JPS59215459A - 耐スカツフ、耐摩耗性コンパクテド・バ−ミキユラ黒鉛鋳鉄 - Google Patents
耐スカツフ、耐摩耗性コンパクテド・バ−ミキユラ黒鉛鋳鉄Info
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- JPS59215459A JPS59215459A JP8414083A JP8414083A JPS59215459A JP S59215459 A JPS59215459 A JP S59215459A JP 8414083 A JP8414083 A JP 8414083A JP 8414083 A JP8414083 A JP 8414083A JP S59215459 A JPS59215459 A JP S59215459A
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐スカツフ性、耐摩耗性の改善さIcたコンパ
クテド・バーミキュラ黒鉛鋳鉄に関する。
クテド・バーミキュラ黒鉛鋳鉄に関する。
ねずみ鋳鉄は潤滑剤として作用する黒鉛をその基地中に
内在しているので耐摩耗性に優れ、ピストンリングやシ
リンダライナのような摺動部品の材料として従来から多
用されているが、黒鉛が片状に晶出した組織となってい
るために靭性に劣るという欠点を有している。他方、球
状黒鉛鋳鉄は黒鉛が球状に晶出したMi織となっている
ために黒鉛による内部切欠き効果が極めて小さく、鋳鉄
の内では最も靭性に優れているが、摺動部品の材料とし
て使用すると耐スカツフ性に劣るという欠点を有してい
る。
内在しているので耐摩耗性に優れ、ピストンリングやシ
リンダライナのような摺動部品の材料として従来から多
用されているが、黒鉛が片状に晶出した組織となってい
るために靭性に劣るという欠点を有している。他方、球
状黒鉛鋳鉄は黒鉛が球状に晶出したMi織となっている
ために黒鉛による内部切欠き効果が極めて小さく、鋳鉄
の内では最も靭性に優れているが、摺動部品の材料とし
て使用すると耐スカツフ性に劣るという欠点を有してい
る。
最近、黒鉛形状が片状と球状との中間に位するコンパク
テド・バーミキュラ黒鉛(Compact;cdVer
micular G raphj、te)となってい
るコンパクテド・バーミキュラ黒鉛鋳鉄(以下、Cv黒
鉛鋳鉄という)が、靭性は球状黒鉛鋳鉄に劣るがねずみ
鋳鉄より可成り優れていることから注目されるようにな
ってきている。
テド・バーミキュラ黒鉛(Compact;cdVer
micular G raphj、te)となってい
るコンパクテド・バーミキュラ黒鉛鋳鉄(以下、Cv黒
鉛鋳鉄という)が、靭性は球状黒鉛鋳鉄に劣るがねずみ
鋳鉄より可成り優れていることから注目されるようにな
ってきている。
本発明は上記の事情に鑑み、靭性に優れると共に耐スカ
ツフ性、耐摩耗性がねずみ鋳鉄よりも更に改善されたC
V黒鉛鋳鉄を提供することを目的としてなされたもので
あって1重量比で3.2〜4.0%C11,0〜1.8
%Si、0.5%以下M口、0.1%%以下、0.01
5%%以下、0.1〜0.9%Cr、 0.1−0.3
%V、 1 、5−2 、5%Ni、0.5〜1.5%
Cu、残部が実質的にFeからなり、パーライト基地中
にコンパクテド・バーミキュラ黒鉛と、 Cr、 ■を
含む面積比で3〜15%の複炭化物が均一に分布した組
織を有するCV黒釦@鉄に関する。
ツフ性、耐摩耗性がねずみ鋳鉄よりも更に改善されたC
V黒鉛鋳鉄を提供することを目的としてなされたもので
あって1重量比で3.2〜4.0%C11,0〜1.8
%Si、0.5%以下M口、0.1%%以下、0.01
5%%以下、0.1〜0.9%Cr、 0.1−0.3
%V、 1 、5−2 、5%Ni、0.5〜1.5%
Cu、残部が実質的にFeからなり、パーライト基地中
にコンパクテド・バーミキュラ黒鉛と、 Cr、 ■を
含む面積比で3〜15%の複炭化物が均一に分布した組
織を有するCV黒釦@鉄に関する。
本発明CV黒鉛鋳鉄は基地組織を遊離フェライトを含ま
ぬバーライ1−組織とし、基地中にCr、■を含む複炭
化物を面積比で3〜15%均一に晶出、分布させて耐ス
カツフ性、耐摩耗性を改善したものである。上記複炭化
物の量が面積比で3%未満では耐スカツフ性、耐摩耗性
改善の効果が不充分であり、これが面積比で15%を越
