(57)【要約】【課題】圧力容器等の特殊な設備を使用する必要がなく、簡便かつ安価に球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄を製造し得る球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法を提供する。【解決手段】取鍋内において鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行い、黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯を鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄を得る球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法である。黒鉛球状化剤として、構造材用の高マグネシウム（Ｍｇ）基合金を用いる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋内において鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行い、前記黒鉛球状化処理が行われた前記鋳鉄溶湯を鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄を得る球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法であって、
前記黒鉛球状化剤として、構造材用の高マグネシウム（Ｍｇ）基合金を用いることを特徴とする球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
【請求項２】
前記構造材用の高マグネシウム（Ｍｇ）基合金として、下記Ａ群に属する高マグネシウム（Ｍｇ）基合金のうち少なくとも１種を用いる請求項１に記載の球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
Ａ群：アルミニウム（Ａｌ）を１〜１１質量％、及びマンガン（Ｍｎ）を０．１〜１質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を２〜１０質量％、及び亜鉛（Ｚｎ）を０．１〜３．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を１〜５質量％、及び珪素（Ｓｉ）を０．５〜２質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を３〜５質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を２〜３質量％含有するＭｇ−Ａｌ−ＲＥ系合金、亜鉛（Ｚｎ）を３〜７質量％、及びジルコニウム（Ｚｒ）を０．１〜１質量％含有するＭｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金、亜鉛（Ｚｎ）を２〜５質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を０．５〜４質量％含有するＭｇ−Ｚｎ−ＲＥ系合金、並びに銀（Ａｇ）を２〜３質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を１．５〜２．５質量％含有するＭｇ−Ａｇ−ＲＥ系合金
【請求項３】
前記取鍋として、蓋を備えた取鍋又は密閉構造の取鍋を用い、大気圧条件下で前記鋳鉄溶湯と前記黒鉛球状化剤とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行う請求項１又は２に記載の球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
【請求項４】
前記構造材用の高マグネシウム（Ｍｇ）基合金として、同材質の構造物を製造する際、或いは同材質の構造物が廃棄される際に排出されるスクラップ材を用いる請求項１〜３のいずれか一項に記載の球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、黒鉛球状化剤としてマグネシウム基合金を用いる球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法に関し、詳しくは、圧力容器等の特殊な設備を使用する必要がなく、簡便かつ安価に球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄を製造し得る球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】球状黒鉛鋳鉄は、鋳放し状態で黒鉛が球状に晶出している鋳鉄であり、黒鉛が球状化されているために、片状黒鉛鋳鉄と比較して機械的特性（引張強度、伸び等）に優れるという特徴を有している。
