JPH07252583A - クランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄 - Google Patents
クランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄Info
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- JPH07252583A JPH07252583A JP6040821A JP4082194A JPH07252583A JP H07252583 A JPH07252583 A JP H07252583A JP 6040821 A JP6040821 A JP 6040821A JP 4082194 A JP4082194 A JP 4082194A JP H07252583 A JPH07252583 A JP H07252583A
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- Japan
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- cast iron
- spheroidal graphite
- graphite cast
- graphite
- hardness
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S148/904—Crankshaft
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
[目的] 75kgf/mm2以上の引張強さを有し、
極めて優れた切削性を有する。 [構成] 黒鉛面積率が5〜15%、フェライト面積率
が10%以下、残部パーライト基地組織でブリネル硬さ
(HB)が241〜277であることを特徴とするなじ
み性と被削性に優れたクランクシャフト用球状黒鉛鋳
鉄。
極めて優れた切削性を有する。 [構成] 黒鉛面積率が5〜15%、フェライト面積率
が10%以下、残部パーライト基地組織でブリネル硬さ
(HB)が241〜277であることを特徴とするなじ
み性と被削性に優れたクランクシャフト用球状黒鉛鋳
鉄。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、なじみ性、被削性に優
れた球状黒鉛鋳鉄に関するものであり、さらに詳しくは
高速回転部材とくに車両用エンジンに用いるのに適した
クランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄に関するものである。
れた球状黒鉛鋳鉄に関するものであり、さらに詳しくは
高速回転部材とくに車両用エンジンに用いるのに適した
クランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より球状黒鉛鋳鉄の強度を高めるた
めに、パーライト化元素であるCu、Mn、Sn、A
b、Asなどを添加してパーライト組織化を図る技術が
開発されている。たとえば特開昭64−62439号公
報では黒鉛粒数を250個/mm2以上とし基地組織を
パーライト組織とした技術が開示されているが、この技
術では70kgf/mm2程度の引張強さが得られた旨
の記載がなされている。
めに、パーライト化元素であるCu、Mn、Sn、A
b、Asなどを添加してパーライト組織化を図る技術が
開発されている。たとえば特開昭64−62439号公
報では黒鉛粒数を250個/mm2以上とし基地組織を
パーライト組織とした技術が開示されているが、この技
術では70kgf/mm2程度の引張強さが得られた旨
の記載がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが最近では、シ
リンダーブロックの軽量化に伴い、高ヤング率化が必要
となり75kgf/mm2以上の引張強さを有する球状
黒鉛鋳鉄が要求されるようになっている。このような高
強度の球状黒鉛鋳鉄になるとパーライト面積率が増大
し、必然的に硬さも高くなり切削性は低下する。従って
業界では新規な技術の開発が強く望まれていたところで
ある。
リンダーブロックの軽量化に伴い、高ヤング率化が必要
となり75kgf/mm2以上の引張強さを有する球状
黒鉛鋳鉄が要求されるようになっている。このような高
強度の球状黒鉛鋳鉄になるとパーライト面積率が増大
し、必然的に硬さも高くなり切削性は低下する。従って
業界では新規な技術の開発が強く望まれていたところで
ある。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは75kgf/mm2
以上の引張強さを有し、極めて優れた切削性を有するク
ランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄を提供するものである。
のであり、その目的とするところは75kgf/mm2
