JPH10263794A - 球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法Info
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- JPH10263794A JPH10263794A JP9296397A JP9296397A JPH10263794A JP H10263794 A JPH10263794 A JP H10263794A JP 9296397 A JP9296397 A JP 9296397A JP 9296397 A JP9296397 A JP 9296397A JP H10263794 A JPH10263794 A JP H10263794A
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Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉厚変動の大きい自動車の足廻り鋳物におい
て、厚肉部に冷し金を中子として用いることによって、
薄肉部と同様に黒鉛が微細化し、さらに基地組織もフェ
ライト化するため、靭性が高く疲労強度および切削性に
も優れた球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法を提供する。 【解決手段】 肉厚変動の大きい足廻り鋳物の肉厚部鋳
型キャビティー内に、冷し金を中子として用いることを
骨子とし、冷し金によって共晶凝固開始温度直上１００
Ｋから共晶凝固温度までの平均冷却速度を大きくするた
め、薄肉部と同様な微細黒鉛が得られる。また、モジュ
ラス設計した冷し金によって共析変態点通過速度も制御
できるため、厚肉部においてもフェライト基地中に薄肉
部と同様２５μｍ以下に微細化した球状黒鉛が分散した
組織の鋳物が得られる。
て、厚肉部に冷し金を中子として用いることによって、
薄肉部と同様に黒鉛が微細化し、さらに基地組織もフェ
ライト化するため、靭性が高く疲労強度および切削性に
も優れた球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法を提供する。 【解決手段】 肉厚変動の大きい足廻り鋳物の肉厚部鋳
型キャビティー内に、冷し金を中子として用いることを
骨子とし、冷し金によって共晶凝固開始温度直上１００
Ｋから共晶凝固温度までの平均冷却速度を大きくするた
め、薄肉部と同様な微細黒鉛が得られる。また、モジュ
ラス設計した冷し金によって共析変態点通過速度も制御
できるため、厚肉部においてもフェライト基地中に薄肉
部と同様２５μｍ以下に微細化した球状黒鉛が分散した
組織の鋳物が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状黒鉛鋳鉄鋳物
の製造方法に関するものであり、より詳しく述べるなら
ば、肉厚変動の大きい自動車足廻り部品用球状黒鉛鋳鉄
鋳物の製造法に関するものである。
の製造方法に関するものであり、より詳しく述べるなら
ば、肉厚変動の大きい自動車足廻り部品用球状黒鉛鋳鉄
鋳物の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の車輪を支持するナック
ル、ロアーアーム等の足廻り部材は球状黒鉛鋳鉄により
鋳造される場合が多く、必要によってシェル鋳型によっ
て作成した中子を鋳型にセットし、この鋳型に溶湯を注
湯後自然放熱により凝固冷却させて製造している。しか
し、ナックル、ロアーアーム等の足廻り部材は肉厚変動
の大きい鋳物であるため、鋳造後の黒鉛粒径も鋳物の肉
厚に対応したものになっている。また従来の球状黒鉛鋳
鉄の製造方法では、鋳型内への溶湯の注湯後鋳物の全体
を自然放熱により凝固冷却させるのが一般的である。こ
の場合の冷却速度及び鋳造組織を図１〜４を参照して説
明する。ここで厚肉部は厚さが２０〜３０ｍｍ、薄肉部
は厚さが３〜４ｍｍの試片に球状黒鉛鋳鉄を砂型で鋳造
した。図１は冷し金中子を使用しない従来技術での薄肉
部と厚肉部の冷却曲線を、図２は共晶凝固部の冷却曲線
をそれぞれ示す。
