JP3073589B2 - 銅合金を連続鋳造するための方法 - Google Patents
銅合金を連続鋳造するための方法Info
- Publication number
- JP3073589B2 JP3073589B2 JP04056027A JP5602792A JP3073589B2 JP 3073589 B2 JP3073589 B2 JP 3073589B2 JP 04056027 A JP04056027 A JP 04056027A JP 5602792 A JP5602792 A JP 5602792A JP 3073589 B2 JP3073589 B2 JP 3073589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- mold
- casting
- tin
- nickel
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 10
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- VRUVRQYVUDCDMT-UHFFFAOYSA-N [Sn].[Ni].[Cu] Chemical compound [Sn].[Ni].[Cu] VRUVRQYVUDCDMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- CLDVQCMGOSGNIW-UHFFFAOYSA-N nickel tin Chemical compound [Ni].[Sn] CLDVQCMGOSGNIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
- B22D11/004—Copper alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/122—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、凝固の間偏析の傾向を
有している銅合金、特に銅−ニッケル−錫−合金から成
る８〜４０ｍｍの直径の肉薄のスラブ或いは丸形ブロッ
クを連続鋳造するための方法に関する。
有している銅合金、特に銅−ニッケル−錫−合金から成
る８〜４０ｍｍの直径の肉薄のスラブ或いは丸形ブロッ
クを連続鋳造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特に、高ニッケル含有量と高錫含有量、
例えば１５％のニッケルと８％の錫を含有する銅−ニッ
ケル−錫−合金は、従来の鋳造方法にあって凝固の間著
しい偏析を形成する傾向を有している。このことは結果
として、結晶粒界において、錫で著しく富化された析出
物を生じる。その上鋳造組織が比較的粗大な結晶粒で占
められ、結晶粒直径がｃｍの範囲にあり、約１００μｍ
のデントライト樹枝の間隔が比較的大きな間隔を有して
いる。これに対して、可能な限り僅かな析出物、小さな
結晶粒直径および僅かなデントライト樹枝間隔を有して
いる可能な限り均質な組織が望ましい。偏析によって誘
起される組成の著しい変動を伴う鋳造組織は、変形によ
り更に加工する以前に、充分に均質化しなければならな
い。約１５％のニッケルと８％の錫を含有している銅−
ニッケル−錫−合金の不都合な鋳造組織のための焼きな
まし時間は約９００℃の温度で行われる均質化処理に例
えば数週間を要する。焼きなまし処理の時間の延長およ
び／または温度の上昇に伴って材料の組織構造が結晶粒
の成長により粗くなることは良く知られている。しか
も、結晶粒の粗大化は、材料の変形可能性を更に悪化さ
せる。
例えば１５％のニッケルと８％の錫を含有する銅−ニッ
ケル−錫−合金は、従来の鋳造方法にあって凝固の間著
しい偏析を形成する傾向を有している。このことは結果
として、結晶粒界において、錫で著しく富化された析出
物を生じる。その上鋳造組織が比較的粗大な結晶粒で占
められ、結晶粒直径がｃｍの範囲にあり、約１００μｍ
のデントライト樹枝の間隔が比較的大きな間隔を有して
いる。これに対して、可能な限り僅かな析出物、小さな
結晶粒直径および僅かなデントライト樹枝間隔を有して
いる可能な限り均質な組織が望ましい。偏析によって誘
起される組成の著しい変動を伴う鋳造組織は、変形によ
り更に加工する以前に、充分に均質化しなければならな
い。約１５％のニッケルと８％の錫を含有している銅−
ニッケル−錫−合金の不都合な鋳造組織のための焼きな
まし時間は約９００℃の温度で行われる均質化処理に例
えば数週間を要する。焼きなまし処理の時間の延長およ
び／または温度の上昇に伴って材料の組織構造が結晶粒
の成長により粗くなることは良く知られている。しか
も、結晶粒の粗大化は、材料の変形可能性を更に悪化さ
せる。
【０００３】銅−ニッケル−錫−合金から成る帯状物を
製造する多数の方法が知られている。これらの公知の方
法にあっては本質的に従来の方法により鋳造された材料
が使用され、この材料は均質化焼きなましの後冷間成形
されるか或いは熱間成形の後先ず均質化され、次いで冷
間成形される。
