JP2869076B2 - 析出硬化型連続鋳造用鋳型材料 - Google Patents
析出硬化型連続鋳造用鋳型材料Info
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- JP2869076B2 JP2869076B2 JP63320134A JP32013488A JP2869076B2 JP 2869076 B2 JP2869076 B2 JP 2869076B2 JP 63320134 A JP63320134 A JP 63320134A JP 32013488 A JP32013488 A JP 32013488A JP 2869076 B2 JP2869076 B2 JP 2869076B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼等の連続鋳造に用いられ、高力、高熱伝
導は元より、高温靱性に優れ、特に疲労強度が大きく、
鋳型本来の長寿命化が得られる、析出硬化型連続鋳造用
鋳型材料に関する。
導は元より、高温靱性に優れ、特に疲労強度が大きく、
鋳型本来の長寿命化が得られる、析出硬化型連続鋳造用
鋳型材料に関する。
鋼の連続鋳造法が導入されて以来、その鋳型材料とし
ては、これまで主に非析出硬化型材料であるタフピッチ
銅、リン脱酸銅、Ag入りリン脱酸銅が使用されてきた
が、最近、これらの材料に代わり析出硬化型材料である
クロム銅やCu−Cr−Zr系合金が採用され、鋳型の耐用寿
命を大巾に延長している。これは析出硬化型材料の方が
非析出硬化型材料に比べ、熱伝導度はわずかに劣るが、
高温での強度が非常に大きいため、鋳型材料の寿命を決
定する要因である変形が著しく少ないからである。
ては、これまで主に非析出硬化型材料であるタフピッチ
銅、リン脱酸銅、Ag入りリン脱酸銅が使用されてきた
が、最近、これらの材料に代わり析出硬化型材料である
クロム銅やCu−Cr−Zr系合金が採用され、鋳型の耐用寿
命を大巾に延長している。これは析出硬化型材料の方が
非析出硬化型材料に比べ、熱伝導度はわずかに劣るが、
高温での強度が非常に大きいため、鋳型材料の寿命を決
定する要因である変形が著しく少ないからである。
然しながら、これからの鋼の連続鋳造は、これまでよ
りも単位生産量を大きくし、所謂高速連鋳化してゆく傾
向にあるので、クロム鋼などにおいても高速連鋳の際の
変形が問題となり、鋳型材に対しては、熱伝導度をある
程度低下させても、さらに高温強度及び疲労強度の向上
が要求されている。
りも単位生産量を大きくし、所謂高速連鋳化してゆく傾
向にあるので、クロム鋼などにおいても高速連鋳の際の
変形が問題となり、鋳型材に対しては、熱伝導度をある
程度低下させても、さらに高温強度及び疲労強度の向上
が要求されている。
本発明者等は、この要求に答えるべく、高力、高熱伝
導、高温靱性を兼備したCu−Ni−Be系の析出硬化型連続
鋳造用鋳型材料を先に開発し、既に提供してきた（特公
昭63−3940号、以下これを「先発明合金」とする）。
導、高温靱性を兼備したCu−Ni−Be系の析出硬化型連続
鋳造用鋳型材料を先に開発し、既に提供してきた（特公
昭63−3940号、以下これを「先発明合金」とする）。
確かにこの先発明合金によりクロム銅などよりは高温
強度が向上し、また、鋳型の変形防止にも向上が認めら
れ、この変形による鋳型寿命の短命化という点では著し
く改良された。また鋳型寿命は、長期間使用に際して、
メニカス近くの鋳型面に熱疲労による割れを生じるとい
ういわゆる疲労強度の問題がある。
強度が向上し、また、鋳型の変形防止にも向上が認めら
れ、この変形による鋳型寿命の短命化という点では著し
く改良された。また鋳型寿命は、長期間使用に際して、
メニカス近くの鋳型面に熱疲労による割れを生じるとい
ういわゆる疲労強度の問題がある。
このような熱疲労割れは、鋳型材料の高温における伸
びと密切な関係があり、高温伸びの大きい材料ほど熱疲
労割れは抑制されることから、真に鋳型の長寿命化のた
めには高温延性（高温における引張伸び）の大きい材料
が望まれるところである。ところが前記先発明合金は、
例えば、使用温度400℃における伸びは８％以下で、真
の長寿命化のためには、更に伸びが必要とされる。
びと密切な関係があり、高温伸びの大きい材料ほど熱疲
労割れは抑制されることから、真に鋳型の長寿命化のた
めには高温延性（高温における引張伸び）の大きい材料
が望まれるところである。ところが前記先発明合金は、
例えば、使用温度400℃における伸びは８％以下で、真
の長寿命化のためには、更に伸びが必要とされる。
本発明の鋳型材料は、上記の実情に鑑みて前記先発明
合金を改良して得られたもので、重量比でNi:0.2〜2.0
％、Be:0.05〜0.5％、Zr:0.61〜1.5％、Mg:0.01〜0.1
％、残部Cu及び不可避不純物から構成され、この材料に
溶体化処理、及び時効処理の熱処理を与えて、高力、高
熱伝導であって、なお且つ高温における伸びが大きく、
熱疲労割れを防止して、鋳型本来の長寿命化を得ること
ができる析出硬化型連続鋳造用鋳型材料としたことを特
徴とするものである。
合金を改良して得られたもので、重量比でNi:0.2〜2.0
％、Be:0.05〜0.5％、Zr:0.61〜1.5％、Mg:0.01〜0.1
％、残部Cu及び不可避不純物から構成され、この材料に
溶体化処理、及び時効処理の熱処理を与えて、高力、高
