理剤を使用し
て０．２〜０．８ｗｔ％で、かつ適正の粒径である５〜
５０メッシュに調整したものを金型温度１００〜５００
℃に予熱した金型及び砂型などの遠心鋳造用の成形金型
に、特に強度、耐摩耗性等の特性を付与したい部位に、
あらかじめ前記球状化処理剤をセットした後に、ＦＣ溶
湯を１３５０〜１５５０℃の注湯温度にし、遠心力ＧＮ
ｏ．０〜１０００になるまで回転が上がつた鋳型中に所
定量注湯し、回転軸心より離れた周辺部を球状黒鉛鋳鉄
（ＦＣＤ）により形成し、軸心に近づくにつれてＣＶ黒
鉛鋳鉄、更にねずみ鋳鉄（ＦＣ）と傾斜的な組織変化を
有する鋳鉄鋳物。 - （２）金型温度を１００〜５００℃に予熱し、遠心力Ｇ
Ｎｏ．０〜１０００になるまで回転が上がつた鋳型中に
、ＦＣ溶湯を注湯温度１３５０〜１５５０℃にて注湯す
る場合に、鋳物製品の機能を必要とする部分にＦｅ−Ｓ
ｉ−Ｍｇ系の球状化処理剤を０．２〜０．８ｍｔ％で、
かつ粒径が５〜５０のメッシュに調整したものを溶湯に
沿つて添加し、鋳造製品において機能が必要な部分のみ
をＦＣＤとし、その周辺よりＣＶ、更にＦＣと傾斜的な
組織変化を有する鋳鉄鋳物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012825A JPH0759732B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 傾斜的組織を有する鋳鉄鋳物の製造方法 |
| US07/909,659 US5316068A (en) | 1989-01-20 | 1992-07-07 | Method for producing casting with functional gradient |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012825A JPH0759732B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 傾斜的組織を有する鋳鉄鋳物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS61201754A (ja) * | 1985-03-05 | 1986-09-06 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | スリ−ブレスシリンダブロツク |
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| US6793784B1 (en) | 1999-11-05 | 2004-09-21 | W. C. Heraeus Gmbh & Co. Kg | Tube target |
| KR100682627B1 (ko) * | 2005-11-08 | 2007-02-15 | (주)미정금속 | 금속판재제조용 원심주조주형 |
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