製造する多数の方法が知られている。これらの公知の方
法にあっては本質的に従来の方法により鋳造された材料
が使用され、この材料は均質化焼きなましの後冷間成形
されるか或いは熱間成形の後先ず均質化され、次いで冷
間成形される。
【０００４】銅−ニッケル−錫−合金から成るスピノダ
ール合金帯状物を製造する他の方法にあっては、商業上
使用し得る製品を得るために、粉末冶金学的な方法が採
用されている（ヨーロッパ特許第 ０ ０７９ ７５５
号参照）。
ール合金帯状物を製造する他の方法にあっては、商業上
使用し得る製品を得るために、粉末冶金学的な方法が採
用されている（ヨーロッパ特許第 ０ ０７９ ７５５
号参照）。
【０００５】鋼の連続鋳造の際、凝固する溶融物を電磁
石の作用により攪拌することは公知である。もちろんこ
の方法は、これまで銅合金の連続鋳造の際適用されてき
たが成果は思わしくなかった。
石の作用により攪拌することは公知である。もちろんこ
の方法は、これまで銅合金の連続鋳造の際適用されてき
たが成果は思わしくなかった。
【０００６】液状の溶融物に対する凝固した金属の導電
性の増大は銅合金にあって鋼材よりも著しく大きい。ス
トランド凝固殻の厚みが大きく、溶融物に対して導電性
が著しく高いことから、ストランド凝固殻による攪拌さ
れる溶融物の攪拌コイルの電磁場に対する極めて強い遮
蔽効果が生じる。ストランド凝固殻が比較的厚いので攪
拌装置を鋳型領域内に設けるのが有利である。しかし、
この際、他の遮蔽効果は、安定性の理由から一般に同様
に３０ｍｍ或いはそれより厚い銅製の鋳型枠によっても
生じる。
性の増大は銅合金にあって鋼材よりも著しく大きい。ス
トランド凝固殻の厚みが大きく、溶融物に対して導電性
が著しく高いことから、ストランド凝固殻による攪拌さ
れる溶融物の攪拌コイルの電磁場に対する極めて強い遮
蔽効果が生じる。ストランド凝固殻が比較的厚いので攪
拌装置を鋳型領域内に設けるのが有利である。しかし、
この際、他の遮蔽効果は、安定性の理由から一般に同様
に３０ｍｍ或いはそれより厚い銅製の鋳型枠によっても
生じる。
【０００７】遮蔽効果を克服するために、溶融物に対し
て著しいエネルギー供給を可能にする、効率の良い電磁
石による攪拌装置が必要であるが、これは根本的には欠
点を招く。
て著しいエネルギー供給を可能にする、効率の良い電磁
石による攪拌装置が必要であるが、これは根本的には欠
点を招く。
【０００８】更に、凝固する溶融物を誘導的に案内する
鋳造方法も知られている。この方法はいわゆる浮遊溶融
法であり、この方法にあっては溶融物は凝固の間、鋳型
壁に接触することなく、磁場によって保持される。この
目的のため例えば、偏平ブロックの水平鋳造もしくはス
トランドの垂直下注ぎ鋳造が行われる。
鋳造方法も知られている。この方法はいわゆる浮遊溶融
法であり、この方法にあっては溶融物は凝固の間、鋳型
壁に接触することなく、磁場によって保持される。この
目的のため例えば、偏平ブロックの水平鋳造もしくはス
トランドの垂直下注ぎ鋳造が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、著しい偏析傾向を有するか、もしくは成形しにく
銅合金、例えば高合金化された銅−ニッケル−錫−合金
を連続的に、かつ経済的に、しかも鋳造連続体を次に帯
状物、ストランド或いは線材に加工する際に困難を伴う
ことがないように製造する方法を提供することである。
題は、著しい偏析傾向を有するか、もしくは成形しにく
銅合金、例えば高合金化された銅−ニッケル−錫−合金
を連続的に、かつ経済的に、しかも鋳造連続体を次に帯
状物、ストランド或いは線材に加工する際に困難を伴う
ことがないように製造する方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、特許請求の範囲の請求項１の特徴部に記載した特徴
により解決される。
り、特許請求の範囲の請求項１の特徴部に記載した特徴
により解決される。
【００１１】本発明による方法の他の有利な構成は請求
項２〜９項に記載した。
項２〜９項に記載した。
【００１２】本発明による方法において使用される鋳型
はほんの数ｍｍの厚みの薄い冷却可能な鋳型壁を備えた
鋳型が使用される。必要とする機械的な安定性を達する
ため、外側鋳型壁はリブ形材で補強されている。鋳型壁
とリブ形材は、攪拌コイルの電磁石的な磁場が比較的僅
かしか遮蔽されないように構成されている。この鋳型の
鋳型空隙部は約３ｍｍの薄いグラフアイトで内張りされ
ており、このグラフアイト内張りは熱導出に対してほん
の僅かな抵抗作用を示すに過ぎない。グラフアイト内張
りは外側において丸味を付されて形成されており、機械
的な固定により冷却された鋳型壁と充分に接触するよう
に取付けられている。鋳型の冷却される外面には３相の
誘導コイルが設けられており、この誘導コイルにより溶
融物は鋳型内部において誘導的に案内される。攪拌方向
は、溶融物が鋳型側面に沿って引取り方向で運動し、か
つ鋳型中央部において逆流し得るように、またこの反対
の経路をとるように選択される。溶融物は鋳型空隙部内
に導入され、次いでこの溶融物は従来の連続鋳造におけ
ると同様に鋳型壁と充分に接触される。溶融物は凝固の
間案内され、凝固したストランドは鋳型の他方の端部か
ら導出される。その際凝固したストランドは鋳型表面に
対して相対的に交互に前進および後退運動しする。その
際前進運動ストロークは後退運動ストロークよりも大き
い。
はほんの数ｍｍの厚みの薄い冷却可能な鋳型壁を備えた
鋳型が使用される。必要とする機械的な安定性を達する
ため、外側鋳型壁はリブ形材で補強されている。鋳型壁
とリブ形材は、攪拌コイルの電磁石的な磁場が比較的僅
かしか遮蔽されないように構成されている。この鋳型の
鋳型空隙部は約３ｍｍの薄いグラフアイトで内張りされ
ており、このグラフアイト内張りは熱導出に対してほん
の僅かな抵抗作用を示すに過ぎない。グラフアイト内張
りは外側において丸味を付されて形成されており、機械
的な固定により冷却された鋳型壁と充分に接触するよう
に取付けられている。鋳型の冷却される外面には３相の
誘導コイルが設けられており、この誘導コイルにより溶
融物は鋳型内部において誘導的に案内される。攪拌方向
は、溶融物が鋳型側面に沿って引取り方向で運動し、か
つ鋳型中央部において逆流し得るように、またこの反対
の経路をとるように選択される。溶融物は鋳型空隙部内
に導入され、次いでこの溶融物は従来の連続鋳造におけ
ると同様に鋳型壁と充分に接触される。溶融物は凝固の
間案内され、凝固したストランドは鋳型の他方の端部か
ら導出される。その際凝固したストランドは鋳型表面に
対して相対的に交互に前進および後退運動しする。その
際前進運動ストロークは後退運動ストロークよりも大き
い。
【００１３】このようにしてこの連続鋳造方法により、
一定の平滑な表面を有する、厚み１４ｍｍのストランド
が０，２５ｍ／分の速度で鋳造される。鋳型壁への充分
な接触と、ストランドの厚みが僅かであることにより、
溶融物がストランドの内部においても比較的迅速に凝固
し、しかもそこにおいて充分な偏析或いは結晶粒増大が
生じることがないと言う良好な冷却条件が達せられる。
ストランドの厚みが僅かであると言うことは本発明によ
る方法にとって重要である。何故なら、銅合金が銅の熱
伝導性の１〜１０％の範囲の僅かな熱伝導性を有してい
るに過ぎないからである。この理由から、ストランド内
部からの熱の導出が幾分妨げられる。ストランドの厚み
が過大である場合これに加えて、ストランド内部におい
て著しい偏析と結晶粒成長が行われると言う危険が生じ
る。
一定の平滑な表面を有する、厚み１４ｍｍのストランド
が０，２５ｍ／分の速度で鋳造される。鋳型壁への充分
な接触と、ストランドの厚みが僅かであることにより、
溶融物がストランドの内部においても比較的迅速に凝固
し、しかもそこにおいて充分な偏析或いは結晶粒増大が
生じることがないと言う良好な冷却条件が達せられる。
ストランドの厚みが僅かであると言うことは本発明によ
る方法にとって重要である。何故なら、銅合金が銅の熱
伝導性の１〜１０％の範囲の僅かな熱伝導性を有してい
るに過ぎないからである。この理由から、ストランド内
部からの熱の導出が幾分妨げられる。ストランドの厚み
が過大である場合これに加えて、ストランド内部におい
て著しい偏析と結晶粒成長が行われると言う危険が生じ
る。
【００１４】ストランドの厚みが８ｍｍ〜４０ｍｍの範
囲である場合、溶融物の充分な攪拌作用と良好な凝固と
の意想外な相互の均整が達せられる。
囲である場合、溶融物の充分な攪拌作用と良好な凝固と
の意想外な相互の均整が達せられる。
【００１５】更に、溶融物の誘導的な攪拌の強度も同様
に重要な意味を有している。攪拌強度が過少である場
合、異芽晶が溶融物内のデンドライトが中断されること
により芽晶形成体として充分に役割を果たさない。攪拌
強度が充分でない結果、次の加工にとって不都合な粗大
結晶粒の組織が生じる。他方攪拌強度が余りに強すぎる
と著しい欠点が生じる。何故ならこのような攪拌はスト
ランド内において誘導される渦流による高いエネルギー
を誘因するからである。
に重要な意味を有している。攪拌強度が過少である場
合、異芽晶が溶融物内のデンドライトが中断されること
により芽晶形成体として充分に役割を果たさない。攪拌
強度が充分でない結果、次の加工にとって不都合な粗大
結晶粒の組織が生じる。他方攪拌強度が余りに強すぎる
と著しい欠点が生じる。何故ならこのような攪拌はスト
ランド内において誘導される渦流による高いエネルギー
を誘因するからである。
【００１６】攪拌強度は、単位時間当たり攪拌機によっ
て鋳造れさる金属にもたらされるエネルギー量によって
表すことが可能である。このエネルギー量は金属試料に
より測定することが可能であり、この金属試料は鋳型内
に導入され、鋳造工程の間鋳型内に導入される金属と同
じ伝導性と立体的な寸法を有している。攪拌コイルが励
起された際、上記の金属は試料内において温度の上昇を
誘起する。その際達せられるエネルギー効率はこの温度
上昇から算出することが可能である。
て鋳造れさる金属にもたらされるエネルギー量によって
表すことが可能である。このエネルギー量は金属試料に
より測定することが可能であり、この金属試料は鋳型内
に導入され、鋳造工程の間鋳型内に導入される金属と同
