本发明专利技术的目的是使用不含稀土元素的球化剂提供具有高性能的球墨铸铁。本发明专利技术涉及通过使用不含稀土元素的Fe-Si-Mg-Ca系合金的球化剂对铁水进行球化处理，并使用第一Fe-Si系孕育剂进行孕育处理，然后使用预定量的含有45至75%的Si、1至3%的Ca和15ppm以下的Ba的第二Fe-Si系孕育剂进行浇注孕育处理，来生产具有特定最终组成的球墨铸铁的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的目的是使用不含稀土元素的球化剂提供具有高性能的球墨铸铁。本专利技术涉及通过使用不含稀土元素的Fe-Si-Mg-Ca系合金的球化剂对铁水进行球化处理，并使用第一Fe-Si系孕育剂进行孕育处理，然后使用预定量的含有45至75%的Si、1至3%的Ca和15ppm以下的Ba的第二Fe-Si系孕育剂进行浇注孕育处理，来生产具有特定最终组成的球墨铸铁的方法。【专利说明】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
本专利技术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。
技术介绍
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I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，而且在广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I 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
技术实现思路
本专利技术待解决的问题然而，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，实现了本专利技术。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。解决问题的手段本专利技术涉及基本上不含稀土元素的球墨铸铁的生产方法。本专利技术人发现，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-S1-Mg系合金或不含稀土元素的Fe-S1-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。由此完成了本专利技术。也就是说，本专利技术涉及下列(I)至(3)。(I) 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-S1-Mg系合金或不含稀土元素的Fe-S1-Mg-Ca系合金的球化剂对铁水进行球化处理的步骤；(b)与步骤(a)同时或在步骤(a)之后，使用第一 Fe-Si系孕育剂进行孕育处理的步骤；以及(C)在步骤(b)之后，向所述铁水添加以质量％计量为0.20至0.40%的第二 Fe-Si系孕育剂以进行浇注孕育处理的步骤，所述第二 Fe-Si系孕育剂含有以质量％计45至75%的S1、I至3%的Ca和15ppm以下的Ba，其中所获得的球墨铸铁的组成含有以质量％计3.0至4.5%的C、3.0至4.5%的Si,0.2 至 0.4% 的 Μη、0.006 至 0.020% 的 S、0.08 至 0.30% 的 Cu、0.020 至 0.040% 的 Sn 以及0.015至0.050%的Mg，其余为Fe和不可避免的杂质。(2)上述(I)的用于生产球墨铸铁的方法，其中，所述铁水的组成含有以质量％计3.0 至 4.5% 的 C、2.0 至 3.0% 的 S1、0.2 至 0.4% 的 Μη、0.006 至 0.020% 的 S、0.08 至 0.30%的Cu以及0.020至0.040%的Sn，其余为Fe和不可避免的杂质。(3) 一种车辆部件，其包含通过上述(I)或(2)的生产方法获得的球墨铸铁，所述车辆部件具有80%以上的石墨球化度、450MPa以上的抗张强度和12%以上的伸长率，其中，在包含所述球墨铸铁的所述车辆部件的具有6mm以下厚度的薄壁部中，激冷面积率为1%以下。本专利技术的效果本专利技术的球墨铸铁不仅由于所述球墨铸铁使用不含稀土的球化剂生产因而廉价且能够稳定地供应，而且与常规球墨铸铁相比，在收益性、强度/延展性平衡、刚度、可切割性和铸造性能方面相等或更优。因此，本专利技术的球墨铸铁适用于生产车辆用小部件，例如具有薄壁并且是重要的安全部件的制动钳。此外，本专利技术还可广泛应用于使用总是需要稳定地供应的薄壁球墨铸铁的制品，例如其他车辆用部件和用于通用工业应用的机器部件。本专利技术在工业上极为重要。附图简述图1是示意流程图，其示出了始于原材料熔化并止于车辆用部件的完成的步骤。图2 (a)和图2 (b)是示出了在本专利技术的初步测试中使用的楔状激冷测试样品的图。图2 (a)是示出了用于楔状激冷测试样品的模具的示意图；图2 (b)是楔状激冷测试样品的断裂面的示意透视图。图3 (a)和图3 (b)是示出了与向铁水中添加的Mn的量有关的性质变化的图。图3(a)示出了向铁水添加的Mn的量与抗张强度之间的关系；图3 (b)示出了向铁水添加的Mn的量与激冷深度之间的关系。图4 Ca)和图4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生产球墨铸铁的方法，所述球墨铸铁基本上不含稀土元素，该方法包括：（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；（b）与所述步骤（a）同时或在所述步骤（a）之后，使用第一Fe‑Si系孕育剂进行孕育处理的步骤；以及（c）在所述步骤（b）之后，向所述铁水添加以质量%计量为0.20至0.40%的第二Fe‑Si系孕育剂以进行浇注孕育处理的步骤，所述第二Fe‑Si系孕育剂含有以质量%计为45至75%的Si、1至3%的Ca和15ppm以下的Ba，其中，所获得的球墨铸铁的组成含有以质量%计为3.0至4.5%的C、3.0至4.5%的Si、0.2至0.4%的Mn、0.006至0.020%的S、0.08至0.30%的Cu、0.020至0.040%的Sn以及0.015至0.050%的Mg，其余为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：堀谷贵雄，马场司，时山拓也，佐藤隆，出井浩，
申请(专利权)人：曙制动器工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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