以上の引張強さを有し、極めて優れた切削性を有するク
ランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のクランクシャフ
ト用球状黒鉛鋳鉄は、黒鉛面積率が5〜15%、フェラ
イト面積率が10%以下、残部パーライト組織でブリネ
ル硬さ(HB)が241〜277であることを特徴とす
るなじみ性と被削性に優れたクランクシャフト用球状黒
鉛鋳鉄であり、その化学組成は、鉄と不可避的不純物
と、重量%でC:3〜4%、Si:1.5〜2.5%、
Mn:0.5%未満、Mg:0.005〜0.08%、
Sn又はSb又はAsの一種又は合計が0.010〜
0.050%であることが望ましい。また上記パーライ
ト基地の荷重100gのマイクロビッカース硬さ(HM
V)が250〜350でバラツキが少なく均一であると
切削性がきわめて良好である。さらに黒鉛界面とパーラ
イト基地の間にSn、Sb、Asの元素を濃化させフェ
ライトリングを分断させることも切削性の改善に著しい
効果をもたらすものである。
ト用球状黒鉛鋳鉄は、黒鉛面積率が5〜15%、フェラ
イト面積率が10%以下、残部パーライト組織でブリネ
ル硬さ(HB)が241〜277であることを特徴とす
るなじみ性と被削性に優れたクランクシャフト用球状黒
鉛鋳鉄であり、その化学組成は、鉄と不可避的不純物
と、重量%でC:3〜4%、Si:1.5〜2.5%、
Mn:0.5%未満、Mg:0.005〜0.08%、
Sn又はSb又はAsの一種又は合計が0.010〜
0.050%であることが望ましい。また上記パーライ
ト基地の荷重100gのマイクロビッカース硬さ(HM
V)が250〜350でバラツキが少なく均一であると
切削性がきわめて良好である。さらに黒鉛界面とパーラ
イト基地の間にSn、Sb、Asの元素を濃化させフェ
ライトリングを分断させることも切削性の改善に著しい
効果をもたらすものである。
【0006】以下数値限定理由について説明する。C量
は黒鉛化能が安定した範囲を特定したものであり、3%
未満では引け性が悪くなりチル化も強くなる。4%を超
えると30mm以上の厚肉品に特にキッシュ黒鉛が発生
しやすくなる。Si量は脆性を考慮したもので2.5%
を超えると低温衝撃値が著しく低下し、1.5%未満で
は引け性が強くなりチル化も大きくなる。Mn量につい
ては0.5%以上ではパーライトのセメンタイトへの分
布が増加し、パーライト基地自体の硬さが均一にならず
しかも硬くなる。Mg量は0.005%未満では片状黒
鉛となり、0.08%を超えると爆発状黒鉛が発生しや
すくなり強度も劣化する。Sn又はSb又はAsの一種
又は合計が0.010未満では黒鉛と基地との界面に分
布するSn、Sb、As等の量が不足するためC拡散と
吸着のコントロールが充分にできずフェライトも増加し
切削性が低下する。また0.030%を超えると界面に
分布するSn、Sb、As等の量が高くなり過ぎて衝撃
特性が低下する。
は黒鉛化能が安定した範囲を特定したものであり、3%
未満では引け性が悪くなりチル化も強くなる。4%を超
えると30mm以上の厚肉品に特にキッシュ黒鉛が発生
しやすくなる。Si量は脆性を考慮したもので2.5%
を超えると低温衝撃値が著しく低下し、1.5%未満で
は引け性が強くなりチル化も大きくなる。Mn量につい
ては0.5%以上ではパーライトのセメンタイトへの分
布が増加し、パーライト基地自体の硬さが均一にならず
しかも硬くなる。Mg量は0.005%未満では片状黒
鉛となり、0.08%を超えると爆発状黒鉛が発生しや
すくなり強度も劣化する。Sn又はSb又はAsの一種
又は合計が0.010未満では黒鉛と基地との界面に分
布するSn、Sb、As等の量が不足するためC拡散と
吸着のコントロールが充分にできずフェライトも増加し
切削性が低下する。また0.030%を超えると界面に
分布するSn、Sb、As等の量が高くなり過ぎて衝撃
特性が低下する。
【0007】
【実施例1】以下本発明の実施例を図面に基づいてさら
に詳細に説明する。図1に示す重量約7kgのクランク
シャフトを生砂型鋳型によって鋳造した。このクランク
シャフト5個からテストピースを採取した試験結果は下
記の通り。
に詳細に説明する。図1に示す重量約7kgのクランク
シャフトを生砂型鋳型によって鋳造した。このクランク
シャフト5個からテストピースを採取した試験結果は下
記の通り。
【0008】 1.化学成分(wt%) No C Si Mn P S Mg Cr Cu Sn Sb As 1 3.64 2.10 0.36 0.019 0.013 0.038 0.03 0.56 0.021 − − 2 3.68 2.11 0.35 0.019 0.014 0.036 0.03 0.55 0.010 0.012 − 3 3.68 2.08 0.36 0.018 0.014 0.038 0.03 0.55 − 0.021 − 4 3.70 2.08 0.36 0.021 0.015 0.040 0.03 0.57 − 0.012 0.007 5 3.71 2.11 0.36 0.019 0.014 0.040 0.03 0.56 0.010 0.012 0.008 Sn、Sb、As等の元素はほとんど黒鉛と基地との界
面に分布するのでパーライト基地への含有がなく、基地
自体の硬さの分布が均一となる。また黒鉛周辺のフェラ
イトも少なくなるのでCu、Mnの含有量も下げること
ができる。これにより切削性が向上する。
面に分布するのでパーライト基地への含有がなく、基地
自体の硬さの分布が均一となる。また黒鉛周辺のフェラ
イトも少なくなるのでCu、Mnの含有量も下げること
ができる。これにより切削性が向上する。
【0009】 2.機械的性質 引張強さ(kgf/mm2) 耐 力(kgf/mm2) 伸 び(%) No A B A B A B 1 80.0 79.2 45.1 46.6 10.2 10.2 Aは左端から採取 2 79.7 79.9 45.2 46.3 8.9 9.3 3 79.5 80.2 46.0 46.3 9.4 9.6 Bは右端から採取 4 79.8 80.4 46.2 46.5 9.7 10.1 5 80.4 79.7 46.4 46.7 9.9 9.7 引張強さはいずれも75kgf/mm2以上であり、耐力につ
いても45kgf/mm2以上と安定した球状黒鉛鋳鉄であ
る。
いても45kgf/mm2以上と安定した球状黒鉛鋳鉄であ
る。
【0010】 3.ブリネル硬さ(テストピース30個の測定結果) HB No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 269 1 2 1 262 12 8 12 16 16 255 10 6 12 14 13 248 8 11 4 平均 255.9 平均 254.7 平均 257.8 平均 258.7 平 均 259.2 σn-1=5.74 σn-1=6.71 σn-1=5.70 σn-1=3.55 σn-1=3.94 テストピースNo.1、No.2、No.3のブリネル
硬さ248の部分の顕微鏡組織写真は図2、図3、図4
に示す通りであり、テストピースNo.4、No.5の
ブリネル硬さ255の部分の顕微鏡組織写真は図5、図
6、に示す通りである。マクロ的なブリネル硬さはHB
255を中心とした分布となり材質的にも安定したバラ
ツキの少ない優れた材料である。またSn、Sb、As
の元素は黒鉛と基地の界面に濃化し、黒鉛と基地のCの
拡散と吸着を抑制することにより、黒鉛周辺のC値を
0.1%以上としフェライト化しにくい条件を作ること
によって、フェライトリングを分断させるものである。
従って切削性の向上に著しい効果をもたらすものであ
る。
硬さ248の部分の顕微鏡組織写真は図2、図3、図4
に示す通りであり、テストピースNo.4、No.5の
ブリネル硬さ255の部分の顕微鏡組織写真は図5、図
6、に示す通りである。マクロ的なブリネル硬さはHB
255を中心とした分布となり材質的にも安定したバラ
ツキの少ない優れた材料である。またSn、Sb、As
の元素は黒鉛と基地の界面に濃化し、黒鉛と基地のCの
拡散と吸着を抑制することにより、黒鉛周辺のC値を
0.1%以上としフェライト化しにくい条件を作ること
によって、フェライトリングを分断させるものである。
従って切削性の向上に著しい効果をもたらすものであ
る。
【0011】 4.製品各部の硬さ ブリネル硬さ マイクロビッカース硬さ 表 面 内 部 パーライト基地 No A B A B A B 1 259 264 252 251 290 297 2 248 255 248 248 290 309 3 255 262 255 248 296 307 4 255 260 260 255 292 301 5 250 264 251 249 295 302 ブリネル硬さ:φ10/3000kg マイクロビッカース硬さ:荷重100g Cu、Mnのコントロールではこれらの元素はパーライ
ト基地への含有量が多いため、マイクロビッカース硬さ
は340〜380位と高めであるのに対し、本発明の球
状黒鉛鋳鉄は300前後と低位に安定したものであり、
これも切削性向上の要因でもある。
ト基地への含有量が多いため、マイクロビッカース硬さ
は340〜380位と高めであるのに対し、本発明の球
状黒鉛鋳鉄は300前後と低位に安定したものであり、
これも切削性向上の要因でもある。
【0012】 5.組織 (1)フェライト化率(%) 表面から2mm 内 部 No A B A B 1 9.2 9.9 7.2 9.1 2 8.5 9.4 6.7 6.3 3 9.1 6.8 6.1 5.3 4 7.7 5.9 5.2 5.3 5 8.8 7.1 6.3 5.1 フェライト化率についてはメタルなじみ性に非常に関係
があり、できるだけ低くすることが重要である。本発明
の球状黒鉛鋳鉄はブリネル硬さのわりにフェライト化率
は10%以下と低く安定した材料である。これはSn、
Sbなどの黒鉛と基地とのC拡散と吸着を少なくするこ
とによりフェライト量を安定化させたものである。
