JP2590079B2 - 被削性の優れた低膨張鋳鉄 - Google Patents
被削性の優れた低膨張鋳鉄Info
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- JP2590079B2 JP2590079B2 JP1128187A JP1128187A JP2590079B2 JP 2590079 B2 JP2590079 B2 JP 2590079B2 JP 1128187 A JP1128187 A JP 1128187A JP 1128187 A JP1128187 A JP 1128187A JP 2590079 B2 JP2590079 B2 JP 2590079B2
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- Japan
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- cast iron
- thermal expansion
- machinability
- low expansion
- excellent machinability
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の使用分野） 本発明は低熱膨張性を要求され、かつ高い被削性を必
要とする機械部品に適した共晶黒鉛鋳鉄に関するもので
ある。
要とする機械部品に適した共晶黒鉛鋳鉄に関するもので
ある。
（従来の技術） ニッケルを34.0〜36.0％含有させてオーステナイト基
地とした片状黒鉛あるいは球状黒鉛鋳鉄は耐熱、耐食耐
摩耗性に優れているうえ低熱膨張であることから化学工
業及び、科学機器、部材ガラス成形型などに使用されて
いる。
地とした片状黒鉛あるいは球状黒鉛鋳鉄は耐熱、耐食耐
摩耗性に優れているうえ低熱膨張であることから化学工
業及び、科学機器、部材ガラス成形型などに使用されて
いる。
しかし、この鋳鉄はオーステナイト基地であることか
ら、切削性が悪く要求寸法精度に合致した平滑な平面を
得難いことや、切削工具の工具寿命を縮めることなどに
より、精密機械部品への適用が困難であると言う問題点
があった。
ら、切削性が悪く要求寸法精度に合致した平滑な平面を
得難いことや、切削工具の工具寿命を縮めることなどに
より、精密機械部品への適用が困難であると言う問題点
があった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
で低熱膨張性、機械的特性、特に引張強さは従来品と同
程度であり、引削性を著しく改善したオーステナイト共
晶性黒鉛鋳鉄を提供することを目的としたものである。
で低熱膨張性、機械的特性、特に引張強さは従来品と同
程度であり、引削性を著しく改善したオーステナイト共
晶性黒鉛鋳鉄を提供することを目的としたものである。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） すなわち本発明は、炭素1.0〜2.4％、シリコン1.0〜
2.4％、マンガン0.1〜1.0％、ニッケル30.0〜34.0％、
コバルト2.0〜6.0％、リン0.2％以下を少なくとも含み
残部鉄からなる組成を有するオーステナイト鋳鉄に微細
な共晶型黒鉛を晶出させてなることを特徴とする。
2.4％、マンガン0.1〜1.0％、ニッケル30.0〜34.0％、
コバルト2.0〜6.0％、リン0.2％以下を少なくとも含み
残部鉄からなる組成を有するオーステナイト鋳鉄に微細
な共晶型黒鉛を晶出させてなることを特徴とする。
これより、従来のオーステナイト鋳鉄と比較して工具
寿命、仕上面あらさが飛躍的に向上し被削性の著しく向
上した低膨張鋳鉄を得ることができる。
寿命、仕上面あらさが飛躍的に向上し被削性の著しく向
上した低膨張鋳鉄を得ることができる。
この発明の快削性低膨張鋳鉄の成分組成範囲を上記の
ように限定した理由について以下に説明する。
ように限定した理由について以下に説明する。
まず炭素は、その含有率が2.4％をこえると熱膨張係
数が増大し、1.0％未満ではひけ巣やチル等が発生しや
すく、その結果鋳造性が悪化するので好ましくない。よ
って炭素は1.0〜2.4％の範囲に限定される。またシリコ
ンが2.4％をこえると熱膨張係数が増大し、1.0％未満で
は黒鉛化作用が不十分になりチルが生成しやすく鋳造性
が悪化する。よってシリコンは1.0〜2.4％の範囲に限定
される。そしてマンガンの含有量が1.0％をこえるとマ
ンガンの偏析が生じ、熱膨張係数も大きくなる。また、
0.1％未満でも熱膨張係数は大きくなる。よってマンガ
ンは0.1〜1.0％の範囲に限定される。さらにニッケルの
含有量が34.0％をこえるか、あるいは30.0％未満では熱
膨張係数が増大するため、ニッケルの含有量は30.0％〜
34.0％に限定される。次いでコバルトの含有量が6.0％
をこえるか、あるいは2.0％未満では、やはり熱膨張係
数が増大するため、コバルトの含有量は2.0〜6.0％に限
定される。また、リンの含有量が0.2％をこえると高硬
度のステダイトが結晶粒界に析出し、被削性を害する。
このためリンの含有量は0.2％以下に限定される。そし
て、以上のような組成を有するオーステナイト鋳鉄に微
細な共晶型黒鉛を晶出させるとこれが切削時に潤滑剤、
ミクロクラック発生源として作用し、オーステナイト基
地を見かけ上脆化させる。このため従来からオーステナ
イト切削の問題とされていた工具への溶着、高延性によ
る仕上面あらさの劣化を解決することができ、工具寿
命、仕上面あらさからみた被削性を著しく改善すること
ができる。
数が増大し、1.0％未満ではひけ巣やチル等が発生しや
すく、その結果鋳造性が悪化するので好ましくない。よ
って炭素は1.0〜2.4％の範囲に限定される。またシリコ
ンが2.4％をこえると熱膨張係数が増大し、1.0％未満で
は黒鉛化作用が不十分になりチルが生成しやすく鋳造性
が悪化する。よってシリコンは1.0〜2.4％の範囲に限定
される。そしてマンガンの含有量が1.0％をこえるとマ
ンガンの偏析が生じ、熱膨張係数も大きくなる。また、
0.1％未満でも熱膨張係数は大きくなる。よってマンガ
ンは0.1〜1.0％の範囲に限定される。さらにニッケルの
含有量が34.0％をこえるか、あるいは30.0％未満では熱
膨張係数が増大するため、ニッケルの含有量は30.0％〜
34.0％に限定される。次いでコバルトの含有量が6.0％
をこえるか、あるいは2.0％未満では、やはり熱膨張係
数が増大するため、コバルトの含有量は2.0〜6.0％に限
定される。また、リンの含有量が0.2％をこえると高硬
度のステダイトが結晶粒界に析出し、被削性を害する。
このためリンの含有量は0.2％以下に限定される。そし
て、以上のような組成を有するオーステナイト鋳鉄に微
細な共晶型黒鉛を晶出させるとこれが切削時に潤滑剤、
ミクロクラック発生源として作用し、オーステナイト基
地を見かけ上脆化させる。このため従来からオーステナ
イト切削の問題とされていた工具への溶着、高延性によ
る仕上面あらさの劣化を解決することができ、工具寿
命、仕上面あらさからみた被削性を著しく改善すること
ができる。
この共晶型黒鉛を晶出させる方法としては金型に鋳造
する方法、砂型に冷し金を埋め込んで鋳造する方法、ま
たはイオウ、チタン、テルル、ビスマスから選ばれる少
なくとも１種の特殊元素を添加する方法を用いることが
できる。
する方法、砂型に冷し金を埋め込んで鋳造する方法、ま
たはイオウ、チタン、テルル、ビスマスから選ばれる少
なくとも１種の特殊元素を添加する方法を用いることが
できる。
（実施例） 以下のような組成の鋳造棒Ａ〜Ｇ（φ100×l400）を
鋳造し、０〜50℃、０〜100℃の熱膨張係数を測定した
結果を第１表に示す。
鋳造し、０〜50℃、０〜100℃の熱膨張係数を測定した
結果を第１表に示す。
第１表から炭素1.0％未満、シリコン1.0％未満、およ
び炭素2.4％以上をこえた場合、シリコン2.4％をこえた
場合ではいずれも熱膨張係数が増大することがわかる。
び炭素2.4％以上をこえた場合、シリコン2.4％をこえた
場合ではいずれも熱膨張係数が増大することがわかる。
次にいずれも炭素2.2％、シリコン2.0％、マンガン0.
5％、リン0.07％を含み、ニッケルとコバルトと鉄の３
成分の含量を変化させた鋳鉄棒（φ100×l400）Ｈ〜Ｒ
をつくり常温〜100℃における熱膨張係数を測定した結
果を第２表に示す。
5％、リン0.07％を含み、ニッケルとコバルトと鉄の３
成分の含量を変化させた鋳鉄棒（φ100×l400）Ｈ〜Ｒ
をつくり常温〜100℃における熱膨張係数を測定した結
果を第２表に示す。
第２表からニッケル30.0％未満、または34.0％をこえ
た場合、コバルト2.0％未満、または6.0％をこえた場合
になると熱膨張係数が増大することがわかる。
た場合、コバルト2.0％未満、または6.0％をこえた場合
になると熱膨張係数が増大することがわかる。
先の結果にもとづいて、熱膨張係数がもっと小さくな
る組成Ｅ（炭素2.2％、シリコン2.1％、マンガン1.0
％、ニッケル32.0％、コバルト4.2％、リン0.07％）を
用いて、片状黒鉛（ａ）、球状黒鉛（ｂ）、共晶型黒鉛
（c,d）の計４本の鋳鉄棒（φ100×l400）をつくり、そ
れぞれについて常温〜100℃の熱膨張係数、引張強さを
測定した結果を第３表に示す。
る組成Ｅ（炭素2.2％、シリコン2.1％、マンガン1.0
％、ニッケル32.0％、コバルト4.2％、リン0.07％）を
用いて、片状黒鉛（ａ）、球状黒鉛（ｂ）、共晶型黒鉛
（c,d）の計４本の鋳鉄棒（φ100×l400）をつくり、そ
れぞれについて常温〜100℃の熱膨張係数、引張強さを
測定した結果を第３表に示す。
第３表から本発明鋳鉄（c,d）は従来品（a,b）に比べ
て熱膨張係数、引張強さはほとんど変わらないことがわ
かる。
て熱膨張係数、引張強さはほとんど変わらないことがわ
かる。
次に、第１図に示すNo.1〜No.8の各鋳鉄棒について下
記条件で切削試験を行なった。その結果として、切削時
間と工具摩擦量の関係を第１図に示す。尚、第１図にお
けるNo.1の球状黒鉛は第３表の（ｂ）に、No.2の片状黒
鉛は第３表の（ａ）に、No.6の冷し金による共晶状黒鉛
は第３表の（ｃ）にそれぞれ相当する。また、第３表ａ
〜ｄの各鋳鉄棒について同様の条件で切削試験を行なっ
た結果として、一定切削面積の工具摩耗量を第２図に、
表面あらさ曲線を第３図にそれぞれ示す。
記条件で切削試験を行なった。その結果として、切削時
間と工具摩擦量の関係を第１図に示す。尚、第１図にお
けるNo.1の球状黒鉛は第３表の（ｂ）に、No.2の片状黒
鉛は第３表の（ａ）に、No.6の冷し金による共晶状黒鉛
は第３表の（ｃ）にそれぞれ相当する。また、第３表ａ
〜ｄの各鋳鉄棒について同様の条件で切削試験を行なっ
た結果として、一定切削面積の工具摩耗量を第２図に、
表面あらさ曲線を第３図にそれぞれ示す。
切削条件 工 具 K20（WC−CO系超硬材） 切削速度 200m/min 送 り 0.4mm/rev 切込み 2.0mm この第３図においては、が本発明に係る鋳鉄棒
（ｃ），が従来の鋳鉄棒（ｂ）の場合をそれぞれ示し
ている。
（ｃ），が従来の鋳鉄棒（ｂ）の場合をそれぞれ示し
ている。
これらの図より本発明鋳鉄が従来品と比べて被削性が
著しく向上していることは明らかである。
著しく向上していることは明らかである。
［発明の効果］ 実施例からも明らかなようにオーステナイト低膨張鋳
鉄に共晶型黒鉛を晶出させることにより引張強さ、低熱
膨張性を低下せずに被削性を著しく向上させることがで
きる。
鉄に共晶型黒鉛を晶出させることにより引張強さ、低熱
膨張性を低下せずに被削性を著しく向上させることがで
きる。
第１図は本発明及び従来例の切削時間と工具摩耗量の関
係を表わした特性図、第２図は一定切削面積（650cm2）
削ったときの各鋳鉄棒における工具摩耗量を示した図、
第３図は本発明及び従来例の表面あらさ曲線を示した図
である。
係を表わした特性図、第２図は一定切削面積（650cm2）
削ったときの各鋳鉄棒における工具摩耗量を示した図、
第３図は本発明及び従来例の表面あらさ曲線を示した図
である。
Claims (1)
- 【請求項１】炭素1.0〜2.4％、シリコン1.0〜2.4％、マ
ンガン0.1〜1.0％、ニッケル30.0〜34.0％、コバルト2.
0〜6.0％、リン0.2％以下を少なくとも含み残部鉄から
なる組成を有し、共晶型黒鉛組織をもつことを特徴とす
る被削性の優れた低膨張鋳鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128187A JP2590079B2 (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 被削性の優れた低膨張鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128187A JP2590079B2 (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 被削性の優れた低膨張鋳鉄 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183151A JPS63183151A (ja) | 1988-07-28 |
| JP2590079B2 true JP2590079B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=11773610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1128187A Expired - Lifetime JP2590079B2 (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 被削性の優れた低膨張鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590079B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2703236B2 (ja) * | 1987-10-26 | 1998-01-26 | 株式会社東芝 | 低熱膨脹鋳鉄および同鋳鉄を用いた研磨定盤 |
| US5173253A (en) * | 1987-10-26 | 1992-12-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Low expansion cast iron |
| JPH0699777B2 (ja) * | 1988-11-02 | 1994-12-07 | 株式会社東芝 | 低熱膨張鋳鉄の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-22 JP JP1128187A patent/JP2590079B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63183151A (ja) | 1988-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |