(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分組成（成分組成はｗｔ％である）が、
Ｃ：０．０１〜０．１％、
Ｓｉ：０．５〜２％、
Ａｌ：１．５〜３．０％未満、
Ｃｒ：０．５〜４．５％を含み、さらに、
Ｓｉ，ＡｌおよびＳｉ、Ａｌ、Ｃがそれぞれ下式（１）、（２）
３Ｓｉ＋Ａｌ≦７．５  −−−−−−（１）
３Ｓｉ＋Ａｌ−５０Ｃ≧２．５  −−（２）
を満足する範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋳造合金を５００℃〜１１００℃の温度で焼鈍処理を施して、制振性を向上させたことを特徴とする高制振性鋳造合金。
【請求項２】
成分組成（成分組成はｗｔ％である）が、
Ｃ：０．０１〜０．１％、
Ｓｉ：０．５〜２％、
Ａｌ：１．５〜３．０％未満、
Ｃｒ：０．５〜４．５％、
Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕのうちの１種以上の合計量で０．５〜１．５％を含み、さらに、
Ｓｉ，ＡｌおよびＳｉ、Ａｌ、Ｃがそれぞれ下式（１）、（２）
３Ｓｉ＋Ａｌ≦７．５  −−−−−−（１）
３Ｓｉ＋Ａｌ−５０Ｃ≧  ２．５−−（２）
を満足する範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋳造合金を５００℃〜１１００℃の温度で焼鈍処理を施して、制振性を向上させたことを特徴とする高制振性鋳造合金。
【０００１】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明は、優れた振動減衰性能を持ち、構造物、機械、計測機器等の構成要素に使用することで、これら自体の振動や騒音の発生を効果的に低減することができ、かつ鋳造性が良好で、形状自由度が高い高制振性合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、制振性の優れた鉄系合金材料には、特開平４−９９１４８号公報および特開平４−２１８６１４号公報に見られるような圧延用合金および、特開平１−２８３３４１号公報および特開平１−１９５２５８号公報に見られるようなオーステナイト鋳鉄材料やＦＣ１００  等のねずみ鋳鉄がある。前者では磁壁の非可逆移動に伴う磁気の機械的静履歴を利用したもので、後者では母相と片状黒鉛界面での粘性流動を利用して各々制振性を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
圧延用合金では一般に高い制振性と機械的性質が得られる反面、鋳造性に難点があるため複雑な部材の鋳造は困難である。また、圧延用合金を鋳造し、インゴットまたはビレットを製造し、これを複雑な部材に切削加工すると機械加工費の増大を招く。また、加工歪による制振性の劣化の問題も大きい。
一方、鋳造用合金では溶湯の流動性が良く、複雑な部材を砂型鋳造で製造できるという特徴を有するが、大きな制振性を得ようとすると、Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ等の合金添加により、オーステナイト鋳鉄とする必要があるが、他方材料費が高くなる欠点がある。また、組織中に片状黒鉛を含むため、機械的性質や溶接性が非常に低いという問題がある。
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、騒音、振動の伝播が効果的に減衰され、しかも鋳造性、機械的性質の良好な合金およびその製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の手段は、下記の通りである。
【０００５】
（１）請求項１の発明は下記の成分組成（成分組成はｗｔ％である）を有することを特徴とする高制振性鋳造合金である。
主成分として、
Ｃ：０．０１〜０．１％、
Ｓｉ：０．５〜２％、
Ａｌ：１．５〜３．０％未満、
Ｃｒ：０．５〜４．５％を含み、さらに、
Ｓｉ，ＡｌおよびＳｉ、Ａｌ、Ｃがそれぞれ下式（１）、（２）
３Ｓｉ＋Ａｌ≦７．５  −−−−−−（１）
３Ｓｉ＋Ａｌ−５０Ｃ≧２．５  −−（２）
を満足する範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる。
【０００６】
（２）請求項２の発明は前記合金を５００  ℃〜１１００℃の温度で焼鈍処理を施して、制振性を向上させることを特徴とする請求項１記載の高制振性鋳造合金である。
【０００７】
（３）請求項３の発明は下記の成分組成（成分組成はｗｔ％である）を有することを特徴とする高制振性鋳造合金である。
主成分として、
Ｃ：０．０１〜０．１％、
Ｓｉ：０．５〜２％、
Ａｌ：１．５〜３．０％未満、
Ｃｒ：０．５〜４．５％、
Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕのうちの１種以上の合計量で０．５〜１．５％を含み、さらに、
Ｓｉ，ＡｌおよびＳｉ、Ａｌ、Ｃがそれぞれ下式（１）、（２）
３Ｓｉ＋Ａｌ≦７．５  −−−−−−（１）
３Ｓｉ＋Ａｌ−５０Ｃ≧  ２．５−−（２）
を満足する範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる。
【０００８】
（４）請求項４の発明は前記合金を５００  ℃〜１１００℃の温度で焼鈍処理を施して、制振性を向上させることを特徴とする請求項３記載の高制振性鋳造合金である。
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
【作用】
本発明における成分組成範囲の限定理由についてまず説明する。
Ｃ：０．０１〜０．１  ％とする。
十分な鋳造性、機械的性質を得るには０．０１％以上必要であるが、侵入型元素であり、磁壁の易動度を減少させ制振特性を劣化させる作用があるため、０．１  ％を超えると、後述のＳｉ，Ａｌ，Ｃｒの添加によっても制振性を従来のねずみ鋳鉄以上とするこができない。
【００１０】
Ｓｉ：０．５  〜２  ％とする。
フェライト化元素で、Ｃ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕの含有による組織のオーステナイト化を抑制し、制振性を高める作用を有する。このためには０．５  ％以上が必要である。また、２％を超えると延性の低下が著しくなるため、その上限を２％とする。
【００１１】
Ａｌ：１．５  〜３  ％とする。
Ｓｉと同様にフェライトを安定させ、Ｃの悪影響を緩和させるほか、結晶粒を粗大化させて磁壁移動を容易化し制振特性を向上させる効果がある。また、強度向上効果もあるため添加する。このためには１．５  ％以上が必要である。一方、３％を超えると延性の低下が無視できず、また鋳造性も劣化するため上限を３％とする。
また、従来のねずみ鋳鉄より高い制振性を得るためには、含有するＣに応じてＳｉ，Ａｌの添加量を上記範囲の中で調整する。
即ち、３Ｓｉ＋Ａｌ−５０Ｃ≧２．５  以上である必要がある。
この理由は、後述する表１の実施例にみられるように上式の左辺が２．５  未満では十分な制振性が得られないため、上式の範囲とした。
同時に、１０％以上の伸びを得るためには、Ｓｉ，Ａｌの含有量を上記範囲および上記式を満足する範囲の中で調節する。
即ち、３Ｓｉ＋Ａｌ≦７．５  以下である必要がある。
この理由は、後述する表１の実施例にみられるように上式の左辺が７．５  を超えると十分な延性が得られないので、上式の範囲とした。
【００１２】
Ｃｒ：０．５  〜４．５  ％とする。
Ａｌ，Ｓｉほど制振性向上効果はないが、延性の低下が小さく、Ａｌ，Ｓｉとともに添加して制振性をさらに向上させることができる。このためには０．５  ％以上が必要である。一方、４．５  ％を超えて添加しても向上効果が頭打ちとなるのでその上限を４．５  ％とする。
【００１３】
Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕ；一種以上の合計で０．５  〜  １．５％とする。
強度向上効果があるため添加する。これらの１種または２種以上の合計で０．５  ％未満では、顕著な効果が得られず、また、１．５  ％を超えるとフェライトが不安定化し、制振性の劣化が無視できなくなるためその上限を１．５  ％とする。
【００１４】
次に，熱処理について説明する。
本発明合金は、鋳造状態で用いられ、圧延合金材料に比べ加工歪が非常に少なく、歪取り熱処理なしでも高い制振性が得られるが、所定の温度で加熱後徐冷して残留した歪を開放することによって、更に制振性の向上を図ることができる。加熱温度は、５００  ℃未満ではその効果が不十分で、１１００℃を超えてもそれ以上の効果が望めないため、５００  ℃以上、１１００℃以下とする。
【００１５】
【実施例】
次に本発明の実施例について説明する。
表１に示す種々合金を高周波電気炉にて大気溶解し、直径３０ｍｍ×長さ２３０  ｍｍの珪砂型に鋳造し、一部に所定の熱処理を施した後、幅１５ｍｍ×長さ１８０  ｍｍ×厚さ６ｍｍの制振性測定片および平行部直径１０ｍｍ，標点間距離５０ｍｍの引張試験片を作製し、制振性測定および室温での引張試験を行った。これらの試験に先立ち、金属組織を調査したところ、フェライト単相組織となっており、機械的性質や溶接性も良好であることが判明した。
また、Ｎｏ．  ９と同一溶解溶湯を用いて図１に示すベアリングハウジングを鋳造し、鋳造性を調べた。
なお、制振性測定は下記の方法で求めた損失係数により評価した。
二点吊りした試験片にハンマーでインパルス力を与えて試験片に自由振動を起こさせて、そのときの加振力と応答波形をＦＦＴアナライザー（高速フーリエ変換分析器）を用いて  加速度／力の伝達関係特性を求め、この伝達関数より損失係数を測定した。
その試験結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
0003604719.tif 000002
【００１７】
この試験結果より、本発明に係る制振合金では、Ｎｏ．  ２４に示す圧延用合金と同等の損失係数引張強さ、伸びを有し、かつ、前述の図１に示すように、良好な鋳造性をもつことが明らかである。
従来例Ｎｏ．  ２５およびＮｏ．  ２６はそれぞれねずみ鋳鉄およびオーステナイト鋳鉄であり、いずれも本発明合金に比べて機械的性質が大幅に劣ることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る制振鋳造合金材料は、高い制振性と機械的性質および鋳造性をバランス良く兼ね備えており、圧延用制振合金材料では製造困難な複雑形状品を、鋳鉄系制振合金材料より薄肉で製造することを可能にするもので、振動、騒音の軽減に極めて効果的である。
その適用用途例としては、種々の機械部品、精密機器部品、鋼構造物材等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明合金によるベアリングハウジング鋳物の外観を示す図である。
【図１】
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