があり、できるだけ低くすることが重要である。本発明
の球状黒鉛鋳鉄はブリネル硬さのわりにフェライト化率
は10%以下と低く安定した材料である。これはSn、
Sbなどの黒鉛と基地とのC拡散と吸着を少なくするこ
とによりフェライト量を安定化させたものである。
【0013】6.切削性 従来のクランクシャフトと本発明によるクシャフトを同
じ切削条件によりバニッシング加工で切削試験を実施し
たその試験結果は下記の通り優れた効果が確認された。 加工数 工具の摩耗量 比較例 1 300個 0.471mm 比較例 2 700個 0.204mm 本発明 1 700個 0.190mm 本発明 2 700個 0.086mm 従来のCu、Mnのコントロールでは、加工による工具
の摩耗量にバラツキがあるが本発明品は、従来品での最
も良好な切削時の摩耗量よりもさらに少なく、切削性を
大幅に改善することができた。
じ切削条件によりバニッシング加工で切削試験を実施し
たその試験結果は下記の通り優れた効果が確認された。 加工数 工具の摩耗量 比較例 1 300個 0.471mm 比較例 2 700個 0.204mm 本発明 1 700個 0.190mm 本発明 2 700個 0.086mm 従来のCu、Mnのコントロールでは、加工による工具
の摩耗量にバラツキがあるが本発明品は、従来品での最
も良好な切削時の摩耗量よりもさらに少なく、切削性を
大幅に改善することができた。
【0014】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、下記に示
すように多くの優れた効果をもたらすものである。 1.黒鉛周りのフェライト化率が少なく、10%以下で
のコントロールが可能である。 2.Cu、Mnの含有量を下げることによりパーライト
部の分布を減少し、硬さも均一化されることが確認され
た。 3.従来のCu、Mnのコントロールでは、工具の摩耗
量にバラツキがあったが本発明品は、従来品での最も良
好な切削時の摩耗量よりもさらに少なく、切削性を大幅
に改善することができた。 4.またSn、Sb、Asの元素は黒鉛と基地の界面に
濃化し、黒鉛と基地のCの拡散と吸着を抑制することに
より、黒鉛周辺のC値を0.1%以上としフェライト化
しにくい条件を作ることによって、フェライトリングを
分断させることにより、切削性の向上に著しい効果を得
ることができたものである。
すように多くの優れた効果をもたらすものである。 1.黒鉛周りのフェライト化率が少なく、10%以下で
のコントロールが可能である。 2.Cu、Mnの含有量を下げることによりパーライト
部の分布を減少し、硬さも均一化されることが確認され
た。 3.従来のCu、Mnのコントロールでは、工具の摩耗
量にバラツキがあったが本発明品は、従来品での最も良
好な切削時の摩耗量よりもさらに少なく、切削性を大幅
に改善することができた。 4.またSn、Sb、Asの元素は黒鉛と基地の界面に
濃化し、黒鉛と基地のCの拡散と吸着を抑制することに
より、黒鉛周辺のC値を0.1%以上としフェライト化
しにくい条件を作ることによって、フェライトリングを
分断させることにより、切削性の向上に著しい効果を得
ることができたものである。
【図1】クランクシャフトの平面図、
【図2】は資料No.1の顕微鏡組織写真、
【図3】は資料No.2の顕微鏡組織写真、
【図4】は資料No.3の顕微鏡組織写真、
【図5】は資料No.4の顕微鏡組織写真、
【図6】は資料No.5の顕微鏡組織写真である。
Claims (4)
- 【請求項1】 黒鉛面積率が5〜15%、フェライト面
積率が10%以下、残部パーライト基地組織でブリネル
硬さ(HB)が241〜277であることを特徴とする
なじみ性と被削性に優れたクランクシャフト用球状黒鉛
鋳鉄。 - 【請求項2】 鉄と不可避的不純物と、重量%でC:3
〜4%、Si:1.5〜2.5%、Mn:0.5%未
満、Mg:0.005〜0.08%、SnまたはSbま
たはAsの一種又は合計が0.010〜0.050%で
ある請求項1記載のクランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄。 - 【請求項3】 上記パーライト基地の荷重100gのマ
イクロビッカース硬さ(HMV)が250〜350であ
る請求項1又は2記載のクランクシャフト用球状黒鉛鋳
鉄。 - 【請求項4】 黒鉛界面とパーライト基地の間にSn、
Sb、Asの元素を濃化させフェライトリングを分断さ
せることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記
載のクランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6040821A JPH07252583A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | クランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄 |
US08/397,925 US5551995A (en) | 1994-03-11 | 1995-03-03 | Spheroidal graphite cast iron for crank shafts and a crank shaft manufactured from such cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6040821A JPH07252583A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | クランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07252583A true JPH07252583A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12591333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6040821A Pending JPH07252583A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | クランクシャフト用球状黒鉛鋳鉄 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5551995A (ja) |
JP (1) | JPH07252583A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007245217A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Kubota Corp | 圧延用複合ロール |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000110719A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形コンプレッサと開放形コンプレッサ |
US6866726B1 (en) | 1999-06-08 | 2005-03-15 | Asahi Tec Corporation | Non-austemper treated spheroidal graphite cast iron |
JP4527304B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2010-08-18 | アイシン精機株式会社 | 高強度高靱性球状黒鉛鋳鉄 |
JP5317552B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2013-10-16 | オーエスジー株式会社 | 転造ダイス |
PL2471960T3 (pl) * | 2010-12-30 | 2014-11-28 | Infun S A | Sposób wytwarzania części z żeliwa oraz część z żeliwa w ten sposób otrzymywana |
CN108396219B (zh) * | 2018-02-27 | 2020-09-08 | 第一拖拉机股份有限公司 | 一种曲轴用铸态高强度球墨铸铁及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4363661A (en) * | 1981-04-08 | 1982-12-14 | Ford Motor Company | Method for increasing mechanical properties in ductile iron by alloy additions |
US4767278A (en) * | 1981-10-06 | 1988-08-30 | Enderlein Jr Emmanuel X | Boat propeller |
-
1994
- 1994-03-11 JP JP6040821A patent/JPH07252583A/ja active Pending
-
1995
- 1995-03-03 US US08/397,925 patent/US5551995A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007245217A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Kubota Corp | 圧延用複合ロール |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5551995A (en) | 1996-09-03 |
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