JPH04157181A - ２硼化物をコーティングした黒鉛製るつぼ又は鋳型 - Google Patents
２硼化物をコーティングした黒鉛製るつぼ又は鋳型Info
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- JPH04157181A JPH04157181A JP28122490A JP28122490A JPH04157181A JP H04157181 A JPH04157181 A JP H04157181A JP 28122490 A JP28122490 A JP 28122490A JP 28122490 A JP28122490 A JP 28122490A JP H04157181 A JPH04157181 A JP H04157181A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高品位の溶融金属又は鋳塊が得られる、２硼
化物をコーティングした黒鉛製るつぼ又は鋳型に関する
。
化物をコーティングした黒鉛製るつぼ又は鋳型に関する
。
黒鉛はＡ Ｉｔ ｚ ＯｓやＭｇＯ等のセラミックスと
較べて熱伝導性に優れている為、るつぼ材料として用い
た場合は、溶解速度が速く、又鋳型材料として用いた場
合は溶融金属又は凝固層からの熱抽出が均一になされて
高品質の鋳塊が得られるという利点がある。
較べて熱伝導性に優れている為、るつぼ材料として用い
た場合は、溶解速度が速く、又鋳型材料として用いた場
合は溶融金属又は凝固層からの熱抽出が均一になされて
高品質の鋳塊が得られるという利点がある。
しかしながら、黒鉛製るつぼにより溶解保持した溶融金
属中には、るつぼから炭素が大量に溶出する上、この炭
素は溶融金属中のＣｒ、 Ｔｉ 、 Ｎｉ 。
属中には、るつぼから炭素が大量に溶出する上、この炭
素は溶融金属中のＣｒ、 Ｔｉ 、 Ｎｉ 。
Ｚｒ、Ｎｂ等と反応して上記金属を消失させるという問
題があり、又黒鉛は、大気中では約４００℃以上の温度
で、不活性ガス雰囲気もしくは真空下でも２２００°Ｃ
以上の温度で酸化損耗が顕著となる欠点を有し、高温強
度、熱伝導性、溶融金属との濡れ性等に優れる黒鉛固有
の特性が十分に生かし切れず、例えば黒鉛製鋳型には、
鋳型内面が経時的に酸化損耗して製出鋳塊の鋳肌が次第
に劣化するという問題があった。
題があり、又黒鉛は、大気中では約４００℃以上の温度
で、不活性ガス雰囲気もしくは真空下でも２２００°Ｃ
以上の温度で酸化損耗が顕著となる欠点を有し、高温強
度、熱伝導性、溶融金属との濡れ性等に優れる黒鉛固有
の特性が十分に生かし切れず、例えば黒鉛製鋳型には、
鋳型内面が経時的に酸化損耗して製出鋳塊の鋳肌が次第
に劣化するという問題があった。
このようなことから、黒鉛製るつぼ又は黒鉛製鋳型には
、／１．Ｏ，やＭｇＯ等のセラミックスをコーティング
して用いる方法がそれぞれ実用又は提案されているが、
これらの酸化物は密着性に劣る為、溶融又は鋳造中に剥
離して、るつぼにあっては、るつぼからの炭素の混入を
防止し得す、又鋳型にあっては、鋳造中コーティング材
が局部的に剥離して鋳肌不良を助長するという問題があ
った。
、／１．Ｏ，やＭｇＯ等のセラミックスをコーティング
して用いる方法がそれぞれ実用又は提案されているが、
これらの酸化物は密着性に劣る為、溶融又は鋳造中に剥
離して、るつぼにあっては、るつぼからの炭素の混入を
防止し得す、又鋳型にあっては、鋳造中コーティング材
が局部的に剥離して鋳肌不良を助長するという問題があ
った。
又最近、熱伝導性が比較的良く、高温に耐えるセラミッ
クスとしてＴ ｉ Ｂ ｚの焼結体をるつぼもしくは鋳
型に使用することが試みられているが、大型焼結材の製
造が困難な為、又黒鉛よりも熱伝導性が著しく劣る為、
るつぼに使用する場合は、サイズ的に使用できず、使用
できても黒鉛に較べると溶解速度が遅い等の問題があり
、又鋳型に使用する場合は、溶融金属又は凝固層からの
熱抽出が均一になされない為、鋳造速度が制限されると
