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JPS63105920A - 鋳鉄品の熱処理方法 - Google Patents

鋳鉄品の熱処理方法

Info

Publication number
JPS63105920A
JPS63105920A JP25258386A JP25258386A JPS63105920A JP S63105920 A JPS63105920 A JP S63105920A JP 25258386 A JP25258386 A JP 25258386A JP 25258386 A JP25258386 A JP 25258386A JP S63105920 A JPS63105920 A JP S63105920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
cast iron
treatment
temp
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25258386A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotoshi Kitajima
北島 博利
Hisashi Shiraki
白木 久史
Yoichiro Kashiwagi
陽一郎 柏木
Seiji Sugiyama
清治 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP25258386A priority Critical patent/JPS63105920A/ja
Publication of JPS63105920A publication Critical patent/JPS63105920A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、鋳鉄品にオーステンパー処理を施して組織を
ベーナイト化する熱処理方法に係り、詳しくは被処理材
の切削加工性の改善を金回した熱処理方法に関する。
[従来の技術] 非合金若しくは合金鋳鉄品の強度を高め、同時に延性、
靭性をもたせた基地組織の強化方法として、オーステン
パー処理により基地をベーナイト組織とすることは知ら
れている。
一般にオーステンパー処理を施すに当っては、鋳鉄品を
固溶体形成温度(830〜1000℃)に一定時間加熱
保持してオーステナイト化したのち、たとえばベーナイ
ト生成温度(220〜400℃)に保持した塩浴中でベ
ーナイト変態が完了するまで恒温保持するという方法が
採られている。
つまり冷却とオーステンパー処理とを一つの浴で行うい
わゆる一般オーステンバー法(第1図に破線で示す)が
これであるが、かかる方法ではとくに厚肉の鋳鉄品を取
扱う際、表面部に比して冷却の遅い内部においてはam
の変態が進行して、場合によってはパーライトが生成す
ることになる。
このような欠点に鑑み、ベーナイト恒温変態開始時期を
遅延させるためのNl、Moなど高価な合金成分を添加
することなくこれを解決する手段として、所定のオース
テンパー処理温度よりも低温に設定した予備塩浴に一旦
浸漬して急冷し、所定のオーステンパー処理温度に近づ
けた後、所定のオーステンパー処理温度に設定した塩浴
若しくは熱処理炉にすみやかに移しかえて継続熱処理を
行ういわゆる二段オーステンパー法(特開昭59−11
0719号)もまた知られている。
[発明が解決しようとする問題点1 上述のようにオーステンパー処理を施した被処理材の基
地組織は一般にベーナイト化が不完全で約20〜50%
のオーステナイ1へが残留する。この残留オーステナイ
トの量と被処理材の靭性とは密接な関係にあり、基地組
織のほとんど全部をベーナイト化したものは、かえって
伸びが低下するとも言われている。ところがこのような
有用な残留オーステナイトも被処理材の後工程に切削加
工を伴う場合、外力の付加によってマルテンサイト変態
が進行するいわゆる加工誘起変態を生じて加工性を極端
に悪化させるという反面を有している。
勿論、残留オーステナイトを減少させるために単に恒温
処理時間を長くしたり、恒温処理温度を上昇させること
も考えられるが、前者では時間とエネルギー損失が大き
く、後者では残留オーステナイトの減少に付随して被処
理材の硬さや強度も不満足な値まで低下してしまうとい
う現象を生じる。
、本発明は、強度及び耐摩耗性に必要とする十分な硬度
を保持し、しかも切削加工性にも優れた鋳鉄品を得るこ
とを解決すべき技術課題とするものである。
E問題点を解決するための手段] 本発明は上記課題解決のため、鋳鉄品をオーステナイト
化温度に加熱したのち、パーライト変態域を回避するに
十分な冷却速度で、実体内部温度が+r1温処理温度以
下、マルテンサイト変態開始温度以上の範囲に過冷し、
次いで該鋳鉄品を400〜550’Cの温度で恒温処理
するという新規な構成を採用している。
本発明方法においてもっとも望ましい形態は、加熱、冷
却、恒温保持の各処理工程を流動層炉で行うことである
第4図は流動層炉10の一例を示すもので、炉体12の
下部にはポーラスメタルや焼結体など多数の小孔を有す
る分散板14が取付けられ、該分散板14上には平均粒
径6o〜90メツシュ程度の粒状の熱媒体16が装填さ
れている。炉体12の外周には加熱器18が配設される
とともに、同炉体12の底部にはポンプ20が通気管2
2で連結されている。なお、24は通気管22に介装さ
れたバルブであり、26は炉内に懸吊状態で装入された
鋳鉄品である。
上記粒状の熱媒体16としては、たとえばA又to3.
5ifz、ZrO2、MQOなどの金属酸化物が用いら
れ、該熱媒体16の流動用気体としては空気のぽか、窒
素、アルゴン、炭酸ガスなどが使用される。
鋳鉄品の熱処理は第1図に示す熱処理サイクルに従つて
行われる。
まず加熱工程においては、鋳鉄品を流動層加熱炉に装入
してオーステナイト化温度(830〜1oOO℃)に加
熱し、0.5〜1時間保持する。
次いで冷却工程に移り、流動層加熱炉から取出した鋳鉄
品を流動層冷却炉に装入する。流動層冷却炉の炉内温度
は5〜100℃(通常は常温)となるよう調節されてお
り、装入された鋳鉄品を、パーライト変態域を回避する
に十分な冷却速度(16〜b 温処理温度以下、マルテンサイト変態開始温度以上の範
囲(250〜400℃)好ましくは300〜380℃ま
で過冷する。
この状態は第2図の連続冷却変態線図に明瞭に示されて
おり、かかる゛過冷操作によって一部生じた硬くて強靭
な微細ベーナイトが、以下に述べる高温の恒温処理操作
にともなう軟化現象を効果的に補填するものである。な
お、工業的に実施する場合、上記過冷温度は鋳鉄品の肉
厚に応じた在炉時間〈10〜180sec)によって制
御される。
恒温保持工程においては、鋳鉄品の実体内部温度が上記
過冷温度に達した時点で流動層冷却炉から取出し、該鋳
鉄品をさらに流動層恒温保持炉へと移し換える。流動層
恒温保持炉の炉内温度は400〜550℃、好ましくは
420〜500℃の範囲で、上記過冷温度との関連によ
り選択的に設定されており、約1時間の比較的短い恒温
処理を経たのち、鋳鉄品は炉外で冷却される。
本発明のとくに重要な特徴は、上記過冷操作と組合わせ
た高温の恒温処理操作にあり、これによって第5図に示
すように、所望の硬さくHV285〜315)を保持し
ながら残留オーステナイト量を10%以下、好ましくは
0%に減品させることである。恒温処理設定温度と残留
オーステナイト量との関係を示したのが第3図であり、
400〜420℃の遷移点を超えると残留オーステナイ
トは急激にほぼ0%にまで減少して、はとんどすべてが
ベーナイト組織に移行する。すなわち後工程における切
削加工の重大な障害原因であった残留オーステナイトの
加工誘起変態は、完全に若しくは少なくとも実害のない
程度に消去される。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明方法は、鋳鉄品にオーステン
パー処理を施すに当って、遷移点を超える高い設定温度
の恒温処理により残留オーステナイトを消去することと
、これによって生じる鋳鉄品の軟化を前工程において、
同処理温度よりも低い到達温度の急速過冷処理によって
巧みに補填するようにしたものであるから、耐摩耗性に
必要な十分な硬さを保持し、かつ加工誘起変態に起因す
る切削加工障害のない優れたベーナイト鋳鉄品を得るこ
とができる。
しかも過冷処理の到達温度から恒温!I8理温度まで昇
温する過程で微細なベーナイト組織を生ぜしめることが
できるので、直接恒温処理温度に冷却したものに比べて
より高強度のベーナイト組織が待られる。
とくに本発明の各処理を一貫して流動層炉によって行え
ば、広域な温度管理や搬送操作の簡易化のみにとどまら
ず、たとえば塩浴の洗浄等付随作業を一切省略できる利
点がある。
[実施例] 以下、本発明の実施例について説明する。
実施例 流動層加熱炉において900℃に加熱し、30分間保持
した中5Qms、長さ1001輪、厚さ10Iの球状黒
鉛鋳鉄製供試材を、懸吊搬送手段により該流動層加熱炉
から取出し、流動層冷却炉へと移し換える。流動層冷却
炉の炉内温度は常温(20℃)に保持されており、熱媒
体の流動調節により供試材は19℃/SeGの冷却速度
でパーライト変態域を回避して急速に冷却される。そし
て供試材の内部温度が350℃の過冷温度に到達した時
点(在炉時間で40秒)で、該供試材を再び懸吊搬送手
段により該流動層冷却炉から取出し、流動層恒温保持炉
へと移し換える。流動層恒温保持炉の炉内温度は430
℃に設定されており、60分間の恒温処理を経た供試材
は炉外に放出して冷却した。
比較例1 雰囲気炉において900℃に加熱し、30分間保持した
同様の供試材を該雰囲気炉から取出し、恒温保持炉(塩
浴炉)へと移し換える。恒温保持炉の炉内温度は375
℃に設定されており、6゜分間の+M温処理を経た供試
材は炉外に放出して洗浄し冷却した。
比較例2 上記恒温保持炉の炉内温度を430℃に設定した以外、
比較例1と同様の方法で熱処理を行った。
上記実施例及び比較例1.2で得られた供試材の特性の
比較及び孔明加工によるドリル寿命試験の結果を表1に
示す。
なお、ドリル寿命試験の諸元は次の通りである。
(1)使用刃具・・・・・・ 3IImのコバルトハイス製ドリル (2)加工条件・・・・・・ ドリル回転数106Or、 pSm ドリル送り速度0.07m+/rev (以下余白) 表1
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の熱処理サイクル線図、第2図は同連続
冷却変態線図、第3図は恒温処理設定温度と残留オース
テナイト量との関係を示す線図、第4図は流動層炉の一
例を示す模式図、第5図は冷却時の最低到達温度と内部
硬さとの関係を示す縮図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋳鉄品をオーステナイト化温度に加熱したのち、
    パーライト変態域を回避するに十分な冷却速度で、実体
    内部温度が恒温処理温度以下、マルテンサイト変態開始
    温度以上の範囲に過冷し、次いで該鋳鉄品を400〜5
    50℃の温度で恒温処理することを特徴とする鋳鉄品の
    熱処理方法。
  2. (2)上記加熱、冷却、恒温の各処理を流動層炉により
    行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法
JP25258386A 1986-10-23 1986-10-23 鋳鉄品の熱処理方法 Pending JPS63105920A (ja)

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