JP2006057139A

JP2006057139A - 被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄

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Publication number: JP2006057139A
Application number: JP2004240201A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Niwa; 一文丹羽
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: JP4383988B2

Abstract

【課題】被削性と機械的性質との両機能を満足させることの可能な被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄を提供する。
【解決手段】球状黒鉛鋳鉄は、質量比で、Ｃ：３．０〜４．２％、Ｓｉ：２．０〜３．５％、Ｍｎ：０．５１〜１．００％、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｍｇ：０．０２〜０．０６％、Ｃｕ：０．２〜１．５％、Ｎｉ：０．４〜１．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるものである。この球状黒鉛鋳鉄は、鋳放しで、疲労強度３００ＭＰａ以上、引張強さ７００ＭＰａ以上、耐力４００ＭＰａ以上、伸び７％以上の優れた機械的性質と、良好な被削性とを発揮することが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄に関するものである。

従来、球状黒鉛鋳鉄として、特許文献１に記載されたものが知られている。この球状黒鉛鋳鉄は、質量比で、Ｃ：３．２〜３．８％、Ｓｉ：２．０〜２．８％、Ｍｎ：０．３％以下、Ｍｇ：０．０２〜０．０６％、Ｓｎ：０．０３〜０．０８％、Ｃｕ：０．５〜１．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるものである（特許文献１の請求項１参照）。また、この球状黒鉛鋳鉄に対し、質量比で、Ｎｉ：０．５〜２．０％を含有させたものも知られている（特許文献１の請求項２参照）。これらの球状黒鉛鋳鉄は、基地組織が主にパーライトとなっているため、鋳放しで高い疲労強度が発揮されるようになっている。
特開２００３−２２１６３８号公報（請求項１及び請求項２）

しかしながら、上述した従来技術に係る球状黒鉛鋳鉄では、鋳放しで高い疲労強度が発揮されるものの、被削性は十分でなく、しかもＳｎが０．０３〜０．０８質量％含有されているため、粒界に偏析が生じて球状黒鉛鋳鉄の被削性を更に悪化させてしまうおそれがあった。また、球状黒鉛鋳鉄中のＭｎの含有量が０．３質量％以下では、球状黒鉛鋳鉄からなる鋳物（製品など）の肉厚差に起因して組織のバラツキが大きくなるため、所望とする機械的性質が発揮されないおそれもあった。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被削性と機械的性質との両機能を満足させることの可能な被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、球状黒鉛鋳鉄用溶湯に対し、Ｓｎを含有しないようにすると共に、Ｍｎを積極的に含有させるだけでなくＣｕ及びＮｉも含有させて、球状黒鉛鋳鉄中のＦｅ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＮｉの含有量を所定量となるように調製することで、球状黒鉛鋳鉄が優れた被削性及び機械的性質を発揮できるということを見出し、本発明を完成するに至った。なお、一般に、球状黒鉛鋳鉄における機械的性質の強度が高い場合には、切削加工時の被削性が悪化して加工コストが増大するという問題があるが、本発明の球状黒鉛鋳鉄は、その問題を解消し、球状黒鉛鋳鉄の高強度化とその高強度化に相反する被削性とを両立して被削性及び機械的性質の両機能を十分に発揮できるという点で、本発明の技術的意義は大きい。

本発明の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、質量比で、Ｃ：３．０〜４．２％、Ｓｉ：２．０〜３．５％、Ｍｎ：０．５１〜１．００％、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｍｇ：０．０２〜０．０６％、Ｃｕ：０．２〜１．５％、Ｎｉ：０．４〜１．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることをその要旨としている（請求項１）。

ここで、Ｃは、組織中に黒鉛及び炭化物を生成するための元素である。Ｃの含有量を３．０〜４．２質量％に設定したのは、３．０質量％未満の場合、鋳造性が悪化して、湯廻り不良、引け巣又は黒鉛球状化不良などの鋳造欠陥が発生し易くなるからであり、４．２質量％を超える場合、粗大な初晶黒鉛が晶出してカーボンドロスが発生し易くなるからである。

また、Ｓｉは、黒鉛の晶出を容易にし、鋳造性を良好にするための元素である。Ｓｉの含有量を２．０〜３．５質量％に設定したのは、２．０質量％未満の場合、黒鉛化が不十分となってチルが晶出し易くなり被削性に悪影響を及ぼすだけでなく、鋳造性も悪化してしまうからであり、３．５質量％を超える場合、黒鉛の晶出量が過多となると共に、フェライト化が促進されることで所望とする強度が得られなくなるおそれがある。Ｓｉの含有
量が多い（高Ｓｉ）と、靭性が悪化するおそれもある。

Ｍｎは、基地組織中のパーライトを安定させ、引張強さ、耐力及び疲労強度を向上させるのに必要な元素である。Ｍｎの含有量を０．５１〜１．００質量％に設定したのは、０．５１質量％未満の場合、基地組織中の偏析が十分でないため所望とする疲労強度を確保することが困難であり、肉厚感度が敏感なため所望とする引張強さが得られないおそれがあり、１．００質量％を超える場合、被削性に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。Ｍｎの含有量は、０．５５〜０．９０質量％であることが好ましく、０．５７〜０．８０質量％であることがより好ましい。

更に、Ｐの含有量を０．１質量％以下に設定したのは、０．１質量％を超えると、鋳造性が悪化して鋳造欠陥が発生したり、チルが晶出して被削性に悪影響を及ぼしたりしてしまうからである。Ｓの含有量を０．０２質量％以下に設定したのは、０．０２質量％を超えると、黒鉛の球状化が悪化するからである。Ｍｇの含有量を０．０２〜０．０６質量％に設定したのは、０．０２質量％未満の場合、黒鉛球状化不良が発生してしまうおそれがあり、０．０６質量％を超える場合、チルが晶出して被削性に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。

Ｃｕは、基地組織中のパーライトを安定させ、引張強さを高めるのに必要な元素である。Ｃｕの含有量を０．２〜１．５質量％に設定したのは、０．２質量％未満の場合、引張強さを高める効果が低いからであり、１．５質量％を超える場合、引張強さを高める効果が頭打ちとなると共に経済的でないからである。Ｃｕの含有量は、０．２５〜０．９５質量％であることが好ましく、０．２９〜０．８５質量％であることがより好ましい。

Ｎｉは、基地組織を強化すると共に、被削性を向上させるのに必要な元素である。Ｎｉの含有量が０．４質量％未満の場合では、基地組織強化及び被削性向上の効果を期待できない。また、Ｎｉの含有量が３質量％までは、強度向上及び被削性向上の効果が得られるものの、Ｎｉの含有量が多くなるのに伴い、肉厚感度が敏感になって材質が不安定になってしまう。更に、Ｎｉの含有量が１．５質量％を超える場合では、疲労強度を向上させる効果が少ないと共に、経済的ではない。従って、Ｎｉの含有量を０．４〜１．５質量％に設定した。Ｎｉの含有量は、０．５〜１．３質量％であることが好ましく、０．５５〜０．９５質量％であることがより好ましい。

また、本発明の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、鋳放しで、疲労強度が３００ＭＰａ以上であることが好ましい（請求項２）。更に、本発明の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、鋳放しで、引張強さが６５０ＭＰａ以上であることが好ましい（請求項３）。加えて、本発明の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、鋳放しで、耐力が４００ＭＰａ以上であることが好ましい（請求項４）。併せて、本発明の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、鋳放しで、伸びが７％以上であることが好ましい（請求項５）。

本発明によれば、球状黒鉛鋳鉄は、質量比で、Ｃ：３．０〜４．２％、Ｓｉ：２．０〜３．５％、Ｍｎ：０．５１〜１．００％、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｍｇ：０．０２〜０．０６％、Ｃｕ：０．２〜１．５％、Ｎｉ：０．４〜１．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなるから、球状黒鉛鋳鉄の被削性の向上が図られると共に、球状黒鉛鋳鉄の優れた機械的性質（例えば、疲労強度、引張強さ、耐力、伸び、靭性など）が発揮される。すなわち、本発明の球状黒鉛鋳鉄を例えば切削加工等した場合には、切削工具等の刃（刃部）の摩耗量が抑制され、本発明の球状黒鉛鋳鉄を例えば製品として使用した場合には、製品の必要とされる機械的性質を十分に発揮することが可能となる。

本発明の球状黒鉛鋳鉄によれば、優れた被削性と高い機械的性質との両機能を発揮することができる。本発明の球状黒鉛鋳鉄は、優れた被削性を有しているため、切削加工具の刃の摩耗量を抑制でき、ひいては切削加工コストの増大を抑制できる。また、本発明によれば、球状黒鉛鋳鉄中のＭｎの含有量を０．５１〜１．００質量％に設定したため、この球状黒鉛鋳鉄からなる鋳物（製品など）の肉厚差に起因した組織のバラツキを小さくする
ことができる。このように肉厚差に起因した組織のバラツキを小さくすることで、本発明の球状黒鉛鋳鉄は優れた機械的性質を発揮することが可能となり、高強度化が要求される製品（例えば自動車部品など）として好適に用いることができる。

本発明の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄質量は、鉄（Ｆｅ）を主成分として、３．０〜４．２質量％の炭素（Ｃ）、２．０〜３．５質量％のケイ素（Ｓｉ）、０．５１〜１．００質量％のマンガン（Ｍｎ）、０．１質量％以下のリン（Ｐ）、０．０２質量％以下の硫黄（Ｓ）、０．０２〜０．０６質量％のマグネシウム（Ｍｇ）、０．２〜１．５質量％の銅（Ｃｕ）、０．４〜１．５質量％のニッケル（Ｎｉ）と、不可避的不純物とを含有している必要がある。

この球状黒鉛鋳鉄は、その基地組織が主にパーライトとなっており、鋳鉄中の黒鉛形状は球状をなしている。球状黒鉛鋳鉄の基地組織を占めるパーライトの割合としては、６０〜１００％を例示することができる。このように球状黒鉛鋳鉄における基地組織のパーライトの割合が６０〜１００％の範囲内にあると、球状黒鉛鋳鉄は、所望とする強度を発揮することが可能となる。また、球状黒鉛鋳鉄中の黒鉛粒径が細かいと球状黒鉛鋳鉄の疲労強度を向上させることが可能であり、球状黒鉛鋳鉄中の黒鉛粒数が多いと被削性を向上させることが可能である。このような場合、黒鉛粒径としては、３０μｍ以下を例示でき、黒鉛粒数としては、５０個／ｍｍ²以上を例示できる。

本発明に係る被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、鋳放しで、疲労強度が３００ＭＰａ以上であることが好ましく、引張強さが６５０ＭＰａ以上であることが好ましく、耐力が４００ＭＰａ以上であることが好ましく、伸びが７％以上であることが好ましい。従って、この球状黒鉛鋳鉄において、機械的性質の疲労強度、引張強さ、耐力及び伸びの好ましい各条件を全て満たすこと、すなわち、鋳放しで、疲労強度が３００ＭＰａ以上、引張強さが６５０ＭＰａ以上、耐力が４００ＭＰａ以上、伸びが７％以上であることは、より好ましい。

疲労強度の実用上の上限値は、３３０ＭＰａであり、引張強さの実用上の上限値は、９００ＭＰａであり、耐力の実用上の上限値は、５５０ＭＰａであり、伸びの実用上の上限値は、１５％である。従って、疲労強度は３００〜３３０ＭＰａであることがより好ましく、引張強さは６５０〜９００ＭＰａであることがより好ましく、耐力は４００〜５５０ＭＰａであることがより好ましく、伸びは７〜１５％であることがより好ましい。なお、本明細書及び特許請求の範囲での「疲労強度」とは、金属材料の回転曲げ疲れ試験方法（ＪＩＳＺ２２７４）に準じた球状黒鉛鋳鉄の回転曲げ疲れ試験において、球状黒鉛鋳鉄の繰返し数が１０^７回における繰返し応力のことをいう。また、本明細書及び特許請求の範囲での「耐力」とは、応力−ひずみ線図からオフセット法を用いると共に、永久伸びの値を０．２％に規定して求めた０．２％耐力のことをいう。

上述した被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄の製造方法は、一例として、まず、少なくとも鉄、炭素、ケイ素、マンガン、リン及び硫黄を含有した溶融金属（溶湯）に対して、マグネシウム等を含有した球状化剤を添加すると共に、銅、ニッケル及び新たなマンガンを複合添加する。そして、これらの添加により、溶融金属中の鉄、炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄、マグネシウム、銅、ニッケル及び不可避的不純物を前記所定含有量となるように調製し、次いで調製された溶融金属を鋳型に注湯して鋳造することにより球状黒鉛鋳鉄を製造する。

以下、本発明を具体化した実施例１〜３、及び、比較例１〜３について説明する。

まず、実施例１では、球状黒鉛鋳鉄用溶融金属（溶湯）として、鉄を主成分とすると共に、表１に示す成分組成となるように調製されたものを用意した。なお、表１においては、Ｆｅ及び不可避的不純物の成分組成（質量％）を省略してある。そして、この調製された溶湯を１インチＹブロック形状のキャビティを有する砂型に注湯（注湯温度：１３６０〜１４２０℃）して鋳造した。鋳造後、砂型から１インチブロック形状の供試材を取り出し、この供試材からＪＩＳ１号試験片（ｄ＝１２ｍｍ、Ｒ＝３６ｍｍ、Ｌ〔平行部〕＝５０ｍｍ、Ｄ_０＝１５ｍｍ）を切り出し加工した。最後に、この試験片を用い、回転曲げ疲れ試験方法（ＪＩＳＺ２２７４）に準じて試験を行うことにより、試験片（実施例１）の疲労強度（繰返し数が１０^７回における繰返し応力）を求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、実施例１の疲労強度は、３０５ＭＰａであった。

また、上記のように調製された溶湯を１インチＹブロック形状のキャビティを有する砂型に注湯（注湯温度：１３６０〜１４２０℃）して鋳造した後、砂型から１インチブロック形状の供試材を取り出し、この供試材からＪＩＳ４号試験片（Ｄ＝１４ｍｍ、Ｒ＝１５ｍｍ、Ｌ〔標点距離〕＝５０ｍｍ、Ｐ〔平行部〕＝６０ｍｍ）を切り出し加工した。次に、この試験片を用いて、金属材料引張試験方法（ＪＩＳＺ２２０１−１９８０）に準じて試験を行うと共に、オートグラフ測定機（島津製作所製）に応力−ひずみ線図を描かせ、その応力−ひずみ線図から引張強さ（最大応力）、耐力（０．２％耐力）及び伸び（破断伸び）を各々求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、実施例１において、引張強さは６７９ＭＰａ、耐力は４０１ＭＰａ、伸びは１２．９％であった。

更に、上記のように調製された溶湯を砂型内へ注湯（注湯温度：１３６０〜１４２０℃）して鋳造することにより、外径１４５ｍｍ、内径１００ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒状のテストピースを得た。そして、このテストピースに対し、被削性評価試験を行った。被削性評価試験においては、超硬コーティングが施されたサンドビック製の刃部を備えた切削工具を用いて、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り量０．４ｍｍ／ｒｅｖ、切込量０．５ｍｍとなるように設定し、テストピースの外周面における９点の切削加工距離（１０２１ｍ、２０１３ｍ、２９７６ｍ、３９１１ｍ、４８１７ｍ、５６９５ｍ、６５４３ｍ、７３６３ｍ、８１５５ｍ）まで切削した。そして、各９点における切削工具の刃部の摩耗量をそれぞれ測定した。その結果を図１に示す。

図１に示すように、被削性評価試験における実施例１の試験結果は、切削加工距離１０２１ｍでは刃部摩耗量が０．０４８ｍｍ、切削加工距離２０１３ｍでは刃部摩耗量が０．０６３ｍｍ、切削加工距離２９７６ｍでは刃部摩耗量が０．０７１ｍｍ、切削加工距離３９１１ｍでは刃部摩耗量が０．０７９ｍｍ、切削加工距離４８１７ｍでは刃部摩耗量が０．０９５ｍｍ、切削加工距離５６９５ｍでは刃部摩耗量が０．１１１ｍｍ、切削加工距離６５４３ｍでは刃部摩耗量が０．１１９ｍｍ、切削加工距離７３６３ｍでは刃部摩耗量が０．１２５ｍｍ、切削加工距離８１５５ｍでは刃部摩耗量が０．１３２ｍｍであった。

実施例２でも、球状黒鉛鋳鉄用溶融金属（溶湯）として、鉄を主成分とすると共に、表１に示す成分組成となるように調製されたものを用意した。そして、実施例１の場合と同様にして、試験片（実施例２）を作製し、実施例２の試験片の疲労強度を求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、実施例２の疲労強度は、３０６ＭＰａであった。また、実施例１の場合と同様にして、実施例２の試験片の引張強さ（最大応力）、耐力（０．２％耐力）及び伸び（破断伸び）を各々求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、実施例２において、引張強さは７３６ＭＰａ、耐力は４２９ＭＰａ、伸びは１０．１％であった。

更に、実施例２についても、実施例１と同様の条件にて被削性評価試験を行った。その結果を図１に示す。図１に示すように、被削性評価試験における実施例２の試験結果は、切削加工距離１０２１ｍでは刃部摩耗量が０．０７９ｍｍ、切削加工距離２０１３ｍでは刃部摩耗量が０．１１１ｍｍ、切削加工距離２９７６ｍでは刃部摩耗量が０．１３５ｍｍ、切削加工距離３９１１ｍでは刃部摩耗量が０．１４３ｍｍ、切削加工距離４８１７ｍでは刃部摩耗量が０．１５９ｍｍ、切削加工距離５６９５ｍでは刃部摩耗量が０．１６７ｍｍ、切削加工距離６５４３ｍでは刃部摩耗量が０．１７３ｍｍ、切削加工距離７３６３ｍでは刃部摩耗量が０．１８３ｍｍ、切削加工距離８１５５ｍでは刃部摩耗量が０．１９８ｍｍであった。

実施例３でも、球状黒鉛鋳鉄用溶融金属（溶湯）として、鉄を主成分とすると共に、表１に示す成分組成となるように調製されたものを用意した。そして、実施例１の場合と同様にして、試験片（実施例３）を作製し、実施例３の試験片の疲労強度を求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、実施例３の疲労強度は、３１０ＭＰａであった。また、実施例１の場合と同様にして、実施例３の試験片の引張強さ（最大応力）、耐力（０．２％耐力）及び伸び（破断伸び）を各々求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、実施例３において、引張強さは８４４ＭＰａ、耐力は５０３ＭＰａ、伸びは７．１％であった。

更に、実施例３についても、実施例１と同様の条件にて被削性評価試験を行った。その
結果を図１に示す。図１に示すように、被削性評価試験における実施例３の試験結果は、切削加工距離１０２１ｍでは刃部摩耗量が０．０６５ｍｍ、切削加工距離２０１３ｍでは刃部摩耗量が０．０８９ｍｍ、切削加工距離２９７６ｍでは刃部摩耗量が０．０９７ｍｍ、切削加工距離３９１１ｍでは刃部摩耗量が０．１０５ｍｍ、切削加工距離４８１７ｍでは刃部摩耗量が０．１２１ｍｍ、切削加工距離５６９５ｍでは刃部摩耗量が０．１３７ｍｍ、切削加工距離６５４３ｍでは刃部摩耗量が０．１６１ｍｍ、切削加工距離７３６３ｍでは刃部摩耗量が０．２２６ｍｍ、切削加工距離８１５５ｍでは刃部摩耗量が０．３０６ｍｍであった。
（比較例１）

比較例１でも、球状黒鉛鋳鉄用溶融金属（溶湯）として、鉄を主成分とすると共に、表１に示す成分組成となるように調製されたものを用意した。そして、実施例１の場合と同様にして、試験片（比較例１）を作製し、比較例１の試験片の疲労強度を求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、比較例１の疲労強度は、２３８ＭＰａであった。また、実施例１の場合と同様にして、比較例１の試験片の引張強さ（最大応力）、耐力（０．２％耐力）及び伸び（破断伸び）を各々求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、比較例１において、引張強さは４７７ＭＰａ、耐力は３３３ＭＰａ、伸びは２２．３％であった。

更に、比較例１についても、実施例１と同様の条件にて被削性評価試験を行った。その結果を図１に示す。図１に示すように、被削性評価試験における比較例１の試験結果は、切削加工距離１０２１ｍでは刃部摩耗量が０．０４０ｍｍ、切削加工距離２０１３ｍでは刃部摩耗量が０．０８１ｍｍ、切削加工距離２９７６ｍでは刃部摩耗量が０．０８１ｍｍ、切削加工距離３９１１ｍでは刃部摩耗量が０．０８９ｍｍ、切削加工距離４８１７ｍでは刃部摩耗量が０．０９７ｍｍ、切削加工距離５６９５ｍでは刃部摩耗量が０．１０５ｍｍ、切削加工距離６５４３ｍでは刃部摩耗量が０．１０５ｍｍ、切削加工距離７３６３ｍでは刃部摩耗量が０．１１３ｍｍ、切削加工距離８１５５ｍでは刃部摩耗量が０．１１３ｍｍであった。
（比較例２）

比較例２でも、球状黒鉛鋳鉄用溶融金属（溶湯）として、鉄を主成分とすると共に、表１に示す成分組成となるように調製されたものを用意した。そして、実施例１の場合と同様にして、試験片（比較例２）を作製し、比較例２の試験片の疲労強度を求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、比較例２の疲労強度は、２７５ＭＰａであった。また、実施例１の場合と同様にして、比較例２の試験片の引張強さ（最大応力）、耐力（０．２％耐力）及び伸び（破断伸び）を各々求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、比較例２において、引張強さは６５９ＭＰａ、耐力は４５８ＭＰａ、伸びは３．７％であった。

更に、比較例２についても、実施例１と同様の条件にて被削性評価試験を行った。その結果を図１に示す。図１に示すように、被削性評価試験における比較例２の試験結果は、切削加工距離１０２１ｍでは刃部摩耗量が０．０８１ｍｍ、切削加工距離２０１３ｍでは刃部摩耗量が０．１１３ｍｍ、切削加工距離２９７６ｍでは刃部摩耗量が０．１２１ｍｍ、切削加工距離３９１１ｍでは刃部摩耗量が０．１３７ｍｍ、切削加工距離４８１７ｍでは刃部摩耗量が０．１３７ｍｍ、切削加工距離５６９５ｍでは刃部摩耗量が０．１６１ｍｍ、切削加工距離６５４３ｍでは刃部摩耗量が０．２３４ｍｍ、切削加工距離７３６３ｍでは刃部摩耗量が０．３０６ｍｍ、切削加工距離８１５５ｍでは刃部摩耗量が０．３９５ｍｍであった。
（比較例３）

比較例３でも、球状黒鉛鋳鉄用溶融金属（溶湯）として、鉄を主成分とすると共に、表１に示す成分組成となるように調製されたものを用意した。そして、実施例１の場合と同様にして、試験片（比較例３）を作製し、比較例３の試験片の疲労強度を求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、比較例３の疲労強度は、３０２ＭＰａであった。また、実施例１の場合と同様にして、比較例３の試験片の引張強さ（最大応力）、耐力（
０．２％耐力）及び伸び（破断伸び）を各々求めた。その結果を表２に示す。表２に示したように、比較例３において、引張強さは７４５ＭＰａ、耐力は４４８ＭＰａ、伸びは６．９％であった。

更に、比較例３についても、実施例１と同様の条件にて被削性評価試験を行った。その結果を図１に示す。図１に示すように、被削性評価試験における比較例３の試験結果は、切削加工距離１０２１ｍでは刃部摩耗量が０．０９７ｍｍ、切削加工距離２０１３ｍでは刃部摩耗量が０．０９７ｍｍ、切削加工距離２９７６ｍでは刃部摩耗量が０．１２１ｍｍ、切削加工距離３９１１ｍでは刃部摩耗量が０．１５３ｍｍ、切削加工距離４８１７ｍでは刃部摩耗量が０．２９８ｍｍ、切削加工距離５６９５ｍでは刃部摩耗量が０．３４７ｍｍ、切削加工距離６５４３ｍでは刃部摩耗量が０．４０３ｍｍ、切削加工距離７３６３ｍでは刃部摩耗量が０．４８４ｍｍ、切削加工距離８１５５ｍでは刃部摩耗量が０．６６９ｍｍであった。

表２の試験結果から、疲労強度については、実施例１〜３の全ての疲労強度が３００ＭＰａ以上（実施例１では３０５ＭＰａ、実施例２では３０６ＭＰａ、実施例３では３１０ＭＰａ）を満たしているものの、比較例のうち比較例１及び２が疲労強度３００ＭＰａ以上を満たしていないことがわかる。また、引張強さについては、表２から理解できるように、実施例１〜３の全ての引張強さが６５０ＭＰａ以上（実施例１では６７９ＭＰａ、実施例２では７３６ＭＰａ、実施例３では８４４ＭＰａ）を満たしているものの、比較例のうち比較例１だけが引張強さ６５０ＭＰａ以上を満たしていないことがわかる。更に、耐力については、表２から理解できるように、実施例１〜３の全ての耐力が４００ＭＰａ以上（実施例１では４０１ＭＰａ、実施例２では４２９ＭＰａ、実施例３では５０３ＭＰａ）を満たしているものの、比較例のうち比較例１だけが耐力４００ＭＰａ以上を満たしていないことがわかる。加えて、伸びについては、表２から理解できるように、実施例１〜３の全ての伸びが７％以上（実施例１では１２．９％、実施例２では１０．１％、実施例３では７．１％）を満たしているものの、比較例のうち比較例２及び３が伸び７％以上を満たしていないことがわかる。従って、実施例１〜３については、機械的性質の疲労強度３００ＭＰａ以上、引張強さ６５０ＭＰａ以上、耐力４００ＭＰａ以上、伸び７％以上という全ての条件をそれぞれ満足していることを確認できた。

一方、被削性評価試験の図１の試験結果から、実施例１，２，３と比較例２，３とを比較した場合、切削加工距離６５４３ｍ、７３６３ｍ、８１５５ｍにおいて、実施例１〜３の方が切削工具の刃部摩耗量が少ないことがわかる。このことから、実施例１〜３の球状黒鉛鋳鉄の被削性は十分に優れていると言える。なお、比較例１の被削性は、実施例１の被削性と略同等で優れているが、比較例１の機械的性質（疲労強度、引張強さ及び耐力）は十分でない（表２参照）。また、比較例３の被削性について言及すれば、切削加工距離が３９１１ｍを超えると切削工具の刃部磨耗量が急激に増大し、それ以降の切削加工距離が長くなるのに伴って刃部磨耗量の増大は顕著なものとなる。

以上のことから、実施例１〜３の球状黒鉛鋳鉄は、被削性及び機械的性質に優れていることを確認できた。また、比較例１の球状黒鉛鋳鉄は、被削性に優れているものの、機械的性質（疲労強度、引張強さ及び耐力）が不十分であり、比較例２の球状黒鉛鋳鉄は、被削性及び機械的性質（疲労強度及び伸び）が共に不十分であり、比較例３の球状黒鉛鋳鉄は、機械的性質（伸びだけが不十分）に比較的優れているものの、被削性が極めて悪いということも確認できた。

実施例１〜３及び比較例１〜３の被削性評価試験において、切削加工距離（ｍ）に対する刀部摩耗量（ｍｍ）の関係を示すグラフである。

Claims

質量比で、Ｃ：３．０〜４．２％、Ｓｉ：２．０〜３．５％、Ｍｎ：０．５１〜１．００％、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｍｇ：０．０２〜０．０６％、Ｃｕ：０．２〜１．５％、Ｎｉ：０．４〜１．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄。
鋳放しで、疲労強度が３００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄。
鋳放しで、引張強さが６５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄。
鋳放しで、耐力が４００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄。
鋳放しで、伸びが７％以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の被削性及び機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄。