JPS6115910A

JPS6115910A - 高硫黄溶湯からの薄肉球状黒鉛鋳鉄製造方法

Info

Publication number: JPS6115910A
Application number: JP13454484A
Authority: JP
Inventors: Akira Horie; 皓堀江; Toshinori Kowata; 利憲小綿; Akio Senda; 千田　昭夫; Hidehiko Kage; 鹿毛　秀彦; Kisao Abe; 阿部　喜在男
Original assignee: KUSAKA REAMETARU KENKYUSHO KK
Current assignee: KUSAKA REAMETARU KENKYUSHO KK
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1986-01-24
Also published as: JPH0418002B2

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、薄肉球状黒鉛鋳鉄の製造方法に関するもので
ある。

球状黒鉛鋳鉄、特に薄肉厚の製品（１０℃／秒以上）は
、冷却速度が速く、鋳放しの状態で、加工性の優れた材
質をもたせるためには、基地組織がフェライト／パーラ
イトで、チルの存在しないものにする必要がある。

このための基本的対策として化学組成的にＣＥ値を高目
に、或は炭化物を安定化させる元素を排除したりして調
整することは勿論であるが、球状黒鉛鋳鉄中に存在する
球状黒鉛粒数とチル発生量との相関性について注目する
ことは重要なことである。

本発明にかかわる方法は、硫黄が０．０２５〜０゜１８
％含有する溶湯の処理により、鋳放しでチルの存在しな
い健全な薄肉球状黒鉛鋳鉄を得ることにある。

通常１球状黒鉛鋳鉄を製造する際、溶湯中に含有される
硫黄量は球状化阻害元素として、出来るだけ少量である
方が望ましく、０．０２％以下であることが奨められて
いるが、本発明では、この値よりも高い硫黄量を含有す
る溶湯処理について着目したものである０本発明で硫黄
含有量の下限を０．０２５％に限定したのは、低硫黄量
の場合に比べ硫黄量が増加するにしたがい、健全な鋳物
をつくるための希土類元素の添加許容量の巾が広くなり
現場的に作業が容易になるらである。一方上限を０．１
８％と定めたのは一般的な鋳物工場における溶湯の硫黄
含有量の上限が最大量０．１８％程度であり、何等かの
理由で特別に硫黄を加えないかぎり、これ以上の硫黄の
含有された溶湯はないと考えられるからである。

一般に高硫黄含有の溶湯は、球状化処理により発生した
主としてマグネシウム硫化物らのドロス等非金属介在物
により、或は球状化不良等により鋳鉄の健全さが失われ
る。

しかし、この発明では希土類金属又は希土類元素握力合
金又は添−加剤で溶湯処理することにより、この実験範
囲内では、これらとの硫化物は鋳鉄の健全性を何等そこ
なうことがない。

むしろ、実施例でも述べられている通り、本発明でのＲ
Ｅ無処理することにより、黒鉛粒数の増加の傾向は高硫
黄（本発明に記述する硫黄含有量）溶湯で顕著であるこ
とが明らかになった。

以下実施例をもって本発明の詳細な説明する。

実施例−１炭素＝３．８％、硅素：２．２％、マンガン二０゜４％
、　Ｐ　：　（１，０３％で硫黄量の０．０２５％、　
０．０５％及び０．１３％の３水準の′溶湯に対して、
夫々の硫黄量に対応した希土類元素（以下ＲＥと略称す
）を１５３０℃で８％マグネシウム−鉄−硅素合金を処
理する前に添加した後、同合金１．８％にて球状化処理
を行い、鉄−硅素（７５％）合金０．３％にて接種し、
１４００℃で第１図に示される階段状試験片ＧＯ，型に
鋳込み３ｍ／■肉厚部のものについてチルの有無につい
て調べ、　２００徊の倍率で２ｍｒｎ’の視野の直径Ｉ
ＩＬｍ以上の黒鉛粒数を画像解析処理装置により測定し
た。

チルの有無、　ＲＥ添加量及び黒鉛粒数との関係を調べ
た結果を第２図に示した。第２図中、■はＳ　：　０．
０２５％の溶湯、■はＳ　：　０．０５％の溶湯、■は
Ｓ　：　０．１３０％の溶湯に夫々ＲＥを添加しＦｅ−
３ｉ接種の場合を示す。

なお第２図には本発明を構成するＲＥ添加後、８％マグ
ネシウム−鉄−硅素−カルシウム合金で上記試験と同一
溶湯に処理後、鉄−硅素（７５％）合金で接種処理して
、　１４００℃で３ｍ／■肉厚のＧＯ，型（８１図参照
）に柱湯したもののＲＥ添加量と黒鉛粒数の関係を＠に
て併記したが、カルシウムを配合した合金（８％マグネ
シウム−鉄−硅素−１％カルシウム）を添加処理した場
合、同一添加量のマグネシウム−鉄−硅素合金処理のも
のにくらべ黒鉛粒数も多いことがわかった。