熱伝導であって、なお且つ高温における伸びが大きく、
熱疲労割れを防止して、鋳型本来の長寿命化を得ること
ができる析出硬化型連続鋳造用鋳型材料としたことを特
徴とするものである。
即ち、CuにNi及びBeを添加して析出時効合金とし、高
温における高強度、高熱伝導性を保持せしめると共に、
これにZrを0.61％〜1.5％（重量比）とMgを更に添加す
ることによって、高温強度を強化すると共に、高温伸び
を一層強化して、前記先発明合金の熱疲労強度を著しく
増大した鋳型材料なのである。
温における高強度、高熱伝導性を保持せしめると共に、
これにZrを0.61％〜1.5％（重量比）とMgを更に添加す
ることによって、高温強度を強化すると共に、高温伸び
を一層強化して、前記先発明合金の熱疲労強度を著しく
増大した鋳型材料なのである。
次に、本発明鋳型材料において、成分組成範囲を上記
の通りに限定した理由を説明する。
の通りに限定した理由を説明する。
NiはBeの溶解度を下げるのに添加する。0.2％よりも
少ない添加では効果がうすく、２％を越えると添加の割
には効果が上がらず、逆に高熱伝導性を阻害する。
少ない添加では効果がうすく、２％を越えると添加の割
には効果が上がらず、逆に高熱伝導性を阻害する。
Beは析出時効により強度を高めるのに重要な元素であ
り、0.05％以下では強度が上がらず、0.5％以上になる
と熱伝導性が非常に悪くなるだけでなく、高価な元素で
あるため不経済である。
り、0.05％以下では強度が上がらず、0.5％以上になる
と熱伝導性が非常に悪くなるだけでなく、高価な元素で
あるため不経済である。
ZrはCuと凝二元系の析出時効をするので、材料の強度
上昇に役立つと同時に、高温で伸びを出すのに必要な元
素である。特に、前記した鋳型の熱疲労割れ発生を防止
するためには、0.61％以下では殆んど効果を期待でき
ず、1.5％以上では添加の割には効果が少ない上に、元
素の酸化が著しいので鋳造性が悪くなる。
上昇に役立つと同時に、高温で伸びを出すのに必要な元
素である。特に、前記した鋳型の熱疲労割れ発生を防止
するためには、0.61％以下では殆んど効果を期待でき
ず、1.5％以上では添加の割には効果が少ない上に、元
素の酸化が著しいので鋳造性が悪くなる。
Mgはやはり高温での伸びを改善するために添加する
が、0.01％以下では効果が小さく、0.1％以上では熱伝
導性が悪くなり、鋳型材には不適当である。
が、0.01％以下では効果が小さく、0.1％以上では熱伝
導性が悪くなり、鋳型材には不適当である。
本発明による鋳型材料は、上記のように、主体になる
Cuに対して特定の割合で、Ni、Be、Zr、Mgの諸元素を添
加し、高温伸びを大きく改良し熱疲労強度を格段に向上
させた析出硬化型銅合金であって、非析出硬化型材料で
あるタフピッチ銅やリン脱酸銅、Ag入りリン脱酸銅は勿
論、析出硬化型材料である前記先発明合金（比較例合金
１）や従来例Cu−Cr−Zr系合金（比較例合金２）よりも
耐熱疲労強度が大きい連続鋳造用鋳型材料なのである。
Cuに対して特定の割合で、Ni、Be、Zr、Mgの諸元素を添
加し、高温伸びを大きく改良し熱疲労強度を格段に向上
させた析出硬化型銅合金であって、非析出硬化型材料で
あるタフピッチ銅やリン脱酸銅、Ag入りリン脱酸銅は勿
論、析出硬化型材料である前記先発明合金（比較例合金
１）や従来例Cu−Cr−Zr系合金（比較例合金２）よりも
耐熱疲労強度が大きい連続鋳造用鋳型材料なのである。
表は、本発明に係る実施例合金群と上記比較例合金と
について、その化学成分並びに電気伝導度を比較した数
値を示し、また、第１図ないし第３図は、前記各合金の
代表例について高温時に於ける性能試験、高温引張り強
さ（第１図）、高温耐力（第２図）、高温伸び（第３
図）を比較した数値を曲線グラフにより示したものであ
る。また、第４図は各合金の代表例について回転曲げ疲
労強度を曲線グラフにて示したものである。
について、その化学成分並びに電気伝導度を比較した数
値を示し、また、第１図ないし第３図は、前記各合金の
代表例について高温時に於ける性能試験、高温引張り強
さ（第１図）、高温耐力（第２図）、高温伸び（第３
図）を比較した数値を曲線グラフにより示したものであ
る。また、第４図は各合金の代表例について回転曲げ疲
労強度を曲線グラフにて示したものである。
第１図ないし第４図から明らかなように、本発明銅合
金は、現在、鋳型材として使用されているCu−Cr−Zr系
合金（比較例合金２）よりも強度が大きい上に、鋳型の
使用温度である300〜400℃で伸びが大きく、強度と靱性
を備えた材料であり、また同系の材料である先発明合金
（比較例合金１）と比較しても、本発明の目的である高
温強度、高温伸び、特に疲労強度に優れていることが分
かる。
金は、現在、鋳型材として使用されているCu−Cr−Zr系
合金（比較例合金２）よりも強度が大きい上に、鋳型の
使用温度である300〜400℃で伸びが大きく、強度と靱性
を備えた材料であり、また同系の材料である先発明合金
（比較例合金１）と比較しても、本発明の目的である高
温強度、高温伸び、特に疲労強度に優れていることが分
かる。
以上のように、本発明の銅合金は、高温における強度
と伸びが一層向上しており、特に疲労強度が高く、鋼等
の連続鋳造における鋳型材料として最適の特性を具備し
ているものである。
と伸びが一層向上しており、特に疲労強度が高く、鋼等
の連続鋳造における鋳型材料として最適の特性を具備し
ているものである。
第１図ないし第３図は、本発明に係る実施例合金と比較
例合金とについて、各々、高温引張り強さ、高温耐力、
高温伸びを比較した曲線グラフである。 また第４図は上記各合金について、回転曲げ疲労強度を
比較した曲線グラフである。
例合金とについて、各々、高温引張り強さ、高温耐力、
高温伸びを比較した曲線グラフである。 また第４図は上記各合金について、回転曲げ疲労強度を
比較した曲線グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 孝行 富山県中新川郡立山町西芦原新１番地の １ 中越合金鋳工株式会社内 (72)発明者 石金 良一 富山県中新川郡立山町西芦原新１番地の １ 中越合金鋳工株式会社内 (72)発明者 矢後 亘 富山県中新川郡立山町西芦原新１番地の １ 中越合金鋳工株式会社内 (56)参考文献 特公 昭63−3940（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−17891（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 9/00 - 9/10 B22D 11/04
Claims (1)
- 【請求項１】重量比で、Ni:0.2〜2.0％、Be:0.05〜0.5
％、Zr:0.61〜1.5％、Mg:0.01〜0.1％、残部Cu及び不可
避不純物からなる組成を有することを特徴とする析出硬
化型連続鋳造用鋳型材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320134A JP2869076B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 析出硬化型連続鋳造用鋳型材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320134A JP2869076B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 析出硬化型連続鋳造用鋳型材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02166248A JPH02166248A (ja) | 1990-06-26 |
| JP2869076B2 true JP2869076B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=18118086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320134A Expired - Lifetime JP2869076B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 析出硬化型連続鋳造用鋳型材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869076B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10018504A1 (de) * | 2000-04-14 | 2001-10-18 | Sms Demag Ag | Verwendung einer aushärtbaren Kupferlegierung für Kokillen |
| TW590822B (en) * | 2001-11-21 | 2004-06-11 | Km Europa Metal Ag | Casting-roller for a two-roller-casting equipment and its manufacturing method |
| DE10156925A1 (de) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | Km Europa Metal Ag | Aushärtbare Kupferlegierung als Werkstoff zur Herstellung von Giessformen |
| DE10206597A1 (de) * | 2002-02-15 | 2003-08-28 | Km Europa Metal Ag | Aushärtbare Kupferlegierung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117891A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-25 | ロザイ工業株式会社 | 回転式連続加熱炉 |
| JPH0696271B2 (ja) * | 1986-06-23 | 1994-11-30 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ滑り止め装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63320134A patent/JP2869076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02166248A (ja) | 1990-06-26 |
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