JP2697242B2 - 冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法 - Google Patents

冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法

Info

Publication number
JP2697242B2
JP2697242B2 JP10726590A JP10726590A JP2697242B2 JP 2697242 B2 JP2697242 B2 JP 2697242B2 JP 10726590 A JP10726590 A JP 10726590A JP 10726590 A JP10726590 A JP 10726590A JP 2697242 B2 JP2697242 B2 JP 2697242B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
continuous casting
temperature
casting mold
mold material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10726590A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH046233A (ja
Inventor
正男 小林
卓郎 岩村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP10726590A priority Critical patent/JP2697242B2/ja
Publication of JPH046233A publication Critical patent/JPH046233A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2697242B2 publication Critical patent/JP2697242B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すぐれた冷却能を有し、かつ強度および
耐熱疲労性も具備したCu合金製連続鋳造鋳型材およびそ
の製造に関するものである。
〔従来の技術〕
同一出願人は、先に特願昭61−271103号(特開昭63−
125632号)として、 Cr:0.1〜2.5%、Zr:0.01〜0.5%、 Ti:0.01〜0.7%、Si:0.003〜0.1%、 Fe,Ni,およびCoのうちの1種または2種以上:0.1〜1.
2%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以上
重量%、以下%は重量%を示す)を有する連続鋳造鋳型
用Cu合金を出願した。
〔発明が解決せんとする課題〕
一方、近年、鉄鋼の連続鋳造技術における生産性の向
上はめざましく、1〜2m/minの鋳造速度であったもの
が、3〜4m/minへと大幅に速くなっており、これに伴な
い溶湯と接触する鋳型内面の表面温度も上昇し、鋳造条
件によっては500℃以上に達する場合がある。
しかし、上記の従来Cu合金で構成された連続鋳造鋳型
材はじめ、その他多くのCu合金製連続鋳造鋳型材は、大
きい熱応力に耐えるための高い高温強度および苛酷な熱
疲労環境に耐えるための高い高温伸びを有するが、熱伝
導性が十分でなく、電気伝導度で40〜65%(IACS%)程
度を示すにすぎず、このため上記のような苛酷な条件下
での鋳造では、鋳型に変形や割れが生じ易く、比較的短
時間で使用寿命に至るのが現状である。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、連続
鋳造鋳型に要求される高い高温強度および高温伸びを具
備した状態で、電気伝導度の高い、すなわち熱伝導性が
良く、冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材を開発すべ
く研究を行なった結果、連続鋳造鋳型材を、 Cr:0.1〜1%、Zr:0.01〜0.15%、 Ti:0.005〜0.1%、Si:0.003〜0.1%、 Fe,Ni,およびCo(鉄族金属)のうちの1種または2種
以上:0.005〜0.1%未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成を有す
るCu合金で構成し、これに溶体化処理後、 425〜475℃の範囲内の所定温度での第1時効処理と、
525〜575℃の範囲内の所定温度での第2時効処理を施す
と、上記の第1時効処理では、素地中に固溶したほとん
どのCrおよびZrが主としてCrおよびCu3Zrの形で素地中
に微細に析出し、また上記の第2時効処理では、同じく
主としてTiおよび鉄族金属が(Fe,Ni,Co)xTiyの形で素
地中に微細に析出するので、合金成分の固溶含有量が著
しく低減した素地中に前記の微細な析出物が均一に、か
つ多量に分散した組織が形成されるようになり、この結
果のCu合金製連続鋳造鋳型材は、前記素地によって電気
伝導度で70%(IACS%)以上の高熱伝導性が確保され、
前記の微細な析出物が均一に、かつ多量に分散した組織
によって高い高温強度と高温伸びが確保され、実用に際
してすぐれた性能を長期に亘って発揮するという研究結
果を得たのである。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもの
であって、 (a) Cr:0.1〜1%、Zr:0.01〜0.15%、 Ti:0.005〜0.1%、Si:0.003〜0.1%、 Fe,Ni,およびCoのうちの1種または2種以上:0.005〜
0.1%未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成を有す
るCu合金素材に、溶体化処理後、 425〜475℃の範囲内の所定温度での第1時効処理と、
525〜575℃の範囲内の所定温度での第2時効処理を施し
て十分な析出を行ない、素地中に固溶する合金成分の含
有量を低減せしめて熱伝導性の向上をはかることからな
る冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材の製造法。
(b) 並びに、上記方法で製造された、 Cr:0.1〜1%、Zr:0.01〜0.15%、 Ti:0.005〜0.1%、Si:0.003〜0.1%、 Fe,Ni,およびCoのうちの1種または2種以上:0.005〜
0.1%未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成を有す
るCu合金で構成され、かつ70%(IACS%)以上の電気伝
導度を有する、冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材。
に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の連続鋳造鋳型材において、Cu合金
の成分組成、並びに電気伝導度および時効処理温度を上
記の通りに限定した理由を説明する。
A.成分組成 (a) Cr 溶体化処理で素地中に固溶したCrは、そのほとんどが
第1時効処理で素地の結晶粒内に活発に、かつ微細に析
出した結晶粒内強度を高め、この結果として常温および
高温強度が向上するようになるが、その含有量が0.1%
未満では所望の高強度を確保することができず、一方そ
の含有量が1%を越えると、2回の時効処理によっても
素地中に固溶するCrの相対割合が高くなり、これが電気
伝導度の向上を抑制して、70%(IACS%)以上の電気伝
導度を確保するのが困難になることから、その含有量を
0.1〜1%と定めた。
(b) Zr 同じく溶体化処理で素地中に固溶したZrは、そのほと
