(57)【要約】【課題】  加工性および制振性の双方に優れる鋳鉄を提供する。【解決手段】  伸延した黒鉛粒子１２３が分散している、白鋳鉄組織を有する圧延鋳鉄３２であって、前記伸延した黒鉛粒子の幅（Ｗ）の平均値が０．０５〜０．４ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の長さ（Ｌ）の平均値が１．２５〜５０ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の間隔（Ｓ）の平均値が３０μｍ以下であることを特徴とする、圧延鋳鉄である。【選択図】  図２
2005232479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸延した黒鉛粒子が分散している、白鋳鉄組織を有する圧延鋳鉄であって、前記伸延した黒鉛粒子の平均幅が０．０５〜０．４ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の平均長さが１．２５〜５０ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の平均間隔が３０μｍ以下であることを特徴とする、圧延鋳鉄。
【請求項２】
前記白鋳鉄組織における炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、下記式を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の圧延鋳鉄。
【数１】
2005232479.tif 000009
【請求項３】
制振材であることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧延鋳鉄。
【請求項４】
炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、下記式を満たし、球状化剤元素の酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの複合化合物が分散している溶鉄を得る段階と、
【数２】
2005232479.tif 000010
前記溶鉄を鋳造して、白鋳鉄組織を有する鋳片を得る段階と、
前記鋳片を９００℃以上の温度で、圧下比２５以上で圧延して、圧延鋳鉄を得る段階と、
を有することを特徴とする、伸延した黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法によって得られる、圧延鋳鉄。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延鋳鉄、および圧延鋳鉄の製造方法に関する。本発明の圧延鋳鉄は、制振材として好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
振動防止や騒音防止の目的で、種々の制振材が様々な使用環境で用いられている。例えば、居住地域の近くを走行する鉄道の橋梁や居住地域に近い場所で用いられる産業機械の材料には、構造材料の基本特性である強度に加え高い制振性が所望される。すなわち、車両走行時や産業機械使用時の振動および騒音を抑制可能である、制振性に優れる鉄製品が用いられることが好ましい。
【０００３】
制振材としては、特許文献１には、球状黒鉛鋳鉄を圧延して形成された、黒鉛を層状に析出させた鋳鉄板が提案されている。特許文献２には、４００μｍ以上の長さの黒鉛が含まれるオーステナイト系片状黒鉛鋳鉄が提案されている。また、特許文献３には、所定の組成からなり、組織的にフェライト単相である、制振合金が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている球状黒鉛鋳鉄の圧延は困難であり、圧延鋳鉄の加工性も低い。特許文献２に開示されている片状黒鉛鋳鉄も、圧延が困難である上、加工性が低い。特許文献３に開示されている制振合金は、溶接すると制振性が消失してしまう。
【特許文献１】特開平２−８０５１４号公報
【特許文献２】特開平４−１４７９４０号公報
【特許文献３】特開平６−２２０５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、加工性および制振性の双方に優れる鋳鉄を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（１）  伸延した黒鉛粒子が分散している、白鋳鉄組織を有する圧延鋳鉄であって、前記伸延した黒鉛粒子の平均幅が０．０５〜０．４ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の平均長さが１．２５〜５０ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の平均間隔が３０μｍ以下であることを特徴とする、圧延鋳鉄、
（２）  前記白鋳鉄組織における炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、下記式を満たすことを特徴とする、（１）に記載の圧延鋳鉄、
【０００７】
【数１】
2005232479.tif 000003
【０００８】
（３）  制振材であることを特徴とする、（１）または（２）に記載の圧延鋳鉄、
（４）  炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、下記式を満たし、球状化剤元素の酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの複合化合物が分散している溶鉄を得る段階と、
【０００９】
【数２】
2005232479.tif 000004
【００１０】
前記溶鉄を鋳造して、白鋳鉄組織を有する鋳片を得る段階と、前記鋳片を９００℃以上の温度で、圧下比２５以上で圧延して、圧延鋳鉄を得る段階とを有することを特徴とする、伸延した黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄の製造方法、
（５）  （４）に記載の製造方法によって得られる、圧延鋳鉄、
である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧延鋳鉄は、加工性および制振性の双方に優れる。このため、様々な部位への適用が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１は、伸延した黒鉛粒子が分散している、白鋳鉄組織を有する圧延鋳鉄であって、前記伸延した黒鉛粒子の平均幅が０．０５〜０．４ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の平均長さが１．２５〜５０ｍｍであり、前記伸延した黒鉛粒子の平均間隔が３０μｍ以下であることを特徴とする、圧延鋳鉄である。
【００１３】
圧延鋳鉄は、鋳片を圧延することによって形成される。鋳片とは、ビレット、ブルーム、スラブなどの、鋳型を用いて成型された材料を意味する。本発明の圧延鋳鉄の組成については、圧延鋳鉄が白鋳鉄組織を有する限り、特に限定されない。鋳鉄には、白鋳鉄、ねずみ鋳鉄、まだら鋳鉄などの種類がある。白鋳鉄は、黒鉛を含まない鋳鉄である。白鋳鉄は、亜共晶成分からなることが好ましい。ねずみ鋳鉄は、Ｃが遊離して、黒鉛の状態で存在する鋳鉄である。まだら鋳鉄とは、ねずみ鋳鉄や白鋳鉄が混合した鋳鉄である。本発明の圧延鋳鉄は、白鋳鉄組織を有することを特徴とする。「白鋳鉄組織を有する」とは、圧延鋳鉄の少なくとも一部が白鋳鉄であることを意味する。好ましくは、本発明の圧延鋳鉄は、圧延鋳鉄の全体または実質的に全体が白鋳鉄である。ここで、「実質的に全体」とは、不可避的に混入する不純物に基づく非白鋳鉄組織が、圧延鋳鉄の一部に存在している状態を含む概念である。後述するように、白鋳鉄組織中に黒鉛生成核が分散した鋳片を圧延して圧延鋳鉄を製造する工程を採用する場合、簡便に、制振性および加工性の双方に優れる圧延鋳鉄が得られる。
【００１４】