えると脆くなって靭性を害するようになる。
ぬバーライ1−組織とし、基地中にCr、■を含む複炭
化物を面積比で3〜15%均一に晶出、分布させて耐ス
カツフ性、耐摩耗性を改善したものである。上記複炭化
物の量が面積比で3%未満では耐スカツフ性、耐摩耗性
改善の効果が不充分であり、これが面積比で15%を越
えると脆くなって靭性を害するようになる。
このような組織とするために本発明CV黒鉛鋳鉄の化学
組成は以下のようにする。
組成は以下のようにする。
Cは重量比で3.2 %未満ではチルが発生し易く、重
量比で4,0 %を越えると黒鉛の晶出量が多くなり過
ぎて靭性を害するようになると共に、複炭化物の晶出量
が不足して耐摩耗性が低下するようになるので、3.2
〜4.0重量%の範囲とする。
量比で4,0 %を越えると黒鉛の晶出量が多くなり過
ぎて靭性を害するようになると共に、複炭化物の晶出量
が不足して耐摩耗性が低下するようになるので、3.2
〜4.0重量%の範囲とする。
以下、単に%で表わす場合は重量%を表わすこととする
。
。
Slは1.0%未満ではチルし易く、1.8%を越える
と複炭化物の晶出量が少なくなり、かつ、基地中に遊離
フェライトが生成して耐摩耗性が害されるようになると
共に、黒鉛が片状になる傾向になって靭性を害するよう
になるので、1.0〜1.8 %の範囲とする。
と複炭化物の晶出量が少なくなり、かつ、基地中に遊離
フェライトが生成して耐摩耗性が害されるようになると
共に、黒鉛が片状になる傾向になって靭性を害するよう
になるので、1.0〜1.8 %の範囲とする。
Mnは一般の鉄鋼材料中に不可避的に存在する元素であ
って、基地のパーライトを安定化して遊離フエライlへ
の生成を抑える作用があるが、靭性を害する作用を有し
ているので、本発明にあっては少ない程望ましく、0.
5 %以下とする。
って、基地のパーライトを安定化して遊離フエライlへ
の生成を抑える作用があるが、靭性を害する作用を有し
ているので、本発明にあっては少ない程望ましく、0.
5 %以下とする。
Pは一般に鋳鉄にあっては組織中にステダイ1〜を晶出
して耐摩耗性を改善する作用を有するのであるが、靭性
を害するので、本発明にあっては少ない程望ましく、0
.1 %以下とする。
して耐摩耗性を改善する作用を有するのであるが、靭性
を害するので、本発明にあっては少ない程望ましく、0
.1 %以下とする。
Sは黒鉛形状を片状にする作用を有するので。
少ない程望ましく、本発明にあっては0.015%以下
とする。
とする。
Cr及びVは複炭化物を形成して耐スカツフ性、耐摩耗
性を改善するが、いず九も0.1 %未満ではこの効
果が不充分であり、Crは0.9 %を越えると、■
は0.3 %を越えると複炭化物の晶出量が多くなり
過ぎて脆くなり、靭性を害するようになるので、Crは
0.1−0.9%、■は0.1〜0.3 %の範囲とす
る。
性を改善するが、いず九も0.1 %未満ではこの効
果が不充分であり、Crは0.9 %を越えると、■
は0.3 %を越えると複炭化物の晶出量が多くなり
過ぎて脆くなり、靭性を害するようになるので、Crは
0.1−0.9%、■は0.1〜0.3 %の範囲とす
る。
Ni及びCuはいずれも遊離フェライトの生成を抑えて
基地組織をバーライ1〜にすると共に、靭性を改善する
が、Niは1.5%未満、Cu JよQ、5%未満では
上記効果が不充分であり、Niは2.5%を越えても、
Cuは1.5 %を越えても上記効果の増大が顕著では
ないので、Niは1.5〜2.5%、Cuは0.5〜1
.5%の範囲とする。
基地組織をバーライ1〜にすると共に、靭性を改善する
が、Niは1.5%未満、Cu JよQ、5%未満では
上記効果が不充分であり、Niは2.5%を越えても、
Cuは1.5 %を越えても上記効果の増大が顕著では
ないので、Niは1.5〜2.5%、Cuは0.5〜1
.5%の範囲とする。
以下、実施例について説明する。
球状黒鉛鋳鉄用銑、CV黒鉛鋳鉄戻り屑、黒鉛層、フェ
ロシリコン、フェロクロム、フェロバナジウム、電解ニ
ッケル、電気銅を配合し、高周波誘導炉で熔解、出湯し
、1510℃で60%Si、10%Ca、5%Ce、残
部Feの接種剤(大阪特殊合金製Cvアロイ)を0.6
%添加し、フェロシリコン0.6 %で後期接種してか
ら生砂型に鋳込んで、上部に押湯を付した高さ230m
、幅100匝、厚さ36mmの供試材とした。
ロシリコン、フェロクロム、フェロバナジウム、電解ニ
ッケル、電気銅を配合し、高周波誘導炉で熔解、出湯し
、1510℃で60%Si、10%Ca、5%Ce、残
部Feの接種剤(大阪特殊合金製Cvアロイ)を0.6
%添加し、フェロシリコン0.6 %で後期接種してか
ら生砂型に鋳込んで、上部に押湯を付した高さ230m
、幅100匝、厚さ36mmの供試材とした。
供試材の分析値は第1表に示す通りである。
同表には比較のためにキュポラで溶製、Ca−3j、0
.55%、フェロシリコン0.2%で接種し、生砂型に
鋳込んで得られたねずみ鋳鉄の分析値が併記しである。
.55%、フェロシリコン0.2%で接種し、生砂型に
鋳込んで得られたねずみ鋳鉄の分析値が併記しである。
第1図はかくして得られた本発明CV黒鉛鋳鉄の組織を
示す倍率100倍の顕微鏡写真(腐蝕せず)、第2図は
同じく倍率100倍の顕微鏡写真(ピクラル腐M)、第
3図は比較のねずみ鋳鉄の組織を示す倍率100倍の顕
微鏡写真(腐蝕せず)、第4図は同じく倍率400倍の
顕vIi鏡写真(ピクラル腐蝕)である。
示す倍率100倍の顕微鏡写真(腐蝕せず)、第2図は
同じく倍率100倍の顕微鏡写真(ピクラル腐M)、第
3図は比較のねずみ鋳鉄の組織を示す倍率100倍の顕
微鏡写真(腐蝕せず)、第4図は同じく倍率400倍の
顕vIi鏡写真(ピクラル腐蝕)である。
本発明CV黒鉛鋳鉄は第1図に黒鉛組織を示すように黒
鉛がコンパクテド・バーミキュラ黒鉛として晶出してお
り、第2図に示すように白色を呈する複炭化物がバーラ
イ1−基地中に均一に分布しているのがwt察される。
鉛がコンパクテド・バーミキュラ黒鉛として晶出してお
り、第2図に示すように白色を呈する複炭化物がバーラ
イ1−基地中に均一に分布しているのがwt察される。
複炭化物の量は線積分法によって測定した結果、8面積
%であった。
%であった。
比較のねずみ鋳鉄の組織は第3図及び第4図に示すよう
に、良く伸びた片状黒鉛(A型黒釦)を有するパーライ
ト基地の、ねずみ鋳鉄として良好な組織である。
に、良く伸びた片状黒鉛(A型黒釦)を有するパーライ
ト基地の、ねずみ鋳鉄として良好な組織である。
(1)機械試験
これらの供試材から引張試験片として8C試験片を、抗
折試験片としてC号試験片を、衝撃試験片としてシャル
ピー試験片(無溝)を採取し、弓1張試験、抗折試験、
衝撃試験及び硬さ試験を41つだ。硬さ試験片は引張試
験後に試験片の掴み部力λら採取した。なお、試験は夫
々3回ずつ行った。
折試験片としてC号試験片を、衝撃試験片としてシャル
ピー試験片(無溝)を採取し、弓1張試験、抗折試験、
衝撃試験及び硬さ試験を41つだ。硬さ試験片は引張試
験後に試験片の掴み部力λら採取した。なお、試験は夫
々3回ずつ行った。
試験結果は第2表に示す通りである。
比べて機械的強さが大きく、而も靭性に優れてb)るこ
とか解る。
とか解る。
(2)スカッフ試験
前記供試材から5 +nm X 5 mm X 10
mmの試験片を採取し、研磨仕上げを施してスカッフ試
験に供した。
mmの試験片を採取し、研磨仕上げを施してスカッフ試
験に供した。
試験装置は第5図及び第6図に概要を図解的に示すもの
であって、ステータホルダ1に取外し可能に取付けられ
た直径80IWl、厚さ10111TIの研磨仕上げを
施した円板2の中央には裏側から注油孔3を通じて潤滑
油が注油される。ステータ1には油圧装置(図示せず)
によって右方へ向けて所定圧力で押圧力Pが作用するよ
うにしである。円板2に相対向してロータ4があり、駆
動装置(図示せず)によって所定速度で回転するように
しである。ロータ4の円板2に対する端面に取付けられ
た試験片保持具4aには正方形端面を摺動面として試験
片5が同心円上に等間隔に4個取外し可能に、かつ、円
板2に対して摺動自在に取付けである。
であって、ステータホルダ1に取外し可能に取付けられ
た直径80IWl、厚さ10111TIの研磨仕上げを
施した円板2の中央には裏側から注油孔3を通じて潤滑
油が注油される。ステータ1には油圧装置(図示せず)
によって右方へ向けて所定圧力で押圧力Pが作用するよ
うにしである。円板2に相対向してロータ4があり、駆
動装置(図示せず)によって所定速度で回転するように
しである。ロータ4の円板2に対する端面に取付けられ
た試験片保持具4aには正方形端面を摺動面として試験
片5が同心円上に等間隔に4個取外し可能に、かつ、円
板2に対して摺動自在に取付けである。
このような装置に於いてステータ1に所定の押圧力Pを
かけ、所定の面圧で円板(相手材)2と試験片5とが接
触するようにしておいて、注油孔3から摺動面に所定給
油速度で給油しながらロータ4を回転させる。一定時間
毎にステータ1に作用する圧力を階段的に増加して行き
、ロータ4の回転によって試験片5と相手の円板2との
摩擦によってステータ1に生ずるトルク(摩擦力によっ
て生ずるトルク)Tをスピンドル6を介してロートセル
フに作用せしめ、その変化を動歪it8て読み、記録計
9に記録させる。トルクTが急激に上昇するときにスカ
ッフが生じたものとして、その時の接触面圧をもってス
カッフ発生面圧とし、この大小をもって耐スカツフ性の
良否を判断する。
かけ、所定の面圧で円板(相手材)2と試験片5とが接
触するようにしておいて、注油孔3から摺動面に所定給
油速度で給油しながらロータ4を回転させる。一定時間
毎にステータ1に作用する圧力を階段的に増加して行き
、ロータ4の回転によって試験片5と相手の円板2との
摩擦によってステータ1に生ずるトルク(摩擦力によっ
て生ずるトルク)Tをスピンドル6を介してロートセル
フに作用せしめ、その変化を動歪it8て読み、記録計
9に記録させる。トルクTが急激に上昇するときにスカ
ッフが生じたものとして、その時の接触面圧をもってス
カッフ発生面圧とし、この大小をもって耐スカツフ性の
良否を判断する。
試験条件は次に示す通りである。速度は8m/see、
潤滑油及び給油条件はモータオイル#30にて温度80
℃、400 m Q、接触圧力は40kH/cイで20
分間馴し運転後50kg/cmで3分間、その後3分間
経過毎に10kg/cイづつ上昇、相手材は舶用シリン
ダライナ用鋳鉄F C25である。
潤滑油及び給油条件はモータオイル#30にて温度80
℃、400 m Q、接触圧力は40kH/cイで20
分間馴し運転後50kg/cmで3分間、その後3分間
経過毎に10kg/cイづつ上昇、相手材は舶用シリン
ダライナ用鋳鉄F C25である。
スカッフ試験には比較材として前記ねずみ鋳鉄のほかに
バーライ1−基地の球状黒鉛鋳鉄FCD70についても
同様の試験を行った。
バーライ1−基地の球状黒鉛鋳鉄FCD70についても
同様の試験を行った。
試験結果は第3表に示す通りである。
第3表
同表から1本発明Cv黒鉛鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄に比べて
は勿論、ねずみ鋳鉄に比べても耐スカツフ性が改善され
ていることが解る。
は勿論、ねずみ鋳鉄に比べても耐スカツフ性が改善され
ていることが解る。
(3)摩耗試験
試験装置は前記スカッフ試験で使用したみのを使用して
摩擦速度3.5.8 m / sec + 接触面圧
1.00kg/cJ、潤滑油80℃のディーゼル耐久オ
イルを400mQ供給の条件で摺動させ、夫々の摩耗量
を測定した。
摩擦速度3.5.8 m / sec + 接触面圧
1.00kg/cJ、潤滑油80℃のディーゼル耐久オ
イルを400mQ供給の条件で摺動させ、夫々の摩耗量
を測定した。
試験結果は第7図に示す通りである。図中、3.5.8
の数字は摩擦速度(m/5ee)を表わす。試験片の摩
耗量は高さ寸法の減少で、相手材のそれは試験片が摺動
するリング状摺動域に生ずる溝の円板半径方向の断面積
で示しである。
の数字は摩擦速度(m/5ee)を表わす。試験片の摩
耗量は高さ寸法の減少で、相手材のそれは試験片が摺動
するリング状摺動域に生ずる溝の円板半径方向の断面積
で示しである。
同図から、本発明CVV鉛鋳鉄は従来のねずみ鋳鉄に比
べていずれの摩擦速度でも摩耗量が少なく、優れた耐摩
耗性を示している。
べていずれの摩擦速度でも摩耗量が少なく、優れた耐摩
耗性を示している。
以」二説明したように、本発明CV黒黒錆鋳鉄黒鉛がコ
ンパクテド・バーミキュラ黒鉛であるために機械的強さ
、靭性共に優れ、また、適量の複炭化物をその組織中に
含有しているので耐スカツフ性、耐摩耗性に優れており
、ピストンリンクやシリンダライナ等の摺動部品の材料
どして好適である。
ンパクテド・バーミキュラ黒鉛であるために機械的強さ
、靭性共に優れ、また、適量の複炭化物をその組織中に
含有しているので耐スカツフ性、耐摩耗性に優れており
、ピストンリンクやシリンダライナ等の摺動部品の材料
どして好適である。
第1図及び第2図は本発明Cv黒鉛鋳鉄の組織の一例を
示す顕微鏡写真、第3図及び第4図は比較のねずみ鋳鉄
の組織を示す顕微鏡写真である。 第5図及び第6図はスカッフ試検及び摩耗試験に使用し
た試験装置の概要を示し、第5図は部分縦断面図、第6
図は第5図に示すVl−Vl矢視側面図である。 1・・・・・・ステータ、2・・・・・・相手材円板、
4・・・・・・ロータ、5・・・・・・試験片、3・・
・・・注油孔第7図は摩耗試験の結果を示ずグラフであ
る。 第1図 第2図 ×100 第5図 第G図
示す顕微鏡写真、第3図及び第4図は比較のねずみ鋳鉄
の組織を示す顕微鏡写真である。 第5図及び第6図はスカッフ試検及び摩耗試験に使用し
た試験装置の概要を示し、第5図は部分縦断面図、第6
図は第5図に示すVl−Vl矢視側面図である。 1・・・・・・ステータ、2・・・・・・相手材円板、
4・・・・・・ロータ、5・・・・・・試験片、3・・
・・・注油孔第7図は摩耗試験の結果を示ずグラフであ
る。 第1図 第2図 ×100 第5図 第G図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量比で3.2〜4.0%C11,0〜1.8%Si、
0.5%以下M n、0.1%以下P。 0.015%以下S、 0.1〜0.9%Cr、0.1
〜0゜3%■、1.5〜2.5%Ni、0.5〜1.5
%Cu、残部が実質的にFeからなり、バーライ]へ基
地中にコンパクテド・バーミキュラ黒鉛とCr、■を含
む面積比で3〜15%の複炭化物が均一に分布した組織
を有するコンパクテド・バーミキュラ黒鉛鋳鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8414083A JPS59215459A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 耐スカツフ、耐摩耗性コンパクテド・バ−ミキユラ黒鉛鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8414083A JPS59215459A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 耐スカツフ、耐摩耗性コンパクテド・バ−ミキユラ黒鉛鋳鉄 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215459A true JPS59215459A (ja) | 1984-12-05 |
| JPS629179B2 JPS629179B2 (ja) | 1987-02-26 |
Family
ID=13822185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8414083A Granted JPS59215459A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 耐スカツフ、耐摩耗性コンパクテド・バ−ミキユラ黒鉛鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215459A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018527469A (ja) * | 2016-03-09 | 2018-09-20 | サムヨン マシーナリー カンパニー リミテッド | 耐摩耗性が向上した合金鋳鉄、およびこれを含むピストンリング |
-
1983
- 1983-05-16 JP JP8414083A patent/JPS59215459A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018527469A (ja) * | 2016-03-09 | 2018-09-20 | サムヨン マシーナリー カンパニー リミテッド | 耐摩耗性が向上した合金鋳鉄、およびこれを含むピストンリング |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS629179B2 (ja) | 1987-02-26 |
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