【０００３】このような球状黒鉛鋳鉄を製造する方法としては、取鍋内において鋳鉄溶湯と何らかの黒鉛球状化剤、例えば、純マグネシウム又はマグネシウム基合金とを反応させることによって鋳鉄中の黒鉛を球状に晶出させる処理（黒鉛球状化処理）を行い、その黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯を鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄を得る製造方法が知られている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５３−１４６２１４号公報
【特許文献２】
特開平６−２８５６１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネシウムの沸点は１１００℃であるため、大気圧条件下で高温の鋳鉄溶湯と純マグネシウムやマグネシウム基合金とを反応させると、瞬時にマグネシウムが気化することに加え、その蒸気圧も高いことから、鋳鉄溶湯が飛散してしまい、鋳鉄溶湯中に残留するマグネシウムの歩留りが低くなり、多量の黒鉛球状化剤を使用せざるを得なくなるといった問題がある。従って、特許文献１及び特許文献２に記載の製造方法では、鋳鉄溶湯の飛散を抑制し、鋳鉄溶湯中に残留するマグネシウムの歩留りの低下を防止するために、圧力容器等の特殊な設備を使用して、加圧条件下で鋳鉄溶湯とマグネシウム基合金とを反応させるという方法を採用しており、簡便な方法とは言えなかった。また、このような特殊な設備を使用する製造方法は設備費用が高くつくために、安価に球状黒鉛鋳鉄を製造することができないという問題があった。
【０００６】更に、特許文献１及び特許文献２に記載されたマグネシウム基合金は、黒鉛球状化剤という非常に特殊な用途に使用するためにのみ製造される黒鉛球状化処理専用の合金であり、極めて高価である。従って、このような合金を使用する製造方法では安価に球状黒鉛鋳鉄を製造することができないという問題があった。
【０００７】本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、圧力容器等の特殊な設備を使用する必要がなく、簡便かつ安価に球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄を製造し得る球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意研究した結果、黒鉛球状化剤として、構造材用の高マグネシウム基合金を用いることによって、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明によれば、以下のものを提供することができる。
【０００９】［１］  取鍋内において鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行い、前記黒鉛球状化処理が行われた前記鋳鉄溶湯を鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄を得る球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法であって、前記黒鉛球状化剤として、構造材用の高マグネシウム（Ｍｇ）基合金を用いることを特徴とする球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
【００１０】［２］  前記構造材用の高マグネシウム（Ｍｇ）基合金として、下記Ａ群に属する高マグネシウム（Ｍｇ）基合金のうち少なくとも１種を用いる上記［１］に記載の球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
Ａ群：アルミニウム（Ａｌ）を１〜１１質量％、及びマンガン（Ｍｎ）を０．１〜１質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を２〜１０質量％、及び亜鉛（Ｚｎ）を０．１〜３．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を１〜５質量％、及び珪素（Ｓｉ）を０．５〜２質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を３〜５質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を２〜３質量％含有するＭｇ−Ａｌ−ＲＥ系合金、亜鉛（Ｚｎ）を３〜７質量％、及びジルコニウム（Ｚｒ）を０．１〜１質量％含有するＭｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金、亜鉛（Ｚｎ）を２〜５質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を０．５〜４質量％含有するＭｇ−Ｚｎ−ＲＥ系合金、並びに銀（Ａｇ）を２〜３質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を１．５〜２．５質量％含有するＭｇ−Ａｇ−ＲＥ系合金
【００１１】［３］  前記取鍋として、蓋を備えた取鍋又は密閉構造の取鍋を用い、大気圧条件下で前記鋳鉄溶湯と前記黒鉛球状化剤とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行う上記［１］又は［２］に記載の球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
【００１２】［４］  前記構造材用の高マグネシウム（Ｍｇ）基合金として、同材質の構造物を製造する際、或いは同材質の構造物が廃棄される際に排出されるスクラップ材を用いる上記［１］〜［３］のいずれかに記載の球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法は、黒鉛球状化剤として、構造材用の高マグネシウム基合金を用いるものであり、以下のような特徴がある。
【００１４】第１に、圧力容器等の特殊な設備を使用する必要がなく、球状黒鉛鋳鉄を簡便に製造することができるという特徴がある。本発明の製造方法に用いられる構造材用の高マグネシウム基合金は、純マグネシウムと比較して、鋳鉄溶湯との反応が穏やかであるため、鋳鉄溶湯が飛散してしまうことがない。従って、圧力容器等の特殊な設備を使用して、加圧条件下で鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させる必要はなく、汎用の取鍋を用いて、大気圧条件下で鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させることが可能であり、簡便に球状黒鉛鋳鉄を製造することが可能である。
【００１５】第２に、安価に球状黒鉛鋳鉄を製造することができるという特徴がある。本発明の製造方法に用いられる構造材用の高マグネシウム基合金は、黒鉛球状化処理専用のマグネシウム基合金とは異なり、一般に市販されている汎用のマグネシウム基合金であるため、入手が容易であることに加え、安価なものであるので、球状黒鉛鋳鉄を安価に製造することが可能となる。
【００１６】また、既述の如く、本発明の製造方法に用いられる構造材用の高マグネシウム基合金は、鋳鉄溶湯との反応が穏やかであるため、鋳鉄溶湯が飛散することがなく、鋳鉄溶湯中に残留するマグネシウムの歩留りが高いという利点がある。従って、黒鉛球状化剤である高マグネシウム基合金の添加量が少なくて済み、安価に球状黒鉛鋳鉄を製造することが可能となる。
【００１７】更に、既述の如く、本発明の製造方法では、汎用の取鍋を用いて、大気圧条件下で鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させることが可能であるため、設備費用も安価で済むことになり、結果的に、安価に球状黒鉛鋳鉄を製造することにも資する。
【００１８】以下、本発明の球状黒鉛鋳鉄の製造方法について具体的に説明する。本発明の球状黒鉛鋳鉄の製造方法は、黒鉛球状化剤として、構造材用の高マグネシウム基合金を用いることを特徴とする球状黒鉛鋳鉄の製造方法である。
【００１９】本明細書に言う「高マグネシウム基合金」とは、マグネシウムを主たる構成成分として含有する合金を意味し、マグネシウムを８５質量％以上含有するものを指す。
【００２０】「構造材用」とは、黒鉛球状化処理専用のマグネシウム基合金とは異なり、鋳造用又は塑性加工用として、一般に市販されている汎用のマグネシウム基合金であって、マグネシウム基合金から構成される構造物を製造するために用いられるものを意味する。
【００２１】「構造材用の高マグネシウム基合金」の具体例としては、例えば、下記Ａ群に属する高マグネシウム基合金が挙げられ、本発明の製造方法においては、これらの合金のうち少なくとも１種を黒鉛球状化剤として用いることが好ましく、アルミニウムを１〜１１質量％、及びマンガンを０．１〜１質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、又はアルミニウムを２〜１０質量％、及び亜鉛を０．１〜３．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金を黒鉛球状化剤として用いることが更に好ましく、アルミニウムを５．５〜６．５質量％、及びマンガンを０．２５〜０．６質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金（ＡＳＴＭ規格に規定されるＡＭ６０合金）、又はアルミニウムを８．３〜９．７質量％、亜鉛を０．３５〜１．０質量％、及びマンガンを０．１５〜０．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金（ＡＳＴＭ規格に規定されるＡＺ９１合金）を黒鉛球状化剤として用いることが特に好ましい。
Ａ群：アルミニウム（Ａｌ）を１〜１１質量％、及びマンガン（Ｍｎ）を０．１〜１質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を２〜１０質量％、及び亜鉛（Ｚｎ）を０．１〜３．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を１〜５質量％、及び珪素（Ｓｉ）を０．５〜２質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、アルミニウム（Ａｌ）を３〜５質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を２〜３質量％含有するＭｇ−Ａｌ−ＲＥ系合金、亜鉛（Ｚｎ）を３〜７質量％、及びジルコニウム（Ｚｒ）を０．１〜１質量％含有するＭｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金、亜鉛（Ｚｎ）を２〜５質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を０．５〜４質量％含有するＭｇ−Ｚｎ−ＲＥ系合金、並びに銀（Ａｇ）を２〜３質量％、及び希土類元素（ＲＥ）を１．５〜２．５質量％含有するＭｇ−Ａｇ−ＲＥ系合金
【００２２】本発明の製造方法においては、構造材用の高マグネシウム基合金として、同材質の構造物を製造する際、或いは同材質の構造物が廃棄される際に排出されるスクラップ材を用いることが好ましい。構造材用の高マグネシウム基合金は、高マグネシウム基合金から構成される構造物を製造するために用いられるが、この製造の際には、鋳造、塑性加工、又は機械加工等の工程を経て、不良品、切断片、バリ、切削粉等のスクラップ材が排出される。また、高マグネシウム基合金から構成される構造物を部品等として含む製品（自動車、家電製品等）が廃棄される際にも、これらの部品等がスクラップ材として排出される。これらのスクラップ材は、その表面に多量の酸化被膜が形成されていることが多く、たとえ再溶解したとしても構造材用として直接再利用することは困難であるため、再生処理を行うか、又は廃棄処分とせざるを得ないのが現状である。本発明の製造方法においては、このようなスクラップ材を黒鉛球状化剤として直接利用することができるため、より安価に球状黒鉛鋳鉄を製造することが可能となる。
【００２３】なお、上述のように、スクラップ材を黒鉛球状化剤として利用するに際し、そのスクラップ材がバリや切削粉等のように、質量に対する表面積が大きい形状である場合には、予めそのスクラップ材をプレス機等の加圧装置によって圧縮し、その圧縮物を薄い鉄板で包んだ状態のものを作製し、このものを黒鉛球状化剤として利用することが好ましい。このような方法は、黒鉛球状化剤を取鍋内に充填し易く、また、黒鉛球状化剤を少量のカバー材で被覆することができるという利点がある。
【００２４】一方、上記黒鉛球状化剤と反応させる鋳鉄溶湯としては、通常、炭素を２．５〜４．０質量％含有する鉄−炭素合金からなる鋳鉄を溶融してなる溶湯が用いられる。この鋳鉄には、鋳造性の改善等を目的として、珪素、マンガン、リン、硫黄等が含有される場合がある。
【００２５】従来、鋳鉄溶湯と純マグネシウム又はマグネシウム基合金とを反応させる黒鉛球状化処理は、圧力容器等の特殊な設備を使用して、取鍋内において鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを加圧条件下で反応させることによって行っていたが、本発明の製造方法においては、鋳鉄溶湯との反応が穏やかな、構造材用の高マグネシウム基合金を黒鉛球状化剤として使用しているため、取鍋として、蓋を備えた取鍋又は密閉構造の取鍋を用い、大気圧条件下で鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行うことができる。
【００２６】本発明の製造方法で用いる取鍋としては、鋳鉄溶湯を貯留することができ、黒鉛球状化処理を行うことが可能な容器であれば、その形状や構造は特に限定されず、汎用の取鍋のうち、様々な黒鉛球状化処理の方法に応じて、その方法を好適に行えるような形状・構造のものを適宜選択すればよい。但し、取鍋は、鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤との反応時に鋳鉄溶湯が噴きこぼれることをより確実に防止するために、蓋を備えているか、或いは密閉構造となっていることが好ましい。
【００２７】本発明の製造方法における黒鉛球状化処理の方法としては、従来公知の処理方法をそのまま適用することができる。具体的には、サンドイッチ法、タンディッシュ法、コンバータ法等を適用することができるが、中でも、簡易な設備で実施することができ、設備のメンテナンスに手間がかからない点において、サンドイッチ法を適用することが好ましい。
【００２８】サンドイッチ法（置き注ぎ法とも称される）は、図１（ａ）に示すような、底部にポケット状の反応室２が形成された取鍋１を用いて行われる。
まず、取鍋１底部の反応室２に黒鉛球状化剤３を充填し、図１（ｂ）に示すように、充填された黒鉛球状化剤３の上面をカバー材４（切削粉、ポンチ屑、鋼板等）で完全に被覆する。次いで、取鍋１内に鋳鉄溶湯５を注ぎ込むと、カバー材４が鋳鉄溶湯５によって溶解されるとともに、黒鉛球状化剤３も溶解されて、反応が開始され、黒鉛球状化処理が行われる。なお、サンドイッチ法においては、比較的胴長の取鍋を用いると、鋳鉄溶湯中で確実に反応を起こさせることができ、鋳鉄溶湯中に残留するマグネシウムの歩留りが向上するため好ましい。
【００２９】タンディッシュ法は、取鍋の上部開口部を封止するように載置された、蓋としての機能も果たす受湯容器（タンディッシュ）を備えた取鍋を用いて行われる。タンディッシュ法では、鋳鉄溶湯を受湯容器を経由して取鍋内に注ぎ込む点に特徴があるが、この他の工程については、サンドイッチ法と同様に行われる。
【００３０】コンバータ法は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような、底部に反応室１２を備え、傾動可能な取鍋１１（転炉と称される）を用いて行われる。まず、図２（ａ）に示すように、取鍋１１を横転させた状態で取鍋１１底部の反応室１２に黒鉛球状化剤１３を充填するとともに、鋳鉄溶湯１５を注ぎ込み（受湯）、次いで、図２（ｂ）に示すように、取鍋１１を傾動させ、蓋１６を閉じた状態で反応室１２内の黒鉛球状化剤１３と鋳鉄溶湯１５とを接触させることにより、両者を反応させ、黒鉛球状化処理を行う（反応）。最後に、図２（ｃ）に示すように、再度、取鍋１１を傾けることによって、黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯１５を取り出す（出湯）。
【００３１】上述のように、黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯は、鋳型に鋳込むことにより所望の形状の球状黒鉛鋳鉄を得ることができる。
【００３２】なお、本発明の製造方法は、球状黒鉛鋳鉄のみならず、ＣＶ（コンパクテッド・バーミキュラー）黒鉛鋳鉄の製造にも好適に利用することができる。ＣＶ黒鉛鋳鉄は、球状黒鉛鋳鉄（黒鉛球状化率７０％超）とは異なり、黒鉛が完全には球状化されておらず（黒鉛球状化率４０〜７０％）、芋虫状に晶出している鋳鉄であり、球状黒鉛鋳鉄と同程度の機械的特性を持ちながら、鋳造性や熱伝導性に優れるという特徴を有している。
【００３３】ＣＶ黒鉛鋳鉄を製造する場合も、上述してきた球状黒鉛鋳鉄の場合とほぼ同様の製造方法を採用することができるが、球状黒鉛鋳鉄を製造する場合と比較して、黒鉛球状化剤として用いる構造材用の高マグネシウム基合金の量を減量し、少量とする必要がある。こうすることにより、黒鉛の球状化が完全には進行せず、黒鉛が芋虫状に晶出する。
【００３４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３５】本実施例、及び比較例においては、取鍋内において鋳鉄溶湯と黒鉛球状化剤とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行い、黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯を所定形状の鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄からなる鋳造品を製造し、その鋳造品について、引張強さ、伸び、黒鉛球状化率、球状黒鉛鋳鉄中に残留するマグネシウムの歩留まり（残留マグネシウム歩留まり）、及び黒鉛球状化処理の際の反応状態を比較することによって、本発明の効果について評価した。
【００３６】以下に説明する実施例１、実施例２、及び比較例１においては、黒鉛球状化剤の種類のみを変更し、その他の条件については全て同一として評価を行った。具体的には、比較例１においては、純マグネシウムを５〜１０ｍｍ角に切断した切断片を、実施例１においては、構造材用の高マグネシウム基合金である、アルミニウムを５．５〜６．５質量％、及びマンガンを０．２５〜０．６質量含有するＭｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金（ＡＳＴＭ規格に規定されるＡＭ６０合金）を５〜１０ｍｍ角に切断した切断片を、実施例２においては、構造材用の高マグネシウム基合金である、アルミニウムを８．３〜９．７質量％、亜鉛を０．３５〜１．０質量％、及びマンガンを０．１５〜０．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金（ＡＳＴＭ規格に規定されるＡＺ９１合金）を５〜１０ｍｍ角に切断した切断片を使用した。
【００３７】黒鉛球状化処理の方法としては、サンドイッチ法を採用することとし、取鍋としては、図３（ａ）及び（ｂ）に示すような、開閉可能な蓋２６を備えており、底部にポケット状の反応室２２が形成された取鍋２１を使用した（内容積約１５リットル）。なお、図３（ａ）及び（ｂ）において、符号２７は受湯口、符号２８は出湯口、符号２９は取鍋本体、符号３０は耐火材、符号３１は仕切り板、符号３２はポケットを示す。
【００３８】黒鉛球状化剤と反応させる鋳鉄溶湯としては、表１に記載の組成を有する鉄−炭素合金からなる鋳鉄を高周波溶解炉にて溶融してなる溶湯を使用した。黒鉛球状化剤を被覆するカバー材としては、球状黒鉛鋳鉄の切削粉を使用した。鋳型としては、Ｙブロック（ＪＩＳ  Ｇ５５０２に記載されるＹ型供試材Ｂ号）の鋳型を使用した。
【００３９】
【表１】
2004204291.tif 000002
【００４０】まず、取鍋底部の反応室に黒鉛球状化剤（純マグネシウムの場合は５４ｇ、ＡＭ６０合金の場合は４５ｇ、ＡＺ９１合金の場合は５０ｇ（鋳鉄溶湯に対し約０．１２〜０．１４質量％）を充填し、充填された黒鉛球状化剤の上面をカバー材で完全に被覆した。次いで、取鍋の受湯口から取鍋内に鋳鉄溶湯３８ｋｇを注ぎ込み、数秒間、大気圧条件下で黒鉛球状化処理を行った。この際、黒鉛球状化処理の反応状態を評価した。黒鉛球状化処理を行った鋳鉄溶湯は、鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄からなるＹブロックを製造した。
【００４１】上記Ｙブロックについては、引張強さ、伸び、黒鉛球状化率、及び球状黒鉛鋳鉄中に残留するマグネシウムの歩留まり（残留マグネシウム歩留まり）を評価した。引張強さ、伸びについては、ＪＩＳ  Ｇ５５０２に記載の方法に準拠して測定した。黒鉛球状化率については、画像処理装置を用いて、外接円に対し球状化した黒鉛が占める面積率を算出し、これを黒鉛球状化率の値とした。残留マグネシウム歩留まりについては、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定した球状黒鉛鋳鉄中のマグネシウムの成分比率を、鋳鉄溶湯に対するマグネシウムの添加率で除することにより測定した。その結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
2004204291.tif 000003
【００４３】表２から明らかなように、実施例１、及び実施例２のＹブロックに関しては、引張強さ、伸びという機械的性質、及び黒鉛球状化率は比較例１のＹブロックに対して同等以上であった。但し、残留マグネシウムの歩留まりに関しては、実施例１のＹブロックは３７％、実施例２のＹブロックは３２％であり、比較例１のＹブロックに対して５〜１０％も高いという顕著な効果を示した。
また、黒鉛球状化処理の際の反応状態に関しても、実施例１、及び実施例２の方法では、取鍋の蓋に配設された受湯口から鋳鉄溶湯が飛散することはなかったが、比較例１の方法では、黒鉛球状化処理の際の反応が激しく、鋳鉄溶湯の一部が取鍋の蓋に配設された受湯口から飛散してしまう結果となった。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の球状黒鉛鋳鉄の製造方法においては、黒鉛球状化剤として、構造材用の高マグネシウム基合金を用いることとしたので、圧力容器等の特殊な設備を使用する必要がなく、簡便かつ安価に球状黒鉛鋳鉄を製造することが可能となる。なお、本発明の製造方法は、球状黒鉛鋳鉄の他、ＣＶ黒鉛鋳鉄の製造にも好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】黒鉛球状化処理の一方法であるサンドイッチ法で用いる取鍋の構造を示す断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の反応室部分の拡大図である。
【図２】黒鉛球状化処理の一方法であるコンバータ法の工程を示す工程図であり、（ａ）は受湯時、（ｂ）は反応時、（ｃ）は出湯時を示す図である。
【図３】実施例、及び比較例において使用した取鍋の構造を示す説明図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は上面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１…取鍋、２，１２，２２…反応室、３，１３…黒鉛球状化剤、４…カバー材、５，１５…鋳鉄溶湯、１６，２６…蓋、２７…受湯口、２８…出湯口、２９…取鍋本体、３０…耐火材、３１…仕切り板、３２…ポケット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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