JPH07242987A - 鋳鉄用黒鉛球状化剤 - Google Patents

鋳鉄用黒鉛球状化剤

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JPH07242987A
JPH07242987A JP6055298A JP5529894A JPH07242987A JP H07242987 A JPH07242987 A JP H07242987A JP 6055298 A JP6055298 A JP 6055298A JP 5529894 A JP5529894 A JP 5529894A JP H07242987 A JPH07242987 A JP H07242987A
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JP
Japan
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spheroidizing agent
spheroidizing
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casting
cast iron
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JP6055298A
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Kiyoshi Eguchi
潔 江口
Katsuhiko Kojo
勝彦 古城
Nobuyuki Fukai
伸之 深井
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適正な添加元素を含む球状化剤を供給し、そ
の添加により砂型による薄肉鋳物、金型による鋳物にお
いてもチルがなく、球状化不良のない均一な球状化組織
の得られるよい鋳物を提供すること。 【構成】 FeーSiーMg系の黒鉛球状化剤において、
これに含まれる酸素量を1500ppm以上3000ppm以
下の範囲とすることを特徴とする鋳鉄用黒鉛球状化剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は球状黒鉛鋳鉄に関し、特
に鋳造における球状化処理に際したチル不良や球状化不
良の低減に有効な黒鉛球状化剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、球状黒鉛鋳鉄の製造においての球
状化処理は溶湯への接種剤添加や注湯前の球状化処理剤
の添加により効果を得ているが、効果のバラツキが大き
く、特に球状化処理剤の添加は組織による球状化率の変
化などから経験的に添加量を調整してきた。しかしなが
ら、鋳造での球状化不良や、砂型鋳造による薄肉鋳物、
金型鋳造による精密鋳物の製造においてはチル化傾向が
あるため鋳放しのままでの均一な球状化組織を得ること
が難しい。
【0003】そのために球状化処理剤へのMgやCa、
Al、希土類元素等の添加成分のコントロールを行って
いるが、CaやAl添加ではノロの発生を助長し、黒鉛
の球状化をも阻害する。この対策にはMgあるいは希土
類元素の添加により軽減できるが多量添加では同様にノ
ロ欠陥の増加がみられ、これらの元素の相互関係を考慮
して球状化剤の構成を行う必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は球状化剤の組成管理のための分析技術の向上を図
かり、適正な添加元素を含む球状化剤を供給し、その添
加により砂型による薄肉鋳物、金型による鋳物において
もチルがなく、球状化不良のない均一な球状化組織の得
られるよい鋳物を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑
み、上記の欠点を解決するため鋭意検討した結果、球状
化剤の含有酸素量のバラツキにより鋳物不良が左右され
ていること、より具体的には鋳物中の残留Mg%が同じ
にも拘らず球状化剤の酸素量が低いとチル化傾向の増加
がみられ、酸素量が高いと球状化率の低下が生じること
を知見した。本発明はこの知見に基づきなされたもので
あり、FeーSiーMg系の鋳鉄用黒鉛球状化剤におい
て、これに含まれる酸素量を1500ppm以上3000p
pm以下の範囲とすることを特徴とする。
【0006】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。球状黒鉛鋳鉄
の製造において黒鉛球状化の添加金属としてはMgまた
はMg合金による処理が最も確実で、比較的安価な方法
であって、工業的に価値が高い。しかし他の元素よりも
反応が激しいためMgの歩留りをよくするためには球状
化剤に含まれる酸素量のコントロールが重要となる。球
状化剤中に含まれる酸素量を無制限にすれば溶湯中に溶
け込む酸素量の増加により黒鉛の球状化をMgで調整す
ることは非常に困難となる。
【0007】そのため球状化剤に含まれる酸素量の範囲
を規定し、Mgの実行率を安定化する必要がある。実効
的なMg量は添加合金の酸化の度合いにより左右され、
酸化度が少ないほどMg添加量は少なくでき、また球状
化に寄与する実効Mg量の増加となる。
【0008】球状化剤に含まれる酸素量が少なくなる
と、チル化傾向が強くなる。逆に酸素量が多くなると、
MgO量が増えることにより溶湯表面上にノロが発生
し、溶湯の流動性を低下させノロ噛み等の欠陥が生じ、
鋳物の品質を低下させる原因ともなる。また、球状化反
応を著しく阻害し球状化不良が生じやすくなる傾向にあ
る。
【0009】上記の欠点を改善するため、球状化剤の酸
素量を1500ppm以上3000ppm以下の範囲で含有さ
せれば、実効的なMg量が確保でき球状化率が向上し、
鋳物のチルを大幅に削減するとともに球状化不良も解決
することができる。また、さらに軽量薄肉鋳物や精密鋳
物を砂型、金型使用で製造するにあたっては球状化剤の
酸素量は1700ppm〜2500ppmの範囲とするのが望
ましく、さらに1800ppm〜2200ppmの範囲とする
ことが望ましい。
【0010】本発明球状化剤の基本組成は、重量%でS
i:40〜60%、Mg:3〜8%、Ca:≦5%、A
l:≦1.5%とする。Siは、フェロシリコンとして
添加するが、その中に溶湯添加により急激な反応をする
MgやCaを合金化し、反応を抑制する効果を得るため
に含有されているが、40%未満では溶湯反応を抑制す
る効果が少なく、Mgの溶湯中への分散が不均一とな
り、球状化率の低下が見られ、60%を越えるとフェロ
シリコン中に含まれる非金属介在物量の増加により球状
化剤の組成のバランスが崩れ、黒鉛球状化が阻害される
傾向にある。よって40〜60%とする。Mgは、鋳鉄
溶湯中の黒鉛を球状化させるのに最も優れた元素である
ことから添加されるが、3%未満では実効的に反応する
Mg量が少ないことから球状化剤の添加量の増加による
溶湯温度の低下や、Sなどの脱硫のため消費され残留M
g量の低下となり球状化不良が生じる。8%を越えると
溶湯との反応が活性となり、効果が過剰となるとともに
フェーディングも激しくなり残留Mg量のコントロール
が困難となる。よって3〜7%とする。
【0011】Caは、Mgの反応抑制剤として添加する
が、Ca自体も接種効果があるため補助的に含有される
ものである。しかし、5%を越えると反応抑制効果が過
剰となり、Mgの球状化反応時間を延長せしめるととも
にノロが生じる。よって5%以下とする。Alは、フェ
ロシリコンの中に不純物として含有されているが、1.
5%を越えると黒鉛の球状化を阻害するとともにノロが
生じ、溶湯の流動性を低下させピンホールなどの欠陥が
生じやすくなる。よって1.5%以下とする。希土類元
素は、溶湯中のSなどの不純物を中和する作用があるた
め補助的に含有されるが、2.0%を越えるとチルの発
生を助長する傾向があるため2.0%以下とする。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を更に詳細に説明す
る。
【0013】(実施例1)FeーSiーMg系にCa、R
・E(希土類元素)、Alを含む平均粒径18mmの各
種球状化剤を用いて鋳鉄(重量%で球状化剤を0.8〜
0.9%添加)を得た。なお、元湯温度1450〜15
00℃で出湯、球状化処理後1380〜1430℃で注
湯し、注湯時間は10秒である(鋳物重量50kg)。
球状化剤の組成および鋳造結果を表1に示す。表1に示
した球状化剤の酸素量は約80〜5800ppmの範囲
にあるが、酸素量が3000ppmを越えると球状化不良
やノロ欠陥が観察され、また酸素量1500ppm未満に
おいてはチル化傾向にあることがわかる。酸素量が15
00ppm以上3000ppm以下では球状化不良もなく、チ
ルの発生もみられず極めて良好な球状黒鉛鋳鉄となって
いる。なお、図1に酸素量1550ppm、50ppm
の球状化剤を用いた場合のチル化ミクロ組織を示す(1
00倍)。
【0014】
【表1】
【0015】なお、本実施例における球状化剤の酸素含
有量分析手法を以下説明する。FeーSiーMg系にC