ル、ロアーアーム等の足廻り部材は球状黒鉛鋳鉄により
鋳造される場合が多く、必要によってシェル鋳型によっ
て作成した中子を鋳型にセットし、この鋳型に溶湯を注
湯後自然放熱により凝固冷却させて製造している。しか
し、ナックル、ロアーアーム等の足廻り部材は肉厚変動
の大きい鋳物であるため、鋳造後の黒鉛粒径も鋳物の肉
厚に対応したものになっている。また従来の球状黒鉛鋳
鉄の製造方法では、鋳型内への溶湯の注湯後鋳物の全体
を自然放熱により凝固冷却させるのが一般的である。こ
の場合の冷却速度及び鋳造組織を図１〜４を参照して説
明する。ここで厚肉部は厚さが２０〜３０ｍｍ、薄肉部
は厚さが３〜４ｍｍの試片に球状黒鉛鋳鉄を砂型で鋳造
した。図１は冷し金中子を使用しない従来技術での薄肉
部と厚肉部の冷却曲線を、図２は共晶凝固部の冷却曲線
をそれぞれ示す。
【０００３】薄肉部と厚肉部における冷却曲線および組
織の違いは図３、４から明らかであり、薄肉部では凝固
速度が大きいため、黒鉛は微細化しているが、共析変態
点通過速度も大きいため、パーライト量も大きくなって
いる；一方、厚肉部では、全フェライトに近い基地組織
になっているが、黒鉛は粗大化している。これらの図か
ら肉厚変動の大きい足廻り球状黒鉛鋳鉄鋳物では黒鉛粒
径は小さくなり、一方薄肉部は冷却速度が大きいため黒
鉛が微細になるが、厚肉部は冷却速度が比較的小さいた
め肉厚部には粗大化した黒鉛が晶出することが理解され
よう。さらに、厚肉部では引け巣等の内部欠陥も発生し
やすくなる。
織の違いは図３、４から明らかであり、薄肉部では凝固
速度が大きいため、黒鉛は微細化しているが、共析変態
点通過速度も大きいため、パーライト量も大きくなって
いる；一方、厚肉部では、全フェライトに近い基地組織
になっているが、黒鉛は粗大化している。これらの図か
ら肉厚変動の大きい足廻り球状黒鉛鋳鉄鋳物では黒鉛粒
径は小さくなり、一方薄肉部は冷却速度が大きいため黒
鉛が微細になるが、厚肉部は冷却速度が比較的小さいた
め肉厚部には粗大化した黒鉛が晶出することが理解され
よう。さらに、厚肉部では引け巣等の内部欠陥も発生し
やすくなる。
【０００４】以上まとめると、肉厚変動の大きいナック
ルやロアーアーム等の足廻り部材を球状黒鉛鋳鉄で製造
する場合は、比較的厚肉部の冷却速度（共晶凝固）は小
さいため、球状黒鉛の粒径が大きくなり、微細な球状黒
鉛の組織が得られず、引け巣等の内部欠陥も大きくなる
という問題があった。そのため、その部分の強度および
疲労強度が低いものとなっていた。典型的には厚肉部の
溶湯及び凝固金属における冷却速度は約２Ｋ／ｓｅｃで
あり、又球状黒鉛粒径は約５０μｍである。引け巣等の
内部欠陥対策については、従来からの技術として、冷し
金をセットし指向性凝固を促進させることによって押湯
効果を向上させる方法があるが、組織の改善までには至
ってない。
ルやロアーアーム等の足廻り部材を球状黒鉛鋳鉄で製造
する場合は、比較的厚肉部の冷却速度（共晶凝固）は小
さいため、球状黒鉛の粒径が大きくなり、微細な球状黒
鉛の組織が得られず、引け巣等の内部欠陥も大きくなる
という問題があった。そのため、その部分の強度および
疲労強度が低いものとなっていた。典型的には厚肉部の
溶湯及び凝固金属における冷却速度は約２Ｋ／ｓｅｃで
あり、又球状黒鉛粒径は約５０μｍである。引け巣等の
内部欠陥対策については、従来からの技術として、冷し
金をセットし指向性凝固を促進させることによって押湯
効果を向上させる方法があるが、組織の改善までには至
ってない。
【０００５】一方、特開平１−９１９５６号に記述され
ているように、鋳造品の厚肉部には加工後ブッシュやス
ピンドル等の組付け用の部品を圧入することも多いが、
その圧入荷重は非常に大きいための圧入時にクラックが
発生するという問題があり、また球状黒鉛の粒径が大き
いので、ブッシュやスピンドル等の組付け用の部品をセ
ットする孔を旋削あるいは研削したりするときの切削性
が悪くなるという問題もあった。
ているように、鋳造品の厚肉部には加工後ブッシュやス
ピンドル等の組付け用の部品を圧入することも多いが、
その圧入荷重は非常に大きいための圧入時にクラックが
発生するという問題があり、また球状黒鉛の粒径が大き
いので、ブッシュやスピンドル等の組付け用の部品をセ
ットする孔を旋削あるいは研削したりするときの切削性
が悪くなるという問題もあった。
【０００６】以上の問題を解決すべく、特開平１−９１
９５６号には、貫通孔を形成した中子と冷却流体の通路
を形成した鋳型を用い、この鋳型内の通路と中子の貫通
孔が連通するようにして中子を鋳型にセットし、少なく
とも溶湯の鋳込み後この貫通孔に冷却流体を流し、鋳物
の中空孔の近傍部を冷却するので、凝固時の冷却速度が
その他の部分の冷却速度に比べ大きくなり黒鉛粒子の粗
大化が抑制され黒鉛粒子が微細化し、その部分の強度並
びに疲労強度を高め且つ切削性を改善することができる
ことが開示されている。
９５６号には、貫通孔を形成した中子と冷却流体の通路
を形成した鋳型を用い、この鋳型内の通路と中子の貫通
孔が連通するようにして中子を鋳型にセットし、少なく
とも溶湯の鋳込み後この貫通孔に冷却流体を流し、鋳物
の中空孔の近傍部を冷却するので、凝固時の冷却速度が
その他の部分の冷却速度に比べ大きくなり黒鉛粒子の粗
大化が抑制され黒鉛粒子が微細化し、その部分の強度並
びに疲労強度を高め且つ切削性を改善することができる
ことが開示されている。
【０００７】しかしながら、上記の技術では、現有設備
での対応は大変困難であり、冷却流体圧送設備のための
大幅なライン改造が必要である。
での対応は大変困難であり、冷却流体圧送設備のための
大幅なライン改造が必要である。
【０００８】一方、大幅なライン改造の必要がなく、工
業的に黒鉛を微細化する方法として、従来から、インモ
ールド法があった。しかし、インモールド法では、製品
にドロスが巻き込みやすいため、湯口方案が難しく工夫
が必要であり、複雑な鋳造方案になってしまうため、重
量歩留が低下しコスト的に不利であった。また、鋳型１
枠毎の球状化処理であるため、球状化処理後の球状化率
を全数測定するため、球状化率測定装置の導入が必要に
なり、その検査だけでも大幅な工数増となり、操業上の
問題もあった。
業的に黒鉛を微細化する方法として、従来から、インモ
ールド法があった。しかし、インモールド法では、製品
にドロスが巻き込みやすいため、湯口方案が難しく工夫
が必要であり、複雑な鋳造方案になってしまうため、重
量歩留が低下しコスト的に不利であった。また、鋳型１
枠毎の球状化処理であるため、球状化処理後の球状化率
を全数測定するため、球状化率測定装置の導入が必要に
なり、その検査だけでも大幅な工数増となり、操業上の
問題もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、以
上のような操業上の問題を有せず、鋳型内への溶湯の注
湯後、鋳物の全体を自然放熱により凝固冷却させる一般
的な手段だけで、肉厚部の黒鉛粒径が薄肉部の黒鉛粒径
と同様に微細化し、厚肉部の強度並びに疲労強度を高め
且つ切削性の改善も図ることが可能な球状黒鉛鋳鉄の製
造方法を提供することを目的とする。
上のような操業上の問題を有せず、鋳型内への溶湯の注
湯後、鋳物の全体を自然放熱により凝固冷却させる一般
的な手段だけで、肉厚部の黒鉛粒径が薄肉部の黒鉛粒径
と同様に微細化し、厚肉部の強度並びに疲労強度を高め
且つ切削性の改善も図ることが可能な球状黒鉛鋳鉄の製
造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、肉厚変動の大
きい足廻り球状黒鉛鋳鉄鋳物を鋳造する製造方法におい
て、厚肉部鋳型キャビティー内に、モジュラス設計した
冷し金を中子としてセットし、鋳物の厚肉部を冷却させ
ようとするものである。すなわち、本発明は、貫通孔が
形成された厚肉部と薄肉部を有する自動車用足廻部品を
球状黒鉛鋳鉄鋳物により製造する方法において、厚肉部
の黒鉛粒径を微細化させるための冷し金を中子としてセ
ットした厚肉部を有する鋳型キャビティー内に球状黒鉛
鋳鉄溶湯を鋳造することを特徴とする球状黒鉛鋳鉄鋳物
の製造方法を提供するものである。より好ましくは、共
晶凝固開始温度直上１００Ｋから共晶凝固温度までの平
均冷却速度が５Ｋ／ｓｅｃ〜１０Ｋ／ｓｅｃになり、さ
らに、共析変態点通過速度も１．０Ｋ／ｓｅｃ以下に調
整する。さらに、厚肉部の厚さ（ｔ1 ）は１０〜６０ｍ
ｍであり、薄肉部の厚さ（ｔ2）は３〜５ｍｍであり、
ｔ1 ／ｔ2 ＝２〜２０である鋳物の製造に本発明法は好
適である。
きい足廻り球状黒鉛鋳鉄鋳物を鋳造する製造方法におい
て、厚肉部鋳型キャビティー内に、モジュラス設計した
冷し金を中子としてセットし、鋳物の厚肉部を冷却させ
ようとするものである。すなわち、本発明は、貫通孔が
形成された厚肉部と薄肉部を有する自動車用足廻部品を
球状黒鉛鋳鉄鋳物により製造する方法において、厚肉部
の黒鉛粒径を微細化させるための冷し金を中子としてセ
ットした厚肉部を有する鋳型キャビティー内に球状黒鉛
鋳鉄溶湯を鋳造することを特徴とする球状黒鉛鋳鉄鋳物
の製造方法を提供するものである。より好ましくは、共
晶凝固開始温度直上１００Ｋから共晶凝固温度までの平
均冷却速度が５Ｋ／ｓｅｃ〜１０Ｋ／ｓｅｃになり、さ
らに、共析変態点通過速度も１．０Ｋ／ｓｅｃ以下に調
整する。さらに、厚肉部の厚さ（ｔ1 ）は１０〜６０ｍ
ｍであり、薄肉部の厚さ（ｔ2）は３〜５ｍｍであり、
ｔ1 ／ｔ2 ＝２〜２０である鋳物の製造に本発明法は好
適である。
【００１１】
【作用】本発明に係る球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法にお
いては、貫通孔を有する厚肉部鋳型キャビティー内に、
セットする中子を冷し金とすることにより、（イ）溶湯
の凝固速度を大きくして、球状黒鉛粒径を小さくし、
（ロ）さらに冷し金に蓄熱された溶湯の熱による保温作
用によって共析変態点の通過速度は小さくなるため、フ
ェライト量を確保でき、厚肉部においても機械的特性に
優れた金属組織とし、（ハ）厚肉部と薄肉部における凝
固完了時間差を少なくすることによって引け巣を少なく
することができる。より好ましくは、共晶凝固開始温度
直上１００Ｋから共晶凝固温度までの平均冷却速度が５
Ｋ／ｓｅｃ〜１０Ｋ／ｓｅｃになり、さらに、共析変態
点通過速度も１．０Ｋ／ｓｅｃ以下になるようにモジュ
ラス設計した冷し金を中子としてセットすると、黒鉛を
微細化し厚肉部の基地もフェライトにすることができ
る。
いては、貫通孔を有する厚肉部鋳型キャビティー内に、
セットする中子を冷し金とすることにより、（イ）溶湯
の凝固速度を大きくして、球状黒鉛粒径を小さくし、
（ロ）さらに冷し金に蓄熱された溶湯の熱による保温作
用によって共析変態点の通過速度は小さくなるため、フ
ェライト量を確保でき、厚肉部においても機械的特性に
優れた金属組織とし、（ハ）厚肉部と薄肉部における凝
固完了時間差を少なくすることによって引け巣を少なく
することができる。より好ましくは、共晶凝固開始温度
直上１００Ｋから共晶凝固温度までの平均冷却速度が５
Ｋ／ｓｅｃ〜１０Ｋ／ｓｅｃになり、さらに、共析変態
点通過速度も１．０Ｋ／ｓｅｃ以下になるようにモジュ
ラス設計した冷し金を中子としてセットすると、黒鉛を
微細化し厚肉部の基地もフェライトにすることができ
る。
【００１２】
【発明の実施形態】図５に示すナックル鋳物の側面図及
び図６、７に示す鋳造方案模式図を参照して本発明の実
施態様を説明する。図５において、１はナックル部材、
２はアッパーアーム取付厚肉部、３はロワーアーム取付
厚肉部、４はタイロット取付部、５はベアリングボス部
である。図６は平面図を示す砂鋳型１３において、７は
湯口、８は押湯、９、１０は冷し金中子である。図示の
ように、冷し金中子９、１０はアッパーアームもしくは
ロワーアーム取付の厚肉部２、３に設置されている。
又、１４、１５はナックル鋳物の軽量化のために設けら
れた貫通穴である。図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿
った鋳型の断面図である。図中で１３ａは上型、１３ｂ
は下型、１４は湯口、１５は湯道、１６は幅木である。
続いて、鋳造実験例に基づいて、共晶凝固温度までの平
均冷却速度及び共析変態点通過速度限定の意義を説明す
る。
び図６、７に示す鋳造方案模式図を参照して本発明の実
施態様を説明する。図５において、１はナックル部材、
２はアッパーアーム取付厚肉部、３はロワーアーム取付
厚肉部、４はタイロット取付部、５はベアリングボス部
である。図６は平面図を示す砂鋳型１３において、７は
湯口、８は押湯、９、１０は冷し金中子である。図示の
ように、冷し金中子９、１０はアッパーアームもしくは
ロワーアーム取付の厚肉部２、３に設置されている。
又、１４、１５はナックル鋳物の軽量化のために設けら
れた貫通穴である。図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿
った鋳型の断面図である。図中で１３ａは上型、１３ｂ
は下型、１４は湯口、１５は湯道、１６は幅木である。
続いて、鋳造実験例に基づいて、共晶凝固温度までの平
均冷却速度及び共析変態点通過速度限定の意義を説明す
る。
【００１３】
【実施例】表１に示す組成を目標とする供試材を５０Ｋ
ｇ高周波溶解炉で溶解し、球状化処理剤および接種剤の
添加を調整し、１７９９Ｋ〜１７９０Ｋで出湯した。図
８において、２１は湯口、２２、２３、２４は押湯、２
５は試験片２０の外側壁面から鋳型キャビティ極近傍ま
で突入して、請求項２、３の冷却速度を測定する熱電対
である。又砂鋳型２０の単純丸棒形状を有する中空部に
は図示されていない冷し金中子を軸方向にかつ全長に延
在させた。この径を変化させることによりモジュラスを
調整した。
ｇ高周波溶解炉で溶解し、球状化処理剤および接種剤の
添加を調整し、１７９９Ｋ〜１７９０Ｋで出湯した。図
８において、２１は湯口、２２、２３、２４は押湯、２
５は試験片２０の外側壁面から鋳型キャビティ極近傍ま
で突入して、請求項２、３の冷却速度を測定する熱電対
である。又砂鋳型２０の単純丸棒形状を有する中空部に
は図示されていない冷し金中子を軸方向にかつ全長に延
在させた。この径を変化させることによりモジュラスを
調整した。
【００１４】図８において溶湯の鋳型２０への注湯温度
は１６９０〜１６８０Ｋであった。熱電対２５により共
晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの平均冷
却速度および共析変態点の通過速度を測定した。冷し金
の径を変えることによって、冷し金の体積を表面積で割
った値に等しいモジュラスを変化させ（試験片内部から
冷却速度を変化させた）鋳造し、組織および切削性の評
価をおこなった。なお、冷し金の材質は任意であるが、
通常は普通黒鉛鋳鉄を用いることができる。
は１６９０〜１６８０Ｋであった。熱電対２５により共
晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの平均冷
却速度および共析変態点の通過速度を測定した。冷し金
の径を変えることによって、冷し金の体積を表面積で割
った値に等しいモジュラスを変化させ（試験片内部から
冷却速度を変化させた）鋳造し、組織および切削性の評
価をおこなった。なお、冷し金の材質は任意であるが、
通常は普通黒鉛鋳鉄を用いることができる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】上述の試験片１〜５について、冷し金のモ
ジュラスと冷却曲線から得られた共晶開始温度直上１０
０Ｋから共晶開始温度までの平均冷却速度および共析変
態点の通過速度の関係を図９に示す。この図より、本製
法材において冷し金のモジュラスを大きくすることによ
って共晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの
平均冷却速度は大きくなるが、共析変態点の通過、速度
は大きく変化しないことがわかる。一方、冷却曲線を測
定したサンプルについて、鋳造のまま（熱処理を施して
いない）の状態で、切断、研磨を行ない、画像解析装置
を用いて測定した平均黒鉛粒径（μｍ）との関係を図１
０に示す。この図より、比較材の平均黒鉛粒径は５０μ
ｍ以上であるのに対し、本製法材２〜４においては平均
黒鉛粒径が２５μｍ以下のものが得られることがわか
る。
ジュラスと冷却曲線から得られた共晶開始温度直上１０
０Ｋから共晶開始温度までの平均冷却速度および共析変
態点の通過速度の関係を図９に示す。この図より、本製
法材において冷し金のモジュラスを大きくすることによ
って共晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの
平均冷却速度は大きくなるが、共析変態点の通過、速度
は大きく変化しないことがわかる。一方、冷却曲線を測
定したサンプルについて、鋳造のまま（熱処理を施して
いない）の状態で、切断、研磨を行ない、画像解析装置
を用いて測定した平均黒鉛粒径（μｍ）との関係を図１
０に示す。この図より、比較材の平均黒鉛粒径は５０μ
ｍ以上であるのに対し、本製法材２〜４においては平均
黒鉛粒径が２５μｍ以下のものが得られることがわか
る。
【００１８】また、冷却曲線を測定したサンプルについ
て、鋳造のまま（熱処理を施していない）の状態で、切
断、研磨を行ない、画像解析装置を用いて測定したフェ
ライト率（％）との関係を図１１に示す。冷し金のモジ
ュラスは２以上が好ましく、より好ましくは４．０〜
７．５である。足廻り部品の貫通孔の直径及び長さは組
付部品の寸法により決まるので、冷し金のモジュラスも
組付部品の寸法により決まる。もし冷し金のモジュラス
が上記好ましい値の範囲内に入らない場合は冷し金を例
えば銅などに材質変更することができる。
て、鋳造のまま（熱処理を施していない）の状態で、切
断、研磨を行ない、画像解析装置を用いて測定したフェ
ライト率（％）との関係を図１１に示す。冷し金のモジ
ュラスは２以上が好ましく、より好ましくは４．０〜
７．５である。足廻り部品の貫通孔の直径及び長さは組
付部品の寸法により決まるので、冷し金のモジュラスも
組付部品の寸法により決まる。もし冷し金のモジュラス
が上記好ましい値の範囲内に入らない場合は冷し金を例
えば銅などに材質変更することができる。
【００１９】平均黒鉛粒径が２５μｍ以下になるように
作成した試験片におけるフェライト率と伸びの関係を図
１２に示す。図１１、１２から本製法材１〜３において
は、足廻り部品として必要な伸び１５％以上が得られる
ことがわかる。図１０より、本製法材２〜４において
は、平均黒鉛粒径は２５μｍ以下に微細化し、図１１、
図１２より、本製法材２、３において、足廻り部品とし
て必要な伸び１５％以上が得られることがわかる。
作成した試験片におけるフェライト率と伸びの関係を図
１２に示す。図１１、１２から本製法材１〜３において
は、足廻り部品として必要な伸び１５％以上が得られる
ことがわかる。図１０より、本製法材２〜４において
は、平均黒鉛粒径は２５μｍ以下に微細化し、図１１、
図１２より、本製法材２、３において、足廻り部品とし
て必要な伸び１５％以上が得られることがわかる。
【００２０】図１３に本製法材３の冷却曲線を示すが、
共晶凝固の冷却速度が大きくなっているにもかかわらず
共析変態の冷却速度は、比較材の厚肉部と同様な傾向を
示していることがわかる。図１４に本製法材３の組織写
真を示すが、基地組織の大部分がフェライトであり、黒
鉛も微細化していることがわかる。
共晶凝固の冷却速度が大きくなっているにもかかわらず
共析変態の冷却速度は、比較材の厚肉部と同様な傾向を
示していることがわかる。図１４に本製法材３の組織写
真を示すが、基地組織の大部分がフェライトであり、黒
鉛も微細化していることがわかる。
【００２１】次に、切削性を評価した結果について述べ
る。切削性評価試験は、丸棒試験片３０の鋳肌面を除去
して、図１５に示すように、スローアゥエー式のバイト
チップ３１を用いた乾式旋削（切削速度；１１５ｍ／ｍ
ｉｎ、送り；０．２ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み；０．２５
ｍｍ）により３分力を測定し、比切削抵抗の評価をおこ
なった。
る。切削性評価試験は、丸棒試験片３０の鋳肌面を除去
して、図１５に示すように、スローアゥエー式のバイト
チップ３１を用いた乾式旋削（切削速度；１１５ｍ／ｍ
ｉｎ、送り；０．２ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み；０．２５
ｍｍ）により３分力を測定し、比切削抵抗の評価をおこ
なった。
【００２２】図１６は、比較材と本製法材について（フ
ェライト率は同程度）、黒鉛粒径と比切削抵抗の関係を
示したものである。比較材の比切削抵抗は約１５５０Ｎ
／ｃｍ2 であるのに対し、本製法材３は約１３５０Ｎ／
ｃｍ 2と切削性が改善されていることがわかる。従っ
て、共晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの
平均冷却速度が５Ｋ／ｓ〜１０Ｋ／ｓ、さらに、共析変
態点通過速度も１．０Ｋ／ｓｅｃ以下になるように冷し
金のモジュラス設計した冷し金を中子としてセットする
ことによって、黒鉛粒を微細化し、その部分の強度なら
びに疲労強度を高め切削性も改善することができる。
ェライト率は同程度）、黒鉛粒径と比切削抵抗の関係を
示したものである。比較材の比切削抵抗は約１５５０Ｎ
／ｃｍ2 であるのに対し、本製法材３は約１３５０Ｎ／
ｃｍ 2と切削性が改善されていることがわかる。従っ
て、共晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの
平均冷却速度が５Ｋ／ｓ〜１０Ｋ／ｓ、さらに、共析変
態点通過速度も１．０Ｋ／ｓｅｃ以下になるように冷し
金のモジュラス設計した冷し金を中子としてセットする
ことによって、黒鉛粒を微細化し、その部分の強度なら
びに疲労強度を高め切削性も改善することができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係る球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方
法によれば、以上に説明したように、厚肉部鋳型キャビ
ティー内に冷し金を中子としてセットするという簡単な
方法によって、厚肉部の冷却速度を大きくして黒鉛粒を
微細化し、その部分の強度ならびに疲労強度を高め切削
性も改善し、さらに基地組織もフェライト化するため靭
性も向上することができる。
法によれば、以上に説明したように、厚肉部鋳型キャビ
ティー内に冷し金を中子としてセットするという簡単な
方法によって、厚肉部の冷却速度を大きくして黒鉛粒を
微細化し、その部分の強度ならびに疲労強度を高め切削
性も改善し、さらに基地組織もフェライト化するため靭
性も向上することができる。
【図１】 冷し金中子を使用しない従来技術での、薄肉
部と厚肉部の冷却曲線を示すグラフである。
部と厚肉部の冷却曲線を示すグラフである。
【図２】 図１における共晶凝固の冷却曲線を示すグラ
フである。
フである。
【図３】 従来技術での厚肉部の金属顕微鏡組織（ナイ
タル腐食）を示す写真である。
タル腐食）を示す写真である。
【図４】 薄肉部について図３と同様の写真である。
【図５】 ナックルの側面図である。
【図６】 本発明法を実施する一例に係る鋳型の平面図
である。
である。
【図７】 鋳型の断面図である。
【図８】 単純丸棒試験片の鋳造方案および冷却速度を
測定するための熱電対の挿入位置を示す図である。
測定するための熱電対の挿入位置を示す図である。
【図９】 冷し金のモジュラスと冷却曲線から得られた
共晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの平均
冷却速度および共析変態点通過速度の関係を示す図であ
る。
共晶開始温度直上１００Ｋから共晶開始温度までの平均
冷却速度および共析変態点通過速度の関係を示す図であ
る。
【図１０】 冷し金モジュラスと平均黒鉛粒径（μｍ）
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図１１】 冷し金のモジュラスとフェライト率（％）
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図１２】 平均黒鉛粒径が２５μｍ以下になるように
作成した試験片におけるフェライト率と伸びの関係を示
す図で方法である。
作成した試験片におけるフェライト率と伸びの関係を示
す図で方法である。
【図１３】 本製法材と比較材の冷却曲線を比較した図
である。
である。
【図１４】 本製法材の顕微鏡組織を示す図である。
【図１５】 切削性評価試験の模式図である。
【図１６】 比較材と本製法材について（フェライト率
は同程度）、黒鉛粒径と比切削抵抗の関係を示す図であ
る。
は同程度）、黒鉛粒径と比切削抵抗の関係を示す図であ
る。
Claims (7)
- 【請求項１】 貫通孔が形成された厚肉部と薄肉部を有
する自動車用足廻部品を球状黒鉛鋳鉄鋳物により製造す
る方法において、厚肉部の黒鉛粒径を微細化させるため
の冷し金を中子としてセットした厚肉部を有する鋳型キ
ャビティー内に球状黒鉛鋳鉄溶湯を鋳造することを特徴
とする球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法。 - 【請求項２】 前記厚肉部における共晶凝固開始温度直
上１００Ｋから共晶凝固温度までの溶湯の平均冷却速度
を前記冷し金により５Ｋ／ｓｅｃ〜１０Ｋ／ｓｅｃに制
御とする球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法。 - 【請求項３】 前記厚肉部における球状黒鉛鋳鉄の共析
変態点通過速度を、前記冷し金により１．０Ｋ／ｓｅｃ
以下に制御する球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法。 - 【請求項４】 前記厚肉部の厚さ（ｔ1 ）が１０〜６０
ｍｍであり、前記薄肉部の厚さ（ｔ2 ）が３〜５ｍｍで
あり、かつｔ1 ／ｔ2 比率が２〜２０である請求項３記
載の球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法。 - 【請求項５】 前記冷し中子のモジュラスが４．０〜
７．５ｍｍである請求項４記載の球状黒鉛鋳鉄鋳物の製
造方法。 - 【請求項６】 請求項４又は５記載の方法によって製造
され、かつ厚肉部の球状黒鉛粒径が薄肉部の球状黒鉛粒
径とほぼ同じである球状黒鉛鋳鉄製足まわり部品。 - 【請求項７】 厚肉部の基地がフェライトである請求項
６記載の球状黒鉛鋳鉄製足まわり部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9296397A JPH10263794A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9296397A JPH10263794A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263794A true JPH10263794A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=14069095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9296397A Pending JPH10263794A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 球状黒鉛鋳鉄鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10263794A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101024358B1 (ko) | 2010-08-27 | 2011-03-30 | 태경연주(주) | 구상 흑연 주철의 연속 주철 주조 방법 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9296397A patent/JPH10263794A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101024358B1 (ko) | 2010-08-27 | 2011-03-30 | 태경연주(주) | 구상 흑연 주철의 연속 주철 주조 방법 |
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