JPS6158522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、バーミキユラグラフアイトを有し、
その場合Mg／Ｓ比が２：１〜１：１の範囲内に
調節された鋳鉄の製造法に関する。

従来の技術 バーミキユグラフアイトを有する鋳鉄
（GGV）は、層状グラフアイトを有する鋳鉄
（GGL）および球状グラフアイトを有する鋳鉄
（GGG）間の材料として分類することができる。
この材料は、その特別な機械的特性、例えば引張
り強さ、延性および弾性モジユラスにより、
GGL材料よりも優れている。バーミキユラグラ
フアイトを有する鋳鉄は、GGG材料と比べ熱的
負荷における大きい熱伝導率および好適な歪み特
性を有し、かつ殊に良好な鋳造技術的特性により
優れている。

GGV材料の需要は、最近数年間で著るしく増
大した。しかしながらこの増大に、適切で再現性
のある製造工程管理が追従せず、その結果大てい
の企業がGGVの製造を断念した。製造における
大きいばらつきを甘受することは好ましくない。

西ドイツ国特許公開明細書第2458033号から
は、出発溶湯を、硫黄含有率がS0.01％に低減す
るまでマグネシウムで前処理し、かつMg処理お
よび希土類金属添加間の時間を、球状グラフアイ
ト形成が行なわれない程度に配分する方法が公知
である。

さらに、西ドイツ国特許公開明細書第2458033
号からは、原料鉄に、希土類金属例えばCeミツ
シユメタルで処理する前にマグネシウム処理を施
こし、その場合マグネシウム添加量が、硫黄が最
高0.01％の価にまで除去されるが、但し球状グラ
フアイトの析出を生じるには不十分である極めて
わずかな量のMgが鉄中に溶存する程度に配分さ
れる方法が公知である。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、これら公知の方法を、迅速、
適切かつ再現可能な方法でバーミキユラグラフア
イトを有する鋳鉄が製造可能であるように改善す
ることである。

問題点を解決するための手段 本発明によればこの課題は、出発溶湯として、
球状グラフアイトを有する鋳鉄の溶湯を使用し、
そのマグネシウム−硫黄比を、硫黄含有物質を添
加することにより変更する方法により解決され
る。

有利な実施形態は従属請求項から明白である。

本発明による方法は、とくに製造が直接法でな
く、むしろ間接的にいわゆる２段法で行なわれる
ことにより従来より使用された方法と相異する。

差当り、出発溶湯、すなわちGGG溶湯が製造
される。この製造工程は本出願人により全く適切
に管理された、それというのも明白にGGG溶湯
製造の基本的提案が本出願人に由来するからであ
る。このGGG溶湯は、溶湯を脱硫、脱酸素およ
びマグネシウム合金することにより製造される。
GGG溶湯の製造が本出願人により開発された転
炉中で行なわれた場合、ほぼ不変の硫黄−および
酸素含有率が期待されることができる。このこと
は殊に有利であると認められる、それというのも
本発明のバーミキユライトグラフアイトを有する
鋳鉄をこの方法で製造する場合、製造工程の第１
の段階で、最終溶湯の再現性に大きい影響を有す
るばらつき範囲がすでに著るしく低減されるかな
いしは排除されるからである。明白に、GGGは
他の方法によつて製造されてもよい。

その後に第２の操作工程で、GGG溶湯に、方
程式： Ｓ＝Ａ・Mg−Ｂ に相応する硫黄含有物質が添加される。この場
合、記号は以下を表わす： Ｓ＝硫黄含有物質の、純粋な硫黄に対する添加量
（単位：重量％） Mg＝出発溶湯のマグネシウム含有率（単位：重
量％） Ａ＝マグネシウム係数：0.9Ａ1.2 Ｂ＝硫黄定数：−0.02Ｂ＋0.05 硫黄含有物質の添加は、元素の形でまたは結合
せる形で、例えば硫化鉱または硫化第２鉄として
行なわれることができる。同じく硫黄は、元素状
のおよび／または結合せる硫黄と１種またはそれ
以上の他の物質との混合物で添加されることがで
きる。付加的量の硫黄を添加することにより、グ
ラフアイトの回転楕円形が変更される。

実施例 以下に、本発明を実施例につき詳説する。

例 １ NiMg法により製造した下記組成のGGG溶湯： Ｃ 3.54重量％ Si 2.27重量％ Mn 0.12重量％ Cu 0.02重量％ Ｐ 0.01重量％ Ni 0.92重量％ Ｓ 0.006重量％ Mg 0.079重量％ に、式：Ｓ＝Ａ・Mg−B0.050重量％に相応に黄
鉄鉱（S40％）の形のＳを添加し、かつFeSi75
0.3重量％を接種した。この鋳物は、ドイツ鋳造
技術者連盟（VDG）規格P441号によるグラフア
イト構造を壁厚との関連において50％（５mm）
〜80％（40mm）、それぞれ残分として前記規格に
よるグラフアイト構造＋を有した。

例 ２ 同じくNiMg法により製造した下記組成のGGG
溶湯： Ｃ 3.52重量％ Si 2.32重量％ Mn 0.12重量％ Cu 0.02重量％ Ni 0.71重量％ Ｓ 0.005重量％ Mg 0.052重量％ に、式：Ｓ＝Ａ・Mg−B0.020重量％に相応に硫
化第１鉄（S40％）の形のＳを添加しかつFeSi75
0.3重量％を接種した。鋳造した、壁厚15〜18mm
を有する収縮試験片は、VDG規格P441号による
グラフアイト構造70％、残分として前記規格に
よるグラフアイト構造＋を有しかつ収縮洞不
含であり、従つてねずみ鋳鉄と等価の収縮挙動を
示した。

例 ３ ＋GF＋−転炉法により製造した下記組成の
GGG溶湯： Ｃ 3.50重量％ Si 2.03重量％ Mn 0.10重量％ Ｓ 0.006重量％ Mg 0.055重量％ に、式：Ｓ＝Ａ・Mg−B0.041重量％に相応に、
S18重量％を含有する混合物の形のＳをFeSi75
0.3重量％と一緒に混合添加した。この鋳物は、
VDG規格P441号によるグラフアイト構造を壁
厚との関連において80％（６mm）〜95％（30
mm）、残分として前記規格によるグラフアイト構
造＋を有した。

例 ４ ＋GF＋−転炉法により製造した下記組成の
GGG溶湯： Ｃ 3.57重量％ Si 2.06重量％ Mn 0.41重量％ Cu 0.11重量％ Ｐ 0.05重量％ Ｓ 0.006重量％ Mg 0.045重量％ に、式：Ｓ＝Ａ・Mg−B0.035重量％に相応に、
磁硫鉄鉱（S36％）の形のＳを添加した。鋳造装
置中に、その装入前に鋳型内接種物質が配置され
たセラミツク発泡フイルタを挿入した。この鋳物
は、VDG規格P441号によるグラフアイト構造
を壁厚に応じ50％（５mm）〜80％（40mm）、残分
として前記規格によるグラフアイト構造＋を
有した。

例 ５ 出発溶湯として、NiMg法により以下の組成を
有するGGG溶湯を製造した： Ｃ 3.5重量％ Si 2.5重量％ Mn 0.15重量％ Cu 0.05重量％ Ｐ 0.05重量％ Ｓ 0.005重量％ Mg 0.06重量％ 鉄 残分 FeS0.2重量％および接種物質、有利にFeSi75
を添加することにより、最終溶湯中のMg−Ｓ比
を1.27に調節した。組織分析は、グラフアイト成
分の90％がVDG規格P441によるグラフアイト構
造を有することを示した。残りの10％が、前記
規格によるグラフアイト構造およびに属す
る。

この最終溶湯を使用し、基準寸法0.3〜2.5cmを
有する鋳物を鋳造した。

効 果 本発明による方法の特別な利点は、差当り、そ
の特性値が正確であるGGG溶湯が製造されるこ
とである。その後に、付加的に硫黄が混合され、
その場合添加すべき量が、GGG溶湯の正確に知
られた特性値から簡単に得られることができる。
このことから、バーミキユラグラフアイトを有す
る鋳鉄の適切かつ再現可能な製造が達成される。
さらに、同じ鉄を使用し、自動的装置で選択的に
GGGまたはGGVが製造されることができる。そ
れというのもそれぞれ１つの鋳型当り所要量の鉄
が、鋳造用取鍋中に硫黄を添加することにより製
造されるからである。

必要に応じ、硫黄含有物質の添加と同時に接種
物質も添加されることができる。しかしながら接
種物質は、はじめに溶湯流れ中へまたは鋳型中へ
さえ装入されることができる。

本発明による方法を実施するための装置とし
て、とくに鋳造用取鍋（GieBpfanne）あるいは
また搬送用取鍋（Transportkessel）等が適当で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バーミキユラグラフアイトを有し、その場合
   Mg／Ｓ比が２：１〜１：１の範囲内に調節され
   た鋳鉄を製造するに当り、出発溶湯として、球状
   グラフアイトを有する鋳鉄の溶湯を使用し、その
   マグネシウム−硫黄比を、硫黄含有物質を添加す
   ることにより変更することを特徴とするバーミキ
   ユラグラフアイトを有する鋳鉄の製造法。 ２ 出発溶湯として、その化学的組成が、その状
   態で硬化せる鋳物が大体において球状のグラフア
   イト構造を有し、その場合最低60％がドイツ鋳造
   技術者連盟（VDG）規格P441号によるグラフア
   イト構造＋に相応するように調節された鋳鉄
   溶湯を使用することを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項記載のバーミキユラグラフアイトを有す
   る鋳鉄の製造法。 ３ 出発溶湯に硫黄含有物質を添加し、その場合
   純粋な硫黄に対する添加量が下式： Ｓ＝Ａ・Mg−Ｂ 但し、 Ｓ＝硫黄含有物質の純粋な硫黄に対する添加量
   （単位：重量％） Mg＝出発溶湯のマグネシウム含有率（単位：重
   量％） Ａ＝マグネシウム係数：0.9Ａ1.2 Ｂ＝硫黄定数：−0.02Ｂ＋0.05 に相応することを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項記載のバーミキユラグラフアイトを有する鋳
   鉄の製造法。 ４ 硫黄含有物質が元素状のおよび／または結合
   せる硫黄より成る混合物であり、その場合この混
   合物が付加的に１種またはそれ以上の他の物質、
   例えばセリウム、セリウム−MM、チタニウム、
   Ca、Al、Zr、Biを含有することを特徴とする、
   特許請求の範囲第３項記載のバーミキユラグラフ
   アイトを有する鋳鉄の製造法。 ５ 硫黄含有物質と同時に接種物質、例えば
   FeSiを供給することを特徴とする、特許請求の
   範囲第４項記載のバーミキユラグラフアイトを有
   する鋳鉄の製造法。 ６ 硫黄含有物質を鋳込み流および／または鋳型
   中へ装入することを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項記載のバーミキユラグラフアイトを有する
   鋳鉄の製造法。 ７ 硫黄含有物質を添加することにより形成され
   た反応生成物の鋳物中への侵入を、フイルタを鋳
   造装置に取付けることにより阻止することを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項から第６項までの
   いずれか１項に記載のバーミキユラグラフアイト
   を有する鋳鉄の製造法。 ８ 硫黄含有物質が、一方で純粋な硫黄であり、
   他方で化学的に他の元素に結合せるかまたは混合
   物で存在する、例えば黄鉄鉱、硫化鉱、硫化第一
   鉄または磁硫鉄鉱であることを特徴とする、特許
   請求の範囲第３項記載のバーミキユラグラフアイ
   トを有する鋳鉄の製造法。 ９ 出発溶湯として、転炉処理した、球状グラフ
   アイトを有する鋳鉄を使用することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項から第８項までのいず
   れか１項に記載のバーミキユラグラフアイトを有
   する鋳鉄の製造法。 １０ 該方法を鋳型注入装置中で実施するに当
   り、硫黄添加がそれぞれの鋳型に所要のその都度
   の鉄量に相応するように選択的または交互に
   GGGないしはGGV鋳造することを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれか
   １項に記載のバーミキユラグラフアイトを有する
   鋳鉄の製造法。