JPH0445264B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0445264B2 JPH0445264B2 JP58052630A JP5263083A JPH0445264B2 JP H0445264 B2 JPH0445264 B2 JP H0445264B2 JP 58052630 A JP58052630 A JP 58052630A JP 5263083 A JP5263083 A JP 5263083A JP H0445264 B2 JPH0445264 B2 JP H0445264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casting
- cast iron
- temperature
- air
- hardening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
本発明は、鋳鉄の局部的硬化法に関し、さらに
詳しくは、鋳型内への空気または空気と水との混
合流体の流入により、鋳物の必要部分のみの冷却
速度を高めて硬化させる鋳鉄の局部的硬化法に関
する。 従来、鋳鉄を硬化させる方法としては、Mo、
Cuなどの合金元素を添加する方法、冷し金を当
てる方法、鋳物温度800〜1000℃で型ばらしを行
なう方法及び熱処理（焼ならし等）などの方法が
知られている。しかしながら、合金元素を添加す
る方法では、局部的硬化は不可能であり、またチ
ルが発生し易く、切削加工性が悪化する。また、
冷し金を当てる方法でも、切削加工性を悪化する
チルが発生し易い。一方、鋳物温度800〜1000℃
で型ばらしを行なつた場合には、硬さのバラツキ
が大きく、また鋳物の内側部分の硬化は不可能で
ある。さらに、熱処理方法では、局部的硬化は可
能であるが、再加熱を要し、経済的に不利であ
る。 本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、チルの発生もなく
鋳鉄の局部的硬化を行なうことのできる方法を提
供することにある。 本発明者らの研究によると、鋳物の必要硬化部
分が鋳物の内側部分であつても、鋳型内部で凝
固、冷却中の鋳鉄鋳物の温度が720〜1150℃、好
ましくは780〜1000℃に到達した時点で、必要硬
化部分に応じて例えば主型あるいはさらに中子に
設けた空気孔を通じて、空気または空気と水との
混合流体を流入せしめ、鋳鉄鋳物の温度が300〜
700℃になつた時点で流入を止め、鋳物の必要部
分のみの冷却速度を高めて硬化させることによつ
て、前記したチルの発生等の問題もなく、良好に
鋳鉄の局部的硬化を行なうことができることを見
い出し、本発明を完成するに至つたものである。 すなわち、本発明に係る鋳鉄の局部的硬化法の
特徴は、鋳鉄鋳物の必要な部分のみを局部硬化で
きることにあり、この硬化を、鋳型内で、鋳物の
必要部分のみの冷却速度を高めて硬化させるもの
である。このため、冷媒として空気または空気と
水との混合流体を用い、鋳型内で冷却中の鋳物温
度が720〜1150℃、好ましくは780〜1000℃となつ
た時点で上記冷媒を鋳型内に流入せしめ、300〜
700℃となつた時点で流入を止めることを特徴と
する。 以下、添附図面を参照しながら、本発明の局部
的硬化法について詳細に説明する。 第１図は、本発明方法の一適用例を示し、ま
ず、例えばC2.8〜3.5％、Si1.5〜2.5％、残部鉄か
らなる普通鋳鉄を鋳型に鋳込み、所定形状の鋳物
１を形成する。図中、２は主型、３は中子であ
る。また、鋳物１のうちＡの部分が必要硬化部分
（被硬化処理部分）である。鋳物１は、鋳込み後、
凝固、冷却という過程を経るが、鋳物１の温度が
好ましくは780〜1000℃に到達した時点で、主型
２と中子３とを貫通して設けた空気孔４に、空気
（２〜５m3／分）と水（０〜２／分）との混合
流体を流入し、鋳物１の温度が300〜700℃になつ
た時点で流入を止める。なお、第１図に示すよう
な空気孔４を設けた場合、鋳物１の被硬化処理部
分Ａと混合流体との間に介在する中子３の薄膜部
分は、混合流体によつて徐々に吹き削られて硬化
処理終了段階では存在しなくなる。 この方法により、鋳物１の被硬化処理部分Ａ
は、ブリネル硬さ230〜270、引張強さ30〜40Kg／
mm2となり、必要な局部硬化が達成される。 前記冷媒の流入開始は、鋳物の温度が鋳鉄の凝
固温度1150℃以下となつた時点で行なえるが、共
析変態点720℃以上で開始する必要があり、好ま
しくは780〜1000℃の温度となつた時点で開始す
るようにする。 冷媒としては、空気または空気と水との混合流
体（例えばミスト状乃至霧状）が最適である。水
だけの場合（空気が混入していない水流）は鋳型
に浸透するため好ましくない。この冷媒の流量に
よつて鋳物の冷却速度は変化し、例えば、冷媒の
種類及び流量と冷却速度との関係の一例を示せ
ば、下記第１表の通りである。
詳しくは、鋳型内への空気または空気と水との混
合流体の流入により、鋳物の必要部分のみの冷却
速度を高めて硬化させる鋳鉄の局部的硬化法に関
する。 従来、鋳鉄を硬化させる方法としては、Mo、
Cuなどの合金元素を添加する方法、冷し金を当
てる方法、鋳物温度800〜1000℃で型ばらしを行
なう方法及び熱処理（焼ならし等）などの方法が
知られている。しかしながら、合金元素を添加す
る方法では、局部的硬化は不可能であり、またチ
ルが発生し易く、切削加工性が悪化する。また、
冷し金を当てる方法でも、切削加工性を悪化する
チルが発生し易い。一方、鋳物温度800〜1000℃
で型ばらしを行なつた場合には、硬さのバラツキ
が大きく、また鋳物の内側部分の硬化は不可能で
ある。さらに、熱処理方法では、局部的硬化は可
能であるが、再加熱を要し、経済的に不利であ
る。 本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、チルの発生もなく
鋳鉄の局部的硬化を行なうことのできる方法を提
供することにある。 本発明者らの研究によると、鋳物の必要硬化部
分が鋳物の内側部分であつても、鋳型内部で凝
固、冷却中の鋳鉄鋳物の温度が720〜1150℃、好
ましくは780〜1000℃に到達した時点で、必要硬
化部分に応じて例えば主型あるいはさらに中子に
設けた空気孔を通じて、空気または空気と水との
混合流体を流入せしめ、鋳鉄鋳物の温度が300〜
700℃になつた時点で流入を止め、鋳物の必要部
分のみの冷却速度を高めて硬化させることによつ
て、前記したチルの発生等の問題もなく、良好に
鋳鉄の局部的硬化を行なうことができることを見
い出し、本発明を完成するに至つたものである。 すなわち、本発明に係る鋳鉄の局部的硬化法の
特徴は、鋳鉄鋳物の必要な部分のみを局部硬化で
きることにあり、この硬化を、鋳型内で、鋳物の
必要部分のみの冷却速度を高めて硬化させるもの
である。このため、冷媒として空気または空気と
水との混合流体を用い、鋳型内で冷却中の鋳物温
度が720〜1150℃、好ましくは780〜1000℃となつ
た時点で上記冷媒を鋳型内に流入せしめ、300〜
700℃となつた時点で流入を止めることを特徴と
する。 以下、添附図面を参照しながら、本発明の局部
的硬化法について詳細に説明する。 第１図は、本発明方法の一適用例を示し、ま
ず、例えばC2.8〜3.5％、Si1.5〜2.5％、残部鉄か
らなる普通鋳鉄を鋳型に鋳込み、所定形状の鋳物
１を形成する。図中、２は主型、３は中子であ
る。また、鋳物１のうちＡの部分が必要硬化部分
（被硬化処理部分）である。鋳物１は、鋳込み後、
凝固、冷却という過程を経るが、鋳物１の温度が
好ましくは780〜1000℃に到達した時点で、主型
２と中子３とを貫通して設けた空気孔４に、空気
（２〜５m3／分）と水（０〜２／分）との混合
流体を流入し、鋳物１の温度が300〜700℃になつ
た時点で流入を止める。なお、第１図に示すよう
な空気孔４を設けた場合、鋳物１の被硬化処理部
分Ａと混合流体との間に介在する中子３の薄膜部
分は、混合流体によつて徐々に吹き削られて硬化
処理終了段階では存在しなくなる。 この方法により、鋳物１の被硬化処理部分Ａ
は、ブリネル硬さ230〜270、引張強さ30〜40Kg／
mm2となり、必要な局部硬化が達成される。 前記冷媒の流入開始は、鋳物の温度が鋳鉄の凝
固温度1150℃以下となつた時点で行なえるが、共
析変態点720℃以上で開始する必要があり、好ま
しくは780〜1000℃の温度となつた時点で開始す
るようにする。 冷媒としては、空気または空気と水との混合流
体（例えばミスト状乃至霧状）が最適である。水
だけの場合（空気が混入していない水流）は鋳型
に浸透するため好ましくない。この冷媒の流量に
よつて鋳物の冷却速度は変化し、例えば、冷媒の
種類及び流量と冷却速度との関係の一例を示せ
ば、下記第１表の通りである。
【表】
また、冷媒の流量によつて冷却速度が変わると
共に、冷却速度の相違によつて鋳物の被硬化処理
部分のブリネル硬さ、引張強さ等の機械的性質も
当然に変化する。冷却速度のブリネル硬さ及び引
張強さに及ぼす影響を第２図に示す。第２図にお
いて、鋳鉄ａ及びｂの化学成分は以下のとおりで
ある。 ａ：C3.35〜3.45％、Si2.00〜2.10％、残部鉄 ｂ：C3.35〜3.45％、Si2.00〜2.10％、Cr0.25〜
0.35％、残部鉄 第２図から、ブリネル硬さ及び引張強さ共に冷
却速度が高い程大きいことが解る。従つて、冷媒
の種類及び量は、冷却速度に応じて、すなわち被
硬化処理部分の所望の機械的性質に応じて適宜設
定すればよい。 次に、本発明の局部的硬化法により製造した鋳
物の機械的性質を下記第２表に示す。比較とし
て、合金添加法による例も併せて示す。なお、冷
媒が空気のみの場合は、鋳物温度が920〜940℃の
時点で流入を開始し、600℃となつた時点で流入
を停止した。また、冷媒として空気と水との混合
流体を用いた場合には、900〜920℃で流入を開始
し、600℃となつた時点で流入を止めた。
共に、冷却速度の相違によつて鋳物の被硬化処理
部分のブリネル硬さ、引張強さ等の機械的性質も
当然に変化する。冷却速度のブリネル硬さ及び引
張強さに及ぼす影響を第２図に示す。第２図にお
いて、鋳鉄ａ及びｂの化学成分は以下のとおりで
ある。 ａ：C3.35〜3.45％、Si2.00〜2.10％、残部鉄 ｂ：C3.35〜3.45％、Si2.00〜2.10％、Cr0.25〜
0.35％、残部鉄 第２図から、ブリネル硬さ及び引張強さ共に冷
却速度が高い程大きいことが解る。従つて、冷媒
の種類及び量は、冷却速度に応じて、すなわち被
硬化処理部分の所望の機械的性質に応じて適宜設
定すればよい。 次に、本発明の局部的硬化法により製造した鋳
物の機械的性質を下記第２表に示す。比較とし
て、合金添加法による例も併せて示す。なお、冷
媒が空気のみの場合は、鋳物温度が920〜940℃の
時点で流入を開始し、600℃となつた時点で流入
を停止した。また、冷媒として空気と水との混合
流体を用いた場合には、900〜920℃で流入を開始
し、600℃となつた時点で流入を止めた。
【表】
本発明に係る鋳鉄の局部的硬化法は、例えばド
ライライナータイプのガソリン及びデイーゼルエ
ンジン用シリンダブロツクのライナ部等の硬化処
理に最適に応用することができる。従来、このよ
うなライナ部の硬度をブリネル硬さHB＝230程度
にするには、Cr、Mo、Cuなどの合金元素を添加
した材質で鋳造しているが、鋳造性の悪化、シリ
ンダブロツク全体の硬化、薄肉部（スカート部）
でのチル発生などの問題点がある。ところが、全
体を同一材質（普通鋳鉄：JIS G5501に規定する
FC20またはFC25相当）で鋳造し、この鋳造段階
で、前記した本発明の局部的硬化法を適用するこ
とにより、ライナー部の硬さのみがHB＝230〜
250を有し、他の部位はそれ以下の硬さを有する
ドライライナータイプのガソリン及びデイーゼル
エンジン用シリンダブロツクが得られ、鋳造性の
悪化、薄肉部でのチル発生などの不具合を生ずる
ことなく、ライナー部の耐摩耗性を向上すること
ができる。
ライライナータイプのガソリン及びデイーゼルエ
ンジン用シリンダブロツクのライナ部等の硬化処
理に最適に応用することができる。従来、このよ
うなライナ部の硬度をブリネル硬さHB＝230程度
にするには、Cr、Mo、Cuなどの合金元素を添加
した材質で鋳造しているが、鋳造性の悪化、シリ
ンダブロツク全体の硬化、薄肉部（スカート部）
でのチル発生などの問題点がある。ところが、全
体を同一材質（普通鋳鉄：JIS G5501に規定する
FC20またはFC25相当）で鋳造し、この鋳造段階
で、前記した本発明の局部的硬化法を適用するこ
とにより、ライナー部の硬さのみがHB＝230〜
250を有し、他の部位はそれ以下の硬さを有する
ドライライナータイプのガソリン及びデイーゼル
エンジン用シリンダブロツクが得られ、鋳造性の
悪化、薄肉部でのチル発生などの不具合を生ずる
ことなく、ライナー部の耐摩耗性を向上すること
ができる。
第１図は、本発明の局部的硬化法の適用方法例
を示す鋳造状態の概略断面図、第２図は冷却速度
とブリネル硬さ、引張強さとの関係を示すグラフ
である。 １は鋳物、２は主型、３は中子、４は空気孔、
Ａは被硬化処理部。
を示す鋳造状態の概略断面図、第２図は冷却速度
とブリネル硬さ、引張強さとの関係を示すグラフ
である。 １は鋳物、２は主型、３は中子、４は空気孔、
Ａは被硬化処理部。
Claims (1)
- １ 鋳型内で冷却中の鋳鉄鋳物の温度が720〜
1150℃に到達した時点で、鋳物の硬化が要求され
る必要部分に相当する鋳型内に、直接的に空気ま
たは空気と水とのミスト状混合気流を流入せし
め、その後鋳鉄鋳物の温度が300〜700℃になつた
時点で流入を止め、鋳物の必要部分のみの冷却速
度を高めて硬化させることを特徴とする鋳鉄の局
部的硬化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5263083A JPS59179263A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 鋳鉄の局部的硬化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5263083A JPS59179263A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 鋳鉄の局部的硬化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179263A JPS59179263A (ja) | 1984-10-11 |
| JPH0445264B2 true JPH0445264B2 (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=12920135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5263083A Granted JPS59179263A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 鋳鉄の局部的硬化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179263A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736946B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1995-04-26 | 三菱重工業株式会社 | 耐食高強度舶用プロペラの製造法 |
| JPS6415269A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Production of marine propeller having high corrosion fatigue strength |
| JP5416515B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2014-02-12 | ヤンマー株式会社 | 中子を使用した鋳造方法 |
| JP5399180B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2014-01-29 | ヤンマー株式会社 | 中子を使用した鋳造方法 |
| DE102012103884A1 (de) | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Gießen eines mit mindestens einer Durchgangsöffnung versehenen Gussteils |
| CN104289699A (zh) * | 2014-08-18 | 2015-01-21 | 安徽惠明机械制造有限公司 | 一种生铁铸造的快速水冷的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE413859B (sv) * | 1977-01-19 | 1980-06-30 | Svenska Flaektfabriken Ab | Forfarande for kylning av heta foremal samt anordning for genomforande av forfarandet |
| JPS54141335A (en) * | 1978-04-26 | 1979-11-02 | Kubota Ltd | Making roll by casting |
| JPS57103775A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-28 | Nippon Cement Co Ltd | Production of casting made of high chromium cast iron |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP5263083A patent/JPS59179263A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59179263A (ja) | 1984-10-11 |
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