JP2930386B2 - リングギヤーとフライホイール一体形の製造方法 - Google Patents
リングギヤーとフライホイール一体形の製造方法Info
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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〕 （産業上の利用分野） 本発明は遠心鋳造用成形鋳型を使用して内燃機関のフ
ライホイールとリングギヤーを一体成形する製造方法に
関するものである。
ライホイールとリングギヤーを一体成形する製造方法に
関するものである。
（従来技術） 本発明に係る従来技術としては特開昭61−190018号の
公報がある。
公報がある。
このものは外周にリングギヤーを一体的に有するフラ
イホイールを製造する場合に、回転する遠心鋳造用型内
にリングギヤーに対応する部分に球状黒鉛鋳鉄組成の溶
湯を注入し、凝固させた後金型から取り出し830〜900℃
にて0.5〜３時間保持した後200〜400℃に急冷して0.5時
間以上保持するオーステンパ処理を行い、基地組織をベ
イナイトとオーステナイトの混合組織とすることを特徴
とするリングギヤーとフライホイールの一体成形技術
で、これにより騒音を防止し、製造コストを大幅に低減
するものである。
イホイールを製造する場合に、回転する遠心鋳造用型内
にリングギヤーに対応する部分に球状黒鉛鋳鉄組成の溶
湯を注入し、凝固させた後金型から取り出し830〜900℃
にて0.5〜３時間保持した後200〜400℃に急冷して0.5時
間以上保持するオーステンパ処理を行い、基地組織をベ
イナイトとオーステナイトの混合組織とすることを特徴
とするリングギヤーとフライホイールの一体成形技術
で、これにより騒音を防止し、製造コストを大幅に低減
するものである。
（発明が解決しようとする課題） しかし前記製造方法は （１）リングギヤーとフライホイールの一体成形に於い
て、次にフライホイール部に相当する所にねずみ鋳鉄成
分の溶湯を注入するという２回の注湯を行うもので、こ
のように一体鋳造作業をするために２回注湯するという
工数の増大があり、 （２）２度目の注湯のタイムラグが長いと境界面に於い
て、凝固した外層の内側面には酸化物皮膜が形成され、
又外層との境界部に生じる内層の薄い強固殻（チル層）
の存在によつて両層間に完全な接合は困難であり、タイ
ムラグが短いと外層の凝固があまり進んでいない間に内
層部を注湯するので、外層部に内層部の成分が混入して
外層の巾が薄くなる場合があり、リングギヤー部が完全
に球状黒鉛鋳鉄の成分のものになりにくく、そのタイミ
ングが困難である。
て、次にフライホイール部に相当する所にねずみ鋳鉄成
分の溶湯を注入するという２回の注湯を行うもので、こ
のように一体鋳造作業をするために２回注湯するという
工数の増大があり、 （２）２度目の注湯のタイムラグが長いと境界面に於い
て、凝固した外層の内側面には酸化物皮膜が形成され、
又外層との境界部に生じる内層の薄い強固殻（チル層）
の存在によつて両層間に完全な接合は困難であり、タイ
ムラグが短いと外層の凝固があまり進んでいない間に内
層部を注湯するので、外層部に内層部の成分が混入して
外層の巾が薄くなる場合があり、リングギヤー部が完全
に球状黒鉛鋳鉄の成分のものになりにくく、そのタイミ
ングが困難である。
（３）又前記タイミングの他に遠心鋳造時の回転数と鋳
込み温度と鋳込みにかかる時間との関係により、微妙に
フライホイールの品質が加わるためロツト間の管理がむ
つかしく、 （４）900℃以上で熱処理のために型ばらしをするので
作業性が良くない。
込み温度と鋳込みにかかる時間との関係により、微妙に
フライホイールの品質が加わるためロツト間の管理がむ
つかしく、 （４）900℃以上で熱処理のために型ばらしをするので
作業性が良くない。
という問題点がある。
本発明は遠心鋳物用成形鋳型に於いて、一度の注湯に
より成形し、強度、硬度、耐摩耗性があり、かつリング
ギヤー部を高級な球状黒鉛鋳鉄化をはかり、境界面をは
つきりさせず、境界部で割れなどの欠陥の発生のないリ
ングギヤーとフライホイールの一体化の鋳造方法を技術
的課題とするものである。
より成形し、強度、硬度、耐摩耗性があり、かつリング
ギヤー部を高級な球状黒鉛鋳鉄化をはかり、境界面をは
つきりさせず、境界部で割れなどの欠陥の発生のないリ
ングギヤーとフライホイールの一体化の鋳造方法を技術
的課題とするものである。
（課題を解決するための手段） 課題を解決するために講じた技術的手段は次のようで
ある。すなわち、 遠心鋳造用成形鋳型にてリングギヤーとフライホイー
ルの一体形を鋳造する方法に於いて、温度100〜500℃に
予熱した金型または砂形の遠心鋳造用の成形鋳型の、キ
ヤビテイ内のフライホイールの中央部に、製品粗形材の
0.2〜0.6wt％のFe−Si−Mg−RE系の円柱状又ペレツト状
の球状化処理剤をセツトした後に、化学成分でC3.0〜4.
0,Si2.0〜3.0,P＜＝0.1,S＜＝0.02,Cr＝0.2wt％の溶湯
を1350〜1550℃の注湯温度にし、遠心力GNO.1〜1000に
なるまで回転が上がつた鋳型中に所定量注湯してフライ
ホイールを製造するものであり、前記遠心力については
遠心力GN0.1〜100回転で注湯し、注湯中にGNO.100〜100
0回転まで回転を上げるリングギヤーとフライホイール
の一体形の製造方法である。
ある。すなわち、 遠心鋳造用成形鋳型にてリングギヤーとフライホイー
ルの一体形を鋳造する方法に於いて、温度100〜500℃に
予熱した金型または砂形の遠心鋳造用の成形鋳型の、キ
ヤビテイ内のフライホイールの中央部に、製品粗形材の
0.2〜0.6wt％のFe−Si−Mg−RE系の円柱状又ペレツト状
の球状化処理剤をセツトした後に、化学成分でC3.0〜4.
0,Si2.0〜3.0,P＜＝0.1,S＜＝0.02,Cr＝0.2wt％の溶湯
を1350〜1550℃の注湯温度にし、遠心力GNO.1〜1000に
なるまで回転が上がつた鋳型中に所定量注湯してフライ
ホイールを製造するものであり、前記遠心力については
遠心力GN0.1〜100回転で注湯し、注湯中にGNO.100〜100
0回転まで回転を上げるリングギヤーとフライホイール
の一体形の製造方法である。
（作用） キヤビテイの中心部で球状化処理剤により処理を受け
た溶湯は遠心力が加わることによりキヤビテイの外周部
に運ばれる。この時球状化処理剤は部分的な球状化しか
できない量であるため注湯の途中で消失し、徐々に処理
の効果の少ない溶湯が随時外周部に向かつて送られるた
め鋳型内で、最外部のリングギヤー部は球状黒鉛鋳鉄
（FCD）を形成したフライホイール部に於いては軸芯に
近づくに従つてCV黒鉛鋳鉄、更にねずみ鋳鉄（FC）と傾
斜的な組織変化を有するフライホイールが製造できるも
のである。
た溶湯は遠心力が加わることによりキヤビテイの外周部
に運ばれる。この時球状化処理剤は部分的な球状化しか
できない量であるため注湯の途中で消失し、徐々に処理
の効果の少ない溶湯が随時外周部に向かつて送られるた
め鋳型内で、最外部のリングギヤー部は球状黒鉛鋳鉄
（FCD）を形成したフライホイール部に於いては軸芯に
近づくに従つてCV黒鉛鋳鉄、更にねずみ鋳鉄（FC）と傾
斜的な組織変化を有するフライホイールが製造できるも
のである。
（実施例） 以下実施例について説明する。
第１図の10は遠心鋳造装置で、１は上型、２は下型
で、３は上型締め付け部で、４はロータ、５は回転軸
で、７はギヤー部中型で、６は湯口であり、P1はリング
ギヤー部とフライホイール本体部の一体成形するための
キヤビテイ部である。
で、３は上型締め付け部で、４はロータ、５は回転軸
で、７はギヤー部中型で、６は湯口であり、P1はリング
ギヤー部とフライホイール本体部の一体成形するための
キヤビテイ部である。
前記遠心鋳造装置10に於いて、その鋳造方法を説明す
れば、 鋳型キヤビテイ内には予め型を400℃に予熱した後、
球状化処理剤8aとして40gの円柱状のFe−Si−Mg−RE系
処理剤を下型２の軸芯凹部に0.5wt％となるように入
れ、C3.5,Si2.2,Mn0.3,P0.04,S0.01各wt％の組成の1400
〜1420℃の溶湯を回転軸５を中心に低速回転（キヤビテ
