JPS59185567A - 接着結合してなる鋳鉄部材の前処理方法 - Google Patents

接着結合してなる鋳鉄部材の前処理方法

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JPS59185567A
JPS59185567A JP58061661A JP6166183A JPS59185567A JP S59185567 A JPS59185567 A JP S59185567A JP 58061661 A JP58061661 A JP 58061661A JP 6166183 A JP6166183 A JP 6166183A JP S59185567 A JPS59185567 A JP S59185567A
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米持　修
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種内燃機関のシリンダーヘッド、シリンダー
、ピストン、吸排気部品等に使用される鋳鉄部材の複雑
形状の気密性、組合せ性状を改善し、且つアルミニウム
合金部材、その他の金属部材の耐熱性や耐摩耗性を向上
し、合せて低コスト化を計るため、鋳鉄部拐と鋳鉄又は
アルミニウム合金、その他の金属部材との接着結合のだ
めの鋳鉄部材の前処理方法に関するものである。
従来、鋳鉄は安価で鋳造性や振動吸収性が非常に優れて
いるので、各釉工業分野に広く使用され、特に産業機械
や内燃機関部材として重用されｋいる。しかし、一方鋳
鉄相互及び鋳鉄と他種金属とのろう接、溶接、融接（躬
込み）等の接合性が悪いところから組合せ構造を必要と
する部品への利用分野がかなり制限されている。
ｆｅｌｔは最近、ディー七ルエンジンのアルミニウム合
金鋳物性ピストン頂部は熱負荷の増加傾向から１制熱性
や耐摩耗性の向上が要求され、ピストン頂部への鋳鉄や
セラミックスの鋳込み、かしめ、ボルト締めなどの提案
がなされている。し７１ユし、これらの組み合せ方法は
鋳造時の急速加熱、融着不十分による亀裂の発生や、エ
ンジンの稼動運転時の高温化による゛ガタッキ″′等に
よシ損傷の原因となるなどがあり、信頼性や価格の点で
未だ多くの問題点全残している。
そこで発明者は鋳鉄の鋳造性、振動吸収性、価格等のｔ
−ｉか、耐熱性や制＃穐性の有利な性質をＹ占用するた
め鋳鉄と鋳鉄、アルミニウム合金又は他種金塊部材との
接合について鋭意研究を重、ねた結果、鋳鉄部材を熱ク
ロム酸水溶液に浸漬処理した後、水洗し、この処理鋳鉄
と鋳鉄又は他種金属部材とを溶接、ろう接、又は融接に
より容易に強固な接合体を得るための鋳鉄部材の前処理
方法を見出した。即ち鋳鉄部材と鋳鉄又は他種金属部材
との接合−に当り、鋳鉄部材をクロム酸の濃水溶液に浸
漬して加熱処理した後、水洗すること。この処理された
鋳鉄部材と同様に処理された鋳鉄部材又は他種金属部材
とを金属ろう接、溶接又は融接によシ接合するものであ
る。
次に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明において用いられる鋳鉄部材は普通鋳鉄、強靭鋳
鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄などであり、例えばねずみ鋳鉄
、ダクタイル鋳鉄、マリアブル鋳鉄、ニッケル鋳鉄、ク
ロトモリブデン鋳鉄などをあげることができる。次に、
このような鋳鉄部材と接合すべき金属部材は前記鋳鉄類
、＠類、−銅合金、アルミニウム合金などであり、例え
ば前記鋳鉄荊、炭素鋼、ニッケル、クロム鋼、黄銅、ア
ルミニウム合金鋳物（Ｙ合金、ローエックス）などをあ
げることができる。この鋳鉄の組織は含有している合金
元素や熱処理履歴により異なるが、通常フェライト、パ
ーライト、マルテンサイト、トルースタイトなどの鉄変
態とセメンタイト（Ｆｅ３Ｃ）及び黒鉛などから形成さ
れている。とのＦｅ５Ｃ及び黒鉛は金属融液と滴れ合わ
ないこと及び高温に晒されることによりＣ０２ガスの発
生及び組織が変化するなどのだめ鋳鉄のろう接や溶接等
には多くの問題を残している。
そこで本発明では、鋳鉄部材をクロム酸の濃水溶液中に
浸漬し、部材の表面に露出及び表面に通じているＦｅ５
Ｃ及び黒鉛部分とクロム酸とを反応させ、Ｂ″ｅ３Ｃ及
び黒鉛を除去するものである。しかし−！０３Ｃ及び黒
鉛とクロム酸との反応は常温付近の温度においては反応
速度が非常に遅いため、熱クロム酸溶液を用いることが
必要であり、反応温度は７０〜１００°Ｃが適当であり
、浸漬時間は部材の大きさにより一定しないが、通常５
〜３０　ｍｉｎで滴定される。また、クロム酸水溶液の
濃度は比Ｎ１．３〜１．６とする。この処理により鋳鉄
部材の表面部のＦｅ５Ｃ及び黒鉛は完全に除去でれ、表
面に通じた部分はピンホールとなっているので十分水洗
を行う。
なお鋳鉄部材にクロム酸処理を行なうための前処理とし
て５〜１０％Ｎａ０ｌ（溶液により予め表面を清浄化す
ることが好ましい。
前記クロム酸の濃水溶液で処理された鋳鉄部材はカーボ
ン系の物質が表面部に存在しないため、通常一般に行わ
れている金属のろう接及び溶接方法によシ容易に接合が
できる。
また、鋳鉄部材とアルミニウム合金との接合は前記のろ
う接及び溶接による接合のほか、脱カーボンされた鋳鉄
部材の接合部にアルミニウム合金の融液を通常行われて
いる鋳造法により鋳込、接合することもできる。この場
合、鋳鉄部材は熱伝導性が比較的悪いことがら、大きさ
にもよるが微細亀裂の発生を防止するため鋳鉄部材を２
５０〜３５０°Ｃに予熱し、搗込・接合することが好ま
しい。
今−例としてねずみ鋳鉄と炭素鋼の接合において、先ず
ねずみ鋳鉄の処理前の表面を顕微鏡（Ｘ　５００　）写
真で見ると第１図に示すように多数の黒色斑点、即ち黒
鉛が形成されている。このねずみ鋳鉄を１ｉ２ｃｒ０４
で処理すると第２図に示すように脱黒鉛により空孔部が
形成される（斑点の中心部が空孔のため白く光っている
）。従って本発明方法によるねずみ鋳鉄と炭素鋼による
接合体の断面を見ると第３図に示すようにねすみ鋳鉄１
と真鍮ろう層２とが強固に接合されているのがわかる。
即ち表面をＨ２ＣｒＯ，で処理しない場合は、その接合
面に空気の層による筋が生じる。なお、３は炭素鋼であ
る。
このように、本発明は従来困難視されていた鋳鉄部材と
他種金属部材との接合が鋳鉄部材をクロム酸処理するこ
とによシ完全な脱カーボンが可能となり、この処理され
た鋳鉄部材は従来のろう接、溶接及び融接技術により極
めて容易に金属接合体が完成されるので工業的処理方法
として好適である。
次に、実施例により本発明をでらに詳細に説明する。
実施例−１ （１）鋳鉄部材のクロム酸処理 ねずみ鋳鉄（Ｊ工Ｓ　ＦＣ２５相当）の３０　ｘ　２０
　ｘ　８　ｗａｎ角板２個の溶接面（２０ｘ　８　ａｙ
ｓ　）を付き合せだときＶ型の溶接部になるように加工
した部材である。
これを１０％ＮａＯＨ水溶液により洗浄脱脂し、さらに
５ＮＨＣｔ水溶液により鋳鉄表面の酸化物を浴解し、清
浄にした。次に、これを比重１．３７のクロム酸（Ｈ２
ＣｒＯ４）の熱水濡液に浸漬し、約８５°Ｃに６　ｍｉ
ｎ加熱保持した後、湯水でよく洗滌、乾燥した。
（２）　　この鋳鉄部材の２０Ｘ８＋ｗの面をつき合せ
、軟鋼溶接棒を用い冷間・アーク溶接法により鋳鉄部材
を接合した。
この接合面について引張試験の結果、鋳鉄部相部におい
て破断し、その強度から接着強度は２７．７ｋｇ／間２
以上であった。
実施例−２ （１）鋳鉄部材のクロム酸処理 ダクタイル鋳＠加Ｘ　３０　Ｘ　７　ｒｒｒｍの角板を
１０係ＮａＯＨ水溶液で洗滌し、更に６ＮＨＣｔ水溶液
により表向の酸化物、その他の汚れを除去した彼、比ｘ
１．３７のクロム酸の熱水溶液に浸漬し、約７０°Ｃに
おいて約Ｂ　＋ｎｉｎ加熱し、温水でよく洗滌し、乾燥
した。
（２）鋳鉄部材と接合する金属部材 アルミニウム合金鋳物として市販のローエックス（Ｊ工
５ＡＣ８Ａ相当品）３ｏＸ３１）Ｘ１０Ｍを１０　％　
ＮａＯＨ水溶液で洗滌し、さらにこれを１０　％　Ｈ１
ｉ０３＋　０．２％ＨＦの混合液中に約４　ｍｉｎ浸漬
して酸化珪素を除去し、よく湯水で洗い乾燥１〜だ。
（３）両部材の接合 両部材の接合面（３０ｘ　３０間）にＢｉｔ−０相当の
ろう材（Ａｔ−ＩＱ　Ｓｉ、４％Ｃｕ）を介在させ、５
００°Ｃに加熱はせた電気炉に挿入し、温度を５６０’
Ｃに高め、約ＩＱ　ｍｉｎ　７Ｉｇ熱保持し、鋳鉄部材
とアルミニウム合金鋳物部材との接合体を製造した。
この接合面について引張試験の結果、アルミニラ代置金
部材部が破断し、引張強度は２４．５　ｋｇ／　ｍｍ２
以上であった。
【図面の簡単な説明】
第１図はねずみ鋳鉄の処理前の表面を示す顕微鏡写真、
第２図はねずみ鋳鉄のＨ２Ｃｒ　Ｏ３溶液処理後（第　
９　頁） の表面を示す顕微鏡写真、第３図は本発明処理方法によ
如ねすみ鋳鉄と炭素鋼の接合体の断面を示す顕微鏡写真
である。 １・・・ねずみ鋳鉄、２・・真鍮ろう層、３・・炭素鋼
。 特許出願人　臼井国際並業株式会社 自発手続補正書 ２゜ １、事件の表示 昭和５８年　　特　許　願　　　第　６１６６１号　　
　　、。 ２、発−の名称 接着結合してなる鋳鉄部材の前処理方法４、代理人 補　　　正　　　書 特願昭５８−６１６６１ 明細書第２頁第８行「鋳物性」を「鋳物製」と補正する
。 同第７頁第８行ｒ　ＨｔＣｒ　Ｏｘ　ＪをｒＨ，Ｃｒ０
４−Ｉと補正−ｔ７−０ 同第８頁第２０行ｒ　Ｈ，Ｃ’ｒ　Ｏｓ　Ｊをｒ　Ｈ，
Ｃ１０番」と補正する。 特許出願人　　臼井国際産業株式会社 自発手続補正書 昭和５８年１０月４日 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第６１６６１号 ２、発明の名称 接着結合してなる鋳鉄部材の前処理方法４、代理人 補　　　正　　　書 特願昭５８−６１６６１ １、明細書第２頁第８行「鋳物性」を「鋳物製」と補正
するう ２、　同第４頁第５行、第１２行、第１３行、第１４行
及び第５頁第１行ｒＦｅ、Ｃ及び」を削除する。 ３、同第５頁第１８行、第１９行、第６頁第１〜２行、
第５行、第６行、第８頁第１９行、第２０行、第９頁第
２行及び第４行「ねずみ」を「ダクタイル」と補正する
。 特許出願人　　臼井国際産業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 鋳鉄部相と鋳鉄又は他種金属部材とをろう接、溶接又は
    融接等で接着結合するに当り、予め鋳鉄部材をクロム酸
    の濃水浴液中に浸漬して加温処理し、しかる後湯、水等
    により洗滌処理することを特徴とする接着結合してなる
    鋳鉄部材の前処理方法。
JP58061661A 1983-04-08 1983-04-08 接着結合してなる鋳鉄部材の前処理方法 Granted JPS59185567A (ja)

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