じ伝導性と立体的な寸法を有している。攪拌コイルが励
起された際、上記の金属は試料内において温度の上昇を
誘起する。その際達せられるエネルギー効率はこの温度
上昇から算出することが可能である。
【００１７】詳細な研究の結果、与えられた攪拌出力が
０，５〜１００Ｗ／cm3 、特に５〜７０Ｗ／cm3 の範囲
である場合、特に良好な結果が得られることが分かっ
た。その際攪拌出力は、−引取り方向で−攪拌コイルの
前方境界と後方境界との間に存在している鋳造される金
属の容量値に関連している。
０，５〜１００Ｗ／cm3 、特に５〜７０Ｗ／cm3 の範囲
である場合、特に良好な結果が得られることが分かっ
た。その際攪拌出力は、−引取り方向で−攪拌コイルの
前方境界と後方境界との間に存在している鋳造される金
属の容量値に関連している。
【００１８】他の重要な判定基準はストランドの引取り
速度とストランドと鋳型壁間の相対運動である。平均引
取り速度は余り低くてはならない。何故ならその際固液
界面が引取り方向と反対方向で鋳型の冷却された領域か
ら移動するからである。熱はこの条件下ではなお直接的
に、即ち既に完全に凝固されたストランドを経て導出さ
れるに過ぎない。これにより冷却速度は減速するが、他
方凝固した鋳造物組織内の析出物と結晶粒の大きさは許
容しがたいほど著しく増大する。
速度とストランドと鋳型壁間の相対運動である。平均引
取り速度は余り低くてはならない。何故ならその際固液
界面が引取り方向と反対方向で鋳型の冷却された領域か
ら移動するからである。熱はこの条件下ではなお直接的
に、即ち既に完全に凝固されたストランドを経て導出さ
れるに過ぎない。これにより冷却速度は減速するが、他
方凝固した鋳造物組織内の析出物と結晶粒の大きさは許
容しがたいほど著しく増大する。
【００１９】他方、平均引取り速度は余り高速であって
はならない。何故ならその際未だ凝固していない溶融物
の湯溜まり床が過大に長くまた狭くなるからである。そ
の際互いに接近する固液界面はストランド内部の粘稠な
溶融物の攪拌速度を制動し、従ってストランドの内部が
殆ど攪拌されずに凝固する。
はならない。何故ならその際未だ凝固していない溶融物
の湯溜まり床が過大に長くまた狭くなるからである。そ
の際互いに接近する固液界面はストランド内部の粘稠な
溶融物の攪拌速度を制動し、従ってストランドの内部が
殆ど攪拌されずに凝固する。
【００２０】従って平均引取り速度は０，０５〜最大
１，３ｍ／分、特に０，２〜０，７ｍｍ／分の範囲でな
ければならない。
１，３ｍ／分、特に０，２〜０，７ｍｍ／分の範囲でな
ければならない。
【００２１】ストランドは一方では連続的に引取られ、
その際鋳型は振動されるされるのが有利である。他方ス
トランドを運動されていな鋳型から『プッシュ−プル』
−方法で引取ることも可能である。しかしその際ストラ
ンドと鋳型との間での相対的な運動が行われるのが重要
である。ストランドは−鋳型に対して相対的に−その都
度周期的に比較的大きな区間前進（送りストローク）さ
せられ、次いで僅かな区間後退（戻りストローク）させ
られる。送りストロークの間ストランド凝固殻は容易に
延び、これにより熱推移が悪化される。
その際鋳型は振動されるされるのが有利である。他方ス
トランドを運動されていな鋳型から『プッシュ−プル』
−方法で引取ることも可能である。しかしその際ストラ
ンドと鋳型との間での相対的な運動が行われるのが重要
である。ストランドは−鋳型に対して相対的に−その都
度周期的に比較的大きな区間前進（送りストローク）さ
せられ、次いで僅かな区間後退（戻りストローク）させ
られる。送りストロークの間ストランド凝固殻は容易に
延び、これにより熱推移が悪化される。
【００２２】これに対して戻しストロークの際はストラ
ンド凝固殻は圧潰され、これによりストランド凝固殻は
鋳型壁に押付けられ、熱推移が良好となる。
ンド凝固殻は圧潰され、これによりストランド凝固殻は
鋳型壁に押付けられ、熱推移が良好となる。
【００２３】更に、均一に微細な結晶粒径と均一な析出
物微細度を有するストランド組織が、送りストロークを
過大に選択しない場合にのみ得られることが分かった。
他方送りストロークを過少に選択してもならない。何故
なら戻しストロークのための遊び余裕が十分に存在して
いなければならないからである。同時に引取り速度の下
限を下回ってはならない。更に振動する鋳型と送られる
ストランドのストローク値は、送りが０，５〜３０ｍｍ
の範囲にあるように選択されなければならない。
物微細度を有するストランド組織が、送りストロークを
過大に選択しない場合にのみ得られることが分かった。
他方送りストロークを過少に選択してもならない。何故
なら戻しストロークのための遊び余裕が十分に存在して
いなければならないからである。同時に引取り速度の下
限を下回ってはならない。更に振動する鋳型と送られる
ストランドのストローク値は、送りが０，５〜３０ｍｍ
の範囲にあるように選択されなければならない。
【００２４】以下に実施例につき本発明を詳しく説明す
る。
る。
【００２５】
【実施例】硬化可能な銅−クローム−ジルコニウム−合
金から成る、鋳型空隙部が３ｍｍの厚さのグラフアイト
板で内張りされている極めて薄肉の連続鋳造鋳型を用い
て、１５％ニッケルと８％錫とから成る銅−ニッケル−
錫−合金から成る薄肉スラブを連続的に鋳造した。スラ
ブは１４ｍｍの厚みと８０ｍｍの幅であった。鋳造速度
は約０，２５ｍ／分であり、鋳型空隙部の断面における
平均攪拌率を２０〜３０ｗ／cm3 に調節した。 鋳造ス
トランドの縦形試料（図１）でマクロ組織が示されてい
る。この縦形試料から鋳造ストランドが全断面にわたっ
て均一なかつ極端に微細結晶粒の組織を有しているのが
認められる。最大の結晶粒度は０，０５ｍｍである。
金から成る、鋳型空隙部が３ｍｍの厚さのグラフアイト
板で内張りされている極めて薄肉の連続鋳造鋳型を用い
て、１５％ニッケルと８％錫とから成る銅−ニッケル−
錫−合金から成る薄肉スラブを連続的に鋳造した。スラ
ブは１４ｍｍの厚みと８０ｍｍの幅であった。鋳造速度
は約０，２５ｍ／分であり、鋳型空隙部の断面における
平均攪拌率を２０〜３０ｗ／cm3 に調節した。 鋳造ス
トランドの縦形試料（図１）でマクロ組織が示されてい
る。この縦形試料から鋳造ストランドが全断面にわたっ
て均一なかつ極端に微細結晶粒の組織を有しているのが
認められる。最大の結晶粒度は０，０５ｍｍである。
【００２６】図２には他の縦形試料を示した。図１に比
較して、溶融物が電磁石作用の下に案内されていない相
当する銅合金のストランドの組織を示した。この組織の
結晶粒径は数ｍｍである。
較して、溶融物が電磁石作用の下に案内されていない相
当する銅合金のストランドの組織を示した。この組織の
結晶粒径は数ｍｍである。
【００２７】本発明による方法で鋳造したストランド
は、均質化処理することなく表面を切削した後７０〜８
０％が割れを伴うことなく冷間加工することができた。
熱間成形を同様に短時間の均質化処理の後８００〜８５
０℃で行った。
は、均質化処理することなく表面を切削した後７０〜８
０％が割れを伴うことなく冷間加工することができた。
熱間成形を同様に短時間の均質化処理の後８００〜８５
０℃で行った。
【００２８】冷間成形と適当な熱処理の後、厚さ０，５
ｍｍの帯状物にあっては以下の特性が得られた。
ｍｍの帯状物にあっては以下の特性が得られた。
【００２９】 引張り強度 １２１７ Ｎ／mm2 ０，２−延び限界 １１６２ Ｎ／mm2 延び ６ ％ ロックウエル硬度 （３０Ｎ） ６１ 結晶粒径 ０，００５〜０，０１ ｍｍ これに対して長時間の均質化処理の後でも、図２に示し
た鋳造ストランドは僅かな冷間成形と熱間成形を許容す
るに過ぎなかった。何故なら著しい割れ形成が表面、特
に鋳造品縁部において生じ、その際この割れが古い結晶
粒界に沿って走るからである。
た鋳造ストランドは僅かな冷間成形と熱間成形を許容す
るに過ぎなかった。何故なら著しい割れ形成が表面、特
に鋳造品縁部において生じ、その際この割れが古い結晶
粒界に沿って走るからである。
【００３０】
【発明の効果】本発明による連続鋳造方法により、例え
ば極端に微細な結晶粒の組織を有している鋳造された銅
−ニッケル−錫−ストランドを造ることが可能である。
縦形試料における個々結晶粒は肉眼ではもはや認めるこ
とは不可能である。好都合な凝固条件により析出物も極
めて小さくかつ微細に分布されている。従って、鋳造ス
トランドは容易に二次加工可能である。
ば極端に微細な結晶粒の組織を有している鋳造された銅
−ニッケル−錫−ストランドを造ることが可能である。
縦形試料における個々結晶粒は肉眼ではもはや認めるこ
とは不可能である。好都合な凝固条件により析出物も極
めて小さくかつ微細に分布されている。従って、鋳造ス
トランドは容易に二次加工可能である。
【図１】電磁石の作用の下に案内されて鋳造された銅−
ニッケル−錫−合金ストランドの金属組織図である。
ニッケル−錫−合金ストランドの金属組織図である。
【図２】電磁石の作用の下に案内されずに鋳造された銅
−ニッケル−錫−合金ストランドの金属組織図である。
−ニッケル−錫−合金ストランドの金属組織図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 27/02 Ｂ２２Ｄ 27/02 Ｗ Ｃ２２Ｃ 1/02 ５０３ Ｃ２２Ｃ 1/02 ５０３Ｂ 9/02 9/02 9/06 9/06 (56)参考文献 特開 昭64−40152（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−149323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−87244（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−503482（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開379042（ＥＰ，Ａ ２) 欧州特許出願公開238844（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/115 B22D 11/00 B22D 11/059 110 B22D 11/16 105 B22D 11/20 B22D 27/02 C22C 1/02 503 C22C 9/02 C22C 9/06
Claims (9)
- 【請求項１】 凝固の間偏析の傾向を有している銅合
金、特に銅−ニッケル−錫−合金から成る８〜４０ｍｍ
の直径の肉薄のスラブ或いは丸形ブロックを連続鋳造す
るための方法において、鋳型内の溶融物を電磁石の作用
により案内し、この際攪拌コイルの寸法を溶融物内にお
ける攪拌率が約０，５〜１００Ｗ／cm3になるように設
定し、かつ鋳造連続体の引取り速度を０，０５〜１，３
ｍ／分に設定することを特徴とする銅合金を連続鋳造す
るための方法。 - 【請求項２】 攪拌率を５〜７０Ｗ／cm3 とし、鋳造連
続体の引取り速度が０，２〜０，７ｍ／分とすることを
特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 鋳造連続体の鋳型に対する相対的な運動
を０，５〜３０ｍｍの範囲の鋳造連続体の送りで行い、
その際鋳造連続体を間欠的に或いは『プッシュ−プル』
−方法で引取ることを特徴とする請求項１或いは２の方
法。 - 【請求項４】 振動鋳型を使用し、その際鋳型運動のス
トロークを０，５〜３０ｍｍの範囲とすることを特徴と
する請求項１或いは２の方法。 - 【請求項５】 鋳造連続体を鋳型からの抜出しの際に直
接付加的に冷却することを特徴とする請求項１から４ま
でのいずれか一つの方法。 - 【請求項６】 鋳型の鋳型空隙部をグラフアイトで内張
りすることを特徴とする請求項１から５までのいずれか
一つの方法。 - 【請求項７】 銅を基礎とする合金が２〜４０％のニッ
ケルと２〜１８％の錫、僅かな脱酸添加物と加工添加物
並びに場合によって含有される不純物を含む銅の残分と
から成ることを特徴とする請求項１から６までのいずれ
か一つの方法。 - 【請求項８】 銅を基礎とする合金が５〜１８％の錫、
僅かな脱酸添加物と加工添加物並びに場合によって含有
される不純物を含む銅の残分とから成ることを特徴とす
る請求項１から６までのいずれか一つの方法。 - 【請求項９】 銅を基礎とする合金が鉄、コバルト、マ
ンガン、亜鉛、ジルコニウム、クローム、モリブデン、
ニオブから成る群の少なくとも一つの元素を付加的に最
高１％まで含んでいることを特徴とする請求項７或いは
８に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4103963A DE4103963A1 (de) | 1991-02-09 | 1991-02-09 | Verfahren zum kontinuierlichen stranggiessen von kupferlegierungen |
| DE4103963.7 | 1991-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07164109A JPH07164109A (ja) | 1995-06-27 |
| JP3073589B2 true JP3073589B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=6424723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04056027A Expired - Fee Related JP3073589B2 (ja) | 1991-02-09 | 1992-02-07 | 銅合金を連続鋳造するための方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5265666A (ja) |
| EP (1) | EP0499117B1 (ja) |
| JP (1) | JP3073589B2 (ja) |
| AT (1) | ATE126109T1 (ja) |
| CA (1) | CA2060860C (ja) |
| DE (2) | DE4103963A1 (ja) |
| ES (1) | ES2076571T3 (ja) |
| FI (1) | FI97109C (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19843290A1 (de) * | 1998-09-22 | 2000-03-23 | Km Europa Metal Ag | Verfahren zur Lokalisierung von Elementkonzentrationen in einem Gußstrang und Vorrichtung des Verfahrens |
| DE102006027844B4 (de) * | 2005-06-22 | 2019-10-31 | Wieland-Werke Ag | Kupferlegierung auf der Basis von Kupfer und Zinn |
| DE102012013817A1 (de) * | 2012-07-12 | 2014-01-16 | Wieland-Werke Ag | Formteile aus korrosionsbeständigen Kupferlegierungen |
| ES2619840B1 (es) * | 2017-03-31 | 2018-01-09 | La Farga Lacambra, S.A.U. | Agitador electromagnético para uso en sistemas de colada continua vertical, y uso del mismo |
| CN108453222B (zh) * | 2018-03-12 | 2019-11-05 | 东北大学 | 一种铜基弹性合金薄带的减量化制备方法 |
| CN110885938B (zh) * | 2019-12-04 | 2021-06-01 | 中色奥博特铜铝业有限公司 | 一种5G通讯用Cu-Ni-Sn合金带箔材及其制备方法 |
| CN116411202A (zh) * | 2021-12-29 | 2023-07-11 | 无锡市蓝格林金属材料科技有限公司 | 一种铜锡合金线材及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH650429A5 (de) * | 1980-10-30 | 1985-07-31 | Concast Holding Ag | Verfahren zum stranggiessen von stahl, insbesondere von brammen. |
| JPS57149052A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-14 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Method and device for continuous casting of metal |
| US4373970A (en) * | 1981-11-13 | 1983-02-15 | Pfizer Inc. | Copper base spinodal alloy strip and process for its preparation |
| KR950014347B1 (ko) * | 1986-02-27 | 1995-11-25 | 에스 엠 에스 슐레만-지이마크 악티엔게젤샤프트 | 강대주조공장에 있어서의 주조방법 및 장치 |
| JPH01166868A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-06-30 | Chuetsu Gokin Chuko Kk | 連続鋳造装置 |
| CH678026A5 (ja) * | 1989-01-19 | 1991-07-31 | Concast Standard Ag |
-
1991
- 1991-02-09 DE DE4103963A patent/DE4103963A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-02-04 EP EP92101770A patent/EP0499117B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-02-04 AT AT92101770T patent/ATE126109T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-02-04 DE DE59203148T patent/DE59203148D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-02-04 ES ES92101770T patent/ES2076571T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-02-07 FI FI920521A patent/FI97109C/fi not_active IP Right Cessation
- 1992-02-07 JP JP04056027A patent/JP3073589B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-02-07 CA CA002060860A patent/CA2060860C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-02-10 US US07/832,923 patent/US5265666A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0499117A3 (en) | 1992-09-30 |
| FI97109C (fi) | 1996-10-25 |
| EP0499117A2 (de) | 1992-08-19 |
| JPH07164109A (ja) | 1995-06-27 |
| US5265666A (en) | 1993-11-30 |
| FI920521A0 (fi) | 1992-02-07 |
| ES2076571T3 (es) | 1995-11-01 |
| CA2060860A1 (en) | 1992-08-10 |
| DE4103963A1 (de) | 1992-08-13 |
| ATE126109T1 (de) | 1995-08-15 |
| DE59203148D1 (de) | 1995-09-14 |
| FI920521A (fi) | 1992-08-10 |
| EP0499117B1 (de) | 1995-08-09 |
| CA2060860C (en) | 1998-06-23 |
| FI97109B (fi) | 1996-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4434837A (en) | Process and apparatus for making thixotropic metal slurries | |
| EP0069270B1 (en) | Process and apparatus having improved efficiency for producing a semi-solid slurry | |
| KR100921311B1 (ko) | 구리 합금 개질용 마스터 합금을 이용한 개질 구리 합금의 주조 방법 | |
| Fan et al. | Microstructure and mechanical properties of rheo-diecast AZ91D magnesium alloy | |
| KR20170120619A (ko) | 초음파 입자 미세화 | |
| US4457355A (en) | Apparatus and a method for making thixotropic metal slurries | |
| EP1515814B1 (en) | Process for injection molding semi-solid alloys | |
| JP3073589B2 (ja) | 銅合金を連続鋳造するための方法 | |
| JP5182773B2 (ja) | 銅合金を製造するセミソリッド鋳造方法 | |
| JP3246363B2 (ja) | 半溶融金属の成形方法 | |
| US7201210B2 (en) | Casting of aluminum based wrought alloys and aluminum based casting alloys | |
| US5553660A (en) | Method for continuously casting copper alloys | |
| CN1058532C (zh) | 一种可淬火的铜合金的应用 | |
| Dock-Young et al. | Effects of casting speed on microstructure and segregation of electro-magnetically stirred aluminum alloy in continuous casting process | |
| CN104694782B (zh) | 一种高强高韧耐磨挤压锌合金的制备方法 | |
| JP7135556B2 (ja) | チタン鋳塊の製造方法 | |
| JP3096176B2 (ja) | 白鋳鉄の固液共存域ダイカスト法 | |
| US3290742A (en) | Grain refining process | |
| JP3712338B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 | |
| Ashrafizadeh et al. | Solidification structures and mechanical properties of Zn–27Al alloy cast in metal moulds | |
| Jones et al. | Microstructural evolution in intensively melt sheared direct chill cast Al-alloys | |
| JPS63149056A (ja) | 非鉄金属の連続鋳造方法 | |
| Adam et al. | Net shape forming of electromagnetically elaborated semisolid metal matrix composites | |
| Wang et al. | Rheomolding--A one-step process for producing semi-solid metal castings with lowest porosity | |
| GB2156855A (en) | Alloying process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000425 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |