JPH0586437A - Cast iron having scuffing resistance and wear resistance - Google Patents
Cast iron having scuffing resistance and wear resistanceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、往復動内燃機関等に使
用されるピストンリング等、高度の耐スカッフ性及び耐
摩耗性が要求される鋳鉄材料に関し、さらに詳しくは、
このような要求特性を有する薄肉のコンパクテッド・バ
ーミキュラー黒鉛鋳鉄に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cast iron material such as a piston ring used in a reciprocating internal combustion engine or the like, which is required to have a high degree of scuff resistance and wear resistance.
The present invention relates to a thin-walled compacted vermicular graphite cast iron having such required characteristics.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、ねずみ鋳鉄よりも改善された耐スカッフ性及び耐摩
耗性を有する鋳鉄材料として、パーライト基地中にコン
パクテッド・バーミキュラー（ＣＶ）黒鉛と、Ｃｒ，Ｖ
を含む面積比で３〜15％の複炭化物とが均一に分布した
組織を有するＣＶ黒鉛鋳鉄が知られている（特許第1402
061 号）。2. Description of the Related Art Conventionally, as a cast iron material having improved scuff resistance and wear resistance over gray cast iron, compacted vermicular (CV) graphite in a pearlite matrix, Cr, V
CV graphite cast iron having a structure in which 3 to 15% of an area ratio including double carbide is uniformly distributed is known (Patent No. 1402).
No. 061).
【０００３】このような従来のＣＶ黒鉛鋳鉄において
は、薄肉鋳物としたときに、基地をパーライトとすれば
遊離フェライトが出現しやすく、鋳造性に難点がある。
また、ＣＶ化の管理が難しく、球状化が進みすぎると球
状黒鉛鋳鉄に近くなり、慴動特性の悪化が認められる。
逆にＣＶ化が進まないと、片状黒鉛鋳鉄になり、強度が
不足になるという問題がある。In such a conventional CV graphite cast iron, if a base material is pearlite, free ferrite is liable to appear in a thin cast product, and there is a problem in castability.
Further, it is difficult to control CV formation, and if spheroidization proceeds too much, it becomes close to spheroidal graphite cast iron, and deterioration of sliding characteristics is recognized.
On the other hand, if the CV formation does not proceed, there is a problem that flake graphite cast iron is formed and the strength becomes insufficient.
【０００４】従って、本発明の目的は、上記問題点を克
服し、靱性に優れているとともに耐スカッフ性及び耐摩
耗性にも優れた薄肉のＣＶ黒鉛鋳鉄を提供することであ
る。Therefore, an object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems and to provide a thin-walled CV graphite cast iron which is excellent in toughness, scuff resistance and wear resistance.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の薄肉のコンパク
テッド・バーミキュラー黒鉛鋳鉄は、重量比で、3.2〜
4.0 ％のＣ、1.5 〜2.8 ％のＳｉ、0.3 〜0.7 ％のＭ
ｎ、0.05％以下のＰ、0.015 ％以下のＳ、0.05〜0.5 ％
のＣｒ、0.05〜0.15％のＶ、0.7 〜1.5 ％のＮｉ、0.5
〜3.0 ％のＣｕ、残部が実質的にＦｅからなり、焼戻し
マルテンサイトまたはベーナイト基地中にコンパクテッ
ド・バーミキュラー黒鉛を有することを特徴とする。The thin compacted vermicular graphite cast iron of the present invention has a weight ratio of 3.2-
4.0% C, 1.5-2.8% Si, 0.3-0.7% M
n, P less than 0.05%, S less than 0.015%, 0.05-0.5%
Cr, 0.05-0.15% V, 0.7-1.5% Ni, 0.5
.About.3.0% Cu, the balance being substantially Fe and having compacted vermicular graphite in the tempered martensite or bainite matrix.
【０００６】本発明のコンパクテッド・バーミキュラー
黒鉛鋳鉄の化学組成について、以下詳細に説明する。The chemical composition of the compacted vermicular graphite cast iron of the present invention will be described in detail below.
【０００７】（1)Ｃ：3.2 〜4.0 重量％ 薄肉の場合、Ｃが3.2 重量％未満だと、チルが発生しや
すく、また4.0 重量％を超えると黒鉛の析出量が多くな
りすぎて、靱性が低下する。(1) C: 3.2 to 4.0% by weight In the case of a thin wall, if C is less than 3.2% by weight, chill is likely to occur, and if it exceeds 4.0% by weight, the amount of precipitated graphite is too much and the toughness is high. Is reduced.
【０００８】（2)Ｓｉ：1.5 〜2.8 重量％ 薄肉の場合、Ｓｉが1.5 重量％未満だと、チルが発生し
やすく、また2.8 重量％を超えると黒鉛化を促進する効
果が大きくなりすぎる。(2) Si: 1.5 to 2.8% by weight In the case of a thin wall, if Si is less than 1.5% by weight, chill tends to occur, and if it exceeds 2.8% by weight, the effect of promoting graphitization becomes too large.
【０００９】（3)Ｍｎ：0.3 〜0.7 重量％ Ｍｎは一般の鉄鋼材料中に不可避的に存在する元素であ
って、基地のパーライトを安定化して遊離フェライトの
生成を抑える作用があり、また硫黄と結合してＭｎＳを
形成し、硫黄の悪影響を中和する。 しかしながら、Ｍ
ｎの含有量が多くなりすぎると、靱性が阻害されるの
で、0.7 重量％以下とする。(3) Mn: 0.3 to 0.7% by weight Mn is an element which is inevitably present in general steel materials and has an action of stabilizing matrix pearlite and suppressing the formation of free ferrite. Binds to form MnS and neutralizes the adverse effects of sulfur. However, M
If the content of n is too large, the toughness is impaired, so the content should be 0.7% by weight or less.
【００１０】（4)Ｐ：0.05重量％以下 Ｐは、一般に鋳鉄にあっては組織中にステダイトを晶出
して耐摩耗性を改善する作用を有するが、靱性を害する
ようになるので、本発明にあっては少ないほど望まし
い。したがって、0.05重量％以下とする。(4) P: 0.05% by weight or less Generally, in cast iron, P has the action of crystallizing steadite in the structure to improve wear resistance, but it impairs toughness, so the present invention In that case, the less the better. Therefore, it should be 0.05% by weight or less.
【００１１】（5)Ｓ：0.015 重量％以下 Ｓは、黒鉛形状を片状にする作用を有するので、少ない
ほど望ましく、本発明にあっては0.015 重量％以下とす
る。(5) S: 0.015% by weight or less S has an action of flake the graphite shape, so it is desirable to be small, and in the present invention, it is 0.015% by weight or less.
【００１２】（6)Ｃｒ：0.05〜0.5 重量％、Ｖ：0.05〜
0.15重量％ Ｃｒ及びＶは、薄肉の場合、炭化物の形成により鋳鉄の
脆化を引き起こすが、少量では基地組織内に固溶して高
温強度を高める。またＣｒは耐銹性及び耐酸化性を向上
し、Ｖは黒鉛組織の微細化に効果がある。したがって、
Ｃｒ及びＶの下限をそれぞれ0.05重量％とする。しか
し、Ｃｒが多すぎると炭化物が発生し脆くなり靱性を害
する。またＶが多すぎると、炭化物が発生して脆くな
り、靱性を害する。したがって、Ｃｒは0.05〜0.5 重量
％とし、Ｖは0.05〜0.15重量％とする。(6) Cr: 0.05 to 0.5% by weight, V: 0.05 to
0.15 wt% Cr and V cause embrittlement of cast iron due to the formation of carbides in the case of a thin wall, but a small amount solid dissolves in the matrix structure to enhance the high temperature strength. Further, Cr improves rust resistance and oxidation resistance, and V is effective in refining the graphite structure. Therefore,
The lower limits of Cr and V are each 0.05% by weight. However, if the amount of Cr is too large, carbides are generated and become brittle, which impairs toughness. On the other hand, if V is too large, carbides are generated and become brittle, which impairs toughness. Therefore, Cr is 0.05 to 0.5% by weight, and V is 0.05 to 0.15% by weight.
