(57)【要約】【課題】ケレンを用いた鋳鋼の鋳造時に両者の界面を緊密に溶着して鋳造後の溶接修正が不要な鋳鋼製部品を製造し得るようにする。【解決手段】中子２を使用し且つ該中子２をケレン５で支えながら鋳鋼の溶湯を鋳型に注ぎ込んでリヤアクスルハウジング１（鋳鋼製部品）を製造する方法に関し、前記中子２を支えるためのケレン５を鋳鉄により製作し、該鋳鉄製のケレン５を使用して鋳鋼の鋳造を行い、ケレン５側から鋳鋼側への炭素の拡散を促してケレン５と鋳鋼との界面を拡散接合により緊密に溶着させる。【選択図】図１
2018122345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中子を使用し且つ該中子をケレンで支えながら鋳鋼の溶湯を鋳型に注ぎ込んで鋳鋼製部品を製造する方法であって、前記中子を支えるためのケレンを鋳鉄により製作し、該鋳鉄製のケレンを使用して鋳鋼の鋳造を行い、ケレン側から鋳鋼側への炭素の拡散を促してケレンと鋳鋼との界面を拡散接合により緊密に溶着させることを特徴とする鋳鋼製部品の製造方法。
【請求項２】
鋳造時における鋳鋼の溶湯温度を１４７０℃以上とし且つ鋳鋼とケレンの炭素の濃度差を２％以上としたことを特徴とする請求項１に記載の鋳鋼製部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鋼製部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、鋳造にて中子を使用する場合には、該中子を支えて製品肉厚を確保し得るようケレンが用いられるが、従来におけるケレンは、炭素含有量の低い軟鋼で製作されているため、炭素含有量の多い鋳鉄（炭素含有量が２.１４〜６.６７％の鉄）の鋳造に使用すると、鋳鉄側からケレン側へと炭素が拡散して両者の界面が緊密に溶着し、ケレンがそのまま鋳鉄に埋め込まれて一体化した鋳鉄製部品が得られる。
【０００３】
他方、炭素含有量の低い鋳鋼（炭素含有量が２.１４％に満たない鉄）の鋳造に軟鋼製のケレンを使用すると、鋳鋼側からケレン側への炭素の拡散が発生しないために両者の界面が緊密に溶着せず、図５及び図６に示す如く、ケレンと鋳鋼との界面のところどころに未溶着の隙間（特に図５のＡ部を拡大した図６を参照）ができてしまう結果となり、特に気密性が必要な鋳鋼製部品を製造する場合には、未溶着となった隙間を溶接により修正する後加工が必要となる。
【０００４】
尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７７２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鋳造後に未溶着の隙間を溶接して修正する作業は人手に頼らざるを得ず、そのような後加工に多大な手間と時間が必要となって鋳鋼製部品の製造コストを高騰させてしまうという問題があり、気密性の必要な鋳鋼製部品についても鋳造後の溶接修正無しで製品化できることが望まれている。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ケレンを用いた鋳鋼の鋳造時に両者の界面を緊密に溶着して鋳造後の溶接修正が不要な鋳鋼製部品を製造し得るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、中子を使用し且つ該中子をケレンで支えながら鋳鋼の溶湯を鋳型に注ぎ込んで鋳鋼製部品を製造する方法であって、前記中子を支えるためのケレンを鋳鉄により製作し、該鋳鉄製のケレンを使用して鋳鋼の鋳造を行い、ケレン側から鋳鋼側への炭素の拡散を促してケレンと鋳鋼との界面を拡散接合により緊密に溶着させることを特徴とするものである。
【０００９】
而して、このようにすれば、炭素含有量の多い鋳鉄製のケレンを使用したことにより、該ケレンの融点が低下して界面での溶け易さが増し且つケレン側から鋳鋼側への炭素の拡散が促されて両者の界面が拡散接合により緊密に溶着し、これによりケレンが隙間無く鋳鋼に埋め込まれて一体化することで気密性のある鋳鋼製部品が溶接修正無しで製造されることになる。
【００１０】
また、本発明をより具体的に実施するに際しては、鋳造時における鋳鋼の溶湯温度を１４７０℃以上とし且つ鋳鋼とケレンの炭素の濃度差を２％以上とすることが好ましく、このようにすれば、鋳鋼を確実に融点以上とし且つ炭素の拡散速度を十分に高めて良好な拡散接合を実現することが可能となる。
【００１１】
即ち、炭素の拡散を利用して良好な接合を図るためには、鋳鋼が融点以上の溶湯温度でケレンと接触する必要があるが、鋳鋼の融点は炭素含有量により変化するものの概ね１４７０℃以上である。依って、鋳造時における鋳鋼の溶湯温度を１４７０℃以上とする必要がある。
【００１２】
一方、鋳鋼とケレンの炭素濃度差が大きければ大きいほど炭素の拡散速度があがって接合に有利となるが、鋳鋼の炭素含有量は一般的に０.２〜０.６％で、多くても共析点（０.７７％）以下であるのに対し、鋳鉄の炭素含有量は一般的に２.５〜４.５％程度であるので、ケレンを鋳鉄で製作すれば炭素濃度差が２％以上と大きくなる。尚、従来における軟鋼製のケレンの場合は、炭素含有量が０.２５％程度以下であるため、鋳鋼との炭素濃度差は０.１〜０.５％程度で最大でも０.７％程度にしかならない。
【発明の効果】
【００１３】
上記した本発明の鋳鋼製部品の製造方法によれば、ケレン側から鋳鋼側へと炭素を拡散させて両者の界面を拡散接合により緊密に溶着させることができ、ケレンを隙間無く鋳鋼に埋め込ませて一体化させることで気密性のある鋳鋼製部品を製造することができるので、鋳造後の溶接修正を不要として鋳鋼製部品の製造コストを大幅に削減することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のケレンの詳細を示す単品図である。
【図３】鋳鉄製のケレンと鋳鋼との界面を示す写真である。
【図４】図３のＢ部を拡大して示す写真である。
【図５】従来における軟鋼製のケレンと鋳鋼との界面を示す写真である。
【図６】図５のＡ部を拡大して示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、大型トラック等におけるリヤアクスルハウジングを鋳鋼製部品として製造する場合を例示しており、図１に示す如く、この種のリヤアクスルハウジング１は、中子２を上型３と下型４で挟み込むことで前記中子２の周囲にできる鋳型に鋳鋼の溶湯を注ぎ込んで鋳造されるようにしてあるが、溶湯の圧力により中子２が浮かされて上部の製品肉厚が薄くなり易いため、ディファレンシャルギヤを収容するためのカバー部１ａの複数箇所にケレン５（図２参照）を使用し、該ケレン５により中子２の浮きを抑えて製品肉厚を確保するようにしている。尚、図１中の３Ａは上型３の金枠、４Ａは下型４の金枠、６は生砂（砂型）、７は型割り線（パーティングライン）を夫々示す。
【００１７】
この際、本形態例においては、鋳造時に中子２を支えるためのケレン５を鋳鉄（炭素含有量が２.１４〜６.６７％の鉄）により製作し、該鋳鉄製のケレン５を使用して鋳鋼（炭素含有量が２.１４％に満たない鉄）の鋳造を実施するようにしており、これによって、鋳鋼とケレン５とを拡散接合により緊密に溶着させるようにしている。より具体的には、鋳造時における鋳鋼の溶湯温度を１４７０℃以上とし且つ鋳鋼とケレン５の炭素の濃度差を２％以上となるようにしており、このようにすれば、鋳鋼が確実に融点以上となり且つ炭素の拡散速度が十分に高められて良好な拡散接合が実現されることになる。
【００１８】
即ち、炭素の拡散を利用して良好な接合を図るためには、鋳鋼が融点以上の溶湯温度でケレン５と接触する必要があるが、鋳鋼の融点は炭素含有量により変化するものの概ね１４７０℃以上であるので、鋳造時における鋳鋼の溶湯温度を１４７０℃以上とする必要がある。
【００１９】
一方、鋳鋼とケレン５の炭素濃度差が大きければ大きいほど炭素の拡散速度があがって接合に有利となるが、鋳鋼の炭素含有量は一般的に０.２〜０.６％で、多くても共析点（０.７７％）以下であるのに対し、鋳鉄の炭素含有量は一般的に２.５〜４.５％程度であるので、ケレン５を鋳鉄で製作すれば炭素濃度差が２％以上と大きくなる。尚、従来における軟鋼製のケレン５の場合は、炭素含有量が０.２５％程度以下であるため、鋳鋼との炭素濃度差は０.１〜０.５％程度で最大でも０.７％程度にしかならない。
【００２０】
ここで、図３は鋳鉄製のケレン５と鋳鋼との界面を写真で示したもので、図４は図３のＢ部を更に拡大して写真で示したものであるが、これら図３及び図４に示されている通り、実際に製造されたリヤアクスルハウジング１をケレン５と鋳鋼との界面が隙間無く緊密に溶着していることが確認されており、本発明者らによる元素分析の結果からもケレン５側から鋳鋼側への炭素の拡散が確認されている。
【００２１】
而して、このようにすれば、炭素含有量の多い鋳鉄製のケレン５を使用したことにより、該ケレン５の融点が低下して界面での溶け易さが増し且つケレン５側から鋳鋼側への炭素の拡散が促されて両者の界面が拡散接合により緊密に溶着し、これによりケレン５が隙間無く鋳鋼に埋め込まれて一体化することで気密性のある鋳鋼製部品が溶接修正無しで製造されることになる。
【００２２】
従って、上記形態例によれば、ケレン５側から鋳鋼側へと炭素を拡散させて両者の界面を拡散接合により緊密に溶着させることができ、ケレン５を隙間無く鋳鋼に埋め込ませて一体化させることで気密性のあるリヤアクスルハウジング１を鋳鋼製部品として製造することができるので、鋳造後の溶接修正を不要としてリヤアクスルハウジング１（鋳鋼製部品）の製造コストを大幅に削減することができる。
【００２３】
尚、本発明の鋳鋼製部品の製造方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、鋳鋼製部品はリヤアクスルハウジング以外のものであっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２４】
１      リヤアクスルハウジング（鋳鋼製部品）
２      中子
５      ケレン
【図１】
2018122345.tif 000003
【図２】
2018122345.tif 000004
【図３】
2018122345.tif 000005
【図４】
2018122345.tif 000006
【図５】
2018122345.tif 000007
【図６】
2018122345.tif 000008