KR101423892B1

KR101423892B1 - 고강성 고감쇠능 주철

Info

Publication number: KR101423892B1
Application number: KR1020137001618A
Authority: KR
Inventors: 사까에 다까하시; 료오스께 후지모또; 나오끼 사까모또
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2014-07-28
Also published as: WO2009145039A1; US20140000832A1; KR101268160B1; KR20130019002A; DE112009001294T5; JP5618466B2; US20110041960A1; KR20100139117A; JP2009287103A; DE112009001294B4

Abstract

Al : 3 내지 7％를 함유한 주철로, 주조 후 280 내지 630℃로 가열하고, 또한 냉각 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 고강성 고감쇠능 주철이다.

Description

고강성 고감쇠능 주철 {HIGH-RIGIDITY HIGH-DAMPING-CAPACITY CAST IRON}

본 발명은 영률 및 진동 감쇠성이 우수한 고강성 고감쇠능 주철에 관한 것이다. 본 발명의 주철은, 예를 들어 강성이 요구되는 공작 기계나 고정밀 공작 기계, 혹은 영률과 진동이 문제가 되는 정밀 측정기의 구조 재료 등으로서 사용된다. 이에 의해, 그들의 가공 효율, 가공품의 정밀도, 정밀 정밀도를 높일 수 있다.

종래부터, 공작 기계용 구조 재료로서, 진동 감쇠능이 비교적 우수한 편상 흑연납 주철이 주로 사용되어 왔다. 편상 흑연 주철은 편상 흑연을 다량으로 포함하는 것에 의한 복합형 방진 기구를 갖기 때문에, 강 등에 비해 감쇠능이 높고, 또한 대형의 구조재를 제작하는 데 있어서의 성형성 및 비용의 면에서 유리한 특징을 갖고 있다. 또한, 편상 흑연 주철을 대신하는 공작 기계 구조재로의 적용을 생각하여, 콘크리트계 재료, 천연 그라나이트, CFRP 등 우수한 감쇠능을 갖는 재료의 연구가 행해져 왔다. 그러나, 모두 강성의 낮음, 가공성, 비용 등의 문제로 실용화에 이르지 않았다.

현재, 편상 흑연 주철은 감쇠성, 주조성, 비용의 점에서 우수하므로, 공작 기계의 베드, 테이블, 컬럼 등 구조 재료에 널리 사용되고 있다. 그러나, 가공 경화가 심한 난가공성 재료 등의 가공을 행하는 공작 기계에는 대(大) 절입을 안정적으로 유지하는 높은 강성과, 유해한 진동의 발생을 억제하는 높은 진동 감쇠능이 필요하다. 이와 같이, 진동 감쇠능이 더욱 심하게 요구되는 경우에는, 기존의 편상 흑연 주철에서는 진동의 영향 때문에, 가공 효율, 가공품의 정밀도가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다.

종래부터 공작 기계 등에 사용되고 있는 FC300 등의 편상 흑연 주철은, 복합형 감쇠 기구를 발현하는 편상 흑연을 다량으로 포함하고 있다. 그로 인해, 종래 재료 중에서는 진동 감쇠능이 우수한 구조 재료이다. 이 편상 흑연 주철의 진동 감쇠능을 개선하기 위해서는, 편상 흑연의 양을 증가시키면 된다. 그러나, 편상 흑연 주철이 증가하는 것에 수반하여 동적 영률(이하, 단순히 영률이라고 칭함)이 저하되어 버리는 문제가 있다. 편상 흑연 주철의 흑연량의 조정은 C 및 Si의 양에 의해 제어할 수 있다. 공작 기계의 구조 재료로서는, 영률이 저하되면 강성 유지를 위해 구조 재료의 두께를 증가시킬 필요가 생긴다. 그로 인해, 구조 설계상의 문제가 발생할 뿐만 아니라, 비용도 증가하게 되어 바람직하지 않다.