a、R・E(希土類元素)、Alを含む球状化剤とC
a、Alを含む球状化剤を作製し、酸素量分析を行っ
た。酸素分析方法は球状化剤の平均的な成分分析が必要
でありJISのフェロアロイのサンプリング方法通則
(JIS G 1501)に類似した縮分方法である。1
ロットの製造重量1000kgの球状化剤をコンサイメ
ントとしてインクリメント縮分により採取した試料から
約1kgの大口試料を得る。この大口試料から簡易選別
ドラムもしくはインクリメントスコップにより約100
gの成分用試料を得る。得られた試料を鉄乳鉢を用いて
2〜10mm程度の粒に粉砕し、さらに小型の簡易選別
ドラムにより約10gの成分用試料を得る。この試料を
スタンプミルにてさらに粉砕してステンレス製ふるいを
用いて分級して850ミクロン以下から250ミクロン
以上の粉体を得て、これを分析試料とする。分析試料の
収率は20〜25%である。この分析試料をインクリメ
ント縮分により約0.1gの測定試料を採取して金属中
酸素・窒素ガス分析装置を用いて3試料の測定を行い、
その平均値を分析値とする。分析結果を表2に示すが1
0点分析のバラツキをみても大きな変動はなく平均的な
値が得られていることがわかる。
【0016】
【表2】
【0017】(実施例2)FeーSiーMg系にCa、R
・E(希土類元素)、Alを含み酸素量の異なる4種類
の球状化剤による鋳物のチル化傾向を表3に、チル化防
止を考慮した酸素量の違う2種類の球状化剤による球状
化率の変化を表4に示す。表3より球状化剤の酸素量が
1500ppm未満になるとチル幅の増加がみられること
から球状黒鉛鋳鉄のチル化防止には酸素量は1500pp
m以上必要であることがわかる。酸素量は3000ppm以
上でもチルに対してはあまり影響がない。
【0018】
【表3】
【0019】表4は残留Mg量と球状化率を示している
が、酸素量3500ppmの球状化剤では残留Mg量が
0.032%以上でないと球状化率が90%以上の鋳物
が得られないのに対し、酸素量1820ppmの球状化剤
では0.024%でも90%以上の球状化率が得られて
いる。それぞれのミクロ組織写真を図2に示す(100
倍)。
【0020】
【表4】
【0021】本発明は以上のような効果を有していてF
eーSiーMg系にCa、R・E、Alを含む球状化剤の
酸素量をコントロールすることでチルがなく、球状化不
良のない均一な球状化組織の得られるよい鋳物を製造す
ることができ、球状黒鉛鋳鉄用球状化剤として実用価値
の高いことを示している。
【0022】
【発明の効果】本発明にかかる球状化剤を用いることに
より、従来不十分であった鋳物組織の健全性が向上し、
チルがなく、球状化不良のない鋳物を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】チル化を示す金属ミクロ組織写真である(10
0倍)。
【図2】球状化率を示す金属ミクロ組織写真である(1
00倍)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 FeーSiーMg系の黒鉛球状化剤におい
    て、これに含まれる酸素量を1500ppm以上3000p
    pm以下の範囲とすることを特徴とする鋳鉄用黒鉛球状化
    剤。
  2. 【請求項2】 鋳鉄用黒鉛球状化剤が重量%でSi:4
    0〜60%、Mg:3〜8%、Ca:≦5%、Al:≦
    1.5%を含み残部がFeよりなる組成を有する請求項
    1に記載の鋳鉄用黒鉛球状化剤。
  3. 【請求項3】 鋳鉄用黒鉛球状化剤が重量%でSi:4
    0〜60%、Mg:3〜8%、Ca:≦5%、Al:≦
    1.5%、希土類元素:≦2.0%を含み残部がFeよ
    りなる組成を有する請求項1に記載の鋳鉄用黒鉛球状化
    剤。
JP6055298A 1994-03-01 1994-03-01 鋳鉄用黒鉛球状化剤 Pending JPH07242987A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015034062A1 (ja) * 2013-09-06 2015-03-12 東芝機械株式会社 球状黒鉛鋳鉄の溶湯の球状化処理方法
WO2018181712A1 (ja) * 2017-03-29 2018-10-04 株式会社I2C技研 超微細球状黒鉛を有する球状黒鉛鋳鉄の金型鋳造品の製造方法及び球状化処理剤

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