[发明专利]触变铸造用铸铁坯及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及触变铸造用铸铁坯及其制造方法。

背景技术

半熔融铸造法是将铸造材料加热到固相和液相并存的半熔融状态，在低的熔融温度下浇铸到铸型中，与通常的铸造相比对铸型的热负荷小，铸型的寿命延长，具有良好的经济性，因此，作为铸铁的铸造法而受到注目。

在铸铁的半熔融铸造法中，有流变铸造法和触变铸造法2种，其中，流变铸造法为：将铁冷却、保持在从液相线温度到固相线温度之间的温度，直接对铸型（金属型）进行铸造（例如专利文献1）；触变铸造法为：使目的成分铁暂时凝固成规定的形状而形成固体，之后利用高频感应等加热方法使其在半熔融状态，对铸模进行铸造。

但是，专利文献1的流变铸造法很难对铸件重量定量，并且温度控制复杂，难以进行稳定的生产。

而后者所述的触变铸造法则没有这样的问题，因而作为经济性好，生产稳定性高的半熔融铸造法而受到期待。专利文献2是亚共晶成分铸铁的触变铸造实例。

另外，作为制造触变铸造用的原材料铁坯的方法，有已知的水平连续铸造法（例如专利文献3）、以及采用水冷铜铸模连续铸造机进行半连续铸造的方法（例如专利文献4）。

现有技术文献

[专利文献1]日本特开2006-122971号公报

[专利文献2]日本特开2005-290420号公报

[专利文献3]日本特开2003-290878号公报

[专利文献4]日本专利第4076155号公报

发明内容

但是，在专利文献3的水平连续铸造法中，由于在高温大气中被冷却，所以有时生成表面氧化膜，并在触变注射成型时混入到制品中。因此，根据情况，需要削去侧面整个面，成本变高。另外，切断面中脱碳层被削去，从而对铁坯加热时的保形性造成影响。

进一步由于原材料是亚共晶成分，所以液相线与固相线的温度间隔宽，凝固时间长。而且，由于渗碳体结晶，因而凝固时的收缩率大。因此，像专利文献3、4这样的连续铸造是在动态状态、即在铸造材料与铸模之间存在相对移动的状态下进行凝固，因此在表面容易出现“被膜”这种独特的缺陷，在振痕（oscillation mark）处造成表面不均匀，影响触变铸造铸铁坯的保形性。而且，不能近净成形（near net shape），其结果是切断费用变高。

本发明是鉴于上述情况而完成的技术方案，课题在于，提供不需要复杂的温度控制等工序、不依靠连续铸造、廉价制造的触变铸造用铸铁坯及其制造方法。

为了解决上述课题，本发明人等经过反复研究，完成了本发明。在制造触变铸造用铸铁坯时，采用具有亚共晶组成的原材料，利用通常的在铸型内静止凝固的铸造方法，不需要复杂的温度控制，通过适当地控制组织，从而可以不依靠连续铸造而获得近净成形而且不产生缺陷的铸铁坯。

本发明是基于这样的想法的技术方案，提供以下的（1）～（7）。

（1）一种触变铸造用铸铁坯，其特征在于，具有以质量%计含有2.0～3.0%的C、1.50～2.50%的Si的亚共晶组成；其金属组织特点是，在铁基体境界形成网状分布的渗碳体（Fe₃C）高碳析出相，或形成前述高碳析出相和少量微细点状分布的石墨。

（2）根据（1）所述的触变铸造用铸铁坯，其特征在于，进一步含有以质量%计为Cr：0.10～0.50%、B：0.001～0.01%、Mn：0.3～0.8%、Ni：0.5～1.5%中的一种或者两种以上该元素。

（3）根据（1）或（2）所述的触变铸造用铸铁坯，其特征在于，在铸铁坯表面具有厚度为0.01～0.1mm的脱碳层。

（4）一种触变铸造用铸铁坯的制造方法，其特征在于，将具有含有以质量%计为C：2.0～3.0%、Si：1.50～2.50%的亚共晶组成或者除该基本组成以外进一步含有以质量%计为Cr：0.10～0.50%、B：0.001～0.01%、Mn：0.3～0.8%、Ni：0.5～1.5%中的一种或者两种以上的熔融金属浇铸到铸型内，并以大于20℃/min的冷却速度使其凝固来制造铸铁坯。

（5）根据（4）所述的触变铸造用铸铁坯的制造方法，其特征在于，在所述铸铁坯的表面形成厚度为0.01～0.1mm的脱碳层。

（6）根据（4）或（5）所述的触变铸造用铸铁坯的制造方法，其特征在于，所述铸型为具有型腔的金属型或者砂型，使所述熔融金属在所述型腔内在静止且密闭状态下凝固。