JPH08104928A - 硬化性銅合金の用途 - Google Patents
硬化性銅合金の用途Info
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- JPH08104928A JPH08104928A JP7200045A JP20004595A JPH08104928A JP H08104928 A JPH08104928 A JP H08104928A JP 7200045 A JP7200045 A JP 7200045A JP 20004595 A JP20004595 A JP 20004595A JP H08104928 A JPH08104928 A JP H08104928A
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- copper
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
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- 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
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/059—Mould materials or platings
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 場減衰が小さくそして更に良好な強度特性お
よび破断時伸び特性を示す硬化性銅材料の提供 【解決手段】 ０．１〜２% のニッケル、０．３〜１．
３% のクロム、０．１〜０．５% のジルコニウム、場合
によっては０．２% までの、リン、リチウム、カルシウ
ム、マグネシウム、珪素および硼素より成る群の内の少
なくとも１種類の元素、製造条件に起因する不純物を含
めた残量の銅より成る硬化性銅合金
よび破断時伸び特性を示す硬化性銅材料の提供 【解決手段】 ０．１〜２% のニッケル、０．３〜１．
３% のクロム、０．１〜０．５% のジルコニウム、場合
によっては０．２% までの、リン、リチウム、カルシウ
ム、マグネシウム、珪素および硼素より成る群の内の少
なくとも１種類の元素、製造条件に起因する不純物を含
めた残量の銅より成る硬化性銅合金
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、溶融液状金属を電磁力の
作用によって攪拌して、鋳型、特に冷硬鋳型を製造する
ための意図的に調整可能な導電性の材料として硬化性銅
合金を用いることに関する。
作用によって攪拌して、鋳型、特に冷硬鋳型を製造する
ための意図的に調整可能な導電性の材料として硬化性銅
合金を用いることに関する。
【０００２】
【従来の技術】特別なスチールを冷硬鋳造する際に、冷
却された冷硬鋳型中に存在する溶融物を電磁的に攪拌す
ることによって品質の改善を達成し得ることは公知であ
る。電磁的攪拌装置にて金属溶融物の液状核（Ｋｅｒ
ｎ）に固化した冷硬鋳型の内部で、紐状物の鋳造構造に
負の影響を及ぼす分凝固を硬化工程の間に回避する所望
の流れを強いる。
却された冷硬鋳型中に存在する溶融物を電磁的に攪拌す
ることによって品質の改善を達成し得ることは公知であ
る。電磁的攪拌装置にて金属溶融物の液状核（Ｋｅｒ
ｎ）に固化した冷硬鋳型の内部で、紐状物の鋳造構造に
負の影響を及ぼす分凝固を硬化工程の間に回避する所望
の流れを強いる。
【０００３】液状金属溶融物は、攪拌装置中での鋳造の
間に、紐状物の引張方向に対して交叉する電気的な回転
場の影響下に導入し、生じる誘導電流によって巡回運動
において混合される。この運動方向は紐状物の長軸に対
して実質的に同軸方向である。結果として、特に高い品
質要求を満足する均一な鋳造構造が得られる。工業的費
用をできるだけ少なく維持するために、攪拌装置は一般
に冷硬鋳型の下部に配置し、従って残りの溶融液状金属
は部分的に固化した紐状物の状態で冷硬鋳型の下部で攪
拌され得る。固化構造が紐状物の最初に固化する外縁部
にも影響できるためには、攪拌装置を冷硬鋳型の高さま
たは冷硬鋳型自体の中に納めるのが有利である。
間に、紐状物の引張方向に対して交叉する電気的な回転
場の影響下に導入し、生じる誘導電流によって巡回運動
において混合される。この運動方向は紐状物の長軸に対
して実質的に同軸方向である。結果として、特に高い品
質要求を満足する均一な鋳造構造が得られる。工業的費
用をできるだけ少なく維持するために、攪拌装置は一般
に冷硬鋳型の下部に配置し、従って残りの溶融液状金属
は部分的に固化した紐状物の状態で冷硬鋳型の下部で攪
拌され得る。固化構造が紐状物の最初に固化する外縁部
にも影響できるためには、攪拌装置を冷硬鋳型の高さま
たは冷硬鋳型自体の中に納めるのが有利である。
【０００４】鋼鉄を紐状物に鋳造する際に使用される冷
