JPH0280505A - 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 - Google Patents

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】 １哩へ１１光１ 本発明は、接種を不要にする単一の球状化用添加剤を用
いて通常より遅い時点で鋳鉄を処理することにより、球
状黒鉛鋳鉄を製造する方法に係わる。

正画ノと１遣− 球状黒鉛鋳鉄は、−船釣には、ベースの鋳鉄を先ず球状
化用添加剤（ｎｏｄｕｌｉｚｉｎｇａｄｄｉｔｉｖｅ）
で処理し、次いで接種剤（ｉｎｏｃｕｌａｔｉｎｇ　ａ
ｇｅｎｔ）で処理することによって製造される。球状化
用添加剤は球状黒鉛を形成させる物質であり、通常はマ
グネシウムであり、例えば任意に希土類を含んだ鉄−ケ
イ素−マグネシウム合金形態である。接種剤は黒鉛の芽
晶作用（ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）を修正し、鋳鉄の脆
弱化につながるセメンタイトの形成を阻止する。

この接種剤は通常はケイ素をベースとし、例えば鉄−ケ
イ素合金からなる。

周知のように、マグネシウムの効果が溶融鋳鉄温度で消
失することから、球状化処理の効果は長続きしない（数
分間）。従って、添加剤を加えたらすぐに鋳鉄を鋳型に
注入する必要がある。この要件は、容量が大きく且つ大
部分が自動化された現代の鋳造操作の条件には適合しな
い。というのも、処理した鋳鉄を大容量の自動化された
鋳造炉又は収り鍋内に長時間（例えば３０分又は１時間
）保持しておくことは、望ましいことではあっても極め
て難しいからである。そこで、未処理鋳鉄を貯蔵してお
き、これを通常より遅れて、即ち鋳型内の部材の腔部に
注入する直前の短い時間の間に、球状化とそれに次ぐ接
種処理とにかける方法が提案されな。

これらの「遅い時点での（ｔａｒｄｙ）ｊ処理は主に２
つの異なるタイプの方法によって実施される。

第１タイプの方法は鋳型内プロセス（ｉｎ−ｍｏｕｌｄ
ｐｒｏｃｅｓｓ）と称し、成形した断片又は粉砕した断
片を鋳鉄供給湯道に設けられた収容部に配置することか
らなる。

第２タイプの方法は「ゲート（ｇａｔｅ）Ｊプロセスと
称し、鋳鉄が自動的鋳造炉又は取り鍋から鋳型に注入さ
れる時に、比較的細かい粉末状にした１種類以上の添加
剤をゲート（湯口）に導入することからとなる。この第
２タイプの方法及びそのための装置は、例えば本出願人
の仏国特許第２５８８５７１号（ＵＳ特許第４７２３７
６３号に対応）に開示されている。

このような方法及び装置を用いれば、前記添加操作を、
この操作によって生じ得るドロスを除去せしめる条件下
で連続的且つ調節的に行うことができる。

本発明は鋳型内プロセスでもゲートプロセスでも実施す
ることができ、−船釣には、通常より遅れた時点で処理
を行う、即ち鋳鉄を鋳型内の部材の腔部に注入する直前
の短い時間内に処理する方法であればどんな方法でも実
施することができる。

免１へＩＬＬ 本発明は、球状又は去状（ｖｅｒｍｉｃｕｌａｒ）鋳鉄
の製造方法に係わる。この方法は、球状化及び接種作用
を同時に生起させる単一の添加剤によって、ベースの鋳
鉄を通常より遅い時点で処理することを特徴とする。前
記添加剤としてはビスマスと少なくとも１種類の希土類
金属とを加えた鉄−ケイ素マグネシウム合金を使用する
。

接種剤にビスマスを添加することは以前から推奨されて
きたことである。例えば、本出願人名義の仏国特許第２
５１１０４４号（＝ＵＳ特許第４４３２７９３号）には
、登録商標“５ｐｈｅｒｉｘ”で知られている接種剤が
開示されている。これはケイ素７０〜７５％の鉄−ケイ
素合金であって、ビスマス、鉛又はアンチモンのうち少
なくとも１つを０．００５〜３％含むと共に、少なくと
も１種類の希土類金属を０．００５〜３％含む。

しかしながらこの処理は、第１段階で行われるマグネシ
ウムでの強制的球状化を補足するためのものである。

ＫＵＳＡＫ＾名義の日本国特許出願ＫＯＫＡ　Ｉ／Ｊ＾
−５９／４３８２３は、球状化用添加剤にビスマス及び
セリウムを加えることを提案している。しかしながらこ
の場合も、後で鉄−ケイ素合金による接種を行わないと
、球状鋳鉄の特性を最適化することはできない。

本発明は、厚みが数ｌと極めて薄い部材の場合でも黒鉛
球晶の数が多く且つ炭化物が全く存在しない球状鋳鉄を
、接種ステップを省略して直接製造できるようにする。

このような結果は、下記の組成（重量％）をもつ添加剤
を使用することによって得られる：ケイ素＝４１〜６５ マグネシウム＝　２〜３０ ビスマス：０．１〜４ 希土類＝０．５〜４ Ｃａ、　Ｂａ、　Ｓｒ：　　　＜４（各元素）＾ｌ：　
　　　　　　　＜１．５ 鉄二　　　　　　　１００の残り 「希土類」という用語は以後、ランタニド希土類元素群
から選択した少なくとも１種類の金属、特にセリウムを
意味すると理解されたい。尚、この金属は、他の同類金
属（例えばランタン）を該鉱石の起源と該鉱石が受けた
処理とに応じて決定される割合で任意に含み得る。

先行技術の方法と異なり、本発明の方法では球状化と接
種とを組み合わせて単一の操作とし、この操作を通常よ
り遅い時点で行う。従って、操作手順及び使用物質が単
純化されるため、コストが節減され鋳造工場の生産性が
向上する。

拝ＩＪ１ 本出願人の仏国特許出願第２５８８５７１号に記載の装
置を用いて本発明を実施した。この装置はその特定の形
状に鑑みてしばしば「サンドボックス（ｓａｎｄ　ｂｏ
ｘ）」と称され、微粉状の添加剤を調節雰囲気下で直接
ゲートに導入できるようになっている。

この装置で本発明の方法に従い、下記の最終組成（重量
％）をもつ球状鋳鉄を製造した：Ｃ：３．７、Ｓｉ：２
．５、Ｍｎ：０．１５、Ｐ：０．０４３、Ｍｇ：０．０
３９この場合は、下記の組成（重量％）をもつ単一の球
状化−接種用添加剤と用いて、ベースの鋳鉄を遅い時点
で処理した： Ｓｉ：４８．２、Ｍｇ：６．１、ＴＲ：０．５６、Ｂｉ
：０．３３、Ｃａ：０．４４、＾１：Ｏ，フ１、Ｆｅ：
残り。

ＴＲは主にセリウムからなり、通常セリウムに伴う他の
同類金属も含まれている。

比較テストとして、同じ鋳鉄を先行技術の方法により下
記の組成（重量％）をもつ従来の球状化用添加剤を用い
て製造した： Ｓｉ：４４．５、Ｍｇ：５．６、ＴＲ：０．６、Ｃａ：
０．８３、＾Ｉ：１．２１、Ｎｎ：０．３７、鉄：残り
。

ビスマス含量はゼロ、ＴＲ含量は前記と同じである。

どちらの場合も球状化用添加剤は鋳鉄の重量の１％の割
合で導入した。

比較テストでは、球状化の後で、ケイ素７５％の鉄−ケ
イ素合金をベースとし鋳鉄の重量の０．２％に相当する
アルカリ土類金属をドープした接種剤により標準的接種
操作を行った。

どちらの場合も鋳鉄は、１４００℃の温度で直径３ｏ、
２０．１２及び６ＩＩ１１のバーの形態に成形した。鋳
型はＢｅｔａ　Ｓｅｔ砂で形成した。

顕微鏡写真でこれらのバーの断面積ｌｌ１１２当たりの
黒鉛球品数を数え、それと同時に炭化物（セメンタイト
）Ｆｅ３Ｃの存在も調べた。

結果は下記の通りであった： これらの結果から明らかなように、本発明の方法で処理
した場合は黒鉛球品数が明らかに多い。

また、本発明の方法では炭化物を含まない厚さ６輪輪の
製品の製造も極めて好ましい状態で実現されている。こ
れは、先行技術では殆ど不可能である。

従って、本発明の方法は厚みを少なくとも６ｍｍまで薄
くした任意の鋳鉄製品の製造に使用できる。

本発明を実施するためにベースの鋳鉄に添加すべき添加
剤の量は、鋳鉄中の２つの元素即ちマグネシウム及びビ
スマスの所期の最終含量に応じて決定する。最終含量は
通常、マグネシウムが平均０．０２５〜０．０６０重量
％、ビスマスが平均ｏ、ｏｏｓ〜０．０２重量％で十分
であると考えられる。従って、この範囲の最終含量を得
るためには、 これら２種 類の元素の揮発性を考慮して、 処理すべき鋳鉄の 重量の約１％で添加剤を導入すればよいことになる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベースの鋳鉄から虫状又は球状黒鉛鋳鉄を製造す
   る方法であって、球状化剤及び接種剤として作用する下
   記の重量％組成 ケイ素：４１〜６５ マグネシウム：２〜３０ ビスマス：０．１〜４ 希土類：０．５〜４ Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ：＜４（各元素） アルミニウム：＜１．５ 鉄：残部 の単一添加剤により、通常より遅い時点で前記ベースの
   鋳鉄を処理することを特徴とする方法。
2. （２）鋳型の入口の鋳鉄ゲートに粉砕した添加剤を導入
   することによって、ベースの鋳鉄の通常より遅い時点で
   の処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. （３）いわゆる鋳型内法でベースの鋳鉄の通常より遅い
   時点での処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の
   方法。