(57)【要約】  本発明は、個々の合金成分の含有率を変化することによって広い製品範囲について簡単な方法でその最適な特性を調整することを可能にする、グラファイトフレークを有する鉄材料に関する。この目的のために本発明による鋳鉄材料は、重量で３．４〜４．１％のＣ、０．９〜１．４％のＳｉ、０．４〜０．７％のＭｎ、０．４〜０．６％のＣｕ、０．０１〜０．０４％のＳ、０．００３〜０．００７％のＯ2、０．０４％以下のＰ、並びに鉄および不可避の不純物を残余として含む。加えて、任意に０．１５〜０．４５％のＭｏ、０．００５〜０．０２％のＬａ、０．０００５〜０．０１％のＳｒ、０．０５〜０．８％のＮｉ、０．００５〜０．１％のＶ、０．０５〜０．１５％のＳｎ、０．０５〜０．０８％のＮ、および０．０１〜０．０２％のＣｅを単独でまたは組み合わせて含まれ得る。この場合には、飽和度Ｓｃ＝Ｃ％／４．２６−０．３×（Ｓｉ％＋Ｐ％）に０．８５％≦Ｓｃ≦１．０５％が当てはまり、量％ＭＥＧ＝２．２５％−０．２Ｓｉ％に１．９７％≦ＭＥＧ≦２．０７％が当てはまる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトフレークを有する鋳鉄材料であって、重量％で
３．４〜４．１％のＣ、
０．９〜１．４％のＳｉ、
０．４〜０．７％のＭｎ、
０．４〜０．６％のＣｕ、
０．０１〜０．０４％のＳ、
０．００３〜０．００７％のＯ2、
０．０４％以下のＰ、並びに
Ｆｅおよび不可避の不純物を含む残余
の組成を有し、
そこでは該組成が、
０．１５〜０．４５％のＭｏ、
０．００５〜０．０２％のＬａ、
０．０００５〜０．０１％のＳｒ、
０．０５〜０．８％のＮｉ、
０．００５〜０．１％のＶ、
０．０５〜０．１５％のＳｎ、
０．０５〜０．０８％のＮ、および
０．０１〜０．０２％のＣｅ
の元素の１種以上を任意に含有し得て、そして
飽和度Ｓｃ＝Ｃ％／４．２６−０．３×（Ｓｉ％＋Ｐ％）（但し、Ｃ％はＣの含有率、Ｓｉ％はＳｉの含有率、Ｐ％はＰの含有率）に０．８５％≦Ｓｃ≦１．０５％が当てはまり、量％ＭＥＧ＝２．２５％−０．２Ｓｉ％（但し、Ｓｉ％はＳｉの含有率）に１．９７％≦ＭＥＧ≦２．０７％が当てはまる、
鋳鉄材料。
【請求項２】
Ｃの含有率が３．８〜４．１重量％である、請求項１に記載の鋳鉄材料。
【請求項３】
Ｓｉの含有率が０．９〜１．２重量％である、請求項２に記載の鋳鉄材料。
【請求項４】
Ｏ2の含有率が０．００３〜０．００４重量％である、請求項２または請求項３に記載の鋳鉄材料。
【請求項５】
Ｃの含有率が３．４〜３．６重量％である、請求項１に記載の鋳鉄材料。
【請求項６】
Ｓｉの含有率が１．１５〜１．４重量％である、請求項５に記載の鋳鉄材料。
【請求項７】
Ｓｒの含有率が０．００５〜０．００２重量％である、請求項５または請求項６に記載の鋳鉄材料。
【請求項８】
Ｖの含有率が０．０２５〜０．０４５重量％である、請求項５〜７のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項９】
Ｓｎの含有率が０．０５〜０．１５重量％である、請求項５〜８のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１０】
Ｓｉの含有率が１．１５〜１．２５重量％である、請求項５〜９のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１１】
Ｏ2の含有率が０．００３〜０．００５重量％である、請求項５〜１０のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１２】
Ｏ2の含有率が０．００４〜０．００６重量％である、請求項５〜１０のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１３】
Ｏ2の含有率が０．００５〜０．００７重量％である、請求項５〜１０のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１４】