白鋳鉄となるためには、炭素原子およびケイ素原子の含有量が重要である。炭素原子は、圧延鋳鉄の質量に対して、好ましくは１．７質量％以上含まれる。炭素原子の含有量の上限は、通常は４．３質量％以下である。ケイ素原子の好ましい含有量は、炭素原子の含有量に依存する。具体的には、白鋳鉄組織における炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、下記式を満たすことが好ましい。圧延鋳片における炭素濃度は、例えば、赤外線吸収法を用いて測定され、鋳片におけるケイ素濃度は、例えば、吸光光度法を用いて測定される。
【００１５】
【数３】
2005232479.tif 000005
【００１６】
より好ましくは、圧延鋳鉄に存在する白鋳鉄組織における炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、下記式を満たす。
【００１７】
【数４】
2005232479.tif 000006
【００１８】
炭素原子、ケイ素原子以外の含有成分については、特に限定されない。例えば、鉄の濃度、リンの濃度、硫黄の濃度などについては、通常は、鋳鉄に一般的な範囲とされる。ただし、硫黄やリンなどの濃度が一般的な濃度範囲でない圧延鋳鉄を、本発明の技術的範囲から除外するわけではない。
【００１９】
鋳鉄は、脱炭処理などの精錬処理を施さなくても製造可能であるため、低コストで製造可能である。ただし、必要であれば、脱硫処理などの精錬処理を施してもよい。精錬処理を経て製造された鋳鉄が、本発明の技術的範囲から排除されるわけではない。
【００２０】
本発明の圧延鋳鉄には、伸延した黒鉛粒子が分散している。この伸延した黒鉛粒子によって、高い制振性が確保される。また、白鋳鉄組織を有する本発明の圧延鋳鉄は、加工性にも優れる。従来技術においては、白鋳鉄組織を有する圧延鋳鉄の内部に、伸延した黒鉛粒子を分散させることができなかったが、本発明者らによって、このような優れた圧延鋳鉄が開発された。
【００２１】
本発明の圧延鋳鉄の製造方法については、後で詳細に説明するが、ここで、製造工程について簡単に説明する。図１は、球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）、黒鉛生成核が分散していない白鋳鉄、および黒鉛生成核が分散している白鋳鉄のそれぞれについて、圧延鋳鉄を製造する工程を示すフロー図である。
【００２２】
図１Ａは、球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）についての、圧延鋳鉄製造工程を示すフロー図である。ダクタイル鋳鉄は、過共晶成分からなる鋳鉄であり、溶製工程において、溶鉄１０には、マグネシウム化合物などの黒鉛生成核１１０を中心として形成された球状黒鉛１２０が分散している。鋳造工程において製造された鋳片２０においても、黒鉛生成核１１０を中心として形成された球状黒鉛１２０が分散している。ダクタイル鋳鉄である鋳片２０は、球状黒鉛１２０が鋳片内部に分散しているため、ある程度の加工性を有する。しかしながら、球状黒鉛が分散している鋳片を圧延すると、圧延鋳鉄３０には、球状黒鉛に由来する粗大な薄片状黒鉛１２１が生成し、表面形状に問題がある圧延鋳鉄となってしまう。
【００２３】
鋳片を圧延可能とするためには、黒鉛粒子が分散していない鋳片を作製することが好ましい。図１Ｂは、白鋳鉄である黒心可鍛鋳鉄についての、圧延鋳鉄製造工程を示すフロー図である。黒心可鍛鋳鉄は、亜共晶成分からなる鋳鉄であり、溶製工程において、溶鉄１１には、球状化剤元素が配合されていない。したがって、鋳造工程において製造された、白鋳鉄成分からなる鋳片２１においても、黒鉛粒子は分散しておらず、圧延可能である。ただし、黒心可鍛鋳鉄である鋳片は、連続鋳造が困難である。圧延工程において得られた圧延鋳鉄３１は、ダクタイル鋳鉄と比較して表面形状に優れる。しかしながら、圧延鋳鉄３１は、硬くて脆いため、前述した焼なましのような後処理が施されることが好ましい。まず、短時間の熱処理によって、遊離セメンタイトが分解された圧延鋳鉄４１を得る。圧延鋳鉄４１は、長時間の熱処理が施され、黒鉛粒子１２２が分散した圧延鋳鉄５１を得る。黒鉛粒子１２２は、通常、塊状の黒鉛である。黒鉛粒子１２２を圧延鋳鉄５１の内部に生成させることによって、圧延鋳鉄５１の加工性が向上する。通常の焼なまし条件は、短時間熱処理が９００〜９８０℃の温度で、１０〜２０時間である。長時間熱処理は、７００〜７６０℃の温度での徐冷と、７００〜７３０℃の範囲での長時間処理とを組み合わせる。全焼なまし工程に要する時間は、通常では２０〜１００時間程度である。
【００２４】
図１Ｂに示す工程によって、加工性に優れ、制振性にも優れる圧延鋳鉄を得ることが可能である。しかしながら、焼なましによる黒鉛化処理は、長時間を要するため、圧延鋳鉄の生産性を向上させる観点からは、より簡便な製法を用いることが好ましい。本発明者らは、白鋳鉄となる成分からなる溶鉄に、黒鉛生成を促進する黒鉛生成核を配合しておき、圧延工程以降において黒鉛を生成させる製法を採用することによって、加工性に優れる圧延鋳鉄を、短時間で効率的に製造可能であることを見出した。
【００２５】
図１Ｃは、黒鉛生成核が分散している白鋳鉄についての、圧延鋳鉄製造工程を示すフロー図である。白鋳鉄は、亜共晶成分からなる鋳鉄であり、溶製工程において、溶鉄１２には、黒鉛生成核１３０が分散している。鋳造工程において製造された、白鋳鉄成分からなる鋳片２２においても、黒鉛粒子の生成は進行しておらず、黒鉛生成核１３０が分散している。図１Ａにおける鋳片１０のように、黒鉛粒子が鋳片に分散していないので、鋳片１２は圧延可能である。
【００２６】
圧延工程において得られる圧延鋳鉄の内部構造は、圧延条件によって異なる。圧延条件が高温である場合には、圧延工程において、黒鉛生成核１３０を核として黒鉛化が迅速に進行し、黒鉛粒子１２３が分散した圧延鋳鉄３２が得られる。圧延する際に黒鉛化が進行した黒鉛粒子１２３は、圧延時の圧力によって、伸延した形状となる。本発明の圧延鋳鉄３２は、このような製法によって形成される伸延した黒鉛粒子１２３が分散しており、制振性に優れる鋳鉄である。また、白鋳鉄組織を有するため、加工性にも優れる。本発明の圧延鋳鉄３２には、伸延した黒鉛粒子以外の黒鉛粒子が分散していてもよい。例えば、球状の黒鉛粒子が分散していてもよい。なお、本発明において「伸延した黒鉛粒子」とは、圧延される際の圧力によって、圧延鋳鉄の圧延方向に変形した黒鉛粒子を意味する。例えば、楕円球形状の黒鉛粒子、針状形状の黒鉛粒子などが、伸延した黒鉛粒子に該当する。
【００２７】
このように、黒鉛生成核を分散させた鋳片を作製した場合、非常に簡便に、加工性に優れる圧延鋳鉄が得られる。圧延鋳鉄３２の加工性を向上させたい場合には、圧延鋳鉄３２に短時間の熱処理を施して、より多くの黒鉛粒子１２３が分散した圧延鋳鉄４２を作製してもよい。圧延後の熱処理によって黒鉛化が進行した黒鉛粒子１２３’は、球状黒鉛となる。黒鉛粒子１２３をより多く分散させることによって、圧延鋳鉄４２の加工性が向上する。圧延後に熱処理を施して黒鉛粒子を生成させる場合であっても、黒鉛生成核１３０を核として黒鉛化を進行させる場合には、短時間の熱処理で黒鉛化が進行する。このため、加工性に優れる圧延鋳鉄の生産性が向上する。
【００２８】
このような製造方法によって、伸延した黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄が製造されるが、他の方法によって伸延した黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄が製造され得る場合には、上述の製法と異なる製法が採用されてもよい。
【００２９】
なお、圧延条件が低温である場合には、圧延工程において黒鉛化が進行せず、黒鉛生成核１３０が分散した圧延鋳鉄３３が得られる。黒鉛化が進行していない圧延鋳鉄３３を得た場合には、圧延鋳鉄３３に短時間の熱処理を施すことによって、黒鉛生成核１３０を核として形成された黒鉛粒子１２４を生成させればよい。この場合には、冷延して、分散する黒鉛を伸延させることによって、制振性を向上させることが可能である。
【００３０】
本発明においては、圧延鋳鉄に分散している、伸延した黒鉛粒子の形状について規定される。具体的には、伸延した黒鉛粒子の平均幅が０．０５〜０．４ｍｍであり、伸延した黒鉛粒子の平均長さが１．２５〜５０ｍｍであり、伸延した黒鉛粒子の平均間隔が３０μｍ以下である。黒鉛粒子の平均間隔の下限値については、特に限定されないが、現実的には５μｍ以上である。
【００３１】
ここで、「伸延した黒鉛粒子の幅」、「伸延した黒鉛粒子の長さ」、および「伸延した黒鉛粒子の間隔」の概念について、図面を参照して説明する。図２は、「伸延した黒鉛粒子の幅」、「伸延した黒鉛粒子の長さ」、および「伸延した黒鉛粒子の間隔」の概念を説明する、圧延鋳鉄の厚み方向の断面模式図である。図３は、圧延鋳鉄の幅方向の断面模式図である。なお、図２および図３は、説明の都合上、誇張して記載されており、本発明の圧延鋳鉄の技術的範囲が、図２および図３に記載されている形状や大きさによって限定されるものではない。「伸延した黒鉛粒子の幅」とは、図３における伸延した黒鉛粒子の短径方向の幅（Ｗ）を意味する。圧延時の圧力によって黒鉛粒子が伸延するほど、Ｗは短くなる傾向がある。「伸延した黒鉛粒子の長さ」とは、図２および図３における伸延した黒鉛粒子の長径方向の幅（Ｌ）を意味する。圧延時の圧力によって黒鉛粒子が伸延するほど、Ｌは長くなる傾向がある。「伸延した黒鉛粒子の幅」および「伸延した黒鉛粒子の長さ」は、平均値として規定される。幅および長さの平均値の算出方法については、統計的にある程度の正確さを持って測定される方法であれば、特に限定されない。例えば、圧延鋳鉄の任意の１０ｃｍ×１０ｃｍ断面を観察し、確認される伸延した黒鉛粒子の幅および長さを測定し、その平均を算出する。幅および長さは、断面写真を用いて測定すると便利である。「伸延した黒鉛粒子の間隔」とは、図２に示すように、断面を観察した場合に、最も近接する伸延した黒鉛粒子との厚み方向の最短距離（Ｓ）を意味する。間隔の平均値も、幅および長さと同様にして算出可能である。例えば、断面写真を用いて、１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲に存在する全黒鉛粒子の間隔を測定し、その平均値を算出する。
【００３２】
上述の幅、長さ、および間隔についての規定を満たす圧延鋳鉄は、制振性に優れ、その上、加工性にも優れる鋳鉄であり、その特徴を活かして、様々な用途に適用可能である。本発明の圧延鋳鉄は制振性に優れるため、制振材としての用途に、特に適している。
【００３３】
好ましくは、圧延鋳鉄中に分散している黒鉛粒子は、その外周の一部または全体がフェライトで覆われている。フェライトが外周に形成されている黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄は、加工性が良好である。好ましくは、鋳鉄中のフェライトの占める割合が７０体積％以上であることが望ましい。フェライトの割合が７０体積％以上であると、加工性が良好な圧延鋳鉄が得られる。フェライトの割合は、鋳片断面におけるフェライトの面積を測定することで算出される。
【００３４】
圧延鋳鉄における黒鉛粒子の分散量は、特に限定されないが、分散量が少なすぎると、加工性が低くなる虞がある。このため、好ましくは、圧延鋳鉄における黒鉛粒子の個数密度が５０個/ｍｍ２以上である。
【００３５】
次に、本発明の第２について説明する。本発明の第２は、伸延した黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄の製造方法に関する。即ち、本発明の第２は、炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、下記式を満たし、球状化剤元素の酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの複合化合物が分散している溶鉄を得る段階と、
【００３６】
【数５】
2005232479.tif 000007
【００３７】
前記溶鉄を鋳造して、白鋳鉄組織を有する鋳片を得る段階と、前記鋳片を９００℃以上の温度で、圧下比２５以上で圧延して、圧延鋳鉄を得る段階とを有することを特徴とする、伸延した黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄の製造方法である。
【００３８】
まず、炭素原子の濃度［Ｃ］（質量％）、およびケイ素原子の濃度［Ｓｉ］（質量％）が、前記式を満たす溶鉄を得る。鉄源としては、鉄鉱石、焼結鉱、石灰石、コークス、ペレットなどの各種材料が用いられ得る。場合によっては、鉄スクラップなどを鉄源として用いて、資源の有効活用を図ってもよい。鉄鉱石、焼結鉱、石灰石、コークス、ペレットなどの原料の使用量および製銑工程については、炭素量およびケイ素量が上述の範囲であれば、特に限定されない。
【００３９】
溶鉄には、球状化剤元素の酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの複合化合物を分散させる。球状化剤元素とは、鋳鉄に含まれる酸素、硫黄、窒素と化合し、熱が加えられた際に、核として、黒鉛粒子の生成を促進する化合物を形成する元素を意味する。つまり、溶鉄中に球状化剤元素が配合されると、球状化剤元素は、鉄中に含まれる酸素、硫黄または窒素と化合して、酸化物、硫化物、窒化物またはそれらの複合化合物からなる粒子を形成する。この粒子は、黒鉛粒子生成の核として作用し、鋳片または圧延鋳鉄に熱が加えられた場合に、黒鉛粒子の生成が促進される。このような球状化剤元素の酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの複合化合物を分散させておくことによって、長時間の熱処理を行わなくても、比較的短時間の熱処理によって、または、圧延時の熱によって、圧延鋳鉄内部に黒鉛粒子が生成する。この黒鉛粒子によって、圧延鋳鉄の加工性が向上する。
【００４０】
球状化剤元素としては、ＭｇまたはＣａの少なくとも一方が含有されることが好ましく、球状化促進効果が大きいＭｇが含有されることが、より好ましい。希土類元素（ＲＥＭ）が球状化剤元素として含まれていてもよい。球状化剤元素は、単一元素であってもよいし、複数の元素からなる混合物であってもよい。球状化剤元素の具体例としては、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ｃａ−Ｓｉ、Ｆｅ−ＲＥＭ、Ｆｅ−Ｍｇ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃａ−Ｍｇ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ−ＲＥＭ、ミッシュメタル、Ｎｉ−Ｍｇなどが挙げられる。
【００４１】
黒鉛生成核の分散量は、特に限定されないが、分散量が少なすぎると、熱処理時の黒鉛粒子の生成が遅くなり、生産性が低下する虞がある。また、生成する球状黒鉛の密度がやや小さくなり、かつ、黒鉛粒子が粗大になるため、加工性が低下する虞がある。したがって、好ましくは、鋳片における黒鉛生成核の個数密度が５０個/ｍｍ２以上である。
【００４２】
黒鉛生成核の大きさは、黒鉛粒子形成の核として作用し得るのであれば、特に限定されないが、好ましくは、黒鉛生成核の平均粒径が０．０５μｍ〜５μｍである。黒鉛生成核が小さすぎると、黒鉛粒子生成の核として作用しづらくなる虞がある。また、黒鉛生成核が大きすぎると、生成する黒鉛粒子が粗大になり、加工性などが低下する虞がある。ここで、粒子の直径とは、粒子の円相当径を意味している。粒子の直径は、例えば、断面を観察して所定領域内の全粒子の円相当径を測定し、その平均を算出することによって求められる。他の測定方法が採用されてもよい。
【００４３】
球状化剤元素を添加して、鋳片の内部に、黒鉛生成核を分散させた場合、圧延前の鋳片においては黒鉛化が進行せずに、黒鉛生成核として分散されていることが好ましい。ただし、黒鉛粒子が少しでも存在している態様を排除する趣旨ではなく、圧延可能である範囲で、黒鉛生成核を中心とする黒鉛粒子が生成していてもよい。つまり、黒鉛生成核のみが分散しており、黒鉛粒子は分散していない鋳片が好ましいが、黒鉛生成核とともに多少の黒鉛粒子が分散している鋳片であってもよい。
【００４４】
球状化剤元素は、取鍋やタンディッシュなどに添加される。これにより、溶鉄に、球状化剤元素の酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの複合化合物を分散させることができる。球状化剤元素の添加量は、圧延鋳鉄において、どの程度黒鉛粒子を分散させたいかに応じて決定されればよい。圧延鋳鉄に多量の黒鉛粒子を分散させる場合には、球状化剤元素の添加量を増加させればよい。通常は溶鉄に対して０．０２質量％程度の濃度となるように、球状化剤元素が添加される。
【００４５】
必要であれば、クロムやニッケルなどの他成分が、溶鉄に対して添加されてもよい。ただし、ニッケルなどの高価な材料は、製造コストを上昇させてしまうため、添加量は少なくすることが好ましい。
【００４６】
次に、溶鉄を鋳造して、白鋳鉄組織を有する鋳片を得る。鋳片の製造には、多数の鋳型を用いたバッチ式鋳造法が用いられてもよいし、タンディッシュおよび中空の鋳型を用いた連続鋳造法が用いられてもよい。鋳片の生産性を考慮すると、鋳片は、連続鋳造法を用いて製造されることが好ましい。鋳造に用いられる装置は、既に得られている知見を適宜参照して、決定されればよい。例えば、連続鋳造法においては、取鍋、タンディッシュ、鋳型、サポートロール、スプレーノズルなどを備えた連続鋳造装置が用いられる。好ましくは、鋳型として、水冷銅鋳型が用いられる。水冷銅鋳型を用いることによって、鋳片の冷却速度を高めることが可能である。また、グラファイト製の鋳型と用いる場合に比べて、鋳型に起因する黒鉛の生成を抑制可能である。
【００４７】
鋳造条件は、白鋳鉄が得られる冷却速度となるように制御されることが好ましい。具体的な冷却速度は、鋳造条件によって影響を受けるため一義的に規定できないが、得られた知見や事前調査等を用いて適宜決定すればよい。一般的には、冷却速度が大きい方が、白鋳鉄が得られやすい。
【００４８】
連続鋳造によって得られる鋳片が厚すぎると、中心部での冷却速度が低下し、黒鉛化が進行する虞がある。このため、連続鋳造によって得られる、スラブまたはブルームである鋳片の厚さは、好ましくは１〜１２０ｍｍである。この厚さの鋳片を製造するには、例えば、薄スラブ連鋳機を用いて製造すると、厚みが３０〜１２０ｍｍ程度の鋳片が得られる。さらには、ベルトやロールといった移動鋳型を用いる双ベルト、短ベルト、双ドラム、短ドラム鋳造機で鋳造すると、厚みが１〜３０ｍｍ程度の鋳片が得られる。棒状の製品を製造する場合には、四角や円形の断面を持つビレットの連続鋳造機が用いられてもよい。ビレットである鋳片の断面は、四角の辺の長さまたは円の直径が、通常は、７５〜２５０ｍｍ程度である。
【００４９】
鋳片は、圧延されて圧延鋳鉄となる。圧延処理は、好ましくは熱間圧延が用いられる。伸延した黒鉛粒子が分散した圧延鋳鉄を得るには、圧延処理工程において黒鉛生成核を中心とした黒鉛化を進行させる。その際には、熱間圧延処理の温度条件の制御が重要である。熱間圧延の処理温度が高温であると、圧延の際に黒鉛の生成が進行し、得られる圧延鋳鉄の内部には、伸延した黒鉛粒子が分散する（図１の圧延鋳鉄３２を参照）。
【００５０】
具体的には、圧延温度が９００℃を超えると、黒鉛の生成が進行する傾向がある。従って、圧延温度を９００℃を超える温度とする。圧延前の加熱温度についても、同様の観点から、温度を制御するとよい。圧延前の加熱温度および圧延温度の上限については、特に限定されないが、通常は、鉄の融点である１１５０℃以下とされる。圧延工程において黒鉛粒子の生成を進行させた場合、熱処理工程を用いずに、黒鉛粒子が内部に分散している、加工性に優れる圧延鋳鉄が得られる。しかしながら、加工性を向上させるために、圧延鋳鉄に熱処理を加えてもよい。
【００５１】
圧延処理における圧下比は２５以上とされる。「圧下比」とは、圧延後の圧延鋳鉄の厚さに対する、圧延前の鋳片の厚さの比である。例えば、圧延前の鋳片の厚さが３０ｍｍ、圧延後の圧延鋳鉄の厚さが１ｍｍであった場合には、圧下比は３０である。このような圧下比で圧延処理することによって、伸延した黒鉛粒子が形成され、圧延鋳鉄の制振性が確保される。圧下比の上限については特に限定されないが、圧下比を必要以上に高めると、圧延鋳鉄の形状の悪化を招く可能性がある。従って、現実的には、圧下比は３００以下が好ましい。
【００５２】
熱間圧延後の冷却工程は、フェライトの割合が増加し、圧延鋳鉄の加工性が向上するように、冷却工程を制御することが好ましい。具体的には、熱間圧延後の冷却過程で７３０〜６５０℃で一旦保持するか、７３０℃から３００℃までの間を徐冷することが望ましく、その冷却速度は１０℃／ｍｉｎ以下の冷却速度とすることが好ましい。この温度範囲を外れると、フェライトの生成がうまく進行しない可能性がある。
【００５３】
熱間圧延された圧延鋳鉄は、コイル状に巻き取ってもよい。その際には、フェライト量を増加させるために７５０〜５５０℃の温度でコイルに巻き取ることが好ましい。この範囲の温度で圧延鋳鉄を巻き取ることによって、フェライトの生成がうまく進行する。また、熱間圧延された圧延鋳鉄を、さらに必要に応じて冷間圧延しても良い。
【００５４】
このような工程によって、伸延した黒鉛粒子が分散している圧延鋳鉄が得られる。圧延鋳鉄は、好ましくは、本発明の第１で説明した規定を満足する。即ち、圧延鋳鉄は、白鋳鉄組織を有し、伸延した黒鉛粒子の平均幅が０．０５〜０．４ｍｍであり、伸延した黒鉛粒子の平均長さが１．２５〜５０ｍｍであり、伸延した黒鉛粒子の平均間隔が３０μｍ以下である。これらの規定の意義や平均値の測定方法などについては、本発明の第１において説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。
【実施例】
【００５５】
＜実施例１＞
高炉から出銑した溶銑を、転炉型の精錬容器に移した後、鋼スクラップを添加し、表１に示す成分となるように調整した。その後、鍋に移し、球状化剤としてＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇを添加した。球状化剤が添加された溶鉄を、水冷銅鋳型を備えた垂直型の連続鋳造機に注入し、幅８００ｍｍ、厚１００ｍｍのスラブを、鋳造速度１．０ｍ／分で連続鋳造した。得られた白鋳鉄組織を有する鋳片を、加熱炉において１１００℃で加熱した後、熱間圧延機で１０００〜８５０℃で圧延して圧延板を得た。得られた圧延板中には、伸延した黒鉛が分散しており、制振性に優れ、加工性も優れていた。
【００５６】
＜実施例２〜５、比較例１〜４＞
鋳片の成分、球状化剤を表１に示すように変更して、圧延板を製造した。比較例３においては、加熱炉における温度を９００℃、圧延温度を８５０〜７００℃とし、得られた圧延板にさらに９５０℃の熱処理を加えた以外は、実施例１と同様の条件により、球状黒鉛が分散した圧延板を得た。比較例３以外においては、実施例１と同様、加熱炉における温度を１１００℃、圧延温度を１０００〜８５０℃として、圧延板を得た。得られた圧延板の評価は、表１に示す通りである。
【００５７】
なお、制振性は、振動減衰法で振動損失係数を測定し、普通鋼材と比較して評価した。表１において、◎は極めて優れていることを示し、○は優れていることを示し、×は普通鋼と同様であることを示す。加工性は、曲げ試験を行い、試験片の割れの有無を評価した。
【００５８】
【表１】
2005232479.tif 000008
【００５９】
表１に示すように、白鋳鉄組織を有し、分散する黒鉛粒子が所定の条件を満たす鋳片は、制振性および加工性の双方に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）、黒鉛生成核が分散していない白鋳鉄、および黒鉛生成核が分散している白鋳鉄のそれぞれについて、圧延鋳鉄を製造する工程を示すフロー図である。
【図２】「伸延した黒鉛粒子の幅」、「伸延した黒鉛粒子の長さ」、および「伸延した黒鉛粒子の間隔」の概念を説明する、圧延鋳鉄の断面模式図である。
【図３】「伸延した黒鉛粒子の幅」、「伸延した黒鉛粒子の長さ」、および「伸延した黒鉛粒子の間隔」の概念を説明する、圧延鋳鉄の幅方向の断面模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…溶鉄、１１…溶鉄、１２…溶鉄、２０…鋳片、２１…鋳片、２２…鋳片、３０…圧延鋳鉄、３１…圧延鋳鉄、３２…圧延鋳鉄、３３…圧延鋳鉄、４１…圧延鋳鉄、４２…圧延鋳鉄、４３…圧延鋳鉄、５１…圧延鋳鉄、１１０…黒鉛生成核、１２０…球状黒鉛、１２１…薄片状黒鉛、１２２…黒鉛粒子、１２３…黒鉛粒子、１２３’…黒鉛粒子、１２４…黒鉛粒子、１３０…黒鉛生成核。
【図１】
2005232479.tif 000011
【図２】
2005232479.tif 000012
【図３】
2005232479.tif 000013