JPH0320439A - 金型鋳造用耐摩耗性鋳鉄 - 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、金型鋳造用として適する耐摩耗性鋳鉄に関す
るものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）近年、
鋳造工程における環境改善あるいは自動化等のニーズに
対応した技術として、従来から多用されている砂型を用
いず、金型を用いて鋳鉄の鋳造を行う、所謂金型鋳造法
が注目されるようになっできている。この金型鋳造法は
、冷却速度が従来の砂型鋳造に比べて大幅に大きくなる
ところから、鋳鉄組織中における黒鉛の微細化が図れ、
且つ強度、肢削性に優れたものが得られるという材料特
性の点、砂かみ等の従来の砂型鋳造に見られた鋳造欠陥
もなく、寸法精度にも優れているという鋳造作業の点を
考慮すれば、今後における鋳鉄鋳造法と↓て注目される
ものとなってきつつある。

ところで、上記の如き特性を有する金型鋳造法により鋳
造される鋳鉄は、冷却速度が大きいところから、鋳鉄材
料の組成によっては脆性の高いチル組織を生成し易く、
披削性に劣るものとなりなり易いし、被削性に富むフエ
ライト組織を多く含む鋳鉄とする場合、耐摩耗性に劣る
ものとなるおそれがある。

例えば、特開昭５９−２０２１５６号公報に開示されて
いるように、熱伝導率の高い銅合金製の金型を用い、強
制冷却して冷却速度を速め、離型時間を規制することに
より、内部まで均一な共晶状の黒鉛を有する鋳鉄製品を
得るようにしたものが提案されているが、この場合、基
地の大部分がフエライト組織となっていて、耐摩耗性が
不十分となる。また、特開昭５８−３４１６０号公報に
開示されているように、ＣＳＳｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ％Ｃｒ
およびＴｉの組成比率を限定して金型鋳造したものが提
案されているが、この場合、基地はパーライト組織とな
っているものの、硬度が高くなり過ぎ、被削性が悪化す
るおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、鋳造組成
中におけるＳｉ，ＭｎおよびＴｉの含有量とＣｕ．Ｃｒ
ＳＳｎの添加量を規定することにより、被削性および耐
摩耗性に優れた鋳鉄を得ることを目的とするものである
。

（課題を解決するための構或） 本発明では、上記課題を解決するための構成として、金
型鋳造用耐摩耗性鋳鉄の組成を、Ｃ：３．６〜４．０重
量％、Ｓｉ：１．８〜２、０重量％、Ｍｎ：０．１〜０
．５重量％、Ｓ：０．０３重量％以下、Ｔｉ：０．０５
〜０．１５重量％と、Ｃ　ｕ：０．　３〜１．　０重量
％、Ｃ　ｒｈｏ、１〜４．４重量％、Ｓｎ＋０．０６〜
０．１５重量％のうちの少なくとも１種とを含み、残部
Ｆｅの組成となしている。

上記の如き組成としたことにより、鋳鉄組織中における
フエライトおよびチル組織の発生が大幅に抑制されるこ
ととなる。

上記組成の限定理由を以下に説明する。

Ｃ：３、６〜４．０重量％ ＣはＳｉとともにチル組織発生に影響を及ぼす最も重要
な元素であり、３、６重社％以下では、チル組織の発生
が激しく、基材の変形を生じたり、鋳造後における熱処
理によるチル分解に長時間を要することとなるため、こ
れを下限とするのが望ましい。一方、４、Ｏ重重％以上
では、黒鉛の微細化が図れず、粗大化が激しくなるとこ
ろから、これを上限とするのが望ましい。

Ｓｉ：１．６〜２，０重量％ ＳｉはＣと同様にチル組織生成に影響を及ぼす元素であ
ると同時に、フエライト化促進元素でもある。このため
、本発明では、７・エライト組織の生成を抑制すべく通
常のＳｉ量より低めに限定している。即ち、２．０重量
％以上では従来通りフェライト組織を多量に生成するこ
ととなるため、これを上限とするのが望ましい。一方、
１．６ｆｉｌ％以下では、鋳造性の悪化およびチル組織
生成が著しくなるため、これを下限とするのが望ましい
。

Ｍ　ｎ：０．　１〜０．　４重量％ Ｍｎはチル化促進元素であるため、Ｓｉ量低下に伴うチ
ル組織生成を防止するため通常のＭｎ量から大幅に低下
させる必要がある。即ち、０，４重量％以上では、チル
組織の生戊が著しくなるところから、これを上限とする
のが望ましい。一方、０．１重量％以下では、パーライ
ト化を促進することが困難となり、また製造コスト上も
不利となるため、これを下限とするのが望ましい。

Ｓ：０．０３重量％以下 ＳはＭｕとのバランスが重要な元素であり、Ｍｎ量の低
下に伴いＳの量も低減する必要がある。これは、Ｍｎに
対してＳが過剰に存在すると、黒鉛化に有害な作用をな
すためであり、これを上限とするのが望ましい。

Ｔ　ｉ：０．　０５〜Ｑ．１５重量％ Ｔｉは黒鉛の微細化を図るために添加される元素であり
、０．４］５重量％以下ではその効果が表れないため、
これを下限とするのが望ましい。一方、０．ｌ５重量％
以上では、その効果は飽和し、コスト的に不利となるた
め、これを上限とするのが望ましい。

Ｃｕ，Ｃｒ％Ｓｎの少なくとも１種 鋳造品の肉厚により最適範囲は決定されるが、下記範囲
以下ではパーライト化の効果か表れず、下記範囲以上で
は効果が飽和する。

Ｃ　ｕ：０．　３〜１．　０重量％ Ｃ　ｒ：ｏ．　１〜０．　４重量％ Ｓｎ：０．０６〜０．１５重量％ （発明の効果） 本発明によれば、金型鋳造用耐摩耗性鋳鉄の組成を、Ｃ
：３．６〜４．０重量％、Ｓｉ：１．６〜２．０重量％
、Ｍｎ：Ｏ．　ｌ〜０．　５重量％、Ｓ二〇、０３重量
％以下、Ｔ　ｉ：００５〜０．１５重量％と、Ｃｕ：０
．３〜１．０重重％、Ｃ　ｒ：０１〜０．４重量％、Ｓ
　ｎ：０．　０６〜０．　１５重量％のうちの少なくと
も１種とを含み、残部Ｆｅの組成となして、フエライト
化促進元素およびチル化促進元素量を制限するようにし
たので、鋳鉄組織中におけるフエライトおよびチル組織
の発生が大幅に抑制されることとなり、彼削性および耐
摩耗性に優れたものとなるという優れた効果がある。

（実施例） 実施例１〜５、比較例１．２として、下記表一１に示し
た組成を有する各溶湯を、１５０℃に予熱した銅合金製
金型に鋳込み、径２０ＩＩＩＩＮ１長さ１６０ｆｆｉｌ
１のテストビースを得た。

かくして、得られた実施例１〜５および比較例１，２に
対して、 ９００℃Ｘ　１．　Ｏｈｒ−＋空冷 という熱処理を施した後、硬さ（Ｈｖ）およびフエライ
トｆｆｔ（％）をｉｌｌ１定したところ、前記表一ｌの
結果が得られた。これによれば、実施例ｌ〜５において
は、フエライト量が減少してほとんどバーライト組織と
なっており、硬さも比較例１．２に比べて大幅に増大し
ていることがわかる。ちなみに、実施例４と比較例２と
の顕微鏡組織写真を第２図（イ）、（口）にそれぞれ示
すが、これによっても、本発明のものがほとんどパーラ
イト組織化されているのに対して、比較例のものがほと
んどフエライト組織からなっていることが良くわかる。

さらに、実施例４〜５と比較例１，２のテストピースか
ら１５Ｘ８０開の摩耗試験片を切り出し、往復摺動摩耗
試験装置に懸け、以下の条件で摩耗試験を行ったところ
、第ｌ図の特性図に示す結果か得られた。

摩擦方式　　　乾式 荷重　　　　　２、５ｋｇ〜２５ｋｇ（０．　１〜１．
　０ｋｇ／　ａｍ”）速度　　　　　７００回／ｓｉｎ ストローク　　ｌｈｍ 繰り返し数　　２００００回 摺動徊手　　　硬質Ｃｒメッキリング 第１図図示の特性図によれば、実施例３〜４のものが比
較例１．２のものに比べて著しく優れた耐摩耗性を示し
ていることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

ダ 第ｌ図は本発明の実施例３〜／と比較列１．２との摩擦
試験結果を示す特性図、第２図（イ）、（口）は本発明
の実施例４と比較例２との顕微鏡組織写真である。 ２． ３． ４． ５， （特許庁審判長 殿） 発明の名称　金型鋳造用耐摩耗性鋳鉄 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　広島県安芸郡府中町新地３番ｌ号名　称　（３
１３）　　マ　ツ　ダ　株式会社代表者　　　古　田　
徳　昌 代　　理　　人 補正命令の日付 平成１年９月ｌｌ日 補正の内容 （１〉　明細書第９頁第１１行ないし同頁第１３行「第
２図・・・・・である。」とあるのを次の通り補正する
。 「第２図（イ）、（ロ）はそれぞれ本発明の実施例４お
よび比較例２にかかるテストビース内部の金属組織を示
す顕微鏡写真である。」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｃ：３．６〜４．０重量％、Ｓｉ：１．６〜２．０
   重量％、Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓ：０．０３重
   量％以下、Ｔｉ：０．０５〜０．１５重量％と、Ｃｕ：
   ０．３〜１．０重量％、Ｃｒ：０．１〜０．４重量％、
   Ｓｎ：０．０６〜０．１５重量％のうちの少なくとも１
   種とを含み、残部Ｆｅの組成からなることを特徴とする
   金型鋳造用耐摩耗性鋳鉄。