放電硬化した片状黒鉛鋳鉄の耐熱、耐摩耗特性

• Project/Area Number: 07650828
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Material processing/treatments
• Research Institution: Hokkaido University of Education
• Principal Investigator: 相馬 詢 北海道教育大学, 教育学部・釧路校, 教授 (70001261)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 1995: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 片状黒鉛鋳鉄 / 表面改質 / 放電硬化法 / タングステン・カ-バイト / 酸化試験 / 大越式迅速摩耗試験 / 光学顕微鏡観察 / XMA分析

Research Abstract

鋳鉄の耐熱、耐摩耗特性を向上させるために片状黒鉛鋳鉄に切削工具、金型などの切削性、耐久性等を向上させる放電硬化法を応用した。これは容易に硬化が出来、母材に変質、歪み等の影響を及ぼさない利点を有しているからである。本研究で得られた主な実績をまとめると次のようになる。なお酸化実験温度は973,1223Kの計画から773,973及び1173Kに変更して行った。
1.入手した試料はFC250級の片状黒鉛鋳鉄で、Δ型の片状黒鉛とパ-ライトと微量のフェライトからなっている。
2.放電硬化はWCを電極物質として空気中で行ったが、約20μmの皮膜がほぼ均一に形成された。ブラスト装置で軽く研摩するとおおよそ15μmになった。
3.硬化層は、XMA分析からFe,W,Coからなっている複炭化物であることが分かった。また硬さはHV800に達した。その後は内部に向かって連続的に減少して、おおよそ20μmで基地の硬さ300に達した。
4.酸化実験結果:773K-20hでは被覆した鋳鉄の重量は被覆しない鋳鉄の70%,973Kと1173Kでは30%に減少した。すなわち放電硬化による耐熱的効果は高温ほど大きいと考えられた。また外周部の変質層は放電硬化によって減少するのが観察された。
5.摩擦試験の結果、被覆しないと摩擦速度に対して一般的な摩耗曲線をえがいたが、被覆すると連続的に増大あるいは減少する曲線を描いた。
6.摩耗量は、放電硬化によって最終荷重21Nでは90%そして31Nと62Nでは90%以上も減少する傾向を示した。又いずれの最終荷重においても摩擦速度2.0m/Sにおける耐摩耗性が顕著であった。

Research Products

• [Publications] 相馬 詢: "放電硬化した片状黒鉛鋳鉄の耐熱耐摩耗特性" 北海道教育大学紀要. 48(発表予定). (1997)