イ最外周部で100G）させた鋳型内に湯口６より注湯を開
始し、（この時溶湯は中心部に留まり球状化処理剤との
反応が完全に行われる。）それとほぼ同時に回転を増加
し、（この時処理を受けた溶湯は外周ギヤー部に運ばれ
る）そして、注湯完了までに高速回転（キヤビテイ最外
周で1000G）に回転を増加させて成形に必要な最鋳込む
もので、第１図の一点鎖線９は溶湯の回転状態で、湯口
の寸法はａ＜＝ｂが好ましい。
れば、 鋳型キヤビテイ内には予め型を400℃に予熱した後、
球状化処理剤8aとして40gの円柱状のFe−Si−Mg−RE系
処理剤を下型２の軸芯凹部に0.5wt％となるように入
れ、C3.5,Si2.2,Mn0.3,P0.04,S0.01各wt％の組成の1400
〜1420℃の溶湯を回転軸５を中心に低速回転（キヤビテ
イ最外周部で100G）させた鋳型内に湯口６より注湯を開
始し、（この時溶湯は中心部に留まり球状化処理剤との
反応が完全に行われる。）それとほぼ同時に回転を増加
し、（この時処理を受けた溶湯は外周ギヤー部に運ばれ
る）そして、注湯完了までに高速回転（キヤビテイ最外
周で1000G）に回転を増加させて成形に必要な最鋳込む
もので、第１図の一点鎖線９は溶湯の回転状態で、湯口
の寸法はａ＜＝ｂが好ましい。
前記方法にて得られた製品を第３図に、その組織図を
第４図に示す。第２図は前記処理剤8bとしてペレツト状
のものを使用しているところを示す。
第４図に示す。第２図は前記処理剤8bとしてペレツト状
のものを使用しているところを示す。
第３図の本法でのリングギヤーとフライホイールを一
体で成形した製品に於いて、黒鉛の組織は11に示す最外
周のリングギヤー部Ａ、12に示すフライホイール部の外
周部Ｂ、そうして内周部Ｃの13に示すように製品の外周
から内側に組織が傾斜的に変化するもので第４図のA,B,
Cはその拡大図である。
体で成形した製品に於いて、黒鉛の組織は11に示す最外
周のリングギヤー部Ａ、12に示すフライホイール部の外
周部Ｂ、そうして内周部Ｃの13に示すように製品の外周
から内側に組織が傾斜的に変化するもので第４図のA,B,
Cはその拡大図である。
第４図に於いて14は球状黒鉛鋳鉄、15はCV黒鉛鋳鉄、
16は片状黒鉛鋳鉄で、本実施例では球状黒鉛状態のリン
グギヤー部を含む20〜30mm程度の幅でFCD45の材質を示
し、フライホイール部ではFCV30〜FC20程度の材質とい
う構成である。
16は片状黒鉛鋳鉄で、本実施例では球状黒鉛状態のリン
グギヤー部を含む20〜30mm程度の幅でFCD45の材質を示
し、フライホイール部ではFCV30〜FC20程度の材質とい
う構成である。
第５図は従来技術の製品で、リングギヤー部11のFCD
材質とフライホイール部12のFC材との境界17に示す様
に、微視的に見ると２度目の注湯のタイミングが悪いと
湯境が所々にみられる場合がある。
材質とフライホイール部12のFC材との境界17に示す様
に、微視的に見ると２度目の注湯のタイミングが悪いと
湯境が所々にみられる場合がある。
本製法は、一度の注湯で各層の境界が明らかでなく、
傾斜的に変化しており、従来の複合式フライホイールの
境界問題を解決したフライホイールである。
傾斜的に変化しており、従来の複合式フライホイールの
境界問題を解決したフライホイールである。
第１表に本発明の製法で製造した製品の特性を示す。
第１表より優れた耐摩耗性と高疲労強度が要求される
リングギヤー部がフライホイール部に比べ、優れた機械
的特性を示し、又騒音制御のため高域衰能が要求される
フライホイール部に於いて、FC10〜25の減衰性に優れた
特性を示している。
リングギヤー部がフライホイール部に比べ、優れた機械
的特性を示し、又騒音制御のため高域衰能が要求される
フライホイール部に於いて、FC10〜25の減衰性に優れた
特性を示している。
本発明は次の効果を有する。すなわち、 （１）強度、硬度、耐摩耗性等の必要なリングギヤー部
分のみに球状黒鉛鋳鉄化（FCD）が可能である。
分のみに球状黒鉛鋳鉄化（FCD）が可能である。
（２）多段階（２度以上）に分けて注湯するのではな
く、１度だけの注湯作業でリングギヤー部にとつて必要
な機能、フライホイール部にとつて必要な機能（減衰能
FC20程度）が同時に付与でき、工数短縮及び溶湯の管理
が用意である。
く、１度だけの注湯作業でリングギヤー部にとつて必要
な機能、フライホイール部にとつて必要な機能（減衰能
FC20程度）が同時に付与でき、工数短縮及び溶湯の管理
が用意である。
（３）リングギヤー部とフライホイール部との境界なし
に、一体成形することができるので、従来技術の様な境
界部の接合不良とか、熱膨張率の相違による内部残留応
力による割れの発生といつた接合境界での欠陥の要因を
なくすることができる。
に、一体成形することができるので、従来技術の様な境
界部の接合不良とか、熱膨張率の相違による内部残留応
力による割れの発生といつた接合境界での欠陥の要因を
なくすることができる。
（４）鋳型内での球状化処理であるので、処理剤、とく
にMg分の歩留まりが良く、しかも接種効果の効率も良
い。
にMg分の歩留まりが良く、しかも接種効果の効率も良
い。
（５）処理剤との反応中に遠心力も働いているために、
処理的に発生するガスやスラグが遠心力により鋳物外へ
用意に排出され、かつ緻密で健全な鋳物の製造ができ
る。
処理的に発生するガスやスラグが遠心力により鋳物外へ
用意に排出され、かつ緻密で健全な鋳物の製造ができ
る。
（６）鋳型内の球状化処理剤として粉状のものを使用す
る場合もあるが、前記粉状の処理剤は溶湯に充分溶融さ
れない状態で遠心力によりリングギヤー部の先端へ移動
するために球状黒鉛の形成が出来ない場合もあるが、本
成形法では円柱状、又は、ペレツト状の球状化処理剤が
充分に溶融された後リングギヤー先端部へ遠心力により
移動するために100％球状黒鉛化が可能である。
る場合もあるが、前記粉状の処理剤は溶湯に充分溶融さ
れない状態で遠心力によりリングギヤー部の先端へ移動
するために球状黒鉛の形成が出来ない場合もあるが、本
成形法では円柱状、又は、ペレツト状の球状化処理剤が
充分に溶融された後リングギヤー先端部へ遠心力により
移動するために100％球状黒鉛化が可能である。
第１図は本実施例により鋳造成形装置の断面図、第２図
はペレツト状の球状化処理剤を使用する場合の拡大断面
図、第３図は本実施例により作成された製品の説明図、
第４図は第３図の製品の組織図、第５図は従来法による
製品の断面図、第６図は本実施例の製品の硬さ分布であ
る。 8a,8b……球状化処理剤、10……遠心鋳造用成形装置、P
1,P2……キヤビテイ、Ａ……球状黒鉛鋳鉄、Ｂ……CV黒
鉛鋳鉄＋ねずみ鋳鉄、Ｃ……ねずみ鋳鉄。
はペレツト状の球状化処理剤を使用する場合の拡大断面
図、第３図は本実施例により作成された製品の説明図、
第４図は第３図の製品の組織図、第５図は従来法による
製品の断面図、第６図は本実施例の製品の硬さ分布であ
る。 8a,8b……球状化処理剤、10……遠心鋳造用成形装置、P
1,P2……キヤビテイ、Ａ……球状黒鉛鋳鉄、Ｂ……CV黒
鉛鋳鉄＋ねずみ鋳鉄、Ｃ……ねずみ鋳鉄。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｆ 15/30 Ｆ１６Ｆ 15/30 Ｖ (72)発明者 秋田 憲宏 愛知県豊田市高丘新町天王１番地 アイ シン高丘株式会社内 (72)発明者 栗熊 勉 愛知県豊田市高丘新町天王１番地 アイ シン高丘株式会社内 審査官 金 公彦 (56)参考文献 特開 平３−5055（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−154861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−203653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−26046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 13/04 B22D 13/10 B22D 14/16 F16F 15/30
Claims (2)
- 【請求項１】遠心鋳造用成形鋳型にてリングギヤーとフ
ライホイールの一体形を鋳造する方法に於いて、温度10
0〜500℃に予熱した遠心鋳造用の成形鋳型のキヤビテイ
内の軸芯に0.2〜0.6wt％のFe−Si−Mg−RE系の円柱状又
はペレツト状の球状化処理剤をセツトした後に化学成分
がC3.0〜4.0,Si2.0〜3.0,P＜＝0.1,S＜＝0.02,Cr＝0.2w
t％の溶湯を1350〜1550℃の注湯温度にし、遠心力GNO.1
〜1000になるまで回転が上がつた前記鋳型中に所定量注
湯して、鋳型キヤビテイ内の最外周部のリングギヤー部
に球状黒鉛を形成し、フライホイール部は軸芯に近づく
に従つてCV黒鉛鋳鉄、更にねずみ鋳鉄と傾斜的な組織変
化を有するリングギヤーとフライホイール一体形の製造
方法。 - 【請求項２】請求項１に示す遠心力GNO.1〜100の回転で
注湯を開始し、注湯注にGNO100〜1000回転まで回転を上
げるリングギヤーとフライホイールの一体形の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19656890A JP2930386B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | リングギヤーとフライホイール一体形の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19656890A JP2930386B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | リングギヤーとフライホイール一体形の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484653A JPH0484653A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2930386B2 true JP2930386B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=16359905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19656890A Expired - Fee Related JP2930386B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | リングギヤーとフライホイール一体形の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2930386B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102168218B (zh) * | 2010-02-25 | 2013-07-10 | 上海圣德曼铸造有限公司 | 一种低硅球化剂及其制备方法 |
| CN102601338B (zh) * | 2012-03-21 | 2014-01-29 | 重庆大学 | 一种离心铸造生产镁合金大型环件的方法 |
| CN103639370B (zh) * | 2013-11-29 | 2015-07-22 | 杨国能 | 飞轮的铸造方法 |
| CN107866532A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-04-03 | 信阳同合车轮有限公司 | 一种起重机车轮石墨型挂砂衬重力铸造工艺 |
| CN115488321A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-20 | 广西达业科技有限公司 | 一种双金属组合飞轮总成的铸造方法 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP19656890A patent/JP2930386B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0484653A (ja) | 1992-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |