JPH04232204A - Cv黒鉛鋳鉄の製造法 - Google Patents

Cv黒鉛鋳鉄の製造法

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JPH04232204A
JPH04232204A JP41563290A JP41563290A JPH04232204A JP H04232204 A JPH04232204 A JP H04232204A JP 41563290 A JP41563290 A JP 41563290A JP 41563290 A JP41563290 A JP 41563290A JP H04232204 A JPH04232204 A JP H04232204A
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JP
Japan
Prior art keywords
graphite
cast iron
casting
nitriding
sample
Prior art date
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Pending
Application number
JP41563290A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Hatano
旗野 秀雄
Toru Kimura
徹 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NAIGAI MARIABURU KK
Original Assignee
NAIGAI MARIABURU KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳物表面に窒化層を設
けて鋳物の強度と耐磨耗性を高めるCV黒鉛鋳鉄の製造
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】窒化処理とは、金属の表面に熱処理によ
って窒化層を生成し、これによって金属自体の表面硬度
を高めることをいう。
【0003】従来、鋼ではアルミニウム−クロム−モリ
ブデン系のJIS規格に基づくSACM645や、DI
N規格に基づくクロム−モリブデン−バナジウム鋼があ
る。このSACM645では、表面窒化用鋼としてクロ
ム1.30〜1.70(重量)%、モリブデン0.15
〜0.30、アルミニウム0.7〜1.20%を夫々添
加することについてJIS規格によって規定されている
。さらにまた、ねずみ鋳鉄では0.2〜0.4%のチタ
ンを添加すると、窒化性を改良することがあると報告さ
れているが、コンパクテッド・バミキュラ−グラファイ
ト(以下、CV黒鉛という)鋳鉄では、このような目的
の材料は存在しなかった。
【0004】CV黒鉛鋳鉄は、ねずみ鋳鉄中に存在する
片状黒鉛が、その強度を上昇させることのできない原因
であった点に鑑み、この片状黒鉛をいも虫状化させるこ
とによって強度を一段と高めるものであるが、このため
には、■ダクタイル鋳鉄の黒鉛球状化を不十分にする程
度のマグネシウムを溶湯に添加する。■球状化処理のた
めのマグネシウムと同時に、球状化阻害剤のチタンを溶
湯に添加する。などの方法があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、ねずみ鋳鉄は鋳
造し易いという特徴を有する反面、耐磨耗性や疲労強度
の点に問題があるため、強度を必要とする自動車部品と
しては信頼性に欠けるという欠点を有していた。一方、
強度的にねずみ鋳鉄より優れている球状黒鉛鋳鉄は、窒
化処理時に起こる変形量が大きく、且つ、そのバラツキ
も大きいという問題点を有していた。
【0006】本発明は、従来のねずみ鋳鉄の強度をさら
に高めるため、溶湯中の黒鉛を片状からいも虫状に変形
させて鋳造品を形成し、さらに、加工したサンプル表面
を窒化処理することにより、該鋳物表面に窒化層を生成
させることによって耐磨耗性を向上させることを目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は黒鉛を球状化処理した鋳鉄溶湯中に、アル
ミニウムを0.5−2.0(重量)%添加し、該溶湯を
鋳型に注湯して製造した鋳物製品を成形加工した後、該
加工品の表面を窒化処理する構成を、課題を解決するた
めの手段とするものである。
【0008】
【作  用】溶湯中の黒鉛を球状化処理し、該溶湯中に
アルミニウムを一定の割合で添加することにより、黒鉛
をCV(いも虫状)化した鋳物の表面を窒化処理したの
で、鋳物表面に生成する窒化層を深く形成することがで
きる。
【0009】
【実施例】本発明の実施例について説明すると、黒鉛を
球状化処理しなければ、ねずみ鋳鉄組織となってしまう
ため、まず、溶湯の黒鉛球状化処理を行う。ついで、黒
鉛を球状化処理した溶湯に対し、アルミニウムを1.5
2(重量)%溶湯中に添加して鋳造した鋳造品を所定寸
法に加工して、第1図に示すようなサンプル10を形成
する。
【0010】アルミニウムは酸化されやすいため、金属
鋳物を生成する際の溶湯中に、添加時に生成される酸化
皮膜が鋳物内部に巻き込まれて欠陥を生じる可能性があ
る。そのため、酸化皮膜量を少なくする必要と、アルミ
ニウムの過度の添加が黒鉛形状に対して必要以上の悪影
響を与えるため、2.0(重量)%を上限とする。この
場合、鋳物中にアルミニウムが0.5(重量)%以下の
含有量では大きな窒化性の改善は期待できない。また、
アルミニウムは、その含有量によって溶湯中の黒鉛形状
を球状から擬片状に変化させる作用を有するため、どの
程度に悪化するかは前記の鋳物凝固時の冷却速度だけで
なく、残留マグネシウム量によって左右される。この残
留マグネシウム量は炭化物の生成量にも関係するため、
対象鋳造品の形状及び鋳造条件によって適宜決定される
【0011】第1、2図に示すサンプル10は、鋳造時
には外径が80mm、内径が50mm、高さが50mm
、肉厚が15mmの円筒形であったものが、外径が72
mm、内径が56mm、高さが45mm、肉厚が8mm
の所定寸法に加工したもので、その後、530℃で10
時間のガス窒化処理を行う。
【0012】ガス窒化処理法には種々の方法があり、上
記の方法以外にも、例えば以下のような方法がある。■
鋳造品を所定形状に加工した後、250℃で1時間加熱
し、ついで、570℃で4時間加熱した後、油内で冷却
する。■加工品を6時間かけて525℃までさらに加熱
し、ついで、525℃の温度を10時間継続した後、5
時間かけて炉中で自然冷却する。これらの場合、窒化層
の厚さが5μm以上、表面硬度を600Hv以上を目標
とした。
【0013】以下に、本実施例に基づくサンプル10の
試験例について説明すると、まず、鋳物の標準組成の球
状黒鉛鋳鉄〔FCD〕(以下試料bという)と、アルミ
ニウムを合金化して黒鉛をいも虫状化したCV黒鉛鋳鉄
(以下試料aという)の試料化学組成を表1に示す。な
お、アルミニウムは塩化カルシウム(Cacl2)の水
溶液に浸し、完全に乾燥させたものを使用する。これは
、酸化皮膜の生成を抑え、且つ、フラックス作用を得る
ためである。
【0014】試料a、bの形状は第1、2図に示したサ
ンプル10で、加工後に、X方向、Y方向各々の外径と
内径を3次元測定器で測定し、窒化処理後の寸法も同一
部位で測定した。試料a、bを窒化処理した後の組織拡
大面は、標準組成のFCDの試料bは窒化白層が表面か
ら10〜20ミクロンの深さまで有していた。また、ア
ルミニウムを単独で添加した試料aは黒鉛球状化が悪く
なり、窒化白層は表面から20ミクロンの深さを有し、
さらにその下側に拡散層が100ミクロン有していた。
【0015】つぎに、試料a、bのHv硬度を測定した
結果の代表的なものを1づつ選んで表2、3に示し、こ
の結果をグラフ化したものを第3図に示す。この表2と
第3図により明らかなように、窒化表面層の硬さは試料
aがHV1009、試料bがHv803で、試料aは試
料bを大きく上回っており、アルミニウム合金化が顕著
である。即ち、アルミニウム単独添加による表面硬度の
増加分は約Hv200で、大きな効果を期待できる。
【0016】第4図に示すように、合金化した試料aは
、試料bに比較して内部の深さが大きく、窒素の拡散域
が大きいことを示している。その上、寸法変化を窒化処
理後と窒化処理前とを比べると、各試料の窒化による寸
法変化の差を表4に示してあり、また、該寸法差の平均
値と標準寸法差を表5に示した。各試料とも窒化処理に
よって外径はプラス、内径はマイナスになっている。 即ち、窒化により外側にも内側にも太くなっている。そ
して、その量は試料bに比べて合金添加をした試料aの
法が大きく、それだけ窒素の進入拡散が多く、窒化部の
体積が大きくなっているといえる。
【0017】
【発明の効果】本発明は黒鉛を球状化処理した鋳物溶湯
中に、アルミニウムを一定の割合で添加するだけでよい
ので、その処理が極めて容易であり、鋳物表面を窒化処
理することによって一段と鋳物の表面硬度を高めること
ができ、且つ、深い窒化層を形成することができるので
耐磨耗性の高い鋳物を得ることができるという利点を有
している。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造法により形成した鋳造品を所定寸
法に加工したサンプルの斜視図である。
【図2】同サンプルの平面図である。
【図3】各試料の硬さをグラフに表した説明図である。
【図4】サンプル表面からの距離を示した説明図である
【符号の説明】
10  サンプル。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  黒鉛を球状化処理した鋳鉄溶湯中に、
    アルミニウムを0.5−2.0(重量)%添加し、該溶
    湯を鋳型に注湯して製造した鋳物製品を成形加工した後
    、該加工品の表面を窒化処理することを特徴とするCV
    黒鉛鋳鉄の製造法。
JP41563290A 1990-12-28 1990-12-28 Cv黒鉛鋳鉄の製造法 Pending JPH04232204A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3603464A1 (en) * 2018-08-03 2020-02-05 Nishikimi Chuzo Co., Ltd. Method of manufacturing cooking utensil and cooking utensil

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