Ｓの含有率が少なくとも０．０２重量％である、請求項１〜１３のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１５】
Ｍｏの含有率が０．２〜０．４重量％である、請求項１〜１４のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１６】
Ｍｎの含有率が０．４５〜０．６５重量％である、請求項１〜１５のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１７】
Ｃｕの含有率が０．４５〜０．５５重量％である、請求項１〜１６のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１８】
Ｓｒの含有率が少なくとも０．０５重量％である、請求項１〜１７のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【請求項１９】
鋳造状態においてそこに含有された酸素の５０％よりも多くのものが、酸素の還元開始温度が１，７００Ｋより高いタイプの酸化物の形にある、請求項１〜１８のいずれかに記載の鋳鉄材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキディスク、軽量のエンジンブロック、重量のエンジンブロックおよびシリンダーヘッドに特に適したグラファイトフレークを有する鋳鉄材料に関するものである。
【０００２】
グラファイトフレーク（ねずみ鋳鉄）を有する鋳鉄は、隠された欠陥が発生するリスクが低く、且つ良好な機械加工性と非常に有利な鋳造特性を有する、好ましい構造材料である。
【背景技術】
【０００３】
その材料の引張強さに関して今日既に求められている要求性能は、従来のねずみ鋳鉄の問題の無い適応性の限界に達している。これは、一方では例えば内燃機関の鋳造において増加した生産能力が求められており、他方では軽量構造が最近の鋳造構造の中心的目標であるという事実によるものである。その状況をさらに難しくしているのは、一般に３００ＭＰａよりも高い引張強さのみならず、高い熱伝導性、熱的‐機械的疲労に対する高い抵抗性、および摩擦磨耗と摺動摩擦に対する高い抵抗性のような他の特性の最適化をも使用者が要求しているという事実である。鋳造の成果物の品質は、厳格な試験にもさらされるものである。
【０００４】
高い引張強さに関する要求は、基本的には、炭素および珪素の含有率または飽和度を低減させること、並びに合金することによって添加される元素の全含有率が約２％までのＣｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＭｎまたはＭｏを合金することによって満たされ得るものである。熱的‐機械的疲労に対する抵抗性もまた、このようにして十分に高められ得る。
【０００５】
しかしながら、上記の対応策は、鋳造特性および加工された鋳鉄材料の自給性能（self-feeding capacity）におけるかなりの低下をもたらす。隠された欠陥のリスクと部分的な炭化物系の（carbidic）凝固（エッジ硬さ）の発生が増加する。同時にその材料の機械加工性が大幅に損なわれる。それ故、工業的な生産において、上記の対策で達成される引張強さおよび熱的‐機械的疲労に対する抵抗性における増加のために、３０％までの不良品率が受け容れられねばならない。
【０００６】
しかしながら、ねずみ鋳鉄の熱伝導性が、周知のように鋳物中に含有されるグラファイトの量の関数であって、グラファイトの量の減少と共に減少するものであるから、高い熱伝導性に対する要求は、炭素および珪素の含有率または飽和度を低減させること、或いは特定の合金元素で合金することによっては満たされ得ない。合金することによって添加される元素はまた、熱伝導性の減少をももたらす。
【０００７】
有効なブレーキディスクが比較的高い強度を有する好適に合金された材料から鋳造されるべきものであれば、後者が特に顕著である。
【０００８】
これらの元素の凝離挙動のために、ＣｒおよびＭｏのような炭化物形成性の元素と合金することが、たとえそれらの元素の溶解性に関する理論的な限度内（おおよその目安として、個々の元素の原子半径＜１．１５×鉄原子半径）でそれが生じる場合であっても、望ましくない複合炭化物の形成に至る。これらの炭化物が機械加工性に関して不利な作用を有する「廃棄物」であるという事実とは別に、これは、もし鋳造操作において製造される鋳造材料が循環再利用されるならば、その回路の全システムのエントロピーが増加されるという基本的な欠点を有する。
【０００９】
循環再利用される材料をリサイクルする場合に、特に炭化物は大雑把に言って完全には破壊されない。それよりむしろ、それらが凝固するときに再び炭化物を形成するクラスターと称されるものとして保持される。個々に規定される量のクロムおよびモリブデンでの更新された合金の結果として、新たな炭化物が形成される。その結果、加工される鋳造材料が炭化物で富化されるこのプロセスは、鋳造材料の特性上クリーピング低下に至る、不使用のクロムおよびモリブデンのゆっくりとした、しかし避けられない増加をもたらす。その凝離した元素がＦｅ‐Ｃ‐Ｘ系における共融平衡の温度に種々の方式で影響を及ぼし、そしてその溶融物中にも存在する不活性な非金属相がクリーピング増加のプロセスを受けやすいと言う事実の結果として、懸念される「逆の冷却」（inverse chill）の鋳造欠陥が極端な場合に鋳造操作において生じ得る。
【００１０】
上記の先行技術に加えて、（重量％で）３．５〜３．７％のＣ、０．９〜１．１％のＳｉ、１％までのＭｎおよび０．０２〜０．０５％の含有率で硫黄に結合されていないランタンを含み、そして任意に０．３〜０．６％のＣｒ、０．１〜１．０％のＣｕ、０．３〜０．６％のＭｏおよび０．０２〜０．０５％のＴｉをも含むカム軸を製造するための鋳鉄材料が、欧州特許出願公開第１２１３０７１号明細書から知られている。ランタンは、その材料の硬度を増加させ、そして摩擦学的な（tribological）挙動を改良する細粒化を引き起こす目的で、既知の材料に添加される。この組成を有する合金の特性は、欧州特許出願公開第１２１３０７１号明細書において、（重量％で）３．６９％のＣ、０．９５％のＳｉ、０．０５％のＬａ、０．０２９のＳ、０．００３５％のＯ、０．２９％のＭｎ、０．５％のＣｒ、０．２％のＣｕ、０．５１％のＭｏおよび０．０２２％のＴｉを含む実施態様を使用して、詳細に議論されている。
【００１１】
グラファイトフレークを有する鋳鉄材料のさらなる例が、欧州特許出願公開１００４７８９号明細書から知られている。その材料は、増加された実用寿命で特徴付けられているブレーキディスクを製造するために使用される。この目的のため、欧州特許出願公開１００４７８９号明細書で知られた鋳造材料は、重量％で３．９〜４．２％のＣ、０．７〜１．２％のＳｉ、０．０２％までのＰ、０．０２％までのＳ、および０．０５％までのＡｌを含有する。その公知の材料はまた、Ｍｎ、Ｖ、ＣｕおよびＣｒを含有していても良く、そこではそれらの合金元素の全部分が１．６％を超えるべきではない。このタイプの材料から製造されたブレーキディスクが、良好な靭性と組み合わされた特に高い熱伝導性で特徴付けられている。その公知の合金は、重量％で４．１％のＣ、１．０％のＳｉ、０．０２％のＰ、０．０３％のＳ、０．３％のＭｎ、０．０１％のＶ、０．４％のＣｕ、０．３％のＭｏおよび０．０１５％のＡｌを含有する実施態様の助けをかりて詳細に試験されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の先行技術から見て、本発明の目的は、個々の合金成分の含有率を変えることによって、個々の最適な特性を広い範囲の製品に簡単に適合させる合金の概念を生み出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、本発明に従って、グラファイトフレークを有する鋳鉄材料であって、重量％で
３．４〜４．１％のＣ、
０．９〜１．４％のＳｉ、
０．４〜０．７％のＭｎ、
０．４〜０．６％のＣｕ、
０．０１〜０．０４％のＳ、
０．００３〜０．００７％のＯ2、
０．０４％以下のＰ、並びに
Ｆｅおよび不可避の不純物を含む残余
の組成を有し、
そこでは該組成が、
０．１５〜０．４５％のＭｏ、
０．００５〜０．０２％のＬａ、
０．０００５〜０．０１％のＳｒ、
０．００５〜０．１％のＶ、
０．０５〜０．８％のＮｉ、
０．０５〜０．１５％のＳｎ、および
０．０５〜０．０８％のＮ、
の元素の１種以上を任意に含有することが出来て、そして
飽和度Ｓｃ＝Ｃ％／４．２６−０．３×（Ｓｉ％＋Ｐ％）（但し、Ｃ％はＣの含有率、Ｓｉ％はＳｉの含有率、Ｐ％はＰの含有率）に０．８５％≦Ｓｃ≦１．０５％が当てはまり、量％ＭＥＧ＝２．２５％−０．２Ｓｉ％（但し、Ｓｉ％はＳｉの含有率）に１．９７％≦ＭＥＧ≦２．０７％が当てはまる、
鋳鉄材料によって達成される。
【００１４】
本発明は、特にその強度並びに熱伝導性と注型適性の双方に関して最適化されている特性の組み合わせを有し、その実際の鋳造操作において生じる良好な特性中でクリープ性減少のリスクが最小に低減される、Ｆｅ−Ｃ−Ｓｉ−Ｘ合金を提供する。
【００１５】
本発明による鋳鉄材料は、望ましくないまたは不必要な元素および副生物がほとんど無い。従って、硫黄および酸素の含有率は、その鉄材料の特性に対して崩壊させるような影響をもはや有さないような程度である。その結果、その鉄格子は、精製されて、必要な外部元素を吸収するための充分な空き容量を含有する。酸素および硫黄の最小含有率はまた、結晶核の形成のためのブロックを構築するようにその二つの元素が供するように規定される。
【００１６】
飽和度および共融グラファイトの量に関して本発明によって特定される調整規定に準拠して、炭素および珪素の含有率は、飽和度Ｓｃが比較的広く変化する場合であっても、グラファイトの共融量ＭＥＧが高いものである。
【００１７】
本発明による鋳造材料中に存在する共融グラファイトの量ＭＥＧは、通常の鋳造鉄の場合をかなり上回る。そのＭＥＧ値は、典型的には約１．８５重量％程度である。本発明による鋳造材料において、１０％〜２０％だけ高い体積分率がこのようにして得られる。従来の鉄材料と比較して本発明のよる鋳鉄材料の決定的な利点は、この超過量にある。従って、本発明による材料は、従来の鉄材料と比較して、鉄中の収縮とグラファイトの膨張を均衡させる目的のための非常に優れた自給性能を有する。実際の鋳造操作において、この特性は、高品質の鋳造製品が製造されると言う信頼性に明らかな増加をもたらす。
【００１８】
本発明による鋳造材料を製造するときに、播種による還元溶融処理は、各々のレベルの酸素の含有率および／または硫黄の含有率に強く指向させられるべきである。
【００１９】
合金元素として、本発明は、その原子半径が鉄の半径から大きく異なるものではない元素を提供する。その差は、好ましくは最大２％までである。合金元素は、強力な炭化物形成物であってはならず、そして直接的に凝離すべきではない。それ故、本発明によって、個々の要求特性を調整するために、所望であれば、銅、ニッケル、マンガンまたはモリブデンが鉄材料に合金することによって添加され得る。原子半径が鉄のものよりも５０％まで大きい錫も、この目的のために添加され得る。
【００２０】
従って、本発明による鋳鉄材料は、所望の高い黒鉛化度に逆の作用をもたらすことなくパーライトの形成を促進するために、０．４重量％〜０．６重量％の量で銅を含有する。Ｃｕの存在のさらなる正の効果は、凝離方向がこの元素上に形成されると言う事実にある。軽量エンジンブロックのようなより軽量の鋳造部品を製造する場合、それらの効果を達成するために、Ｃｕ含有率の範囲が０．４５〜０．５５に限定されれば有利であることが判明している。
【００２１】
付加の方法によって、本発明による合金は、０．０５〜０．８重量％の、好ましくは０．０５〜０．７重量％の量のニッケルをも含有し得る。０．０５〜０．０８重量％の窒素含有率も、Ｎｉとの組み合わせで、またはそれら自体で供給され得る。その２種の合金元素は、部分的なパーライト分解の場合であっても、仕上げられた鋳造部品において高い強度が得られることを確実にするものである。それ故、特に好ましくは、それらの形状または質量によって、パーライト分解の危険性を有しながらゆっくり冷える鋳造部品が製造される場合に、ＮｉおよびＮが、本発明による鉄材料中に組み合わせでまたは単独で存在する。この場合の基準は、Ｎｉ含有率および／またはＮ含有率が高ければ高いほど、その鋳造部品のモジュラスが大きいことである。
【００２２】
この場合の「モジュラス」（modulus）なる技術的用語は、鋳造部品の体積の放熱面積に対する比率を示しており、そこでは通常「ｃｍ」が測定の単位として使用される。
【００２３】
０．４重量％〜０．７重量％の範囲内のＭｎ含有率も同様に、パーライトの形成を助長する。但し、マンガンは、特にマンガンに凝離方向を形成するために添加される。より迅速に冷却する軽量の鋳造部品を製造するために、そのＭｎ含有率はその効果を達成するため０．４５〜０．６５重量％の範囲に限定され得る。
【００２４】
燐の最大含有率は、その材料に靭性に対して有害であるようなホスフィット共融の形成を最小にするために、０．０４重量％までに限定される。
【００２５】
硫黄含有率もまた、この理由による硫化物形成を避けるために、最大０．０４重量％までに限定されねばならない。Ｃｅが存在する場合には、本発明によれば少なくとも０．１重量％の含有率で、極めて精巧に分布されるオキシスルフィドに至る核形成のために使用される。それには以下のような基準が適用され得る。即ち、Ｃｅが存在する場合、Ｃｅの含有率は、Ｓ含有率が大きくなるほどそれが高いように調整されねばならない。硫黄と共にＣｅによって形成されたオキシスルフィドは、グラファイトの形成を促進し、その靭性を減少させることなくその材料の強度および硬さの増加を引き起こす。
【００２６】
Ｍｏは、０．１５重量％〜０．４５重量％の量で本発明による鋳鉄材料に添加され得て、熱応力の場合に鉄格子から拡散による置換移動をブロックして、そして結果的にクラックの形成を防ぐ。Ｍｏの添加によって達成される、本発明による材料の特性が得られると言う信頼性は、Ｍｏ含有率の上限が０．３５重量％に限定され、その下限が０．２重量％に上昇される場合に、高められ得る。
【００２７】
０．０５重量％〜０．１５重量％の錫の含有率は、型中での鋳造備品のより長い滞留時間と共に、グラファイトフレークの周りでの微小な凝離ゾーンの形成をもたらし、そしてグラファイトからのそして基礎マトリックス中への炭素の拡散を防止する。
【００２８】
ストロンチウムの添加は、核形成、および所望の特性に関して有利な構造の形成を助長する。この目的を信頼性高く達成するためには、少なくとも０．０００５重量％のＳｒが要求される。他方、０．０１重量％よりも多い含有率では、正の効果がもはや確かめられない。特にその強度がとりわけ重要なより大きな鋳造部品の場合には、Ｓｒが０．０００５〜０．００２重量％の量で存在すれば、特別に正の効果が達成される。
【００２９】
０．００５重量％〜０．０２重量％の範囲のランタンの含有率は、本発明による鋳造合金の注型適性について有利な効果を奏し、そして細粒化を含むことによって、その材料の硬さおよびその摩擦学的な挙動を助長する。
【００３０】
その材料の硬さおよび引張強さを高めるために、必要に応じて、バナジウムが本発明による合金に添加される。バナジウムは、パーライトのセメンタイトを合金し、グラファイトフレーク中に短くて丸みのついたフレークの形成をもたらし、その結果硬さと靭性が増加する。この目的のためにバナジウムが本発明による合金に添加される場合、所望の成功度合いを信頼性高く達成するために、個々の部材のモジュラスの関数としてその添加がなされ得る。そのＶの含有率は、この場合に厚さの増加と共に高められるべきである。それに関する実際の試験では、その鋳造部品のモジュラスが０．２５〜０．６５ｃｍの場合にＶの含有率が０．０２５〜０．０３５重量％であり、モジュラスが０．６５〜１．２ｃｍの場合にＶの含有率が０．０３５重量％より高く０．０６５重量％までであり、モジュラスが１．２ｃｍより大きい場合にＶの含有率が０．０５５重量％より高く０．１重量％までであれば、最適の鋳造部品適性が達成されることが示されている。その溶解性の限度は、０．１重量％より高いと言う本発明による含有率で超えられている。
【００３１】
ブレーキディスクの製造に特に適する本発明による種々の合金は、その炭素含有率が３．８〜４．１重量％の範囲内であることを特徴としている。その高い炭素含有率は、１５０〜２００ＭＰａの範囲内の強度をもたらす。同時に、このタイプの組成を有する合金から製造された鋳造部品は、高いレベルの靭性と共に高い熱伝導性を有する。その珪素含有率は、好ましくは同様の目的のために０．９〜１．２重量％の範囲内にある。
【００３２】
良好な熱伝導性と組み合わされた高い強度が前面にある鋳造部品を鋳造するために、本発明の更なる変更が、３．４〜３．８重量％、特に３．４〜３．６重量％の範囲内にある炭素含有率を提供される。
【００３３】
それに関する試験では、このタイプの組成を有する本発明による鋳鉄材料が、鋳造状態で普通に３００ＭＰａより高い強度を有することが示されている。
【００３４】
壁の厚い鋳造部品を鋳造する場合、鋳造中の低下されたＣ含有率での再酸化の危険性に対処するために、その合金のＳｉ含有率が１．１５〜１．４重量％、特に１．２〜１．４重量％であっても有利である。
【００３５】
本発明による鋳鉄合金の酸素含有量は、特に重要である。核形成の速度および程度はＯ2含有量によって制御される。例えば、酸素含有量の増加が急激な粒子成長をもたらし、一方では低い酸素含有量はその成長をあまりもたらさない。それらの効果は、３０〜７０ｐｐｍの範囲内にあるＯ2含有量で達成される。もしブレーキディスクまたは同様に構成された部品が本発明による合金から製造されれば、その酸素含有量が３０〜４０ｐｐｍに限定されるような酸素含有量によって最適の構造が得られことが可能である。０．１〜０．４ｃｍのモジュラスを有する、軽量エンジンブロック等のような薄い壁の鋳造部品について、５０〜７０ｐｐｍの高いＯ2含有量は、その短い冷却期間内での迅速な粒子成長を助長するので有利であることが証明されている。０．４〜１ｃｍの範囲内のモジュールを有する厚い壁の部品、例えば重量エンジンブロックの場合には、Ｏ2含有量が４０〜６０ｐｐｍであれば、最適な構造特性が達成される。他方、１〜２．５ｃｍの範囲内のモジュラスを有する、シリンダーヘッドのような複雑な形状の鋳造部品を鋳造する場合には、本発明による合金のＯ2含有量が３０〜５０ｐｐｍの範囲内であれば、それらの部品について要求される特性に関して最適化された粒子成長が達成される。
【００３６】
鋳造状態において本発明による鋳鉄材料中に含有される酸素の５０％より多いものが、酸素での還元の開始温度が１，７００Ｋより高いタイプの酸素の形にある場合に、本発明による鋳造材料の高い引張強さが特に信頼性高く確保され得る。
【００３７】
本発明による鋳鉄材料は、改良された強度、熱伝導性、靭性および機械加工性に加えて、良好な耐蝕性をも有する。この特性の特有の組み合わせの結果として、本発明による鋳鉄材料は、ブレーキディスクおよびエンジンブロックまたは内燃機関のためのシリンダーヘッドを製造するのに特に適している。特に、良好な注型適性、機械加工性および高い熱伝導性と組み合わされた高い引張強さは、本発明による材料を、燃焼プロセスの過程において燃焼チャンバー領域内で極端に高い圧力負荷が生じる新式のディーゼルエンジン用のブロックを製造するための材料としての用途に特に適したものにしている。
【実施例】
【００３８】
本発明による鋳鉄材料の特性は、数多くの実施例において実証されている。
【００３９】
例えば、表１ａに重量％で示されている組成Ｂ１〜Ｂ７を有し、表１ｂに示されているＳｃ値、％ＭＥＧ値、引張強さＲｍおよびブリネル硬度ＨＢを有する本発明による鋳鉄材料から、ＨＧＶブレーキディスクが鋳造されている。表１ｂは、各々の場合に得られた製品の構造の評価をも含んでいる。
【００４０】
表１ａに示されている合金から鋳造されたＨＧＶブレーキディスクは、１６０〜２３０ＭＰａの範囲内の引張強さを有することが見出されている。この場合の硬度の値は１４７〜２２０の範囲内にあり、そのためブレーキディスクが高い強度に加えて良好な耐磨耗性を有する。それらはまた、顕著な熱伝導性を有し、そのため高い負荷の場合であってもそれらに作用する力を信頼性高く吸収して放散し得る。
【００４１】
表２ａは、本発明による鋳鉄材料の合金Ｄ１〜Ｄ５に関するＣ、Ｓｉ、Ｓ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｏ、ＳｎおよびＮｉの含有率を示している。尚、それらから０．７〜０．８ｃｍのモジュラスを有する薄壁の自動車エンジンブロックが鋳造されている。関連する合金Ｄ１〜Ｄ６はまた、各々において重量で６０ｐｐｍのＯ2および０．０１重量％のＬａをも含有した。表２ｂは、構造の評価と共に、各々の場合における種々の測定点に渡って平均された関連する値、％ＭＥＧ、Ｓｃ、引張強さＲｍおよびブリネル硬度ＨＢを含んでいる。
【００４２】
表３ａは、本発明による鋳鉄材料の合金Ｚ１〜Ｚ６に関するＣ、Ｓｉ、Ｓ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｏ、ＳｎおよびＮｉの含有率を示している。尚、それらから１００ｋｇ（合金Ｚ１〜Ｚ４）および４００ｋｇ（合金Ｚ５およびＺ６）の重量を有するシリンダーヘッドが鋳造されている。１００ｋｇのシリンダーヘッドのモジュラスは２．５ｃｍと３ｃｍの間にあり、一方４００ｋｇのシリンダーヘッドのモジュラスは１ｃｍであった。関連する合金Ｚ１〜Ｚ６はまた、重量で４０ｐｐｍのＯ2および０．０１重量％のＬａをも含有した。表３ｂは、関連する値、％ＭＥＧ、Ｓｃ、引張強さＲｍおよびブリネル硬度ＨＢ、並びに構造の評価を含んでいる。
【００４３】
最後に、重量で３．６％のＣ、１．３５％のＳｉ、０．１％のＳｎ、０．５％のＭｎ、０．５％のＣｕ、０．０１％のＶ、０．２％のＭｏ、重量で４０ｐｐｍのＯ2および０．０３％のＳ、並びに鉄および不可避的な不純物である残余からなる、本発明による鋳鉄合金から、重量のクランクケースが鋳造された。その合金のＳｃ値は０．９３であり、％ＭＥＧ値は１．９８であった。出来上がったケースは、３２０ＭＰａの引張強さＲｍと精巧な構造のパーライトの構成を有していた。
【００４４】
このように本発明は、広範囲で変更され得る優れた特性スペクトルを有する鋳鉄材料を提供する。本発明によるその材料は、特に良好な機械加工性によって特徴付けられる。その高い引張強さは、以前には通常のねずみ鋳鉄からのみ製造されていた既知の鋳造構造が、高価なリストラクチャリングを必要とすることなく高い強度で製造されることを可能にするものである。
【００４５】
【表１】
2007527951.tif 000002
【００４６】
【表２】
2007527951.tif 000003
【００４７】
【表３】
2007527951.tif 000004
【００４８】
【表４】
2007527951.tif 000005
【００４９】
【表５】
2007527951.tif 000006
【００５０】
【表６】
2007527951.tif 000007
【国際調査報告】
2007527951.tif 000008
2007527951.tif 000009
2007527951.tif 000010
2007527951.tif 000011