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

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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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JP
Japan
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cast iron
vermicular graphite
wear
graphite cast
test
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Shuji Takeda
武田 修二
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Riken Corp
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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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

  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。
JP8414083A 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 Granted JPS59215459A (ja)

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JPS629179B2 JPS629179B2 (ja) 1987-02-26

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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JPS629179B2 (ja) 1987-02-26

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