製品導入

FGE38-17 ダクタイル鋳鉄のロストワックス精密鋳造

中国のダクタイル鋳鉄プロセス

性能向上のため希土類元素を添加

高強度低合金ダクタイル鋳鉄の分野では、銅やモリブデンのほか、ニッケルやニオブも研究されています。中マンガンダクタイル鋳鉄の性能はまだ十分に安定していませんが、長年にわたる体系的な研究と生産への応用により、顕著な経済的利益が得られています。

中シリコン球状黒鉛鋳鉄に加え、希土類マグネシウム球状黒鉛鋳鉄の成長抵抗に対するSi+Al総量の影響を体系的に研究した。中国で開発されたRQTAL5Si5耐熱鋳鉄の耐用年数はねずみ鋳鉄の3倍、一般耐熱鋳鉄の2倍で、日本のCr25Ni13Si2耐熱鋼の耐用年数と同等である。

高ニッケルオーステナイト系ダクタイル鋳鉄も進歩しており、石油採掘機械、化学装置、工業炉装置などに応用されてきました。

耐酸性ダクタイル鋳鉄に関して言えば、中国で生産される希土類高シリコンダクタイル鋳鉄は、通常の高シリコン鋳鉄よりも小さく、均一で、密度が高いため、耐食性が10％～90％向上し、機械的強度も大幅に向上しています。

希土類元素は黒鉛を球状化することができます。H. Morrogh が初めてセリウムを使用して球状鋳鉄を得て以来、多くの人々がさまざまな希土類元素の球状化挙動を研究し、セリウムが最も効果的な球状化元素であり、他の元素にもさまざまな程度の球状化能力があることを発見しました。

China has carried out a lot of research and development on the spheroidization of rare earth elements. It is found that rare earth elements are difficult to obtain spheroidal graphite as complete and uniform as magnesium ductile iron for the commonly used ductile iron components (C3.6 ~ 3.8wt%, Si2.0 ~ 2.5wt%). Moreover, when the amount of rare earth is too high, there will be a variety of deformed graphite, and the white mouth tendency will increase, but if it is a high carbon hypereutectic composition (C>4.0wt％、希土類元素の残留量が0.12～0.15wt％であるため、良好な球状黒鉛が得られます。

中国では鉄の品質が悪く、硫黄含有量が高く（キューポラ製錬）、鉄の抽出温度が低いため、希土類元素の添加が必要です。マグネシウムは塊状化剤の主な元素であり、希土類元素は一方で黒鉛の塊状化を促進しますが、他方では、球状化を確実にするために硫黄や不純物元素の影響を克服する必要もあります。

希土類元素は、妨害元素が球状化を破壊するのを防ぎます。研究によると、Pb、Bi、Sb、Te、Tiなどの妨害元素の総量が {{0}}.05wt% の場合、0.01wt%（残留量）の希土類元素を添加すると、妨害を完全に中和し、変形グラファイトの生成を抑制できます。中国の銑鉄のほとんどにはチタンが含まれており、一部の銑鉄には {{10}}.2 ~ 0.3wt% ものチタンが含まれていますが、希土類マグネシウム団塊剤は鉄中の希土類の残留量を 0.02 ~ 0.03wt% にすることができるため、黒鉛団塊が良好であることを保証できます。ダクタイル鋳鉄に 0.02 ~ 0.03wt% の Bi を添加すると、球状黒鉛はほぼ完全に破壊されます。 その後、0.01～0.05wt%Ceを添加すると、BiとCeが安定した化合物を形成するため、元の球状化状態に戻ります。

希土類の核生成。1960年代以降の研究では、セリウムを含む接種剤は保持期間を通じて液体鉄中のペレットの数を増やし、最終組織中の黒鉛ペレットの数を増やし、白化傾向を小さくすることができることが示されています。また、結果は、希土類を含む接種剤が球状黒鉛鋳鉄の接種効果を改善し、腐食に対する抵抗力を大幅に高めることができることを示しています。希土類の添加により黒鉛球の数が増加した理由は、希土類はより多くの核を提供できますが、核の組成がFeSi接種によって提供されるものと異なること、希土類は以前は不活性であった核（液体鉄に存在する）を成長させることができるため、液体鉄の核の総数が増加します。

注意が必要な事項

（a）化学成分に対する厳しい要求、元の鉄液の炭素ケイ素含有量はねずみ鋳鉄よりも高く、ダクタイル鋳鉄のマンガン、リン、硫黄の含有量は減少しています。

（２）溶鉄の温度は、球状化および接種中の溶鉄温度の低下を補うために、ねずみ鋳鉄の温度よりも高くなります。

（３）球状化処理、すなわち、溶鉄に球状化剤を添加すること。

（４）接種処理のために接種剤を添加する。

（５）ダクタイル鋳鉄は流動性が悪く、収縮が大きいため、より高い注湯温度とより大きな注湯システムサイズが必要であり、ライザーと冷鉄を合理的に適用し、順次凝固原理を使用する。

（６）熱処理

① 焼鈍処理 フェライトマトリックスが得られ、可塑性と靭性が向上し、応力が除去され、切削性能が向上します。

② 焼準。パーライトマトリックスが得られ、強度と耐摩耗性が向上します。

③ 焼戻し。焼戻しソルバイトのマトリックス構造と、メインシャフト、クランクシャフト、コネクティングロッドなどの優れた総合的な機械的特性が得られます。

④ 等温焼入れ。スピンドル、クランクシャフト、ギアなど、形状が複雑で総合的な性能が求められる部品に下部ベイナイトのマトリックス組織と高強度、高硬度、高靭性などの総合的な機械的特性を持たせ、熱処理中の割れを回避します。

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銅シリカゾル精密鋳造

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