JPH07113133B2

JPH07113133B2 - 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金

Info

Publication number: JPH07113133B2
Application number: JP61024537A
Authority: JP
Inventors: 英俊阿久津
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPS62182238A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、通常の無底式連続鋳造鋳型や、アモルファ
ス合金薄帯製造用冷却ロールのような、特に、溶湯と直
接接触するロール鋳型などとして用いるのに適した連続
鋳造鋳型用Cu合金に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般に、上記の無底式連続鋳造鋳型や、アモルフ
ァス合金薄帯製造用冷却ロール鋳型などの製造には、純
銅や、Ag:0.1％（重量％、以下％の表示は重量％を意味
する）含有の低合金銅、さらにSn:0.1％含有の低合金銅
などが使用されているが、これらの鋳型では、使用開始
後早期に、熱疲労による割れや熱軟化による変形が発生
し、耐摩耗性にも劣るので使用寿命が短かいものであっ
た。

そこで、近年、これらの連続鋳造鋳型の製造に、高い熱
疲労強度および降伏点を有し、かつ耐熱疲労割れ性や耐
熱変形性にすぐれた析出硬化型Cu合金、例えば、Cr:0.1
〜2.5％含有のCr合金銅や、Cr:0.1〜2.5％およびZr:0.0
1〜１％含有のCr−Zr合金銅などが多く実用に供され、
この析出硬化型Cu合金の使用によって使用寿命のかなり
の延命化が可能となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、上記従来の析出硬化型Cu合金で製造された連続
鋳造鋳型においても、常温および高温強度が十分でな
く、必ずしも満足すべき使用寿命を示さないのが現状で
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、すぐれ
た常温および高温強度を有し、かつ熱伝導性、耐摩耗
性、耐熱疲労割れ性、および耐熱変形性にもすぐれた連
続鋳造鋳型用材料を開発すべく研究を行なった結果、 Cr:0.3〜1.5％、Zr:0.04〜0.5％、 Li:0.05〜0.2％、Al:0.05〜0.5％、を含有し、残りがCuと0.3％以下の不可避的不純物から
なる組成を有するCu合金は、上記の従来連続鋳造鋳型用
Cr−Zr合金銅と比較して熱伝導性や耐摩耗性、さらに耐
熱疲労割れ性および耐熱変形性に遜色なく、特に高温強
度および室温強度の著しく向上したものになり、連続鋳
造鋳型として用いた場合にすぐれた性能を長期に亘って
発揮するようになるという研究結果を得たのである。

この発明は、上記の研究結果にもとづいてなされたもの
であって、 Cr:0.3〜1.5％、Zr:0.04〜0.5％、 Li:0.05〜0.2％、Al:0.05〜0.5％、を含有し、残りがCuと0.3％以下の不可避不純物からな
る組成、並びにすぐれた常温および高温強度を有し、さ
らにすぐれた熱伝導性、耐摩耗性、耐熱疲労割れ性、お
よび耐熱変形性を具備した連続鋳造鋳型用Cu合金に特徴
を有するものである。

つぎに、この発明のCu合金において成分組成を上記の通
りに限定した理由を説明する。

（ａ） Cr Cr成分には、一般に、溶融金属に対する侵食の防止、高
温強度の向上、耐熱疲労割れ性、耐結晶粒粗大化割れ性
および耐摩耗性を改善する作用があるが、その含有量が
0.3％未満では前記作用に所望のすぐれた効果が得られ
ず、一方、1.5％を越えると熱伝導性に低下傾向が現わ
れるようになることから0.3〜1.5％に限定した。

（ｂ） Zr Zr成分には、合金の高温延性、特に200〜600℃の温度範
囲における延性を改善すると共に、高温強度、耐疲労割
れ性を向上させる作用があるが、0.04％未満では前記作
用に所望のすぐれた効果が得られず、0.5％を越えて含
有させても一層の改善効果が現われないことから0.04〜
0.5％と定めた。

（ｃ） Li Li成分には、脱酸作用があるほか、結晶粒を微細化し、
もって、合金の常温および高温強度を改善する作用があ
るが、その含有量が0.05％未満では前記作用に所望のす
ぐれた効果が得られず、0.2％を越えて含有させると熱
伝導性が低下するようになることから0.05〜0.2％と定
めた。

（ｄ） Al Al成分には、脱酸作用があり、Li成分との共存含有で著
しい脱酸効果を発揮するほか、耐熱性を向上せしめる作
用があるが、その含有量が0.05％未満では前記作用に所
望のすぐれた効果が得られず、一方0.5％を越えると熱
伝導度に低下傾向が現われるようになることから0.05〜
0.5％と定めた。

（ｅ）不可避不純物不可避不純物は、それらの含有量が多すぎると、合金成
分として含有せしめたLi、あるいはAlの作用効果に影響
を及ぼし、その含有量の合計が0.3％を越えるとLiまた
はAlの含有による効果が減少し、上記の必要な特性のい
ずれかに劣化傾向を示し、Cu合金特性にばらつきを生ず
るので0.3％以下と定めた。

〔実施例〕

つぎに、この発明のCu合金を実施例により具体的に説明
する。

通常の低周波溝型誘導炉を用い、純銅をAr雰囲気中で溶
解し、溶落後、溶湯温度が1200〜1400℃の範囲内の所定
の温度に上昇した時点でArガスを吹込んで溶湯の脱ガス
撹拌を行ない、ついで、この状態で、撹拌中に合金成分
を添加して第１表に示される成分含有量の溶湯とし、つ
いで、この溶湯をAr雰囲気中にて水冷鋳型を用いて鋳造
して鋳塊をつくり、その鋳塊を面削後熱間圧延にて板
厚:20mmの熱延板とし、900〜1050℃の範囲内の所定の温
度で溶体化処理した後、 420〜550℃の範囲内の所定の温度で２時間保持の時効処
理を行なうことによって板状の本発明Cu合金１〜９およ
び従来Cu合金1,2をそれぞれ製造した。

この結果得られた本発明Cu合金１〜９および従来Cu合金
1,2について、電気伝導度を測定すると共に、常温引張
試験、温度:520℃における高温引張試験、および大越式
摩耗試験を行なった。なお、大越式摩耗試験は、水平に
設置した試験片に対して、上方より直径:30mm×幅:3mm
寸法をもったCu−Mo鋼製リングを、押付力:1kg、回転速
度:4r.p.m.の条件でおしつけ、７分経過後の試験片の摩
耗量を測定することにより行なった。これらの測定結果
を第２表に示した。

〔発明の効果〕

第1,2表に示される結果から、本発明Cu合金１〜９は、
いずれも従来Cu合金1,2に比して、高い電気伝導度を保
持した状態で、常温および高温における強度が高く、か
つ耐摩耗性にもすぐれていることが明らかである。

上述のように、この発明のCu合金は、きわめて高い常温
および高温強度を有し、かつ耐摩耗性にもすぐれ、さら
にすぐれた熱伝導性、耐熱疲労割れ性、および耐熱変形
性を具備しているので、これらの特性が要求される連続
鋳造鋳型の製造に用いた場合に、きわめて長期に亘って
すぐれた性能を発揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、 Cr:0.3〜1.5％、Zr:0.04〜0.5％、 Li:0.05〜0.2％、Al:0.05〜0.5％、を含有し、残りがCuと0.3％以下の不可避不純物からな
る組成を有することを特徴とする連続鋳造鋳型用Cu合
金。