硬鋳型材料は一般に高い機械的強度のもとで、最適な熱
搬出および冷却効率を保証するために、同時に高い熱伝
導性を有している。これに関連して最高の鋳造速度が、
鋼鉄性紐状物の鋳造の経済性を増大させる。誘導攪拌装
置を配置する場合には、例えば銅−クロム−ジルコニウ
ム合金の如き実証されている冷硬鋳型材料の高い導電性
が証明されている。しかし８５% ＩＡＪＳより多く有す
るものは不利であることが判っている。高い導電性は、
攪拌するために造られた磁場に対して冷硬鋳型材料を不
所望にも著しく遮蔽してしまう。磁場の減衰が攪拌効果
の深部作用を小さくしてしまう。確かに攪拌作用は電流
強度を強めることによって強化できるが、それによって
攪拌に必要とされる費用が過度に増加する。全体とし
て、最適な攪拌効果は高い熱伝導性を示す冷硬鋳型材料
では得ることができない。
硬鋳型材料は一般に高い機械的強度のもとで、最適な熱
搬出および冷却効率を保証するために、同時に高い熱伝
導性を有している。これに関連して最高の鋳造速度が、
鋼鉄性紐状物の鋳造の経済性を増大させる。誘導攪拌装
置を配置する場合には、例えば銅−クロム−ジルコニウ
ム合金の如き実証されている冷硬鋳型材料の高い導電性
が証明されている。しかし８５% ＩＡＪＳより多く有す
るものは不利であることが判っている。高い導電性は、
攪拌するために造られた磁場に対して冷硬鋳型材料を不
所望にも著しく遮蔽してしまう。磁場の減衰が攪拌効果
の深部作用を小さくしてしまう。確かに攪拌作用は電流
強度を強めることによって強化できるが、それによって
攪拌に必要とされる費用が過度に増加する。全体とし
て、最適な攪拌効果は高い熱伝導性を示す冷硬鋳型材料
では得ることができない。
【０００５】確かに小さい熱伝導性の冷硬鋳型材料が公
知である。しかしながらこの材料は極めて高い強度を有
しており、高温でも有利に使用される。更に、この冷硬
鋳型材料の加工は極めて高い強度のために比較的に多大
な費用がかかる。別の欠点としては、３５０℃以上の温
度での破断時伸び率が小さ過ぎることが挙げられる。従
って小さい熱伝導率の公知の冷硬鋳型材料は、電磁式攪
拌装置を備えた鋳造装置で使用するための例えば銅−ク
ロム−ジルコニウム−合金のごとき高性能冷硬鋳型材料
対する経済的に有利な代替え物ではない。
知である。しかしながらこの材料は極めて高い強度を有
しており、高温でも有利に使用される。更に、この冷硬
鋳型材料の加工は極めて高い強度のために比較的に多大
な費用がかかる。別の欠点としては、３５０℃以上の温
度での破断時伸び率が小さ過ぎることが挙げられる。従
って小さい熱伝導率の公知の冷硬鋳型材料は、電磁式攪
拌装置を備えた鋳造装置で使用するための例えば銅−ク
ロム−ジルコニウム−合金のごとき高性能冷硬鋳型材料
対する経済的に有利な代替え物ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、小さい場減衰を引起しそして更に良好な強度特性お
よび破断時伸び特性を示す硬化性銅材料、特に電磁式攪
拌装置を備えた鋳造装置で使用するためのそれを提供す
ることである。
は、小さい場減衰を引起しそして更に良好な強度特性お
よび破断時伸び特性を示す硬化性銅材料、特に電磁式攪
拌装置を備えた鋳造装置で使用するためのそれを提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、０．１〜２
% のニッケル、０．３〜１．３% のクロム、０．１〜
０．５% のジルコニウム、場合によっては０．２% まで
の、リン、リチウム、カルシウム、マグネシウム、珪素
および硼素より成る群の内の少なくとも１種類の元素、
製造条件に起因する不純物を含めた残量の銅より成る硬
化性銅合金を、電磁気力の影響によって溶融液状金属を
攪拌して鋳型、特に冷硬鋳型を製造するために意図的に
調製可能な導電性の材料として用いる方法によって解決
される。
% のニッケル、０．３〜１．３% のクロム、０．１〜
０．５% のジルコニウム、場合によっては０．２% まで
の、リン、リチウム、カルシウム、マグネシウム、珪素
および硼素より成る群の内の少なくとも１種類の元素、
製造条件に起因する不純物を含めた残量の銅より成る硬
化性銅合金を、電磁気力の影響によって溶融液状金属を
攪拌して鋳型、特に冷硬鋳型を製造するために意図的に
調製可能な導電性の材料として用いる方法によって解決
される。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明で用いるべき合金は、０．
４〜１．６% のニッケル；０．６〜０．８%のクロム；
０．１５〜０．２５% のジルコニウム；並びに０．００
５〜０．０２% の硼素、０．００５〜０．０５% のマグ
ネシウムおよび０．００５〜０．０３% の燐より成る群
の内の少なくとも１種類の元素；製造条件に起因する不
純物を含めた残量の銅を含有するのが有利である。硼素
の添加は溶融物に例えば硼化カルシウムとして添加して
もよい。
４〜１．６% のニッケル；０．６〜０．８%のクロム；
０．１５〜０．２５% のジルコニウム；並びに０．００
５〜０．０２% の硼素、０．００５〜０．０５% のマグ
ネシウムおよび０．００５〜０．０３% の燐より成る群
の内の少なくとも１種類の元素；製造条件に起因する不
純物を含めた残量の銅を含有するのが有利である。硼素
の添加は溶融物に例えば硼化カルシウムとして添加して
もよい。
【０００９】驚くべきことに本発明の銅合金は、機械的
および物理的性質の特に有利な組合せに特徴がある。８
０% ＩＡＣＳ以下の導電性にてこの銅合金は、この銅合
金から製造される冷硬鋳型壁の場減衰が小さいという本
質的要求も満足している。強度を意図的に高めるため、
合金に更に０．２% までのチタンおよび／または０．４
% までの鉄を添加するのが有利である。少ない含有チタ
ンが、合金中に存在する成分のニッケルおよび鉄と、強
度の向上を実現する金属間化合物を形成する。
および物理的性質の特に有利な組合せに特徴がある。８
０% ＩＡＣＳ以下の導電性にてこの銅合金は、この銅合
金から製造される冷硬鋳型壁の場減衰が小さいという本
質的要求も満足している。強度を意図的に高めるため、
合金に更に０．２% までのチタンおよび／または０．４
% までの鉄を添加するのが有利である。少ない含有チタ
ンが、合金中に存在する成分のニッケルおよび鉄と、強
度の向上を実現する金属間化合物を形成する。
【００１０】それぞれ０．８% までのアルミニウムおよ
び／またはマンガンも同様に強度の向上を実現させる
が、この強度増加は低い導電性に僅かの影響しか及ぼさ
ない場合に有利に利用される。本発明を以下の実施例に
よって更に詳細に説明する：
び／またはマンガンも同様に強度の向上を実現させる
が、この強度増加は低い導電性に僅かの影響しか及ぼさ
ない場合に有利に利用される。本発明を以下の実施例に
よって更に詳細に説明する：
【００１１】
【実施例】新規の例示的合金の組成を表１にそれぞれ重
量% で表示する。Ｘは個々の成分の硼素、マグネシウム
および／または燐の合計量を意味しており、これら成分
は還元剤として全部で０．０５% まで添加されている。
更に高含有量も合金の強度を増加させるために同様に使
用可能である。
量% で表示する。Ｘは個々の成分の硼素、マグネシウム
および／または燐の合計量を意味しており、これら成分
は還元剤として全部で０．０５% まで添加されている。
更に高含有量も合金の強度を増加させるために同様に使
用可能である。
【００１２】 ０．２〜２% の種々のニッケル含有量、約０．７% のク
ロム、０．１６〜０．２% のジルコニウム、０．０２%
までの硼素、マグネシウムおよび／または燐、製造条件
に起因する不純物を含めた残量の銅を含有する銅合金
を、最初に溶融し、圧延用インゴットを鋳造し、次いで
９５０℃で６５% の全体変形度で複数に熱間圧延する。
１０３０℃で少なくとも１時間溶液状態で灼熱しそして
次いで水中で急冷した後に、圧延された板状物を少なく
とも４時間４７５℃で硬化させる。次いで切削加工の後
に、冷硬鋳型板はニッケルの割合（０．２〜２% のニッ
ケル）に依存して表２に総括掲載した特性値を示す。範
囲で示されている場合には、最初に挙げた特性値が本発
明に従って使用されるＮｉ含有量０．２% の銅合金に関
するものである。
ロム、０．１６〜０．２% のジルコニウム、０．０２%
までの硼素、マグネシウムおよび／または燐、製造条件
に起因する不純物を含めた残量の銅を含有する銅合金
を、最初に溶融し、圧延用インゴットを鋳造し、次いで
９５０℃で６５% の全体変形度で複数に熱間圧延する。
１０３０℃で少なくとも１時間溶液状態で灼熱しそして
次いで水中で急冷した後に、圧延された板状物を少なく
とも４時間４７５℃で硬化させる。次いで切削加工の後
に、冷硬鋳型板はニッケルの割合（０．２〜２% のニッ
ケル）に依存して表２に総括掲載した特性値を示す。範
囲で示されている場合には、最初に挙げた特性値が本発
明に従って使用されるＮｉ含有量０．２% の銅合金に関
するものである。
【００１３】 表２： 導電性 ８０〜３５% ＩＡＣＳ 軟化温度（１時間の灼熱期間の後の ５２５℃ 室温での強度低下率１０% ） 硬度ＨＢ２．５／６２ １３０〜１５０ 抗張力 ４３０〜４５０Ｎ／ｍｍ2 伸び限界 ３２５〜３４０Ｎ／ｍｍ2 破断時伸び率 ２８〜２２% ３５０℃での高温耐久性 ３４０〜３５５Ｎ／ｍｍ2 ３５０℃での伸び限界 ２７０〜２９０Ｎ／ｍｍ2 ３５０℃で破断時伸び率 ２２〜１０% 本発明に従って使用する合金は、約３５〜８０% ＩＡＣ
Ｓの上記範囲内のニッケル濃度を選択することによって
調整することのできる導電性を有しており、この場合機
械的性質は全く変化しないままである。２．０% までニ
ッケル含有量を増加するのに比例して、全濃度範囲にお
いて、硬化した状態の材料の伸び限界および抗張力が僅
かの値だけ増加する。僅かな向上は例えば３５０℃での
高温耐久性についても言える。これに対して破断時伸び
率についてもニッケル含有量に全く無関係の値が得られ
る。その値は２．０% のニッケル割合の合金の場合に１
０% の伸び率までしか減少しない。
Ｓの上記範囲内のニッケル濃度を選択することによって
調整することのできる導電性を有しており、この場合機
械的性質は全く変化しないままである。２．０% までニ
ッケル含有量を増加するのに比例して、全濃度範囲にお
いて、硬化した状態の材料の伸び限界および抗張力が僅
かの値だけ増加する。僅かな向上は例えば３５０℃での
高温耐久性についても言える。これに対して破断時伸び
率についてもニッケル含有量に全く無関係の値が得られ
る。その値は２．０% のニッケル割合の合金の場合に１
０% の伸び率までしか減少しない。
【００１４】伸び制御した補足的な金属疲労実験では、
本発明に従って用いる合金の安定性は室温で並びに３５
０℃までの温度──鋳造工場での循環使用時の温度要求
に対応する──で行う。その際に金属疲労ヒビ割れ形成
がニッケル含有量に全く無関係であり、その結果鋳造工
場で従来に使用される銅−クロム−ジルコニウム−合金
の公知の有利な挙動が長い寿命に関しても得られる。ニ
ッケル含有量の増加と比例して増加する硬度は追加的な
性質の改善をもたらし、この性質改善から冷硬鋳型材料
の有利な摩擦学的挙動も得られる。
本発明に従って用いる合金の安定性は室温で並びに３５
０℃までの温度──鋳造工場での循環使用時の温度要求
に対応する──で行う。その際に金属疲労ヒビ割れ形成
がニッケル含有量に全く無関係であり、その結果鋳造工
場で従来に使用される銅−クロム−ジルコニウム−合金
の公知の有利な挙動が長い寿命に関しても得られる。ニ
ッケル含有量の増加と比例して増加する硬度は追加的な
性質の改善をもたらし、この性質改善から冷硬鋳型材料
の有利な摩擦学的挙動も得られる。
【００１５】本発明で用いる合金の用途は実施例に記載
の板用冷硬鋳型に制限されない。半連続的なまたは完全
連続的な方法で金属製の紐状物用型、例えばパイプ用冷
硬鋳型、ブロック用冷硬鋳型、鋳造用歯車、鋳造用ロー
ルおよび鋳造用ロールジャケットが製造される。
の板用冷硬鋳型に制限されない。半連続的なまたは完全
連続的な方法で金属製の紐状物用型、例えばパイプ用冷
硬鋳型、ブロック用冷硬鋳型、鋳造用歯車、鋳造用ロー
ルおよび鋳造用ロールジャケットが製造される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイルク・ローデ ドイツ連邦共和国、49088 オスナブリュ ック、リオン− フオイヒトウアンゲル− ストラーセ、５
Claims (4)
- 【請求項１】 ０．１〜２% のニッケル、０．３〜１．
３% のクロム、０．１〜０．５% のジルコニウム、場合
によっては０．２% までの、リン、リチウム、カルシウ
ム、マグネシウム、珪素および硼素より成る群の内の少
なくとも１種類の元素、製造条件に起因する不純物を含
めた残量の銅より成る硬化性銅合金を、電磁力の影響に
よって溶融液状金属を攪拌して鋳型、特に冷硬鋳型を製
造するために、意図的に調製可能な導電性の材料として
用いる方法。 - 【請求項２】 ０．４〜１．６% のニッケル；０．６〜
０．８% のクロム；０．１５〜０．２５% のジルコニウ
ム；および０．００５〜０．０２% の硼素、０．００５
〜０．０５% のマグネシウムおよび０．００５〜０．０
３% の燐より成る群の内の少なくとも１種類の元素；製
造条件に起因する不純物を含めた残量の銅よりなる硬化
性銅合金を請求項１に記載の目的に用いる、請求項１に
記載の方法。 - 【請求項３】 更に０．２% までのチタンおよび／また
は０．４% までの鉄を含有する請求項１または２に記載
の方法。 - 【請求項４】 更に０．８% までのアルミニウムおよび
／または０．８% までのマンガンを含有する請求項 1〜
3 の何れか一つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4427939:6 | 1994-08-06 | ||
| DE4427939A DE4427939A1 (de) | 1994-08-06 | 1994-08-06 | Verwendung einer aushärtbaren Kupferlegierung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08104928A true JPH08104928A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=6525121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7200045A Pending JPH08104928A (ja) | 1994-08-06 | 1995-08-04 | 硬化性銅合金の用途 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6565681B1 (ja) |
