ダクタイル鋳鉄鋳物の用途、特性、製造技術

1. ダクタイル鋳鉄鋳物の概要

ダクタイル鋳鉄は、球状鋳鉄または球状黒鉛鉄とも呼ばれ、高強度、優れた延性、耐衝撃性を特徴とする鋳鉄の一種です。従来のねずみ鋳鉄とは異なり、ダクタイル鋳鉄には球状黒鉛介在物が含まれており、これにより亀裂の伝播が防止され、靭性が向上します。耐久性と汎用性の高いコンポーネントを必要とする業界で広く使用されています。

2. 機械的性質

ダクタイル鋳鉄鋳物の機械的特性により、幅広いエンジニアリング用途に適しています。主なプロパティは次のとおりです。

• 高い引張強度、通常は 400 ～ 700 MPa の範囲です。
• 伸びが10～18％と優れており、ねずみ鋳鉄に比べ延性に優れています。
• 耐疲労性と耐衝撃性に優れており、繰り返し負荷に対しても信頼性が高くなります。
• 耐摩耗性があり、摩擦や磨耗にさらされるコンポーネントに適しています。

3. 一般的なアプリケーション

ダクタイル鋳鉄は、強度、靭性、耐久性の組み合わせが必要な用途で高く評価されています。一般的なアプリケーションには次のものがあります。

• 上下水道システムのパイプおよび管継手。
• クランクシャフト、ギア、サスペンション部品などの自動車部品。
• 農業機械や建設機械などの重機部品。
• 耐圧性と耐摩耗性が重要な工業用バルブおよびポンプハウジング。

4. 製造技術

4.1 溶解と合金化

ダクタイル鋳鉄は、銑鉄とスクラップをキューポラや誘導炉で溶かして製造されます。マグネシウムやセリウムなどの合金元素を添加すると、球状黒鉛の形成が促進されます。化学組成を正確に制御することで、一貫した機械的特性が保証されます。

4.2 鋳造工程

溶解したダクタイル鋳鉄を金型に流し込み、さまざまな形状やサイズの部品を作成します。一般的な鋳造方法には次のものがあります。

• 大きく複雑な形状の砂型鋳造。
• 滑らかな表面を持つ精密部品のインベストメント鋳造。
• 高い寸法精度が要求される中小型部品のシェルモールディング。

4.3 熱処理

熱処理によりダクタイル鋳鉄鋳物の特性をさらに向上させることができます。一般的な処理には、応力を軽減するための焼きなまし、硬度と強度を高めるための焼き入れと焼き戻し、微細構造を改善するための焼きならしが含まれます。

5. ねずみ鋳鉄との比較

ダクタイル鋳鉄鋳造は、機械的性能において従来のねずみ鋳鉄に比べて大きな利点をもたらします。以下の表は、主な違いをまとめたものです。