なお、第３図に硫黄量０．０５％の溶湯にＲＥ添加量を
、変えた処理をした試験片の顕微鏡組織（１００倍）を
示す、＄３図中、■はＲＨ＝０．０８％添加のもので黒
鉛粒数４８７個／　ｍ　ｒｎ”　、チル有、■はＲＥ：
０．１０％添加のもので黒鉛粒数７００個／ｍｍ′、チ
ル無、■はＲＥ　：　０．３０％添加のもので黒鉛粒数
６８８個／ｍｍ″、チル無、■はＲＥ：０．４０％添加
のもので黒鉛粒数５１０−個／　ｍ　ｍ″、チル有を示
す。ＲＥ添加量が適正であれば黒鉛粒数も多く、かつチ
ルの発生もない。

実施例−２炭素：３．８％、硅素＝２．２％、マンガン＝０゜４％
、　Ｐ　：　０．０３％で硫黄量の０．００４％、　０
．０８％の２水準の溶湯に対して、夫々の硫黄量に対応
した希土類元素を１５３０℃で８％マグネシウム−鉄−
硅素合金と同時に添加後、鉄−硅素（７５％）合金にて
接種し、　１４００℃で実施例−１に示したと同一の階
段状試験片ＧＯ，型（第１図参照）の３ｍ／ｓ肉厚のも
のから採取した試料について、チルの有無とＲＥ添加量
と黒鉛粒数との関係を調べ第４図にその関係を示した。

第４図中、■は硫黄量ｏ、ｏｏａ％、■は硫黄量０．０
８％の溶湯の場合を示す。

この方法でも、実施例−１に示した結果同様、含有硫黄
量に応じたＲＥ量の適正添加をした場合、チルは皆無で
かつ黒鉛粒数も多いことがわかった。

実施例−３炭素：　３．７５％、硅素：　２．３８％、硫黄：　０
．１４％の溶湯に０．８％のＲＥを球状化処理前、同時
処理及び処理後に添加し、鉄−硅素（７５％）合金を０
．３％接種した後、１４００℃で平均肉厚３ｍ／ｍのＣ
Ｏ，型（第１図参照）に鋳込み、併せて、この肉厚の冷
却速度にほぼ相当する１０＋＋＋／■φの丸棒から試験
片を作成し、機械的性質と顕微鏡組織について調べた結
果を第１表に第５図に示した。第５図■はＲＥ処理後球
状化処理した場合、第５図■はＲＥ処理と球状化処理を
同時にした場合、第５図■は球状化処理後ＲＥ処理した
場合を示す（３％ナイタール　Ｘ１００）。

球状化処理後ＲＥ添加をしたものは黒鉛粒数が低くチル
の発生もあり、また機械的性質も著しく低下しており効
果が得られていない。

従って本発明にかかわる球状化処理前或は球状化処理と
同時にＲＥを添加することによって良好な結果が得られ
るといえる。

なお、上記処理溶湯と同一のものについて、ＲＥ処理後
球状化処理及び同時処理したものは球状化処理後、鉄−
硅素（７５％）合金で接種処理を行わない３　＋＊／ｍ
肉厚のものについても組織観察の結果、チルの発生はな
く、黒鉛粒数は、各々６８０個／ｍｒｎ’と８７１個／
ｍｍ″で、接種したものとほぼ同様の組織を示していた
。

実施例−４炭素：　３．８０％、硅素：　２．３０％、硫黄量０．
１θ％のキュポラ溶湯について、ＲＥを０．７％添加処
理したものと処理しないものについて、それぞれ１．６
％の８％のマグネシウム−鉄−硅素合金或は８％のマグ
ネシウム−鉄−硅素−４％カルシウム合金にて球状化処
理し、３腸／ｍ肉厚のＣＯ。

型（第１図参照）へ鋳込み、それらの顕微鏡組織の観察
結果を第２表に示した。

これらの結果から、ＲＥ処理後、球状化処理又はＲＥと
球状化処理とを同時処理する本発明の効果が顕著である
ことがわかり、加えてマグネシウム−鉄−硅素合金にカ
ルシウムの入った合金は黒鉛粒数の増加と無チル化にす
ぐれていることがわかる。

これらの実施例に供された希土類元素はセリウム４０〜
５０％、ランタン２０〜３０％、その他の希土類元素バ
ランスからなる組成の金属、いわゆるミツシュメタルの
型で使用したが、希土類元素を含む合金鉄、添加剤等を
使用することにしても、最終硅素量を同一量に調整すれ
ば同一の結果を得ることを確認した。

実施例−５炭素＝３．８％、硅素＝２．２％、マンガン０．４０％
、　Ｐ　：　０．０３％で硫黄量０．０２５％の溶湯に
対し、実施例−１で示した実験条件でセリウム二８８．
２％、ランタン：　１１１．０３％、鉄：　ｏ、ｏｅ％
その他希土類元素からなる合金添加処理後、球状化処理
しさらに鉄−硅素（７５％）合金で接種を行った結果を
第６図に、又ランタン：　８９．８０％、セリウム：　
ｏ、ｏｅ％、鉄：　０．０２％、残部その他希土類元素
を含む合金で上記と同様の処理を行った結果を第７図に
示した。この実施例−５からみて、焉土類元素中のセリ
ウム、ランタン等の占める含有割合が変わることでその
効果が異なってくるかどうかをチェックしたわけである
が本発明の範囲内では略々同一の効果のあることが認め
られた。

第　　　１　　　表第　　　２　　　表

【図面の簡単な説明】

第１図は階段状試験片ＧＯ：Ｌ型を示す図で、（Ａ）は
平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図、第２図はＲ
Ｅ添加量と黒鉛粒数の変化を示すグラフ、第３図は硫黄
量０．０５％溶湯に対するＲＥ効果を示す写真、第４図
はＲＥ添加量と黒鉛粒数の変化を示すグラフ、第５図は
３履１膳肉厚試験片の顕微鏡組織の比較を示す写真、第
６図はＣｅ添加量と黒鉛粒数との関係を示すグラフ、第
７図はＬａ添加量と黒鉛粒数との関係を示すグラフであ
る。特許出願人　有限会社　日下レアメタル研究所オ諸国診恍切；Ａ″６冒〉、−７盟　　　０−′Ｄ木１Ｌｏ、Ｎｌ１１！、３手続補正書（方式）昭和６０年３月２２日特許庁長官　　志　賀　　学　殿１　惨表示昭和５９年特許願第１３４５４４号２　発明の名称高硫黄溶湯からの薄肉球状黒鉛鋳鉄製造方法３　補正を
する者事件との関係　　特許出願人住所（居所）　東京都港区芝大門２丁目３番１５号氏名
（名称）　　有限会社　　目下レアメタル研究所４　代
理人住所（居所）東京都新宿区西新宿７丁目３番ｌＯ号明細
書第１０頁の図面の簡単な説明の欄の第３図に係る説明
を次のように補正する。第３図は硫黄量０．０５％溶湯に対するＲＥ効果を示す
試験片の金属組織を示す写真。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）０．０２５〜０．１８％の硫黄を含有する溶湯に
ついて硫黄含有量に対し、２．０〜７．０倍量の希土類
金属又は希土類元素を含む合金或はその添加剤で処理し
、引続き黒鉛球状化に十分な量のマグネシウム又はマグ
ネシウムを含む合金或は、その添加剤で処理することを
特徴とする高硫黄溶湯からの薄肉球状黒鉛鋳鉄製造方法
。
（２）特許請求の範囲第１項記載の高硫黄溶湯からの薄
肉球状黒鉛鋳鉄製造方法に続いて、更に接種処理を施す
ことを特徴とする高硫黄溶湯からの薄肉球状黒鉛鋳鉄製
造方法。
（３）マグネシウム又はマグネシウムを含む合金或はそ
の添加剤での処理時にカルシウム或は、含カルシウム合
金又はその添加剤をカルシウムとして０．０１〜０．０
７％添加することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の高硫黄溶湯からの薄肉球状黒鉛鋳鉄製造
方法。
（４）０．０２５〜０．１８％の硫黄を含有する溶湯に
ついて硫黄含有量に対し、２．０〜７．０倍量の希土類
金属又は希土類元素を含む合金或はその添加剤とマグネ
シウム又はマグネシウムを含む合金或はその添加剤を同
時に添加することを特徴とする高硫黄溶湯からの薄肉球
状黒鉛鋳鉄製造方法。
（５）特許請求の範囲第４項記載の高硫黄溶湯からの薄
肉球状黒鉛鋳鉄製造方法に続いて、更に接種処理を施す
ことを特徴とする高硫黄溶湯からの薄肉球状黒鉛鋳鉄製
造方法。
（６）希土類金属又は希土類元素を含む合金鉄或はその
添加剤とを同時添加処理する際にカルシウム或は含カル
シウム合金又はその添加剤をカルシウムとして０．０１
〜０．０７％添加することを特徴とする特許請求の範囲
第４項又は第５項記載の高硫黄溶湯からの薄肉球状黒鉛
鋳鉄の製造方法。