JPH11286740A - 高靱性合金鋳鉄の製造方法 - Google Patents
高靱性合金鋳鉄の製造方法Info
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- JPH11286740A JPH11286740A JP10707998A JP10707998A JPH11286740A JP H11286740 A JPH11286740 A JP H11286740A JP 10707998 A JP10707998 A JP 10707998A JP 10707998 A JP10707998 A JP 10707998A JP H11286740 A JPH11286740 A JP H11286740A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 衝撃値が高クロム鋳鉄、ニハード鋳鉄より大
きく、硬さが高マンガン鋳鋼、低合金鋳鋼より高い高靱
性合金鋳鉄を提供する。 【解決手段】 Ｃ１．４〜２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜
１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５
〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０
〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅ
と不可避不純物からなり、硬さＨＲＣ６２以上、衝撃値
５．０Ｊ／ｃｍ2 以上である。
きく、硬さが高マンガン鋳鋼、低合金鋳鋼より高い高靱
性合金鋳鉄を提供する。 【解決手段】 Ｃ１．４〜２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜
１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５
〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０
〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅ
と不可避不純物からなり、硬さＨＲＣ６２以上、衝撃値
５．０Ｊ／ｃｍ2 以上である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、破砕機用耐衝撃摩
耗材料や粉砕機用耐摩耗材料として使用される高靱性合
金鋳鉄及びその製造方法に関する。
耗材料や粉砕機用耐摩耗材料として使用される高靱性合
金鋳鉄及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、破砕機用耐衝撃摩耗材料や粉砕機
用耐摩耗材料としては、高クロム鋳鉄（Ａ５３２（ＡＳ
ＴＭ））、ニハード鋳鉄、高マンガン鋳鋼（Ｇ５１３１
（ＪＩＳ），Ａ１２８（ＡＳＴＭ））又は低合金鋳鋼
（Ｇ５１１１（ＪＩＳ））等が使用されている。
用耐摩耗材料としては、高クロム鋳鉄（Ａ５３２（ＡＳ
ＴＭ））、ニハード鋳鉄、高マンガン鋳鋼（Ｇ５１３１
（ＪＩＳ），Ａ１２８（ＡＳＴＭ））又は低合金鋳鋼
（Ｇ５１１１（ＪＩＳ））等が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高クロム鋳鉄
やニハード鋳鉄では靱性が低く（高クロム鋳鉄：焼なら
し（空気焼入れ）、硬さＨＲＣ５５〜６５、衝撃値２〜
４Ｊ／ｃｍ2 （ノッチレス）、ニハード鋳鉄：硬さＨＲ
Ｃ６０〜６３、衝撃値１〜３Ｊ／ｃｍ2 ）、使用中に割
れることがある。一方、高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼で
は靱性が高いため（高マンガン鋳鋼：水靱処理（水焼入
れ）、硬さＨＲＣ２０（加工硬化後ＨＲＣ５０〜５
５）、衝撃値５０〜２００Ｊ／ｃｍ2 （Ｖノッチ）、低
合金鋳鋼：油焼入れ、焼戻し、硬さＨＲＣ４５〜５５、
衝撃値７〜３０Ｊ／ｃｍ2 （Ｕノッチ））、割れること
はないが耐用寿命が短い不具合がある。そこで、本発明
は、衝撃値が高クロム鋳鉄、ニハード鋳鉄より大きく、
硬さが高マンガン鋳鋼、低合金鋳鋼より高い高靱性合金
鋳鉄及びその製造方法を提供することを目的とする。
やニハード鋳鉄では靱性が低く（高クロム鋳鉄：焼なら
し（空気焼入れ）、硬さＨＲＣ５５〜６５、衝撃値２〜
４Ｊ／ｃｍ2 （ノッチレス）、ニハード鋳鉄：硬さＨＲ
Ｃ６０〜６３、衝撃値１〜３Ｊ／ｃｍ2 ）、使用中に割
れることがある。一方、高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼で
は靱性が高いため（高マンガン鋳鋼：水靱処理（水焼入
れ）、硬さＨＲＣ２０（加工硬化後ＨＲＣ５０〜５
５）、衝撃値５０〜２００Ｊ／ｃｍ2 （Ｖノッチ）、低
合金鋳鋼：油焼入れ、焼戻し、硬さＨＲＣ４５〜５５、
衝撃値７〜３０Ｊ／ｃｍ2 （Ｕノッチ））、割れること
はないが耐用寿命が短い不具合がある。そこで、本発明
は、衝撃値が高クロム鋳鉄、ニハード鋳鉄より大きく、
硬さが高マンガン鋳鋼、低合金鋳鋼より高い高靱性合金
鋳鉄及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の高靱性合金鋳鉄は、Ｃ１．４〜２．２ｗｔ
％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗ
ｔ％、Ｃｒ２．５〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０
ｗｔ％、Ｖ３．０〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ
％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さＨＲＣ
６２以上、衝撃値５．０Ｊ／ｃｍ2 以上であることを特
徴とする。一方、高靱性合金鋳鉄の製造方法は、Ｃ１．
４〜２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ
０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５〜６．０ｗｔ％、Ｍ
ｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０〜６．０ｗｔ％、Ｃ
ｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物から
なる合金鋳鉄を９００〜１１００℃の温度で加熱した後
衝風冷却し、しかる後に４５０〜５５０℃の温度で焼戻
し処理することを特徴とする。前記焼戻し処理は、２回
以上行うことが好ましい。
め、本発明の高靱性合金鋳鉄は、Ｃ１．４〜２．２ｗｔ
％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗ
ｔ％、Ｃｒ２．５〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０
ｗｔ％、Ｖ３．０〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ
％及び残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さＨＲＣ
６２以上、衝撃値５．０Ｊ／ｃｍ2 以上であることを特
徴とする。一方、高靱性合金鋳鉄の製造方法は、Ｃ１．
４〜２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ
０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５〜６．０ｗｔ％、Ｍ
ｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０〜６．０ｗｔ％、Ｃ
ｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物から
なる合金鋳鉄を９００〜１１００℃の温度で加熱した後
衝風冷却し、しかる後に４５０〜５５０℃の温度で焼戻
し処理することを特徴とする。前記焼戻し処理は、２回
以上行うことが好ましい。
【０００５】Ｃ（カーボン）は、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ
（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）と化合して各種の炭
化物を生成して硬さ（耐摩耗性）を高める。Ｃの含有量
が、１．４ｗｔ％未満であると、炭化物量が少なくなっ
て硬さが低下し、２．２ｗｔ％を超えると、靱性が低下
する。好ましい含有量は、１．７〜２．０ｗｔ％であ
る。
（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）と化合して各種の炭
化物を生成して硬さ（耐摩耗性）を高める。Ｃの含有量
が、１．４ｗｔ％未満であると、炭化物量が少なくなっ
て硬さが低下し、２．２ｗｔ％を超えると、靱性が低下
する。好ましい含有量は、１．７〜２．０ｗｔ％であ
る。
【０００６】Ｓｉ（シリコン）は、溶湯の脱酸に寄与す
ると共に、湯流れを良くして鋳造性を良好にする。Ｓｉ
の含有量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能
が果たされず、１．５ｗｔ％を超えると、材質の脆化を
招く。好ましい含有量は、０．７〜１．３ｗｔ％であ
る。
ると共に、湯流れを良くして鋳造性を良好にする。Ｓｉ
の含有量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能
が果たされず、１．５ｗｔ％を超えると、材質の脆化を
招く。好ましい含有量は、０．７〜１．３ｗｔ％であ
る。
【０００７】Ｍｎ（マンガン）は、溶湯の脱酸と脱硫に
寄与し、又、焼入性と耐摩耗性に寄与する。Ｍｎの含有
量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能が果た
されず、１．５ｗｔ％を超えると、焼割れを招く。好ま
しい含有量は、０．７〜１．２ｗｔ％である。
寄与し、又、焼入性と耐摩耗性に寄与する。Ｍｎの含有
量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能が果た
されず、１．５ｗｔ％を超えると、焼割れを招く。好ま
しい含有量は、０．７〜１．２ｗｔ％である。
【０００８】Ｃｒは、Ｃと化合して有能な炭化物を生成
すると共に、高温での耐酸化性を強め耐硫化性を改良す
る。Ｃｒの含有量が、２．５ｗｔ％未満であると、炭化
物量が少なくなって硬さが低下し、６．０ｗｔ％を超え
ると、靱性が低下する。好ましい含有量は、３．０〜
５．０ｗｔ％である。
すると共に、高温での耐酸化性を強め耐硫化性を改良す
る。Ｃｒの含有量が、２．５ｗｔ％未満であると、炭化
物量が少なくなって硬さが低下し、６．０ｗｔ％を超え
ると、靱性が低下する。好ましい含有量は、３．０〜
５．０ｗｔ％である。
【０００９】Ｍｏは、Ｃと化合して有能な炭化物を生成
すると共に、焼入性を高め、かつ、焼戻し脆化を防止す
る。Ｍｏの含有量が、１．５ｗｔ％未満であると、上述
した機能が果たされず、８．０ｗｔ％を超えると、靱性
が低下する。好ましい含有量は、６．０〜８．０ｗｔ％
である。
すると共に、焼入性を高め、かつ、焼戻し脆化を防止す
る。Ｍｏの含有量が、１．５ｗｔ％未満であると、上述
した機能が果たされず、８．０ｗｔ％を超えると、靱性
が低下する。好ましい含有量は、６．０〜８．０ｗｔ％
である。
【００１０】Ｖは、炭化物生成能が大きく微粒炭化物を
生じ、組織を微細化し、硬さを高める。Ｖの含有量が、
３．０ｗｔ％未満であると、上述した機能が果たされ
ず、６．０ｗｔ％を超えると、上述した機能の飽和を招
く。好ましい含有量は、３．０〜５．０ｗｔ％である。
生じ、組織を微細化し、硬さを高める。Ｖの含有量が、
３．０ｗｔ％未満であると、上述した機能が果たされ
ず、６．０ｗｔ％を超えると、上述した機能の飽和を招
く。好ましい含有量は、３．０〜５．０ｗｔ％である。
【００１１】Ｃｏ（コバルト）は、高温強さを改良する
ために用いられる。Ｃｏの含有量が、５．５ｗｔ％を超
えると、上述した機能が飽和状態となる。好ましい含有
量は、０．５〜１．５ｗ％である。
ために用いられる。Ｃｏの含有量が、５．５ｗｔ％を超
えると、上述した機能が飽和状態となる。好ましい含有
量は、０．５〜１．５ｗ％である。
【００１２】硬さが、ＨＲＣ６２未満であると、硬さが
高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼のそれと同等以下になり、
又、衝撃値が、５．０Ｊ／ｃｍ2 未満であると、高クロ
ム鋳鉄やニハード鋳鉄のそれと同等以下になる。
高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼のそれと同等以下になり、
又、衝撃値が、５．０Ｊ／ｃｍ2 未満であると、高クロ
ム鋳鉄やニハード鋳鉄のそれと同等以下になる。
【００１３】合金鋳鉄の加熱温度が、９００℃未満であ
ると、マトリックス中のＣ濃度の低下により硬さが低く
なり、１１００℃を超えると、残留γ量の増加により硬
さが低くなる。好ましい加熱温度は、９５０〜１１００
℃である。衝風冷却は、５〜３００℃／ｍｉｎの冷却速
度で行うことが好ましい。
ると、マトリックス中のＣ濃度の低下により硬さが低く
なり、１１００℃を超えると、残留γ量の増加により硬
さが低くなる。好ましい加熱温度は、９５０〜１１００
℃である。衝風冷却は、５〜３００℃／ｍｉｎの冷却速
度で行うことが好ましい。
【００１４】焼戻し処理温度が、４５０℃未満である
と、合金炭化物析出による二次硬化が起こらず、５５０
℃を超えると、硬さが低下する。好ましい処理温度は、
４８０〜５５０℃である。
と、合金炭化物析出による二次硬化が起こらず、５５０
℃を超えると、硬さが低下する。好ましい処理温度は、
４８０〜５５０℃である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例と比較例を参照して説明する。 実施例１〜１３、比較例１〜７ 先ず、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＣｏ（比較
例６は、他に０．１０ｗｔ％のＴｉ（チタン）、比較例
７は、他に０．０４ｗｔ％のＴｉを含有する）をそれぞ
れ表１に示す割合で含有し、残部がＦｅ（鉄）と不可避
不純物からなる各種の合金鋳鉄のテストピースを得た。
次に、各テストピースを１０００℃（比較例３は、１１
００℃）の温度で２〜２．５時間保持して加熱処理して
から５０〜１５０℃／ｍｉｎの冷却速度で衝風冷却する
空気焼入れ処理を施した後、５１０℃（比較例３は５５
０℃）の温度での焼戻し処理を２回（比較例３は、１
回）施したところ、それぞれの硬さ及び衝撃値は、表１
に示すようになった。
て具体的な実施例と比較例を参照して説明する。 実施例１〜１３、比較例１〜７ 先ず、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＣｏ（比較
例６は、他に０．１０ｗｔ％のＴｉ（チタン）、比較例
７は、他に０．０４ｗｔ％のＴｉを含有する）をそれぞ
れ表１に示す割合で含有し、残部がＦｅ（鉄）と不可避
不純物からなる各種の合金鋳鉄のテストピースを得た。
次に、各テストピースを１０００℃（比較例３は、１１
００℃）の温度で２〜２．５時間保持して加熱処理して
から５０〜１５０℃／ｍｉｎの冷却速度で衝風冷却する
空気焼入れ処理を施した後、５１０℃（比較例３は５５
０℃）の温度での焼戻し処理を２回（比較例３は、１
回）施したところ、それぞれの硬さ及び衝撃値は、表１
に示すようになった。
【００１６】
【表１】
【００１７】又、Ｃの含有量と硬さの関係、Ｃの含有量
と衝撃値の関係、Ｃｒの含有量と硬さの関係、Ｃｒの含
有量と衝撃値の関係、Ｍｏの含有量と硬さの関係、Ｍｏ
の含有量と衝撃値の関係、Ｖの含有量と硬さの関係、Ｖ
の含有量と衝撃値の関係、Ｃｏの含有量と硬さの関係及
びＣｏの含有量と衝撃値の関係は、図１、図２、図３、
図４、図５、図６、図７、図８、図９及び図１０に示す
ようになった。表１及び図１〜図１０から、Ｃの含有量
を１．４〜２．２ｗｔ％、好ましくは１．７〜２．０ｗ
ｔ％、Ｓｉの含有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎの含
有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒの含有量を２．５〜
６．０ｗｔ％、好ましくは３．０〜５．０ｗｔ％、Ｍｏ
の含有量を１．５〜８．０ｗｔ％、好ましくは６．０〜
８．０ｗｔ％、Ｖの含有量を３．０〜６．０ｗｔ％、好
ましくは３．０〜５．０ｗｔ％及びＣｏの含有量を０〜
５．５ｗｔ％、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％とする
ことにより、硬さをＨＲＣ６２以上、衝撃値を５．０Ｊ
／ｃｍ2 以上とし得ることがわかる。
と衝撃値の関係、Ｃｒの含有量と硬さの関係、Ｃｒの含
有量と衝撃値の関係、Ｍｏの含有量と硬さの関係、Ｍｏ
の含有量と衝撃値の関係、Ｖの含有量と硬さの関係、Ｖ
の含有量と衝撃値の関係、Ｃｏの含有量と硬さの関係及
びＣｏの含有量と衝撃値の関係は、図１、図２、図３、
図４、図５、図６、図７、図８、図９及び図１０に示す
ようになった。表１及び図１〜図１０から、Ｃの含有量
を１．４〜２．２ｗｔ％、好ましくは１．７〜２．０ｗ
ｔ％、Ｓｉの含有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎの含
有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒの含有量を２．５〜
６．０ｗｔ％、好ましくは３．０〜５．０ｗｔ％、Ｍｏ
の含有量を１．５〜８．０ｗｔ％、好ましくは６．０〜
８．０ｗｔ％、Ｖの含有量を３．０〜６．０ｗｔ％、好
ましくは３．０〜５．０ｗｔ％及びＣｏの含有量を０〜
５．５ｗｔ％、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％とする
ことにより、硬さをＨＲＣ６２以上、衝撃値を５．０Ｊ
／ｃｍ2 以上とし得ることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高靱性合
金鋳鉄及びその製造方法によれば、硬さをＨＲＣ６２以
上、衝撃値を５．０Ｊ／ｃｍ2 以上とし得るので、靱性
を高クロム鋳鉄やニハード鋳鉄より大きくでき、かつ硬
さを高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼より高くすることがで
き、ひいては使用中に割れることがなく、高寿命の耐衝
撃摩耗材料、耐摩耗材料に用いることができる。
金鋳鉄及びその製造方法によれば、硬さをＨＲＣ６２以
上、衝撃値を５．０Ｊ／ｃｍ2 以上とし得るので、靱性
を高クロム鋳鉄やニハード鋳鉄より大きくでき、かつ硬
さを高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼より高くすることがで
き、ひいては使用中に割れることがなく、高寿命の耐衝
撃摩耗材料、耐摩耗材料に用いることができる。
【図１】Ｃの含有量と硬さの関係を表わした説明図であ
る。
る。
【図２】Ｃの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図３】Ｃｒの含有量と硬さの関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図４】Ｃｒの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図
である。
である。
【図５】Ｍｏの含有量と硬さの関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図６】Ｍｏの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図
である。
である。
【図７】Ｖの含有量と硬さの関係を表わした説明図であ
る。
る。
【図８】Ｖの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図９】Ｃｏの含有量と硬さの関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図１０】Ｃｏの含有量と衝撃値の関係を表わした説明
図である。
図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 高靱性合金鋳鉄の製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｃ１．４〜２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜
１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５
〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０
〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅ
と不可避不純物からなる合金鋳鉄を９００〜１１００℃
の温度で加熱した後衝風冷却し、しかる後に４５０〜５
５０℃の温度で焼戻し処理することを特徴とする高靱性
合金鋳鉄の製造方法。
１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５
〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０
〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅ
と不可避不純物からなる合金鋳鉄を９００〜１１００℃
の温度で加熱した後衝風冷却し、しかる後に４５０〜５
５０℃の温度で焼戻し処理することを特徴とする高靱性
合金鋳鉄の製造方法。
【請求項２】 前記焼戻し処理を２回以上行うことを特
徴とする請求項１記載の高靱性合金鋳鉄の製造方法。
徴とする請求項１記載の高靱性合金鋳鉄の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、破砕機用耐衝撃摩
耗材料や粉砕機用耐摩耗材料として使用される高靱性合
金鋳鉄の製造方法に関する。
耗材料や粉砕機用耐摩耗材料として使用される高靱性合
金鋳鉄の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、破砕機用耐衝撃摩耗材料や粉砕機
用耐摩耗材料としては、高クロム鋳鉄（Ａ５３２（ＡＳ
ＴＭ））、ニハード鋳鉄、高マンガン鋳鋼（Ｇ５１３１
（ＪＩＳ），Ａ１２８（ＡＳＴＭ））又は低合金鋳鋼
（Ｇ５１１１（ＪＩＳ））等が使用されている。
用耐摩耗材料としては、高クロム鋳鉄（Ａ５３２（ＡＳ
ＴＭ））、ニハード鋳鉄、高マンガン鋳鋼（Ｇ５１３１
（ＪＩＳ），Ａ１２８（ＡＳＴＭ））又は低合金鋳鋼
（Ｇ５１１１（ＪＩＳ））等が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高クロム鋳鉄
やニハード鋳鉄では靱性が低く（高クロム鋳鉄：焼なら
し（空気焼入れ）、硬さＨＲＣ５５〜６５、衝撃値２〜
４Ｊ／ｃｍ2 （ノッチレス）、ニハード鋳鉄：硬さＨＲ
Ｃ６０〜６３、衝撃値１〜３Ｊ／ｃｍ2 ）、使用中に割
れることがある。一方、高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼で
は靱性が高いため（高マンガン鋳鋼：水靱処理（水焼入
れ）、硬さＨＲＣ２０（加工硬化後ＨＲＣ５０〜５
５）、衝撃値５０〜２００Ｊ／ｃｍ2 （Ｖノッチ）、低
合金鋳鋼：油焼入れ、焼戻し、硬さＨＲＣ４５〜５５、
衝撃値７〜３０Ｊ／ｃｍ2 （Ｕノッチ））、割れること
はないが耐用寿命が短い不具合がある。そこで、本発明
は、衝撃値が高クロム鋳鉄、ニハード鋳鉄より大きく、
硬さが高マンガン鋳鋼、低合金鋳鋼より高い高靱性合金
鋳鉄の製造方法を提供することを目的とする。
やニハード鋳鉄では靱性が低く（高クロム鋳鉄：焼なら
し（空気焼入れ）、硬さＨＲＣ５５〜６５、衝撃値２〜
４Ｊ／ｃｍ2 （ノッチレス）、ニハード鋳鉄：硬さＨＲ
Ｃ６０〜６３、衝撃値１〜３Ｊ／ｃｍ2 ）、使用中に割
れることがある。一方、高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼で
は靱性が高いため（高マンガン鋳鋼：水靱処理（水焼入
れ）、硬さＨＲＣ２０（加工硬化後ＨＲＣ５０〜５
５）、衝撃値５０〜２００Ｊ／ｃｍ2 （Ｖノッチ）、低
合金鋳鋼：油焼入れ、焼戻し、硬さＨＲＣ４５〜５５、
衝撃値７〜３０Ｊ／ｃｍ2 （Ｕノッチ））、割れること
はないが耐用寿命が短い不具合がある。そこで、本発明
は、衝撃値が高クロム鋳鉄、ニハード鋳鉄より大きく、
硬さが高マンガン鋳鋼、低合金鋳鋼より高い高靱性合金
鋳鉄の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の高靱性合金鋳鉄の製造方法は、Ｃ１．４〜
２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５
〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．
５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜
５．５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなる合
金鋳鉄を９００〜１１００℃の温度で加熱した後衝風冷
却し、しかる後に４５０〜５５０℃の温度で焼戻し処理
することを特徴とする。前記焼戻し処理は、２回以上行
うことが好ましい。
め、本発明の高靱性合金鋳鉄の製造方法は、Ｃ１．４〜
２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５
〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．
５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜
５．５ｗｔ％及び残部がＦｅと不可避不純物からなる合
金鋳鉄を９００〜１１００℃の温度で加熱した後衝風冷
却し、しかる後に４５０〜５５０℃の温度で焼戻し処理
することを特徴とする。前記焼戻し処理は、２回以上行
うことが好ましい。
【０００５】Ｃ（カーボン）は、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ
（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）と化合して各種の炭
化物を生成して硬さ（耐摩耗性）を高める。Ｃの含有量
が、１．４ｗｔ％未満であると、炭化物量が少なくなっ
て硬さが低下し、２．２ｗｔ％を超えると、靱性が低下
する。好ましい含有量は、１．７〜２．０ｗｔ％であ
る。
（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）と化合して各種の炭
化物を生成して硬さ（耐摩耗性）を高める。Ｃの含有量
が、１．４ｗｔ％未満であると、炭化物量が少なくなっ
て硬さが低下し、２．２ｗｔ％を超えると、靱性が低下
する。好ましい含有量は、１．７〜２．０ｗｔ％であ
る。
【０００６】Ｓｉ（シリコン）は、溶湯の脱酸に寄与す
ると共に、湯流れを良くして鋳造性を良好にする。Ｓｉ
の含有量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能
が果たされず、１．５ｗｔ％を超えると、材質の脆化を
招く。好ましい含有量は、０．７〜１．３ｗｔ％であ
る。
ると共に、湯流れを良くして鋳造性を良好にする。Ｓｉ
の含有量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能
が果たされず、１．５ｗｔ％を超えると、材質の脆化を
招く。好ましい含有量は、０．７〜１．３ｗｔ％であ
る。
【０００７】Ｍｎ（マンガン）は、溶湯の脱酸と脱硫に
寄与し、又、焼入性と耐摩耗性に寄与する。Ｍｎの含有
量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能が果た
されず、１．５ｗｔ％を超えると、焼割れを招く。好ま
しい含有量は、０．７〜１．２ｗｔ％である。
寄与し、又、焼入性と耐摩耗性に寄与する。Ｍｎの含有
量が、０．５ｗｔ％未満であると、上述した機能が果た
されず、１．５ｗｔ％を超えると、焼割れを招く。好ま
しい含有量は、０．７〜１．２ｗｔ％である。
【０００８】Ｃｒは、Ｃと化合して有能な炭化物を生成
すると共に、高温での耐酸化性を強め耐硫化性を改良す
る。Ｃｒの含有量が、２．５ｗｔ％未満であると、炭化
物量が少なくなって硬さが低下し、６．０ｗｔ％を超え
ると、靱性が低下する。好ましい含有量は、３．０〜
５．０ｗｔ％である。
すると共に、高温での耐酸化性を強め耐硫化性を改良す
る。Ｃｒの含有量が、２．５ｗｔ％未満であると、炭化
物量が少なくなって硬さが低下し、６．０ｗｔ％を超え
ると、靱性が低下する。好ましい含有量は、３．０〜
５．０ｗｔ％である。
【０００９】Ｍｏは、Ｃと化合して有能な炭化物を生成
すると共に、焼入性を高め、かつ、焼戻し脆化を防止す
る。Ｍｏの含有量が、１．５ｗｔ％未満であると、上述
した機能が果たされず、８．０ｗｔ％を超えると、靱性
が低下する。好ましい含有量は、６．０〜８．０ｗｔ％
である。
すると共に、焼入性を高め、かつ、焼戻し脆化を防止す
る。Ｍｏの含有量が、１．５ｗｔ％未満であると、上述
した機能が果たされず、８．０ｗｔ％を超えると、靱性
が低下する。好ましい含有量は、６．０〜８．０ｗｔ％
である。
【００１０】Ｖは、炭化物生成能が大きく微粒炭化物を
生じ、組織を微細化し、硬さを高める。Ｖの含有量が、
３．０ｗｔ％未満であると、上述した機能が果たされ
ず、６．０ｗｔ％を超えると、上述した機能の飽和を招
く。好ましい含有量は、３．０〜５．０ｗｔ％である。
生じ、組織を微細化し、硬さを高める。Ｖの含有量が、
３．０ｗｔ％未満であると、上述した機能が果たされ
ず、６．０ｗｔ％を超えると、上述した機能の飽和を招
く。好ましい含有量は、３．０〜５．０ｗｔ％である。
【００１１】Ｃｏ（コバルト）は、高温強さを改良する
ために用いられる。Ｃｏの含有量が、５．５ｗｔ％を超
えると、上述した機能が飽和状態となる。好ましい含有
量は、０．５〜１．５ｗ％である。
ために用いられる。Ｃｏの含有量が、５．５ｗｔ％を超
えると、上述した機能が飽和状態となる。好ましい含有
量は、０．５〜１．５ｗ％である。
【００１２】硬さが、ＨＲＣ６２未満であると、硬さが
高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼のそれと同等以下になり、
又、衝撃値が、５．０Ｊ／ｃｍ2 未満であると、高クロ
ム鋳鉄やニハード鋳鉄のそれと同等以下になる。
高マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼のそれと同等以下になり、
又、衝撃値が、５．０Ｊ／ｃｍ2 未満であると、高クロ
ム鋳鉄やニハード鋳鉄のそれと同等以下になる。
【００１３】合金鋳鉄の加熱温度が、９００℃未満であ
ると、マトリックス中のＣ濃度の低下により硬さが低く
なり、１１００℃を超えると、残留γ量の増加により硬
さが低くなる。好ましい加熱温度は、９５０〜１１００
℃である。衝風冷却は、５〜３００℃／ｍｉｎの冷却速
度で行うことが好ましい。
ると、マトリックス中のＣ濃度の低下により硬さが低く
なり、１１００℃を超えると、残留γ量の増加により硬
さが低くなる。好ましい加熱温度は、９５０〜１１００
℃である。衝風冷却は、５〜３００℃／ｍｉｎの冷却速
度で行うことが好ましい。
【００１４】焼戻し処理温度が、４５０℃未満である
と、合金炭化物析出による二次硬化が起こらず、５５０
℃を超えると、硬さが低下する。好ましい処理温度は、
４８０〜５５０℃である。
と、合金炭化物析出による二次硬化が起こらず、５５０
℃を超えると、硬さが低下する。好ましい処理温度は、
４８０〜５５０℃である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例と比較例を参照して説明する。 実施例１〜１３、比較例１〜７ 先ず、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＣｏ（比較
例６は、他に０．１０ｗｔ％のＴｉ（チタン）、比較例
７は、他に０．０４ｗｔ％のＴｉを含有する）をそれぞ
れ表１に示す割合で含有し、残部がＦｅ（鉄）と不可避
不純物からなる各種の合金鋳鉄のテストピースを得た。
次に、各テストピースを１０００℃（比較例３は、１１
００℃）の温度で２〜２．５時間保持して加熱処理して
から５０〜１５０℃／ｍｉｎの冷却速度で衝風冷却する
空気焼入れ処理を施した後、５１０℃（比較例３は５５
０℃）の温度での焼戻し処理を２回（比較例３は、１
回）施したところ、それぞれの硬さ及び衝撃値は、表１
に示すようになった。
て具体的な実施例と比較例を参照して説明する。 実施例１〜１３、比較例１〜７ 先ず、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＣｏ（比較
例６は、他に０．１０ｗｔ％のＴｉ（チタン）、比較例
７は、他に０．０４ｗｔ％のＴｉを含有する）をそれぞ
れ表１に示す割合で含有し、残部がＦｅ（鉄）と不可避
不純物からなる各種の合金鋳鉄のテストピースを得た。
次に、各テストピースを１０００℃（比較例３は、１１
００℃）の温度で２〜２．５時間保持して加熱処理して
から５０〜１５０℃／ｍｉｎの冷却速度で衝風冷却する
空気焼入れ処理を施した後、５１０℃（比較例３は５５
０℃）の温度での焼戻し処理を２回（比較例３は、１
回）施したところ、それぞれの硬さ及び衝撃値は、表１
に示すようになった。
【００１６】
【表１】
【００１７】又、Ｃの含有量と硬さの関係、Ｃの含有量
と衝撃値の関係、Ｃｒの含有量と硬さの関係、Ｃｒの含
有量と衝撃値の関係、Ｍｏの含有量と硬さの関係、Ｍｏ
の含有量と衝撃値の関係、Ｖの含有量と硬さの関係、Ｖ
の含有量と衝撃値の関係、Ｃｏの含有量と硬さの関係及
びＣｏの含有量と衝撃値の関係は、図１、図２、図３、
図４、図５、図６、図７、図８、図９及び図１０に示す
ようになった。表１及び図１〜図１０から、Ｃの含有量
を１．４〜２．２ｗｔ％、好ましくは１．７〜２．０ｗ
ｔ％、Ｓｉの含有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎの含
有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒの含有量を２．５〜
６．０ｗｔ％、好ましくは３．０〜５．０ｗｔ％、Ｍｏ
の含有量を１．５〜８．０ｗｔ％、好ましくは６．０〜
８．０ｗｔ％、Ｖの含有量を３．０〜６．０ｗｔ％、好
ましくは３．０〜５．０ｗｔ％及びＣｏの含有量を０〜
５．５ｗｔ％、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％とする
ことにより、硬さをＨＲＣ６２以上、衝撃値を５．０Ｊ
／ｃｍ2 以上とし得ることがわかる。
と衝撃値の関係、Ｃｒの含有量と硬さの関係、Ｃｒの含
有量と衝撃値の関係、Ｍｏの含有量と硬さの関係、Ｍｏ
の含有量と衝撃値の関係、Ｖの含有量と硬さの関係、Ｖ
の含有量と衝撃値の関係、Ｃｏの含有量と硬さの関係及
びＣｏの含有量と衝撃値の関係は、図１、図２、図３、
図４、図５、図６、図７、図８、図９及び図１０に示す
ようになった。表１及び図１〜図１０から、Ｃの含有量
を１．４〜２．２ｗｔ％、好ましくは１．７〜２．０ｗ
ｔ％、Ｓｉの含有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｍｎの含
有量を０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒの含有量を２．５〜
６．０ｗｔ％、好ましくは３．０〜５．０ｗｔ％、Ｍｏ
の含有量を１．５〜８．０ｗｔ％、好ましくは６．０〜
８．０ｗｔ％、Ｖの含有量を３．０〜６．０ｗｔ％、好
ましくは３．０〜５．０ｗｔ％及びＣｏの含有量を０〜
５．５ｗｔ％、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％とする
ことにより、硬さをＨＲＣ６２以上、衝撃値を５．０Ｊ
／ｃｍ2 以上とし得ることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高靱性合
金鋳鉄の製造方法によれば、硬さをＨＲＣ６２以上、衝
撃値を５．０Ｊ／ｃｍ2 以上とし得るので、靱性を高ク
ロム鋳鉄やニハード鋳鉄より大きくでき、かつ硬さを高
マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼より高くすることができ、ひ
いては使用中に割れることがなく、高寿命の耐衝撃摩耗
材料、耐摩耗材料に用いることができる。
金鋳鉄の製造方法によれば、硬さをＨＲＣ６２以上、衝
撃値を５．０Ｊ／ｃｍ2 以上とし得るので、靱性を高ク
ロム鋳鉄やニハード鋳鉄より大きくでき、かつ硬さを高
マンガン鋳鋼や低合金鋳鋼より高くすることができ、ひ
いては使用中に割れることがなく、高寿命の耐衝撃摩耗
材料、耐摩耗材料に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｃの含有量と硬さの関係を表わした説明図であ
る。
る。
【図２】Ｃの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図３】Ｃｒの含有量と硬さの関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図４】Ｃｒの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図
である。
である。
【図５】Ｍｏの含有量と硬さの関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図６】Ｍｏの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図
である。
である。
【図７】Ｖの含有量と硬さの関係を表わした説明図であ
る。
る。
【図８】Ｖの含有量と衝撃値の関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図９】Ｃｏの含有量と硬さの関係を表わした説明図で
ある。
ある。
【図１０】Ｃｏの含有量と衝撃値の関係を表わした説明
図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ１．４〜２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜
１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５
〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０
〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅ
と不可避不純物からなり、硬さＨＲＣ６２以上、衝撃値
５．０Ｊ／ｃｍ2 以上であることを特徴とする高靱性合
金鋳鉄。 - 【請求項２】 Ｃ１．４〜２．２ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜
１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ２．５
〜６．０ｗｔ％、Ｍｏ１．５〜８．０ｗｔ％、Ｖ３．０
〜６．０ｗｔ％、Ｃｏ０〜５．５ｗｔ％及び残部がＦｅ
と不可避不純物からなる合金鋳鉄を９００〜１１００℃
の温度で加熱した後衝風冷却し、しかる後に４５０〜５
５０℃の温度で焼戻し処理することを特徴とする高靱性
合金鋳鉄の製造方法。 - 【請求項３】 前記焼戻し処理を２回以上行うことを特
徴とする請求項２記載の高靱性合金鋳鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10707998A JP2934226B1 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 高靱性合金鋳鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10707998A JP2934226B1 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 高靱性合金鋳鉄の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2934226B1 JP2934226B1 (ja) | 1999-08-16 |
| JPH11286740A true JPH11286740A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14449957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10707998A Expired - Fee Related JP2934226B1 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 高靱性合金鋳鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934226B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103014481A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 | 多元低合金贝氏体球墨铸铁磨球及其制造方法 |
| CN104178688A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-03 | 丹阳嘉伟耐磨材料科技有限公司 | 一种具有耐冲性能的含硼耐磨合金及其制备方法 |
| CN107604240A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-01-19 | 德清雄峰铸造有限公司 | 合金铸铁 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102935505B (zh) * | 2012-11-01 | 2015-03-18 | 中原利达铁路轨道技术发展有限公司 | 高速铁路扣件用耐低温铁垫板的铸造方法 |
-
1998
- 1998-04-02 JP JP10707998A patent/JP2934226B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103014481A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 | 多元低合金贝氏体球墨铸铁磨球及其制造方法 |
| CN104178688A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-03 | 丹阳嘉伟耐磨材料科技有限公司 | 一种具有耐冲性能的含硼耐磨合金及其制备方法 |
| CN107604240A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-01-19 | 德清雄峰铸造有限公司 | 合金铸铁 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2934226B1 (ja) | 1999-08-16 |
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