| EP (1) | EP0702094B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08104928A (ja) |
| KR (1) | KR100374051B1 (ja) |
| CN (1) | CN1058532C (ja) |
| AT (1) | ATE186076T1 (ja) |
| DE (2) | DE4427939A1 (ja) |
| ES (1) | ES2139780T3 (ja) |
| FI (1) | FI112669B (ja) |
| PL (1) | PL177973B1 (ja) |
| RU (1) | RU2160648C2 (ja) |
| ZA (1) | ZA956181B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011518668A (ja) * | 2008-03-19 | 2011-06-30 | ケイエムイー・ジャーマニー・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コンパニー・コマンディトゲゼルシャフト | 鋳型部材の製造方法並びにその製造方法によって製造された鋳型部材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19840094C2 (de) * | 1998-09-03 | 2002-09-19 | Waermetechnik Heimsoth Gmbh & | Anwendung von Kupferlegierungen für Kühlpreßplatten in Einrichtungen für die Wärmebehandlung von Stahlteilen |
| DE10032627A1 (de) * | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Km Europa Metal Ag | Verwendung einer Kupfer-Nickel-Legierung |
| DE10306819A1 (de) * | 2003-02-19 | 2004-09-02 | Sms Demag Ag | Kupferlegierung und Verwendung einer solchen Legierung für Giessformen |
| JP3731600B2 (ja) | 2003-09-19 | 2006-01-05 | 住友金属工業株式会社 | 銅合金およびその製造方法 |
| KR101364542B1 (ko) | 2011-08-11 | 2014-02-18 | 주식회사 풍산 | 연속주조 몰드용 동합금재 및 이의 제조 방법 |
| CN102392154B (zh) * | 2011-11-25 | 2014-04-02 | 汕头华兴冶金设备股份有限公司 | 一种高强高导铜合金材料 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS58107460A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-27 | Chuetsu Gokin Chuko Kk | 析出硬化型連続鋳造用鋳型材料 |
| US4421570A (en) | 1982-03-12 | 1983-12-20 | Kabel Und Metallwerke Gutehoffnungshutte Ag | Making molds for continuous casting |
| JPS58212839A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-10 | Mitsubishi Metal Corp | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
| US4749548A (en) * | 1985-09-13 | 1988-06-07 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Copper alloy lead material for use in semiconductor device |
| JP2632818B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1997-07-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐熱疲労性にすぐれた高強度銅合金 |
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