JPH1096040A - 被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄 - Google Patents
被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄Info
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- JPH1096040A JPH1096040A JP8250694A JP25069496A JPH1096040A JP H1096040 A JPH1096040 A JP H1096040A JP 8250694 A JP8250694 A JP 8250694A JP 25069496 A JP25069496 A JP 25069496A JP H1096040 A JPH1096040 A JP H1096040A
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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】
【課題】黒鉛サイズを特定することにより、被削性を向
上させながら、引張強さや疲労強度も向上させる。 【解決手段】重量％で、Ｃ：２．８〜３．８％、Ｓｉ：
１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｐ：０．
１％以下、Ｓ：０．０２〜０．３０％、Ｃｕ：０．０２
〜２．０％、Ｓｎ：０．０１〜０．１０％、及びＣａ：
０．０１〜０．１０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不
純物からなり、黒鉛サイズ３００μｍ以下の組織を有
し、ビッカース硬さＨｖ１６０〜２４０であることを特
徴とする。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｓｎ、及び
Ｃａを特定量含有し、特にＣａを特定量含有しているこ
とから、黒鉛サイズが小さくなるため、被削性を向上さ
せながら、引張強さや疲労強度をも向上させることがで
きる。
上させながら、引張強さや疲労強度も向上させる。 【解決手段】重量％で、Ｃ：２．８〜３．８％、Ｓｉ：
１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｐ：０．
１％以下、Ｓ：０．０２〜０．３０％、Ｃｕ：０．０２
〜２．０％、Ｓｎ：０．０１〜０．１０％、及びＣａ：
０．０１〜０．１０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不
純物からなり、黒鉛サイズ３００μｍ以下の組織を有
し、ビッカース硬さＨｖ１６０〜２４０であることを特
徴とする。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｓｎ、及び
Ｃａを特定量含有し、特にＣａを特定量含有しているこ
とから、黒鉛サイズが小さくなるため、被削性を向上さ
せながら、引張強さや疲労強度をも向上させることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被削性に優れた高強
度ねずみ鋳鉄に関する。
度ねずみ鋳鉄に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭５３−１０８８２０号公報には、
被削性を向上させたねずみ鋳鉄として、重量％で、Ｃ：
２．５〜４．０％、Ｓｉ：１．５〜５．０％、Ｍｎ：
０．３２〜１．０％、Ｐ：０．０１〜０．０６％、Ｓ：
０．０６〜０．２０％、Ｎ：０．００６〜０．０１５
％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなるものが開示され
ている。このねずみ鋳鉄では、Ｐ、Ｓ及びＮを特定量含
有していることから、切削中の工具刃先において、被削
材と工具組織との間で圧着・分離が繰り返されて工具成
分が急速に脱落することによる工具損傷を防ぐことがで
き、これにより被削性を向上させることができる。
被削性を向上させたねずみ鋳鉄として、重量％で、Ｃ：
２．５〜４．０％、Ｓｉ：１．５〜５．０％、Ｍｎ：
０．３２〜１．０％、Ｐ：０．０１〜０．０６％、Ｓ：
０．０６〜０．２０％、Ｎ：０．００６〜０．０１５
％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなるものが開示され
ている。このねずみ鋳鉄では、Ｐ、Ｓ及びＮを特定量含
有していることから、切削中の工具刃先において、被削
材と工具組織との間で圧着・分離が繰り返されて工具成
分が急速に脱落することによる工具損傷を防ぐことがで
き、これにより被削性を向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、ねずみ鋳鉄の
被削性は硬さと相関があり、被削性を向上させるには硬
さを低下させる必要がある。しかし、ねずみ鋳鉄の硬さ
が低下すると、引張強さや疲労強度が低下してしまい、
鋳鉄部品としての必要強度が得難くなる。このため、鋳
鉄部品として十分な強度を確保しつつ、被削性を向上さ
せることには限界がある。
被削性は硬さと相関があり、被削性を向上させるには硬
さを低下させる必要がある。しかし、ねずみ鋳鉄の硬さ
が低下すると、引張強さや疲労強度が低下してしまい、
鋳鉄部品としての必要強度が得難くなる。このため、鋳
鉄部品として十分な強度を確保しつつ、被削性を向上さ
せることには限界がある。
【０００４】また、ねずみ鋳鉄の被削性には上記した硬
さの他に黒鉛サイズも影響する。そして、黒鉛サイズは
引張強さや疲労強度にも影響する。しかし、上記従来の
ねずみ鋳鉄では、黒鉛サイズについては何ら特定されて
いない。このため、上記従来のねずみ鋳鉄では、鋳鉄部
品としての必要強度を確保しつつ、被削性を十分に向上
させることが困難であった。
さの他に黒鉛サイズも影響する。そして、黒鉛サイズは
引張強さや疲労強度にも影響する。しかし、上記従来の
ねずみ鋳鉄では、黒鉛サイズについては何ら特定されて
いない。このため、上記従来のねずみ鋳鉄では、鋳鉄部
品としての必要強度を確保しつつ、被削性を十分に向上
させることが困難であった。
【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、黒鉛サイズを特定することにより、被削性を向上
させながら、引張強さや疲労強度をも向上させることの
できる被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄を提供すること
を解決すべき技術課題とするものである。
あり、黒鉛サイズを特定することにより、被削性を向上
させながら、引張強さや疲労強度をも向上させることの
できる被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄を提供すること
を解決すべき技術課題とするものである。
【０００６】
（１）請求項１記載の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄
は、重量％で、Ｃ：２．８〜３．８％、Ｓｉ：１．５〜
２．５％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｐ：０．１％以
下、Ｓ：０．０２〜０．３０％、Ｃｕ：０．０２〜２．
０％、Ｓｎ：０．０１〜０．１０％、及びＣａ：０．０
１〜０．１０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物か
らなり、黒鉛サイズ３００μｍ以下の組織を有し、ビッ
カース硬さＨｖ１６０〜２４０であることを特徴とする
ものである。
は、重量％で、Ｃ：２．８〜３．８％、Ｓｉ：１．５〜
２．５％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｐ：０．１％以
下、Ｓ：０．０２〜０．３０％、Ｃｕ：０．０２〜２．
０％、Ｓｎ：０．０１〜０．１０％、及びＣａ：０．０
１〜０．１０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物か
らなり、黒鉛サイズ３００μｍ以下の組織を有し、ビッ
カース硬さＨｖ１６０〜２４０であることを特徴とする
ものである。
【０００７】（２）請求項２記載の被削性に優れた高強
度ねずみ鋳鉄は、請求項１記載の被削性に優れた高強度
ねずみ鋳鉄において、重量％で、Ｂｉ：０．００１〜
０．０１％をさらに含有することを特徴とするものであ
る。 （３）請求項３記載の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄
は、請求項１又は２記載の被削性に優れた高強度ねずみ
鋳鉄において、重量％で、希土類元素の一種以上：０．
００５〜０．０５％を質量比でＳ／（希土類元素の合計
量）≧３となるようにさらに含有することを特徴とする
ものである。
度ねずみ鋳鉄は、請求項１記載の被削性に優れた高強度
ねずみ鋳鉄において、重量％で、Ｂｉ：０．００１〜
０．０１％をさらに含有することを特徴とするものであ
る。 （３）請求項３記載の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄
は、請求項１又は２記載の被削性に優れた高強度ねずみ
鋳鉄において、重量％で、希土類元素の一種以上：０．
００５〜０．０５％を質量比でＳ／（希土類元素の合計
量）≧３となるようにさらに含有することを特徴とする
ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の被削性に優れた高強度ね
ずみ鋳鉄は、重量％で、Ｃ：２．８〜３．８％、Ｓｉ：
１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｐ：０．
１％以下、Ｓ：０．０２〜０．３０％、Ｃｕ：０．０２
〜２．０％、Ｓｎ：０．０１〜０．１０％、及びＣａ：
０．０１〜０．１０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不
純物からなり、黒鉛サイズ３００μｍ以下の組織を有
し、ビッカース硬さＨｖ１６０〜２４０であることを特
徴とするものである。
ずみ鋳鉄は、重量％で、Ｃ：２．８〜３．８％、Ｓｉ：
１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｐ：０．
１％以下、Ｓ：０．０２〜０．３０％、Ｃｕ：０．０２
〜２．０％、Ｓｎ：０．０１〜０．１０％、及びＣａ：
０．０１〜０．１０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不
純物からなり、黒鉛サイズ３００μｍ以下の組織を有
し、ビッカース硬さＨｖ１６０〜２４０であることを特
徴とするものである。
【０００９】ここで、黒鉛サイズとは、黒鉛サイズをＬ
（μｍ）とした場合、画像解析における黒鉛の最大長さ
（Ａ）が１ｍｍ2中最大のもの（Ａmax）をｎ箇所測定
し、下記数１式にて表される値をいう。
（μｍ）とした場合、画像解析における黒鉛の最大長さ
（Ａ）が１ｍｍ2中最大のもの（Ａmax）をｎ箇所測定
し、下記数１式にて表される値をいう。
【００１０】
【数１】
【００１１】この被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｓｎ、及びＣａを特定
量含有し、特にＣａを特定量含有していることから、黒
鉛サイズが小さくなるため、被削性を向上させながら、
引張強さや疲労強度をも向上させることができる。ここ
で、黒鉛サイズが小さいと被削性を向上させることがで
きるのは、黒鉛の切欠効果が大きくなり、工具への負担
が小さくなるためと考えられる。また、被削性が向上す
るにもかかわらず、引張り強さや疲労強度を向上させる
ことができるのは、黒鉛サイズを小さくして被削性の向
上を図ることにより、引張強さや疲労強度を確保するた
めに必要な最低硬さ（ビッカース硬さＨｖ１６０以上）
を維持しうること、及び黒鉛サイズが小さくなることに
より黒鉛と基地組織との密着性が向上したことによるも
のと考えられる。
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｓｎ、及びＣａを特定
量含有し、特にＣａを特定量含有していることから、黒
鉛サイズが小さくなるため、被削性を向上させながら、
引張強さや疲労強度をも向上させることができる。ここ
で、黒鉛サイズが小さいと被削性を向上させることがで
きるのは、黒鉛の切欠効果が大きくなり、工具への負担
が小さくなるためと考えられる。また、被削性が向上す
るにもかかわらず、引張り強さや疲労強度を向上させる
ことができるのは、黒鉛サイズを小さくして被削性の向
上を図ることにより、引張強さや疲労強度を確保するた
めに必要な最低硬さ（ビッカース硬さＨｖ１６０以上）
を維持しうること、及び黒鉛サイズが小さくなることに
より黒鉛と基地組織との密着性が向上したことによるも
のと考えられる。
【００１２】本発明の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄
は、好適な態様において、重量％で、Ｂｉ：０．００１
〜０．０１％をさらに含有する。Ｂｉは沸点が低く、溶
湯中で反応してガスを発生し、黒鉛を微細化する効果が
ある。このため、Ｂｉをさらに特定量含有しているこの
被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、Ｂｉを含有しない
場合と比較して、黒鉛サイズがさらに小さくなり、被削
性をさらに向上させながら、引張強さや疲労強度もさら
に向上させることができる。
は、好適な態様において、重量％で、Ｂｉ：０．００１
〜０．０１％をさらに含有する。Ｂｉは沸点が低く、溶
湯中で反応してガスを発生し、黒鉛を微細化する効果が
ある。このため、Ｂｉをさらに特定量含有しているこの
被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、Ｂｉを含有しない
場合と比較して、黒鉛サイズがさらに小さくなり、被削
性をさらに向上させながら、引張強さや疲労強度もさら
に向上させることができる。
【００１３】本発明の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄
は、好適な態様において、重量％で、希土類元素の一種
以上：０．００５〜０．０５％を質量比でＳ／（希土類
元素の合計量）≧３となるようにさらに含有する。な
お、本発明で用いることのできる希土類元素としては、
Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙを挙げることができる。これらの
希土類元素は単独で用いても、複数用いてもよい。
は、好適な態様において、重量％で、希土類元素の一種
以上：０．００５〜０．０５％を質量比でＳ／（希土類
元素の合計量）≧３となるようにさらに含有する。な
お、本発明で用いることのできる希土類元素としては、
Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙを挙げることができる。これらの
希土類元素は単独で用いても、複数用いてもよい。
【００１４】希土類元素は、Ｓと結合して黒鉛核になり
易いため、黒鉛を微細化するとともに、パーライト・ラ
メラ間を小さくする効果がある。このため、希土類元素
をさらに特定量含有しているこの被削性に優れた高強度
ねずみ鋳鉄は、希土類元素を含有しない場合と比較し
て、被削性をさらに向上させながら、引張強さや疲労強
度もさらに向上させることができる。
易いため、黒鉛を微細化するとともに、パーライト・ラ
メラ間を小さくする効果がある。このため、希土類元素
をさらに特定量含有しているこの被削性に優れた高強度
ねずみ鋳鉄は、希土類元素を含有しない場合と比較し
て、被削性をさらに向上させながら、引張強さや疲労強
度もさらに向上させることができる。
【００１５】本発明の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄
は、注湯直前の溶湯に、Ｃａや希土類元素を含有する２
次接種剤を添加し、鋳造することにより製造することが
できる。すなわち、所定成分の溶湯（出湯温度：１４５
０〜１６００℃）に１次接種剤を添加し、これを鋳型内
に注湯する直前に、Ｃａ及び必要に応じて希土類元素を
含有した２次接種剤を添加する。Ｃａや希土類元素を含
有した２次接種剤を注湯直前の溶湯に添加するには、Ｃ
ａや希土類元素を含有した２次接種剤を予め鋳型内に入
れておき、その後溶湯を鋳型内に注湯したり、あるいは
注湯流れに添加したりすることにより、行うことができ
る。
は、注湯直前の溶湯に、Ｃａや希土類元素を含有する２
次接種剤を添加し、鋳造することにより製造することが
できる。すなわち、所定成分の溶湯（出湯温度：１４５
０〜１６００℃）に１次接種剤を添加し、これを鋳型内
に注湯する直前に、Ｃａ及び必要に応じて希土類元素を
含有した２次接種剤を添加する。Ｃａや希土類元素を含
有した２次接種剤を注湯直前の溶湯に添加するには、Ｃ
ａや希土類元素を含有した２次接種剤を予め鋳型内に入
れておき、その後溶湯を鋳型内に注湯したり、あるいは
注湯流れに添加したりすることにより、行うことができ
る。
【００１６】なお、上記１次接種剤としては、例えばＦ
ｅ−７５％ＳｉやＦｅ−３２％Ｓｉ−５０％Ｃを採用す
ることができる。また、注湯温度は１３００〜１４５０
℃程度とすることができる。そして、ばらし時間を１５
〜６０分程度として鋳造することにより、本発明の被削
性に優れた高強度ねずみ鋳鉄を製造することができる。
なお、ばらし時間とは注湯完了から砂型をばらす（離
型）までの時間をいう。
ｅ−７５％ＳｉやＦｅ−３２％Ｓｉ−５０％Ｃを採用す
ることができる。また、注湯温度は１３００〜１４５０
℃程度とすることができる。そして、ばらし時間を１５
〜６０分程度として鋳造することにより、本発明の被削
性に優れた高強度ねずみ鋳鉄を製造することができる。
なお、ばらし時間とは注湯完了から砂型をばらす（離
型）までの時間をいう。
【００１７】Ｃａや希土類元素は、フェーディング現象
を起こし易い。そこで、Ｃａや希土類元素を２次接種剤
に含有させて注湯直前の溶湯に添加することにより、フ
ェーディング現象の発生を抑制し、Ｃａや希土類元素の
添加による黒鉛微細化の効果を十分に発揮させることが
できる。なお、フェーディング現象とは、球状化、接種
などの鋳鉄溶湯処理において、処理後鋳型に注湯するま
でに時間がかかるとその効果が消失する現象をいう。
を起こし易い。そこで、Ｃａや希土類元素を２次接種剤
に含有させて注湯直前の溶湯に添加することにより、フ
ェーディング現象の発生を抑制し、Ｃａや希土類元素の
添加による黒鉛微細化の効果を十分に発揮させることが
できる。なお、フェーディング現象とは、球状化、接種
などの鋳鉄溶湯処理において、処理後鋳型に注湯するま
でに時間がかかるとその効果が消失する現象をいう。
【００１８】（成分の限定理由）本発明の被削性に優れ
た高強度ねずみ鋳鉄における成分の限定理由を以下に説
明する。 （Ｃ）Ｃは組織中に黒鉛及び炭化物を生成する元素であ
る。Ｃの含有量が、重量％で（以下、同様）、２．８％
未満であると、鋳造性が悪化し、引け巣や湯流れ不良等
の鋳造欠陥が発生し易くなる。一方、Ｃの含有量が３．
８％を越えると、粗大な初晶黒鉛が晶出して強度が低下
する。このため、Ｃの含有量は２．８〜３．８％とし
た。
た高強度ねずみ鋳鉄における成分の限定理由を以下に説
明する。 （Ｃ）Ｃは組織中に黒鉛及び炭化物を生成する元素であ
る。Ｃの含有量が、重量％で（以下、同様）、２．８％
未満であると、鋳造性が悪化し、引け巣や湯流れ不良等
の鋳造欠陥が発生し易くなる。一方、Ｃの含有量が３．
８％を越えると、粗大な初晶黒鉛が晶出して強度が低下
する。このため、Ｃの含有量は２．８〜３．８％とし
た。
【００１９】（Ｓｉ）Ｓｉは黒鉛の晶出を容易にし、鋳
造性を良好にする元素である。Ｓｉの含有量が１．５％
未満であると、黒鉛化が不十分となり、チル（非常に硬
い遊離セメンタイト（Ｆｅ3Ｃ）、以下同様）が生じ易
くなり、被削性に悪影響を及ぼす他、鋳造性も悪化す
る。一方、Ｓｉの含有量が２．５％を越えると、基地組
織中の遊離フェライトが増加し、強度が低下する。この
ため、Ｓｉの含有量は１．５〜２．５％とした。
造性を良好にする元素である。Ｓｉの含有量が１．５％
未満であると、黒鉛化が不十分となり、チル（非常に硬
い遊離セメンタイト（Ｆｅ3Ｃ）、以下同様）が生じ易
くなり、被削性に悪影響を及ぼす他、鋳造性も悪化す
る。一方、Ｓｉの含有量が２．５％を越えると、基地組
織中の遊離フェライトが増加し、強度が低下する。この
ため、Ｓｉの含有量は１．５〜２．５％とした。
【００２０】（Ｍｎ）Ｍｎは基地組織中の炭化物を安定
にし、疲労強度及び耐摩耗性を向上させるのに必要な元
素である。Ｍｎの含有量が０．４％未満であると、組織
中のパーライトが減少し、フェライトが増加するため、
必要な疲労強度及び耐摩耗性が得られない。一方、Ｍｎ
の含有量が１．０％を越えると、チルが生じ易くなり、
被削性に悪影響を及ぼす。このため、Ｍｎの含有量は
０．４〜１．０％とした。
にし、疲労強度及び耐摩耗性を向上させるのに必要な元
素である。Ｍｎの含有量が０．４％未満であると、組織
中のパーライトが減少し、フェライトが増加するため、
必要な疲労強度及び耐摩耗性が得られない。一方、Ｍｎ
の含有量が１．０％を越えると、チルが生じ易くなり、
被削性に悪影響を及ぼす。このため、Ｍｎの含有量は
０．４〜１．０％とした。
【００２１】（Ｓ）Ｓは黒鉛を微細化させ、被削性を向
上させる効果がある。Ｓの含有量が０．０２％未満であ
ると、黒鉛を十分微細化させることができない。一方、
Ｓの含有量が０．３％を超えると、チルが生じ易くな
り、被削性に悪影響を及ぼす。このため、Ｓの含有量は
０．０２〜０．３％とした。
上させる効果がある。Ｓの含有量が０．０２％未満であ
ると、黒鉛を十分微細化させることができない。一方、
Ｓの含有量が０．３％を超えると、チルが生じ易くな
り、被削性に悪影響を及ぼす。このため、Ｓの含有量は
０．０２〜０．３％とした。
【００２２】（Ｐ）Ｐは不可避不純物として存在する元
素である。Ｐの含有量が０．１％を越えると、ステダイ
ト（Ｆｅ−Ｆｅ3 Ｃ−Ｆｅ3 Ｐの三元共晶で非常に硬い
相）が晶出し易くなり、被削性に悪影響を与える。この
ため、その影響が無視できるように、Ｐの含有量は０．
１％以下とした。
素である。Ｐの含有量が０．１％を越えると、ステダイ
ト（Ｆｅ−Ｆｅ3 Ｃ−Ｆｅ3 Ｐの三元共晶で非常に硬い
相）が晶出し易くなり、被削性に悪影響を与える。この
ため、その影響が無視できるように、Ｐの含有量は０．
１％以下とした。
【００２３】（Ｃｕ）Ｃｕは微細黒鉛を晶出し易くし、
また基地組織のパーライトを増加させる元素である。Ｃ
ｕの含有量が０．０２％未満であると、黒鉛サイズが十
分に小さくならず、また基地組織の遊離フェライトが増
加して強度が低下する。一方、Ｃｕの含有量が２．０％
を越えると、基地組織中のパーライトが緻密になり、硬
さが著しく増加し、被削性に悪影響を及ぼす。このた
め、Ｃｕの含有量は０．０２〜２．０％とした。
また基地組織のパーライトを増加させる元素である。Ｃ
ｕの含有量が０．０２％未満であると、黒鉛サイズが十
分に小さくならず、また基地組織の遊離フェライトが増
加して強度が低下する。一方、Ｃｕの含有量が２．０％
を越えると、基地組織中のパーライトが緻密になり、硬
さが著しく増加し、被削性に悪影響を及ぼす。このた
め、Ｃｕの含有量は０．０２〜２．０％とした。
【００２４】（Ｓｎ）Ｓｎは基地組織中のパーライトを
増加させ、必要な疲労強度及び耐摩耗性を得るのに必要
な元素である。Ｓｎの含有量が０．０１％未満である
と、基地組織のパーライト量が十分に得られず、必要な
疲労強度及び耐摩耗性が得られない。一方、Ｓｎの含有
量が０．１％を越えると、チルが生じ易くなり、被削性
に悪影響を及ぼす。このため、Ｓｎの含有量は０．０１
〜０．１％とした。
増加させ、必要な疲労強度及び耐摩耗性を得るのに必要
な元素である。Ｓｎの含有量が０．０１％未満である
と、基地組織のパーライト量が十分に得られず、必要な
疲労強度及び耐摩耗性が得られない。一方、Ｓｎの含有
量が０．１％を越えると、チルが生じ易くなり、被削性
に悪影響を及ぼす。このため、Ｓｎの含有量は０．０１
〜０．１％とした。
【００２５】（Ｃａ）Ｃａは、本発明では２次接種とし
て添加されることにより、黒鉛サイズを小さくし、被削
性を向上させるとともに、疲労強度も向上させる。Ｃａ
の含有量が０．０１％未満であると、黒鉛を十分に微細
化できない。一方、Ｃａの含有量が０．１％を越える
と、硬質なＣａＯを形成し、被削性に悪影響を与える。
このため、Ｃａの含有量は０．０１〜０．１％とした。
て添加されることにより、黒鉛サイズを小さくし、被削
性を向上させるとともに、疲労強度も向上させる。Ｃａ
の含有量が０．０１％未満であると、黒鉛を十分に微細
化できない。一方、Ｃａの含有量が０．１％を越える
と、硬質なＣａＯを形成し、被削性に悪影響を与える。
このため、Ｃａの含有量は０．０１〜０．１％とした。
【００２６】（Ｂｉ）Ｂｉは沸点が低いため、溶湯中で
反応してガスを発生し、黒鉛を微細化する効果がある。
本発明では、ＢｉはＣａと共に２次接種として添加され
る。Ｂｉの含有量が０．００１％未満であると、黒鉛を
微細化する効果が十分に得られない。一方、Ｂｉの含有
量が０．０１％を越えると、チルが生じ易くなり、被削
性に悪影響を及ぼす。このため、Ｂｉの含有量は０．０
０１〜０．０１％とした。
反応してガスを発生し、黒鉛を微細化する効果がある。
本発明では、ＢｉはＣａと共に２次接種として添加され
る。Ｂｉの含有量が０．００１％未満であると、黒鉛を
微細化する効果が十分に得られない。一方、Ｂｉの含有
量が０．０１％を越えると、チルが生じ易くなり、被削
性に悪影響を及ぼす。このため、Ｂｉの含有量は０．０
０１〜０．０１％とした。
【００２７】（希土類元素）ＣｅやＬａｌ等の希土類元
素はＳと結合して黒鉛核となり易いため、黒鉛を微細化
するとともに、パーライト・ラメラ間を小さくして引張
強さや疲労強度を向上させる。本発明では、希土類元素
はＣａと共に２次接種として添加される。希土類元素の
合計の含有量が０．０１％未満であると、黒鉛を微細化
する効果が十分に得られない。一方、希土類元素の合計
の含有量が０．０５％を越えると、チルが生じ易くな
り、被削性に悪影響を及ぼす。このため、希土類元素の
合計の含有量は０．０１〜０．０５％とした。ただし、
この範囲であっても硫化物の化学量論的組成よりも過剰
に添加するとチルを発生させるため、質量比でＳ／（希
土類元素の合計量）≧３となるように限定した。
素はＳと結合して黒鉛核となり易いため、黒鉛を微細化
するとともに、パーライト・ラメラ間を小さくして引張
強さや疲労強度を向上させる。本発明では、希土類元素
はＣａと共に２次接種として添加される。希土類元素の
合計の含有量が０．０１％未満であると、黒鉛を微細化
する効果が十分に得られない。一方、希土類元素の合計
の含有量が０．０５％を越えると、チルが生じ易くな
り、被削性に悪影響を及ぼす。このため、希土類元素の
合計の含有量は０．０１〜０．０５％とした。ただし、
この範囲であっても硫化物の化学量論的組成よりも過剰
に添加するとチルを発生させるため、質量比でＳ／（希
土類元素の合計量）≧３となるように限定した。
【００２８】なお、黒鉛サイズについては、黒鉛サイズ
が３００μｍを越えると被削性を十分に向上させること
ができないことから、３００μｍ以下に限定した。ま
た、ビッカース硬さについては、ビッカース硬さがＨｖ
１６０未満であると必要な引張り強さや疲労強度を確保
し難くなり、一方ビッカース硬さがＨｖ２４０を越える
と被削性を十分に向上させることができないことから、
Ｈｖ１６０〜２４０に限定した。
が３００μｍを越えると被削性を十分に向上させること
ができないことから、３００μｍ以下に限定した。ま
た、ビッカース硬さについては、ビッカース硬さがＨｖ
１６０未満であると必要な引張り強さや疲労強度を確保
し難くなり、一方ビッカース硬さがＨｖ２４０を越える
と被削性を十分に向上させることができないことから、
Ｈｖ１６０〜２４０に限定した。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の被削性に優れた高強度ねずみ
鋳鉄の実施例を具体的に説明する。 （実施例１〜１８）高周波溶解炉（５０ｋｇ、出湯温
度：１５００℃）を用いて溶解した所定の組成の溶湯
に、１次接種剤（Ｆｅ−７５％Ｓｉ）を０．２重量％の
割合で添加した。また、Ｓｉ：２０〜７５％、Ｃａ：２
〜４０％、Ｂｉ：０〜４０％、Ｃｅ：０〜４０％、Ｌ
ａ：０〜４０％、及び残部Ｆｅからなる所定の組成の２
次接種剤をＣＯ2鋳型（φ４０ｍｍ×３００ｍｍ）内に
予め入れておき、そこに上記１次接種剤を添加した溶湯
を注湯した。なお、２次接種剤の添加量は、溶湯に対し
て０．０５〜１％の割合で適宜調整した。また、注湯温
度は１４００℃とした。そして、ばらし時間：３０分と
して鋳造することにより、表１にそれぞれ組成を示す本
実施例１〜１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄を製
造した。
鋳鉄の実施例を具体的に説明する。 （実施例１〜１８）高周波溶解炉（５０ｋｇ、出湯温
度：１５００℃）を用いて溶解した所定の組成の溶湯
に、１次接種剤（Ｆｅ−７５％Ｓｉ）を０．２重量％の
割合で添加した。また、Ｓｉ：２０〜７５％、Ｃａ：２
〜４０％、Ｂｉ：０〜４０％、Ｃｅ：０〜４０％、Ｌ
ａ：０〜４０％、及び残部Ｆｅからなる所定の組成の２
次接種剤をＣＯ2鋳型（φ４０ｍｍ×３００ｍｍ）内に
予め入れておき、そこに上記１次接種剤を添加した溶湯
を注湯した。なお、２次接種剤の添加量は、溶湯に対し
て０．０５〜１％の割合で適宜調整した。また、注湯温
度は１４００℃とした。そして、ばらし時間：３０分と
して鋳造することにより、表１にそれぞれ組成を示す本
実施例１〜１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄を製
造した。
【００３０】
【表１】
【００３１】（比較例１〜３）高周波溶解炉（５０ｋ
ｇ、出湯温度：１５００℃）を用いて溶解した所定の組
成の溶湯に、１次接種剤（Ｆｅ−７５％Ｓｉ）を０．５
重量％の割合で添加した。この１次接種剤を添加した溶
湯を実施例１と同様のＣＯ2鋳型内に注湯し、ばらし時
間：３０分として鋳造後、鋳放しすることにより、表２
にそれぞれ組成を示す比較例１〜３のねずみ鋳鉄を製造
した。
ｇ、出湯温度：１５００℃）を用いて溶解した所定の組
成の溶湯に、１次接種剤（Ｆｅ−７５％Ｓｉ）を０．５
重量％の割合で添加した。この１次接種剤を添加した溶
湯を実施例１と同様のＣＯ2鋳型内に注湯し、ばらし時
間：３０分として鋳造後、鋳放しすることにより、表２
にそれぞれ組成を示す比較例１〜３のねずみ鋳鉄を製造
した。
【００３２】
【表２】
【００３３】（黒鉛サイズの評価）上記実施例１〜１８
及び比較例１〜３のねずみ鋳鉄について、黒鉛サイズ
（Ｌ）を前述した方法により調べた。その結果を図１に
示す。図１から明らかなように、比較例１〜３のねずみ
鋳鉄は黒鉛サイズが３００μｍを越えるのに対し、本実
施例１〜１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、い
ずれも黒鉛サイズが３００μｍ以下であることが確認さ
れた。また、Ｃａの他に、Ｂｉや希土類元素を添加する
ことにより、黒鉛サイズをさらに小さくできることがわ
かる。
及び比較例１〜３のねずみ鋳鉄について、黒鉛サイズ
（Ｌ）を前述した方法により調べた。その結果を図１に
示す。図１から明らかなように、比較例１〜３のねずみ
鋳鉄は黒鉛サイズが３００μｍを越えるのに対し、本実
施例１〜１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、い
ずれも黒鉛サイズが３００μｍ以下であることが確認さ
れた。また、Ｃａの他に、Ｂｉや希土類元素を添加する
ことにより、黒鉛サイズをさらに小さくできることがわ
かる。
【００３４】（被削性の評価）上記実施例１〜１８及び
比較例１〜３のねずみ鋳鉄のφ４０ｍｍ×３００ｍｍ試
験片から、鋳肌部を加工し、図２に示すφ３５ｍｍ×２
８０ｍｍの試験片１を作製し、被削性を評価した。この
被削性評価は、以下の条件で、６０ｋｍ切削時における
工具２の逃げ面摩耗量を測定したものである。なお、工
具２には日本特殊陶業（株）製のＳＮＰＡ−４３３ＨＣ
２を用いた。その結果を図３に示す。
比較例１〜３のねずみ鋳鉄のφ４０ｍｍ×３００ｍｍ試
験片から、鋳肌部を加工し、図２に示すφ３５ｍｍ×２
８０ｍｍの試験片１を作製し、被削性を評価した。この
被削性評価は、以下の条件で、６０ｋｍ切削時における
工具２の逃げ面摩耗量を測定したものである。なお、工
具２には日本特殊陶業（株）製のＳＮＰＡ−４３３ＨＣ
２を用いた。その結果を図３に示す。
【００３５】 周速 ： Ｖ＝５００ｍ／ｍｉｎ 送り ： ｆ＝０．２ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み ： ｔ＝０．５ｍｍ クーラント： ドライ 図３から明らかなように、本実施例の１〜１８の被削性
に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、いずれも比較例１〜３の
ものと比べて工具摩耗量が大幅に低減しており、被削性
が大幅に向上していることがわかる。これは、本実施例
１〜１８のものは、比較例１〜６のものと比べて、黒鉛
サイズが小さいためと考えられる。また、黒鉛サイズが
小さいものほど被削性も向上していることがわかる。
に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、いずれも比較例１〜３の
ものと比べて工具摩耗量が大幅に低減しており、被削性
が大幅に向上していることがわかる。これは、本実施例
１〜１８のものは、比較例１〜６のものと比べて、黒鉛
サイズが小さいためと考えられる。また、黒鉛サイズが
小さいものほど被削性も向上していることがわかる。
【００３６】（引張強さ及び疲労強度の評価）上記実施
例１〜１８及び比較例１〜３のねずみ鋳鉄について、引
張強さ及び疲れ限度を測定した。なお、引張強さは引張
試験をすることにより、疲れ限度は小野式回転曲げ試験
をすることにより測定した。これらの結果を図４及び図
５にそれぞれ示す。
例１〜１８及び比較例１〜３のねずみ鋳鉄について、引
張強さ及び疲れ限度を測定した。なお、引張強さは引張
試験をすることにより、疲れ限度は小野式回転曲げ試験
をすることにより測定した。これらの結果を図４及び図
５にそれぞれ示す。
【００３７】図４及び図５から明らかなように、本実施
例の１〜１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、い
ずれも引張強さ及び疲れ限度ともに、比較例１〜３のも
のと比べて大幅に向上していることがわかる。 （硬度評価）上記実施例１〜１８及び比較例１〜３のね
ずみ鋳鉄について、ビッカース硬さ計により荷重２０ｋ
ｇ、５点平均の条件でビッカース硬さ（Ｈｖ２０）を測
定した。その結果を図６に示す。
例の１〜１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、い
ずれも引張強さ及び疲れ限度ともに、比較例１〜３のも
のと比べて大幅に向上していることがわかる。 （硬度評価）上記実施例１〜１８及び比較例１〜３のね
ずみ鋳鉄について、ビッカース硬さ計により荷重２０ｋ
ｇ、５点平均の条件でビッカース硬さ（Ｈｖ２０）を測
定した。その結果を図６に示す。
【００３８】図６から明らかなように、本実施例の１〜
１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、強度が高い
にもかかわらず、ビッカース硬さがＨｖ２４０以下と低
いことがわかる。
１８の被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄は、強度が高い
にもかかわらず、ビッカース硬さがＨｖ２４０以下と低
いことがわかる。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の被削性に優
れた高強度ねずみ鋳鉄は、特許請求範囲に記載の所定の
成分組成により、黒鉛サイズ及びビッカース硬さを特定
しているため、被削性を十分に向上させるとともに、引
張強さや疲労強度をも十分に向上させることができる。
れた高強度ねずみ鋳鉄は、特許請求範囲に記載の所定の
成分組成により、黒鉛サイズ及びビッカース硬さを特定
しているため、被削性を十分に向上させるとともに、引
張強さや疲労強度をも十分に向上させることができる。
【００４０】とくに、Ｂｉ及び／又は希土類元素をさら
に添加した場合は、被削性の向上及び引張強さや疲労強
度の向上をさらに図ることができる。
に添加した場合は、被削性の向上及び引張強さや疲労強
度の向上をさらに図ることができる。
【図１】本実施例及び比較例のねずみ鋳鉄について、黒
鉛サイズを測定した結果を示すグラフである。
鉛サイズを測定した結果を示すグラフである。
【図２】被削性評価試験の様子を示す説明図である。
【図３】本実施例及び比較例のねずみ鋳鉄について、被
削性の評価結果を示すグラフである。
削性の評価結果を示すグラフである。
【図４】本実施例及び比較例のねずみ鋳鉄について、引
張強さを測定した結果を示すグラフである。
張強さを測定した結果を示すグラフである。
【図５】本実施例及び比較例のねずみ鋳鉄について、疲
れ限度を測定した結果を示すグラフである。
れ限度を測定した結果を示すグラフである。
【図６】本実施例及び比較例のねずみ鋳鉄について、ビ
ッカース硬さを測定した結果を示すグラフである。
ッカース硬さを測定した結果を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：２．８〜３．８％、Ｓ
ｉ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｐ：
０．１％以下、Ｓ：０．０２〜０．３０％、Ｃｕ：０．
０２〜２．０％、Ｓｎ：０．０１〜０．１０％、及びＣ
ａ：０．０１〜０．１０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可
避不純物からなり、 黒鉛サイズ３００μｍ以下の組織を有し、ビッカース硬
さＨｖ１６０〜２４０であることを特徴とする被削性に
優れた高強度ねずみ鋳鉄。 - 【請求項２】 重量％で、Ｂｉ：０．００１〜０．０１
％をさらに含有することを特徴とする請求項１記載の被
削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄。 - 【請求項３】 重量％で、希土類元素の一種以上：０．
００５〜０．０５％を質量比でＳ／（希土類元素の合計
量）≧３となるようにさらに含有することを特徴とする
請求項１又は２記載の被削性に優れた高強度ねずみ鋳
鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250694A JPH1096040A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250694A JPH1096040A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096040A true JPH1096040A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17211660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8250694A Pending JPH1096040A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 被削性に優れた高強度ねずみ鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1096040A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005513268A (ja) * | 2001-12-20 | 2005-05-12 | インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | シリンダヘッドのためのねずみ鋳鉄 |
| WO2010091487A1 (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | Teksid Do Brasil Ltda | High resistance gray iron alloy for combustion engines and general casts |
| JP2012517527A (ja) * | 2009-02-12 | 2012-08-02 | テクシド ド ブラジル リミターダ | 燃焼機関および一般鋳造物用高耐性ねずみ鋳鉄合金を得るための方法 |
| JP2012188719A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Hino Motors Ltd | 鋳鉄及び該鋳鉄により製造されたシリンダライナ |
| JP2012188720A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Hino Motors Ltd | 鋳鉄及び該鋳鉄により製造されたシリンダライナ |
| JP2019189921A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | いすゞ自動車株式会社 | 推定装置、推定方法及び、推定プログラム |
| WO2022176237A1 (ja) * | 2021-02-16 | 2022-08-25 | 芝浦機械株式会社 | 片状黒鉛鋳鉄製品及びその製造方法 |
| CN117684084A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 龙口中宇机械有限公司 | 一种汽车水泵后盖铸件用灰铸铁材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP8250694A patent/JPH1096040A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101024150B1 (ko) | 2001-12-20 | 2011-03-22 | 인터내셔널 엔진 인터렉츄얼 프로퍼티 캄파니, 엘엘씨 | 실린더 헤드용 회주철 |
| JP2005513268A (ja) * | 2001-12-20 | 2005-05-12 | インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | シリンダヘッドのためのねずみ鋳鉄 |
| US9200351B2 (en) | 2009-02-12 | 2015-12-01 | Teksid Do Brasil Ltda. | High resistance gray iron alloy for combustion engines and general casts |
| WO2010091487A1 (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | Teksid Do Brasil Ltda | High resistance gray iron alloy for combustion engines and general casts |
| JP2012517528A (ja) * | 2009-02-12 | 2012-08-02 | テクシド ド ブラジル リミターダ | 燃焼機関および一般鋳造物用の高耐性ねずみ鋳鉄合金 |
| JP2012517527A (ja) * | 2009-02-12 | 2012-08-02 | テクシド ド ブラジル リミターダ | 燃焼機関および一般鋳造物用高耐性ねずみ鋳鉄合金を得るための方法 |
| US9284617B2 (en) | 2009-02-12 | 2016-03-15 | Teksid Do Brasil Ltda. | Method to obtain a high resistance gray iron alloy for combustion engines and general casts |
| JP2012188720A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Hino Motors Ltd | 鋳鉄及び該鋳鉄により製造されたシリンダライナ |
| JP2012188719A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Hino Motors Ltd | 鋳鉄及び該鋳鉄により製造されたシリンダライナ |
| JP2019189921A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | いすゞ自動車株式会社 | 推定装置、推定方法及び、推定プログラム |
| WO2022176237A1 (ja) * | 2021-02-16 | 2022-08-25 | 芝浦機械株式会社 | 片状黒鉛鋳鉄製品及びその製造方法 |
| JP2022124625A (ja) * | 2021-02-16 | 2022-08-26 | 芝浦機械株式会社 | 片状黒鉛鋳鉄製品及びその製造方法 |
| CN115516123A (zh) * | 2021-02-16 | 2022-12-23 | 芝浦机械株式会社 | 片状石墨铸铁制品及其制造方法 |
| CN117684084A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 龙口中宇机械有限公司 | 一种汽车水泵后盖铸件用灰铸铁材料及其制备方法 |
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