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研究開発された技術紹介

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立体造形

600℃以上に耐えうる耐熱・耐摩耗性をもつ球状炭化物鋳鋼の製造技術を開発

北海道

佐藤鋳工株式会社

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 耐摩耗性・耐熱性の向上に資する鋳造技術の開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 自動車、産業機械
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)
キーワード 耐摩耗性、耐熱性、耐久性、長寿命、コスト削減
事業化状況 実用化間近
事業実施年度 平成22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

断熱材グラスウール製造ラインにおけるローター材料や、製鉄プラントの配管設備部品など高温環境下において使用されるため材料の耐熱性、耐摩耗性が不可欠である。しかし、耐熱性と耐摩耗性の両面に優れる材料はほとんど無く、材料の開発が急務である。本研究では、硬質な炭化物を微細にしかも粒状としてマトリックス状に分散した600℃を超える温度にも耐えうる耐熱・耐摩耗鋳鋼の製造技術の確立を目的とする

開発した技術のポイント

球状炭化物を分散させ600℃を超える温度にも耐えうる耐熱・耐摩耗鋳鋼の製造技術を確立
・耐熱・耐摩耗性に優れる鋳鋼・鋳鉄の製造→摩耗寿命5~10倍(従来1週間程度)
・耐熱・耐摩耗素材の加工条件の確立→工具寿命2~3倍(従来1週間程度)
・耐熱・耐摩耗性の材料評価→耐エロージョン摩耗の特性評価
(新技術)
<球状炭化物鋳鉄>
特徴
合金設計をし、高強度となった炭化物を基地組織中に分散させ、耐摩耗性・耐熱性を持たせる

具体的な成果

・耐熱・耐摩耗鋳鋼材料の製造方法を確立
‐多合金系白鋳鉄におけるCo量と耐摩耗性・耐食性との関係を検討した結果、Co量の増加に伴い、硬さ・耐摩耗性は向上することを確認
‐新規耐熱・耐摩耗材料として、Moを含む26%Cr鋳鉄の成分を配合し、材料及びモデル部品を製造
・耐熱・耐摩耗素材の加工条件を確立
‐難削材である耐熱・耐摩耗素材の加工方法を検討、工具中心が被削材に接触しない方向に工具を10°傾斜させる時に最も良い切削効率および工具寿命を示した
‐ウォータージェット切断機により、耐熱・耐摩耗材料の切断が可能であることを確認
・10%Co多合金系白鋳鉄の焼入れ材、焼入れ焼き戻し材の耐摩耗性を確認
‐耐摩耗性が一番優れていた10%Coの多合金系白鋳鉄によりモデル部品および各種摩耗試験用試験片を作製し、材料の性能評価を実施
‐常温と高温エロージョン摩耗では、焼入れ材(10%Co_Q)、焼入れ焼戻し材(10%Co_QT)共に、球状バナジウム炭化物鋳鉄と同等以上の耐摩耗特性を確認
・乾式アブレシブ摩耗でも、焼入れ材、焼入れ焼戻し材が最も高い耐摩耗性を有していることを確認

研究開発成果の利用シーン

解体用建設機械の鋼材切断用アタッチメントの刃具、高熱物搬送ラインのライニング

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・H26年度の実用化を目指し、補完研究を継続
・サンプルなし
・従来の川下ユーザー(製繊維メーカー)以外にも、高炉・熔解炉メーカーなど、耐熱耐摩耗材料を必要とするユーザーへプレゼンなどアプローチをし、市場開拓を進めている

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、製品製造

製品・サービスのPRポイント

耐久性向上→発したローター部品は、600℃以上の高温下でも、従来型の3倍の耐久性を持つ

今後の実用化・事業化の見通し

H26年4月の事業化に向け、材料評価等の補完研究を実施中
・本事業において十分な耐熱・耐磨耗性を有する鋳鋼材料の化学成分を確立し試験製造を行い材料の評価が得られているが、配合材料に高価なものが多く、安価な材料製造のため新たな化学成分を検討し、材料評価を行う補完研究を進めている
・材料評価後に、モデル部品サンプルを製造し、川下メーカー実機に装着し、耐久性の評価を行う
・H26年4月には、事業化開始予定

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 佐藤鋳工株式会社
事業管理機関 佐藤鋳工株式会社
研究等実施機関 国立大学法人室蘭工業大学

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 佐藤鋳工株式会社(法人番号:6450001004809)
事業内容 鉄鋼業(銑鉄鋳物製造業:自動車・産業機械・マンホール等の鋳鉄部品の製造)
社員数 115 名
生産拠点 佐藤鋳工本社工場
本社所在地 〒079-0502 北海道雨竜郡妹背牛町356番地
ホームページ http://www.satochuko.co.jp
連絡先窓口 総務部部長 佐橋信明
メールアドレス info@satochuko.co.jp
電話番号 0164-32-2130