JP2866510B2 - 鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法 - Google Patents
鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄を含有する銅合金の溶
湯を鋳型まで導いて鋳造する鉄を含有する銅合金の溶解
鋳造方法に関する。
湯を鋳型まで導いて鋳造する鉄を含有する銅合金の溶解
鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方
法においては、溶解炉内で銅又は銅合金の溶湯にＣｕ−
Ｆｅ中間合金材又は帯鉄等の鉄片を添加して溶解し、こ
の鉄を含有する銅合金の溶湯を樋を通して鋳型まで導い
て鋳造している。
法においては、溶解炉内で銅又は銅合金の溶湯にＣｕ−
Ｆｅ中間合金材又は帯鉄等の鉄片を添加して溶解し、こ
の鉄を含有する銅合金の溶湯を樋を通して鋳型まで導い
て鋳造している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法においては、以下に
示す問題点がある。
鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法においては、以下に
示す問題点がある。
【０００４】先ず、銅又は銅合金の溶湯にＣｕ−Ｆｅ中
間合金材を添加する場合、このＣｕ−Ｆｅ中間合金材と
しては１０重量％のＦｅを含有するものが使用されてお
り、その価格が高いので、鋳造品の製造コストが高くな
る。また、Ｃｕ−Ｆｅ中間合金材を添加した後の保持時
間が短いと、鋳塊並びにこの鋳塊に熱間圧延及び焼鈍を
施した冷延材には母相に固溶しない１０μｍ以上の鉄粒
子が残存しやすい。そして、母相中に鉄粒子が残存する
と、鋳塊及び冷延材の延性が低下し、スタンピング工具
の寿命が低下する等の問題点がある。
間合金材を添加する場合、このＣｕ−Ｆｅ中間合金材と
しては１０重量％のＦｅを含有するものが使用されてお
り、その価格が高いので、鋳造品の製造コストが高くな
る。また、Ｃｕ−Ｆｅ中間合金材を添加した後の保持時
間が短いと、鋳塊並びにこの鋳塊に熱間圧延及び焼鈍を
施した冷延材には母相に固溶しない１０μｍ以上の鉄粒
子が残存しやすい。そして、母相中に鉄粒子が残存する
と、鋳塊及び冷延材の延性が低下し、スタンピング工具
の寿命が低下する等の問題点がある。
【０００５】一方、銅又は銅合金の溶湯に帯鉄等の鉄片
を添加する場合には、鉄の融点が約１５００℃以上であ
って銅の融点よりも約４００℃以上高いので、溶解に多
大な時間がかかり、速やかに溶解するには溶湯温度を高
くする必要がある。このため、鉄を例えば０．５重量％
以上含有する場合、鋳造品の製造コストが高くなると共
に、溶解炉の寿命が低下し、添加元素が滅失し、鋳造温
度までの冷却時間が長くなる。また、この場合にも、母
相中に鉄粒子が残存しやすく、これにより鋳塊及び冷延
材の延性が低下する等の問題点がある。
を添加する場合には、鉄の融点が約１５００℃以上であ
って銅の融点よりも約４００℃以上高いので、溶解に多
大な時間がかかり、速やかに溶解するには溶湯温度を高
くする必要がある。このため、鉄を例えば０．５重量％
以上含有する場合、鋳造品の製造コストが高くなると共
に、溶解炉の寿命が低下し、添加元素が滅失し、鋳造温
度までの冷却時間が長くなる。また、この場合にも、母
相中に鉄粒子が残存しやすく、これにより鋳塊及び冷延
材の延性が低下する等の問題点がある。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、短時間で且つ低コストで高品質の鋳造品を
得ることができると共に、溶解炉を長寿命化し、添加元
素の滅失を防止することができる鉄を含有する銅合金の
溶解鋳造方法を提供することを目的とする。
のであって、短時間で且つ低コストで高品質の鋳造品を
得ることができると共に、溶解炉を長寿命化し、添加元
素の滅失を防止することができる鉄を含有する銅合金の
溶解鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鉄を含有す
る銅合金の溶解鋳造方法は、溶解炉の銅又は銅合金の溶
湯を鋳型に供給する供給路にて、前記溶湯に粒子径が５
０μｍ乃至２ｍｍの鉄粉を添加して鉄成分の濃度を調整
することを特徴とする。
る銅合金の溶解鋳造方法は、溶解炉の銅又は銅合金の溶
湯を鋳型に供給する供給路にて、前記溶湯に粒子径が５
０μｍ乃至２ｍｍの鉄粉を添加して鉄成分の濃度を調整
することを特徴とする。
【０００８】
【作用】鉄を含有する銅合金の鋳塊においては、鉄の含
有量が例えば２．８重量％未満であってＣｕ−Ｆｅ系状
態図で鉄の晶出物が生成しないとされる場合でも鉄粒子
が発生する場合がある。このように鉄を含有する銅合金
の鋳塊に鉄粒子が発生する原因を調査した結果、銅又は
銅合金の溶湯に鉄を添加すると、溶湯中に局所的に鉄成
分が高濃度の鉄リッチの部分が形成されるためであるこ
とがわかった。この鉄リッチ部は時間の経過と共に拡散
して均一になるが、均一化に要する時間は溶湯の保持温
度及び溶湯の撹拌状況に依存する。また、均一化に要す
る時間は溶湯の保持温度及び溶湯の撹拌状況を同一条件
にしても、添加する鉄の形態及び寸法に影響を受ける。
即ち、寸法が大きい帯鉄又は粗大なデンドライト状の鉄
相が存在するＣｕ−Ｆｅ中間合金材を添加原料として使
用すると、前述の鉄リッチ部を拡散させて消滅させるた
めに溶湯を高温で長時間保持する必要がある。このた
め、溶湯の保持温度が低い場合、又は溶湯の保持時間が
短い場合には、鋳塊中に母相に固溶しない鉄粒子が発生
する。
有量が例えば２．８重量％未満であってＣｕ−Ｆｅ系状
態図で鉄の晶出物が生成しないとされる場合でも鉄粒子
が発生する場合がある。このように鉄を含有する銅合金
の鋳塊に鉄粒子が発生する原因を調査した結果、銅又は
銅合金の溶湯に鉄を添加すると、溶湯中に局所的に鉄成
分が高濃度の鉄リッチの部分が形成されるためであるこ
とがわかった。この鉄リッチ部は時間の経過と共に拡散
して均一になるが、均一化に要する時間は溶湯の保持温
度及び溶湯の撹拌状況に依存する。また、均一化に要す
る時間は溶湯の保持温度及び溶湯の撹拌状況を同一条件
にしても、添加する鉄の形態及び寸法に影響を受ける。
即ち、寸法が大きい帯鉄又は粗大なデンドライト状の鉄
相が存在するＣｕ−Ｆｅ中間合金材を添加原料として使
用すると、前述の鉄リッチ部を拡散させて消滅させるた
めに溶湯を高温で長時間保持する必要がある。このた
め、溶湯の保持温度が低い場合、又は溶湯の保持時間が
短い場合には、鋳塊中に母相に固溶しない鉄粒子が発生
する。
【０００９】そこで、本発明においては、添加原料とし
て鉄粉を使用し、溶解炉と鋳型との間の供給路にて銅又
は銅合金の溶湯に鉄粉を添加する。鉄粉は質量に対して
表面積が大きいので、銅又は銅合金の溶湯に添加すると
速やかに溶解し、鉄リッチ部は短時間で拡散して消失す
る。これにより、鋳塊中には母相に固溶しない鉄粒子が
殆ど残存しない。
て鉄粉を使用し、溶解炉と鋳型との間の供給路にて銅又
は銅合金の溶湯に鉄粉を添加する。鉄粉は質量に対して
表面積が大きいので、銅又は銅合金の溶湯に添加すると
速やかに溶解し、鉄リッチ部は短時間で拡散して消失す
る。これにより、鋳塊中には母相に固溶しない鉄粒子が
殆ど残存しない。
【００１０】しかしながら、添加する鉄粉の粒子径が５
０μｍ未満であると、添加時の酸化反応で粉塵爆発を起
こす虞があり、添加元素が滅失し、のろ（スラグ）の発
生が多くなる。また、粒子径が微細であると原料コスト
が高くなるので、鋳造品の製造コストも高くなる。一
方、添加する鉄粉の粒子径が２ｍｍを超えると鉄粉の溶
解に多大な時間がかかるので、溶湯温度を高め、溶湯の
保持時間を長くする必要があり、鋳造品の製造コストが
高くなる。更に、鉄粉の粒子径が２ｍｍを超えると、鋳
塊中には母相に固溶しない１０μｍ以上の鉄粒子が多量
に発生するため、健全な鋳塊を得ることができない。
０μｍ未満であると、添加時の酸化反応で粉塵爆発を起
こす虞があり、添加元素が滅失し、のろ（スラグ）の発
生が多くなる。また、粒子径が微細であると原料コスト
が高くなるので、鋳造品の製造コストも高くなる。一
方、添加する鉄粉の粒子径が２ｍｍを超えると鉄粉の溶
解に多大な時間がかかるので、溶湯温度を高め、溶湯の
保持時間を長くする必要があり、鋳造品の製造コストが
高くなる。更に、鉄粉の粒子径が２ｍｍを超えると、鋳
塊中には母相に固溶しない１０μｍ以上の鉄粒子が多量
に発生するため、健全な鋳塊を得ることができない。
【００１１】本発明によれば、銅又は銅合金の溶湯に所
定の粒子径の鉄粉を添加するため、鉄粉の溶解時間を短
縮することができる。また、鉄粉の溶解温度を低下させ
ることができるので、鋳造品の製造コストを低減するこ
とができると共に、溶解炉を長寿命化することができ、
添加元素の滅失を防止することができる。更に、鋳塊中
には母相に固溶しない鉄粒子が殆ど残存しないので、高
品質の鋳造品を得ることができる。
定の粒子径の鉄粉を添加するため、鉄粉の溶解時間を短
縮することができる。また、鉄粉の溶解温度を低下させ
ることができるので、鋳造品の製造コストを低減するこ
とができると共に、溶解炉を長寿命化することができ、
添加元素の滅失を防止することができる。更に、鋳塊中
には母相に固溶しない鉄粒子が殆ど残存しないので、高
品質の鋳造品を得ることができる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１３】図１は本発明の実施例において使用した連
続鋳造装置を示す断面図である。溶解炉１はその内部に
銅又は銅合金の溶湯２を貯留し、この溶湯２は溶解炉１
が傾斜することによりその上部に設けられた注湯口から
注出される。樋３は溶湯２の供給路をなし、その一端部
が溶解炉１の注湯口の近傍に配置され、その他端部が鋳
型４の上方に配置されており、この他端部の下面には鋳
型４に到達する供給口が設けられている。鉄粉供給装置
６は樋３の一端部側の上方に配設されており、鋳造速度
に連動して単位時間当たり所定量の鉄粉を溶湯２に添加
する。また、樋３には複数個の堰５が溶湯２の供給路に
対して垂直に設けられている。このように樋３に堰５が
設けられていると、溶湯２に添加した鉄粉の溶解及び鉄
リッチ部の拡散・消失を促進することができる。なお、
溶湯２の湯面には赤熱木炭７が添加され、これにより溶
湯２の酸化を防止すると共に、温度が保持される。
続鋳造装置を示す断面図である。溶解炉１はその内部に
銅又は銅合金の溶湯２を貯留し、この溶湯２は溶解炉１
が傾斜することによりその上部に設けられた注湯口から
注出される。樋３は溶湯２の供給路をなし、その一端部
が溶解炉１の注湯口の近傍に配置され、その他端部が鋳
型４の上方に配置されており、この他端部の下面には鋳
型４に到達する供給口が設けられている。鉄粉供給装置
６は樋３の一端部側の上方に配設されており、鋳造速度
に連動して単位時間当たり所定量の鉄粉を溶湯２に添加
する。また、樋３には複数個の堰５が溶湯２の供給路に
対して垂直に設けられている。このように樋３に堰５が
設けられていると、溶湯２に添加した鉄粉の溶解及び鉄
リッチ部の拡散・消失を促進することができる。なお、
溶湯２の湯面には赤熱木炭７が添加され、これにより溶
湯２の酸化を防止すると共に、温度が保持される。
【００１４】このように構成される連続鋳造装置におい
ては、溶解炉１に貯留した溶湯２を樋３を介して鋳型４
に供給する際に、赤熱木炭６を通して鉄粉供給装置６か
ら溶湯２に鉄粉を添加する。そして、鉄粉が添加された
溶湯２を鋳型４において凝固させることにより鉄を含有
する銅合金の鋳塊８を得ることができる。
ては、溶解炉１に貯留した溶湯２を樋３を介して鋳型４
に供給する際に、赤熱木炭６を通して鉄粉供給装置６か
ら溶湯２に鉄粉を添加する。そして、鉄粉が添加された
溶湯２を鋳型４において凝固させることにより鉄を含有
する銅合金の鋳塊８を得ることができる。
【００１５】次に、実際に連続鋳造を行った場合につい
て説明する。即ち、上述の連続鋳造装置を使用し、下記
表１に示すように、鉄の添加方法（添加原料、添加場所
及び溶湯温度）を種々異なるものにして、幅が６５０ｍ
ｍ、厚さが１６０ｍｍ、長さが５０００ｍｍであって所
定の組成を有する鋳塊を得た。なお、鋳塊の引き抜き速
度は８０ｍｍ／分とした。
て説明する。即ち、上述の連続鋳造装置を使用し、下記
表１に示すように、鉄の添加方法（添加原料、添加場所
及び溶湯温度）を種々異なるものにして、幅が６５０ｍ
ｍ、厚さが１６０ｍｍ、長さが５０００ｍｍであって所
定の組成を有する鋳塊を得た。なお、鋳塊の引き抜き速
度は８０ｍｍ／分とした。
【００１６】このようにして得られた実施例１乃至５及
び比較例１乃至３に係る各鋳塊の中心部近傍から２０ｍ
ｍ×２０ｍｍの試料片を切断した後、この試料片を光学
顕微鏡で観察し、単位面積（１００ｍｍ2 ）当たりに存
在する粒子径が１０μｍ以上の鉄粒子の数を計測した。
その結果を図２に示す。
び比較例１乃至３に係る各鋳塊の中心部近傍から２０ｍ
ｍ×２０ｍｍの試料片を切断した後、この試料片を光学
顕微鏡で観察し、単位面積（１００ｍｍ2 ）当たりに存
在する粒子径が１０μｍ以上の鉄粒子の数を計測した。
その結果を図２に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】図２から明らかなように、実施例１乃至５
に係る鋳塊は、いずれも単位面積当たりの鉄粒子の数が
１個以下であって、高品質のものであった。
に係る鋳塊は、いずれも単位面積当たりの鉄粒子の数が
１個以下であって、高品質のものであった。
【００１９】一方、粒子径が３ｍｍの鉄粉を添加した比
較例１に係る鋳塊、並びに溶解炉にて夫々帯鉄及びＣｕ
−１０重量％Ｆｅ中間合金を添加した比較例２，３に係
る鋳塊は、いずれも単位面積当たりの鉄粒子の数が５個
以上であって、品質が悪いものであった。
較例１に係る鋳塊、並びに溶解炉にて夫々帯鉄及びＣｕ
−１０重量％Ｆｅ中間合金を添加した比較例２，３に係
る鋳塊は、いずれも単位面積当たりの鉄粒子の数が５個
以上であって、品質が悪いものであった。
【００２０】なお、表１から明らかなように、本発明は
２．４重量％以下の鉄を含有する銅合金の溶解鋳造に適
用することができ、また、溶湯温度は１１００℃以上で
あれば、上述の如く優れた効果を得ることができる。
２．４重量％以下の鉄を含有する銅合金の溶解鋳造に適
用することができ、また、溶湯温度は１１００℃以上で
あれば、上述の如く優れた効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、溶
解炉と鋳型との間の供給路にて銅又は銅合金の溶湯に所
定の粒子径の鉄粉を添加するから、鉄粉の溶解時間を短
縮することができる。また、鉄粉の溶解温度を低下させ
ることができるので、鋳造品の製造コストを低減するこ
とができると共に、溶解炉を長寿命化することができ、
添加元素の滅失を防止することができる。更に、鋳塊中
には母相に固溶しない鉄粒子が殆ど残存しないので、高
品質の鋳造品を得ることができる。
解炉と鋳型との間の供給路にて銅又は銅合金の溶湯に所
定の粒子径の鉄粉を添加するから、鉄粉の溶解時間を短
縮することができる。また、鉄粉の溶解温度を低下させ
ることができるので、鋳造品の製造コストを低減するこ
とができると共に、溶解炉を長寿命化することができ、
添加元素の滅失を防止することができる。更に、鋳塊中
には母相に固溶しない鉄粒子が殆ど残存しないので、高
品質の鋳造品を得ることができる。
【図１】本発明の実施例において使用した連続鋳造装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例方法及び比較例方法により鋳造
された鋳塊中のＦｅ粒子の個数を示すグラフ図である。
された鋳塊中のＦｅ粒子の個数を示すグラフ図である。
１；溶解炉 ２；溶湯 ３；樋 ４；鋳型 ５；堰 ６；鉄粉供給装置 ７；赤熱木炭 ８；鋳塊
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−207564（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−307649（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−137654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−124054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−190759（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−144865（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 11/00 B22D 11/10 370 B22D 27/20
Claims (1)
- 【請求項１】 溶解炉の銅又は銅合金の溶湯を鋳型に供
給する供給路にて、前記溶湯に粒子径が５０μｍ乃至２
ｍｍの鉄粉を添加して鉄成分の濃度を調整することを特
徴とする鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26089391A JP2866510B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26089391A JP2866510B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104206A JPH05104206A (ja) | 1993-04-27 |
| JP2866510B2 true JP2866510B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17354220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26089391A Expired - Fee Related JP2866510B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 鉄を含有する銅合金の溶解鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866510B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5607475B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2014-10-15 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金鋳塊及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP26089391A patent/JP2866510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05104206A (ja) | 1993-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |