CN1661125A - 铸铁材料、密封材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种铸铁材料，它是由C、Si、Mn、Ni、Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质所构成的铸铁材料，该材料的特征是，上述C、Si、Mn、Ni、Cr的含量相对于上述铸铁材料整体分别为C：2.9～3.8重量％、Si：1.0～2.5重量％、Mn：0～0.8重量％(但不包含0)、Ni：3.5～5.0重量％、Cr：2.6～5.5重量％。通过本发明可以提供硬度高、耐磨耗特性优异的铸铁材料以及由该铸铁材料构成的浮动密封等的密封材料。

Description

铸铁材料、密封材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及铸铁材料、浮动密封等密封材料及其制造方法，更详细说来，本发明涉及硬度高、耐磨耗特性及耐研磨性优异的铸铁材料、密封材料及其制造方法。

背景技术

浮动密封装置用作建筑机械、车辆等履带辊的密封时，必须以防止泥水和砂土等侵入到辊内部以及防止充填在辊内部的润滑油泄漏到外部为目的。浮动密封装置由一对固定侧浮动密封环以及旋转侧的浮动密封环所组成，设置成在轴的外周不接触轴的状态，即与轴成浮动接触状态。另外，上述固定侧和旋转侧的各浮动密封环分别作为对向面，具有可互相滑动接触的滑动面，通过该滑动面，在互相对向的状态下使用。

上述固定侧和旋转侧的各浮动密封环通过O形环分别组装在固定侧装置和旋转侧装置内，两个浮动密封环通过滑动面依靠O形环的弹性力形成为压接状态。因此，不论在旋转还是不旋转时，都可能对固定侧装置和旋转侧装置进行密封，可防止泥水和砂土等侵入辊内部，并防止润滑油泄漏到外部。

构成这种浮动密封环的材料，要求硬度高、耐磨耗特性和耐研磨性等优异等，以往都使用铸造法制得的铸铁等。作为这样的铸铁，例如有高铬铸铁、铬钼铸铁和镍铬铸铁等(例如，日本专利特开平6-109141号公报、特开平6-114538号公报)。

高铬铸铁和铬钼铸铁都是具有高硬度的材料，特别是与高铬铸铁几乎具有同样组织，而且Mo含量为2～4重量％的铬钼铸铁具有HRC在64左右的高强度。但是，为了提高高铬铸铁和铬钼铸铁的硬度，一般要进行淬火等热处理，而进行这种热处理，会给材质本身施加很大的内部负荷，所以存在物理强度变得非常脆的趋势。

作为镍铬铸铁，例如可以列举镍硬(Ni-hard)铸铁。镍硬铸铁的Ni含量在3.5～5.0重量％左右，是具有马氏体基底的铸铁，耐磨耗性优异。但是，镍硬铸铁也与上述高铬铸铁同样，为了提高韧性和耐磨耗性，要进行低温退火等热处理，所以一方面具有高硬度的优点，另一方面则又存在物理强度变得非常脆的趋势。

在日本专利特开2002-098236号公报中揭示了将通过粉末冶金法制造的烧结合金作为构成材料使用的浮动密封环。这种烧结合金制浮动密封环，与上述铸造法制造的铸铁制浮动密封环相比，由于其材料的组成自由度大，所以具有尺寸精度高的优点。此外，粉末冶金法制造的烧结合金的物理特性取决于材料组成，所以为了改变烧结合金的物理特性，就必须调整材料组成。但是，仅仅靠调整材料组成，对提高物理特性是有限度的，因此，在使用烧结合金作为构成浮动密封环的材料的情况下，耐磨耗性等特性还是不够好。

发明内容

本发明就是鉴于以上问题完成的，其目的是提供硬度高、耐磨耗特性和耐研磨性好的铸铁材料和由该铸铁材料构成的浮动密封等的密封材料及其制造方法。

本发明者发现，在用于浮动密封等的密封材料的铸铁材料中，通过把除Cr以外的元素的含量控制在与上述镍硬铸铁同等的程度，把Cr含量控制在铸铁整体的2.6～5.5％的程度，就可达到上述目的，从而完成本发明。

也就是说，本发明的铸铁材料是由C、Si、Mn、Ni、Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质所构成的铸铁材料，该铸铁材料的特征是，上述C、Si、Mn、Ni及Cr的含量相对于上述铸铁材料整体分别为：

C：2.9～3.8重量％、

Si：1.0～2.5重量％、

Mn：0～0.8重量％(但不包含0)、

Ni：3.5～5.0重量％、

Cr：2.6～5.5重量％。

在本发明的铸铁材料中，上述不可避免的杂质中的P和S的含量相对于上述铸铁材料整体较好为：

P：0.5重量％以下、

S：0.5重量％以下。

P与铁化合形成斯氏体(Fe₃P)，具有减少铸铁切削性、使铸铁脆化的倾向。S有提高铸***固点、使金属熔浴(熔液)的流动性变差、使铸造后的铸铁变脆的倾向。因此，铸铁中不可避免的杂质中的P和S的含量以少为佳。

在本发明的铸铁材料中，基底组织较好是选自珠光体、贝氏体、马氏体的组织或是它们的混合组织，而且具有由树枝状渗碳体和Cr的碳化物形成的微细化组织。

在本发明中，上述基底组织更好的是以马氏体为主体的混合组织，最好是以马氏体为主体的珠光体和马氏体的混合组织。

在本发明的铸铁材料中，上述铸铁材料的硬度HRC在62以上，较好是在65以上。

本发明的密封材料由上述记载的任何一种铸铁材料构成。对于密封材料，虽然没有特别的限定，可例举机械密封、浮动密封等，特别好的是履带辊(trackroller)用浮动密封。

本发明的浮动密封环是由上述密封材料构成的，因为其硬度高、耐磨耗特性和耐腐蚀性好，所以很适合用于建筑机械、车辆等的履带辊用密封。

本发明的密封材料的制造方法是具有将由C、Si、Mn、Ni、Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质所形成的金属熔浴浇注到铸模中、再进行冷却固化的工序的密封材料的制造方法，该方法的特征是，上述C、Si、Mn、Ni和Cr的含量相对于上述金属熔浴整体分别为：

C：2.9～3.8重量％、

Si：1.0～2.5重量％、

Mn：0～0.8重量％(但不包含0)、

Ni：3.5～5.0重量％、

Cr：2.6～5.5重量％，

在冷却固化的时候，上述密封材料的滑动面位置的冷却速度比其它部分更快。

在本发明的密封材料的制造方法中，由于把金属熔浴控制在本发明的组成范围内，使成为密封面的滑动面位置的冷却速度比其它部分快而进行强制性优先冷却，所以在滑动面可形成微细化组织，尤其可使滑动面硬度和耐磨耗性有所提高。另外，作为上述微细化组织，最好是树枝状渗碳体和以Cr为主的微细碳化物分散，而且基底组织是选自珠光体、贝氏体和马氏体的组织或是它们的混合组织。

在本发明的密封材料的制造方法中，上述不可避免的杂质中的P和S的含量相对于上述铸铁材料整体最好分别是：

P：0.5重量％以下、

S：0.5重量％以下。

在本发明的密封材料的制造方法中，在上述密封材料的滑动面位置的冷却速度(℃/分)为C_R1，滑动面位置以外的其它部分的冷却速度(℃/分)为C_R2时，最好满足1≤C_R1/C_R2≤2.5。

或者，在本发明的密封材料的制造方法中，使滑动面位置冷却固化时的冷却速度为300～700℃/分，更好为500～700℃/分。

按照本发明，通过把构成铸铁材料的成分组成控制在上述规定范围，即，通过把Cr以外的元素的含量控制在与镍硬铸铁同等程度，使Cr含量相对于铸铁整体的含量为2.6～5.5重量％，可以提供硬度高、耐磨耗特性和耐研磨性优异的铸铁材料。另外，作为构成密封材料的材料，通过使用本发明的铸铁材料，可提供具有上述特性的浮动密封等的密封材料。

还有，按照本发明的密封材料的制造方法，把金属熔浴控制在本发明的组成范围内，将成为密封材料密封面的滑动面用比其它部分更快的冷却速度进行强制优先冷却，可在该滑动面形成微细化组织，尤其可提供滑动面的硬度高、耐磨耗特性和耐研磨性优异的浮动密封等的密封材料。

附图说明

以下根据附图详细说明本发明的实施方式。

图1是本发明的实施方式之一的浮动密封装置的截面图。

图2A、图2B是表示本发明的实施例和比较例的试样耐磨耗试验后的滑动面的磨耗状态的表面粗糙度的图。

图3A、图3B是表示本发明的实施例和比较例的试样的耐磨耗试验后的密封带的内径侧移动量的图。

具体实施方式

浮动密封装置1

如图1所示，本发明的实施方式之一的浮动密封装置1具有一对固定侧浮动密封环2和旋转侧浮动密封环7，各浮动密封环在轴20的外周设置成与轴20不接触的状态，即设置成从轴20浮起的状态。

固定侧浮动密封环2通过O形环18与固定机架12组合，另一方面，旋转侧浮动密封环7通过O形环19与旋转机架15组合。

固定侧浮动密封环2具有内径比轴20的外径更大的环状构造，在外周面设定规定深度的槽3。该槽3的底面从旋转侧浮动密封环7离开，形成逐渐接近轴20的锥面4。

同样，旋转侧浮动密封环7具有内径比轴20的外径更大的环状构造，在外周面设定规定深度的槽8。在该槽8形成锥面9。

固定侧浮动密封环2和旋转侧浮动密封环7在各自的对向面中，在外周侧的部分分别具有滑动面5和滑动面10，两浮动密封环分别通过滑动面5和滑动面10互相对向。

另外，在固定侧浮动密封环2与旋转侧浮动密封环7的对向面中，在与滑动面5连续的内周侧的部分，形成随着接近轴20逐渐从旋转侧浮动密封环7离开的锥面6。

同样，在旋转侧浮动密封环7与固定侧浮动密封环2的对向面中，在与滑动面10连续的内周侧的部分形成锥面11。

固定机架12被固定在轴20的一端部，内周面包围着固定侧浮动密封环2的外周面。在固定机架12的内周面设置规定深度的槽13，该槽13形成与固定侧浮动密封环2的外周面的槽3的底面同一方向倾斜的锥面14。

旋转机架15通过轴承(未图示)旋转自如地设置在轴20的另一端部，内周面包围着旋转侧浮动密封环7的外周面。在旋转机架15的内周面设置规定深度的槽16，该槽16形成与旋转侧浮动密封环7的外周面的槽8的底面同一方向倾斜的锥面17。

另外，固定侧浮动密封环2和固定机架12以及旋转侧浮动密封环7和旋转机架15分别通过O形环18和O形环19组合一起，该O形环18和O形环19是由具有弹力的材料做成的。而且，依靠O形环18和O形环19的弹力，固定侧浮动密封环2和旋转侧浮动密封环7通过滑动面5和滑动面10压接在一起，两滑动面5和10之间，不论旋转机架15旋转不旋转都呈密封的结构。

固定侧和旋转侧浮动密封环2，7

固定侧浮动密封环2和旋转侧浮动密封环7用本发明的铸铁材料构成。

本发明的铸铁材料由C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、Ni(镍)、Cr(铬)以及余量的Fe(铁)及不可避免的杂质构成。

通过变化C(碳)的含量，可以控制构成冷淬(chill)组织的渗碳体等碳化物的量。另外，C具有促进晶粒树状晶化、调整母材组织的效果。C的含量对应于铸铁材料整体在2.5～4.0重量％之间，较好为2.9～3.8重量％，更好为3.2～3.7重量％。C的含量如果太少，则微细化组织中的渗碳体含量变少，存在耐磨耗性和母材的切削性劣化的倾向。含量如果太高，冷淬组织中的渗碳体粗化，使微细化组织中容易产生因重熔形成的空隙，另外，石墨量增多，会有铸铁强度下降的倾向。

Si(硅)具有将碳从生铁中游离出来、促进铸造后的铸铁的石墨化的效果，同时还具有促使晶粒树状晶化或柱状晶化的效果。Si的含量相对于铸铁材料整体在1.0～3.0重量％之间，较好为1.5～2.5重量％，更好为2.0～2.5重量％。Si的含量如果太少，不能促进母材的硬化，而且母材自身的微细化和被切削性都存在下降的趋势。含量如果太高，碳的游离进行过剩，则存在韧性下降的趋势。

Mn(锰)与S(硫)化合形成硫化锰，具有抑制因铸铁中混入S而造成的不良影响的效果，促进组织微细化的效果，以及抑制因添加Ni造成的石墨化和改善基底的效果。Mn的含量相对于铸铁材料整体在0～0.8重量％之间(但是不含0)。如果含量太高，则存在组织微细化显著，铸铁脆化或被切削性下降的倾向。

Ni(镍)因为不会在铸铁中形成碳化物，所以具有促进石墨化、抑制白生铁化的效果，以及使组织和硬度均一化的效果。Ni的含量相对于铸铁材料整体在3.5～5.5重量％之间，较好为4.0～5.0重量％，更好为4.2～4.5重量％。特别是如果把Ni的含量控制在上述范围内，就可使基底马氏体化。Ni的含量如果太少，则存在得不到上述效果的趋势，含量如果太高，则存在基底中残留的奥氏体贝氏体化、铸铁强度下降的倾向。

Cr(铬)具有形成高硬度微细碳化物、提高耐磨耗特性和基底强度的效果。Cr的含量相对于铸铁材料整体在2.0～6.5重量％之间，较好为2.5～6.0重量％，更好为2.6～5.5重量％。通过使Cr的含量调整在2.0重量％以上，较好为2.5重量％，更好为2.6重量％，可将Cr的碳化物固溶于渗碳体中。尤其是通过组合固溶了Cr碳化物的渗碳体和马氏体基底，可以得到铸铁硬度提高的效果。Cr的含量如果太少，则存在得不到上述效果的趋势，含量如果太高，则存在母材铸铁衰退硬度变得过高，切削性劣化，切削困难的倾向。

在本发明中，尤其是把Ni含量控制在上述范围内，可使铸铁材料的基底马氏体化。而且，通过使基底马氏体化，可使铸铁材料高强度化。另一方面，Ni具有促进石墨化的效果。因此，Ni的含量如果太高，则存在石墨化碳素量变得过多，且铸铁材料强度下降的倾向。

因此，本发明中通过进一步添加上述规定量的Cr，让Cr和碳素化合，形成Cr的碳化物。因此，通过添加Cr，可以使碳转变成Cr的碳化物，所以可抑制由于添加Ni导致的石墨量的增加(碳的石墨化)。与此同时，通过按上述规定量添加Cr，可以形成微细而高强度的碳化物，所以可提高耐磨耗性。此外，特别通过将该Cr的碳化物固溶在渗碳体中，将该固溶了Cr的渗碳体和马氏体基底组合，可提高铸铁的硬度。

另外，如后面将详述的那样，通过将铸铁的成分组成控制在上述规定范围内，在其制造工艺中，在冷却固化金属熔浴的时候，对滑动面5和10以比其它部分更快的冷却速度优先进行强制冷却，就可将滑动面的铸铁组织转变成微细化组织，尤其是可提高滑动面的硬度和耐磨耗特性。

作为上述不可避免的杂质，例如可以列举P(磷)和S(硫)等，但这些不可避免的杂质的含量以少为佳。

P与铁化合形成斯氏体(Fe₃P)，具有减少铸铁的切削性、使铸铁脆化的倾向。P的含量越少越好，相对于铸铁材料整体较好是在0.5重量％以下，更好是在0.3重量％以下。

S有提高铸铁的凝固点、使金属熔浴的流动性变差、使铸造后的铸铁变脆的倾向。因此，S的含量以少为佳。相对于铸铁材料整体较好是在0.5重量％以下，更好是在0.1重量％以下，再好的是在0.05重量％以下，特别好的是在0.02重量％以下。

在本实施方式中，作为构成固定侧和旋转侧的浮动密封环2，7的材料，因为使用了本发明的铸铁材料，所以可提高硬度。浮动密封环的硬度以洛氏硬度HRC计较好在62以上，更好在64以上，最好在65以上。

固定侧和旋转侧的浮动密封环2，7的制造方法

准备构成铸铁的原材料，将其熔解制成金属熔浴，再将此金属熔浴在铸模内冷却固化就可制得构成本实施方式的浮动密封装置1的固定侧和旋转侧的浮动密封环2，7。

首先，准备原材料，将这些原材料用熔解炉等熔解，制成金属熔浴，使铸造后的铸铁组成达到上述组成。对原材料虽然没有特别的限定，但可以列举焦炭、生铁和合金铁等。

然后，将按上述方法得到的金属熔浴浇注于铸模中，然后在铸模内进行冷却固化，得到由铸铁材料构成的浮动密封环。本实施方式中，在铸模内冷却固化金属熔浴的时候，最好使用具有能分别对成为密封面的滑动面5，10以比其它部分更快的冷却速度进行强制优先冷却的构造的铸模，对该滑动面位置进行比其它部分快的优先冷却。在上述铸模中，作为强制优先冷却滑动面位置的方法，例如可以列举在滑动面位置附近使冷媒流动进行冷却的方法，以及金属模型铸造法和离心铸造法等。

使用这样的铸模，通过对滑动面5，10以比其它部分更快的冷却速度进行强制优先冷却，可在浮动密封环的滑动面形成微细化组织。作为这样的微细化组织，较好是树枝状渗碳体和以Cr为主的微细碳化物分散，而且基底组织最好是选自珠光体、贝氏体和马氏体的组织或它们的混合组织。

进行上述冷却固化的时候，作为冷却速度，在上述密封材料的滑动面位置的冷却速度(℃/分)为C_R1，滑动面位置以外的其它部分的冷却速度(℃/分)为C_R2的时候，其间的关系以1≤C_R1/C_R2≤2.5为佳，1≤C_R1/C_R2≤2.0更好，1＜C_R1/C_R2≤2.0最好。

或者，滑动面5，10的冷却速度以300～700℃/分为佳，500～700℃/分更好。冷却速度过慢或过快都存在上述微细化组织难以形成的倾向，所以冷却速度最好控制在上述范围内。

另外，在本实施方式中，按照上述冷却条件在滑动面5，10形成上述微细化组织是很重要的，所以基于上述条件的冷却也可以在作为微细化组织形成的温度的400～500℃进行。即，对在滑动面5，10形成了微细化组织之后的冷却条件没有特别的限定，适当决定即可。

在本实施方式中，按照上述冷却条件，通过在滑动面上形成分散了树枝状渗碳体和以Cr为主的微细碳化物的微细化组织，可提高铸铁的强度和硬度。特别是因为形成微细渗碳体和以Cr为主的微细碳化物，所以可以有效地防止例如在白生铁中所看到的粗大渗碳体的脱落和导致松脆组织产生的研磨磨耗。

另外，上述微细化组织的基底组织较好是调整为珠光体、贝氏体和马氏体的混合组织，更好的是以马氏体为主体的混合组织，最好的是以马氏体为主体的珠光体和马氏体的混合组织，这样可提高基底的硬度。

本实施方式中，通过将构成铸铁的成分组成调整为本发明的组成，能够在滑动面上形成上述微细化组织，尤其是通过控制Ni和Cr的添加量，可实现形成微细化组织的冷淬组织的冷淬深度的稳定化。

经过以上工艺制造的由本发明固定侧和旋转侧浮动密封环2，7所构成的浮动密封装置1的硬度高，耐磨耗特性好，可以很好地用于诸如建筑机械、车辆等的履带辊用密封。

另外，本发明不限于上述的实施方式，可以在本发明的范围内作种种改变。

例如在上述实施方式中，作为本发明的密封材料，例示了浮动密封，但是本发明的密封材料并不限于浮动密封，只要是上述组成的铸铁材料构成的密封材料即可。

实施例

以下，通过更详细的实施例说明本发明，但是本发明并不限于这些实施例。

首先，按表1所示的各成分组成准备原材料，将这些原材料在1600℃的温度下进行加热处理(加热熔解)，然后以500℃/分的冷却速度进行冷却，制得铸铁材料的试样1～5。另外，准备了铬钼铸铁作为试样6，准备了3种镍硬铸铁作为试样7～9。

然后，对各铸铁材料的试样进行了洛氏硬度的测定、耐磨耗试验和腐蚀试验。

洛氏硬度的测定是将铸铁材料的试样1～9做成试样形状为外径φ90.1mm的密封尺寸的形状，使用洛氏硬度试验机对滑动面进行测定。测定结果如表1所示。

耐磨耗试验中，首先将试样1，6做成外径φ90.1mm的密封尺寸形状的固定试验片以及同形状的旋转试验片，通过制作图1所示的浮动密封装置而进行。在这里，固定试验片相当于固定侧浮动密封环2，旋转试验片相当于旋转侧浮动密封环7。试验气氛是固定试验片和旋转试验片的外周侧施以泥(Arizona testDust(试验尘土))84重量％、水14重量％的混合物，内周侧施以润滑油。试验条件是，使旋转试验片以200rpm的旋转速度(正方向旋转20秒、停止20秒、反方向旋转20秒、停止20秒)旋转，以此作为一个循环，合计10000个循环。试样1，6的耐磨耗试验后的滑动面的磨耗状态示于图2，耐磨耗试验后的密封带的内径侧移动量示于图3。

腐蚀试验是采用试样1、试样6、试样9的做成外径φ90.1mm的密封尺寸形状的试验片，用盐水喷雾试验机进行。作为试验条件，首先密封表面用丙酮洗净，然后将试验气氛设定为盐水浓度5重量％、pH6.5～7.2、温度35℃、湿度95～98％、试验时间1小时。盐水喷雾后，试验片用碱性溶液洗净，再用去离子水流动洗涤以进一步除去多余的腐蚀物，再评价密封面的腐蚀比例。

                                                                            表1

试样编号		铸铁材料										HRC
													成分组成(重量％)									组织
		C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	V	P	S
											1		实施例	3.64	2.20	0.44	5.18	4.68	0.00	0.00	0.08		0.01	珠光体基底中马氏体微细化组织	67
2	实施例	3.68	2.04	0.35	4.02	4.43	0.00	0.00	0.28	0.01		珠光体基底中马氏体微细化组织										65
											3		实施例	3.61	2.50	0.35	4.95	4.49	0.00	0.00	0.29		0.01	珠光体基底中马氏体微细化组织	66
3-1	实施例	3.40	2.00	0.30～0.80	3.00	4.50	0.00	0.00	0.30	0.01		珠光体基底中马氏体微细化组织										63
											4		比较例	3.30	2.15	0.79	1.02	0.00	2.30	1.40	0.00		0.01	珠光体基底中马氏体冷淬组织	64
5	比较例	3.10	2.25	0.79	0.54	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00		珠光体基底中马氏体冷淬组织										47
											6		比较例	2.90～3.80	0.70～1.40	0.30～0.80	15.0～18.0	1.00以下	2.00～4.00	2.00以下	0.00		0.00	珠光体基底中马氏体冷淬组织	60
7	比较例	3.00～3.60	0.40～1.00	0.30～0.90	1.20～1.70	3.50～4.30	0.40以下	0.30～0.90	0.30以下	0.10以下		珠光体基底中马氏体冷淬组织										57～64
											8		比较例	3.15～3.35	1.00～1.20	0.30～0.80	1.40～2.50	3.30～3.80	0.00	0.00	0.30以下		0.15以下	珠光体基底中马氏体冷淬组织	56
9	比较例	2.90～3.80	2.00～2.50	0.80以下	0.20以下	4.00～5.00	0.00	0.00	0.10～0.50	0.15以下		珠光体基底中马氏体冷淬组织										60

成分组织中余量为Fe。

评价1

表1示出试样1～9的各成分组成、铸铁金属组织以及洛氏硬度。铸铁金属组织是使用金属显微镜观察铸铁材料表面而确定的。

从表1可知，本发明的实施例的试样1～3-1的构成铸铁材料的成分组成在本发明的范围内，而且铸铁材料的表面组织由珠光体基底中马氏体基底微细化组织形成，所以表面硬度分别呈现HRC67，65，66，65这样的高值。另一方面，成分组织在本发明的范围内的比较例试样4～9，其铸铁材料的表面组织形成为珠光体基底中马氏体基底冷淬组织，所以表面硬度分别是HRC47～64这样的低值。

