JPH04329850A - 防振材料およびその製造方法 - Google Patents
防振材料およびその製造方法Info
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- JPH04329850A JPH04329850A JP12554391A JP12554391A JPH04329850A JP H04329850 A JPH04329850 A JP H04329850A JP 12554391 A JP12554391 A JP 12554391A JP 12554391 A JP12554391 A JP 12554391A JP H04329850 A JPH04329850 A JP H04329850A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は防振性が良好な金属材料
およびその製造方法に係り、特に高強度で耐摩耗性に優
れ、鋳鉄と同程度もしくはそれ以上の減衰能を有するも
のに関する。
およびその製造方法に係り、特に高強度で耐摩耗性に優
れ、鋳鉄と同程度もしくはそれ以上の減衰能を有するも
のに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、騒音、振動の問題は深刻化しつつ
あり、騒音、振動を可能な限りその発生源において低減
させることが望まれている。このためには、特に、騒音
、振動源を構成する材料そのものの減衰能を利用する方
法が望ましく、種々の防振材料が開発されている。この
ような状況において、例えば、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｇ合
金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金などでは、減衰能 １／Ｑが
１０マイナス２乗以上という大きな材料が開発されてい
る。しかし、この種の防振材料は一般に強度、耐摩耗性
が劣るため適用部位が限られチップソー台金、コンクリ
ートカッタ台金等の構成材料としては不適当である。一
方、構造用防振材料として球状黒鉛鋳鉄あるいは片状黒
鉛鋳鉄がよく知られているが、これらの黒鉛鋳鉄は、減
衰能が（１〜４）×１０マイナス３乗程度で上記防振材
料に比べるとやや小さいが、他の鉄系材料に比べると大
きいため、繰返し衝撃や摩擦に起因する振動、回転運動
や往復運動から発生する振動、騒音を防止する目的で広
く使用されている。しかしながら、強度延性面が不十分
である他、形状的制約が多く、薄物を作ることは不可能
に近い。防振性の良好な鋼板として黒鉛鋼（特公平３−
６２０５）が開示されているが、これは黒鉛量が少なく
、また、硬さも低いため構造用高強度防振材料としては
不満足である。さらに、高強度、耐摩耗性を目的とした
防振材料としては、軟鋼と硬質材との積層複合材（ＣＡ
ＭＰ−ＩＳＩＪ ｖｏｌ．２（ ’８９）−１３２８
）、あるいは防振合金に表面処理を施して表面のみを硬
化したものが報告されている（例えば特開昭５９−４３
８６５、特開昭６４−１１９８２等）。しかし、これら
で減衰能を高めるには、軟鋼部分あるいは、防振合金の
占める割合を増やすことが必要で、そのため表面硬さは
維持出来るものの全体的強度は小さいものになってしま
う欠点がある。
あり、騒音、振動を可能な限りその発生源において低減
させることが望まれている。このためには、特に、騒音
、振動源を構成する材料そのものの減衰能を利用する方
法が望ましく、種々の防振材料が開発されている。この
ような状況において、例えば、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｇ合
金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金などでは、減衰能 １／Ｑが
１０マイナス２乗以上という大きな材料が開発されてい
る。しかし、この種の防振材料は一般に強度、耐摩耗性
が劣るため適用部位が限られチップソー台金、コンクリ
ートカッタ台金等の構成材料としては不適当である。一
方、構造用防振材料として球状黒鉛鋳鉄あるいは片状黒
鉛鋳鉄がよく知られているが、これらの黒鉛鋳鉄は、減
衰能が（１〜４）×１０マイナス３乗程度で上記防振材
料に比べるとやや小さいが、他の鉄系材料に比べると大
きいため、繰返し衝撃や摩擦に起因する振動、回転運動
や往復運動から発生する振動、騒音を防止する目的で広
く使用されている。しかしながら、強度延性面が不十分
である他、形状的制約が多く、薄物を作ることは不可能
に近い。防振性の良好な鋼板として黒鉛鋼（特公平３−
６２０５）が開示されているが、これは黒鉛量が少なく
、また、硬さも低いため構造用高強度防振材料としては
不満足である。さらに、高強度、耐摩耗性を目的とした
防振材料としては、軟鋼と硬質材との積層複合材（ＣＡ
ＭＰ−ＩＳＩＪ ｖｏｌ．２（ ’８９）−１３２８
）、あるいは防振合金に表面処理を施して表面のみを硬
化したものが報告されている（例えば特開昭５９−４３
８６５、特開昭６４−１１９８２等）。しかし、これら
で減衰能を高めるには、軟鋼部分あるいは、防振合金の
占める割合を増やすことが必要で、そのため表面硬さは
維持出来るものの全体的強度は小さいものになってしま
う欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題を解決し、黒鉛鋳鉄と同等以上の減衰能と黒鉛
鋳鉄をはるかに凌駕する強度、耐摩耗性を備える材料お
よびその製造方法を提供するものである。
術の問題を解決し、黒鉛鋳鉄と同等以上の減衰能と黒鉛
鋳鉄をはるかに凌駕する強度、耐摩耗性を備える材料お
よびその製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量比でＣ０
．９〜２．０％、Ｓｉ３．０％以下、Ｍｎ１．０％以下
を含み、さらにＮｉ０．２５％を越え５．０％以下およ
びＡｌ０．１〜３．０％の１種または２種を含み、残部
不可避的不純物およびＦｅからなり、大部分が焼もどし
マルテンサイトと黒鉛からなり、硬さがＨＶ３５０以上
であることを特徴とする防振材料および重量比でＣ０．
９〜２．０％、Ｓｉ３．０％以下、Ｍｎ１．０％以下を
含み、さらにＮｉ０．２５％を越え５．０％以下および
Ａｌ０．１〜３．０％のうち１種または２種を含み、残
部不可避的不純物およびＦｅからなる合金を６００〜９
００℃の温度範囲の焼鈍で黒鉛を分散析出させる工程と
、焼入れ焼もどしにより硬さをＨＶ３５０以上とする工
程を包含することを特徴とする防振材料の製造方法であ
る。
．９〜２．０％、Ｓｉ３．０％以下、Ｍｎ１．０％以下
を含み、さらにＮｉ０．２５％を越え５．０％以下およ
びＡｌ０．１〜３．０％の１種または２種を含み、残部
不可避的不純物およびＦｅからなり、大部分が焼もどし
マルテンサイトと黒鉛からなり、硬さがＨＶ３５０以上
であることを特徴とする防振材料および重量比でＣ０．
９〜２．０％、Ｓｉ３．０％以下、Ｍｎ１．０％以下を
含み、さらにＮｉ０．２５％を越え５．０％以下および
Ａｌ０．１〜３．０％のうち１種または２種を含み、残
部不可避的不純物およびＦｅからなる合金を６００〜９
００℃の温度範囲の焼鈍で黒鉛を分散析出させる工程と
、焼入れ焼もどしにより硬さをＨＶ３５０以上とする工
程を包含することを特徴とする防振材料の製造方法であ
る。
【０００５】
【作用】本発明は限定した組成によりグラファイトを分
散析出したのち、焼入れ焼もどしにより、基質の硬さを
高め、高強度性、耐摩耗性と防振性を向上せしめた防振
合金材料およびその製造方法である。各元素についての
限定理由は以下の通りである。Ｃは、鋼中に、グラファ
イトを析出せしめて、防振効果を高めると同時に、摺動
抵抗を低めて耐摩耗性を向上する効果と、焼入れ焼もど
し硬さ上昇による基質の強度と耐摩耗性を付与するため
に必要であり、そのためには０．９％以上が必要である
。しかし、２．０％を越えると加工性および延性が低下
するので０．９〜２．０％とした。Ｓｉは、強力な黒鉛
化促進元素であり、黒鉛量を増加させ、また、熱間加工
時に、黒鉛をひも状に変形させ、界面長さを増加し、減
衰能の増大に効果を示すほか、脱酸剤として用いられる
。しかし、過剰に含有すると加工性を著しく劣化させる
ので上限は３％とした。望ましくは０．３％以上である
。Ｍｎは、脱酸および熱間割れの防止のために必要とさ
れるが、本来、黒鉛化を阻止する作用があり、本発明の
趣旨からは少ない方が好ましいので１％以下に限定した
。
散析出したのち、焼入れ焼もどしにより、基質の硬さを
高め、高強度性、耐摩耗性と防振性を向上せしめた防振
合金材料およびその製造方法である。各元素についての
限定理由は以下の通りである。Ｃは、鋼中に、グラファ
イトを析出せしめて、防振効果を高めると同時に、摺動
抵抗を低めて耐摩耗性を向上する効果と、焼入れ焼もど
し硬さ上昇による基質の強度と耐摩耗性を付与するため
に必要であり、そのためには０．９％以上が必要である
。しかし、２．０％を越えると加工性および延性が低下
するので０．９〜２．０％とした。Ｓｉは、強力な黒鉛
化促進元素であり、黒鉛量を増加させ、また、熱間加工
時に、黒鉛をひも状に変形させ、界面長さを増加し、減
衰能の増大に効果を示すほか、脱酸剤として用いられる
。しかし、過剰に含有すると加工性を著しく劣化させる
ので上限は３％とした。望ましくは０．３％以上である
。Ｍｎは、脱酸および熱間割れの防止のために必要とさ
れるが、本来、黒鉛化を阻止する作用があり、本発明の
趣旨からは少ない方が好ましいので１％以下に限定した
。
【０００６】Ｎｉは、黒鉛化を促進する働きを有し、本
発明のＣ範囲において、黒鉛量を増加させ、防振効果、
耐摩耗性の増大に寄与するので０．２５％を越えて添加
する。しかし、３％を越える添加は効果が飽和するので
３％以下に限定した。望ましくは１％以上である。Ａｌ
はＮｉと同様に強力な黒鉛化促進元素であり同様の効果
を有するので、０．１％以上添加する。多量に含有する
と酸化物を形成し、内部性状を劣化し、靱性を低下させ
るので上限を３％とした。望ましくは０．３％以上であ
る。なお、本発明の材料にＣｕ、Ｚｒ、Ｃａを添加して
みたが顕著な効果はみられなかった。
発明のＣ範囲において、黒鉛量を増加させ、防振効果、
耐摩耗性の増大に寄与するので０．２５％を越えて添加
する。しかし、３％を越える添加は効果が飽和するので
３％以下に限定した。望ましくは１％以上である。Ａｌ
はＮｉと同様に強力な黒鉛化促進元素であり同様の効果
を有するので、０．１％以上添加する。多量に含有する
と酸化物を形成し、内部性状を劣化し、靱性を低下させ
るので上限を３％とした。望ましくは０．３％以上であ
る。なお、本発明の材料にＣｕ、Ｚｒ、Ｃａを添加して
みたが顕著な効果はみられなかった。
【０００７】上記成分の合金は、６００〜９００℃のの
温度範囲で焼鈍することによって黒鉛を分散析出して減
衰能の向上あるいは相手材との摺動抵抗を低下させる。 焼鈍温度が６００℃未満の場合には、析出する黒鉛の量
が少なく十分ではない。また、９００℃以上では炭素が
基質に固溶する温度範囲となり黒鉛量が少なくなる。ま
た、９００℃を越えると結晶粒粗大化を生じ易い。した
がって、６００〜９００℃の範囲に限定した。なお、焼
鈍加熱時間は黒鉛化を促進するために、１時間以上とす
るのが望ましい。また、加熱後の冷却方法は、Ａ１ 変
態点以下の加熱では急冷でもよいが、Ａ１ 変態点以上
の加熱の場合は徐冷が望ましい。その意味では、例え９
００℃を越える温度の加熱でもＡ１ 変態点近傍を非常
にゆっくりと徐冷すれば、本発明の目的は一応達成でき
るが、この場合は前述のごとく結晶粒の粗大化を生ずる
。また、黒鉛化焼鈍の前処理として、冷間圧延あるいは
、焼入れ処理等により歪を与えておけばグラファイトの
分散析出が促進される。上記、黒鉛化処理した状態では
、減衰能は大きな値を示すが硬さが低いので強度を増大
するために、最終熱処理として焼入れ、焼もどしの熱処
理を実施する。焼入れ焼もどしの温度条件は、所望する
強度、靱性等の機械的性質により、鋼の通常の焼入れ焼
もどし温度範囲に準じて選定されるが、本発明において
は、焼入れ焼もどし硬さをＨＶ３５０以上とする。ＨＶ
３５０未満では、本発明の特徴である強度、耐摩耗性が
不十分である。本発明の材料は、形状的には鋳造まま、
熱間圧延または鍛造による棒、線、帯等またはさらにこ
れ等を冷間加工したもの等とすることができる。
温度範囲で焼鈍することによって黒鉛を分散析出して減
衰能の向上あるいは相手材との摺動抵抗を低下させる。 焼鈍温度が６００℃未満の場合には、析出する黒鉛の量
が少なく十分ではない。また、９００℃以上では炭素が
基質に固溶する温度範囲となり黒鉛量が少なくなる。ま
た、９００℃を越えると結晶粒粗大化を生じ易い。した
がって、６００〜９００℃の範囲に限定した。なお、焼
鈍加熱時間は黒鉛化を促進するために、１時間以上とす
るのが望ましい。また、加熱後の冷却方法は、Ａ１ 変
態点以下の加熱では急冷でもよいが、Ａ１ 変態点以上
の加熱の場合は徐冷が望ましい。その意味では、例え９
００℃を越える温度の加熱でもＡ１ 変態点近傍を非常
にゆっくりと徐冷すれば、本発明の目的は一応達成でき
るが、この場合は前述のごとく結晶粒の粗大化を生ずる
。また、黒鉛化焼鈍の前処理として、冷間圧延あるいは
、焼入れ処理等により歪を与えておけばグラファイトの
分散析出が促進される。上記、黒鉛化処理した状態では
、減衰能は大きな値を示すが硬さが低いので強度を増大
するために、最終熱処理として焼入れ、焼もどしの熱処
理を実施する。焼入れ焼もどしの温度条件は、所望する
強度、靱性等の機械的性質により、鋼の通常の焼入れ焼
もどし温度範囲に準じて選定されるが、本発明において
は、焼入れ焼もどし硬さをＨＶ３５０以上とする。ＨＶ
３５０未満では、本発明の特徴である強度、耐摩耗性が
不十分である。本発明の材料は、形状的には鋳造まま、
熱間圧延または鍛造による棒、線、帯等またはさらにこ
れ等を冷間加工したもの等とすることができる。
【０００８】
【実施例】表１に示す成分の各材料を５．０ｍｍ厚さに
熱延し、脱スケール後、さらに２．５ｍｍに冷延し、７
００℃で５時間保持後空冷の黒鉛化焼鈍を施したのち、
８００〜９５０℃の間の温度で最高焼入れ硬さの得られ
る温度から焼入れし、さらに４００℃の焼もどしを行っ
た。但し、 Ｎｏ．１３（黒鉛鋳鉄）は割れ発生のため
、熱延および冷延は行なわず、また焼入れにより割れ易
いため黒鉛化焼鈍のままとした。上記により作成したテ
ストピースについて、硬さおよび減衰能（内部摩擦 １
／Ｑ）を測定し、その結果を表１に併せて示した。本発
明材料は、焼もどしマルテンサイト中に例えば Ｎｏ．
４では面積率で３．３％程度の黒鉛が分散析出したもの
であった。 表１によると、本発明 Ｎｏ．１〜１０は、硬さＨＶ３
７２〜５０２で、かつ １／Ｑが２．８〜３．８×１０
マイナス３乗の高い値が得られた。これは、 Ｎｏ．１
３の３．３×１０マイナス３乗に匹敵する。これに対し
て、比較例 Ｎｏ．１１、１２は硬さは高いものの、
１／Ｑが０．５×１０マイナス３乗、０．８×１０マイ
ナス３乗と低い値を示している。また、黒鉛鋳鉄 Ｎｏ
．１３は、１／Ｑは高い値が得られるものの、非常に脆
く、かつ低強度という欠点がある。なお、表１からＣｕ
、Ｚｒ、Ｃａの単独および複合添加効果は顕著でないこ
とが判る。
熱延し、脱スケール後、さらに２．５ｍｍに冷延し、７
００℃で５時間保持後空冷の黒鉛化焼鈍を施したのち、
８００〜９５０℃の間の温度で最高焼入れ硬さの得られ
る温度から焼入れし、さらに４００℃の焼もどしを行っ
た。但し、 Ｎｏ．１３（黒鉛鋳鉄）は割れ発生のため
、熱延および冷延は行なわず、また焼入れにより割れ易
いため黒鉛化焼鈍のままとした。上記により作成したテ
ストピースについて、硬さおよび減衰能（内部摩擦 １
／Ｑ）を測定し、その結果を表１に併せて示した。本発
明材料は、焼もどしマルテンサイト中に例えば Ｎｏ．
４では面積率で３．３％程度の黒鉛が分散析出したもの
であった。 表１によると、本発明 Ｎｏ．１〜１０は、硬さＨＶ３
７２〜５０２で、かつ １／Ｑが２．８〜３．８×１０
マイナス３乗の高い値が得られた。これは、 Ｎｏ．１
３の３．３×１０マイナス３乗に匹敵する。これに対し
て、比較例 Ｎｏ．１１、１２は硬さは高いものの、
１／Ｑが０．５×１０マイナス３乗、０．８×１０マイ
ナス３乗と低い値を示している。また、黒鉛鋳鉄 Ｎｏ
．１３は、１／Ｑは高い値が得られるものの、非常に脆
く、かつ低強度という欠点がある。なお、表１からＣｕ
、Ｚｒ、Ｃａの単独および複合添加効果は顕著でないこ
とが判る。
【０００９】
【表１】
【００１０】表２は、表１の Ｎｏ．４と同一成分の鋼
について、同様に２．５ｍｍに冷延したのち、黒鉛化焼
鈍条件を種々変えた場合の硬さと減衰能 １／Ｑの測定
結果を示す。すなわち表２の Ｎｏ．１７は成分組成お
よび処理条件とも Ｎｏ．４と同一である。表２の Ｎ
ｏ．１５、１６、１８〜２１は Ｎｏ．４と黒鉛化焼鈍
条件のみが異なる。但し、焼入れ焼もどし熱処理の条件
は、各試料について同一の８５０℃×３０分油焼入れ、
４００℃×１ｈの焼もどしとした。表２から、６００℃
未満の焼鈍では、黒鉛の分散析出が不十分で １／Ｑの
値が小さいこと、９００℃を越える焼鈍では、炉冷であ
れば １／Ｑは幾分大きくなるが、空冷では小さな値と
なることが判る。Ｎｏ．２０は焼入れ、焼もどしの熱処
理を経ないものであり、硬さが低く、十分な強度、耐摩
耗性を望めない。
について、同様に２．５ｍｍに冷延したのち、黒鉛化焼
鈍条件を種々変えた場合の硬さと減衰能 １／Ｑの測定
結果を示す。すなわち表２の Ｎｏ．１７は成分組成お
よび処理条件とも Ｎｏ．４と同一である。表２の Ｎ
ｏ．１５、１６、１８〜２１は Ｎｏ．４と黒鉛化焼鈍
条件のみが異なる。但し、焼入れ焼もどし熱処理の条件
は、各試料について同一の８５０℃×３０分油焼入れ、
４００℃×１ｈの焼もどしとした。表２から、６００℃
未満の焼鈍では、黒鉛の分散析出が不十分で １／Ｑの
値が小さいこと、９００℃を越える焼鈍では、炉冷であ
れば １／Ｑは幾分大きくなるが、空冷では小さな値と
なることが判る。Ｎｏ．２０は焼入れ、焼もどしの熱処
理を経ないものであり、硬さが低く、十分な強度、耐摩
耗性を望めない。
【００１１】
【表２】
【００１２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明は従来の防
振材料に比べて特に、耐摩耗性、靭性、強度が高く、か
つ、振動、騒音の発生源やその伝達経路であり、高強度
、耐摩耗性が要求される工具部材、構造部材に用いて有
効である。
振材料に比べて特に、耐摩耗性、靭性、強度が高く、か
つ、振動、騒音の発生源やその伝達経路であり、高強度
、耐摩耗性が要求される工具部材、構造部材に用いて有
効である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比でＣ０．９〜２．０％、Ｓｉ３
．０％以下、Ｍｎ１．０％以下を含み、さらにＮｉ０．
２５％を越え５．０％以下およびＡｌ０．１〜３．０％
の１種または２種を含み、残部不可避的不純物およびＦ
ｅからなり、大部分が焼もどしマルテンサイトと黒鉛か
らなり、硬さがＨＶ３５０以上であることを特徴とする
防振材料。 - 【請求項２】 重量比でＣ０．９〜２．０％、Ｓｉ３
．０％以下、Ｍｎ１．０％以下を含み、さらにＮｉ０．
２５％を越え５．０％以下およびＡｌ０．１〜３．０％
のうち１種または２種を含み、残部不可避的不純物およ
びＦｅからなる合金を６００〜９００℃の温度範囲の焼
鈍で黒鉛を分散析出させる工程と、焼入れ焼もどしによ
り硬さをＨＶ３５０以上とする工程を包含することを特
徴とする防振材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12554391A JPH04329850A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 防振材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12554391A JPH04329850A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 防振材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329850A true JPH04329850A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14912801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12554391A Pending JPH04329850A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 防振材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04329850A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1529852A4 (en) * | 2002-07-01 | 2006-09-13 | Hitachi Metals Ltd | MATERIAL FOR SELF-LUBRICATING SLIDING PARTS AND WIRE MATERIAL FOR PISTON SEGMENT |
| CN113355603A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-07 | 北京科技大学 | 一种结构功能一体化高碳阻尼减振钢及其制备方法 |
| JP2022071775A (ja) * | 2020-10-28 | 2022-05-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 制振合金およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP12554391A patent/JPH04329850A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1529852A4 (en) * | 2002-07-01 | 2006-09-13 | Hitachi Metals Ltd | MATERIAL FOR SELF-LUBRICATING SLIDING PARTS AND WIRE MATERIAL FOR PISTON SEGMENT |
| JP2022071775A (ja) * | 2020-10-28 | 2022-05-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 制振合金およびその製造方法 |
| CN113355603A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-07 | 北京科技大学 | 一种结构功能一体化高碳阻尼减振钢及其制备方法 |
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