JPH0626754B2 - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は連続鋳造用鋳型に関し、さらに詳しくは、銅ま
たは銅合金の鋳型内面に高度の耐摩耗性を有するめっき
層を設けた連続鋳造用鋳型に関するものである。

［従来技術］ 従来、鉄鋼用連続鋳造用鋳型には一般に熱伝導性の良好
な銅または銅合金が使用されている。

しかし、銅または銅合金よりなる鋳型内面は高温の溶鋼
と接するため、激しい損傷を受け、短時間に使用寿命の
限界に達するという問題があった。

この問題を解決するために、いままでは連続鋳造用鋳型
内面と溶鋼との間に、ガラス質パウダー等の潤滑剤を介
在させて鋳型と溶鋼が直接に接することがないようにし
ていた。

また、鋳型内面には種々のめっきを施して、耐熱性、耐
摩耗性を向上させることが行なわれており、例えば、特
公昭５２−０５０７３４号公報に、連続鋳造用鋳型内面
に第１層としてニッケルおよびコバルトの１種または１
種からなるめっき層、第２層として燐および硼素の１種
または２種を含むニッケルめっき層さらに第３層として
クロムめっき層を施した連続鋳造用鋳型が提案されてお
り、或いは、特開昭５７−０８５６５０号公報に、連続
鋳造用鋳型の内面に第１層として燐および硼素の１種ま
たは２種を含むニッケル層、第２層としてクロムめっき
層を施した連続鋳造用鋳型が提案されている。

このような提案により、長く使用できる連続鋳造用鋳型
が開発され、長時間の連続鋳造の操業が可能となった。

また、近年連続鋳造用鋳型内面の溶鋼を攪拌するため
に、電磁攪拌法が用いられるようになり、そして、この
攪拌効率を上昇させるため電気伝導率の比較的に低い銅
合金を使用するようになってきたが、一般的に電気伝導
率の低い素材は熱伝導率も低く、この素材、即ち、銅合
金を用いた鋳型は銅鋳型に比べて鋳型内面の温度が高く
なり、より高度な耐熱性が要求される そして、この耐熱性の要求に対しては、上記に説明した
ように鋳型内面に燐含有ニッケル合金めっき層、クロム
めっき層を順次施すことは、鋳型の寿命を延長するため
には有効な技術の一つであると考えられる。

しかして、この燐含有ニッケル合金めっき層とクロムめ
っき層からなる多層めっきを施す場合、連続鋳造用鋳型
の素材と燐含有ニッケル合金めっき層およびニッケルお
よび燐の合金めっき層とクロムめっき層との間の充分な
密着性が必要となる。

この素材と燐含有ニッケル合金めっき層との間の密着性
を向上させるためには、熱処理を行い、拡散層を形成さ
せる方法がある。しかし、この方法は、燐含有ニッケル
の合金めっき層とクロムめっき層との密着性は改善され
ない。また、燐含有ニッケル合金めっき層を施した後、
酸洗いにより燐含有ニッケル合金めっき層の酸化皮膜を
除去し、クロムめっき層を施す方法ではその密着性が不
充分であることがわかった。

その他、燐含有ニッケル合金めっき層を研摩して表面の
酸化皮膜を除去し、適度の粗度を付与した後、クロムめ
っき層を施す方法があるが、連続鋳造用鋳型を生産する
上においては能率的ではない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記に説明したような従来技術の種々の問題点
に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、検討を重ねた結
果、連続鋳造用鋳型の内面が優れた耐熱性および耐摩耗
性を有する連続鋳造用鋳型を開発したのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る連続鋳造用鋳型の特徴とするところは、銅
または銅合金から構成された鋳型の内面に、燐含有ニッ
ケル合金めっき層を設け、その上に厚さ0.3μｍ以上の
コバルトめっき層を設け、さらに、その上にクロムめつ
き層を設けたことにある。

本発明に係る連続鋳造用鋳型について以下詳細に説明す
る。

本発明に係る連続鋳造用鋳型においては、鋳型内面に、
第１層の燐含有ニッケル合金めっき層と第３層のクロム
めっき層との間に、ニッケルおよびクロムの両方の金属
と固溶体を形成する金属であるコバルトのめっき層の第
２層を介在させ、第１層、第２層および第３層のめっき
層間の密着性を大きく向上させたものである。

この場合、第２層のコバルトめっき層の厚さを0.3μｍ
以上としたのは、電流分布の複雑な連続鋳造用鋳型の内
面において、めっき層の厚さの非常に薄い部分ができる
ことがあるので、密着性の改善の不充分になることを避
けるためである。

しかして、クロムめっきは、第１図に示すように高温で
軟化するのに対して、燐含有ニッケル合金めっきは、第
２図に示すように３５０℃以上４００℃以下の温度で硬
化する傾向にあり、これら多層めっきすることにより高
温条件で高い硬度を得られるからである。

また。クロムめっき層を最表面に設けるのは、融点が１
８９０℃と燐含有ニッケル合金めっきの融点８９０℃に
比べて高く、溶鋼が付着しにくいからである。

なお、第１層の燐含有ニッケル合金の燐含有量は、従来
と同程度の３〜１５ｗｔ％であることが望ましい。

［実施例］ 本発明に係る連続鋳造用鋳型の実施例を説明する。

実施例 銅板上に、第１表に示した６種類のめっきを、第２表に
示す条件により施し、第３表に示した各種の試験方法に
よりめっきの密着性、耐摩耗性等を評価した。

第４図にその結果を示す。

この第４表から次のことが明らかである。

Ａ・表面硬度はいずれのめっきを施した試験片において
も、略同じ値を示した。

しかし、Ｂ・ジェット式噴射摩耗試験の結果、摩耗時間
はNo.２〜No.６の燐含有ニッケル合金めっき層とクロム
めっき層の間にコバルトめっき層を施した試験片では、
No.１のコバルトめっき層を施さない試験片に対して大
きな値を示し、特に、コバルトめっき層を0.3μｍ以上
の厚さに施した試験片は摩耗時間が大きく延長してい
る。

また、Ｃ・曲げ試験（９０°往復曲げ試験）において
は、No.１の試験片だけに燐含有ニッケル合金めっき層
とクロムめっき層の間でわずかな剥離が見られた。

特に、Ｂ・ジェット式噴射摩耗試験の結果によると、燐
含有ニッケル合金めっき層とクロムめっき層の間にコバ
ルトめっき層を設けることにより（0.3μｍ以上の厚
さ）、めっき層全体の厚さは殆ど変化がないのに、摩耗
時間が大きく延長していることがわかる。このことは、
燐含有ニッケル合金めっき層とクロムめっき層の間にコ
バルトめっき層を設けることにより、燐含有ニッケル合
金めっき層とクロムめっき層の間の密着性が大きく強化
されたことを示している。

実施例２ 燐脱酸銅からなる連続鋳造用鋳型（１３４mm×１３４m
m，肉厚８mm，長さ８００mm）の内面以外の部分をビニ
ル系塗料によりマスキングした鋳型を２本用意し、電解
脱脂、酸洗いを行った後、第１表に示すNo.１とNo.３の
試験片と同様にめっきを施した後、この２本の鋳型を用
いて実際に角型ビレットを鋳造した。

連続鋳造用鋳型の内面に施した多層めっきが剥離または
摩耗して、鋳型材料である脱酸銅が露出するまでのする
までのチャージ数により鋳型ま寿命を測定した。

結果は、No.１のめっきを施した連続鋳造用鋳型の寿命
が２００〜３００チャージであるのに、本発明に係る連
続鋳造用鋳型のNo.３は４５０チャージを経過しても、
めっきの剥離、摩耗による素材の露出は見られなかっ
た。

［発明の効果］ 以上説明したように、本考案に係る連続鋳造用鋳型は上
記の構成であるから、連続鋳造用鋳型の内面に高度に密
着性の良好な多層めっきが施されていることにより、鋳
型内面の耐熱性、耐摩耗性が著しく向上し、鋳型の使用
期間を従来の連続鋳造用鋳型に比べて２倍以上に延長さ
せることができるという優れた効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はクロムめっき層の表面硬度の熱処理温度に対す
る依存性を示す図、第２図は燐含有ニッケル合金めっき
層の表面硬度の熱処理温度に対する依存性を示す図であ
る。なお、第１図、第２図共に熱処理時間は１時間であ
る。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−74252（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−85650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−141363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−52829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−177855（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅または銅合金から構成された鋳型の内面
   に、燐含有ニッケル合金めっき層を設け、その上に厚さ
   0.3μｍ以上のコバルトめっき層を設け、さらに、その
   上にクロムめっき層を設けたことを特徴とする連続鋳造
   用鋳型。