んどが第1時効処理で素地の結晶粒界にCu3Zrの金属間
化合物の形で、微細に析出し、これによって高温におけ
る粒界のすべりが抑制されるようになることから、粒界
強度が向上し、この結果高温における粒界破断による脆
化(延性低下)が阻止され、耐熱疲労性が向上するよう
になるが、その含有量が0.01%未満では前記の作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が0.15%を越える
と、Crと同様に素地中に固溶する割合が多くなって所望
の高い電気伝導度を確保するのが困難になることから、
その含有量を0.01〜0.15%と定めた。
(c) Tiおよび鉄族金属 同様に、これらの成分も溶体化処理で素地に固溶し、
第1時効処理ではほとんど析出せず、第2時効処理で
(Fe,Ni,Co)xTiy、主として(Fe,Ni,Co)2Tiの金属間
化合物の形で素地の結晶粒内に微細に、かつ活発に析出
し、上記の微細なCr析出物と合まって常温および高温強
度を著しく向上させるほか、結晶粒界に析出した上記Cu
3Zrとの共存において高温強度と高温伸びを向上させる
が、その含有量が、Tiおよび鉄族金属とも0.005%未満
では前記の作用に所望の向上効果が得られず、一方その
含有量が、Tiにあっては0.1%を越え、また鉄族金属で
は0.1%以上になると、CrおよびZr成分の場合と同様に
素地中に固溶する割合が増加するようになって70%(IA
CS%)以上の電気伝導度を確保するのは困難になること
から、その含有量を、それぞれTi:0.005〜0.1%、鉄族
金属:0.005〜0.1%未満と定めた。
(d) Si Si成分には、上記の(Fe,Ni,Co)xTiyの金属間化合物
を微細化した状態で析出させ、もってこの金属間化合物
による析出強化作用を一層促進させる作用があるが、そ
の含有量が0.003%未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方0.1%を越えると、鋳造時にSiの粗大晶子
が現われるようになり、これは溶体化処理でも消失する
ことなく、高温強度および高温伸びを低下させることか
ら、その含有量を0.003〜0.1%と定めた。
B.電気伝導度 鋳造速度が例えば3〜4m/minの速い連続鋳造において
は、上記の通り従来Cu合金製連続鋳造鋳型材のもつ40〜
65%(IACS%)程度の電気伝導度では、熱伝導性が十分
でなく、満足する冷却能が得られないことから、鋳型に
変形や割れが発生し易く、使用寿命の短かいものとなら
ざるを得ないが、鋳型材のもつ電気伝導度をIACS%で70
%以上にすると、熱伝導性が高く、すぐれた冷却能を発
揮することから、鋳型に変形や割れが発生することがな
くなり、高速連続鋳造を長期に亘って安定して行なうこ
とができるようになることから、鋳型の電気伝導度を70
%(IACS%)以上と定めた。
C.時効処理温度 この発明は、上記の通り溶体化処理で合金成分を完全
に固溶させ、次工程の時効処理で素地中に固溶する合金
成分をできるだけ多く析出させ、この析出によって高温
強度および高温伸びを向上させ、一方合金成分の著しく
低い前記素地によって70%(IACS%)以上の高い電気伝
導度を確保するものである。すなわち、一般に電気伝導
度は合金素地によって決まることが知られており、素地
中の固溶成分が低ければ低いほど高い電気伝導度を示す
ようになるものであり、したがって時効処理で析出を十
分に行なえば、高い電気伝導度、並びに高い高温強度お
よび高温伸びが得られるようになる。
かかる点から、この発明の上記組成のCu合金につい
て、析出物の種類およびそれの析出し易い温度を調べた
ところ、析出物はCr,Cu3Zr,および(Fe,Ni,Co)xTiy
ほとんどを占め、CrおよびCu3Zrは425〜475℃の温度範
囲で、また(Fe,Ni,Co)xTiyは525〜575℃の温度範囲で
それぞれ活発に析出することが判明したものであり、し
たがってそれぞれの時効処理温度が前記の範囲から低い
方に外れても、また高い方に外れても十分な析出を行な
うことができない。
〔実 施 例〕
つぎに、この発明を実施例により具体的に説明する。
通常の真空溶解炉を用い、黒鉛るつぼ中でそれぞれ第
1表に示される成分組成をもったCu合金溶湯をそれぞれ
5kg溶製し、金型鋳造し、面削した後、通常の条件で熱
間鋳造と熱間圧延を施して幅:100mm×厚さ:5mmの熱延板
材とし、ついでこれより所定長さに切出したCu合金素材
に、温度:980℃に30分間保持後、水焼入れの溶体化処理
を施し、引続いて第1表に示される温度にいずれも1時
間保持の条件で第1および第2時効処理を行なうことに
より本発明法1〜27および比較法1〜23をそれぞれ行な
い、本発明連続鋳造鋳型材および比較連続鋳造鋳型材1
〜27を製造した。
なお、比較法1〜23は、いずれもこの発明の構成要件
のうちのいずれかの要件(第1表に※印を付す)がこの
発明の範囲から外れたものである。
また、比較の目的で、Cu合金素材の成分組成および1
回だけ施される時効処理を第1表に示される条件とする
以外は同一の条件で従来法1〜3を行ない、従来連続鋳
造鋳型材1〜3を製造した。
ついで、この結果得られた各種の連続鋳造鋳型材につ
いて、電気伝導度を測定すると共に、これを常温および
高温引張試験、並びに耐熱試験に供した。
高温引張試験では、500℃に10分間保持後の引張特性
を測定し、また耐熱試験は、鋳型材を450℃+n10℃(n:
0〜15の整数)の各種温度にそれぞれ1時間保持後空冷
の条件で加熱し、この加熱後の鋳型材の硬さをそれぞれ
測定し、加熱前の硬さの90%に相当する硬さを示した加
熱温度をもって耐熱温度とした。これらの結果を第2表
に示した。
〔発明の効果〕
第1表および第2表に示される結果から、本発明法1
〜27で製造された本発明連続鋳造鋳型材1〜27は、いず
れも従来法1〜3で製造された従来連続鋳造鋳型材1〜
3と同等のすぐれた常温および高温引張特性を示し、か
つこれより一段と高いいずれも70%(IACS%)以上の電
気伝導度を示すのに対して、比較法1〜23で製造された
比較連続鋳造鋳型材1〜23に見られるように、Cu合金の
成分組成および時効処理温度のうちのいずれかがこの発
明の範囲から外れても上記の特性のうちの少なくともい
ずれかの特性が劣ったものになることが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、連続鋳造鋳
型に要求される高温強度および高温伸びを有し、かつ70
%(IACS%)以上の高い電気伝導度を有する連続鋳造鋳
型材を製造することができ、したがってこの鋳型材で構
成された連続鋳造鋳型は、これを速い鋳造速度の条件下
で用いても、すぐれた熱伝導性を示し、高い冷却能を示
すことから、変形や割れなどの発生なく、長期に亘って
すぐれた性能を発揮することなど工業上有用な効果をも
たらすものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22F 1/00 682 8719−4K C22F 1/00 682 691 8719−4K 691B (56)参考文献 特開 昭63−125632(JP,A) 特開 昭61−106756(JP,A) 石田,”リードフレーム用Cu−Cr 合金”伸銅技術研究会誌、日本伸銅協 会、昭和58年9月10日、第22号、p216 −222 J.Szablewski,“Inf luence of thermome chanical treatment on electrical pro perties of a Cu−Cr alloy”,Materials Science and Techno logy,Poland,the In stitute of Metals, 1985年12月,Vol.1,No.12, p.1053−1056

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Cr:0.1〜1%、Zr:0.01〜0.15%、 Ti:0.005〜0.1%、Si:0.003〜0.1%、 Fe,Ni,およびCoのうちの1種または2種以上:0.005〜0.
    1%未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有するCu合金で構成され、かつ70%(IACS
    %)以上の電気伝導度を具備せしめたことを特徴とする
    冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材。
  2. 【請求項2】Cr:0.1〜1%、Zr:0.01〜0.15%、 Ti:0.005〜0.1%、Si:0.003〜0.1%、 Fe,Ni,およびCoのうちの1種または2種以上:0.005〜0.
    1%未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有するCu合金素材に、溶体化処理後、 425〜475℃の範囲内の所定温度での第1時効処理と、52
    5〜575℃の範囲内の所定温度での第2時効処理を施して
    十分な析出を行ない、素地中に固溶する合金成分の含有
    量を低減せしめて熱伝導性の向上をはかることを特徴と
    する冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材の製造法。
JP10726590A 1990-04-23 1990-04-23 冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法 Expired - Fee Related JP2697242B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10726590A JP2697242B2 (ja) 1990-04-23 1990-04-23 冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10726590A JP2697242B2 (ja) 1990-04-23 1990-04-23 冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH046233A JPH046233A (ja) 1992-01-10
JP2697242B2 true JP2697242B2 (ja) 1998-01-14

Family

ID=14454673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10726590A Expired - Fee Related JP2697242B2 (ja) 1990-04-23 1990-04-23 冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2697242B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5668814B1 (ja) 2013-08-12 2015-02-12 三菱マテリアル株式会社 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用部品、端子およびバスバー
JP2015067883A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 三菱マテリアル株式会社 連続鋳造用モールド材
JP6179325B2 (ja) * 2013-09-30 2017-08-16 三菱マテリアル株式会社 連続鋳造用モールド材

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.Szablewski,"Influence of thermomechanical treatment on electrical properties of a Cu−Cr alloy",Materials Science and Technology,Poland,the Institute of Metals,1985年12月,Vol.1,No.12,p.1053−1056
石田,"リードフレーム用Cu−Cr合金"伸銅技術研究会誌、日本伸銅協会、昭和58年9月10日、第22号、p216−222

Also Published As

Publication number Publication date
JPH046233A (ja) 1992-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63286557A (ja) Al基合金から物品を製造する方法
KR102486303B1 (ko) 주조용 몰드재, 및 구리 합금 소재
JP3894987B2 (ja) 耐熱性白金材料
JPS61119660A (ja) 高力高導電性銅基合金の製造方法
JPS61143566A (ja) 高力高導電性銅基合金の製造方法
JP2697242B2 (ja) 冷却能の高いCu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法
JPS6158541B2 (ja)
JP2738130B2 (ja) 高冷却能を有する高強度Cu合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法
CN112359246B (zh) 一种Cu-Ti-P-Ni-Er铜合金材料及其制备方法
JP3763234B2 (ja) 高強度高導電率高耐熱性銅基合金の製造方法
JPH02111829A (ja) リードフレーム用銅合金
JPS6328975B2 (ja)
JP2632818B2 (ja) 耐熱疲労性にすぐれた高強度銅合金
JP4158337B2 (ja) 連続鋳造鋳型用クロム・ジルコニウム系銅合金の製造方法
JPH07113133B2 (ja) 連続鋳造鋳型用Cu合金
JP5688744B2 (ja) 高強度高靱性銅合金鍛造材
JP5522692B2 (ja) 高強度銅合金鍛造材
JP2687641B2 (ja) 高靭性TiA▲l▼金属間化合物系Ti合金材の製造法
JPS6142772B2 (ja)
JPH09316569A (ja) リードフレーム用銅合金及びその製造法
JPH04210438A (ja) 高強度Cu 合金製連続鋳造鋳型材
JPS61143564A (ja) 高力高導電性銅基合金の製造方法
KR100366843B1 (ko) 동합금 및 그의 제조방법
JPS634905B2 (ja)
JPH0243811B2 (ja) Riidofureemuyodogokinoyobisonoseizoho

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees