JPH05200478A - 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ 本発明による球状黒鉛鋳鉄の製造方法で鋳造
した球状黒鉛鋳鉄鋳物の表層部には、片状黒鉛や擬片状
黒鉛のような球状以外のいわゆる異常黒鉛の発生量を大
幅に減少し得るものである。 ［構成］ ０．２％以下の硫黄な分を含む炭素原料を使
用した生砂型の鋳型に溶湯を注入し、表面層の異常黒鉛
組織を減少させることを特徴とするものである。
した球状黒鉛鋳鉄鋳物の表層部には、片状黒鉛や擬片状
黒鉛のような球状以外のいわゆる異常黒鉛の発生量を大
幅に減少し得るものである。 ［構成］ ０．２％以下の硫黄な分を含む炭素原料を使
用した生砂型の鋳型に溶湯を注入し、表面層の異常黒鉛
組織を減少させることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、球状黒鉛鋳鉄の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】球状黒鉛鋳鉄は高い強度と伸びを持つた
めに一般機械部品として欠くべからざる材料であり、特
に鋳造用鋳型として生型を使用するものは、その高速造
型による生産性の高さから多くの用途に使用されてい
る。一般に鋳造工場において通常生型造型用の材料とし
ては、珪砂、粘土質粘結剤および添加剤よりなり、添加
剤としては炭素系、澱粉系、繊維系などがある。中でも
炭素系添加剤は通常石炭粉が使用され、鋳肌の改善、砂
落しの改善等に効果があり、必要不可欠のものである。
一般の鋳造工場ではこの様な生型用鋳物砂を用いて造型
した鋳型に球状黒鉛鋳鉄溶湯を鋳込んで機械部品を生産
していた。
めに一般機械部品として欠くべからざる材料であり、特
に鋳造用鋳型として生型を使用するものは、その高速造
型による生産性の高さから多くの用途に使用されてい
る。一般に鋳造工場において通常生型造型用の材料とし
ては、珪砂、粘土質粘結剤および添加剤よりなり、添加
剤としては炭素系、澱粉系、繊維系などがある。中でも
炭素系添加剤は通常石炭粉が使用され、鋳肌の改善、砂
落しの改善等に効果があり、必要不可欠のものである。
一般の鋳造工場ではこの様な生型用鋳物砂を用いて造型
した鋳型に球状黒鉛鋳鉄溶湯を鋳込んで機械部品を生産
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来か
ら球状黒鉛鋳鉄は優れた強度を有するため機械部品とし
て広く使用されてきた。これは黒鉛の形態が機械的性質
の低下が最も少ない球形となっているためである。しか
し一般的に使用される生型造型法による鋳型で鋳造した
球状黒鉛鋳鉄製の部品の破壊強度はしばしば所定の形状
に機械加工した試験片によって得られた破壊強度よりも
著しく劣ることがある。これは通常生型造型用の材料と
して使用される炭素系添加剤の石炭粉に硫黄分が含ま
れ、これを使用した鋳型で球状黒鉛鋳鉄を鋳造すること
により以下に述べるような欠点が発生する。
ら球状黒鉛鋳鉄は優れた強度を有するため機械部品とし
て広く使用されてきた。これは黒鉛の形態が機械的性質
の低下が最も少ない球形となっているためである。しか
し一般的に使用される生型造型法による鋳型で鋳造した
球状黒鉛鋳鉄製の部品の破壊強度はしばしば所定の形状
に機械加工した試験片によって得られた破壊強度よりも
著しく劣ることがある。これは通常生型造型用の材料と
して使用される炭素系添加剤の石炭粉に硫黄分が含ま
れ、これを使用した鋳型で球状黒鉛鋳鉄を鋳造すること
により以下に述べるような欠点が発生する。
【０００４】硫黄は球状黒鉛鋳鉄の黒鉛形状を劣化させ
る作用が極めて強いため、球状黒鉛鋳鉄の製造に当って
その混入を最も避けねばならない元素である。然るに通
常の生型造型では、この硫黄分を含む石炭粉を添加した
生型砂中に球状黒鉛鋳鉄溶湯を注入して製造するため、
鋳型に溶湯が接する場合、この石炭粉中の硫黄が球状黒
鉛鋳鉄溶湯に容易に溶け込むことができる。このためで
きあがった球状黒鉛鋳鉄製品は最表層の部分はその黒鉛
形状が球状とならず擬球状、片状と劣化する。
る作用が極めて強いため、球状黒鉛鋳鉄の製造に当って
その混入を最も避けねばならない元素である。然るに通
常の生型造型では、この硫黄分を含む石炭粉を添加した
生型砂中に球状黒鉛鋳鉄溶湯を注入して製造するため、
鋳型に溶湯が接する場合、この石炭粉中の硫黄が球状黒
鉛鋳鉄溶湯に容易に溶け込むことができる。このためで
きあがった球状黒鉛鋳鉄製品は最表層の部分はその黒鉛
形状が球状とならず擬球状、片状と劣化する。
【０００５】本発明者は、鋳肌面を持つ球状黒鉛鋳鉄の
試験片の曲げを測定観察する実験によってこの形状が劣
化した黒鉛が破壊の起点となり、破壊荷重が極めて小さ
くなること、また鋳肌面を機械加工などによって形状が
劣化した黒鉛の部分を取り除いた場合には破壊荷重は極
めて大きくなることを見出した。しかし一般機械部品を
鋳鉄あるいは球状黒鉛鋳鉄で製造する場合、機械加工に
よりその最表層面を取り除いて使用する部分は部品の取
付あるいは嵌合等を行う部位が多く、通常鋳肌のままで
使用されることが極めて多い。これは鋳造によって製造
する如き部品は、本来機械加工ではなし得ない形状を創
製するためであることを考えれば至極当然のことであ
る。
試験片の曲げを測定観察する実験によってこの形状が劣
化した黒鉛が破壊の起点となり、破壊荷重が極めて小さ
くなること、また鋳肌面を機械加工などによって形状が
劣化した黒鉛の部分を取り除いた場合には破壊荷重は極
めて大きくなることを見出した。しかし一般機械部品を
鋳鉄あるいは球状黒鉛鋳鉄で製造する場合、機械加工に
よりその最表層面を取り除いて使用する部分は部品の取
付あるいは嵌合等を行う部位が多く、通常鋳肌のままで
使用されることが極めて多い。これは鋳造によって製造
する如き部品は、本来機械加工ではなし得ない形状を創
製するためであることを考えれば至極当然のことであ
る。
【０００６】ここにおいて本発明者は生型造型法による
鋳型で鋳造した場合、鋳型に接していた鋳鉄品の最外表
面すなわち鋳肌面直下の黒鉛形状が、通常球状であるべ
きものが片状あるいは擬片状となるために機械的性質が
大幅に低下することを防止するために、通常使用されて
いる生型造型用の砂の配合材料に着目し、完成した鋳鉄
部品の強度を十二分に発揮させ得る球状黒鉛鋳鉄の製造
方法を見いだしたものである。
鋳型で鋳造した場合、鋳型に接していた鋳鉄品の最外表
面すなわち鋳肌面直下の黒鉛形状が、通常球状であるべ
きものが片状あるいは擬片状となるために機械的性質が
大幅に低下することを防止するために、通常使用されて
いる生型造型用の砂の配合材料に着目し、完成した鋳鉄
部品の強度を十二分に発揮させ得る球状黒鉛鋳鉄の製造
方法を見いだしたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の球状黒鉛鋳鉄の
製造方法は、０．２重量％以下の硫黄分を含む炭素原料
を使用した生砂型の鋳型に溶湯を注入し、表面層の異常
黒鉛組織を減少させることを特徴とするものである。
製造方法は、０．２重量％以下の硫黄分を含む炭素原料
を使用した生砂型の鋳型に溶湯を注入し、表面層の異常
黒鉛組織を減少させることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明による方法で鋳造した球状黒鉛鋳鉄鋳物
の表層部には、片状黒鉛や擬片状黒鉛のような球状以外
のいわゆる異常黒鉛の発生量が大幅に減少するものであ
る。
の表層部には、片状黒鉛や擬片状黒鉛のような球状以外
のいわゆる異常黒鉛の発生量が大幅に減少するものであ
る。
【０００９】
【実施例１】以下本発明の実施例を図面に基づいて更に
詳細に説明する。図１のａ，ｂは試験片の鋳込み形状と
表面組織観察位置、図２は異常黒鉛深さと石炭粉中の硫
黄分との関係、図３は疲労試験結果、図４は疲労試験方
法、図５は異常黒鉛の金属顕微鏡組織写真、図６は本発
明の金属顕微鏡組織写真、図７は異常黒鉛深さの定義を
示すものである。
詳細に説明する。図１のａ，ｂは試験片の鋳込み形状と
表面組織観察位置、図２は異常黒鉛深さと石炭粉中の硫
黄分との関係、図３は疲労試験結果、図４は疲労試験方
法、図５は異常黒鉛の金属顕微鏡組織写真、図６は本発
明の金属顕微鏡組織写真、図７は異常黒鉛深さの定義を
示すものである。
【００１０】石炭粉を添加した鋳物砂を使って鋳造した
球状黒鉛鋳鉄鋳物の表面組織を調査し、石炭粉中の硫黄
分と表層部の異常黒鉛量の関係を調べた。 １）供試材 材質はＦＣＤ３７０相当で、化学成分を表１に示す。ま
た試験片の鋳込み形状を図１のａ，ｂに示す。
球状黒鉛鋳鉄鋳物の表面組織を調査し、石炭粉中の硫黄
分と表層部の異常黒鉛量の関係を調べた。 １）供試材 材質はＦＣＤ３７０相当で、化学成分を表１に示す。ま
た試験片の鋳込み形状を図１のａ，ｂに示す。
【００１１】
【表１】
ｗｔ％ ２）鋳物砂 鋳物砂は、珪砂１００に対しベントナイト８、石炭粉４
の割合で配合し、水分は３．６％とした。使用した石炭
粉の化学成分を表２に示す。
ｗｔ％ ２）鋳物砂 鋳物砂は、珪砂１００に対しベントナイト８、石炭粉４
の割合で配合し、水分は３．６％とした。使用した石炭
粉の化学成分を表２に示す。
【００１２】
【表２】
ｗｔ％ ３）調査方法および結果 表面組織の観察位置を図１のａ，ｂに示す。試料の異常
黒鉛の金属顕微鏡組織写真の代表例を図５に示す。試料
の表面には図５に示すような異常黒鉛がみられた。この
異常黒鉛の量を図７に示す異常黒鉛深さで定義し各試料
毎に測定した。各試料の異常黒鉛深さと鋳物砂に添加し
た石炭粉中の硫黄分との関係を図２に示す。図２に示す
ように、鋳物砂に添加した石炭粉中の硫黄分の増加にと
もなって表面に発生する異常黒鉛の量は増加している。
ｗｔ％ ３）調査方法および結果 表面組織の観察位置を図１のａ，ｂに示す。試料の異常
黒鉛の金属顕微鏡組織写真の代表例を図５に示す。試料
の表面には図５に示すような異常黒鉛がみられた。この
異常黒鉛の量を図７に示す異常黒鉛深さで定義し各試料
毎に測定した。各試料の異常黒鉛深さと鋳物砂に添加し
た石炭粉中の硫黄分との関係を図２に示す。図２に示す
ように、鋳物砂に添加した石炭粉中の硫黄分の増加にと
もなって表面に発生する異常黒鉛の量は増加している。
【０００１３】
【実施例２】実施例１で鋳造した試料と同じ条件で鋳造
した試験片を使った実験より、表層部の異常黒鉛深さと
疲労強度との関係を調査した結果を以下に示す。 １）供試材 材質および供試材の鋳込み形状は実施例１と同様。 ２）鋳物砂 鋳物砂の配合割合および使用した石炭粉の化学成分は実
施例１と同様。 ３）試験方法および結果 試験方法は完全片振りの曲げ疲労試験である。疲労試験
方法を図４に、疲労試験結果を図３に示す。
した試験片を使った実験より、表層部の異常黒鉛深さと
疲労強度との関係を調査した結果を以下に示す。 １）供試材 材質および供試材の鋳込み形状は実施例１と同様。 ２）鋳物砂 鋳物砂の配合割合および使用した石炭粉の化学成分は実
施例１と同様。 ３）試験方法および結果 試験方法は完全片振りの曲げ疲労試験である。疲労試験
方法を図４に、疲労試験結果を図３に示す。
【０００１４】図で明らかなように、異常黒鉛深さが５
０μｍないし１００μｍより大きくなると、疲労限が低
下する傾向がみられる。従って、異常黒鉛深さは５０μ
ｍ以下にすることが望ましく、実施例１によれば石炭粉
中の硫黄分含有量は０．２％以下が望ましい。
０μｍないし１００μｍより大きくなると、疲労限が低
下する傾向がみられる。従って、異常黒鉛深さは５０μ
ｍ以下にすることが望ましく、実施例１によれば石炭粉
中の硫黄分含有量は０．２％以下が望ましい。
【０００１５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、０．２％
以下の硫黄分を含む炭素原料を使用した生砂型の鋳型に
注湯する表面層の異常黒鉛組織を減少させる球状黒鉛鋳
鉄の製造方法は、通常球状黒鉛鋳鉄鋳物の黒皮表層部に
みられる異常黒鉛の発生量を減少させることにより、こ
の異常黒鉛の影響による疲労強度の低下を防ぐことによ
って、疲労強度を向上させた球状黒鉛鋳鉄鋳物を提供で
きるものである。この方法で、例えば自動車用懸架装置
部品を製造すると安全性の向上に大いに役立つものであ
る。
以下の硫黄分を含む炭素原料を使用した生砂型の鋳型に
注湯する表面層の異常黒鉛組織を減少させる球状黒鉛鋳
鉄の製造方法は、通常球状黒鉛鋳鉄鋳物の黒皮表層部に
みられる異常黒鉛の発生量を減少させることにより、こ
の異常黒鉛の影響による疲労強度の低下を防ぐことによ
って、疲労強度を向上させた球状黒鉛鋳鉄鋳物を提供で
きるものである。この方法で、例えば自動車用懸架装置
部品を製造すると安全性の向上に大いに役立つものであ
る。
【図１】試験片の鋳込み形状と表面組織観察位置
【図２】異常黒鉛深さと石炭粉中の硫黄分との関係
【図３】疲労試験結果
【図４】疲労試験方法
【図５】異常黒鉛の金属顕微鏡組織写真
【図６】本発明の金属顕微鏡組織写真
【図７】異常黒鉛深さの定義
Claims (1)
- 【請求項１】０．２重量％以下の硫黄分を含む炭素原料
を使用した生砂型の鋳型に溶湯を注入し、表面層の異常
黒鉛組織を減少させることを特徴とする球状黒鉛鋳鉄の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3720092A JPH05200478A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3720092A JPH05200478A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200478A true JPH05200478A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=12490936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3720092A Pending JPH05200478A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05200478A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100352576C (zh) * | 2006-05-23 | 2007-12-05 | 武汉重工铸锻有限责任公司 | 型砂及其制备方法 |
| CN103898295A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 铸态铸铁的处理方法 |
| CN104057014A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-24 | 安徽鑫润新型材料有限公司 | 一种灰铁铸造用型砂及其制备方法 |
| CN104057015A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-24 | 安徽鑫润新型材料有限公司 | 一种有色金属用铸造型砂及其制备方法 |
| CN104493071A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-04-08 | 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 | 一种自动造型用型砂及其制备方法 |
| CN105562582A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-05-11 | 安徽埃斯克制泵有限公司 | 一种泵体砂型铸造用铸造砂 |
| CN106270396A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-01-04 | 常州万兴纸塑有限公司 | 铸造用浇道管及其制造设备 |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP3720092A patent/JPH05200478A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100352576C (zh) * | 2006-05-23 | 2007-12-05 | 武汉重工铸锻有限责任公司 | 型砂及其制备方法 |
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| CN103898295B (zh) * | 2012-12-28 | 2016-03-02 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 铸态铸铁的处理方法 |
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| CN105562582A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-05-11 | 安徽埃斯克制泵有限公司 | 一种泵体砂型铸造用铸造砂 |
| CN106270396A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-01-04 | 常州万兴纸塑有限公司 | 铸造用浇道管及其制造设备 |
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