CN106536769B - 铸造用模具材料及Cu-Cr-Zr合金原材料 - Google Patents

铸造用模具材料及Cu-Cr-Zr合金原材料 Download PDF

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Abstract

本发明的铸造用模具材料具有如下组成：含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，该铸造用模具材料具有含有Cr的针状析出物或者板状析出物。

Description

铸造用模具材料及Cu-Cr-Zr合金原材料
技术领域
本发明涉及一种例如铸造钢铁材料等金属时使用的铸造用模具材料及适合于上述铸造用模具材料的Cu-Cr-Zr合金原材料。
本申请主张基于2014年9月25日于日本申请的专利申请2014-195023号及2015年8月28日于日本申请的专利申请2015-169825号的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
以往，对铸造钢铁材料等时使用的铸造用模具材料要求可承受较大热应力的高温强度、可承受严酷的热疲劳环境的高温延伸率以及高温下的耐磨耗性(硬度)等的特性优异。因此，这些特性良好的Cu-Cr-Zr系合金作为连续铸造用模具材料使用。例如，专利文献1中公开了含有Cr：0.3％～1.2％、Zr：0.05％～0.25％且剩余部分由Cu和杂质构成的铸造用模具材料。
并且，已知通过进一步加入添加元素，Cu-Cr-Zr合金的前述特性提升，例如，专利文献2中公开了如下铸造用模具材料：该铸造用模具材料除了含有Cr及Zr以外，还含有0.005％～0.7％的Ti、0.003％～0.1％的Si，且还含有0.005％～1.5％的Fe、Ni、Co中的一种或二种以上，剩余部分由Cu及杂质构成。
上述专利文献1、2中记载的Cu-Cr-Zr系合金中，通过固溶处理形成成为非平衡相的Cr及Zr的过饱和固溶体，通过之后的时效处理使Cr及Zr分散并析出，由此提高高温强度、高温延伸性、耐摩耗性(硬度)等的机械特性、导电率及导热率。另外，为了形成上述过饱和固溶体，需要在固溶处理后进行快速冷却。
专利文献1：日本特开平05-339688号公报
专利文献2：日本特开平04-028837号公报
然而，铸造用模具材料中，通常通过对其表面喷镀耐热性和耐摩耗性优异的Ni-Cr合金等，提高耐久性来使用。进行上述喷镀处理时存在如下问题：例如在1000℃左右的高温区域内实施热处理之后不进行水冷等而缓慢冷却，因此即使在喷镀处理后进行时效处理，也无法充分提高强度(硬度)和导电率。
若详细进行说明，在1000℃左右的高温区域内实施热处理之后，例如进行800℃为止的冷却速度为25℃/min以下的缓慢冷却的情况下，缓慢冷却时会析出粒状的具有Cr的析出物(Cr系的析出物)及具有Zr的析出物(Zr系的析出物)。并且，在之后的时效处理时，以这些粒状的析出物为核而析出固溶的Cr及Zr，从而导致析出物成长、粗大化，无法充分确保有助于析出强化机构的微细的析出物，无法实现强度(硬度)的提高。
发明内容
本发明是鉴于上述这种情况而完成的，其目的在于提供一种即使在喷镀处理后缓慢冷却的情况下，也能够通过之后的时效处理来充分提高强度(硬度)及导电率的铸造用模具材料及适合于该铸造用模具材料的Cu-Cr-Zr合金原材料。
为解决上述课题，本发明的第一方式所涉及的铸造用模具材料为铸造金属材料时使用的铸造用模具材料，其特征在于，所述铸造用模具材料具有如下组成：含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，所述铸造用模具材料具有含有Cr的针状析出物或者板状析出物。
该结构的铸造用模具材料中，设为具有如下组成：含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，因此通过时效处理析出微细的析出物，能够提高强度(硬度)及导电率。
并且，所述铸造用模具材料具有含有Cr的针状析出物或者板状析出物，因此抑制了在喷镀处理后的缓慢冷却时形成粒状的析出物。因此，抑制了在喷镀处理后的时效处理时以粒状的析出物为核而析出Cr及Zr，能够充分分散微细的析出物，通过析出强化机构能够充分提高强度(硬度)及导电率。
在此，本发明的第一方式所涉及的铸造用模具材料中，优选还含有合计0.01质量％以上且0.15质量％以下的选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素。
此时，在上述范围内含有Fe、Si、Co、P这种元素，因此抑制了在喷镀处理后的缓慢冷却时形成粒状的析出物，从而促进了含有Cr的针状析出物或者板状析出物的生成。因此，通过喷镀处理后的时效处理能够充分析出微细的Cr系及Zr系的析出物，从而能够可靠地提高强度(硬度)及导电率。
关于本发明的第二方式所涉及的Cu-Cr-Zr合金原材料，其特征在于，具有如下组成：含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，实施完全固溶处理之后在800℃下保持时，导电率成为55％IACS为止的保持时间为25秒以上。
该结构的Cu-Cr-Zr合金原材料中，实施完全固溶处理之后在800℃下保持时，导电率成为55％IACS为止的保持时间设为25秒以上，因此即使例如在1000℃左右的高温区域内进行加热之后缓慢冷却的情况下，也能够抑制Cr及Zr的不必要的析出并确保Cr及Zr的固溶量。
因此，即使在缓慢冷却后进行时效处理的情况下，也能够分散微细的Cr系及Zr系的析出物，从而能够提高强度(硬度)及导电率。
在此，本发明的第二方式所涉及的Cu-Cr-Zr合金原材料中，还含有合计0.01质量％以上且0.15质量％以下的选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素。
此时，在上述范围内含有Fe、Si、Co、P这种元素，因此即使在例如1000℃左右的高温区域内进行加热之后缓慢冷却的情况下，也能够抑制Cr及Zr的不必要的析出并确保Cr及Zr的固溶量。因此，能够通过缓慢冷却后的时效处理来充分析出微细的析出物，从而能够可靠地提高强度(硬度)及导电率。
并且，本发明的第二方式所涉及的Cu-Cr-Zr合金原材料中，将在1000℃下保持1小时后以10℃/min的冷却速度从1000℃冷却至600℃之后的导电率(％IACS)设为A，将之后在500℃下保持3小时之后的导电率(％IACS)设为B时，优选具有B/A＞1.1的关系。
此时，即使在将从1000℃至600℃为止的冷却速度设为10℃/min来进行缓慢冷却的情况下，也通过之后的在500℃下、3小时的热处理来提高导电率，由此能够实现由析出硬化带来的强度提高。因此，尤其适合作为上述铸造用模具材料用的原材料。
根据本发明，提供一种即使在喷镀处理后缓慢冷却的情况下也能够通过之后的时效处理来充分提高强度(硬度)及导电率的铸造用模具材料及适合于该铸造用模具材料的Cu-Cr-Zr合金原材料。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的铸造用模具材料的制造方法的流程图。
图2是表示实施例中的Cu-Cr-Zr合金原材料的T.T.T.曲线的说明图。
图3是本发明例2及比较例4的组织观察照片。图3的(a)是第一时效处理后的组织观察照片，图3的(b)是喷镀处理及缓慢冷却后的组织观察照片，图3的(c)是第二时效处理后的组织观察照片。
图4是表示在本发明例2中观察到的针状析出物或板状析出物的组织观察照片及元素映射结果的图。图4的(a)是组织观察照片，图4的(b)是图4的(a)的被白线所包围的部分的放大图，图4的(c)是图4的(b)中的Zr元素映射结果，图4的(d)是图4的(b)中的Cr元素映射结果。
图5是表示实施例中的维氏硬度测定位置的说明图。
具体实施方式
以下，对本发明的一实施方式的铸造用模具材料及Cu-Cr-Zr合金原材料进行说明。
本实施方式的铸造用模具材料用于连续铸造钢铁材料等时的连续铸造用铸模中。并且，本实施方式中，Cu-Cr-Zr合金原材料作为上述铸造用模具材料的原材料来使用。
本实施方式的铸造用模具材料及Cu-Cr-Zr合金原材料具有如下组成：含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，该铸造用模具材料及Cu-Cr-Zr合金原材料还含有合计0.01质量％以上且0.15质量％以下的选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素。
在此，如上所述，以下对规定铸造用模具材料及Cu-Cr-Zr合金原材料的成分组成的理由进行说明。
(Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％)
Cr是具有如下作用效果的元素，即通过时效处理向母相的晶粒内微细地析出Cr系的析出物，从而提高强度(硬度)及导电率。
在此，Cr的含量小于0.3质量％的情况下，时效处理时析出量不充分，有可能无法充分得到强度(硬度)提高的效果。并且，Cr的含量为0.5质量％以上的情况下，例如进行从1000℃左右的高温区域至800℃以下的温度为止的冷却速度为25℃/min以下的缓慢冷却时，析出粒状的Cr系及Zr系的析出物，在冷却后的时效处理时这些粒状的析出物进一步成长，有可能无法确保有助于析出强化机构的微细的析出物。
根据以上的内容，本实施方式中，将Cr的含量设定在0.3质量％以上且小于0.5质量％的范围内。另外，为了可靠地实现上述作用效果，优选将Cr的含量设为0.35质量％以上，优选将Cr的含量设为0.45质量％以下。
(Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下)
Zr是具有如下作用效果的元素，即通过时效处理向母相的晶粒内微细地析出Zr系的析出物，从而提高强度(硬度)及导电率。
在此，Zr的含量小于0.01质量％的情况下，时效处理时析出量不充分，有可能无法充分得到强度(硬度)提高的效果。并且，Zr的含量超过0.15质量％的情况下，导电率及导热率有可能下降。并且，即使含有超过0.15质量％的Zr时，也有可能无法得到强度进一步提高的效果。
根据以上的内容，本实施方式中，将Zr的含量设定在0.01质量％以上且0.15质量％以下的范围内。另外，为了可靠地实现上述作用效果，优选将Zr的含量设为0.05质量％以上，将Zr的含量设为0.13质量％以下。
(选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素：合计为0.01质量％以上且0.15质量％以下)
Fe、Si、Co、P这种元素具有如下作用效果，即例如进行从1000℃左右的高温区域至800℃以下的温度为止的冷却速度为25℃/min以下的缓慢冷却时，抑制粒状的Cr系及Zr系的析出物析出。
在此，选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素的合计含量小于0.01质量％的情况下，有可能无法起到上述作用效果。另一方面，选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素的合计含量超过0.15质量％的情况下，导电率及导热率有可能下降。
根据以上的内容，本实施方式中，将选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素的合计含量设定在0.01质量％以上且0.15质量％以下的范围内。另外，为了可靠地发挥上述作用效果，优选将选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素的合计含量设为0.02质量％以上，并优选将选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素的合计含量设为0.1质量％以下。
(其他不可避免的杂质：0.05质量％以下)
另外，作为除上述的Cr、Zr、P、Fe、Co、Si以外的其他不可避免的杂质，可举出B、Ag、Sn、Al、Zn、Ti、Ca、Te、Mn、Ni、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Re、Ru、Os、Se、Rh、Ir、Pd、Pt、Au、Cd、Ga、In、Li、Ge、As、Sb、Tl、Pb、Be、N、H、Hg、Tc、Na、K、Rb、Cs、Po、Bi、镧系元素、O、S、C等。这些不可避免的杂质有可能会降低导电率及导热率，因此优选总量设为0.05质量％以下。
并且，本实施方式的铸造用模具材料在Cu的母相中具有含有Cr的针状析出物或者板状析出物。含有Cr的针状析出物或者板状析出物的含量没有特别限定，但优选在任意的剖面1mm2中存在200～10000个上述含有Cr的针状析出物或者板状析出物，更优选存在500～5000个上述含有Cr的针状析出物或者板状析出物。并且，优选该针状析出物或者板状析出物不含Zr。
另外，本实施方式的铸造用模具材料中分散有例如粒径为1μm以下的微细的Cr系及Zr系的析出物。这些微细的Cr系及Zr系的析出物的含量没有特别限定，但优选任意的剖面100μm2中存在10～50000个上述微细的Cr系及Zr系的析出物，更优选存在1000～30000个上述微细的Cr系及Zr系的析出物。另外，这些微细的Cr系及Zr系的析出物在缓慢冷却后的时效处理时析出。
在制造铸造用模具材料时，上述针状析出物或者板状析出物在喷镀耐热性和耐摩耗性优异的Ni-Cr合金的喷镀处理后的缓慢冷却时形成。更详细而言，本实施方式中，对于含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成的铜合金，在喷镀处理时例如加热至1000℃以上之后，进行从1000℃左右的高温区域至800℃以下的温度为止的冷却速度为25℃/min以下的缓慢冷却时，析出含有Cr的针状析出物或者板状析出物。由此，可抑制缓慢冷却时的粒状的Cr系及Zr系的析出物(例如，粒径5μm以上的析出物)析出。
并且，本实施方式的Cu-Cr-Zr合金原材料具有与上述铸造用模具材料相同的组成，实施完全固溶处理之后在800℃下保持时，导电率成为55％IACS为止的保持时间设为25秒以上。
即，本实施方式的Cu-Cr-Zr合金原材料中，即使实施完全固溶处理之后在800℃下保持，也可抑制Cr系及Zr系的析出物的析出，并且可确保Cr及Zr的固溶量。另外，导电率成为55％IACS为止的保持时间的上限值没有特别限定，但优选设为360秒，更优选设为120秒。
另外，关于本实施方式的Cu-Cr-Zr合金原材料，将在1000℃下保持1小时后以10℃/min的冷却速度从1000℃冷却至600℃之后的导电率(％IACS)设为A，将之后在500℃下保持3小时之后的导电率(％IACS)设为B时，具有B/A＞1.1的关系。更优选为B/A＞1.15，进一步优选为B/A＞1.2。B/A的上限值没有特别限定，但优选设为2.0，更优选设为1.5。
即，本实施方式的Cu-Cr-Zr合金原材料中，即使将在1000℃下保持1小时后从1000℃至600℃为止的冷却速度设为10℃/min来进行缓慢冷却时，也通过之后的在500℃下、保持3小时的热处理来提高导电率。
接着，参考图1的流程图对本发明的一实施方式所涉及的铸造用模具材料的制造方法进行说明。
(熔解、铸造工序S01)
首选，将由铜的纯度为99.99质量％以上的无氧铜构成的铜原料装入碳坩埚，利用真空熔解炉进行熔解而得到铜熔液。接着，在所得到的熔液中添加前述添加元素以成为规定的浓度来进行成分调整而得到铜合金熔液。
在此，作为添加元素的Cr、Zr的原料，使用纯度较高的原料，例如Cr的原料使用纯度99.99质量％以上的原料，Zr的原料使用纯度99.95质量％以上的原料。并且，根据需要添加Fe、Si、Co、P。另外，作为Cr、Zr、Fe、Si、Co、P的原料，可使用上述Cr、Zr、Fe、Si、Co、P与Cu的母合金。
并且，将调整成分后的铜合金熔液注入到铸模中而得到铸块。
(均质化处理工序S02)
接着，为了所得到的铸块的均质化而进行热处理。
具体而言，在大气气氛中在950℃以上且1050℃以下、1小时以上的条件下对铸块进行均质化处理。
(热加工工序S03)
接着，在900℃以上且1000℃以下的温度范围内对铸块进行加工率为50％以上且99％以下的热轧而得到轧材。另外，热加工的方法也可以是热锻。该热加工后，立即通过水冷进行冷却。
(固溶处理工序S04)
接着，在920℃以上且1050℃以下、0.5小时以上且5小时以下的条件下，对热加工工序S03中所得到的轧材实施加热处理，从而进行固溶处理。加热处理例如在大气或惰性气体气氛下进行，加热后的冷却通过水冷进行。
(第一时效处理工序S05)
接着，在固溶处理工序S04之后，实施第一时效处理，微细地析出Cr系析出物及Zr系析出物等的析出物，从而得到第一时效处理材料。
在此，第一时效处理例如在400℃以上且530℃以下、0.5小时以上且5小时以下的条件下进行。
另外，时效处理时的热处理方法没有特别限定，但优选在惰性气体气氛下进行。并且，加热处理后的冷却方法没有特别限定，但优选通过水冷进行。
通过这种工序，制造出本实施方式的Cu-Cr-Zr合金原材料。
(喷镀工序S06)
接着，在第一时效处理工序S05之后，对Cu-Cr-Zr合金原材料的表面的规定部位喷镀Ni-Cr合金等，在Cu-Cr-Zr合金原材料的表面的规定部位形成涂布层。并且，在该喷镀之后，对形成有涂布层的Cu-Cr-Zr合金原材料进行900℃以上且1000℃以下、15分钟以上且180分钟以下的热处理。
该热处理为了将Cu-Cr-Zr合金原材料和涂布层扩散接合而进行。
进行了该喷镀之后的热处理后的冷却通过例如炉冷那样的冷却速度比较慢的缓慢冷却来进行。在此，关于缓慢冷却的冷却速度，例如从热处理温度至800℃以下的范围的冷却速度为5℃/min以上且70℃/min以下。
(第二时效处理工序S07)
接着，在喷镀工序S06之后，实施第二时效处理，微细地析出Cr系析出物及Zr系析出物等的析出物。
在此，时效处理例如在400℃以上且530℃以下、0.5小时以上且5小时以下的条件下进行。
另外，时效处理时的热处理方法没有特别限定，但优选在惰性气体气氛下进行。并且，热处理后的冷却方法没有特别限定，但优选通过水冷进行。
通过这种工序，制造出本实施方式的铸造用模具材料。
根据如上构成的本实施方式所涉及的铸造用模具材料，设为具有如下组成：含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，因此通过在第二时效处理工序S07中，微细地析出Cr系及Zr系的析出物，能够提高强度(硬度)及导电率。
并且，本实施方式所涉及的铸造用模具材料中，具有含有Cr的针状析出物或者板状析出物，因此可抑制喷镀处理工序S06后的缓慢冷却时形成粒状的析出物，通过喷镀处理工序S06后的第二时效处理工序S07能够充分分散微细的析出物，从而通过析出强化机构能够充分提高强度(硬度)。
并且，本实施方式所涉及的铸造用模具材料中，还含有合计0.01质量％以上且0.15质量％以下的选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素，因此可抑制喷镀处理工序S06后的缓慢冷却时形成粒状的析出物。因此，通过喷镀处理工序S06后的第二时效处理工序S07，能够充分析出微细的析出物，从而能够可靠地提高强度(硬度)及导电率。
另外，本实施方式所涉及的Cu-Cr-Zr合金原材料中，实施完全固溶处理之后在800℃下保持时，导电率成为55％IACS为止的保持时间设为25秒以上，因此，即使在喷镀处理工序S06中例如在1000℃左右的高温区域内进行加热之后缓慢冷却的情况下，也能够确保Cr及Zr的固溶量。因此，在缓慢冷却后的第二时效处理工序S07中，能够分散Cr系及Zr系的析出物，从而能够提高强度(硬度)及导电率。另外，“完全固溶处理”是指用于将上述合金原材料中所含的合金元素完全固溶于Cu母相中的热处理。本实施方式所涉及的Cu-Cr-Zr合金原材料的情况下，作为例子可举出在温度950～1050℃下、保持0.5～3.0小时之后快速冷却的热处理。
并且，本实施方式所涉及的Cu-Cr-Zr合金原材料中，将在1000℃下保持1小时后以10℃/min的冷却速度从1000℃冷却至600℃之后的导电率(％IACS)设为A，将之后在500℃下保持3小时之后的导电率(％IACS)设为B时，具有B/A＞1.1的关系，因此即使在喷镀处理工序S06中在例如1000℃左右的高温区域内进行加热之后缓慢冷却的情况下，在缓慢冷却后的第二时效处理工序S07中导电率也会提高，通过析出硬化能够实现强度(硬度)的提高。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离该发明的技术思想的范围内能够适当变更。
本实施方式中，以含有合计0.01质量％以上且0.15质量％以下的选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素为例进行了说明，但并不限定于此，也可以不特意添加这些元素。
实施例
以下，对为了确认本发明的效果而进行的确认实验的结果进行说明。
准备由纯度99.99质量％以上的无氧铜构成的铜原料，将其装入碳坩埚，并在真空熔解炉(真空度10-2Pa以下)中熔解而得到铜熔液。在所得到的铜熔液内添加各种添加元素而调整为表1所示的成分组成，保持5分钟之后，将铜合金熔液注入到铸铁制的铸模而得到铸块。铸块的大小为宽度约80mm、厚度约50mm、长度约130mm。
另外，作为添加元素的Cr的原料使用纯度99.99质量％以上的原料，作为添加元素的Zr的原料使用纯度99.95质量％以上的原料。
接着，在大气气氛中在1000℃下1小时的条件下进行均质化处理之后，实施了热轧。将热轧时的压下率设为80％，得到了宽度约100mm×厚度约10mm×长度约520mm的热轧材料。
利用该热轧材料，在1000℃下1.5小时的条件下进行固溶处理，之后进行水冷。
接着，在480(±15)℃下3小时的条件下实施了第一时效处理。由此，得到了Cu-Cr-Zr合金原材料。
接着，模拟喷镀处理而在1000℃下1小时的条件下对所得到的Cu-Cr-Zr合金原材料进行热处理，之后，以10℃/min以下的冷却速度进行缓慢冷却。
之后，在480(±15)℃下3小时的条件下实施了第二时效处理。由此，得到了铸造用模具材料。
对所得到的Cu-Cr-Zr合金原材料评价了实施完全固溶处理(1000℃、1.5小时)之后在800℃下保持时导电率成为55％IACS为止的保持时间(T.T.T.测定)、维氏硬度(轧制面)、导电率。
并且，对所得到的Cu-Cr-Zr合金原材料测定了在1000℃下保持1小时后以10℃/min的冷却速度从1000℃冷却至600℃之后的导电率A(IACS％)及之后在500℃下保持3小时之后的导电率B(％IACS)，并对导电率比B/A进行了评价。
另外，对喷镀处理后及第二时效处理后的铸造用模具材料评价了维氏硬度(轧制面)、导电率。另外，进行组织观察，对有无含有Cr的针状析出物或者板状析出物进行了评价。
(组成分析)
通过ICP-MS分析(感应耦合等离子体质量分析)对所得到的Cu-Cr-Zr合金原材料及铸造用模具材料的成分组成进行了测定。将测定结果示于表1。
(T.T.T.测定)
将完全固溶处理后的Cu-Cr-Zr合金原材料的试验片在800℃下保持，在经过一定时间后对导电率进行测定，对导电率达到55％IACS的时间进行了评价。将评价结果示于表2。
另外，关于本发明例2和比较例4，在800℃以外的温度下也进行相同的评价，在各温度下对导电率达到55％IACS及60％IACS的时间进行了评价，并制作了图2所示的T.T.T.曲线。
(组织观察)
从所得到的喷镀处理后的铸造用模具材料采取观察用样品，研磨处理后在扫描型电子显微镜下进行组织观察，确认了有无含有Cr的针状析出物或者板状析出物。将观察结果示于表3。另外，在50μm×60μm的观察视野下，观察到五个以上长宽比(长边/短边)为3以上的析出物时，判断为存在针状析出物或者板状析出物。并且，通过元素映射来判断观察到的针状析出物或者板状析出物是否含有Cr。
并且，关于本发明例2及比较例4的试样，在图3的(a)中示出第一时效处理后进行组织观察的结果(组织观察照片)，在图3的(b)中示出喷镀处理及缓慢冷却后进行组织观察的结果(组织观察照片)，在图3的(c)中示出第二时效处理后进行组织观察的结果(组织观察照片)。另外，将在第二时效处理后的本发明例2中观察到的含有Cr的针状析出物或者板状析出物的观察结果(图4的(a)是组织观察照片、图4的(b)是图4(a)中的被白线包围的部分的放大图、图4的(c)是图4的(b)中的Zr元素映射结果、图4的(d)是图4的(b)中的Cr元素映射结果)示于图4。
(维氏硬度测定)
根据JIS Z 2244，利用Akashi Co.,Ltd制维氏硬度试验机，如图5所示在试验片的九处测定维氏硬度，求出其最大值及最小值以外的七个测定值的平均值。将Cu-Cr-Zr合金原材料的测定结果示于表2，将喷镀处理后及第二时效处理后的铸造用模具材料的测定结果示于表3。
(导电率测定)
利用FOERSTER JAPAN LIMITED.制SIGMA TEST D2.068(探头直径φ6mm)对10×15mm样品的剖面中心部的导电率测定了三次，并求出了其平均值。将Cu-Cr-Zr合金原材料的测定结果示于表2，将喷镀处理后及第二时效处理后的铸造用模具材料的测定结果示于表3。
[表1]
[表2]
[表3]
如表1、表2所示，确认到本发明例的Cu-Cr-Zr合金原材料在实施完全固溶处理之后在800℃下保持时导电率成为55％IACS为止的保持时间为25秒以上。在此，若确认图2所示的T.T.T.曲线，则可确认到本发明例2与比较例4相比达到55％IACS及60％IACS为止的时间向长时间侧移动，并抑制Cr系及Zr系的析出物的析出。
并且，如表3所示，确认到本发明例的铸造用模具材料具有含有Cr的针状析出物或者板状析出物。并且，在本发明例的铸造用模具材料中，与比较例相比，确认到通过第二时效热处理，维氏硬度及导电率较大地上升。
并且，组织观察的结果，比较例4中，如图3所示，在喷镀处理后缓慢冷却的试验片中看不到含有Cr的针状析出物或者板状析出物，而观察到粒状的析出物。
相对于此，本发明例2中，如图3所示，在喷镀处理后缓慢冷却的试验片中观察到含有Cr的针状析出物或者板状析出物。
另外，放大观察本发明例2的第二时效热处理后的试验片的析出物的结果，如图4所示，从针状析出物或者板状析出物检测出Cr，从粒状的析出物检测出Cr及Zr。
产业上的可利用性
根据本发明的铸造用模具材料，即使在喷镀处理后缓慢冷却的情况下，也能够通过之后的时效处理来充分提高强度(硬度)及导电率。因此，本发明的铸造用模具材料适合于铸造钢铁材料等。

Claims (4)

1.一种铸造用模具材料，在铸造金属材料时使用，其特征在于，
所述铸造用模具材料利用Cu-Cr-Zr合金原材料来制造，
所述铸造用模具材料具有含有Cr的针状析出物或者板状析出物，
所述Cu-Cr-Zr合金原材料具有如下组成：含有Cr：0.3质量％以上且小于0.5质量％、Zr：0.01质量％以上且0.15质量％以下，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，
所述Cu-Cr-Zr合金原材料在实施完全固溶处理之后在800℃下保持时，导电率成为55％IACS为止的保持时间为25秒以上，
所述Cu-Cr-Zr合金原材料将在1000℃下保持1小时后以10℃/min的冷却速度从1000℃冷却至600℃之后的导电率设为A，将之后在500℃下保持3小时之后的导电率设为B时，具有B/A＞1.1的关系，其中，所述导电率的单位为％IACS，
对所述Cu-Cr-Zr合金原材料的表面的规定部位喷镀Ni-Cr合金，在所述Cu-Cr-Zr合金原材料的表面的规定部位形成涂布层，在喷镀之后，对形成有所述涂布层的所述Cu-Cr-Zr合金原材料进行900℃以上且1000℃以下、15分钟以上且180分钟以下的热处理，然后进行从热处理温度至800℃以下的范围的冷却速度为5℃/min以上且70℃/min以下的缓慢冷却，由此形成所述含有Cr的针状析出物或者板状析出物。
2.根据权利要求1所述的铸造用模具材料，其特征在于，
还含有合计0.01质量％以上且0.15质量％以下的选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素。
3.一种Cu-Cr-Zr合金原材料，其特征在于，
所述Cu-Cr-Zr合金原材料使用于权利要求1所述的铸造用模具材料。
4.根据权利要求3所述的Cu-Cr-Zr合金原材料，其特征在于，
还含有合计0.01质量％以上且0.15质量％以下的选自Fe、Si、Co、P中的一种或两种以上的元素。
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