[发明专利]用于生产球墨铸铁的方法和使用所述球墨铸铁的车辆部件

说明书

技术领域

本发明涉及在具有薄壁部的制品中使用的球墨铸铁的生产方法，并且还涉及使用所述球墨铸铁并具有薄壁部的车辆部件。

背景技术

由于球墨铸铁具有优异的抗张强度和延展性，近年来球墨铸铁被广泛用作车辆包括机动车辆的部件、机器部件等。尤其是，球墨铸铁被用于作为安全部件对于车辆例如机动车辆来说重要的制动钳中，以便确保其质量。

由于在这些制品中存在减轻重量的需求，因此也要求球墨铸铁减小厚度。在球墨铸铁作为具有薄壁部的铸造金属应用的情况下，在其薄壁部中冷却速率提高，这导致激冷相（chill phase）（异常结构）的形成。由于这种激冷相具有格外坚硬的结构，所以，特别是当其具有形成激冷相的增加趋势的表面层已经硬化时，机械加工性降低并且机械加工难以进行。

因此，在使用球墨铸铁生产具有薄壁部的制品的情况下，通常对铸铁铁水进行球化处理并进一步进行多次孕育处理，以便抑制激冷相形成。具体来说，由于通常要求在机动车辆用部件中使用的球墨铸铁中抑制激冷结构的出现并保持强度与延展性之间的高水平平衡，因此在生产薄壁球墨铸铁中采取了各种措施。

例如，为了更可靠地进行球化和石墨化，使用含有稀土元素（稀土）的球化剂。专利文献1至3公开了含有给定量（在约0.5至9质量%的范围内）稀土的球化剂以及使用所述球化剂生产的球墨铸铁。稀土不仅具有在脱氧和脱硫功能以及降低球化抑制性元素的作用的功能两者的基础上加速石墨球化的效果，而且在产生石墨核等的基础上起到例如加速石墨化、阻止激冷相形成、抑制块状石墨形成和抑制衰退的作用。因此，稀土是对球墨铸铁非常有益的元素。尤其是在机动车辆用部件中使用的薄壁球墨铸铁的生产中，使用含有这样的稀土的球化剂，被视为对于在薄壁部中防止激冷相形成来说是必不可少的。

然而，稀土是局部化于地球上有限地区中的资源，特定国家具有格外高的国际稀土生产份额。在日本，九成的稀土需求也依赖于从特定国家的进口。近年来，不仅在铸造金属领域，而且在电子器具、磁部件、玻璃器具、催化剂等领域中，稀土已变成不可或缺的资源，其价格飞涨。据认为，取决于生产国的情况，未来稀土的价格和生产量将相当大地波动，并且很有可能价格和供应量两者会变得格外不稳定。

因此，为了确保使用球墨铸铁的车辆部件的生产量和质量，迫切的课题是建立使用具有较低稀土含量或不含稀土的球化剂生产球墨铸铁的方法。

目前已存在不含稀土的球化剂。例如，专利文献4从在生产大的、厚度厚的球墨铸铁时防止块状石墨结晶出来的观点出发，公开了使用完全不含稀土的Mg系球化剂的球化处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-10-237528

专利文献2：JP-A-2000-303113

专利文献3：JP-A-2007-182620

专利文献4：JP-A-9-125125

发明内容

本发明待解决的问题

然而，专利文献4中涉及不含稀土的球化剂的技术仅被用于厚度为80mm以上的大度厚的制品，而在例如车辆用制动钳的小厚度制品的生产中有问题的薄壁部中激冷相的形成则完全未被考虑。在当前情况下，含有稀土的球化剂的使用被认为对于在上述的这样的薄壁部中抑制激冷相的形成来说是必不可少的。

有鉴于这样的当前情况，实现了本发明。其目的是提供一种球墨铸铁，在该球墨铸铁中，即使在使用不含稀土的球化剂时薄壁部中激冷相的形成也被抑制，并且该球墨铸铁具有高水平的性质，包括抗张强度与延展性之间的平衡、刚度、球化程度、机械加工性等，并且适用于需要具有高质量的车辆部件例如车辆用制动钳。

解决问题的手段

本发明涉及基本上不含稀土元素的球墨铸铁的生产方法。本发明人发现，在将所述铁水制造到铸模中之前，通过在浇包中对铁水进行如下处理：使用不含稀土元素的Fe-Si-Mg系合金或不含稀土元素的Fe-Si-Mg-Ca系合金的球化剂进行球化处理，并且使用第一Fe-Si系孕育剂进行孕育处理，然后使用第二Fe-Si系孕育剂进行浇注孕育处理，获得了表现出优异性质的球墨铸铁。由此完成了本发明。

也就是说，本发明涉及下列（1）至（3）。

（1）一种用于生产基本上不含稀土元素的球墨铸铁的方法，包括：

（a）在浇包中，使用不含稀土元素的Fe-Si-Mg系合金或不含稀土元素的Fe-Si-Mg-Ca系合金的球化剂对铁水进行球化处理的步骤；