いうような問題があった。
クスとしてＴ ｉ Ｂ ｚの焼結体をるつぼもしくは鋳
型に使用することが試みられているが、大型焼結材の製
造が困難な為、又黒鉛よりも熱伝導性が著しく劣る為、
るつぼに使用する場合は、サイズ的に使用できず、使用
できても黒鉛に較べると溶解速度が遅い等の問題があり
、又鋳型に使用する場合は、溶融金属又は凝固層からの
熱抽出が均一になされない為、鋳造速度が制限されると
いうような問題があった。
本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究を行った結果、２硼
化物が黒鉛との密着性に優れていることを知見し、又２
硼化物は黒鉛及び溶融金属と非反応性であることを確認
して、更に研究を進めて本発明を完成するに到ったもの
である。
化物が黒鉛との密着性に優れていることを知見し、又２
硼化物は黒鉛及び溶融金属と非反応性であることを確認
して、更に研究を進めて本発明を完成するに到ったもの
である。
即ち、本発明は、ＭＢ２の化学式（式中Ｍは金属元素、
Ｂは硼素）で示される２硼化物が、黒鉛製るつぼ又は鋳
型の少なくとも溶融金属又は凝固層が接する面にコーテ
ィングされていることを特徴とする黒鉛製るつぼ又は鋳
型である。
Ｂは硼素）で示される２硼化物が、黒鉛製るつぼ又は鋳
型の少なくとも溶融金属又は凝固層が接する面にコーテ
ィングされていることを特徴とする黒鉛製るつぼ又は鋳
型である。
本発明において、黒鉛製るつぼ又は鋳型にコーティング
する２硼化物としては、Ａ Ｉ Ｂ ２＋ Ｔ ｉ Ｂ
！＋Ｚ ｒ Ｂ、ＶＢｚ、Ｎ ｂ Ｂ、、Ｔａ Ｂ、
Ｃｒ Ｂ２．Ｍｏ Ｂｚ＋Ｕ Ｂ ｚ等である。
する２硼化物としては、Ａ Ｉ Ｂ ２＋ Ｔ ｉ Ｂ
！＋Ｚ ｒ Ｂ、ＶＢｚ、Ｎ ｂ Ｂ、、Ｔａ Ｂ、
Ｃｒ Ｂ２．Ｍｏ Ｂｚ＋Ｕ Ｂ ｚ等である。
而して、上記の如き２硼化物を黒鉛製るつぼ又は鋳型に
コーティングする方法としては、従来より行われている
、焼付法、即ち上記２硼化物を水等に懸濁させて、これ
を所定温度に加熱したるつぼ又は鋳型に塗布して被覆す
る方法が主に用いられるが、イオンブレーティング、Ｐ
ＶＤ、ＣＶＤ等の方法によっても差支えない。
コーティングする方法としては、従来より行われている
、焼付法、即ち上記２硼化物を水等に懸濁させて、これ
を所定温度に加熱したるつぼ又は鋳型に塗布して被覆す
る方法が主に用いられるが、イオンブレーティング、Ｐ
ＶＤ、ＣＶＤ等の方法によっても差支えない。
又コーティングする２硼化物は一種類に限らず複数の種
類を混合して、又は交互に積層してコーティングしても
よい。
類を混合して、又は交互に積層してコーティングしても
よい。
父上記２硼化物のコーティング厚さは特に限定するもの
ではないが、１０−未満の厚さではコーティングのバリ
ヤーとしての作用が十分でなく又４００Ｉｒｍを超える
と熱伝導性が低下するのみならず、コーティング層が剥
離し易くなる為、１０〜４００μの厚さが好ましい。
ではないが、１０−未満の厚さではコーティングのバリ
ヤーとしての作用が十分でなく又４００Ｉｒｍを超える
と熱伝導性が低下するのみならず、コーティング層が剥
離し易くなる為、１０〜４００μの厚さが好ましい。
本発明のるつぼは、通常の重油るつぼ炉やるつぼ形低周
波誘導炉等の任意のるつぼに用いて有効である。又本発
明の鋳型は、連続鋳造装置等の長時間連続して使用する
鋳型に用いて特にその効果が発現される。
波誘導炉等の任意のるつぼに用いて有効である。又本発
明の鋳型は、連続鋳造装置等の長時間連続して使用する
鋳型に用いて特にその効果が発現される。
（作用）
本発明の黒鉛製るつぼ又は鋳型は、黒鉛との密着性に優
れた２硼化物を、少なくともその溶融金属又は鋳造金属
が接する面にコーティングしたものなので、大気中で高
温に加熱してもコーティング層が剥離したすせず、又前
記２硼化物は黒鉛とも又溶融金属とも非反応性の為、本
発明の黒鉛製るつぼは溶融金属を長時間保持しても溶融
金属が炭素等により汚染されるようなことがない。又黒
鉛製鋳型にあっては、長時間鋳造しても鋳型内面のコー
ティング層は均質に且つ平滑に保持され、得られる鋳塊
の鋳肌は良好なものとなる。
れた２硼化物を、少なくともその溶融金属又は鋳造金属
が接する面にコーティングしたものなので、大気中で高
温に加熱してもコーティング層が剥離したすせず、又前
記２硼化物は黒鉛とも又溶融金属とも非反応性の為、本
発明の黒鉛製るつぼは溶融金属を長時間保持しても溶融
金属が炭素等により汚染されるようなことがない。又黒
鉛製鋳型にあっては、長時間鋳造しても鋳型内面のコー
ティング層は均質に且つ平滑に保持され、得られる鋳塊
の鋳肌は良好なものとなる。
尚、本発明において、２硼化物のコーティング層が黒鉛
製るつぼ又は鋳型と良好に密着する理由は、２硼化物の
結晶構造に起因するものと考えられる。即ち、２硼化物
の結晶はＢ元素が六角亀の甲層を形成し、この眉間に金
属元素が配置された構造で、その集合体は積層状態とな
り易く、その結果２硼化物は黒鉛と又は２硼化物量士と
広い面積で接触しあう為と考えられる。
製るつぼ又は鋳型と良好に密着する理由は、２硼化物の
結晶構造に起因するものと考えられる。即ち、２硼化物
の結晶はＢ元素が六角亀の甲層を形成し、この眉間に金
属元素が配置された構造で、その集合体は積層状態とな
り易く、その結果２硼化物は黒鉛と又は２硼化物量士と
広い面積で接触しあう為と考えられる。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１
２硼化物としてＴ ｉＢ ｚ ＋ Ｚ ｒ Ｂ ｚ ＋
Ｎ ｂ Ｂ ｔ ＋ ＣｒＢｔ、又２硼化物以外の硼
化物としてＦｅｚＢ。
Ｎ ｂ Ｂ ｔ ＋ ＣｒＢｔ、又２硼化物以外の硼
化物としてＦｅｚＢ。
Ｎ ｂ ｘ Ｂ ＋ Ｃａ Ｂ ｂ 、又酸化物とし
てＡｌｚＯｘ。
てＡｌｚＯｘ。
ＭｇＯの９種のコーテイング材を焼付法又は蒸着法によ
りコーティングした。
りコーティングした。
焼付法は、コーテイング材をそれぞれ水に懸濁させ、こ
れらを内径８０１１０１．深さ８０ｍｍ、厚さ２０−翔
の、２００°Ｃに加熱した黒鉛製るつぼの内面に刷毛で
繰り返し塗布して行った。又蒸着法はマグネトロンスパ
ッタリング法により行った。
れらを内径８０１１０１．深さ８０ｍｍ、厚さ２０−翔
の、２００°Ｃに加熱した黒鉛製るつぼの内面に刷毛で
繰り返し塗布して行った。又蒸着法はマグネトロンスパ
ッタリング法により行った。
尚、比較の為コーテイング材を何ら塗布しないるつぼも
用意した。
用意した。
このようにして用意した各々のるつぼにＮｉ−５０％Ｔ
ｉ合金を入れ、これを１５００°Ｃに加熱し溶融して２
時間保持した。
ｉ合金を入れ、これを１５００°Ｃに加熱し溶融して２
時間保持した。
しかるのち、上記溶融金属からサンプルを採取して炭素
の定量分析を行った。又加熱溶融保持後のるつぼ内面の
状況を観察した。結果は第１表に示した。
の定量分析を行った。又加熱溶融保持後のるつぼ内面の
状況を観察した。結果は第１表に示した。
第１表より明らかなように、本発明測高（Ｎｃｔｌ〜１
１）は溶融金属中の炭素混入が１０ｐｐ−前後と少なく
、又るつぼ内面は平滑でコーティング層が剥離したよう
な跡は認められず、２硼化物の黒鉛製るつぼへの良好な
密着性が確認された。又湯面上にノロ等の浮上は殆ど認
められなかった。尚、阻４はコーテイング材が厚すぎて
一部剥離した為、又隘１１は薄すぎてコーティング効果
が十分でなく、いずれも炭素が他に較べてやや多めに混
入した。
１）は溶融金属中の炭素混入が１０ｐｐ−前後と少なく
、又るつぼ内面は平滑でコーティング層が剥離したよう
な跡は認められず、２硼化物の黒鉛製るつぼへの良好な
密着性が確認された。又湯面上にノロ等の浮上は殆ど認
められなかった。尚、阻４はコーテイング材が厚すぎて
一部剥離した為、又隘１１は薄すぎてコーティング効果
が十分でなく、いずれも炭素が他に較べてやや多めに混
入した。
これに対し比較測高のＮ０８４〜１９はコーテイング材
が２硼化物でなかった為、コーティング層が局部的に剥
離し、その結果溶融金属中に炭素がかなりの量混入した
。又ＮｆｌＬ２０はるつぼに何らコーティングを施さな
かった為、溶融金属中に炭素が大量に混入した。尚、湯
面上にはＴｉ及びＮｉの炭化物がノロとして多量に浮上
した。
が２硼化物でなかった為、コーティング層が局部的に剥
離し、その結果溶融金属中に炭素がかなりの量混入した
。又ＮｆｌＬ２０はるつぼに何らコーティングを施さな
かった為、溶融金属中に炭素が大量に混入した。尚、湯
面上にはＴｉ及びＮｉの炭化物がノロとして多量に浮上
した。
実施例２
横型連続鋳造装置により、種々の銅合金及びニッケル合
金を４０時間連続鋳造した。
金を４０時間連続鋳造した。
上記横型連続鋳造装置の鋳型には、外径２６■。
内径１０ｓ１１．長さ２００＋ｍｎ＋の円筒状の黒鉛製
鋳型を用い、上記鋳型内面に実施例１で用いたのと同じ
９種のコーテイング材の何れかを、実施例１と同じ方法
でコーティングした。
鋳型を用い、上記鋳型内面に実施例１で用いたのと同じ
９種のコーテイング材の何れかを、実施例１と同じ方法
でコーティングした。
比較の為、何らコーティングを施さない黒鉛製鋳型も用
いた。
いた。
このようにして得られた各々の連続鋳造鋳塊の最終部分
について鋳肌状況を調査した。結果は第２表に示した。
について鋳肌状況を調査した。結果は第２表に示した。
第２表より明らかなように、本発明測高（毘２１〜３１
）の鋳肌は、鋳造開始から４０時間経過後も良好なもの
であった。中でもコーティングをマグネトロンスパッタ
リング法にて行ったものは、極めて良好な鋳肌を呈した
。これはコーティング層が均一厚さに形成された為であ
る。
）の鋳肌は、鋳造開始から４０時間経過後も良好なもの
であった。中でもコーティングをマグネトロンスパッタ
リング法にて行ったものは、極めて良好な鋳肌を呈した
。これはコーティング層が均一厚さに形成された為であ
る。
尚、阻２４はコーティング層が厚すぎて、一部剥離した
為、阻３０はコーティング層が薄すぎてその効果が十分
に発揮されずに、いずれにも鋳造合金によって肌荒が認
められた。
為、阻３０はコーティング層が薄すぎてその効果が十分
に発揮されずに、いずれにも鋳造合金によって肌荒が認
められた。
これに対し、比較測高の隘３２〜３９はいずれも鋳肌に
荒れが生し、合金によっては鋳塊にクランクが発生した
。鋳肌の劣化は毘３２〜３９は鋳造開始３０時間後あた
りから又Ｎｃｈ４０は２０時間後あたりから認められた
。
荒れが生し、合金によっては鋳塊にクランクが発生した
。鋳肌の劣化は毘３２〜３９は鋳造開始３０時間後あた
りから又Ｎｃｈ４０は２０時間後あたりから認められた
。
鋳造終了後の鋳型内面を観察したところ、本発明例の鋳
型は、いずれも２硼化物が良好にコーティングされてい
たが、比較例の阻３２〜３９の場合はコーテイング材が
部分的に剥離しており、又距４０はコーテイング材を塗
布しなかった為、鋳型内面は黒鉛が部分的に剥離し、全
体に凹凸が激しい状態であった。
型は、いずれも２硼化物が良好にコーティングされてい
たが、比較例の阻３２〜３９の場合はコーテイング材が
部分的に剥離しており、又距４０はコーテイング材を塗
布しなかった為、鋳型内面は黒鉛が部分的に剥離し、全
体に凹凸が激しい状態であった。
上記実施例では、コーテイング材の２硼化物にＴ ｉＢ
２．ＺｒＢ、、ＮｂＢ、、ＣｒＢｚを用いた例について
説明したが、他の２硼化物についても同様の効果が得ら
れる。又２硼化物をコーティングする面は溶融金属や凝
固層が接触する面のみならず、るつぼ又は鋳型の全面に
コーティングすることにより、るつぼ又は鋳型の酸化損
耗が一層抑制されて耐久性が更に向上することは言うま
でもない。
２．ＺｒＢ、、ＮｂＢ、、ＣｒＢｚを用いた例について
説明したが、他の２硼化物についても同様の効果が得ら
れる。又２硼化物をコーティングする面は溶融金属や凝
固層が接触する面のみならず、るつぼ又は鋳型の全面に
コーティングすることにより、るつぼ又は鋳型の酸化損
耗が一層抑制されて耐久性が更に向上することは言うま
でもない。
〔効果］
以上述べたように、本発明のるつぼによれば、溶融金属
中への炭素の混入を長時間安定して防止することができ
るので、高品位の溶融金属が得られ、又本発明鋳型によ
れば、鋳造金属の種類を問わず良好な鋳肌の鋳塊を長時
間安定して鋳造することができ、工業上顕著な効果を奏
する。
中への炭素の混入を長時間安定して防止することができ
るので、高品位の溶融金属が得られ、又本発明鋳型によ
れば、鋳造金属の種類を問わず良好な鋳肌の鋳塊を長時
間安定して鋳造することができ、工業上顕著な効果を奏
する。
Claims (2)
- （１）ＭＢ＿２の化学式（式中Ｍは金属元素、Ｂは硼素
）で示される２硼化物が、黒鉛製るつぼ又は鋳型の少な
くとも溶融金属又は凝固層が接する面にコーティングさ
れていることを特徴とする黒鉛製るつぼ又は鋳型。 - （２）コーティング厚さが１０〜４００μｍであること
を特徴とする請求項（１）記載の黒鉛製るつぼ又は鋳型
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28122490A JPH04157181A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | ２硼化物をコーティングした黒鉛製るつぼ又は鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28122490A JPH04157181A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | ２硼化物をコーティングした黒鉛製るつぼ又は鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04157181A true JPH04157181A (ja) | 1992-05-29 |
Family
ID=17636097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28122490A Pending JPH04157181A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | ２硼化物をコーティングした黒鉛製るつぼ又は鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04157181A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007002806A1 (de) | 2007-01-18 | 2008-07-24 | Sms Demag Ag | Kokille mit Beschichtung |
| CN104498872A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高硬度耐磨损的硼化钒涂层及其制备方法 |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP28122490A patent/JPH04157181A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2008086862A1 (de) | 2007-01-18 | 2008-07-24 | Sms Siemag Ag | Kokille mit beschichtung |
| CN104498872A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高硬度耐磨损的硼化钒涂层及其制备方法 |
| CN104498872B (zh) * | 2014-11-14 | 2017-06-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高硬度耐磨损的硼化钒涂层及其制备方法 |
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