JPH11236615A - 耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法 - Google Patents
耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法Info
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- JPH11236615A JPH11236615A JP5621398A JP5621398A JPH11236615A JP H11236615 A JPH11236615 A JP H11236615A JP 5621398 A JP5621398 A JP 5621398A JP 5621398 A JP5621398 A JP 5621398A JP H11236615 A JPH11236615 A JP H11236615A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬さを犠牲にすることなく、かつ熱処理に長
時間を必要とすることなく残留応力を最小にし得る耐衝
撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ ０．
５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜２．５ｗｔ％、Ｃｒ
２０〜３５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からな
り、硬さがＨＲＣ５８以上の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物の製造に際し、鋳造物を加熱炉中で９００〜１１０
０℃の温度で均一加熱し、常温まで約１００℃／ｍｉｎ
の冷却速度で衝風冷却した後、４００〜５５０℃の温度
で焼戻す。
時間を必要とすることなく残留応力を最小にし得る耐衝
撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ ０．
５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜２．５ｗｔ％、Ｃｒ
２０〜３５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からな
り、硬さがＨＲＣ５８以上の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物の製造に際し、鋳造物を加熱炉中で９００〜１１０
０℃の温度で均一加熱し、常温まで約１００℃／ｍｉｎ
の冷却速度で衝風冷却した後、４００〜５５０℃の温度
で焼戻す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、破砕機や粉砕機等
の耐摩耗部品である打撃板、衝突板、ライナ等の耐衝撃
摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法に関する。
の耐摩耗部品である打撃板、衝突板、ライナ等の耐衝撃
摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗ
ｔ％、Ｍｎ ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３５
ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さが
ＨＲＣ（ロックウエル硬さのＣスケール）５８以上のも
のが用いられている。従来、耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物は、重量１００ｋｇ以下の小物製品に限り鋳放しの
まま使用されることがあるが、この方法では、型ばらし
時の冷却が不均一になると組織的なばらつきを生じるた
め、鋳造後にオーステナイト化温度（９００〜１１００
℃）に１〜２時間保持する不安定化熱処理を行った後、
約５０〜１５０℃／ｍｉｎ（約９００〜５００℃の間）
の冷却速度で衝風冷却し、基地組織を硬いマルテンサイ
トを主体としたものとする空気焼入れ処理（TE.Norman,
K.Rohring：Autbereitungs-Technik(1970)6 356、 W.Fa
irhurst, K.Roring：Foundry Trade Journal 136(1974)
685 、 R.S.Jackson：British Foundrymen 67(1974)34
、 G.J.Cor：Foundry Trade Journal 158(1985)480参
照）したり、空気焼入れ処理後に２００〜３５０℃程度
の温度での低温焼戻し処理したり、又は６００℃以上の
温度での高温焼戻し処理したりして製造されている（先
行技術文献として、特開昭５６−４７５４５号公報、特
開昭６０−２１３２３号公報、特開昭６２−１８５８２
５号公報、特開昭５７−８９４５３号公報、特開昭５９
−１２９７２０号公報等がある。）。
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗ
ｔ％、Ｍｎ ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３５
ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さが
ＨＲＣ（ロックウエル硬さのＣスケール）５８以上のも
のが用いられている。従来、耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物は、重量１００ｋｇ以下の小物製品に限り鋳放しの
まま使用されることがあるが、この方法では、型ばらし
時の冷却が不均一になると組織的なばらつきを生じるた
め、鋳造後にオーステナイト化温度（９００〜１１００
℃）に１〜２時間保持する不安定化熱処理を行った後、
約５０〜１５０℃／ｍｉｎ（約９００〜５００℃の間）
の冷却速度で衝風冷却し、基地組織を硬いマルテンサイ
トを主体としたものとする空気焼入れ処理（TE.Norman,
K.Rohring：Autbereitungs-Technik(1970)6 356、 W.Fa
irhurst, K.Roring：Foundry Trade Journal 136(1974)
685 、 R.S.Jackson：British Foundrymen 67(1974)34
、 G.J.Cor：Foundry Trade Journal 158(1985)480参
照）したり、空気焼入れ処理後に２００〜３５０℃程度
の温度での低温焼戻し処理したり、又は６００℃以上の
温度での高温焼戻し処理したりして製造されている（先
行技術文献として、特開昭５６−４７５４５号公報、特
開昭６０−２１３２３号公報、特開昭６２−１８５８２
５号公報、特開昭５７−８９４５３号公報、特開昭５９
−１２９７２０号公報等がある。）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空気焼入れ処理による耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製
造方法では、オーステナイトを多く残留させた場合、鋳
物の形状や大きさによっては、製造時や使用時に鋳物が
変形したり割れる不具合がある。一方、上記空気焼入れ
処理後に焼戻しを行う場合には、残留応力が軽減され、
かつ、耐摩耗性が調整されて上述した不具合は解消され
るが、高温焼戻し処理を施す場合、硬さが低下し、耐用
寿命が短くなり、又、低温焼戻し処理を行う場合、耐用
寿命が長くなるものの、処理に長時間を要し、それでも
十分に残留応力を下げることができない不具合がある。
そこで、本発明は、硬さを犠牲にすることなく、かつ熱
処理に長時間を必要とすることなく残留応力を最小にし
得る耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法を提供する
ことを目的とする。
空気焼入れ処理による耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製
造方法では、オーステナイトを多く残留させた場合、鋳
物の形状や大きさによっては、製造時や使用時に鋳物が
変形したり割れる不具合がある。一方、上記空気焼入れ
処理後に焼戻しを行う場合には、残留応力が軽減され、
かつ、耐摩耗性が調整されて上述した不具合は解消され
るが、高温焼戻し処理を施す場合、硬さが低下し、耐用
寿命が短くなり、又、低温焼戻し処理を行う場合、耐用
寿命が長くなるものの、処理に長時間を要し、それでも
十分に残留応力を下げることができない不具合がある。
そこで、本発明は、硬さを犠牲にすることなく、かつ熱
処理に長時間を必要とすることなく残留応力を最小にし
得る耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ ０．５〜１．５
ｗｔ％、Ｍｎ ０．５〜２．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３
５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さ
がＨＲＣ５８以上の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製
造に際し、鋳造物を加熱炉中で９５０〜１１００℃の温
度で均一加熱し、常温まで約１００℃／ｍｉｎの冷却速
度で衝風冷却した後、４００〜５５０℃の温度で焼戻す
ことを特徴とする。前記焼戻しの加熱保持時間は、５〜
１５時間とすることが好ましい。又、前記耐衝撃摩耗用
高クロム鋳鉄鋳物は、１ｗｔ％以下のＮｉ，Ｍｏ及びＶ
をそれぞれ含有していることが好ましい。
め、本発明の耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ ０．５〜１．５
ｗｔ％、Ｍｎ ０．５〜２．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３
５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さ
がＨＲＣ５８以上の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製
造に際し、鋳造物を加熱炉中で９５０〜１１００℃の温
度で均一加熱し、常温まで約１００℃／ｍｉｎの冷却速
度で衝風冷却した後、４００〜５５０℃の温度で焼戻す
ことを特徴とする。前記焼戻しの加熱保持時間は、５〜
１５時間とすることが好ましい。又、前記耐衝撃摩耗用
高クロム鋳鉄鋳物は、１ｗｔ％以下のＮｉ，Ｍｏ及びＶ
をそれぞれ含有していることが好ましい。
【０００５】加熱炉中での鋳造物の加熱温度が９５０℃
未満であると、空気焼入れ処理後の硬さが低くなり、１
１００℃を超えると、残留オーステナイトが多くなり、
やはり硬さが低下する。好ましい加熱温度は、９５０〜
１０５０℃である。冷却速度が約１００℃／ｍｉｎから
外れると、焼割れが生じたり、逆に焼入れ不良となる。
焼戻し温度が４００℃未満であると、残留応力が短時間
のうちに十分低減されず、鋳物の製造時や使用中に割れ
を生じることがある。一方、５５０℃を超えると、硬さ
が低下し耐用寿命も短くなる。好ましい焼戻し温度は、
４００〜４５０℃である。焼戻しの加熱保持時間が５時
間未満であると、十分な焼戻し硬化が得られず、１５時
間を超えると、硬さが低下してくるため、耐用寿命が短
くなる。好ましい加熱保持時間は、８〜１２時間であ
る。耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物がＮｉ，Ｍｏ及びＶ
を含有すると、焼入れ性や耐用寿命が改善される。しか
し、それぞれの含有量が１ｗｔ％を超えると、焼入れ性
が必要以上に上がり、割れが生じることがあると共に、
材料のコストを上げる。好ましいそれぞれの含有量は、
０．５〜１．０ｗｔ％である。一方、耐衝撃摩耗用高ク
ロム鋳鉄鋳物のＣｒの含有量は、２０〜３５ｗｔ％が好
ましかった。
未満であると、空気焼入れ処理後の硬さが低くなり、１
１００℃を超えると、残留オーステナイトが多くなり、
やはり硬さが低下する。好ましい加熱温度は、９５０〜
１０５０℃である。冷却速度が約１００℃／ｍｉｎから
外れると、焼割れが生じたり、逆に焼入れ不良となる。
焼戻し温度が４００℃未満であると、残留応力が短時間
のうちに十分低減されず、鋳物の製造時や使用中に割れ
を生じることがある。一方、５５０℃を超えると、硬さ
が低下し耐用寿命も短くなる。好ましい焼戻し温度は、
４００〜４５０℃である。焼戻しの加熱保持時間が５時
間未満であると、十分な焼戻し硬化が得られず、１５時
間を超えると、硬さが低下してくるため、耐用寿命が短
くなる。好ましい加熱保持時間は、８〜１２時間であ
る。耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物がＮｉ，Ｍｏ及びＶ
を含有すると、焼入れ性や耐用寿命が改善される。しか
し、それぞれの含有量が１ｗｔ％を超えると、焼入れ性
が必要以上に上がり、割れが生じることがあると共に、
材料のコストを上げる。好ましいそれぞれの含有量は、
０．５〜１．０ｗｔ％である。一方、耐衝撃摩耗用高ク
ロム鋳鉄鋳物のＣｒの含有量は、２０〜３５ｗｔ％が好
ましかった。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例１，２及び比較例１〜５を参照して説
明する。 実施例１，２、比較例１〜５ 先ず、共晶成分に近い３ｗｔ％Ｃ−２５ｗｔ％Ｃｒ系の
高クロム鋳鉄を得るため、銑鉄、ＳＳ棒鋼、フェロクロ
ム、フェロマンガン及びフェロシリコンを所要量ずつ高
周波誘導炉を用いて溶解し、溶け落ち後溶湯を約１３９
７℃（１６７０Ｋ）の温度に昇温して取鍋内にて１２９
７℃（１５７０Ｋ）になった時点で、ＪＩＳ Ｇ ０３
０７供試材（ａ）に規定されている鋳込み重量約２０ｋ
ｇを各テストピース用鋳型に鋳込んだ。冷却後、押湯を
切除した各供試材を大気雰囲気の加熱炉中において１０
５０℃（１３２３Ｋ）の温度で２時間保持して均一加熱
処理した。熱処理後の冷却方法は衝風冷却であり、半冷
温度と半冷時間から求めた平均冷却速度は、約１００℃
／ｍｉｎであった。次いで、熱処理後の各供試材を未処
理、加熱炉中において２００〜７００℃（４７３〜９７
３Ｋ）の範囲で１００℃の温度間隔で１０時間保持した
後、炉外で自然放冷する焼戻しを行って実施例１，２
（焼戻し温度４００℃，５００℃）、比較例１（未処
理）、比較例２〜５（焼戻し温度２００℃，３００℃，
６００℃，７００℃）の供試材を得た。各供試材の化学
成分と熱処理条件を表１に示す。
て具体的な実施例１，２及び比較例１〜５を参照して説
明する。 実施例１，２、比較例１〜５ 先ず、共晶成分に近い３ｗｔ％Ｃ−２５ｗｔ％Ｃｒ系の
高クロム鋳鉄を得るため、銑鉄、ＳＳ棒鋼、フェロクロ
ム、フェロマンガン及びフェロシリコンを所要量ずつ高
周波誘導炉を用いて溶解し、溶け落ち後溶湯を約１３９
７℃（１６７０Ｋ）の温度に昇温して取鍋内にて１２９
７℃（１５７０Ｋ）になった時点で、ＪＩＳ Ｇ ０３
０７供試材（ａ）に規定されている鋳込み重量約２０ｋ
ｇを各テストピース用鋳型に鋳込んだ。冷却後、押湯を
切除した各供試材を大気雰囲気の加熱炉中において１０
５０℃（１３２３Ｋ）の温度で２時間保持して均一加熱
処理した。熱処理後の冷却方法は衝風冷却であり、半冷
温度と半冷時間から求めた平均冷却速度は、約１００℃
／ｍｉｎであった。次いで、熱処理後の各供試材を未処
理、加熱炉中において２００〜７００℃（４７３〜９７
３Ｋ）の範囲で１００℃の温度間隔で１０時間保持した
後、炉外で自然放冷する焼戻しを行って実施例１，２
（焼戻し温度４００℃，５００℃）、比較例１（未処
理）、比較例２〜５（焼戻し温度２００℃，３００℃，
６００℃，７００℃）の供試材を得た。各供試材の化学
成分と熱処理条件を表１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】次に、各供試材から所定のテストピースを
切断採取し、マクロ硬さの測定、引張試験、衝撃試験、
衝撃摩耗試験及び残留応力の測定を行った。マクロ硬さ
の測定は、ロックウエル硬度計のＣスケールにて各テス
トピースの切断面を約２０点計測し、その平均値を求め
たところ、図１に示すようになった。図１から、均一加
熱処理後の硬さは、ＨＲＣ６５程度であるが、焼戻し温
度が、高くなるにつれて硬さがわずかに下がり、３９７
℃（６７０Ｋ）近辺でわずかに二次硬化した後、基地中
の残留オーステナイトの分解が顕著になるため急激に下
がり、６９７℃（９７０Ｋ）を超えるとＨＲＣ４０程度
になっていることがわかる。
切断採取し、マクロ硬さの測定、引張試験、衝撃試験、
衝撃摩耗試験及び残留応力の測定を行った。マクロ硬さ
の測定は、ロックウエル硬度計のＣスケールにて各テス
トピースの切断面を約２０点計測し、その平均値を求め
たところ、図１に示すようになった。図１から、均一加
熱処理後の硬さは、ＨＲＣ６５程度であるが、焼戻し温
度が、高くなるにつれて硬さがわずかに下がり、３９７
℃（６７０Ｋ）近辺でわずかに二次硬化した後、基地中
の残留オーステナイトの分解が顕著になるため急激に下
がり、６９７℃（９７０Ｋ）を超えるとＨＲＣ４０程度
になっていることがわかる。
【０００９】引張試験は、５ｍｍの径で平行部長さ２５
ｍｍの各テストピースを用い、０．５ｍｍ／ｍｉｎの定
速ひずみで行ない、破断時の引張強度を調べたところ、
図２に示すようになった。図２から、引張強度は、７０
０〜９００ＭＰａであるが、焼戻し温度との相関がない
ことがわかる。
ｍｍの各テストピースを用い、０．５ｍｍ／ｍｉｎの定
速ひずみで行ない、破断時の引張強度を調べたところ、
図２に示すようになった。図２から、引張強度は、７０
０〜９００ＭＰａであるが、焼戻し温度との相関がない
ことがわかる。
【００１０】衝撃試験は、１０×１０×５５ｍｍのノッ
チなし形状の各テストピースで、荷重５ｋｇのシャルピ
ー試験機を用い、破断時の吸収エネルギーを調べたとこ
ろ、図３に示すようになった。図３から、焼戻し温度
が、５００℃（７７３Ｋ）でわずかに吸収エネルギーが
下がり、６００℃（８７３Ｋ）で再び上昇しているが、
いずれの温度でもその値は低く２〜３Ｊで、焼戻し温度
と靱性に大きな相関がないことがわかる。
チなし形状の各テストピースで、荷重５ｋｇのシャルピ
ー試験機を用い、破断時の吸収エネルギーを調べたとこ
ろ、図３に示すようになった。図３から、焼戻し温度
が、５００℃（７７３Ｋ）でわずかに吸収エネルギーが
下がり、６００℃（８７３Ｋ）で再び上昇しているが、
いずれの温度でもその値は低く２〜３Ｊで、焼戻し温度
と靱性に大きな相関がないことがわかる。
【００１１】衝撃摩耗試験は、インペラーブレーカ型の
試験機を用い、約３００ｋｇの石を破砕し、破砕前後の
各テストピース（打撃板）の重量より摩耗減量を測定し
たところ、図４に示すようになった。図４から、焼戻し
温度が高くなるにつれて摩耗量が増加し、特に５００℃
（７７３Ｋ）を超えると急激に摩耗量が増えていること
がわかる。なお、試験に用いた石は、ＳｉＯ2 を約７８
ｗｔ％含有した硅石で、粒径が５〜２０ｍｍである。
又、打撃板の周速は２９ｍ／ｓ、打撃板と衝突板との間
隔は１５ｍｍである。
試験機を用い、約３００ｋｇの石を破砕し、破砕前後の
各テストピース（打撃板）の重量より摩耗減量を測定し
たところ、図４に示すようになった。図４から、焼戻し
温度が高くなるにつれて摩耗量が増加し、特に５００℃
（７７３Ｋ）を超えると急激に摩耗量が増えていること
がわかる。なお、試験に用いた石は、ＳｉＯ2 を約７８
ｗｔ％含有した硅石で、粒径が５〜２０ｍｍである。
又、打撃板の周速は２９ｍ／ｓ、打撃板と衝突板との間
隔は１５ｍｍである。
【００１２】残留応力の測定は、図５に示すように、直
径３０ｍｍの球状の鋳物(casting ball)の表面４ケ所に
ひずみゲージ(strain gauge)を貼り付け、熱がかからな
いように注意しながらワイヤーソーを用いて切断し、最
後に約１０×１０×２ｔｍｍの小片になった時のひずみ
量をデジタル静ひずみ計によって行ったところ、図６に
示すようになった。図６から、鋳込み直後に型ばらしし
て急冷したもの(Shake out immediately and rapid coo
ling in air)と、砂型中で徐冷後に型ばらししたもの(S
low cooling in the sand mold) のいずれも４２７〜４
７７℃（７００〜７５０Ｋ）の焼戻し温度で、残留応力
が最小値を示していることがわかる。なお、ひずみゲー
ジは、ゲージ長１ｍｍ、ゲージ抵抗１２０Ω、ゲージ率
２．０６（東京測器研究所 ＦＲＡ−１−１１−１
Ｌ）、接着剤は、シアノアクリレート系（同社のＣ
Ｎ）、コーティング剤は、アラルダイトラピッド（昭和
高分子）を用いた。
径３０ｍｍの球状の鋳物(casting ball)の表面４ケ所に
ひずみゲージ(strain gauge)を貼り付け、熱がかからな
いように注意しながらワイヤーソーを用いて切断し、最
後に約１０×１０×２ｔｍｍの小片になった時のひずみ
量をデジタル静ひずみ計によって行ったところ、図６に
示すようになった。図６から、鋳込み直後に型ばらしし
て急冷したもの(Shake out immediately and rapid coo
ling in air)と、砂型中で徐冷後に型ばらししたもの(S
low cooling in the sand mold) のいずれも４２７〜４
７７℃（７００〜７５０Ｋ）の焼戻し温度で、残留応力
が最小値を示していることがわかる。なお、ひずみゲー
ジは、ゲージ長１ｍｍ、ゲージ抵抗１２０Ω、ゲージ率
２．０６（東京測器研究所 ＦＲＡ−１−１１−１
Ｌ）、接着剤は、シアノアクリレート系（同社のＣ
Ｎ）、コーティング剤は、アラルダイトラピッド（昭和
高分子）を用いた。
【００１３】一方、マクロ硬さと衝撃摩耗量との関係を
調べるため、前述したインペラーブレーカ型の試験機を
用い、マクロ硬さの異なる各テストピースの衝撃摩耗量
を同様に測定したところ、従前のデータをも含めた図７
に示すようになった。図７において□は鋳放しのまま、
○は空気焼入れ処理、△は焼戻し処理のテストピースを
示し、又、実線はオーステナイトが０〜６０ｗｔ％、破
線はオーステナイトが７０〜９０ｗｔ％のテストピース
を示す。図７から、マクロ硬さと衝撃摩耗量には相関が
あり、マクロ硬さが高くなるにつれて衝撃摩耗量が低下
することがわかる。
調べるため、前述したインペラーブレーカ型の試験機を
用い、マクロ硬さの異なる各テストピースの衝撃摩耗量
を同様に測定したところ、従前のデータをも含めた図７
に示すようになった。図７において□は鋳放しのまま、
○は空気焼入れ処理、△は焼戻し処理のテストピースを
示し、又、実線はオーステナイトが０〜６０ｗｔ％、破
線はオーステナイトが７０〜９０ｗｔ％のテストピース
を示す。図７から、マクロ硬さと衝撃摩耗量には相関が
あり、マクロ硬さが高くなるにつれて衝撃摩耗量が低下
することがわかる。
【００１４】上述したことから次のことが言える。 １）マクロ硬さは、焼戻し温度を上げるにつれて低下
し、焼戻し温度が４２７℃（７００Ｋ）を超えると、急
激に下がる。しかし、引張強度及び靱性は大きな変化が
無く、焼戻し温度の影響をほとんど受けない。 ２）衝撃摩耗量と焼戻し温度には相関があり、焼戻し温
度を上げるにつれてわずかに増加し、焼戻し温度が４２
７℃（７００Ｋ）を超えると急激に増加する。 ３）残留応力は、焼戻し温度を上げるにつれて減少する
が、焼戻し温度が４２７〜４７７℃（７００〜７５０
Ｋ）で最小値をとり、それ以後増加する。これは、焼戻
し温度の上昇と共に応力緩和が進むのと、４２７℃（７
００Ｋ）以上で生じる残留オーステナイトの分解及び焼
戻し後の冷却中に生じる熱応力により、新たに発生する
応力が温度と共に増加するためと考えられる。 ４）加熱炉中で９５０〜１１００℃の温度で１〜２時間
保持して均一加熱処理してから衝風冷却した後に優れた
耐摩耗性を保ったまま残留応力を最小にするには、焼戻
し温度を約４２７℃（７００Ｋ）にするのが適当であ
る。
し、焼戻し温度が４２７℃（７００Ｋ）を超えると、急
激に下がる。しかし、引張強度及び靱性は大きな変化が
無く、焼戻し温度の影響をほとんど受けない。 ２）衝撃摩耗量と焼戻し温度には相関があり、焼戻し温
度を上げるにつれてわずかに増加し、焼戻し温度が４２
７℃（７００Ｋ）を超えると急激に増加する。 ３）残留応力は、焼戻し温度を上げるにつれて減少する
が、焼戻し温度が４２７〜４７７℃（７００〜７５０
Ｋ）で最小値をとり、それ以後増加する。これは、焼戻
し温度の上昇と共に応力緩和が進むのと、４２７℃（７
００Ｋ）以上で生じる残留オーステナイトの分解及び焼
戻し後の冷却中に生じる熱応力により、新たに発生する
応力が温度と共に増加するためと考えられる。 ４）加熱炉中で９５０〜１１００℃の温度で１〜２時間
保持して均一加熱処理してから衝風冷却した後に優れた
耐摩耗性を保ったまま残留応力を最小にするには、焼戻
し温度を約４２７℃（７００Ｋ）にするのが適当であ
る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐衝撃摩
耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法によれば、焼戻し温度
を従来の高温焼戻しと低温焼戻しのほぼ中間としたの
で、硬さを犠牲にすることなく、かつ長時間の熱処理を
必要とせずに、残留応力を最小にすることができる。
耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法によれば、焼戻し温度
を従来の高温焼戻しと低温焼戻しのほぼ中間としたの
で、硬さを犠牲にすることなく、かつ長時間の熱処理を
必要とせずに、残留応力を最小にすることができる。
【図１】各テストピースの焼戻し温度とマクロ硬さの関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図２】各テストピースの焼戻し温度と引張強さの関係
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】各テストピースの焼戻し温度と吸収エネルギー
の関係を示す説明図である。
の関係を示す説明図である。
【図４】各テストピースの焼戻し温度と衝撃摩耗量の関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図５】残留応力の測定方法を示す斜視図である。
【図６】各テストピースの焼戻し温度と残留応力の関係
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図７】各テストピースのマクロ硬さと衝撃摩耗量の関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年３月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造
方法
方法
【特許請求の範囲】
【請求項２】 前記耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物が１
ｗｔ％以下のＮｉ，Ｍｏ及びＶをそれぞれ含有すること
を特徴とする請求項１記載の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物の製造方法。
ｗｔ％以下のＮｉ，Ｍｏ及びＶをそれぞれ含有すること
を特徴とする請求項１記載の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、破砕機や粉砕機等
の耐摩耗部品である打撃板、衝突板、ライナ等の耐衝撃
摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法に関する。
の耐摩耗部品である打撃板、衝突板、ライナ等の耐衝撃
摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗ
ｔ％、Ｍｎ ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３５
ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さが
ＨＲＣ（ロックウエル硬さのＣスケール）５８以上のも
のが用いられている。従来、耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物は、重量１００ｋｇ以下の小物製品に限り鋳放しの
まま使用されることがあるが、この方法では、型ばらし
時の冷却が不均一になると組織的なばらつきを生じるた
め、鋳造後にオーステナイト化温度（９００〜１１００
℃）に１〜２時間保持する不安定化熱処理を行った後、
約５０〜１５０℃／ｍｉｎ（約９００〜５００℃の間）
の冷却速度で衝風冷却し、基地組織を硬いマルテンサイ
トを主体としたものとする空気焼入れ処理（TE.Norman,
K.Rohring：Autbereitungs-Technik(1970)6 356、 W.Fa
irhurst, K.Roring：Foundry Trade Journal 136(1974)
685 、 R.S.Jackson：British Foundrymen 67(1974)34
、 G.J.Cor：Foundry Trade Journal 158(1985)480参
照）したり、空気焼入れ処理後に２００〜３５０℃程度
の温度での低温焼戻し処理したり、又は６００℃以上の
温度での高温焼戻し処理したりして製造されている（先
行技術文献として、特開昭５６−４７５４５号公報、特
開昭６０−２１３２３号公報、特開昭６２−１８５８２
５号公報、特開昭５７−８９４５３号公報、特開昭５９
−１２９７２０号公報等がある。）。
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗ
ｔ％、Ｍｎ ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３５
ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さが
ＨＲＣ（ロックウエル硬さのＣスケール）５８以上のも
のが用いられている。従来、耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物は、重量１００ｋｇ以下の小物製品に限り鋳放しの
まま使用されることがあるが、この方法では、型ばらし
時の冷却が不均一になると組織的なばらつきを生じるた
め、鋳造後にオーステナイト化温度（９００〜１１００
℃）に１〜２時間保持する不安定化熱処理を行った後、
約５０〜１５０℃／ｍｉｎ（約９００〜５００℃の間）
の冷却速度で衝風冷却し、基地組織を硬いマルテンサイ
トを主体としたものとする空気焼入れ処理（TE.Norman,
K.Rohring：Autbereitungs-Technik(1970)6 356、 W.Fa
irhurst, K.Roring：Foundry Trade Journal 136(1974)
685 、 R.S.Jackson：British Foundrymen 67(1974)34
、 G.J.Cor：Foundry Trade Journal 158(1985)480参
照）したり、空気焼入れ処理後に２００〜３５０℃程度
の温度での低温焼戻し処理したり、又は６００℃以上の
温度での高温焼戻し処理したりして製造されている（先
行技術文献として、特開昭５６−４７５４５号公報、特
開昭６０−２１３２３号公報、特開昭６２−１８５８２
５号公報、特開昭５７−８９４５３号公報、特開昭５９
−１２９７２０号公報等がある。）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空気焼入れ処理による耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製
造方法では、オーステナイトを多く残留させた場合、鋳
物の形状や大きさによっては、製造時や使用時に鋳物が
変形したり割れる不具合がある。一方、上記空気焼入れ
処理後に焼戻しを行う場合には、残留応力が軽減され、
かつ、耐摩耗性が調整されて上述した不具合は解消され
るが、高温焼戻し処理を施す場合、硬さが低下し、耐用
寿命が短くなり、又、低温焼戻し処理を行う場合、耐用
寿命が長くなるものの、処理に長時間を要し、それでも
十分に残留応力を下げることができない不具合がある。
そこで、本発明は、硬さを犠牲にすることなく、かつ熱
処理に長時間を必要とすることなく残留応力を最小にし
得る耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法を提供する
ことを目的とする。
空気焼入れ処理による耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製
造方法では、オーステナイトを多く残留させた場合、鋳
物の形状や大きさによっては、製造時や使用時に鋳物が
変形したり割れる不具合がある。一方、上記空気焼入れ
処理後に焼戻しを行う場合には、残留応力が軽減され、
かつ、耐摩耗性が調整されて上述した不具合は解消され
るが、高温焼戻し処理を施す場合、硬さが低下し、耐用
寿命が短くなり、又、低温焼戻し処理を行う場合、耐用
寿命が長くなるものの、処理に長時間を要し、それでも
十分に残留応力を下げることができない不具合がある。
そこで、本発明は、硬さを犠牲にすることなく、かつ熱
処理に長時間を必要とすることなく残留応力を最小にし
得る耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ ０．５〜１．５
ｗｔ％、Ｍｎ ０．５〜２．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３
５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さ
がＨＲＣ５８以上の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製
造に際し、鋳造物を加熱炉中で９５０〜１１００℃の温
度で均一加熱し、常温まで約１００℃／ｍｉｎの冷却速
度で衝風冷却した後、４００〜４５０℃の温度で８〜１
２時間保持して焼戻すことを特徴とする。又、前記耐衝
撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物は、１ｗｔ％以下のＮｉ，Ｍ
ｏ及びＶをそれぞれ含有していることが好ましい。
め、本発明の耐衝撃摩耗高クロム鋳鉄鋳物の製造方法
は、Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ ０．５〜１．５
ｗｔ％、Ｍｎ ０．５〜２．５ｗｔ％、Ｃｒ ２０〜３
５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さ
がＨＲＣ５８以上の耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製
造に際し、鋳造物を加熱炉中で９５０〜１１００℃の温
度で均一加熱し、常温まで約１００℃／ｍｉｎの冷却速
度で衝風冷却した後、４００〜４５０℃の温度で８〜１
２時間保持して焼戻すことを特徴とする。又、前記耐衝
撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物は、１ｗｔ％以下のＮｉ，Ｍ
ｏ及びＶをそれぞれ含有していることが好ましい。
【０００５】加熱炉中での鋳造物の加熱温度が９５０℃
未満であると、空気焼入れ処理後の硬さが低くなり、１
１００℃を超えると、残留オーステナイトが多くなり、
やはり硬さが低下する。好ましい加熱温度は、９５０〜
１０５０℃である。冷却速度が約１００℃／ｍｉｎから
外れると、焼割れが生じたり、逆に焼入れ不良となる。
焼戻し温度が４００℃未満であると、残留応力が短時間
のうちに十分低減されず、鋳物の製造時や使用中に割れ
を生じることがある。一方、４５０℃を超えると、硬さ
が低下し耐用寿命も短くなる。焼戻しの加熱保持時間が
８時間未満であると、十分な焼戻し効果が得られず、１
２時間を超えると、硬さが低下してくるため、耐用寿命
が短くなる。耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物がＮｉ，Ｍ
ｏ及びＶを含有すると、焼入れ性や耐用寿命が改善され
る。しかし、それぞれの含有量が１ｗｔ％を超えると、
焼入れ性が必要以上に上がり、割れが生じることがある
と共に、材料のコストを上げる。好ましいそれぞれの含
有量は、０．５〜１．０ｗｔ％である。一方、耐衝撃摩
耗用高クロム鋳鉄鋳物のＣｒの含有量は、２０〜３５ｗ
ｔ％が好ましかった。
未満であると、空気焼入れ処理後の硬さが低くなり、１
１００℃を超えると、残留オーステナイトが多くなり、
やはり硬さが低下する。好ましい加熱温度は、９５０〜
１０５０℃である。冷却速度が約１００℃／ｍｉｎから
外れると、焼割れが生じたり、逆に焼入れ不良となる。
焼戻し温度が４００℃未満であると、残留応力が短時間
のうちに十分低減されず、鋳物の製造時や使用中に割れ
を生じることがある。一方、４５０℃を超えると、硬さ
が低下し耐用寿命も短くなる。焼戻しの加熱保持時間が
８時間未満であると、十分な焼戻し効果が得られず、１
２時間を超えると、硬さが低下してくるため、耐用寿命
が短くなる。耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物がＮｉ，Ｍ
ｏ及びＶを含有すると、焼入れ性や耐用寿命が改善され
る。しかし、それぞれの含有量が１ｗｔ％を超えると、
焼入れ性が必要以上に上がり、割れが生じることがある
と共に、材料のコストを上げる。好ましいそれぞれの含
有量は、０．５〜１．０ｗｔ％である。一方、耐衝撃摩
耗用高クロム鋳鉄鋳物のＣｒの含有量は、２０〜３５ｗ
ｔ％が好ましかった。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例１及び比較例１〜６を参照して説明す
る。 実施例１、比較例１〜６ 先ず、共晶成分に近い３ｗｔ％Ｃ−２５ｗｔ％Ｃｒ系の
高クロム鋳鉄を得るため、銑鉄、ＳＳ棒鋼、フェロクロ
ム、フェロマンガン及びフェロシリコンを所要量ずつ高
周波誘導炉を用いて溶解し、溶け落ち後溶湯を約１３９
７℃（１６７０Ｋ）の温度に昇温して取鍋内にて１２９
７℃（１５７０Ｋ）になった時点で、ＪＩＳ Ｇ ０３
０７供試材（ａ）に規定されている鋳込み重量約２０ｋ
ｇを各テストピース用鋳型に鋳込んだ。冷却後、押湯を
切除した各供試材を大気雰囲気の加熱炉中において１０
５０℃（１３２３Ｋ）の温度で２時間保持して均一加熱
処理した。熱処理後の冷却方法は衝風冷却であり、半冷
温度と半冷時間から求めた平均冷却速度は、約１００℃
／ｍｉｎであった。次いで、熱処理後の各供試材を未処
理、加熱炉中において２００〜７００℃（４７３〜９７
３Ｋ）の範囲で１００℃の温度間隔で１０時間保持した
後、炉外で自然放冷する焼戻しを行って実施例１（焼戻
し温度４００℃）、比較例１（未処理）、比較例２〜６
（焼戻し温度２００℃，３００℃，５００℃，６００
℃，７００℃）の供試材を得た。各供試材の化学成分と
熱処理条件を表１に示す。
て具体的な実施例１及び比較例１〜６を参照して説明す
る。 実施例１、比較例１〜６ 先ず、共晶成分に近い３ｗｔ％Ｃ−２５ｗｔ％Ｃｒ系の
高クロム鋳鉄を得るため、銑鉄、ＳＳ棒鋼、フェロクロ
ム、フェロマンガン及びフェロシリコンを所要量ずつ高
周波誘導炉を用いて溶解し、溶け落ち後溶湯を約１３９
７℃（１６７０Ｋ）の温度に昇温して取鍋内にて１２９
７℃（１５７０Ｋ）になった時点で、ＪＩＳ Ｇ ０３
０７供試材（ａ）に規定されている鋳込み重量約２０ｋ
ｇを各テストピース用鋳型に鋳込んだ。冷却後、押湯を
切除した各供試材を大気雰囲気の加熱炉中において１０
５０℃（１３２３Ｋ）の温度で２時間保持して均一加熱
処理した。熱処理後の冷却方法は衝風冷却であり、半冷
温度と半冷時間から求めた平均冷却速度は、約１００℃
／ｍｉｎであった。次いで、熱処理後の各供試材を未処
理、加熱炉中において２００〜７００℃（４７３〜９７
３Ｋ）の範囲で１００℃の温度間隔で１０時間保持した
後、炉外で自然放冷する焼戻しを行って実施例１（焼戻
し温度４００℃）、比較例１（未処理）、比較例２〜６
（焼戻し温度２００℃，３００℃，５００℃，６００
℃，７００℃）の供試材を得た。各供試材の化学成分と
熱処理条件を表１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】次に、各供試材から所定のテストピースを
切断採取し、マクロ硬さの測定、引張試験、衝撃試験、
衝撃摩耗試験及び残留応力の測定を行った。マクロ硬さ
の測定は、ロックウエル硬度計のＣスケールにて各テス
トピースの切断面を約２０点計測し、その平均値を求め
たところ、図１に示すようになった。図１から、均一加
熱処理後の硬さは、ＨＲＣ６５程度であるが、焼戻し温
度が、高くなるにつれて硬さがわずかに下がり、３９７
℃（６７０Ｋ）近辺でわずかに二次硬化した後、基地中
の残留オーステナイトの分解が顕著になるため急激に下
がり、６９７℃（９７０Ｋ）を超えるとＨＲＣ４０程度
になっていることがわかる。
切断採取し、マクロ硬さの測定、引張試験、衝撃試験、
衝撃摩耗試験及び残留応力の測定を行った。マクロ硬さ
の測定は、ロックウエル硬度計のＣスケールにて各テス
トピースの切断面を約２０点計測し、その平均値を求め
たところ、図１に示すようになった。図１から、均一加
熱処理後の硬さは、ＨＲＣ６５程度であるが、焼戻し温
度が、高くなるにつれて硬さがわずかに下がり、３９７
℃（６７０Ｋ）近辺でわずかに二次硬化した後、基地中
の残留オーステナイトの分解が顕著になるため急激に下
がり、６９７℃（９７０Ｋ）を超えるとＨＲＣ４０程度
になっていることがわかる。
【０００９】引張試験は、５ｍｍの径で平行部長さ２５
ｍｍの各テストピースを用い、０．５ｍｍ／ｍｉｎの定
速ひずみで行ない、破断時の引張強度を調べたところ、
図２に示すようになった。図２から、引張強度は、７０
０〜９００ＭＰａであるが、焼戻し温度との相関がない
ことがわかる。
ｍｍの各テストピースを用い、０．５ｍｍ／ｍｉｎの定
速ひずみで行ない、破断時の引張強度を調べたところ、
図２に示すようになった。図２から、引張強度は、７０
０〜９００ＭＰａであるが、焼戻し温度との相関がない
ことがわかる。
【００１０】衝撃試験は、１０×１０×５５ｍｍのノッ
チなし形状の各テストピースで、荷重５ｋｇのシャルピ
ー試験機を用い、破断時の吸収エネルギーを調べたとこ
ろ、図３に示すようになった。図３から、焼戻し温度
が、５００℃（７７３Ｋ）でわずかに吸収エネルギーが
下がり、６００℃（８７３Ｋ）で再び上昇しているが、
いずれの温度でもその値は低く２〜３Ｊで、焼戻し温度
と靭性に大きな相関がないことがわかる。
チなし形状の各テストピースで、荷重５ｋｇのシャルピ
ー試験機を用い、破断時の吸収エネルギーを調べたとこ
ろ、図３に示すようになった。図３から、焼戻し温度
が、５００℃（７７３Ｋ）でわずかに吸収エネルギーが
下がり、６００℃（８７３Ｋ）で再び上昇しているが、
いずれの温度でもその値は低く２〜３Ｊで、焼戻し温度
と靭性に大きな相関がないことがわかる。
【００１１】衝撃摩耗試験は、インペラーブレーカ型の
試験機を用い、約３００ｋｇの石を破砕し、破砕前後の
各テストピース（打撃板）の重量より摩耗減量を測定し
たところ、図４に示すようになった。図４から、焼戻し
温度が高くなるにつれて摩耗量が増加し、特に５００℃
（７７３Ｋ）を超えると急激に摩耗量が増えていること
がわかる。なお、試験に用いた石は、ＳｉＯ2 を約７８
ｗｔ％含有した硅石で、粒径が５〜２０ｍｍである。
又、打撃板の周速は２９ｍ／ｓ、打撃板と衝突板との間
隔は１５ｍｍである。
試験機を用い、約３００ｋｇの石を破砕し、破砕前後の
各テストピース（打撃板）の重量より摩耗減量を測定し
たところ、図４に示すようになった。図４から、焼戻し
温度が高くなるにつれて摩耗量が増加し、特に５００℃
（７７３Ｋ）を超えると急激に摩耗量が増えていること
がわかる。なお、試験に用いた石は、ＳｉＯ2 を約７８
ｗｔ％含有した硅石で、粒径が５〜２０ｍｍである。
又、打撃板の周速は２９ｍ／ｓ、打撃板と衝突板との間
隔は１５ｍｍである。
【００１２】残留応力の測定は、図５に示すように、直
径３０ｍｍの球状の鋳物(casting ball)の表面４ケ所に
ひずみゲージ(strain gauge)を貼り付け、熱がかからな
いように注意しながらワイヤーソーを用いて切断し、最
後に約１０×１０×２ｔｍｍの小片になった時のひずみ
量をデジタル静ひずみ計によって行ったところ、図６に
示すようになった。図６から、鋳込み直後に型ばらしし
て急冷したもの(Shake out immediately and rapid coo
ling in air)と、砂型中で徐冷後に型ばらししたもの(S
low cooling in the sand mold) のいずれも４２７〜４
７７℃（７００〜７５０Ｋ）の焼戻し温度で、残留応力
が最小値を示していることがわかる。なお、ひずみゲー
ジは、ゲージ長１ｍｍ、ゲージ抵抗１２０Ω、ゲージ率
２．０６（東京測器研究所 ＦＲＡ−１−１１−１
Ｌ）、接着剤は、シアノアクリレート系（同社のＣ
Ｎ）、コーティング剤は、アラルダイトラピッド（昭和
高分子）を用いた。
径３０ｍｍの球状の鋳物(casting ball)の表面４ケ所に
ひずみゲージ(strain gauge)を貼り付け、熱がかからな
いように注意しながらワイヤーソーを用いて切断し、最
後に約１０×１０×２ｔｍｍの小片になった時のひずみ
量をデジタル静ひずみ計によって行ったところ、図６に
示すようになった。図６から、鋳込み直後に型ばらしし
て急冷したもの(Shake out immediately and rapid coo
ling in air)と、砂型中で徐冷後に型ばらししたもの(S
low cooling in the sand mold) のいずれも４２７〜４
７７℃（７００〜７５０Ｋ）の焼戻し温度で、残留応力
が最小値を示していることがわかる。なお、ひずみゲー
ジは、ゲージ長１ｍｍ、ゲージ抵抗１２０Ω、ゲージ率
２．０６（東京測器研究所 ＦＲＡ−１−１１−１
Ｌ）、接着剤は、シアノアクリレート系（同社のＣ
Ｎ）、コーティング剤は、アラルダイトラピッド（昭和
高分子）を用いた。
【００１３】一方、マクロ硬さと衝撃摩耗量との関係を
調べるため、前述したインペラーブレーカ型の試験機を
用い、マクロ硬さの異なる各テストピースの衝撃摩耗量
を同様に測定したところ、従前のデータをも含めた図７
に示すようになった。図７において□は鋳放しのまま、
○は空気焼入れ処理、△は焼戻し処理のテストピースを
示し、又、実線はオーステナイトが０〜６０ｗｔ％、破
線はオーステナイトが７０〜９０ｗｔ％のテストピース
を示す。図７から、マクロ硬さと衝撃摩耗量には相関が
あり、マクロ硬さが高くなるにつれて衝撃摩耗量が低下
することがわかる。
調べるため、前述したインペラーブレーカ型の試験機を
用い、マクロ硬さの異なる各テストピースの衝撃摩耗量
を同様に測定したところ、従前のデータをも含めた図７
に示すようになった。図７において□は鋳放しのまま、
○は空気焼入れ処理、△は焼戻し処理のテストピースを
示し、又、実線はオーステナイトが０〜６０ｗｔ％、破
線はオーステナイトが７０〜９０ｗｔ％のテストピース
を示す。図７から、マクロ硬さと衝撃摩耗量には相関が
あり、マクロ硬さが高くなるにつれて衝撃摩耗量が低下
することがわかる。
【００１４】上述したことから次のことが言える。 １）マクロ硬さは、焼戻し温度を上げるにつれて低下
し、焼戻し温度が４２７℃（７００Ｋ）を超えると、急
激に下がる。しかし、引張強度及び靭性は大きな変化が
無く、焼戻し温度の影響をほとんど受けない。 ２）衝撃摩耗量と焼戻し温度には相関があり、焼戻し温
度を上げるにつれてわずかに増加し、焼戻し温度が４２
７℃（７００Ｋ）を超えると急激に増加する。 ３）残留応力は、焼戻し温度を上げるにつれて減少する
が、焼戻し温度が４２７〜４７７℃（７００〜７５０
Ｋ）で最小値をとり、それ以後増加する。これは、焼戻
し温度の上昇と共に応力緩和が進むのと、４２７℃（７
００Ｋ）以上で生じる残留オーステナイトの分解及び焼
戻し後の冷却中に生じる熱応力により、新たに発生する
応力が温度と共に増加するためと考えられる。 ４）加熱炉中で９５０〜１１００℃の温度で１〜２時間
保持して均一加熱処理してから衝風冷却した後に優れた
耐摩耗性を保ったまま残留応力を最小にするには、焼戻
し温度を約４２７℃（７００Ｋ）にするのが適当であ
る。
し、焼戻し温度が４２７℃（７００Ｋ）を超えると、急
激に下がる。しかし、引張強度及び靭性は大きな変化が
無く、焼戻し温度の影響をほとんど受けない。 ２）衝撃摩耗量と焼戻し温度には相関があり、焼戻し温
度を上げるにつれてわずかに増加し、焼戻し温度が４２
７℃（７００Ｋ）を超えると急激に増加する。 ３）残留応力は、焼戻し温度を上げるにつれて減少する
が、焼戻し温度が４２７〜４７７℃（７００〜７５０
Ｋ）で最小値をとり、それ以後増加する。これは、焼戻
し温度の上昇と共に応力緩和が進むのと、４２７℃（７
００Ｋ）以上で生じる残留オーステナイトの分解及び焼
戻し後の冷却中に生じる熱応力により、新たに発生する
応力が温度と共に増加するためと考えられる。 ４）加熱炉中で９５０〜１１００℃の温度で１〜２時間
保持して均一加熱処理してから衝風冷却した後に優れた
耐摩耗性を保ったまま残留応力を最小にするには、焼戻
し温度を約４２７℃（７００Ｋ）にするのが適当であ
る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐衝撃摩
耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法によれば、焼戻し温度
を従来の高温焼戻しと低温焼戻しのほぼ中間としたの
で、硬さを犠牲にすることなく、かつ長時間の熱処理を
必要とせずに、残留応力を最小にすることができる。
耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法によれば、焼戻し温度
を従来の高温焼戻しと低温焼戻しのほぼ中間としたの
で、硬さを犠牲にすることなく、かつ長時間の熱処理を
必要とせずに、残留応力を最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各テストピースの焼戻し温度とマクロ硬さの関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図２】各テストピースの焼戻し温度と引張強さの関係
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】各テストピースの焼戻し温度と吸収エネルギー
の関係を示す説明図である。
の関係を示す説明図である。
【図４】各テストピースの焼戻し温度と衝撃摩耗量の関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図５】残留応力の測定方法を示す斜視図である。
【図６】各テストピースの焼戻し温度と残留応力の関係
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図７】各テストピースのマクロ硬さと衝撃摩耗量の関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ ２．０〜３．５ｗｔ％、Ｓｉ ０．
５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ ０．５〜２．５ｗｔ％、Ｃｒ
２０〜３５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物から
なり、硬さがＨＲＣ５８以上の耐衝撃摩耗用高クロム鋳
鉄鋳物の製造に際し、鋳造物を加熱炉中で９５０〜１１
００℃の温度で均一加熱し、常温まで約１００℃／ｍｉ
ｎの冷却速度で衝風冷却した後、４００〜５５０℃の温
度で焼戻すことを特徴とする耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄
鋳物の製造方法。 - 【請求項２】 前記焼戻しの加熱保持時間を５〜１５時
間とすることを特徴とする請求項１記載の耐衝撃摩耗用
高クロム鋳鉄鋳物の製造方法。 - 【請求項３】 前記耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物が１
ｗｔ％以下のＮｉ，Ｍｏ及びＶをそれぞれ含有すること
を特徴とする請求項１又は２記載の耐衝撃摩耗用高クロ
ム鋳鉄鋳物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5621398A JPH11236615A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5621398A JPH11236615A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236615A true JPH11236615A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=13020837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5621398A Pending JPH11236615A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 耐衝撃摩耗用高クロム鋳鉄鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11236615A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101893033B (zh) | 2009-05-19 | 2012-08-22 | 天润曲轴股份有限公司 | 一种球铁合金曲轴 |
| CN105088055A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-11-25 | 南京梅山冶金发展有限公司 | 一种锤式破碎机用耐磨锤头及其生产方法 |
| CN110512152A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-29 | 徐州东坤耐磨材料有限公司 | 一种高铬耐磨钢球及其制备方法 |
| CN110527792A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-12-03 | 武汉科技大学 | 降低残余应力的回火方法 |
| CN114657451A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-06-24 | 西安热工研究院有限公司 | 一种过共晶高铬铸铁及其悬浮、变质复合处理方法 |
| CN115287420A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-04 | 谷城大成机械有限公司 | 一种金属铸件热处理风冷调质工艺 |
| JP2023160133A (ja) * | 2022-04-21 | 2023-11-02 | 古河機械金属株式会社 | 高クロム鋳鉄の軟化熱処理方法 |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP5621398A patent/JPH11236615A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101893033B (zh) | 2009-05-19 | 2012-08-22 | 天润曲轴股份有限公司 | 一种球铁合金曲轴 |
| CN105088055A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-11-25 | 南京梅山冶金发展有限公司 | 一种锤式破碎机用耐磨锤头及其生产方法 |
| CN110512152A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-29 | 徐州东坤耐磨材料有限公司 | 一种高铬耐磨钢球及其制备方法 |
| CN110527792A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-12-03 | 武汉科技大学 | 降低残余应力的回火方法 |
| CN114657451A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-06-24 | 西安热工研究院有限公司 | 一种过共晶高铬铸铁及其悬浮、变质复合处理方法 |
| JP2023160133A (ja) * | 2022-04-21 | 2023-11-02 | 古河機械金属株式会社 | 高クロム鋳鉄の軟化熱処理方法 |
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