JPH09202938A

JPH09202938A - 被削性に優れたクロム−モリブデン鋳鋼

Info

Publication number: JPH09202938A
Application number: JP1074996A
Authority: JP
Inventors: Kagehiro Amano; 景博天野; Noboru Kannou; 昇館農; Masahiko Fujiwara; 晶彦藤原; Hidekazu Todoroki; 秀和轟
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】強度や耐摩耗性はいうまでもなく、被削性に
優れたクロム−モリブデン鋳鋼を提供する。【解決手段】Ｃ：0.1 〜0.5 mass％、 Si：0.15〜1.0 mass％、 Mn：0.3 〜1.0 mass％、 Cr：0.90〜1.50mass％、 Mo：0.1 〜0.5 mass％、 Ti：0.005 〜1.0 mass％、 Al：0.01〜0.1 mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる組成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、強度および耐摩耗性
に優れるだけでなく、被削性にも優れたクロム−モリブ
デン鋳鋼に関し、特に内燃機関のロッカーアームとして
の用途に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のロッカーアームとして
は、耐摩耗性に富むFe基鋳造合金および非鉄基焼結合金
が多く用いられてきた。このうち、Fe基鋳造合金に関し
ては、例えば特公平７−6031号公報に、主要成分として
Ｃ：２〜４％、Cr：10〜25％、Mo：１〜10％当が示され
ているように、いずれも比較的高合金であり、しかもそ
の要求特性は主に耐摩耗性に限られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋳造合金は、その製法
上、鋳造ままの状態で使用されることはほとんどなく、
切削および旋削等の機械加工、さらには熱処理を経て最
終製品とされることが多い。この点は、ロッカーアーム
も同様であるが、かかるロッカーアームは、上述したと
おり、主に強度や耐摩耗性等の機械的特性の向上を目的
として合金設計がなされているため、その反面で被削性
に劣るものが多く、従って十分な機械加工性が得られな
いだけでなく、切削工具の著しい損傷を招くところに問
題を残していた。

【０００４】すなわち、鋳造ロッカーアームは、その用
途上、鋳造後、機械加工によって目的の形状に成形され
るのであるが、このとき切削後の表面仕上げが劣悪であ
れば、さらに研削加工を施さねばならず、製造工程の増
加により経済性が低下する。また、劣悪な仕上げ面の原
因として、切削工具の摩耗や損傷が挙げられるが、工具
の摩耗が著しいと工具寿命が短くなり、頻繁な工具交換
が必要となるので、この点も経済性の面で問題となる。

【０００５】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、強度や耐摩耗性等の機械的特性はいうまでもな
く、被削性に優れたクロム−モリブデン鋳鋼を提案する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】さて、発明者等は、上記
の観点から、クロム−モリブデン鋳鋼の被削性を改善す
べく、新たな合金設計を試みた。その結果、Ｃ：0.1 〜0.5 mass％、 Si：0.15〜1.0 mass％、 Mn：0.3 〜1.0 mass％、 Cr：0.90〜1.50mass％、 Mo：0.1 〜0.5 mass％、 Ti：0.005 〜1.0 mass％、 Al：0.01〜0.1 mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成にする
ことが、所期した目的の達成に極めて有効であることを
見出し、この発明を完成させるに至ったのである。

【０００７】この発明の組成になるクロム−モリブデン
鋳鋼は、 0.1〜1.2 m/s の切削速度における旋削性およ
び平削性に優れており、ロッカーアームとしての用途に
用いてとりわけ有利に適合するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明において、成分組
成を上記の範囲に限定した理由を以下に説明する。Ｃ：0.1 〜0.5 mass％Ｃは、マトリクスに固溶し、強度を向上させる他、炭化
物を形成し耐摩耗性を向上させる等、機械的性質の改善
に有効に寄与するが、添加量に比例して硬化するので被
削性には不利となる。従って、これらの点を考慮し、ロ
ッカーアームとして必要な最低の強度を有し、しかも被
削性を劣化させない範囲として、 0.1〜0.5 mass％好ま
しくは 0.1〜0.2 mass％の範囲に限定した。

【０００９】Si：0.15〜1.0 mass％ Siは、脱酸作用の他、溶湯の流動性を改善して鋳造性を
向上させる作用がある。しかしながら、含有量が0.15ma
ss％に満たないとその添加効果に乏しく、一方1.0 mass
％を超えると靱性の低下を招くので、0.15〜1.0 mass％
の範囲に限定した。好ましくは 0.4〜1.0 mass％より好
ましくは 0.4〜0.8 mass％である。

【００１０】Mn：0.3 〜1.0 mass％ Mnは、Siと同様、脱酸作用がある他、焼入れ性を改善し
て機械的性質を向上させる働きがある。しかしながら、
含有量が0.3 mass％未満ではその添加効果に乏しく、一
方1.0 mass％を超えると耐摩耗性の劣化を招くので、
0.3〜1.0 mass％の範囲に限定した。好ましくは 0.5〜
1.0 mass％より好ましくは 0.5〜0.85mass％である。

【００１１】Cr：0.90〜1.50mass％ Crは、炭化物を形成して耐摩耗性を改善させるだけでな
く、材料の焼入れ硬化能を著しく増大させる効果を有す
る。従って、多量の添加は被削性の低下を招く不利があ
る。この発明のように、ロッカーアーム用として必要な
耐摩耗性やクリープ強度から見れば、通常のNi−Cr鋼の
ように10mass％以上のCrを含有させる必要はないので、
かかる観点から、0.90〜1.50mass％の範囲に限定した。
より好ましい範囲は0.95〜1.15mass％である。

【００１２】Mo：0.1 〜0.5 mass％ Moは、高温でのクリープ抵抗性など、強度を向上に有効
に寄与するだけでなく、炭化物を形成して耐摩耗性を改
善する作用があるが、ロッカーアームとして用いる場
合、500 ℃以上の高温にはならないので、それ以上の高
温での高強度は要求されない。また経済性の観点から見
ても多量添加は好ましくない。さらにこの発明のよう
に、１mass％程度のクロム含有量の場合、Moを0.5 mass
％を超えて添加してもそれ以上効果は期待できない。そ
こで、この発明では、Mo含有量につき、 0.1〜0.5 mass
％好ましくは 0.1〜0.3 mass％より好ましくは 0.1〜0.
2 mass％の範囲に限定した。

【００１３】Ti：0.005 〜1.0 mass％ Tiは、炭化物を形成し、材料中に均一に分散することに
より、組織の微細化および熱間加工後の軟化を抑制する
作用があるので、少なくとも0.005 mass％の添加が必要
である。しかしながら、1.0 mass％を超えて添加する
と、これら分散した炭化物が硬度を高め機械加工性を劣
化させるので、含有量は 0.005〜1.0 mass％の範囲に限
定した。好ましくは 0.005〜0.5 mass％より好ましくは
0.005〜0.05mass％である。

【００１４】Al：0.01〜0.1 mass％ Alは、脱酸作用の他、Tiとの共存により組織の微細化に
有効に寄与するが、含有量が0.01mass％未満ではその添
加効果に乏しく、一方1.0 mass％を超えると冷間での靱
性の著しい低下を招くので、含有量は0.01〜1.0 mass％
の範囲に限定した。

【００１５】以上、必須成分について説明したが、その
他の不純物元素については次のとおりである。Ｓ：0.020 mass％以下Ｓが0.020 mass％を超えて含有されると、MnＳなどの介
在物の形成が顕著となるので、Ｓの混入は極力抑制する
ことが好ましく、0.020 mass％以下とすることが望まし
い。Ｐ：0.010 mass％以下Ｐが0.010 mass％を超えて含有されると、鋳造性が劣化
するので、その混入は極力抑制することが好ましく、0.
010 mass％以下とすることが望ましい。Ｎ：0.005 mass％以下Ｎが0.005 mass％を超えて含有されると、固溶Ｎにより
強化され、切削性を低減させるので、その混入は極力抑
制することが好ましく、0.005 mass％以下とすることが
望ましい。Ｏ：50 ppm以下Ｏが50 ppmを超えて含有されると、Ｓの固定化に対する
寄与が減ずるので、その混入は極力抑制することが好ま
しく、50 ppm以下とすることが望ましい。

【００１６】次に、製造法について説明すると、この発
明鋼の鋳造に際し、その方法は何ら制限されることがな
く、通常のロストワックス法を初めとして、シェルモー
ルド法、砂型鋳造法等いずれもが有利に適合する。な
お、この発明材の主用途は、内燃機関のロッカーアーム
であるが、その他にも、各種耐磨耗部品等の用途が考え
られる。

【００１７】

【実施例】表１に示す成分組成になる溶鋼を、高周波誘
導溶解炉にて溶製後、ロストワックス法により、60mmφ
×200 mmＨの棒に鋳造し、水冷した。被削性の調査は、
旋削試験により行った。試験に用いた工具はサーメット
製である。被削性は、切削後の材料表面粗さおよび切削
工具の摩耗量で評価した。図１に、切削速度と材料の仕
上げ面粗さ（Ra）との関係について調べた結果を、また
図２には、切削速度と工具摩耗量との関係について調べ
た結果を、それぞれ示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】図１より明らかなように、発明材はいずれ
も、比較材に比べて表面粗さが小さく、仕上げ面の性状
が良好であることを示している。また、図２に示したと
おり、Tiが上限の1.0 mass％のときは工具摩耗量が増加
する傾向を示すものの、それでも比較材と比べると、工
具摩耗量は小さく、優れた耐摩耗性を呈している。

【００２０】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、強度や耐
摩擦性はいうまでもなく、被削性に優れたクロム−モリ
ブデン鋳鋼を安価に得ることができ、特に内燃機関のロ
ッカーアームとしての用途に供して偉効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】切削速度と材料の表面粗さとの関係を示したグ
ラフである。

【図２】切削速度と切削工具摩耗量との関係を示したグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者轟秀和神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号日本冶金工業株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.1 〜0.5 mass％、 Si：0.15〜1.0 mass％、 Mn：0.3 〜1.0 mass％、 Cr：0.90〜1.50mass％、 Mo：0.1 〜0.5 mass％、 Ti：0.005 〜1.0 mass％、 Al：0.01〜0.1 mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になる
ことを特徴とする被削性に優れたクロム−モリブデン鋳
鋼。
【請求項２】請求項１において、 0.1〜1.2 m/s の切
削速度における旋削性および平削性に優れたロッカーア
ーム用のクロム−モリブデン鋳鋼。