金型鋳造鋳鉄の二, 三の性質: University of the Ryukyus Repository

Author(s)

糸村, 昌祐

Citation

琉球大学理工学部紀要. 工学篇 = Bulletin of Science &

Engineering Division, University of the Ryukyus.

Engineering(2): 13-25

Issue Date

1969-04

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12000/23809

13

金 型 鋳 造 鋳 鉄 の 二 ,三 の 性 質

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糸 村 昌 祐 ★

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Summary:

The objectofthisstudywastoinvestigat8tensile strength,hardness,density and wearresistanceofthepermanentmoldcastiron.Tocarryoutthisexperiment,stlitable castingconditions,Withwhichgreyiron shouldbetakeninthe as･castcondition,were pickedout,andthetestpieces,JIS BC type tensile strength test pieces,Were casted tlSingtwokindsof castiron moldwhich hasrespectively moldratio6.5and9.0.The mold were coated with two layers ofcoating materia一.diatomaceousearthandsoot. Irons,about3kg,were meltedinahigh frequency induction furnace atabout14500c withalumi nacrucibleandwere pouredintothemoldat1300oc,after being inoculated at1450ocwith0.3% Ca-Si.Chemicalcompositionofironswasadjustedtohaverequired thedegree of eutectic saturation(Sc),0.8Stot.05,bythe additionoflow carbonsteel tothebaseiron containing 3.79%C,2.20% Si,0.44% Mn.0.12% P,0.05% S.Forpurpose ofreference,testpieceswithsame typewere castedintogreensandmold.

Theresultsobtainedareasfollows:

(1)Themi crostructureofthepermanentmoldcarstirorlwi thagreyfractureinthe asICaStCOnditioniscomposed offerritic and pearlitic matrix containing eutecticand fineflakygraphite,andhigherScis,morethe ferriteamongthematrixbecomes.

(2)Strengthofthe permanent moldcast ironisbetterthanthatofthesandmold castingwi thsame

S

c:

thetensilestrength and the hardness of the permanent mold castironisrespectively24to32kg/mm2)and220to260Hv(20).Densityofthepermanent moldcastironishigherthanthatofgreensandmoldcastiron.

(3) Incaseofgreyironpermanentmolding,itis necessary to selectthe chemi cal composition and the cooling conditions to keep away from tending to be white or mottled castiron,and hezICeittends tohavesimi larstructureandmechanicalproper･ ties･Therefore,itwi llbe recommended,incaseof permanentmoldcasting.tocontroll strictlythecastingconditionsusing the iron wi th high er

S

c which has less chitling tendency.

(4)Owi ngtothe Eerritic structure included in the matrix,Wear resistanceofthe permanentmoldcastironisinferiortothatofgreensand mold castiron.and higher Scis,lowerthewearresistancebecomes.

1 緒 言 金型鋳造 の魅力 は,その量産性 と鋳造 された鋳物 が,極 めてち密 な もの となる こ と に あ る. しか し鋳鉄 の場合 は冷却速度 が増す に した がって,オーステナイ トー黒鉛系 の 凝 固 か ら,オ ーステナイ トー セメ ンタイ ト系の凝固 に変 り,遊離黒鉛 の存在す るねずみ鋳鉄 か ら, セメ ンタイ トのみ られ るまだ ら鋳鉄 あるいは白鋳鉄 となる. したが って,冷却 が速 く温度勾 配 の大 きい金型鋳造 では,鋳造条件 によって,鋳物表面 が白銑化 し,内部 はパ ーライ ト地 に 片状黒鉛 が存 在す る組織 ,あるいは鋳物表面 では フェライ ト地 に共晶状黒鉛 ,内部 はパ ー ラ り2) イ ト地 に片状黒鉛 が存在す る とい うよ うに表面 と内部 で異 な った組織 とな りやす い.か よ う に組織変化 が大 きいために,鋳鉄 の金型鋳造 には,鋳造条件 を厳 格 に管理 して鋳放 しでねず み鋳鉄 を得 る方法 と,セメ ンタイ トの分解焼鈍 を前按 とす る比較的管理 の容易 な方法 との2 方状 がある.いずれ の方法 で も微細 な黒鉛 の,特徴 ある材質 の鋳鉄 が得 られ る. 鋳鉄 の性質 が化学組成 と鋳 物肉厚 に支配 され る として,この

2

つの条件 を考慮 に入れた抗 3) 張力 な どを調 べ るこ とは,砂型鋳造 に対 してはJungbluthの報告例 をは じめ,多 くの人々に よ り研究 され ,JISにおいて も FCIO-FC35な どとして規定 され てい る. ソ連 ,東 ドイ ツに ､4) おいては,金型鋳造鋳鉄 に対 して もすでに規格 が規定 され てい るよ うであるが,わが国にお 5) 6) いては報告例 が少 な く, いまだ規格化 の段階 にはいた っていない.Eaton社 の社報 に よ れ ば,焼鈍 を行 な うEaton法 に よって得 られた金型鋳造鋳鉄 は,砂型鋳造 され た同様の化学組 成 の ものに比 して,は るかに優秀 を機械 的性 質 を有す るこ とが述 べ られ てい る. 本報告 は鋳放 しでねずみ鋳鉄 が得 られ るよ うな鋳造条件 で,種 々の成分の抗張力試験片 を 金型鋳造 し,この試験片 について,抗張力 ,硬度 ,密度 ,耐摩耗性 を調 べ,砂型鋳造 した試 験片 の結果 と比較検討 した ものである.

2

,実 験 方 法 (1) 引張試験片 引張試験片 は平行部 を機械加工す るこ とにな ってい るが,金型鋳造鋳鉄 は前述 のよ うに鋳 物 表面 と内部 で組織 が異 な りやす く,表面部 を削 り取 って しま うこ とは好 ま しくない と考 え られ る. した が って鋳放 しで試験片 が得 られ るよ うに金型 を設計 し･20村 中平行部 の長 さを 40p としたJIS8C試験片 を採用 した. 図

1

に示す試験片用金型 は 鋳 型 重 量 比 9 (重量23 kg)の もので, さ らに背部 を削 り,重量 を軽 くした鋳型重量比 6･5の金型 も作 り,2種 の金 型 を使用 した.図は金型 の製作寸法 で伸 び尺 は考慮 していない.金型材質 はFC15前後 の普 通鋳鉄 である.この試額 片で問題 とな るのは鋳物 の表面状軌 お よび20Jtt≠平行部分 に,凝 固収縮時 に鋳型 の抱束 による内部応力 が残留す るこ との2点 である.鋳肌 は後掲の写真 で判 るよ うに平滑 で問題 は無い と考 え られ るが,残留応力 については550oC,2時間 の応力 除去

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_ 原稿受付 昭和43年10月31日

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琉球大学理工学部搬械工学科

金型鋳造鋳鉄の二､三の性質 3.2′熱電対穴 rB I I I 閉_{Y Y}.瓜 _'Y.rm,I _{. !}! 上_I I ト - 1』 I I li 侶 亨五 品 I lIIIIll lIII紺L 卓ll 尭 ◆ 罵 駕 I トト1. 15 図1 挑誰力拭験供拭金型 (厚型1 焼鈍 を行 ない,鋳放 しの試験片 と比較す るこ とに よって,その検討 を試みた .比較 に供 した 砂型鋳造 の試験片 も同形状 ,同寸法 の ものを採用 し,生砂型 に鋳込 んだ. (2)鋳造条件 お よび実験方法 供試基材 として炭 素3.79%,ケイ素2.20%, マ ンガ ン0.44%, リン0.12%,イオ ウ0.05 表1 炭 素 飽 和 度 (Sc)と 鋳 造 条 件 %の炭素斬 口度 (Sc)1.07の ものを 使用 し,これ に軟 銅材 を添加 す るこ とに よって 目標化 学組成 を, Sc

0.

ぷ -

i/05の 範菌 に変 え,化学 組成 に応 じて鋳放 しでねずみ鋳鉄 が 得 られ るように, 表

1

に示す

A∼C

の3条件 を鋳造粂

件 として採 用 した. この鋳造条件 は本実験 を行 なう前 に一連 の予備実 験 を行 ない, その結果 か ら決定 した ものであ る. 表

2

に試料 の化学分析 値 を示 す. 表2 試 料 の 化 学 分 析 値 分 Sc析 C 化Si 学 成Mn 分 (%)P S 1.03 3.78 2.19 0.44 0.12 0.042 1.03 3.63 2.29 0.44 0.0.1120 0.043 C.CJ7 3.51 2.01 0.39 -0.95 3.4 3 2.02 0.43 0.037 0.94 つ

J

3.3.●J23つ39つJ 1.96 0.42 0.0.l12l 0.051 0.93 2.07 0.●41 -0.89 1.83 0.41 0.036 [ 0.86 3.18 1.70 0.4j 0.ll 0.051 高周波誘導 電気炉 を用 い,ア/レミナ質ルツボを使用 して供試材約3kgを溶解 した.金型 お よび砂型鋳造 共 ,溶解温度 を1450oCとし,カル シウム ･シ リサイ ド0.3%を接種 し,1300oC で鋳込 んだ.鋳込重量 は約2.55kgである.接種 は加熱乾燥 した カル シウム ･シ リサイ ドを取 鍋 中に入れ,1450oCの溶湯 を取鍋 に注 ぐこ とに よって行 な った.か くはん した後 .炉 に戻 し 再加熱 あるいは温度保持 を行 ない.接種

後5

分以 内に注湯 す るよ う心 がけた. 各鋳造条件 におけ る試験片 の冷却 は,試験片上部30p

E

n

中の中心 に

C

A熱電対 をそ う入 し, 電子管式記録計 に よ り自動記録 させ て確 かめ,共析変嬢終 了後5COoC∼550oCで離型 し以後 空冷 させた .塗型材 として使用 したケイ ソウ土は5-10FLピークの粒度 の もので, これ をケ 7) イ ソウ土100g,ベ ン トナイ ト40g,水18の割合 に配 合 し て,200oC前後 に加 熱 した金型 に スプ レイで所定厚 さに塗布 し,その上 にアセチ レンの不完全燃焼 に よ り発生す るススを塗布 し,二重塗型 として実験 に供 した.ケイ ソウ土厚 さの測定 は塗型面 が円柱 を半割 に した形状 のため,19.6hh ￠×40m (塗型厚 さ0.2m用),19.2- ￠×4伽K(塗型厚 さ0.如 用 ) の銅製 測定用 ピース を作 り,塗型 した金型 を常温 まで冷や し,試験 片 の測定部分 に対応す る面 (20

J

P

l

畑 こ加 工 した部分) に当てて,所定 の厚 さ とな ってい るか を確 かめた.スス厚 さについて は,あ らか じめ塗布条件 と塗布厚 さ との関係 を平板 で調査 し,一定条件 で均 一 な厚 さに塗布 す るよ う心 がけた . (3) 測 定 引張試験後 の試料 か ら20J

E

l

￠平行部 を馴 出 し,硬度 ,密度 ,摩耗 の各試験 を行 な った. 硬度 は試料 が小 さいた め ビッカース硬度計 を使用 し,試料断面 の周辺部お よび中心部 を荷重

2

0k

g

で測定 した.密度 は

1

7

JtX￠×19PEXk研磨仕上 げ した もの を,マイ ク ロメー ター と化学天

金型鈎造鋳鉄の二､三の性質 17 秤 を用 いて,単位体積 当 りの重 量 と して貸 出 した .摩 耗試験 は大越 式迅速摩耗試験 機 を使 用 し,回転 す る相 手材 と して超硬合金 を採用 した .試験 は試料断面 を対象 に,乾態 で行 ない･ 表面 あ らさを試料 は6S,超硬合金 は3Sと した . 3 実験結 果 と考察 (1) 引張強 さ 図2に試験片 を金型 か ら取 り出 した状牌 を示す .図 か ら判 るよ うに鋳肌 は きれ いであ った . 湯道部 お よびせ き部 に熱 間亀裂 に よ る破断 がみ られ る.供試形状 の試験 片 はScの高 い ものに っい て

,2

0H

.8￠平行部 に引け に原 因す る と考 え られ 図 2 甜 片を金型から取り出した状態 る表 面欠陥 が発 生 しや す い傾 向 が み られ ,欠陥 の 無 い良好 な試験片 を得 るのに苦心 した .鋳造条件 を 決定 す るた めの予 備実験 を16回行 ない,その際1回 の注湯 で得 られ る

2

本 の試験 片 の うち

1

本 を応 力除 去焼 鈍 し,他 方 を鋳放 しの まま,それ ぞれ の引張強 さを調 べ残 留応 力 の検討 を行 な った.そ の結果応力 除去焼鈍 を行 な った試験庁 につ いて, 1kg/7nd∼ 3kg/nd程度 ,引張強 さの増加 がみ られ る もの も あ った が,数値 的 には っき りとした傾 向 を確認 す る に到 らず ,残留応 力 につ いては今 後検討 す るこ とと し,今 回 の報告 は鋳放 しの ままの試験庁 につい ての 結 果 を採 用 す るこ とに し図3に金型 お よび砂型鋳造 の場合 の引張強 さ とScとの関係 を示す.鋳鉄 は前述 の よ うに化 学組成 お よび冷却速度 に よって組織 が変 り,それ に よ って諸性 質 も左右 され る. ︼〇 〇 一つ O rr) r o 2 2 C u u J g . 仙 漕 謙 一.(,

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類 誌 × 砂型鋳造I

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同 じ冷却条 件 な らば

S

cが低 いほ ど, また同 じ化学組成 な らば冷却 が速 いほ ど機械 的性 質

は-Sc0.

8

4

図

4

金型鋳造鋳鉄 の組 織

×1

0

0

(試片 中心部 ) 股 にす ぐれ た もの とな る.金型鋳造 に一俵用 さ れ る化学組 成 は 白銑 化防止 のた め

,S

c

l･

0

0

前 後 の高炭 素 , 高 ケイ素 の ものであ る. この よ うな組 成 の もの を冷却 の遅 い砂型鋳 造 した場 合 には著 しく大 きな片状黒鉛組織 とな り.強 度 の低 い材質 とな るのに対 し,金型鋳造 にお いては ,急 冷 に より微細 な黒鉛 のち密 な組織 とな り,機械 的性 質 のす ぐれ た材質 とな る.

S

cが低 くな る と金型 鋳造 では 白銑化 し易 く な り,性 質 の全 く異 な った鋳物 とな るた め, 鋳 放 しでねずみ鋳鉄 を得 るには

,S

cに応 じて 鋳造条 件 を変 えなければ な らない.実験 では 鋳造条件 を3段階 に変 え,条件別 に記号 を変 えて図示 した.す なわ ち

Sc

l.

0

5-0,

9

5

に対 し て条 件A (測 温部 におい て注湯 か ら共析変態 開始 までの平均冷却速度 :

31

0o

C/m

in

前後),

S

c

O.

9

5-0.

9

0

に対 して条 件B

(

1

9

0o

C/m

in

前後)

,S

c

O.

8

5

に対 して条 件

C (

1

5

0o

C/

mi

n

前後) とした . これ らの条 件 の もとでは, 組織 はいずれ の

S

cの場合 も図4にみ られ るよ うに,共 晶状黒鉛 お よび細 かい片状黒鉛 の混 在 した組織 とな り,組織的 に相違 の少 ない も の とな った . した が って,鋳造条 件

A

で得 ら れ た試験片 については

S

cの低 下 に伴 ない引張 強 さの増加 す る傾 向 がみ られ るが,全体的 に み る と

S

cにあま り関係 な くほぼ

2

3-3

0

k

g

/

ndの引張強 さを示す 結 果 とな った.図 4, 図

5

を比較 す るこ とに よ り,金型鋳造 した も の と砂型鋳造 した もの との組織 差 が確認 され , 強度 の差 も容易 に うなず かれ る.一般 に砂型 鋳 造 では主 に化学組成 によ って材 質管理 がな され てい るが,金型鋳造 では冷却速度 に よる 影響 が大 きいの で ,冷却条件 を選 ぶ こ とに よ って材質管理 をす るこ とがで きる. したが っ て,金型 で鋳放 しねずみ鋳 鉄を得 る場合 には, 白銑 化傾 向 の小 さい高

S

cの組成 の ものについ て,適 当に鋳造条 件 を変 え るこ とに よ って材 質管理 を行 な うこ とが よ り実際的 であ る と考 え られ る.

金型鋳造鋳鉄の二､三の性質

Sc0.84

図

5

砂型鋳造鋳鉄 の組織

×100 (試片中心部 )

(2) 硬 度 図6は中心部 の ビッカー ス硬度 と炭素飽和度 との関係 を示す ･引張強 さの場合 と同様 に,

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0

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○ ○ ● × :;1f喜)ヽ ･

型

型鋳造

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造

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〉くヽ ヽ7kー 0.80 0.85 0.90 0.95 r.00 LCB I.JO 炭 兼 飽 和 度 図6硬度 と炭 兼飽和度 との関係 同一 の鋳造条件 では

S

c

が低 く.なると硬度 が上 がる傾 向があるが,全体的 には前述 のよ うに組 織的 な相違 が少 ないため,Scによる硬度差 は明確 には現われず ,ほぼHv (20)220-260を示 した.砂型鋳造 の場合 に比較 して全体的 に硬度 は上 が ってお り･図

3

で

S

c

O1

85前後 では引張 強 さが,砂型 ,金型鋳造 とも同程度 であ ったが･硬度 は金型鋳造 の方 が高 くな ってい る･な ぉ周辺部 (表面 か ら1-2〝 の位置) の硬度 は･金型 ,砂型鋳造 いずれ も中心部 よ り20-30 高 い硬度値 を示 した. (3) 密 度 鋳鉄 の単位体積 当 りの重量 は遊離黒鉛量 に大 き く左右 され ･冷却速度 に も影響 され るが･ その他 に,金型 の よ うな剛性 の鋳型 内では･共晶凝固 の際 の体積膨張 が鋳型 によって抱束 さ_8J jtるための 自己充填作用 (Self-feeding)な ども考慮 さるべ きだ と 考 え る･図 7に密度 と

s

c

との関係 を示す.同一 の

S

c

では金型鋳造 された場合の方 が密度 が高 く, したが ってち密 な 鋳物 が得 られ るこ とがわか る.耐水圧物 に好適 な材質 とい うこ とがで きる･

金型鋳造鋳鉄の二､三の性質 7.35 7.30 7.25 6 i:■ 叫 7.20 埴e( 蘇 Tr5 7.10 7.(:ち 鷺 砂型鋳造宣 F ーX＼＼

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×ヽ＼ ＼ 0 21 0.80 005 0.90 0.95 JOO J.05 LIO 炭 素 飽 和 健 図7 密度 と炭素飽和壕 との関係 りノ 耐 摩 耗 性 図8はScO.93の場合 の金型鋳造および砂型鋳造鋳鉄 の摩磨速度 と摩耗量 との関係 を,大越 ∞ 80 60 の 2 g ＼ M.u tqL 10 T .叫 ぜ 牡 当 ^L ○.x金型鋳造砂型鋳造

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○一美 0 1 2 3 4 5 摩 擦 速 度,m /5 摩擦条件 :荷重6.6kg､摩擦距能 100m,乾態 図8 金型 ･砂型鋳造鋳鉄 の摩耗特悼 (sc o.93) 式迅速摩耗試験機 によ って,超硬合金 円板 を相手材 として乾態 で試験 した結果 で示す ,低速 側 の酸化摩耗域 を経 て,摩 願速度 の増加 に伴 ない粘着摩耗域 に入 り,摩耗量 が急激 に増加 し て極大点に達 し, さ らに高速側 で再 び酸化摩耗域 に入 って摩耗量 が減少す る傾向は,金型 , 砂型鋳造共同様であるが,比摩耗量 は金型鋳造 され た ものの方 が常 に多 く,特 に極 大点 にお ける値 は砂型 の場合 が30前後 であるのに対 し,金型鋳造 された ものは 100前後 とな り著 しい

差 を示 した. この場合 の顕 微鏡組織 は図9に見 られ るよ うに,金型 鋳造 した ものは共晶状黒 金 型 図9 金型 および砂型鋳 造鋳鉄 の組織 Sc0.93 ×400試片 中心部 鉛 問 に フ ェライ トが混在 した組織 とな ってお り,砂型 鋳造 では素地 が全体的 にパ ー ライ ト組 織 とな ってい る.一般 に鋳鉄 の耐摩 耗性 は素地 の性 質 お よび遊離 黒鉛 の形状 ,量 ,分布状態 に影響 され るが,乾態 のすべ り摩 擦 では特 に素地 の機械的性 質 に よ って大 き く左右 され る. 特 に粘着摩耗 域 では粘着 した部 分 は ,一般 に加 工硬化 を受 け母材 よ り丈夫 なので,そ の下 の 母材部 分 か ら勢断 され金属 を持 去 られ て大 きな摩耗 を引 き起 こす ,いわ ゆ る機械 的破壊現象 を伴 な うた め,機械 的 に弱 い フェライ トが混在す るよ うな金型鋳造鋳鉄 は耐摩耗性 が著 しく ∞ 00 20 80 40 2

g

＼

8-I

. O T .f ぽ 世 当 ∫● o Sc1.○ S c o.● ScO.l093834 I 0＼ ベ 0 0 史′ /i 0. -0 1 2 3 4 5 摩 擦 速 度,m /S 摩擦条件 :荷重6.6kg､車擦距推100m､乾態 図10 金型鋳造鋳鉄の炭素飽和度と摩耗特性 劣 るこ とにな る,図10は図8と同 じ摩擦 条件 の,Scの異 な る金型 鋳 造 鋳 鉄 の摩 耗 曲線 を示 す . Scが高 いほ ど摩 耗 しやす く,特 に粘着摩 耗域 お よび それ以後 の摩擦速 度 で摩耗量 が急増 してお り,粘着 摩 粍域 の極 大点 が 摩磨速度 の低速 側 に移行 してい るこ とが わか る. この顕微鏡組織 を図

1

1

に示 す.Scが高 い ほ ど微細片状黒鉛間 に点在 す るフェライ トの量 が増加 してお り, フェライ トが耐 摩耗性 を著 しく低 下 させ てい るこ とがわ か る. した が って遊離点在 フェライ トが ほ とんど見 られ ないScO.84の場 合は図10 でわか るよ うに,非 常 にす ぐれ た耐摩耗 性 を示 した .

金型鋳造鋳鉄の二､三の性質

･Sc0.84

図11 金型鋳造鋳鉄 の組織

×400 (試片中心部 )

図12は荷重6.6kg, 摩 擦速度2.867n/SeC, 摩 擦距離100m, 乾態 の摩 擦条件 におけ る摩 托 ∞ 80 00 仰 2 吐く LtU n 10 t .朝 だ 哲 77 I

8

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× 砂型鋳造

○

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rx 0.80 0.85 0.90 0.S6 I.00 L.(方 1.10 炭 素 飽 和 壕 即 勲粂作 :荷菰6.6kg,摩撫距離100rn､摩撫速度2,86m/

S

.陀態 l別 2炭 素飽和種 と比劉 ほ との関係 書 をScについて示 した もの であ る.一定摩 擦速度 下の摩 耗 であ り,図10か らわか るよ うに,粘 着摩 耗か ら高温酸 化摩 耗域 に入 る摩廃条件 であ るた め,摩 擦速度 の影響 を受 けや す い金型鋳 造 鋳鉄 では,Scを変 えた ときの摩 耗量 の変化 は図10におけ るほ ど明確 では ないが,Scの増加 ･し共 に摩 耗量 が増加 す る傾 向, な らびに フェライ トの生 じやす い金型鋳造鋳鉄 は砂型鋳造鋳 鉄 に比 して耐摩 耗性 が劣 り,本実験 で行 な った摩 擦速度 ,圧 力 の範 囲内 では,普 通組成 の金 型 鋳造 鋳鉄 は摩 経を伴 な う部品 には不適 当 と考 え られ る. よ り低速 ,低 圧 域 におけ る耐摩 托 性 な らびに,鍋 , スズな どを少量添加 して,遊離 フェライ トの析 出 を押 さえた金型鋳造鋳鉄 の耐摩 耗性 に ついてさ らに実験 を継 続 してい きた い と考 え てい る.

4

結 言 金型鋳造 で,炭 素飽和度 を0,85-1.05の範 囲 に変 え,化学組成 に応 じて鋳放 しでねずみ鋳 鉄 が得 られ るよ うに,適 当 な鋳造条件 を選 び,接 種 し, 8C型 の抗 張力試験片 を鋳造 し,鋳 放 しの試験 片 につい て引張強 さ,硬度 ,密度 ,耐摩 耗性 を砂型鋳造 した試験片 の場合 と比較 検討 した結果 は次 の通 りであ る. 1)金型鋳造 で得 られ た鋳放 しねずみ鋳鉄 の組織 は,共晶状黒鉛 お よび細 かい片 状黒鉛 の フ ェライ トお よびパー ライ トの混合組織 で,Scが高 いほ ど混 在す る遊離 7土ライ トの量 が多 い組織 とな る. 2)鋳放 し8C試験片 は,断面形状 の変化 に伴 な う湯流れ状態 の変化 お よび引 けに原 因す る と考 え られ る表面欠陥 が,Scの高 い場合 に,20J

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≠平行 部 に発生 しやす い頼向 があ った. 3)砂型鋳造 では引張強 さ16-28kg/nd, 硬度Hv (20)150-200とな る材 質 の も の を,金型鋳造 した場 合 ,そ れ ぞれ24-32kg/nd,Hv (20)220-260とな り,同一組成 の

金型鋳造鋳鉄の二､三の性質 25 場 合 ,砂型鋳造 よ りも金型鋳造 によ って得 られ た ものの方 が よ りす ぐれ た機械 的性 質 を有 す る. 4)鋳放 しのねずみ鋳鉄 では, 白銑 化 を防 ぐた めに,化学組成 ,冷却条 件 を選択 す る必 要 があ り,その結 果 ,組織 ,機械 的性 質 が一定化 す る傾 向 があ る. した が って金型 鋳造 におい ては ,白銑 とな りに くい高 めのScの もの を使用 し,鋳造条 件 を管理す るこ とが好 ま しい とい え よ う. 5)密度 は同一成 分 の砂型 鋳造 した ものに比 して高 く,組織 がち密 で耐 水圧物 に適 す るこ とが うかがわれ る. 6)耐摩耗性 は,本実験 の摩 擦速度 ,圧力 の範 囲内 では,混在 す るフェライ トのた め,金 型 鋳造 鋳鉄 は砂型 鋳造 した ものに比 して劣 り,混在す るフ ェライ トの量 か らScの高 い ものほ ど比摩耗量 が多 く,他 の合金元素 を加 え るな ど して遊離 フェライ トの析 出 を押 さえ て耐摩 耗 性 の向上 を計 らない限 り,普 通組成 の金型鋳造 鋳鉄 は摩耗 を伴 な う部 品 には適 さない と考 え られ る. 最後 に本研 究 を行 な うにあた り,御 指導御助言 下 さ った名古屋工業大学機械 工学科石 川潔 教 授 ,愛 知県工業指導所 鋳造 科長 角田一男氏 .な らびに実験遂行 に御 協力 いただ いた鋳造科 長 の諸氏 に深 く謝意 を表 します .

文

献

1)石川,角臥 馬淵 :鋳物 (日本鋳物協会誌) :38(1966),3,pp26-35 2)角田,鈴木,糸村 :鋳物38(1966),9,ppllO1111

3)P･A･°eller,H･Jungbluth :Giesserei42(1955),1〇,pp255-257 4)田村,望月 :鋳物39(1S67),7,pp35-43

5)日本強靭鋳鉄敵会 :鋳物38(1S66),9,pplll1112 6)EatonEngineeringForum,17(1956).19,pp3-10 7)鷹取,大背,池田 :鋳物34(1962),9,別,pp98-99