【００１３】（7)Ｎｉ：0.7 〜1.5 重量％、Ｃｕ：0.5
〜3.0 重量％ Ｎｉ及びＣｕは、いずれも遊離フェライトの生成を抑え
て基地組織をパーライトにするとともに靱性を改善す
る。しかし、薄肉の場合、Ｎｉが0.7 重量％未満、Ｃｕ
が0.5 重量％未満であると、上記効果は不十分である。
一方Ｎｉが1.5 重量％を超えるとチル化が進む。Ｃｕは
耐蝕性を向上させるが、3.0 重量％を超えても上記効果
の増大は顕著でない。(7) Ni: 0.7 to 1.5% by weight, Cu: 0.5
˜3.0 wt% Ni and Cu both suppress the formation of free ferrite to make the matrix structure pearlite and improve toughness. However, in the case of thin wall, Ni less than 0.7% by weight, Cu
If less than 0.5% by weight, the above effect is insufficient.
On the other hand, if Ni exceeds 1.5% by weight, chilling proceeds. Cu improves the corrosion resistance, but even if it exceeds 3.0% by weight, the above effect is not significantly increased.
【００１４】基地組織に関しては、遊離フェライトが出
て耐スカッフ性及び耐摩耗性に悪影響を与えないよう
に、焼入れ、焼戻しを行い、焼戻しマルテンサイトまた
はベイナイト基地組織とする必要がある。焼入れは、肉
厚に応じて850〜950 ℃の範囲内の温度で30分〜２時間
保持することにより行う。また焼戻しは、肉厚に応じて
500 〜600 ℃の範囲内の温度で３〜６時間保持すること
により行う。Regarding the matrix structure, it is necessary to perform quenching and tempering to obtain a tempered martensite or bainite matrix structure so that free ferrite does not come out and adversely affect the scuff resistance and wear resistance. Quenching is performed by holding at a temperature within the range of 850 to 950 ° C. for 30 minutes to 2 hours depending on the wall thickness. Also, tempering depends on the wall thickness
It is carried out by holding at a temperature in the range of 500 to 600 ° C. for 3 to 6 hours.
【００１５】このようにして得られる本発明のコンパク
テッド・バーミキュラー黒鉛鋳鉄は、上記組成を有する
ために、薄肉としても基地が基本的にマルテンサイト又
はベーナイトからなり、基地中に微細に分散したＣＶ黒
鉛を有するので、良好な機械的強度を有するとともに、
耐スカッフ性及び耐摩耗性に優れている。なお、本発明
において、薄肉とは約10mm以下の厚さをいう。厚さの下
限については、鋳造上の制約により決まるが、可能な下
限は 4.5mm程度までである。これに対して、従来のＣＶ
黒鉛鋳鉄では、10mm以上の肉厚がないと、マルテンサイ
トまたはベーナイト基地組織が得られず、球状黒鉛鋳鉄
化してしまう。Since the compacted vermicular graphite cast iron of the present invention thus obtained has the above composition, the matrix is basically composed of martensite or bainite even if it is thin, and CV finely dispersed in the matrix. Since it has graphite, it has good mechanical strength and
Has excellent scuff resistance and wear resistance. In addition, in the present invention, the thin wall means a thickness of about 10 mm or less. The lower limit of thickness is determined by casting restrictions, but the lower limit is about 4.5 mm. On the other hand, conventional CV
If the graphite cast iron does not have a wall thickness of 10 mm or more, a martensite or bainite matrix structure cannot be obtained, and spheroidal graphite cast iron is formed.
【００１６】[0016]
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明する。The present invention will be described in more detail by the following examples.
【００１７】実施例１、比較例１〜３ 表１に示す組成となるように、鋼屑、ＦＬＭＳ銑鉄、Ｃ
Ｖ黒鉛鋳鉄戻り屑、炭素粉、フェロシリコン、フェロマ
ンガン、フェロクロム、フェロバナジウム、電解ニッケ
ル、電気銅を配合し、高周波電気炉で溶解、出湯した。
1530℃で、Ｓｉ60重量％、Ｃａ10重量％、Ｃｅ５重量
％、残部Ｆｅからなる接種剤（「ＣＶアロイ」大阪特殊
合金（株）製）を0.3 重量％接種し、次いでＳｉ50重量
％、残部Ｆｅからなる接種剤（「50Ｓ」矢作製鉄（株）
製）を後期接種した。続いて、接種した溶湯を生砂型に
鋳込んで、上部に押し湯を付した高さ75mm、幅85mm、厚
さ７mmの供試材を得た。そして、900 ℃で1.5 時間加熱
後油冷し、次いで540 ℃で５時間加熱後空冷した。 Example 1, Comparative Examples 1 to 3 Steel scraps, FLMS pig iron, and C so as to have the compositions shown in Table 1.
V graphite cast iron return scrap, carbon powder, ferrosilicon, ferromanganese, ferrochrome, ferrovanadium, electrolytic nickel, electrolytic copper were mixed, melted in a high-frequency electric furnace, and tapped.
At 1530 ° C, 0.3% by weight of an inoculant (“CV Alloy” manufactured by Osaka Special Alloy Co., Ltd.) consisting of 60% by weight of Si, 10% by weight of Ca, 5% by weight of Ce, and the balance of Fe was inoculated. Inoculant ("50S" arrow-making iron Co., Ltd.
Manufactured) was inoculated later. Subsequently, the inoculated molten metal was cast into a green sand mold to obtain a test material having a height of 75 mm, a width of 85 mm, and a thickness of 7 mm, which was topped with hot water. Then, it was heated at 900 ° C. for 1.5 hours, cooled with oil, then heated at 540 ° C. for 5 hours and then air-cooled.
【００１８】また、比較のために表１に示す組成の従来
のＣＶ黒鉛鋳鉄（比較例１）及びねずみ鋳鉄（比較例
２）について、上記と同じ供試材を作成した。ただし、
比較例１のＣＶ黒鉛鋳鉄の供試材の厚さは、25mmとし
た。For comparison, the same CV graphite cast iron (Comparative Example 1) and gray cast iron (Comparative Example 2) having the compositions shown in Table 1 were prepared as the same test materials as above. However,
The thickness of the CV graphite cast iron test material of Comparative Example 1 was 25 mm.
【００１９】このようにして得られた供試材について、
金属組織を調べるために顕微鏡写真を撮った。図１は実
施例１の供試材の金属組織（腐食無し）を示す顕微鏡写
真（×100 ）であり、図２は同じく実施例１の供試材の
金属組織（ナイタール腐食）を示す顕微鏡写真（×400
）であり、図３は比較例１のＣＶ黒鉛鋳鉄の金属組織
（腐食無し）を示す顕微鏡写真（×100 ）であり、図４
は同じく比較例１のＣＶ黒鉛鋳鉄の金属組織（ナイター
ル腐食）を示す顕微鏡写真（×400 ）であり、図５は比
較例２のねずみ鋳鉄の金属組織（腐食無し）を示す顕微
鏡写真（×100 ）であり、図６は同じく比較例２のねず
み鋳鉄の金属組織（ナイタール腐食）を示す顕微鏡写真
（×400 ）である。Regarding the test materials thus obtained,
Micrographs were taken to examine the metallographic structure. FIG. 1 is a photomicrograph (× 100) showing the metal structure (no corrosion) of the sample material of Example 1, and FIG. 2 is a photomicrograph showing the metal structure (nital corrosion) of the sample material of Example 1 as well. (× 400
3) is a photomicrograph (× 100) showing the metal structure (no corrosion) of the CV graphite cast iron of Comparative Example 1, and FIG.
Is a micrograph (× 400) showing the metal structure (nital corrosion) of the CV graphite cast iron of Comparative Example 1, and FIG. 5 is a micrograph (× 100) showing the metal structure of the gray cast iron of Comparative Example 2 (no corrosion). 6) is a photomicrograph (× 400) showing the metal structure (nital corrosion) of the gray cast iron of Comparative Example 2 as well.