진동 감쇠능을 개선하는 방법으로서, 편상 흑연 주철의 기지 조직을 베이나이트나 마르텐사이트를 형성시키는 방법이 제안되어 있다[주조 공학 68(1996) 876]. 그러나, 이들 방법에서는 진동 감쇠능이 개선되는 것에 수반하여 영률이 저하되므로, 양자의 양립은 어렵다. 또한, 진동 감쇠능을 개선하는 방법은, 예를 들어 특허 문헌 1, 2, 3에 개시되어 있다. 특허 문헌 1 내지 3에 모두 로그 감쇠능을 개선하는 방법 등이 기재되어 있다.

이들 특허 문헌 1 내지 3에는 진동 감쇠능의 측정 결과가 개시되어 있다. 그러나, 영률에 관해서는 전혀 기재되어 있지 않으므로, 그 값은 불분명하다. 구체적으로는, 특허 문헌 1, 2는 브레이크 재료에 관한 것이므로, 영률은 필요 불가결하지 않고 오히려 강도가 중요시되는 것이 추찰된다. 특히, 특허 문헌 1에는 회주철과 같은 정도의 우수한 강도를 갖고, 또한 회주철 이상의 우수한 감쇠능을 갖는 브레이크 재료를 제공하는 것이 발명의 목적인 취지가 기재되어 있다. 특허 문헌 3에는 공작 기계, 정밀 가공 기기의 제진성 향상도 시야에 두고 제진 성능을 개량하기 위해 알루미늄 함유 제진 주철을 발명한 취지가 기재되어 있다. 그러나, 기계 정밀도의 유지를 도모하기 위해서는, 구조 재료의 강성을 유지하는 것은 필요 불가결하지만, 그것이 개시되어 있지 않다.

이들 특허 문헌 1 내지 3으로부터, 알루미늄을 첨가함으로써 진동 감쇠능을 개선할 수 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 그 방법은 자세히 보면 다르다. 구체적으로는, 특허 문헌 1은 알루미늄을 첨가한 주철을 A₁ 변태점 이상(910 내지 1000℃)으로 가열 처리하고, 그 후 냉각 속도를 조정하여 면적률로 펄라이트를 70％ 이상으로 한 진동 감쇠능이 우수하고 강도가 있는 브레이크 재료를 얻고 있다. 특허 문헌 2는 A₁ 첨가의 효과와 과공정 조성으로 하여 흑연의 증량과 미세 기공을 형성함으로써 진동 감쇠능의 개선이 의도되고 있지만, 이 방법은 영률이 크게 저하된다고 추찰된다. 특허 문헌 3은 알루미늄을 첨가하여 진동 감쇠능의 개선을 도모하고 있는 예이다. 그러나, 영률에 관해서는 언급하고 있지 않다. 즉, 특허 문헌 1 내지 3에 기재되어 있는 방법에서는, 반드시 영률 및 진동 감쇠능의 양립을 도모할 수 있는 것은 아니므로, 진동 감쇠능을 더욱 개선할 필요가 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 소63-140064호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2001-200330호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 제2002-348634호 공보

