铁素体系球状石墨铸铁、差速器壳和差动装置制造方法及图纸

一种铁素体系球状石墨铸铁，含有C：3.0～3.6质量％、Si：4.0～5.0质量％、Mg：0.020～0.10质量％、Mn：1.0质量％以下、P：0.10质量％以下、S：0.015质量％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。避免的杂质构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁素体系球状石墨铸铁、差速器壳和差动装置
[0001]相关申请
[0002]本申请是基于在2020年3月23日申请的日本特许申请号2020－051562号的专利技术，因此将其记载内容援引于此。


[0003]本公开涉及铁素体系球状石墨铸铁、差速器壳和差动装置。

技术介绍

[0004]球状石墨铸铁由于强韧性和机械强度高，而且廉价且容易成型，所以被用于汽车等车辆的行走部件、发动机系部件等。例如，车辆具备用于调整车辆转弯时产生的左右轮的转速差的差动装置，通过球状石墨铸铁制造该差动装置的差速器壳。
[0005]在差动装置中，近年来，为了实现轻量化和高功能化，代替基于螺栓紧固的以往的方法，通过焊接将传递动力的齿圈与差速器壳接合而一体化。另一方面，球状石墨铸铁的焊接性差，容易产生裂纹。因此，以往提出了各种提高球状石墨铸铁的焊接性的技术(例如参照专利文献1、2)。
[0006]在专利文献1中公开了如下内容：在铸铁和可与铸铁焊接的金属材料的激光焊接中，在进行焊接之前给予预热直到焊接部达到规定温度后进行激光焊接。另外，在专利文献2中公开了通过对珠光体基体的球状石墨铸铁进行热处理，使焊接部的表层部的基体组织为铁素体层，使内部的基体组织为珠光体层，从而提高球状石墨铸铁的焊接性。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2019－42748号公报
[0010]专利文献2：日本特开2000－63977号公报

技术实现思路

[0011]然而，在专利文献1所记载的方法中，需要在激光焊接之前预热铸铁的工序，担心导致制造成本的增大。另外，在专利文献2所记载的方法中，需要对铸造后的产品进行用于使焊接部的表层部的基地组织形成为铁素体层的热处理。因此，与专利文献1同样地担心会导致成本高。另外，在专利文献2所记载的方法的情况下，表层的机械强度低，不适合在表层产生大的应力的用途。特别是在作为差动装置等这样的车辆行走部件的材料的情况下，要求机械强度高的球状石墨铸铁。
[0012]本公开是为了解决上述问题而进行的，其主要目的在于提供高强度且在焊接部不易产生裂纹的球状石墨铸铁。
[0013]本公开的专利技术人为了解决上述问题而进行了深入的研究，发现通过制成由特定的化学组成构成的球状石墨铸铁，可以解决上述问题。本公开是基于这样的见解而完成的。具体而言，本公开提供以下的方案。
[0014][1]一种铁素体系球状石墨铸铁，含有C：3.0～3.6质量％、Si：4.0～5.0质量％、Mg：0.020～0.10质量％、Mn：1.0质量％以下、P：0.10质量％以下和S：0.015质量％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
[0015][2]根据上述[1]所述的铁素体系球状石墨铸铁，其中，Mg的含量与P的含量的质量比(Mg/P)为2.1以下。
[0016][3]一种差速器壳，是使用上述[1]或[2]的铁素体系球状石墨铸铁形成的。
[0017][4]一种差动装置，具备上述[3]所述的差速器壳和齿圈，所述差动装置是将上述差速器壳与上述齿圈焊接而成的。
[0018]根据本公开，可以得到高强度且在焊接部不易产生裂纹的球状石墨铸铁。另外，本公开的差速器壳使用上述球状石墨铸铁形成，因此高强度且焊接性优异。
附图说明
[0019]针对本公开的上述目的和其他目的、特征以及优点参照附图并通过以下详细描述而变得更清楚。
[0020]图1是表示差动装置的概略构成的纵向截面图。
[0021]图2是表示实施例和比较例中使用的焊接性评价用试验片的图。
[0022]图3是表示实施例1～8的焊接性评价的组织照片的图。
[0023]图4是表示实施例9～12和比较例1、2的焊接性评价的组织照片的图。
具体实施方式
[0024]以下，对与本公开相关的事项进行详细说明。本公开的球状石墨铸铁(以下也称为“本铸铁”)是铁素体系球状石墨铸铁，含有C：3.0～3.6质量％、Si：4.0～5.0质量％、Mg：0.020～0.10质量％、Mn：1.0质量％以下、P：0.10质量％以下和S：0.015质量％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。本铸铁中的化学组成的限定理由如下。
[0025][球状石墨铸铁的化学组成][0026]C(碳)是成为石墨组织的元素。如果C的含量小于3.0质量％，则石墨结晶量减少，容易产生缩孔。另外，如果C的含量超过3.6质量％，则容易产生浮渣(浮游石墨)。从抑制铸件缺陷的产生并有效地强化铸铁的观点出发，相对于球状石墨铸铁的总质量，C的含量优选为3.0～3.5质量％。
[0027]Si(硅)是增加球状石墨铸铁的基体组织的铁素体量并固溶于铁素体而强化基体的元素。如果Si的含量小于4.0质量％，则Si的固溶量少，得到的球状石墨铸铁的拉伸强度不充分。另外，如果Si的含量超过5.0质量％，则Si的固溶量变得过多，韧性降低。从使球状石墨铸铁的拉伸强度和韧性良好的观点出发，相对于球状石墨铸铁的总质量，Si的含量优选为4.1～5.0质量％，更优选为4.2～4.9质量％。
[0028]C和Si是与石墨的结晶有关的元素。因此，C和Si的含量优选根据碳当量(CE值＝(C的含量(质量％))+1/3(Si含量(质量％)))综合考虑。CE值优选为4.5～5.0。
[0029]Mg(镁)是影响石墨球状化的元素。如果Mg的含量小于0.020质量％，则石墨球状化率变低，导致韧性不足、以及拉伸强度和伸长率降低。另外，如果Mg的含量超过0.10质量％，则容易产生针孔等铸造缺陷。相对于球状石墨铸铁的总质量，Mg的含量优选为0.025～0.10
质量％，更优选为0.030～0.080质量％。
[0030]Mn(锰)是促进珠光体化的元素。通过使Mn的含量为1.0质量％以下，可以使基体组织的珠光体率在适当的范围内，能够得到铁素体主体的球状石墨铸铁。另一方面，如果Mn的含量超过1.0质量％，则韧性降低。相对于球状石墨铸铁的总质量，Mn的含量优选为0.95质量％以下，更优选为0.010～0.90质量％。
[0031]本铸铁含有0.10质量％以下的P(磷)。如果P的含量相对于球状石墨铸铁的总质量超过0.10质量％，则斯氏体(Fe3P)结晶，成为焊接金属中的高温裂纹的原因。相对于球状石墨铸铁的总质量，P的含量优选为0.080质量％以下。另外，相对于球状石墨铸铁的总质量，P的含量例如为0.005质量％以上。
[0032]本铸铁含有0.015质量％以下的S(硫)。如果S的含量相对于球状石墨铸铁的总质量超过0.015质量％，则石墨球状化率降低，韧性降低。相对于球状石墨铸铁的总质量，S的含量优选为0.010质量％以下。另外，相对于球状石墨铸铁的总质量，S的含量例如为0.001质量％以上。
[0033]本铸铁优选Mg的含量与P的含量的质量比(Mg/P)为2.1以下。对于铁素体系球状石墨铸铁，在4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铁素体系球状石墨铸铁，含有C：3.0～3.6质量％、Si：4.0～5.0质量％、Mg：0.020～0.10质量％、Mn：1.0质量％以下、P：0.10质量％以下和S：0.015质量％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。2.根据权利要求1所述的铁素体...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口智宏，
申请(专利权)人：爱信高丘株式会社，
类型：发明
国别省市：