JPS5993852A - 耐腐蝕性合金鋳鉄 - Google Patents

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】 本究明は王としてアルミニウム合金等軽合金の低圧鋳造
用器材に用いて曖れた耐久、耐食性金示すＷｒ規な腹合
合金シテ鉄に関するものである。

アルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシア合金、錫合金
等の非鉄、軽金属合金の低圧鋳造用器材、例えばストー
ク、るつぼ、熱電対保護管、自動給湯用ラドルなど、に
は従来からＦＣ２０〜２５の鋳鉄が使用されている。し
かしながら、ＥＣ鋳鉄はアルシミニウム屡渇などに対す
る溶損が比較的大で、長期の使用に耐えないうえに、鉄
成分や伏素成分の混入によってアルミニウム鋳造品等の
品質低下をももたらす。そこで、ＥＣ鋳鉄に代る種々の
材料が開発されてはいるが未だ十分なものがないのが現
状でるる。

本発明者らは、ＥＣ鋳鉄に代る新規な素材を求める一連
の研究のなかで、鋳鉄溶湯中にチタン酸アルカリ金属塩
を混入させ、かつこれにアルシミニウ入浴湯企加えて複
合合金化し１ｃ鋳鉄が、極めて良好なイ珂料になること
全見出し、先に特願昭５７−３１４５６号において提案
した。本発明は、この複合合金鋳鉄について更に検討を
加えた結呆得られたもので、チタン酸アルカリ金ｊ／Ａ
　’Ｍに加えて更に鋳鉄の黒鉛、安定化元系含有化合物
全共存させると、一段と耐久性能の向上がみられ、ここ
に完成をみたものである。すなわち、新銑、数錠、鋼材
からなる鉄原料、石灰石、コークス、シリカ、チタン酸
アルカリ金属塩及び黒鉛安定化元素含有化合物よりなる
原料をキュポラ中で溶解反応させて得られる鋳鉄浴場に
アルミニウム金加えて複合合金化した鋳鉄である。

複合合金鋳鉄中のアルミニウム成分は、０．１〜１０重
景％（以下単に％で表示するう、好ましくは１〜８％の
範囲が良好でるる。アルミニウムは強い黒鉛化促進元素
で、鋳鉄の黒鉛化全助長する。

チタニウム成分は、チタン酸アルカリから導かれるもの
でろゐが、０．１〜１０％、好ましくは、０．１〜３％
でめる。チタン合金鋳鉄の具体例はろまりきかないが、
本発明の場合、次のような理由で極めて１憂秀な効果を
もたらす。すなわち、金属チタンは比重４゜５４、融点
１６６８℃、沸点３５３７℃でｌｌ１ｌｌｔ熱性が高く
、かつ軽量で強靭な金属でるり、アルミニウム合金等軽
合金溶湯に対する耐熱耐食性良好なものになる。特にチ
タンｊ抜アルカリの形でチタン金属を添加した場合に、
マトリックス中への均一分散が達成できるので好ましい
。

カルシウム成分は後述するアルカリ金属成分と共に複合
合金鋳鉄の耐腐食性を大幅に向」ニさせるために有効で
める。カルシウム成分は石灰石や石灰から導かれる成分
でるるか、その含有量として確認された範囲Ｕ　０．０
００１〜０．１％でるり、これ以上多量に含有させた場
合は、得られた腹合合金鋳鉄が脆くなり、実用的でない
ようでるる。

アルカリ金属成分は、後述する製造法の説明中にも述べ
たように、主にリチウム、カリウム、ナトリウムであジ
、これらはチタン酸アルカリ金属塩から導かれる成分で
ろる。本発明においては、チタン酸カリウムウィスカー
（チタン酸カリウムの像側な単結晶繊維でｂるりの形で
鋳鉄原料と共にキュポラ中へ投入した場合、複合合金鋳
鉄中への分散固溶性の点で特に有効でめった。このアル
カリ金属成分の含有量は０．００１〜１％が確認されて
いる。

カーボン成分は、使用する’Ａ丁銑、数錠、鋼材等の鉄
原料中からと、コークスから混入するが、その量は１．
５〜３．０％で、通常の鋳鉄中台有量と大差ない。

シリカ成分は、４〜８％でろ９通常の鋳鉄中台有量より
はかなり多い。

本発明に特有の他の成分は、黒鉛安定化元素含有化合物
でめ９、これの添加により、上記成分の複合合金鋳鉄（
前述した特願昭５７−３１４５６ｆ）の特性が更に向上
したのである。黒鉛安定化元素として、マンガン、クロ
ム、ニッケル、モリブデン等が有効でるることは公知で
あり、また、通常のＦＣ鋳鉄中にも若干含まれているこ
ともよく知られている。しかしながら、上記チタン酸ア
ルカリ金属含有の複合合金鋳鉄に対して、これら金属元
素を積極的に含有させることにより、アルミニウム合金
等軽合金溶湯に苅する耐熱耐食性が更に向」ニすること
は、本発明によってはじめて得られた知見で必る。

ここで用いる黒鉛安定化元素含有化合物は、フェロマン
ガン、フェロクロム、フェロニッケル、フェロモリブデ
ンなどでアリ、これらの−槙又は二種以上の混合物で、
上記谷原判と共にキュポラ中で溶解、反応式せて鋳鉄溶
湯とする。最終製品の複合合金鋳鉄中の黒鉛安定化元素
含有量は０．０２〜８％の範囲でるり、性能と経済効果
音考慮して好ましい範囲は０．２〜３％でろって、含有
量の多い方が、耐熱性、耐食性共に向上することが判明
している。

本発明の複合合金鋳鉄は、次のようにして製造すること
ができる。すなわち、新銑、数錠、鋼材等−の鉄原料、
石灰石、コークス、シリカと共に石灰、チタン酸アルカ
リ金属塩、黒鉛安定化元素含有化合物全キュポラに投入
して溶解、反応させて鋳鉄浴湯とする。溶解温度は１５
００〜１６００℃、そして出湯温度は１４５０〜１５０
０℃でるる。溶解装置から出た溶湯中にアルミニウム溶
湯を添加混合する。得られた＃湯のνＩ込湿温度１４０
０〜１５００℃が好ましい。また、インゴット再溶解の
場合の鋳込温度はこれより約５０℃低い１３５０〜１４
５０“Ｃで良い。

本発明の複合合金鋳鉄の組織は未だ十分解明されていな
いが、Ｘ線マイクロアナライザーの分析写真で、Ａ１、
Ｔ１、Ｃａ、　Ｋ、　Ｍｎ、　Ｃｒ、　ＮＩＬ、Ｍｏ、
Ｏ。

８１等の各元素が組織中に完全に分散して良好なマトリ
ックス全形成し分散固溶していることが判明している。

また、これら元素の分析は元素イオン微量分析（ＩＭＡ
）及び電子スペクトル分析（Ｅ８ＣＡ）によった。

以上の成分組成を有する複合合金鋳鉄は、こ２Ｌ金用い
てアルシミニウム低圧鋳り用ヌトークにしてその耐久度
試験金行なった結果、通算５７日間操業において全く侵
食されず、鋳造時の原形全保持するという、従来にない
長期耐用全達成したのである。これは、通常のＦＣ鋳鉄
では６日間、黒鉛安定化元素？含有しない複合合金鋳鉄
の１４日間に比べて前者の約１０倍、後者の４倍以上の
耐食耐久性を示したことになり、軽合金鋳造用器材に用
いる原料Ｍ鉄として極めて優れていることが明らかとな
ったのでめる。

以下、実施例によυ本発明の栴成及び効果を更に具体的
に説明する。

実施例 キュポラ投入時点における配合量は、Ａ成分としてＦ（
３数錠３０部、ＦＣ新銑２０部、鋼材５０部、コークス
１３部、石灰３０部、シリカ１０部とそれに加えてＢ成
分としてフェロマンガン２部、フェロクロム２部でめｐ
ｌこれらにＣ成分としてチタン酸カリウムウイヌカー（
商品名テイスモＤ。

大塚化学楽品株式会社製〕５部、石灰１０部、ベントナ
イト３部とそして黒鉛粉０．１部と合本で混線後４９　
ｍｌＮ角、中央の厚み約３０囮のたどん状の塊に固めて
成形、乾燥したものを加えた。

キュポラでの溶解条件は通常のＦＣ鋳鉄の条件と大差は
ないが、測定した溶解温度は約１５５０℃出湯温度は１
４８０℃でめった。

残るＤ成分のアルミニウムの添加は、純アルミニウム全
キュポラ前炉（て５％浴場中に添加した。

得られた複合合金鋳鉄の化学組成は、Ａｉ２．５２％、
’ｒｉＱ、１４％、ｃａｏ、ｏ４％、［０，００１％、
Ｍｎ１．０１％、Ｏｒｏ、６７％全含有し、更に、Ｃ２
，７１％、Ｓ１３．８７％を含むものでめった。また、
物理的性質は第１表提示のとおりでめった。

このようにして得られた複合合金鋳鉄を用いてアルシミ
ニウム低圧鋳造用メり−ク全試作した。

以上の方法にしたがって、第１表に示す各成分からなる
複合合鋳鉄全製造してストークを試作し、実際のアルミ
ニウム低圧鋳造装置にセットして耐熱、耐久、耐腐食性
を調べた。その結果全第１表に示す。

第１表の結果から明らかなように、笑み亀例１〜３に示
す本発明の複合合金鋳鉄は、物理的性質に優れ、しかも
軽合金溶湯（特にアルミニウムラに対する耐熱耐食性が
格段に優れたものでるることが判明したのである。

更に好ましいことは、アルミニウム低圧鋳造品中の鉄含
有蔗が極端に低下し、しかも鋳逅不艮率が格段に低下し
たことで、従来のＦＣ−２６スｌ−−り使用の場合、平
均３．７８％（ｎ＝１２、σ−ｏ、９７］であったのに
対し、実施例１のものは、平均１．１０％（７２＝　１
２、σ＝０．３３）までになるというをれた効果も得ら
れたのである。

以　　上 代表出願人　株式会社　共和鋳造所 代理人　弁理士　森　廣三部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　新銑、数錠、鋼材からなる鉄原料、石灰石、コーク
   ス、シリカ、チタン酸アルカリ金属塩及び黒鉛安定化元
   素含有化合物よりなる原料全溶解、反応きせて得られる
   鋳鉄溶湯に７ルミニウムを加えて複合合金化してなる複
   合合金鋳鉄。 ２　チタン酸アルカリ金属塩はチタン酸カリウムでめる
   特許請求の範囲第１項記載の複合合金鋳鉄。 ３　黒鉛安に化元素含有化合物はフエロマンカ゛ン、フ
   ェロクロム、フェロニッケル、フェロモリブデンの一繍
   又は二種以上の混合物でめる特許請求の範囲第１項記載
   の複合合金鋳鉄。