由此结果可以确认，通过把构成铸铁的成分组成控制在本发明的范围内，较好的是通过形成微细化组织，可以得到高硬度且耐磨耗性优异的铸铁材料。

评价2

图2A、图2B分别是表示试样1和试样6耐磨耗试验后的滑动面磨耗状态的表面粗糙度的图，图2A是表示试样1的表面粗糙度的图，图2B是表示试样6的表面粗糙度的图。由图可知，试样1、试样6都是直接与含水泥接触的外周侧的磨耗大，但可以确认试样1和试样6中的试样1磨耗量少，耐磨耗性能优异。因此，通过把构成铸铁的成分组成控制在本发明的范围内，最好将铸铁组织形成微细化组织，可以得到具有高硬度、且耐磨耗性优异的铸铁材料。

图3A、图3B分别是表示试样1和试样6的耐磨耗试验后的密封带的内径侧移动量的图，图3A是表示试样1的内径侧移动量的图，图3B是表示试样6的内径侧移动量的图。由图可以确认，不论是固定侧还是旋转侧，试样1和试样6中都是试样1的内径侧移动量小。试样1的内径侧移动量在固定侧是0.28mm、在旋转侧是0.86mm，试样6的内径侧移动量在固定侧是0.44mm、在旋转侧是1.28mm。因此可以确认，通过把构成铸铁的成分组成控制在本发明的范围内，就可以减小密封带的内径侧移动量，所以本发明的铸铁材料非常适合用作浮动密封环用的铸铁材料。

评价3

进行腐蚀试验的结果确认，实施例的试样1的腐蚀比例是7％，比较例的试样6，9的腐蚀比例分别是9％，13％，所以实施例的试样1比含Cr较多的铬钼铸铁的试样6具有更高的耐腐蚀性。因此，由此结果可以确认，通过把构成铸铁的成分组织控制在本发明的范围内，与以往的技术相比较，可以得到耐腐蚀性优异的铸铁材料。

Claims (11)

1、一种铸铁材料，它是由C、Si、Mn、Ni、Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质所构成的铸铁材料，其特征在于，上述C、Si、Mn、Ni及Cr的含量相对于上述铸铁材料整体分别为：

C：2.9～3.8重量％；

Si：1.0～2.5重量％；

Mn：0～0.8重量％，但不包含0；

Ni：3.5～5.0重量％；

Cr：2.6～5.5重量％。

2、如权利要求1所述的铸铁材料，其特征还在于，上述不可避免的杂质中的P和S的含量相对于上述铸铁材料整体为：

P：0.5重量％以下、

S：0.5重量％以下。

3、如权利要求1所述的铸铁材料，其特征还在于，基底组织是选自珠光体、贝氏体和马氏体的组织或是它们的混合组织，而且具有由树枝状渗碳体和Cr的碳化物组成的微细化组织。

4、如权利要求3所述的铸铁材料，其特征还在于，上述基底组织是以马氏体为主体的混合组织。

5、如权利要求4所述的铸铁材料，其特征还在于，上述基底组织是以马氏体为主体的珠光体和马氏体的混合组织。

6、如权利要求1所述的铸铁材料，其特征还在于，上述铸铁材料的硬度HRC在62以上。

7、密封材料，其特征在于，由权利要求1所述的铸铁材料构成。

8、如权利要求7所述的密封材料，其特征还在于，上述密封材料的滑动面的基底组织是选自珠光体、贝氏体和马氏体的组织或是它们的混合组织，而且形成含有由树枝状渗碳体和Cr的碳化物组成的微细化组织的组织。

9、浮动密封环，其特征在于，由权利要求7所述的密封材料构成。

10、如权利要求9所述的浮动密封环，其特征还在于，上述浮动密封环的滑动面的基底组织是选自珠光体、贝氏体和马氏体的组织或是它们的混合组织，而且形成含有由树枝状渗碳体和Cr的碳化物组成的微细化组织的组织。

11、一种密封材料的制造方法，它是具有将由C、Si、Mn、Ni、Cr以及余量的Fe和不可避免的杂质所构成的金属熔浴浇注到铸模中、再进行冷却固化的工序的密封材料的制造方法，其特征在于，上述C、Si、Mn、Ni和Cr的含量相对于上述金属熔浴整体分别为：

C：2.9～3.8重量％；

Si：1.0～2.5重量％；

Mn：0～0.8重量％，但不包含0；

Ni：3.5～5.0重量％；

Cr：2.6～5.5重量％，

在冷却固化的时候，上述密封材料的滑动面位置的冷却速度比其它部分更快。

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