JPH0798264B2 - 高Ｃｒ系耐摩耗白鋳鉄鋳物の製造法 - Google Patents
高Ｃｒ系耐摩耗白鋳鉄鋳物の製造法Info
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- JPH0798264B2 JPH0798264B2 JP63204780A JP20478088A JPH0798264B2 JP H0798264 B2 JPH0798264 B2 JP H0798264B2 JP 63204780 A JP63204780 A JP 63204780A JP 20478088 A JP20478088 A JP 20478088A JP H0798264 B2 JPH0798264 B2 JP H0798264B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉱石、石炭、岩石などの粉砕ミル・セグメン
ト、輸送用管、浚渫船用部品などに使用される高Cr系耐
摩耗白鋳鉄鋳物の製造法に関する。
ト、輸送用管、浚渫船用部品などに使用される高Cr系耐
摩耗白鋳鉄鋳物の製造法に関する。
従来、鉱石、石炭、岩石などの粉砕ミル・セグメントな
どの耐摩耗部には、例えば重量％でC:2.7〜3.5％、Ni:
4.0〜5.0％、Cr:2.0〜3.0％を含むニ・ハード鋳鉄など
のNi−Cr系白鋳鉄又は高Cr系白鋳鉄などが使用されてい
る。
どの耐摩耗部には、例えば重量％でC:2.7〜3.5％、Ni:
4.0〜5.0％、Cr:2.0〜3.0％を含むニ・ハード鋳鉄など
のNi−Cr系白鋳鉄又は高Cr系白鋳鉄などが使用されてい
る。
これらの材料を金属組織的に耐摩耗生の面からみると、
Ni−Cr系白鋳鉄はマルテンサイト基地中にCr炭化物(FeC
r)3Ｃ〔マイクロビツカース強さ（Hv）970〕を析出させ
ているのに対し、高Cr系白鋳鉄はマルテンサイト基地中
にCr炭化物(FeCr)7Ｃ〔マイクロビツカース硬さ（Hv）1
400〕を析出させている。
Ni−Cr系白鋳鉄はマルテンサイト基地中にCr炭化物(FeC
r)3Ｃ〔マイクロビツカース強さ（Hv）970〕を析出させ
ているのに対し、高Cr系白鋳鉄はマルテンサイト基地中
にCr炭化物(FeCr)7Ｃ〔マイクロビツカース硬さ（Hv）1
400〕を析出させている。
いずれの白鋳鉄もCr炭化物によつて硬さが高く、耐摩耗
性を有している。炭化物の析出形状は凝固区内の冷却速
度で支配され、金型鋳造が最も冷却速度が大きい。しか
しながら、これらの白鋳鉄性の耐摩耗部品は製作される
部品ごとに形状が異なつているため、多量生産には適す
るが製作費の嵩む金型の使用は好ましくなく、実用的に
は砂型製造が一般的に行われている。
性を有している。炭化物の析出形状は凝固区内の冷却速
度で支配され、金型鋳造が最も冷却速度が大きい。しか
しながら、これらの白鋳鉄性の耐摩耗部品は製作される
部品ごとに形状が異なつているため、多量生産には適す
るが製作費の嵩む金型の使用は好ましくなく、実用的に
は砂型製造が一般的に行われている。
上述したように、金型は冷却速度が速く、かつ寸法精度
のよい鋳物が製造できるが、経済性のため砂型を使用せ
ざるを得ない状況にある。
のよい鋳物が製造できるが、経済性のため砂型を使用せ
ざるを得ない状況にある。
砂型は熱伝導率が悪い鋳物砂で形成されるため、大型鋳
物になる程、冷却速度が遅くなり、鋳物自身の実体機械
的性質が低下する。高Cr系白鋳鉄の場合も、砂型材は大
型化する程、炭化物形状は粗大化して硬さは低下する
が、特に鋳物内面硬さの低下が著しい。硬さ低下および
炭化物粗大化のため、耐摩耗性は低下し、耐摩耗製品の
耐久時間を短かくすると共に、粉砕粒が粗粒になるな
ど、耐摩耗機器の効果を著しく低下させる。
物になる程、冷却速度が遅くなり、鋳物自身の実体機械
的性質が低下する。高Cr系白鋳鉄の場合も、砂型材は大
型化する程、炭化物形状は粗大化して硬さは低下する
が、特に鋳物内面硬さの低下が著しい。硬さ低下および
炭化物粗大化のため、耐摩耗性は低下し、耐摩耗製品の
耐久時間を短かくすると共に、粉砕粒が粗粒になるな
ど、耐摩耗機器の効果を著しく低下させる。
近年、粉砕ミルなどの摩耗部品においては長期間保守点
検を要しない無点検の装置への改良が強く要請されてい
る。この保守点検は主に、ニ・ハード鋳鉄、高Cr系白鋳
鉄を使用した摩耗部材の摩耗による加工修正や取り換え
などによるものである。これらの事情から従来使用され
てきたニ・ハード鋳鉄や高Cr系白鋳鉄の耐摩耗性では十
分でなく、耐摩耗性のさらに優れた高Cr系白鋳鉄鋳物の
開発が望まれている。
検を要しない無点検の装置への改良が強く要請されてい
る。この保守点検は主に、ニ・ハード鋳鉄、高Cr系白鋳
鉄を使用した摩耗部材の摩耗による加工修正や取り換え
などによるものである。これらの事情から従来使用され
てきたニ・ハード鋳鉄や高Cr系白鋳鉄の耐摩耗性では十
分でなく、耐摩耗性のさらに優れた高Cr系白鋳鉄鋳物の
開発が望まれている。
本発明は上記の技術水準および事情に鑑み、現在のニ・
ハード鋳鉄や高Cr系白鋳鉄の砂型鋳物よりも高硬度で耐
摩耗性の優れた高Cr系耐摩耗白鋳鉄鋳物を製造しうる方
法を提供しようとするものである。
ハード鋳鉄や高Cr系白鋳鉄の砂型鋳物よりも高硬度で耐
摩耗性の優れた高Cr系耐摩耗白鋳鉄鋳物を製造しうる方
法を提供しようとするものである。
本発明は重量％で、C:2.5〜3.5％、Si:0.5〜１％、Mn;
0.5〜1.5％、Cr:14〜17％、Mo:0.5〜３％、V:0.5〜２％
を含有し、残部が実質的にFeである高Cr系鋳鉄溶湯を、
主として金属粒で構成された鋳型に注湯し、凝固点から
該溶湯を急冷させることを特徴とする高Cr系耐摩耗白鋳
鉄鋳物の製造法である。
0.5〜1.5％、Cr:14〜17％、Mo:0.5〜３％、V:0.5〜２％
を含有し、残部が実質的にFeである高Cr系鋳鉄溶湯を、
主として金属粒で構成された鋳型に注湯し、凝固点から
該溶湯を急冷させることを特徴とする高Cr系耐摩耗白鋳
鉄鋳物の製造法である。
従来の砂型鋳物は熱伝導率が約0.002cal/℃・cm・secと
いう鋳物砂で形成された鋳型で鋳造され、この鋳型を通
して冷却されるので、冷却速度が遅かつた。特に火型鋳
物になる程冷却速度が遅く、硬さがロツクエル硬さ61以
下に低下した。これに対し、本発明においては熱伝導率
が高い金属粒、例えば熱伝導率が約0.2cal/℃・cm・sec
と鋳物砂よりも著しく高い鋼粒を鋳型材として使用して
いるため、鋳型の冷却能は大きく、冷却速度は速くなり
炭化物を微細に析出させることが可能となり、該鋳型に
注湯する溶湯の成分と相俟つてロツクエル硬さ65以上の
硬さで、優れた耐摩耗性鋳物を製造することができる。
いう鋳物砂で形成された鋳型で鋳造され、この鋳型を通
して冷却されるので、冷却速度が遅かつた。特に火型鋳
物になる程冷却速度が遅く、硬さがロツクエル硬さ61以
下に低下した。これに対し、本発明においては熱伝導率
が高い金属粒、例えば熱伝導率が約0.2cal/℃・cm・sec
と鋳物砂よりも著しく高い鋼粒を鋳型材として使用して
いるため、鋳型の冷却能は大きく、冷却速度は速くなり
炭化物を微細に析出させることが可能となり、該鋳型に
注湯する溶湯の成分と相俟つてロツクエル硬さ65以上の
硬さで、優れた耐摩耗性鋳物を製造することができる。
次に、本発明において使用する高Cr系鋳鉄の化学成分の
限定理由について説明する。なお以下の説明で％は重量
％を示す。
限定理由について説明する。なお以下の説明で％は重量
％を示す。
Ｃは本発明で使用する高Cr系鋳鉄の硬さ、耐摩耗性
及び靱性に重大な影響をおよぼす元素である。Ｃが2.5
％未満で硬さ及び耐摩耗性に寄与する晶出炭化物の量が
少なくなる不具合があり、一方、Ｃが3.5％を超えると
硬さは余り変化せず靱性が低下するので望ましくない。
従つてＣは2.5〜3.5％の範囲とした。
及び靱性に重大な影響をおよぼす元素である。Ｃが2.5
％未満で硬さ及び耐摩耗性に寄与する晶出炭化物の量が
少なくなる不具合があり、一方、Ｃが3.5％を超えると
硬さは余り変化せず靱性が低下するので望ましくない。
従つてＣは2.5〜3.5％の範囲とした。
Siの添加量が0.5％未満では脱酸が不十分になると
共に鋳造性が悪くなり引巣の発生をもたらし、一方、１
％を超えると靱性が著しく低下する。従つSiは0.5〜１
％の範囲とした。
共に鋳造性が悪くなり引巣の発生をもたらし、一方、１
％を超えると靱性が著しく低下する。従つSiは0.5〜１
％の範囲とした。
Mnは脱酸及び硫黄の固定作用を発揮させる元素であ
る。この効果を出すためには最0.5％の添加が必要であ
るが、1.5％を超えると結晶粒が粗大化する不具合が生
ずる。従つてMnは0.5〜1.5％の範囲とした。
る。この効果を出すためには最0.5％の添加が必要であ
るが、1.5％を超えると結晶粒が粗大化する不具合が生
ずる。従つてMnは0.5〜1.5％の範囲とした。
Crは硬さ及び耐摩耗性の向上に大きい効果を発揮さ
せる元素である。その添加量が14％未満では硬さの低い
(FeCr)3Ｃ炭化物の量が増加し、高硬度耐摩耗性をもた
らす(FeCr)7C3炭化物の量が減少するので十分な耐摩耗
性が得られない。また、17％を超えると(FeCr)7C3に他
に耐摩耗生を低下させる(FeCr)23C6炭化物が晶出して耐
摩耗性が低下する。従つてCrの添加量は14〜17％とする
のが好ましい。
せる元素である。その添加量が14％未満では硬さの低い
(FeCr)3Ｃ炭化物の量が増加し、高硬度耐摩耗性をもた
らす(FeCr)7C3炭化物の量が減少するので十分な耐摩耗
性が得られない。また、17％を超えると(FeCr)7C3に他
に耐摩耗生を低下させる(FeCr)23C6炭化物が晶出して耐
摩耗性が低下する。従つてCrの添加量は14〜17％とする
のが好ましい。
Moは基地中に固溶されると共にMo炭化物Mo2C〔マイ
クロビツカース強さ1500〕を析出して硬さを高くし、か
つ耐摩耗性を向上させる。0.5％未満ではこの効果は少
なく、３％を超えると靱性が低下する。従つてMoは0.5
〜３％の範囲とした。
クロビツカース強さ1500〕を析出して硬さを高くし、か
つ耐摩耗性を向上させる。0.5％未満ではこの効果は少
なく、３％を超えると靱性が低下する。従つてMoは0.5
〜３％の範囲とした。
Ｖは炭化物形成傾向が極めて強く、非常に高い硬さ
を示すＶ炭化物VC〔マイクロビツカース硬さ2800〕を生
ずるので耐摩耗性の向上に極めて有効な元素である。そ
の添加量としてはＶ炭化物VCを得るには0.5％以上の添
加が必要であり、上限はMoとの複合添加になるので靱性
を保持する上から２％未満とした。
を示すＶ炭化物VC〔マイクロビツカース硬さ2800〕を生
ずるので耐摩耗性の向上に極めて有効な元素である。そ
の添加量としてはＶ炭化物VCを得るには0.5％以上の添
加が必要であり、上限はMoとの複合添加になるので靱性
を保持する上から２％未満とした。
本発明について実施例をあげ、更に具体的に説明する。
本発明において使用する高Cr系鋳鉄（以下、本発明使用
材と略称する）の化学成分を第１表に示す。供試材No.1
〜No.5は本発明使用材で、No.6〜No.10は比較材であ
り、No.はニ・ハード鋳鉄である。
材と略称する）の化学成分を第１表に示す。供試材No.1
〜No.5は本発明使用材で、No.6〜No.10は比較材であ
り、No.はニ・ハード鋳鉄である。
第２表にNo.1〜No.5供試材を用い本発明方法によつて得
られた鋳物（以下、本発明鋳物と略称する）、本発明使
用材と略同一化学成分であるNo.6,No.7供試材を用い従
来の砂型で鋳造された鋳物及び化学成分が本発明使用材
の範囲外のNo.8〜No.10供試材を用い本発明で使用する
金属粒で構成された鋳型によつて得られた鋳物の機械的
性質を示す。（後者の２例を比較鋳物と略称する） 本発明鋳物の硬さはロツクエル硬さ（Hv）65以上が得ら
れているが、比較鋳物の硬さHvは61以下である。すなわ
ち、本発明鋳物はHRC65以上という高い硬さを有するこ
とが判る。これらの鋳物はニ・ハード鋳鉄を使用したも
のを除き、950℃×２時間保持後、空冷したものであ
る。
られた鋳物（以下、本発明鋳物と略称する）、本発明使
用材と略同一化学成分であるNo.6,No.7供試材を用い従
来の砂型で鋳造された鋳物及び化学成分が本発明使用材
の範囲外のNo.8〜No.10供試材を用い本発明で使用する
金属粒で構成された鋳型によつて得られた鋳物の機械的
性質を示す。（後者の２例を比較鋳物と略称する） 本発明鋳物の硬さはロツクエル硬さ（Hv）65以上が得ら
れているが、比較鋳物の硬さHvは61以下である。すなわ
ち、本発明鋳物はHRC65以上という高い硬さを有するこ
とが判る。これらの鋳物はニ・ハード鋳鉄を使用したも
のを除き、950℃×２時間保持後、空冷したものであ
る。
さらに、上記の本発明鋳物、比較鋳物及びニ・ハード鋳
鉄を砂型で鋳造した鋳物などについての摩耗試験結果を
第３表に示す。
鉄を砂型で鋳造した鋳物などについての摩耗試験結果を
第３表に示す。
この摩耗試験は回転式摩耗試験機で粒径２〜5mmの硅石
中を10時間回転粉砕させ、その摩耗減量により互いの耐
摩耗性を比較したものである。
中を10時間回転粉砕させ、その摩耗減量により互いの耐
摩耗性を比較したものである。
第３表から炭化物を微細に析出させた本発明鋳物は比較
鋳物、従来鋳物に比べ耐摩耗性が優れていることが判
る。
鋳物、従来鋳物に比べ耐摩耗性が優れていることが判
る。
本発明の実施例において用いた金属粒鋳型は平均粒径0.
01〜4mmの鋼粒に硅酸ソーダ0.5％添加後、CO2ガスで硬
化させたもので、砂型に比較して熱伝導率が著しく優れ
ているものである。
01〜4mmの鋼粒に硅酸ソーダ0.5％添加後、CO2ガスで硬
化させたもので、砂型に比較して熱伝導率が著しく優れ
ているものである。
本発明の実施例においては上述したように金属粒として
鋼粒を使用したものであるが、本発明の金属粒はこれに
限定されるものではなく、鋼粒と同等な機能を有する金
属粒ならばどのようなものでも使用できるものである。
鋼粒を使用したものであるが、本発明の金属粒はこれに
限定されるものではなく、鋼粒と同等な機能を有する金
属粒ならばどのようなものでも使用できるものである。
本発明によつて得られた鋳物を、各種鉱石や石炭などの
粉砕ミル・セグメント、浚渫船用部品などとして使用す
れば、従来品よりも耐摩耗性にも優れているので、従来
品よりも摩耗により取り換えの頻度を大幅に低減するこ
とができる。このことからプラントの保守点検を長期間
省略でき、運転コストの大幅な低減をもたらすことがで
きる。
粉砕ミル・セグメント、浚渫船用部品などとして使用す
れば、従来品よりも耐摩耗性にも優れているので、従来
品よりも摩耗により取り換えの頻度を大幅に低減するこ
とができる。このことからプラントの保守点検を長期間
省略でき、運転コストの大幅な低減をもたらすことがで
きる。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、C:2.5〜3.5％、Si:0.5〜１％、
Mn:0.5〜1.5％、Cr:14〜17％、Mo:0.5〜３％、V:0.5〜
２％を含有し、残部が実質的にFeである高Cr系鋳鉄溶湯
を、主として金属粒で構成された鋳型に注湯し、凝固点
から該溶湯を急冷させることを特徴とする高Cr系耐摩耗
白鋳鉄鋳物の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204780A JPH0798264B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 高Ｃｒ系耐摩耗白鋳鉄鋳物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204780A JPH0798264B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 高Ｃｒ系耐摩耗白鋳鉄鋳物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255659A JPH0255659A (ja) | 1990-02-26 |
| JPH0798264B2 true JPH0798264B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=16496224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204780A Expired - Fee Related JPH0798264B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 高Ｃｒ系耐摩耗白鋳鉄鋳物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798264B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104099533A (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-15 | 丁年花 | 一种高铬镍钨七合金铸件及其生产工艺 |
| CN116445805B (zh) * | 2023-03-21 | 2026-02-24 | 暨南大学 | 一种高耐磨性能高硅高铬铸铁及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5222957B2 (ja) * | 1971-09-20 | 1977-06-21 | ||
| JPS57101645A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-24 | Kubota Ltd | Composite sleeve roll for rolling h-steel and preparation thereof |
| JPS6164814A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-04-03 | Nissan Motor Co Ltd | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP63204780A patent/JPH0798264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255659A (ja) | 1990-02-26 |
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