본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 종래 기술의 문제였던 영률과 진동 감쇠능을 양립시키면서, 진동 감쇠능을 더욱 개선할 수 있는 영률 및 진동 감쇠성이 우수한 고강성 고감쇠능 주철을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 구체적으로는 종래부터 사용되고 있는 진동 감쇠능이 우수한 편상 흑연 주철과 동일한 정도의 영률을 갖고 대폭으로 진동 감쇠능이 우수한 고강성 고감쇠능 주철을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명(제1 발명)에 관한 고강성 고감쇠능 주철은 Al : 3 내지 7 질량％와, Mn : 0.25 내지 1.0 질량％와, P : 0.04 질량％ 이하와, S : 0.03 질량％ 이하와, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 주철로, 주조 후 280 내지 630℃로 가열하고, 또한 냉각 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명(제2 발명)에 관한 고강성 고감쇠능 주철은 Al : 3 내지 7 질량％와, Mn : 0.25 내지 1.0 질량％와, P : 0.04 질량％ 이하와, S : 0.03 질량％ 이하와, Sn : 0.03 내지 0.20 질량％와, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 주철로, 주조 후 280 내지 630℃로 가열하고, 또한 냉각 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명(제3 발명)에 관한 고강성 고감쇠능 주철은 하기 수학식 1에 나타내는 탄소당량이 3.30 내지 3.95로 되는 C 및 Si와, Al : 3 내지 7 질량％와, Mn : 0.25 내지 1.0 질량％와, P : 0.04 질량％ 이하와, S : 0.03 질량％ 이하와, Sn : 0.03 내지 0.20 질량％와, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 주철로, 주조 후 280 내지 630℃로 가열하고, 또한 냉각 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 한다.

[수학식 1]

탄소당량(질량%) = C량 (질량%) + (1/3)*Si량(질량%) (1)

삭제

본 발명에 따르면, 영률과 진동 감쇠능을 양립시키면서, 진동 감쇠능을 더욱 개선할 수 있는 영률 및 진동 감쇠성이 우수한 고강성 고감쇠능 주철이 얻어진다. 구체적으로는, 종래부터 사용되고 있는 진동 감쇠능이 우수한 편상 흑연 주철과 동일한 정도의 영률을 갖고 또한 대폭으로 진동 감쇠능이 우수한 고강성 고감쇠능 주철이 얻어진다.

도 1은 열처리 온도와 감쇠 성능의 개선율의 관계를 나타내는 특성도이다.
도 2는 Al 첨가 편상 흑연 주철에 의한 영률과 로그 감쇠율의 관계를 나타내는 특성도이다.
도 3은 Al, Sn 첨가 편상 흑연 주철에 의한 영률과 로그 감쇠율의 관계를 나타내는 특성도이다.

이하, 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 상기 특허 문헌 1 내지 3의 과제를 해결하기 위해, 먼저 탄소당량과 C량, Si량의 관계를 개시한 고강성 강감쇠능 주철을 제안하였다(일본 특허 출원 제2007-33894). 그러나, 본 특허의 경우에는 충분한 감쇠 성능이 얻어지지 않는 것이 판명되었다.

이러한 점에서, 본 발명자들은 개량을 더 진행시켜 본 발명을 구명하는 것에 이르렀다.

편상 흑연 주철(고강성 고감쇠능 주철)은 Al(알루미늄)의 첨가량에 수반하여 진동 감쇠능이 개선되지만 한계가 드러난다. 예를 들어, Al의 첨가량을 순차적으로 늘려서 그 진동 감쇠능 및 영률을 측정하면, 3 질량％ Al 첨가로부터 개선이 보이지만, 7 질량％를 초과하면 진동 감쇠능은 오히려 저하된다. 그러나, 본 발명자들은 이들 Al을 첨가한 편상 흑연 주철에 주석(Sn)을 적당량 첨가하면, 영률 및 진동 감쇠능이 개선되는 것을 구명하는 것에 이르렀다. 또한, 본 발명자들은, 진동 감쇠능 및 영률은 편상 흑연 주철의 탄소당량(C.E.), (C/Si) 중량비, Al, Sn의 첨가량의 조정에 따라서 크게 변동하는 것도 명백하게 하였다. 영률을 유지한 채 진동 감쇠능을 개선하기 위해서는, 특허청구의 범위에 기재하는 C.E., (C/Si) 중량비, Al, Sn의 값의 적절한 조정이 필요하다.

본 발명에 있어서, Al : 3 내지 7 질량％로 규정하는 것은 다음의 이유에 의한다. 즉, Al과 Sn을 첨가한 편상 흑연 주철에서 Al의 첨가량이 진동 감쇠능에 바람직한 영향을 미치는 것은 3 질량％부터이고, 3 질량％보다 적은 경우, 거의 개선 효과는 인정되지 않는다. 또한, 6 질량％ 이상으로 되면 진동 감쇠능은 서서히 저하되고, 7 질량％를 초과하면 진동 감쇠능이 더욱 저하된다. 그리고, Al의 첨가량이 7 질량％를 초과하면, Al의 첨가에 의해 형성되는 철Al탄화물이 단단하고 부서지기 쉬워져, 깨지기 쉬워지고 또한 가공성이 나빠진다. 이와 같은 이유로부터, Al의 적정 첨가량을 3 내지 7 질량％로 하였다.

Al 첨가에 의한 편상 흑연 주철의 진동 감쇠능의 개선 기구에 관해서는, Al을 고용한 철합금의 형성에 의한 것으로 하는 설(전자)과, 철Al탄화물의 형성에 의한 것으로 하는 설(후자)이 있지만, 본 발명자들의 연구에서는 후자의 설을 취하고 있다. 어떤 설도 이들 형성되는 물질의 강자성형의 감쇠 기구에 의한 것이라고 추측되고 있는 점에서는 동일하다.

본 발명에 있어서, Sn : 0.03 내지 0.2 질량％로 규정하는 것은 다음의 이유에 의한다. 즉, Sn의 첨가량은 지나치게 적으면, 영률 및 진동 감쇠능의 개선 효과가 인정되지 않는다. 0.03 질량％ 정도부터 영률, 진동 감쇠능의 개선에 효과를 나타내고, 0.08 질량％ 전후에서 가장 현저한 효과를 나타낸다. Sn의 첨가량이 많아지면 점차 효과가 저감되고, 0.2 질량％ 이상으로 되면 효과가 크게 저하되어, 개선 효과가 얻어지지 않게 된다. 그로 인해, Sn의 첨가량은 0.03 내지 0.2 질량％가 적정치이다. Sn은 영률, 진동 감쇠능의 개선뿐만 아니라 인장 강도도 개선되므로, 중요한 첨가 원소이다.

또한, Sn 첨가에 의한 개선 효과의 기구에 대해서는 여러가지 설이 있지만, 다음과 같이 생각된다. 즉, 편상 흑연 주철에 Al을 첨가하면, 철과 Al과 탄소의 반응에 의해 철Al탄화물이 형성된다고 말해지고 있다. 또한, 철Al탄화물은 강자성체이고, 강자성체형의 진동 감쇠 기구를 발현한다고 말해지고 있다. 본 발명자들의 연구에 따르면, Al의 첨가량을 늘려 가면, 철Al탄화물이 증가해 가지만, 약 6 질량％ 전후에서 철Al탄화물이 증가하지 않게 된다. 그러나, Sn을 첨가하면, Al 단독의 첨가에 비교하여 항상 보다 많은 철Al탄화물이 형성되게 되어, 그 결과 Sn 첨가에 의한 개선 효과가 나타나는 것이라고 생각된다.

본 발명에 있어서, 본 발명의 고강성 고감쇠능 주철은 상기 Al, Sn 이외에, C, Si, Mn, P, S 등을 포함하고 있다. 여기서, C 및 Si의 양은 이후에 상세하게 서술하는 바와 같다.

Mn은 통상의 편상 흑연 주철의 경우와 마찬가지로, 0.25 내지 1.0 질량％로 한다. 이 이유는, Mn은 0.25 질량％ 이상에서는 주철의 강도, 경도를 증가시키지만, 1.0 질량％를 초과하면 주철을 세멘타이트화시켜, 단단하고 부서지기 쉽게 하므로, 상기 수치 범위로 하였다.

P는 통상의 편상 흑연 주철의 경우와 마찬가지로 0.04 질량％ 이하로 한다. 이 이유는, P는 0.04 질량％를 초과하면, 철과 반응하여 단단한 화합물인 스테다이트를 형성하여 주철을 깨지기 쉽게 하므로, 상기 수치 범위로 하였다.

S는 통상의 편상 흑연 주철의 경우와 마찬가지로 0.03 질량％ 이하로 한다. 이 이유는, S가 0.03 질량％를 초과하면, 용탕의 유동성을 나쁘게 하는 동시에, 주철을 세멘타이트화시켜 단단하고 부서지기 쉽게 하기 때문이다.

제3 발명에 있어서, 상기 수학식 1에 나타내는 탄소당량은 상기한 바와 같이 3.30 내지 3.95 질량％로 한다. 탄소당량은 커지면 진동 감쇠능이 개선되고 영률이 저하된다. 탄소당량의 증감으로는 양자의 양립은 할 수 없지만, 진동 감쇠능과 영률에 미치는 영향은 크기 때문에 적절한 값으로 할 필요가 있다. Al이 첨가된 경우, 종래의 편상 흑연 주철에 비교하여, 오스테나이트와 흑연의 공정 반응이 일어나는 공정 조성이 변화된다. 종래의 편상 흑연 주철은 상기 수학식 1에 나타내는 탄소당량이 4.3 질량％에서 공정 반응이 발생하지만, Al이 첨가되면 이 값보다도 작은 값에서 공정 반응이 일어나게 된다. 공정 조성보다 큰 탄소당량으로 되면 과공정으로 되어 영률이 크게 저하되므로 바람직하지 않다.

본 발명의 경우, 탄소당량(C.E.)이 3.95 질량％를 초과하면, 진동 감쇠능이 크게 개선되지만, 영률이 크게 저하된다. 이는, 탄소당량이 공정 조성을 초과하여 과공정으로 되기 때문이라고 생각된다. 한편, 탄소당량이 작은 경우에는, 흑연의 형성량이 감소하므로 영률이 개선된다. 그러나, 진동 감쇠능이 저하되므로, 3.3 질량％ 이상의 탄소당량이 필요하다. 따라서, 탄소당량은 3.30 내지 3.90으로 하였다.

본 발명에 있어서, 주조 후의 열처리 온도는 280 내지 630℃로 하였다. 가열 냉각 처리에 의한 성능 개선은 가열 온도에 따라서 크게 변화된다. 이 열처리에 의한 효과를 도 1에 도시한다. 또한, 도 1은 Al, Sn을 첨가한 발명 재료의 경우를 도시하였지만, Al만을 첨가한 경우도 대략 동일한 경향을 나타냈다. 열처리 온도가 280℃ 미만에서는 그 효과는 작고, 630℃를 초과한 경우도 마찬가지로 효과는 작다.

즉, 감쇠 성능의 개선율이 5％ 이상으로 되는 온도 범위, 280 내지 630℃로 가열 처리한 후에 냉각하는 것이 좋다. 또한, 효과가 20％ 이상으로 개선되는 온도 범위는 360 내지 580℃이다. 이들 온도 범위에서 높은 효과가 나타나지만, 가장 효과가 있는 것은 500℃로 가열하여 냉각한 경우이다. 냉각 방법은 노랭(爐冷), 공냉의 어느 쪽이라도 좋다. 또한, 열처리에 의해 감쇠 성능이 개선되는 이유는 불분명하다.

열처리하는 공정은 본 발명에 의한 주조품의 주조 후의 공정에 따라서 다르다. 예를 들어, 주조 후 주조 표면 그대로 사용되는 경우에는, 주조 후에 열처리한다. 또한, 예를 들어 주조 후에 기계 가공하여 소정의 치수로 마무리한 후 사용되는 경우, 기계 가공 후에 열처리하는 것이 가장 바람직하다. 단, 기계 가공 후에 열처리할 수 없는 이유가 있는 경우에는, 기계 가공 전에 열처리해도 좋다.

다음에, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 비교예와 함께 설명한다.

(제1 실시예 내지 제8 실시예 및 제1 비교예 내지 제8 비교예)

우선, 고주파 용해로를 사용하여 주철의 조성을 조정하였다. 다음에, 흑연 도가니에 FC300으로 제작한 주철괴, 가탄재, 망간철, 탄화규소를 넣어 용해하고, 그 후 페로실리콘과 가탄재로 탄소량, 실리콘량을 조정하여, 용해량을 약 20㎏으로 하였다. 단, 얻어지는 주조품의 Al량은 페로 알루미늄, 주석량은 순주석을 첨가하여 조정하였다. 또한, 용해 온도는 약 1450℃로 하였다. 출탕 전에 Ca-Si-Ba계 접종제를 첨가한 후, φ30 × 300㎜의 푸란(furan) 자경성 주조형에 흘려 넣었다.

얻어진 주조품을 4 × 20 × 200㎜로 가공하여, 진동 감쇠능의 평가치로서 로그 감쇠율 및 동적 영률을 구하였다. 이때, 열처리하지 않는 것과의 비교를 행하였다. 즉, 제1 실시예 내지 제8 실시예에서는 Al 첨가 주철을 열처리하고, 제1 비교예 내지 제8 비교예에서는 Al 첨가 주철을 열처리하지 않았다. 시험 방법은 JISG0602에 준거하였다. 즉, 시험편을 2점 매달아 전자기 가진기로 1 × 10^-4의 왜곡 진폭을 부여하고, 그 후 가진을 멈추고 자유 감쇠시켜, 로그 감쇠율과 동적 영률을 구하였다. 이와 같이 하여 얻어진 주조품의 특성을 하기 표 1에 나타낸다. 단, 로그 감쇠율은 진동의 왜곡 진폭이 1 × 10^-4일 때의 값을 나타냈다. 또한, P, S는 표 1에 나타내지 않았지만, 모두 P ＜ 0.025, S ＜ 0.020이다. 또한, 실시예에는 동일 조성의 것이 있지만, 이들은 용해가 동일하고, 주조 시료가 다른 것을 의미한다.

상기 표 1에 나타낸 데이터 중, 각 시료의 영률-로그 감쇠율의 관계를 나타낸 그래프를 도 2에 도시하였다. 영률과 로그 감쇠율을 동시에 평가한 경우, 도 2에서 비교하면 이해하기 쉽다. 각 시료의 영률과 로그 감쇠율의 값은 편차가 있지만, 평균적 값을 직선으로 나타냈다. 도 2에 있어서, 선 a는 제1 실시예 내지 제8 실시예의 데이터를, 선 b는 제1 비교예 내지 제8 비교예의 데이터를 나타낸다. 또한, 상기 데이터의 영률이 115 내지 130㎬의 범위에 있는 것은, 현용 주철인 FC250, FC300으로 진동 감쇠 성능을 중시한 경우의 영률이 약 120㎬를 나타내므로, 이들과의 비교를 하는 목적으로 그 범위의 데이터를 게재하였다.

도 2로부터 제1 비교예 내지 제8 비교예(열처리하지 않는 경우)의 영률-로그 감쇠 특성에 대해, 열처리를 실시한 본 발명은 약 40％의 성능 개선이 인정된다. 이 값은 현용 주철인 FC250, FC300의 특성(영률이 120㎬일 때의 로그 감쇠율은 약 100 × 10^-4)과 비교하면 약 2.5 내지 3.0배 이상의 성능을 나타낸다.

(제9 실시예 내지 제16 실시예 및 제9 비교예 내지 제16 비교예)

상기 제1 실시예 내지 제8 실시예 및 제1 비교예 내지 제8 비교예와 동일한 조작에 의해, φ30 × 300㎜의 푸란 자경성 주조형에 흘려 넣었다.

얻어진 주조품을 4 × 20 × 200㎜로 가공하여, 진동 감쇠능의 평가치로서 로그 감쇠율 및 동적 영률을 구하였다. 이때, 열처리하지 않는 것과의 비교를 행하였다. 즉, 제9 실시예 내지 제16 실시예에서는 Al, Sn 첨가 주철을 열처리하고, 제9 비교예 내지 제16 비교예에서는 Al, Sn 첨가 주철을 열처리하지 않았다. 시험 방법은 JISG0602에 준거하였다. 즉, 시험편을 2점 매달아 전자기 가진기로 1 × 10^-4의 왜곡 진폭을 부여하고, 그 후 가진을 멈추고 자유 감쇠시켜, 로그 감쇠율과 동적 영률을 구하였다. 이와 같이 하여 얻어진 주조품의 특성을 하기 표 2에 나타낸다. 단, 로그 감쇠율은 진동의 왜곡 진폭이 1 × 10^-4일 때의 값을 나타냈다. 또한, P, S는 표 2에 나타내지 않았지만, 모두 P ＜ 0.025, S ＜ 0.020이다. 또한, 실시예에는 동일 조성의 것이 있지만, 이들은 용해가 동일하고, 주조 시료가 다른 것을 의미한다.

상기 표 2에 나타낸 데이터 중, 각 시료의 영률-로그 감쇠율의 관계를 나타낸 그래프를 도 3에 도시하였다. 영률과 로그 감쇠율을 동시에 평가한 경우, 도 3에서 비교하면 이해하기 쉽다. 각 시료의 영률과 로그 감쇠율의 값은 편차가 있지만, 평균적 값을 직선으로 나타냈다. 도 3에 있어서, 선 a는 제9 실시예 내지 제16 실시예의 데이터를, 선 b는 제8 비교예 내지 제16 비교예의 데이터를 나타낸다. 또한, 상기 데이터의 영률이 115 내지 130㎬의 범위에 있는 것은, 현용 주철인 FC250, FC300으로 진동 감쇠 성능을 중시한 경우의 영률이 약 120㎬를 나타내므로, 이들과의 비교를 하는 목적으로 그 범위의 데이터를 게재하였다.

도 3으로부터 제9 비교예 내지 제16 비교예(열처리하지 않는 경우)의 영률-로그 감쇠 특성에 대해, 열처리를 실시한 본 발명은 약 30％의 성능 개선이 인정된다. 이 값은 현용 주철인 FC250, FC300의 특성(영률이 120㎬일 때의 로그 감쇠율은 약 100 × 10^-4)과 비교하면 약 3.5배의 성능을 나타낸다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것이 아니라, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 Al, Sn, C, Si, Mn, P, S 등의 조성을 적절하게 바꾸어 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 조성의 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다.

Claims

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Al : 3 내지 7 질량％와, Mn : 0.25 내지 1.0 질량％와, P : 0.04 질량％ 이하와, S : 0.03 질량％ 이하와, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 주철로, 주조 후 360 내지 580℃로 가열하고, 또한 냉각 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 하는, 고강성 고감쇠능 주철의 제조방법.
Al : 3 내지 7 질량％와, Mn : 0.25 내지 1.0 질량％와, P : 0.04 질량％ 이하와, S : 0.03 질량％ 이하와, Sn : 0.03 내지 0.20 질량％와, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 주철로, 주조 후 360 내지 580℃로 가열하고, 또한 냉각 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 하는, 고강성 고감쇠능 주철의 제조방법.
하기 수학식 1에 나타내는 탄소당량이 3.30 내지 3.95로 되는 C 및 Si와, Al : 3 내지 7 질량％와, Mn : 0.25 내지 1.0 질량％와, P : 0.04 질량％ 이하와, S : 0.03 질량％ 이하와, Sn : 0.03 내지 0.20 질량％와, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 주철로, 주조 후 360 내지 580℃로 가열하고, 또한 냉각 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 하는, 고강성 고감쇠능 주철의 제조방법.
[수학식 1]
탄소당량(질량%) = C량 (질량%) + (1/3)*Si량(질량%) (1)