【００２０】本発明の薄肉のＣＶ黒鉛鋳鉄の金属組織に
おいては、図１に示すように、図３の従来の厚肉のＣＶ
黒鉛鋳鉄の金属組織と比較して、1/2 〜1/4 の大きさの
ＣＶ黒鉛として晶出しており、図２に示すように、耐ス
カッフ性及び耐摩耗性に影響を及ぼす遊離フェライトは
全く存在しない。In the metal structure of the thin CV graphite cast iron of the present invention, as shown in FIG. 1, the conventional thick CV of FIG. 3 is used.
Compared with the metallic structure of graphite cast iron, it crystallized as CV graphite having a size of 1/2 to 1/4, and as shown in FIG. 2, free ferrite that affects scuff resistance and wear resistance is It doesn't exist at all.
【００２１】次に、これらの供試材について以下のテス
トを行った。Next, the following tests were conducted on these test materials.
【００２２】（1)機械的強度試験 これらの供試材から機械加工により、それぞれ以下の試
験片を得た。 引張試験片として、ＪＩＳ １４Ｂの試験片 抗折試験片として、５mm×５mm×60mmの試験片 衝撃試験片として、シャルピー試験片（無溝）(1) Mechanical Strength Test The following test pieces were obtained from these test materials by machining. JIS 14B test piece as tensile test piece 5mm × 5mm × 60mm test piece as bending test piece Charpy test piece (no groove) as impact test piece
【００２３】これらの試験片に対して、引張試験、抗折
試験、衝撃試験及び硬さ試験を行った。結果を表２に示
す。Tensile tests, bending tests, impact tests and hardness tests were carried out on these test pieces. The results are shown in Table 2.
【００２４】 表１ 化学成分（重量％） 例Ｎｏ． Ｃ Si Mn Ｐ Ｓ 実施例１ 3.78 2.50 0.53 0.049 0.011 比較例１ 3.63 1.53 0.17 0.03 0.007 比較例２ 3.40 2.72 0.70 0.38 0.087 Table 1 Chemical composition (% by weight) Example No. C Si Mn P S Example 1 3.78 2.50 0.53 0.049 0.011 Comparative Example 1 3.63 1.53 0.17 0.03 0.007 Comparative Example 2 3.40 2.72 0.70 0.38 0.087
【００２５】 表１（続き） 化学成分（重量％） 例Ｎｏ． Cr Ni Cu Ｖ 実施例１ 0.1 1.06 2.70 0.058 比較例１ 0.39 1.95 1.12 0.12 比較例２ − − 0.75 − Table 1 (continued) Chemical composition (% by weight) Example No. Cr Ni Cu V Example 1 0.1 1.06 2.70 0.058 Comparative Example 1 0.39 1.95 1.12 0.12 Comparative Example 2 − − 0.75 −
【００２６】 表２ 引張強さ 抗折力 衝撃値 硬さ例Ｎｏ． (kgf/mm2 ) (kgf/mm2 ) (kgf・m/cm2 ) （ＨＲＢ) 実施例１ 65 133 0.77 109 比較例１ 60 130 0.74 105 比較例２ 38 60 0.45 105Table 2 Tensile strength Bending strength Impact value Hardness example No. (kgf / mm 2 ) (kgf / mm 2 ) (kgf · m / cm 2 ) (HRB) Example 1 65 133 0.77 109 Comparative Example 1 60 130 0.74 105 Comparative Example 2 38 60 0.45 105
【００２７】表２の結果から明らかなように、本発明
のＣＶ黒鉛鋳鉄は、従来のＣＶ黒鉛鋳鉄（比較例１）及
びねずみ鋳鉄（比較例２）に比較して、機械的強度が大
きく、かつ硬度も高い。As is clear from the results shown in Table 2, the CV graphite cast iron of the present invention has a greater mechanical strength than the conventional CV graphite cast iron (Comparative Example 1) and gray cast iron (Comparative Example 2). And the hardness is also high.
【００２８】（2)スカッフ試験 実施例１のＣＶ黒鉛鋳鉄、及び比較材として従来のＣＶ
黒鉛鋳鉄（比較例１）、ねずみ鋳鉄（比較例２）及び球
状黒鉛鋳鉄ＦＣＤ７０（比較例３）に対して、下記装置
及び方法で、耐スカッフ性（耐焼付性）試験を行った。(2) Scuff test CV graphite cast iron of Example 1 and a conventional CV as a comparative material
A scuff resistance (seizure resistance) test was performed on graphite cast iron (Comparative Example 1), gray cast iron (Comparative Example 2), and spheroidal graphite cast iron FCD70 (Comparative Example 3) by the following apparatus and method.
【００２９】図７は試験装置の要部を示す部分断面図、
図８は図７中のＡ−Ａ矢視図である。ステータホルダ１
に、シリンダ材として使用される鋳鉄材ＦＣ２５製で摺
動面２１がホーニング仕上げされた円板２（直径80mm、
厚さ10mm）が取外し可能に取付けられており、その中央
には裏側から注油孔３を通して潤滑油が注油されるよう
になっている。ここでステータホルダ１には油圧装置
（図示せず）によって、第７図において右方向へ向けて
所定の押圧力（Ｐ）がかかるようにしてある。円板２に
対向するロータ４上に取り付けられた試験片保持具４ａ
には、回転軸と同心状の円周上に等間隔に４個の取り付
け孔が刻設されており、それぞれに試験片５が取りつけ
られる。それぞれ所定の表面処理が施された試験片５の
５mm×５mmの先端面が円板２の摺動面２１に接触し、駆
動装置（図示せず）によって所定速度で回転する。FIG. 7 is a partial sectional view showing the main part of the test apparatus.
8 is a view on arrow AA in FIG. 7. Stator holder 1
In addition, the circular plate 2 (diameter 80 mm, made of cast iron material FC25 used as a cylinder material and having the sliding surface 21 finished by honing)
(Thickness 10 mm) is removably attached, and lubricating oil is lubricated in the center from the back side through the lubrication hole 3. Here, a predetermined pressing force (P) is applied to the stator holder 1 rightward in FIG. 7 by a hydraulic device (not shown). Test piece holder 4a mounted on the rotor 4 facing the disc 2
Has four mounting holes formed at equal intervals on a circumference concentric with the rotating shaft, and the test piece 5 is attached to each of the mounting holes. The tip surface of 5 mm × 5 mm of the test piece 5 each subjected to a predetermined surface contact with the sliding surface 21 of the disc 2 and is rotated at a predetermined speed by a driving device (not shown).
【００３０】以上の装置を用いて、ステータ側の注油孔
３から一定温度の潤滑油を摺動面に供給しながら試験を
行った。ロータ４を回転させると試験片５と円板２との
間の摩擦によって、ステータホルダ１にトルクＦ（図８
中のＦ）が生ずるが、そのトルクＦをスピンドル６を介
してロードセル７により検知し、押圧力の変化によるト
ルクＦの変化を動歪計８で読み取り、記録計９により記
録した。スカッフ（焼付）が生じるとトルクＦが急激に
上昇するので、その時の押圧力をもって試験片の耐スカ
ッフ性とした。Using the above apparatus, a test was conducted while supplying lubricating oil at a constant temperature to the sliding surface from the oil injection hole 3 on the stator side. When the rotor 4 is rotated, the torque F (see FIG. 8) is applied to the stator holder 1 due to the friction between the test piece 5 and the disc 2.
The torque F is detected by the load cell 7 through the spindle 6, and the change in the torque F due to the change in the pressing force is read by the dynamic strain gauge 8 and recorded by the recorder 9. When scuffing (baking) occurs, the torque F sharply rises, so the pressing force at that time was taken as the scuffing resistance of the test piece.
【００３１】試験条件は次に示す通りであった。 摩擦速度 ： ８m/sec 潤滑油 ： 無添加モータオイル＃30 油温 ： 80℃ 給油量 ： 400 cc/sec 接触面圧 ： 40 kg/cm2 で20分間馴み運転後、50kg
/cm 2 で３分間、次いで３分毎に10 kg/cm2 ずつ増圧し
た。 結果を図１０に示す。The test conditions were as follows: Friction speed: 8 m / sec Lubricating oil: Additive motor oil # 30 Oil temperature: 80 ° C Lubrication amount: 400 cc / sec Contact surface pressure: 40 kg / cm 2 After acclimatizing for 20 minutes, 50 kg
The pressure was increased by 3 kg / cm 2 for 3 minutes and then 10 kg / cm 2 every 3 minutes. The results are shown in Fig. 10.
【００３２】図10の結果から明らかなように、本発明の
ＣＶ黒鉛鋳鉄は、ねずみ鋳鉄（比較例２）及び球状黒鉛
鋳鉄（比較例３）と比較して、良好な耐スカッフ性を有
する。As is clear from the results of FIG. 10, the CV graphite cast iron of the present invention has better scuff resistance than the gray cast iron (Comparative Example 2) and the spheroidal graphite cast iron (Comparative Example 3).
【００３３】（3)摩耗試験 試験片として、５mm×５mm×21mmで一方を10Ｒに加工し
たものを用いた。試験装置は、図９に概略的に示すもの
で、円柱状のドラム10の輪部にはヒータ11が入ってお
り、所定の温度に保たれるようになっていて、駆動装置
によって所定の速度で回転する。そのドラム10の側面に
はポンプ（図示せず）によって所定の割合で潤滑油が滴
下され、その部分に試験片12の10Ｒ加工した部分がエア
ーシリンダ13により押し当てられている。(3) Abrasion test As a test piece, one having a size of 5 mm × 5 mm × 21 mm and one of which was processed to 10R was used. The test device is shown schematically in FIG. 9, and the heater of the cylindrical drum 10 is contained in the wheel part so that it can be maintained at a predetermined temperature. To rotate. Lubricating oil is dripped on the side surface of the drum 10 at a predetermined ratio by a pump (not shown), and the 10R processed portion of the test piece 12 is pressed against the portion by an air cylinder 13.
【００３４】このような装置において、ドラム10を180
℃の温度に保っておき、潤滑油を所定の割合で流しなが
ら、試験片を50Kgの圧力でドラム10の側面に当てる。４
時間後試験片の摩耗量を高さ寸法の減少でもって求め、
相手材の摩耗量はドラム10の側面にできた溝の断面積と
して求めた。試験条件は次に示す通りである。In such a device, the drum 10 is
The test piece is applied to the side surface of the drum 10 at a pressure of 50 Kg while keeping the temperature of 0 ° C. and flowing the lubricating oil at a predetermined rate. Four
After the time, obtain the wear amount of the test piece by reducing the height dimension,
The amount of wear of the mating material was obtained as the cross-sectional area of the groove formed on the side surface of the drum 10. The test conditions are as shown below.
【００３５】温度 ： 180 ℃ 潤滑油 ： 無添加モータオイル＃30 給油条件 ： 0.15cc／sec 摩擦速度 ： 0.5m/sec 接触荷重 ： 50kg 試験時間 ： ４hrs. 試験結果を図１１に示す。Temperature: 180 ° C. Lubricating oil: Additive motor oil # 30 Lubrication condition: 0.15 cc / sec Friction speed: 0.5 m / sec Contact load: 50 kg Test time: 4 hrs. The test results are shown in FIG.
【００３６】図１１の結果から明らかなように、本発明
のＣＶ黒鉛鋳鉄は、比較例１〜３のいずれの鋳鉄材と比
較しても優れた耐摩耗性を有するだけでなく、相手材に
与える摩耗も少ない。As is clear from the results shown in FIG. 11, the CV graphite cast iron of the present invention has not only excellent wear resistance as compared with any of the cast iron materials of Comparative Examples 1 to 3, but also the counterpart material. It gives little wear.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の薄肉のコン
パクテッド・バーミキュラー黒鉛鋳鉄は、析出したコン
パクテッド・バーミキュラー黒鉛が微細であるために、
機械的強度、靱性、耐スカッフ性、耐摩耗性等に優れて
おり、ピストンリング等の薄肉慴動部品の素材として好
適である。As described in detail above, the thin compacted vermicular graphite cast iron of the present invention has a fine precipitated compacted vermicular graphite,
It has excellent mechanical strength, toughness, scuff resistance, wear resistance, etc., and is suitable as a material for thin-walled sliding parts such as piston rings.
【図１】図１は実施例１の供試材の金属組織（腐食無
し）を示す顕微鏡写真（×100 ）である。FIG. 1 is a micrograph (× 100) showing a metal structure (no corrosion) of a test material of Example 1.
【図２】図２は実施例１の供試材の金属組織（ナイター
ル腐食）を示す顕微鏡写真（×400 ）である。FIG. 2 is a micrograph (× 400) showing the metal structure (nital corrosion) of the test material of Example 1.
【図３】図３は比較例１のＣＶ黒鉛鋳鉄の金属組織（腐
食無し）を示す顕微鏡写真（×100 ）である。FIG. 3 is a micrograph (× 100) showing a metal structure (no corrosion) of CV graphite cast iron of Comparative Example 1.
【図４】図４は同じく比較例１のＣＶ黒鉛鋳鉄の金属組
織（ナイタール腐食）を示す顕微鏡写真（×400 ）であ
る。FIG. 4 is a micrograph (× 400) showing a metal structure (nital corrosion) of CV graphite cast iron of Comparative Example 1 as well.
【図５】図５は比較例２のねずみ鋳鉄の金属組織（腐食
無し）を示す顕微鏡写真（×100 ）である。FIG. 5 is a micrograph (× 100) showing the metal structure (no corrosion) of gray cast iron of Comparative Example 2.
【図６】図６は同じく比較例２のねずみ鋳鉄の金属組織
（ナイタール腐食）を示す顕微鏡写真（×400 ）であ
る。FIG. 6 is a micrograph (× 400) showing a metal structure (nital corrosion) of gray cast iron of Comparative Example 2 as well.
【図７】図７は耐スカッフ性試験に使用する試験装置の
部分縦断面図である。FIG. 7 is a partial vertical cross-sectional view of a test apparatus used for a scuff resistance test.
【図８】図８は図７のＡ−Ａ断面図である。8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図９】図９は摩耗試験に使用した試験装置の概要を示
す図である。FIG. 9 is a diagram showing an outline of a test apparatus used for a wear test.
【図１０】図１０はスカッフ試験結果を示すグラフであ
る。FIG. 10 is a graph showing scuff test results.
【図１１】図１１は摩耗試験の結果を示すグラフであ
る。FIG. 11 is a graph showing the results of a wear test.
１・・・ステータホルダ ２・・・相手材円板 ３・・・注油孔 ４・・・ロータ ５・・・試験片 ６・・・スピンドル ７・・・ロードセル ８・・・動歪計 ９・・・記録計 10・・・ドラム 11・・・ヒータ 12・・・試験片 13・・・エアーシリンダ 1 ... Stator holder 2 ... Mating disk 3 ... Lubrication hole 4 ... Rotor 5 ... Test piece 6 ... Spindle 7 ... Load cell 8 ... Dynamic strain gauge 9. ..Recorder 10 ... Drum 11 ... Heater 12 ... Test piece 13 ... Air cylinder
Claims (1)
8 ％のＳｉ、0.3〜0.7 ％のＭｎ、0.05％以下のＰ、0.0
15 ％以下のＳ、0.05〜0.5 ％のＣｒ、0.05〜0.15％の
Ｖ、0.7 〜1.5 ％のＮｉ、0.5 〜3.0 ％のＣｕ、残部が
実質的にＦｅからなり、焼戻しマルテンサイトまたはベ
ーナイト基地中にコンパクテッド・バーミキュラー黒鉛
を有することを特徴とする薄肉のコンパクテッド・バー
ミキュラー黒鉛鋳鉄。1. A weight ratio of 3.2-4.0% C, 1.5-2.
8% Si, 0.3-0.7% Mn, 0.05% or less P, 0.0
15% or less of S, 0.05 to 0.5% of Cr, 0.05 to 0.15% of V, 0.7 to 1.5% of Ni, 0.5 to 3.0% of Cu, the balance being substantially Fe, and tempered martensite or bainite matrix A thin-walled compacted vermicular graphite cast iron characterized by having compacted vermiculous graphite in.
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Cited By (6)
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1991
- 1991-05-31 JP JP15519991A patent/JP3218625B2/en not_active Expired - Lifetime
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