【手続補正書】
【提出日】平成16年4月6日(2004.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪素を合金化される球状黒鉛鋳鉄が
ａ）３．４〜６％の珪素及び炭素当量に応じて２．２〜３．５％に減少される炭素の割合、
ｂ）最大０．０３％の燐
ｃ）０．２〜０．５％のニッケル
ｄ）残部は鉄球状黒鉛鋳鉄の形成のために通常の差し物及び不可避な不純物
を含んでいることを特徴とする、球状黒鉛鋳鉄。
【請求項２】
珪素の含有量が３．８〜４．５％の所にあり、炭素の含有量が２．７〜３．１％の所にあることを特徴とする、請求項１に記載の球状黒鉛鋳鉄。
【請求項３】
ニッケルの含有量が０．２５〜０．３５％の所にあることを特徴とする、請求項１に記載の球状黒鉛鋳鉄。
【請求項４】
銅の含有量が０．４％より下に保たれることを特徴とする、請求項１に記載の球状黒鉛鋳鉄。
【請求項５】
ケース（１）が先行する請求項の１つに記載の球状黒鉛鋳鉄から成ることを特徴とする、ケース。
【請求項６】
ケース（１）が合金鋼及び／又は肌焼鋼から成る加工済みの歯切り部材（２）に溶接されていることを特徴とする、請求項５に記載のケース。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】      高い強度及び延性を持つ球状黒鉛鋳鉄及びそれから製造される伝動装置ケース
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、強く荷重をかけられる鋳造部材のために通常使用されるような、例えばＤＩＮ又はＳＡＥ（角かっこ内）による材料のような、珪素を合金化される
ａ）ＥＮ−ＧＪＳ−４００−１５［Ｄ４０１８］
ｂ）ＥＮ−ＧＪＳ−５００−  ７［Ｄ４５１２］
ｃ）ＥＮ−ＧＪＳ−６００−  ３［Ｄ５６０８］
ｄ）ＥＮ−ＧＪＳ−７００−  ２［Ｄ７００３］
による材料のような、珪素を合金化される球状黒鉛鋳鉄に関する。
【０００２】
これらのうち第１ａ）はまだフエライトであり、従って靭性であるが、その強度は中位であるにすぎない。強度がもっと高くなるようにする場合、著しく低下する靭性及び溶接可能性で、順にフエライト−パーライトないし純パーライトである材料ｂ），ｃ）及びｄ）を取る。これらの材料は、ａ）からｄ）まで増大する程度に、局部的に異なる組成の多相（フエライト−パーライト）基本組織を持ち、このことは、鋳造の際不可避な局部的に異なる冷却条件により更に強められ、後続の特に切削加工の際問題になる。従ってその使用は特別な使用に限られている。
【０００３】
車両製造において、重量の減少は特別な関心事であり、このことは、小さい肉厚の鋳造部材において、高い強度、ただし靭性及び良好な加工性も必要とする。その場合約１０％だけ重い鋼を使用する必要がある。
【０００４】
車両製造において、高い耐熱性を必要とする使用のため、高い含有量の珪素及び０．５〜２％のモリブデンを持つ球状黒鉛鋳鉄を使用することが、ドイツ連邦共和国特許第１９６３６８０８号明細書から公知である。しかしこれは非常にもろく、その上加工困難である。
【０００５】
更に米国特許第４，４８４，９５３号明細書には、費用のかかる熱処理により大きい人性及び硬度が与えられる鋳鉄が開示されていおり、そのために非常に高い含有量のニッケルが必要である。ニッケル含有量及び熱処理もこの材料を過度に高価にする。
【０００６】
従って本発明の課題は、高い強度にもかかわらず靭性で、よく加工可能で溶接可能であるように、球状黒鉛鋳鉄を改良することである。
【０００７】
本発明による球状黒鉛鋳鉄は、３．４〜６％の珪素及び炭素当量に応じて２．２〜３．５％に減少される炭素の割合、最大０．０３％の燐、０．２〜０．５％のニッケル、残部は鉄、球状黒鉛鋳鉄の形成のために通常の差し物及び不可避な不純物を含んでいる。珪素の高い含有量はフエライトを安定化するように作用し、強度も高める。定義により鉄−炭素状態図における共晶に関する炭素当量は炭素含有量の適当な低下を必要とする。燐は、それにより形成される化合物の固溶硬化のため、もろくするように作用するので、燐含有量はできるだけ小さくせねばならない。ニッケルも脆性を減少しかつ強度を増大し、必要な割合は、それにより生じる超過費用を無視できるほど小さい。球状黒鉛の形成のために通常の差し物は、例えば炭素の球状析出を促進するマグネシウムである。
【０００８】
ここで強度は、従来技術による球状黒鉛鋳鉄におけるように、比較的高い含有量のパーライトを介して得られるのではなく、固溶硬化によって得られる。この固溶硬化は、共晶の周囲における凝固及び冷却が行われることによって、著しく促進される。この手段の共同作用により、良好な延性、切削加工性及び溶接可能性で、著しい強度増大が行われる。
【０００９】
特に良好な値が得られた量比は、珪素が３．８〜４．５％、炭素が２．７〜３．１％（請求項２）、更にニッケルが０．２５〜０．３５％である（請求項３）。普通の程度より下に含有量を限定すると、銅がパーライト形成材であるため、本発明による手段の作用が強められる。
【００１０】
最後に本発明は、先行する請求項の１つに記載の球状黒鉛鋳鉄から成るケース特に伝動装置ケースに関する。このような伝動装置ケースは、本発明により改良される球状黒鉛鋳鉄の高い強度のため、一層薄肉であり、かつ一層軽い。接続フランジ及び軸受座の形成のために必要な切削加工は、制限されることなく可能である。
【００１１】
更に本発明による材料から成る伝動装置ケースは、合金鋼及び／又は肌焼鋼から成る加工済みの歯切り部材に溶接されていることができる。
【００１２】
本発明は表及び図により以下に説明される。
【００１３】
図１において、最初の４つの欄にあって上記のａ）〜ｄ）による従来技術による材料の性質が、第５欄にあって本発明により改良された材料の性質に対照されている。数字及び表示は自明であり、明細書の最初に述べたことを裏づけている。
【００１４】
例として本発明による材料の分析が次にあげられ、その機械的性質は図１の第５欄に示されている。示された百分率は、１つのチャージの複数の鋳片からの平均値である。
2004537652.tif 000001
【００１５】
図２には、ケース例えば伝動装置のケースが１で、またこれと１つの構造部分となるように結合される歯車が２で示されている。ここでケース１は本発明により改良された球状黒鉛鋳鉄から成っている。歯車２は鋼から成り、肌焼されている。ケース１は、軸線に対して直角に溶接すべき第１の面３を持ち、外側の円筒状はめ合い面５を形成する円筒状カラー４がこの面３に続いている。ケース１は、大きい肉厚の個所に、溶接すべき第１の面に対して平行に延びる丸い断面の周囲溝６を備えている。歯車２に、軸線に対して直角な面内にある溶接すべき第２の面７と、円筒状はめ合い面５上に載る円筒状はめ合い面８が設けられている。
【００１６】
円筒状はめ合い面８は、溶接すべき第２の面７への移行部の所で引込められているので、拡張部９が形成される。この拡張部は、製造及びカラー４上への歯車２の押しはめを容易にし、必要な場合には根元の底部溶け込みを改善する。１８で部材の回転軸線が示され、２０で溶接ヘッドが示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】
従来技術による球状黒鉛鋳鉄と本発明により改良された球状黒鉛鋳鉄との対照を示す。
【図２】
本発明による伝動装置ケースの断面を示す。