JPH10175044A - 連続鋳造用鋳型及びその製造方法 - Google Patents
連続鋳造用鋳型及びその製造方法Info
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- JPH10175044A JPH10175044A JP8353056A JP35305696A JPH10175044A JP H10175044 A JPH10175044 A JP H10175044A JP 8353056 A JP8353056 A JP 8353056A JP 35305696 A JP35305696 A JP 35305696A JP H10175044 A JPH10175044 A JP H10175044A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 湯面下凝固を行うことが可能な緩冷却を行う
ことができて、しかもその製造も容易な連続鋳造用鋳型
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 内面に溶射皮膜１２、１３が形成され、
上部から注湯した溶湯の連続鋳造に使用する連続鋳造用
鋳型であって、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の
溶射皮膜１２、１３を、緩冷却を目的とした断熱性のあ
るセラミックスからなる材料Ａと、皮膜強度保持を目的
とした金属及び／又はサーメットからなる材料Ｂとの複
合溶射皮膜とした。
ことができて、しかもその製造も容易な連続鋳造用鋳型
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 内面に溶射皮膜１２、１３が形成され、
上部から注湯した溶湯の連続鋳造に使用する連続鋳造用
鋳型であって、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の
溶射皮膜１２、１３を、緩冷却を目的とした断熱性のあ
るセラミックスからなる材料Ａと、皮膜強度保持を目的
とした金属及び／又はサーメットからなる材料Ｂとの複
合溶射皮膜とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄鋼等の連続鋳造用
鋳型に係り、特に湯面下凝固を行うために緩冷却を行う
ようにした連続鋳造用鋳型及びその製造方法に関する。
鋳型に係り、特に湯面下凝固を行うために緩冷却を行う
ようにした連続鋳造用鋳型及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造用鋳型の内面に溶射皮膜を形成
する技術については、例えば特公昭６１−１５７８２号
公報の連続鋳造用鋳型が開示されており、析出硬化型銅
合金からなる母材表面に、Ｎｉ等の下地めっきをした
後、その上にＮｉ−Ｃｒ系の自溶性合金を溶射後、約１
０００℃に加熱して母材銅板と下地Ｎｉめっき層、下地
Ｎｉめっき層と溶射皮膜との間に拡散層を形成させて冶
金的に結合させて、銅母材の上に強固な耐摩耗性を有す
る溶射皮膜を形成させるものが知られている。
する技術については、例えば特公昭６１−１５７８２号
公報の連続鋳造用鋳型が開示されており、析出硬化型銅
合金からなる母材表面に、Ｎｉ等の下地めっきをした
後、その上にＮｉ−Ｃｒ系の自溶性合金を溶射後、約１
０００℃に加熱して母材銅板と下地Ｎｉめっき層、下地
Ｎｉめっき層と溶射皮膜との間に拡散層を形成させて冶
金的に結合させて、銅母材の上に強固な耐摩耗性を有す
る溶射皮膜を形成させるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の連続鋳造用鋳型においては、内面に形成される
溶射皮膜は耐摩耗性を向上するためのものであり、注湯
された溶鋼の緩冷却を行うことを目的とするものではな
い。一方、従来の連続鋳造用鋳型においては、注湯され
た溶鋼の急冷却を行っているので、メニスカス直下から
凝固し、スラグやパウダー等の不純物の巻き込みが発生
し、鋳片に欠陥が生じ易いという問題があるので、溶湯
の緩冷却を行って溶湯を湯面から距離を置いた位置から
凝固させる湯面下凝固が提案され、これによって、溶湯
中に巻き込まれた不純物の浮上を図って不純物の巻き込
みを防止することが提案されている。なお、前記公報記
載の連続鋳造用鋳型の溶射技術においては、溶射後の１
０００℃程度の加熱によって母材の銅板が変形するの
で、歪み取り作業を行う必要があり、更に歪み取りを行
っても連続鋳造用鋳型のバックフレームに組み込めない
ことがあり、仮にバックフレームに組み込めても平坦精
度が劣るという問題があった。本発明はかかる事情に鑑
みてなされたもので、湯面下凝固を行うことが可能な緩
冷却を行うことができて、しかもその製造も容易な連続
鋳造用鋳型及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
報記載の連続鋳造用鋳型においては、内面に形成される
溶射皮膜は耐摩耗性を向上するためのものであり、注湯
された溶鋼の緩冷却を行うことを目的とするものではな
い。一方、従来の連続鋳造用鋳型においては、注湯され
た溶鋼の急冷却を行っているので、メニスカス直下から
凝固し、スラグやパウダー等の不純物の巻き込みが発生
し、鋳片に欠陥が生じ易いという問題があるので、溶湯
の緩冷却を行って溶湯を湯面から距離を置いた位置から
凝固させる湯面下凝固が提案され、これによって、溶湯
中に巻き込まれた不純物の浮上を図って不純物の巻き込
みを防止することが提案されている。なお、前記公報記
載の連続鋳造用鋳型の溶射技術においては、溶射後の１
０００℃程度の加熱によって母材の銅板が変形するの
で、歪み取り作業を行う必要があり、更に歪み取りを行
っても連続鋳造用鋳型のバックフレームに組み込めない
ことがあり、仮にバックフレームに組み込めても平坦精
度が劣るという問題があった。本発明はかかる事情に鑑
みてなされたもので、湯面下凝固を行うことが可能な緩
冷却を行うことができて、しかもその製造も容易な連続
鋳造用鋳型及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の連続鋳造用鋳型は、内面に溶射皮膜が形成され、
上部から注湯した溶湯の連続鋳造に使用する連続鋳造用
鋳型であって、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の
溶射皮膜を、緩冷却を目的とした断熱性のあるセラミッ
クスからなる材料Ａと、皮膜強度保持を目的とした金属
及び／又はサーメットからなる材料Ｂとの複合溶射皮膜
としている。また、請求項２記載の連続鋳造用鋳型は、
請求項１記載の連続鋳造用鋳型において、前記複合溶射
皮膜は、下層に前記材料Ｂの配分が高い傾斜配合となっ
ている。請求項３記載の連続鋳造用鋳型は、請求項１又
は２記載の連続鋳造用鋳型において、前記セラミックス
としては、アルミナ、ジルコニア、又はアルミナジルコ
ニア等の酸化物系のセラミックスが使用され、前記金属
としてはコバルト、ステライト、トリバロイ等からなる
コバルト系の金属が使用されている。
記載の連続鋳造用鋳型は、内面に溶射皮膜が形成され、
上部から注湯した溶湯の連続鋳造に使用する連続鋳造用
鋳型であって、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の
溶射皮膜を、緩冷却を目的とした断熱性のあるセラミッ
クスからなる材料Ａと、皮膜強度保持を目的とした金属
及び／又はサーメットからなる材料Ｂとの複合溶射皮膜
としている。また、請求項２記載の連続鋳造用鋳型は、
請求項１記載の連続鋳造用鋳型において、前記複合溶射
皮膜は、下層に前記材料Ｂの配分が高い傾斜配合となっ
ている。請求項３記載の連続鋳造用鋳型は、請求項１又
は２記載の連続鋳造用鋳型において、前記セラミックス
としては、アルミナ、ジルコニア、又はアルミナジルコ
ニア等の酸化物系のセラミックスが使用され、前記金属
としてはコバルト、ステライト、トリバロイ等からなる
コバルト系の金属が使用されている。
【０００５】請求項４記載の連続鋳造用鋳型は、請求項
１〜３のいずれか１項に記載の連続鋳造用鋳型におい
て、前記複合溶射皮膜の下方には該複合溶射皮膜に連続
して耐腐食性溶射被膜が形成され、しかも、該耐腐食性
溶射被膜は、１０〜９０重量％のニッケル系合金からな
る材料Ｃと、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣ、Ｓｉ
Ｃの一種又は二種以上からなる耐摩耗性セラミックスを
含み、前記材料Ｃの割合に対応して９０〜１０重量％の
サーメット材料Ｄからなっている。そして、請求項５記
載の連続鋳造用鋳型の製造方法は、上部から注湯した溶
湯の連続鋳造に使用する連続鋳造用鋳型の製造方法であ
って、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の複合溶射
皮膜の形成にあっては、緩冷却を目的とした断熱性のあ
る酸化物系のセラミックスからなる材料Ａの溶射を行う
プラズマ溶射機と、皮膜強度保持を目的とした金属及び
／又はサーメットからなる材料Ｂの溶射を行う高速火炎
溶射機とを同時に用いて、同一箇所に前記材料Ａと材料
Ｂとを溶射している。
１〜３のいずれか１項に記載の連続鋳造用鋳型におい
て、前記複合溶射皮膜の下方には該複合溶射皮膜に連続
して耐腐食性溶射被膜が形成され、しかも、該耐腐食性
溶射被膜は、１０〜９０重量％のニッケル系合金からな
る材料Ｃと、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣ、Ｓｉ
Ｃの一種又は二種以上からなる耐摩耗性セラミックスを
含み、前記材料Ｃの割合に対応して９０〜１０重量％の
サーメット材料Ｄからなっている。そして、請求項５記
載の連続鋳造用鋳型の製造方法は、上部から注湯した溶
湯の連続鋳造に使用する連続鋳造用鋳型の製造方法であ
って、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の複合溶射
皮膜の形成にあっては、緩冷却を目的とした断熱性のあ
る酸化物系のセラミックスからなる材料Ａの溶射を行う
プラズマ溶射機と、皮膜強度保持を目的とした金属及び
／又はサーメットからなる材料Ｂの溶射を行う高速火炎
溶射機とを同時に用いて、同一箇所に前記材料Ａと材料
Ｂとを溶射している。
【０００６】請求項１〜４記載の連続鋳造用鋳型におい
ては、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の溶射皮膜
を、断熱性のあるセラミックスからなる材料Ａと、金属
及び／又はサーメットからなる材料Ｂとの複合溶射皮膜
としているので、材料Ａによって熱伝導性が緩和され、
材料Ｂによって溶射皮膜の接合強度が確保されている。
従って、この部分の溶湯の緩冷却が行われ、結果として
湯面下凝固を確保できる。なお、材料Ａと材料Ｂとの混
合比は１０〜９０重量％／９０〜１０重量％の割合でお
こなう。特に、請求項２記載の連続鋳造用鋳型において
は、下層に材料Ｂの配分が高いので、下層の金属分の割
合が増加し、鋳型内面との親和性が増してより強固に溶
射皮膜が接合される。そして、表層を耐熱性を有するセ
ラミックスとすることによってより高温に強い強度を有
する溶射皮膜を形成できる。請求項３記載の連続鋳造用
鋳型は、セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニ
ア、又はアルミナジルコニア等の酸化物系のセラミック
スが使用されているので熱伝導性が悪く、これによって
鋳型表面を積極的に緩冷却とすることができる。また、
前記金属としてはニッケル、ハステロイ、インコネル、
Ｎｉ−Ｃｒ、ＭＣｒＡｌＹ（但し、Ｍ：Ｎｉ又はＮｉ−
Ｃｏ）等からなるニッケル系の金属を使用することも可
能であるが、これより耐熱性を有するコバルト、ステラ
イト、トリバロイ等からなるコバルト系の金属を使用す
ることによって、高温の溶鋼に触れても長期の寿命を有
することが可能となる。
ては、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の溶射皮膜
を、断熱性のあるセラミックスからなる材料Ａと、金属
及び／又はサーメットからなる材料Ｂとの複合溶射皮膜
としているので、材料Ａによって熱伝導性が緩和され、
材料Ｂによって溶射皮膜の接合強度が確保されている。
従って、この部分の溶湯の緩冷却が行われ、結果として
湯面下凝固を確保できる。なお、材料Ａと材料Ｂとの混
合比は１０〜９０重量％／９０〜１０重量％の割合でお
こなう。特に、請求項２記載の連続鋳造用鋳型において
は、下層に材料Ｂの配分が高いので、下層の金属分の割
合が増加し、鋳型内面との親和性が増してより強固に溶
射皮膜が接合される。そして、表層を耐熱性を有するセ
ラミックスとすることによってより高温に強い強度を有
する溶射皮膜を形成できる。請求項３記載の連続鋳造用
鋳型は、セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニ
ア、又はアルミナジルコニア等の酸化物系のセラミック
スが使用されているので熱伝導性が悪く、これによって
鋳型表面を積極的に緩冷却とすることができる。また、
前記金属としてはニッケル、ハステロイ、インコネル、
Ｎｉ−Ｃｒ、ＭＣｒＡｌＹ（但し、Ｍ：Ｎｉ又はＮｉ−
Ｃｏ）等からなるニッケル系の金属を使用することも可
能であるが、これより耐熱性を有するコバルト、ステラ
イト、トリバロイ等からなるコバルト系の金属を使用す
ることによって、高温の溶鋼に触れても長期の寿命を有
することが可能となる。
【０００７】請求項４記載の連続鋳造用鋳型は、複合溶
射皮膜の下方には該複合溶射皮膜に連続して耐腐食性溶
射被膜が形成され、しかも、該耐腐食性溶射被膜は、１
０〜９０重量％のニッケル系合金からなる材料Ｃと、Ｃ
ｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣ、ＳｉＣの一種又は二
種以上からなる耐摩耗性セラミックスを含み、前記材料
Ｃの割合に対応して９０〜１０重量％のサーメット材料
Ｄからなっているので、その接合強度が強く、更には十
分な耐摩耗性を有する。そして、請求項５記載の連続鋳
造用鋳型の製造方法は、緩冷却を目的とした断熱性のあ
る酸化物系のセラミックスからなる材料Ａの溶射をプラ
ズマ溶射機を用い、皮膜強度保持を目的とした金属及び
／又はサーメットからなる材料Ｂの溶射を行う高速火炎
溶射機を用いているので、材料Ａ及び材料Ｂの双方を溶
融させて溶射を行うことができる。そして、材料Ａと材
料Ｂの溶射を独立の溶射機を用いて同時に溶射している
ので、その配分を自由に変えることができ、最適状態の
溶射皮膜を形成できる。
射皮膜の下方には該複合溶射皮膜に連続して耐腐食性溶
射被膜が形成され、しかも、該耐腐食性溶射被膜は、１
０〜９０重量％のニッケル系合金からなる材料Ｃと、Ｃ
ｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣ、ＳｉＣの一種又は二
種以上からなる耐摩耗性セラミックスを含み、前記材料
Ｃの割合に対応して９０〜１０重量％のサーメット材料
Ｄからなっているので、その接合強度が強く、更には十
分な耐摩耗性を有する。そして、請求項５記載の連続鋳
造用鋳型の製造方法は、緩冷却を目的とした断熱性のあ
る酸化物系のセラミックスからなる材料Ａの溶射をプラ
ズマ溶射機を用い、皮膜強度保持を目的とした金属及び
／又はサーメットからなる材料Ｂの溶射を行う高速火炎
溶射機を用いているので、材料Ａ及び材料Ｂの双方を溶
融させて溶射を行うことができる。そして、材料Ａと材
料Ｂの溶射を独立の溶射機を用いて同時に溶射している
ので、その配分を自由に変えることができ、最適状態の
溶射皮膜を形成できる。
【０００８】なお、請求項１〜４の連続鋳造用鋳型及び
請求項５記載の連続鋳造用鋳型の製造方法においては、
溶射皮膜の厚みは０．１〜１ｍｍ程度の厚みでするのが
好ましい。これは、溶射皮膜の厚みが０．１ｍｍ未満の
場合には、薄過ぎて耐用年数が短く、１ｍｍを超えると
溶射皮膜が一体となって剥離し易いからである。また、
溶射皮膜が形成される面には粗面化処理（例えば、Ｒｚ
＝５０〜１５０μｍ）が行われており、これによって、
溶射皮膜の接合を強固にすることができる。なお、Ｒｚ
が５０μｍ未満では密着力が１０ｋｇ／ｍｍ2 未満と小
さく、Ｒｚが１５０μｍを越えると、密着力は強いが溶
射皮膜の厚みのバラツキが大きくなるからである。更に
は、溶射皮膜の下地にＮｉ等の下地めっきをすることも
可能であり、これによって、酸化して脆く成りやすい銅
材の表面を保護することができる。この場合の下地めっ
き材としてＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、又はこれらを基材とする
合金からなる硬質の鉄系元素を用いて、溶射粒子の噛み
込みの保持力を確保している。
請求項５記載の連続鋳造用鋳型の製造方法においては、
溶射皮膜の厚みは０．１〜１ｍｍ程度の厚みでするのが
好ましい。これは、溶射皮膜の厚みが０．１ｍｍ未満の
場合には、薄過ぎて耐用年数が短く、１ｍｍを超えると
溶射皮膜が一体となって剥離し易いからである。また、
溶射皮膜が形成される面には粗面化処理（例えば、Ｒｚ
＝５０〜１５０μｍ）が行われており、これによって、
溶射皮膜の接合を強固にすることができる。なお、Ｒｚ
が５０μｍ未満では密着力が１０ｋｇ／ｍｍ2 未満と小
さく、Ｒｚが１５０μｍを越えると、密着力は強いが溶
射皮膜の厚みのバラツキが大きくなるからである。更に
は、溶射皮膜の下地にＮｉ等の下地めっきをすることも
可能であり、これによって、酸化して脆く成りやすい銅
材の表面を保護することができる。この場合の下地めっ
き材としてＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、又はこれらを基材とする
合金からなる硬質の鉄系元素を用いて、溶射粒子の噛み
込みの保持力を確保している。
【０００９】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る連続鋳造用鋳型の断面図、図２は同溶射状況を
示す説明図、図３は同連続鋳造用鋳型の一部拡大断面
図、図４は本発明の他の実施の形態に係る連続鋳造用鋳
型の材料配分を示すグラフである。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る連続鋳造用鋳型の断面図、図２は同溶射状況を
示す説明図、図３は同連続鋳造用鋳型の一部拡大断面
図、図４は本発明の他の実施の形態に係る連続鋳造用鋳
型の材料配分を示すグラフである。
【００１０】まず、図１、図３に示すようにＣｕ−Ｃｒ
−Ｚｒからなる連続鋳造用鋳型の母材１０の内面に厚み
が１００μｍ程度の下地めっきを行って下地めっき層１
１を形成する。この場合の電解液としては、１リットル
中に、Ｓ−Ｎｉ（スルファミン酸ニッケル）を３５０
ｇ、塩化ニッケルを５ｇ、硼酸を３０ｇ溶かした溶液を
使用し、めっき液の温度は４５〜６０℃、電流密度は３
Ａ／ｄｍ2 とする。この実施の形態では下地めっき層１
１をＮｉめっきとしたが、例えばＣｏ、Ｆｅ又はこれら
を基材とする合金めっきであってもよいし、場合によっ
てめっき層を全く形成しないで母材を露出させてもよい
（以下の実施の形態においても同じ）。そして、この下
地めっき層１１にブラスト処理を行い、表面をＲｚ＝５
０〜１５０μｍ（好ましくは７０〜１００μｍ）の粗度
とし、その上に付着される溶射皮膜１２、１３の結合度
を向上させる。この場合に粗面処理には、粒度＃２０の
アルミナのグリッドを使用し、空気圧を約３ｋｇ／ｃｍ
2 としてブラスト処理を行った。なお、粗面化した下地
めっき層１１を形成するまでの処理については、以下の
実施の形態に共通して行った。
−Ｚｒからなる連続鋳造用鋳型の母材１０の内面に厚み
が１００μｍ程度の下地めっきを行って下地めっき層１
１を形成する。この場合の電解液としては、１リットル
中に、Ｓ−Ｎｉ（スルファミン酸ニッケル）を３５０
ｇ、塩化ニッケルを５ｇ、硼酸を３０ｇ溶かした溶液を
使用し、めっき液の温度は４５〜６０℃、電流密度は３
Ａ／ｄｍ2 とする。この実施の形態では下地めっき層１
１をＮｉめっきとしたが、例えばＣｏ、Ｆｅ又はこれら
を基材とする合金めっきであってもよいし、場合によっ
てめっき層を全く形成しないで母材を露出させてもよい
（以下の実施の形態においても同じ）。そして、この下
地めっき層１１にブラスト処理を行い、表面をＲｚ＝５
０〜１５０μｍ（好ましくは７０〜１００μｍ）の粗度
とし、その上に付着される溶射皮膜１２、１３の結合度
を向上させる。この場合に粗面処理には、粒度＃２０の
アルミナのグリッドを使用し、空気圧を約３ｋｇ／ｃｍ
2 としてブラスト処理を行った。なお、粗面化した下地
めっき層１１を形成するまでの処理については、以下の
実施の形態に共通して行った。
【００１１】次に、図１に示すように、連続鋳造用鋳型
のメニスカスが形成される上部に相当する母材１０の上
部１４（鋳型の１／４〜１／３）に溶射皮膜１２を、そ
の他の部分１５に溶射皮膜１３を形成する。前記溶射皮
膜１２の形成にあっては図２に示すように、アルミナ、
ジルコニア、アルミナジルコニア等の酸化物系のセラミ
ックスからなる材料Ａを溶射するプラズマ溶射機１６
と、金属又はサーメットからなる材料Ｂを溶射する第１
の高速火炎溶射機１７を用いて同時に同一箇所に溶射す
ることによって形成する。また、溶射皮膜１３はニッケ
ル合金からなる材料Ｃを溶射する第２の高速火炎溶射機
（図示せず）と、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣ、
ＳｉＣの一種又は二種以上を含むサーメット材料を溶射
する第３の高速火炎溶射機（図示せず）を同時に用いて
溶射する。溶射皮膜１２、１３の形成にあっては一回の
パスで０．５〜１ｍｍ厚の溶射皮膜の形成が困難である
ので、同一箇所を複数回パスして溶射を行うが、溶射皮
膜１２と溶射皮膜１３の境界部分が不連続的になるの
で、図１の拡大図に示すように境界部分の各層の溶射皮
膜が順次重なるようにして溶射を行う。
のメニスカスが形成される上部に相当する母材１０の上
部１４（鋳型の１／４〜１／３）に溶射皮膜１２を、そ
の他の部分１５に溶射皮膜１３を形成する。前記溶射皮
膜１２の形成にあっては図２に示すように、アルミナ、
ジルコニア、アルミナジルコニア等の酸化物系のセラミ
ックスからなる材料Ａを溶射するプラズマ溶射機１６
と、金属又はサーメットからなる材料Ｂを溶射する第１
の高速火炎溶射機１７を用いて同時に同一箇所に溶射す
ることによって形成する。また、溶射皮膜１３はニッケ
ル合金からなる材料Ｃを溶射する第２の高速火炎溶射機
（図示せず）と、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣ、
ＳｉＣの一種又は二種以上を含むサーメット材料を溶射
する第３の高速火炎溶射機（図示せず）を同時に用いて
溶射する。溶射皮膜１２、１３の形成にあっては一回の
パスで０．５〜１ｍｍ厚の溶射皮膜の形成が困難である
ので、同一箇所を複数回パスして溶射を行うが、溶射皮
膜１２と溶射皮膜１３の境界部分が不連続的になるの
で、図１の拡大図に示すように境界部分の各層の溶射皮
膜が順次重なるようにして溶射を行う。
【００１２】前記材料Ｂとして金属を用いる場合には、
ニッケル、ハステロイ、インコネル、Ｎｉ−Ｃｒ、ＭＣ
ｒＡｌＹ（ここで、ＭはＮｉ又はＮｉ−Ｃｏ）の何れか
一種又は二種からなるニッケル系金属を用いてもよい
が、好ましくはコバルト、ステライト、トリバロイの何
れか一種又は二種以上からなるコバルト系金属を用いる
と耐熱性に優れ長期の寿命を有する。また、前記材料Ｂ
としてサーメットを用いる場合には、Ｃｒ3 Ｃ2 ／Ｎｉ
Ｃｒ、Ｃｒ3 Ｃ2 ／Ｎｉ、Ｃｒ3 Ｃ2 ／Ｃｏ、ＷＣ／Ｎ
ｉＣｒ、ＷＣ／Ｎｉ、ＷＣ／Ｃｏ、ＮｂＣ／ＮｉＣｒ、
ＮｂＣ／Ｎｉ、ＮｂＣ／Ｃｏ、ＺｒＣ／ＮｉＣｒ、Ｚｒ
Ｃ／Ｎｉ、ＺｒＣ／Ｃｏ、ＳｉＣ／ＮｉＣｒ、ＳｉＣ／
Ｎｉ、ＳｉＣ／Ｃｏの何れか一種又は二種以上からなる
ものを使用するか、あるいはＣｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、Ｎｂ
Ｃ、ＺｒＣ、ＳｉＣの何れか一種又は二種以上と、前記
材料Ｂとして用いる金属の一種又は二種以上の組合せか
らなる複合粉末を用いる。材料Ａと材料Ｂの割合は、１
０〜９０重量％：９０〜１０重量％である。これによっ
て、溶射皮膜は断熱性を有する酸化物系のセラミックス
が含まれているので、溶湯の緩冷却を行うことになり、
これによって鋳片に介在物の混入の少ない湯面下凝固を
行うことができる。
ニッケル、ハステロイ、インコネル、Ｎｉ−Ｃｒ、ＭＣ
ｒＡｌＹ（ここで、ＭはＮｉ又はＮｉ−Ｃｏ）の何れか
一種又は二種からなるニッケル系金属を用いてもよい
が、好ましくはコバルト、ステライト、トリバロイの何
れか一種又は二種以上からなるコバルト系金属を用いる
と耐熱性に優れ長期の寿命を有する。また、前記材料Ｂ
としてサーメットを用いる場合には、Ｃｒ3 Ｃ2 ／Ｎｉ
Ｃｒ、Ｃｒ3 Ｃ2 ／Ｎｉ、Ｃｒ3 Ｃ2 ／Ｃｏ、ＷＣ／Ｎ
ｉＣｒ、ＷＣ／Ｎｉ、ＷＣ／Ｃｏ、ＮｂＣ／ＮｉＣｒ、
ＮｂＣ／Ｎｉ、ＮｂＣ／Ｃｏ、ＺｒＣ／ＮｉＣｒ、Ｚｒ
Ｃ／Ｎｉ、ＺｒＣ／Ｃｏ、ＳｉＣ／ＮｉＣｒ、ＳｉＣ／
Ｎｉ、ＳｉＣ／Ｃｏの何れか一種又は二種以上からなる
ものを使用するか、あるいはＣｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、Ｎｂ
Ｃ、ＺｒＣ、ＳｉＣの何れか一種又は二種以上と、前記
材料Ｂとして用いる金属の一種又は二種以上の組合せか
らなる複合粉末を用いる。材料Ａと材料Ｂの割合は、１
０〜９０重量％：９０〜１０重量％である。これによっ
て、溶射皮膜は断熱性を有する酸化物系のセラミックス
が含まれているので、溶湯の緩冷却を行うことになり、
これによって鋳片に介在物の混入の少ない湯面下凝固を
行うことができる。
【００１３】前記材料Ｃとしては前述したニッケル系金
属を使用し、前記材料Ｄとしては、前述したサーメット
を用いる。前記材料Ｄは耐摩耗性を有する材料であり、
更には２台の高速火炎溶射機を用いて溶射を行っている
ので、溶射皮膜１３の組織が緻密となり、従来の耐摩耗
性めっきを施した連続鋳造用鋳型より更に長期の寿命を
有する。なお、プラズマ溶射機１６と第１の高速火炎溶
射機１７のトーチ角度、及び第２及び第３の高速火炎溶
射機のトーチ角度はそれぞれ母材に対して７５〜８５度
の角度で行った。そして、プラズマ溶射機１６の溶射距
離はプラズマ自体の温度が１００００℃と高いので１０
０〜１５０ｍｍと短いが、第１〜第３の高速火炎溶射機
の溶射距離は３５０〜４００ｍｍ程度と長くしている。
また、プラズマ溶射機１６から噴出される溶射粒子の速
度は比較的遅いが、第１〜第３の高速火炎溶射機から噴
出される溶射粒子の速度は７００〜８００ｍ／秒と極め
て高速であった。
属を使用し、前記材料Ｄとしては、前述したサーメット
を用いる。前記材料Ｄは耐摩耗性を有する材料であり、
更には２台の高速火炎溶射機を用いて溶射を行っている
ので、溶射皮膜１３の組織が緻密となり、従来の耐摩耗
性めっきを施した連続鋳造用鋳型より更に長期の寿命を
有する。なお、プラズマ溶射機１６と第１の高速火炎溶
射機１７のトーチ角度、及び第２及び第３の高速火炎溶
射機のトーチ角度はそれぞれ母材に対して７５〜８５度
の角度で行った。そして、プラズマ溶射機１６の溶射距
離はプラズマ自体の温度が１００００℃と高いので１０
０〜１５０ｍｍと短いが、第１〜第３の高速火炎溶射機
の溶射距離は３５０〜４００ｍｍ程度と長くしている。
また、プラズマ溶射機１６から噴出される溶射粒子の速
度は比較的遅いが、第１〜第３の高速火炎溶射機から噴
出される溶射粒子の速度は７００〜８００ｍ／秒と極め
て高速であった。
【００１４】図４は、本発明の他の実施の形態に係る連
続鋳造用鋳型の溶射皮膜１２の組織の材料配分を示す
が、材料Ａを表面側に多くし、材料Ｂを下地めっき層側
に多くする傾斜配合を行っている。これによって、より
金属分の多い材料Ｂの割合が下地めっき層側に多くなっ
て、接合強度が向上する。なお、この実施の形態では表
面側の材料Ａを１００％としているが、更に低減するこ
と（例えば、８０〜９０％）も可能である。また、図４
の破線ａ、ｂに示すように、直線的に傾斜配合させる場
合の他、実線で示すように曲線配合することも可能であ
る。これによって、表面側に断熱性を有するセラミック
スの量を多くすることも可能である。なお、材料Ｃと材
料Ｄの配合も傾斜配合することも可能であり、この場合
は金属分の多い材料Ｃを下地めっき層側とし、表面側を
耐摩耗性セラミックスの多い材料Ｄとする。これによっ
て、接合強度の向上を図ることができると共に、耐摩耗
性も向上することができる。
続鋳造用鋳型の溶射皮膜１２の組織の材料配分を示す
が、材料Ａを表面側に多くし、材料Ｂを下地めっき層側
に多くする傾斜配合を行っている。これによって、より
金属分の多い材料Ｂの割合が下地めっき層側に多くなっ
て、接合強度が向上する。なお、この実施の形態では表
面側の材料Ａを１００％としているが、更に低減するこ
と（例えば、８０〜９０％）も可能である。また、図４
の破線ａ、ｂに示すように、直線的に傾斜配合させる場
合の他、実線で示すように曲線配合することも可能であ
る。これによって、表面側に断熱性を有するセラミック
スの量を多くすることも可能である。なお、材料Ｃと材
料Ｄの配合も傾斜配合することも可能であり、この場合
は金属分の多い材料Ｃを下地めっき層側とし、表面側を
耐摩耗性セラミックスの多い材料Ｄとする。これによっ
て、接合強度の向上を図ることができると共に、耐摩耗
性も向上することができる。
【００１５】
【実施例】表１は、母材１０の表面に溶射皮膜１２を形
成するに当たって、プラズマ溶射機１６及び第１の高速
火炎溶射機１７を用い、材料Ａ及び材料Ｂに種々の材料
を用いた場合の連続鋳造用鋳型の性状を示す。母材１０
の表面にはニッケル系合金の下地めっきが行われ、更に
サンドブラスト処理によって、その表面粗度をＲｚ＝７
５〜１００μｍとしている。この場合、溶射皮膜１２の
下部には、第２及び第３の高速火炎溶射機を用いて材料
Ｃと材料Ｄを溶射しているが、この実施例においては、
材料ＣとしてＮｉ−Ｃｒ系自溶性合金を、材料Ｄとして
ＷＣ／Ｃｏを使用し、その配合比は１対１であった。な
お、材料Ｃ及び材料Ｄとして、それぞれ前記した他の材
料を使用でき、この場合には連続鋳造用鋳型の寿命を比
較例の場合に比べて２〜５倍程度延長できることが確認
されている。また、溶射皮膜１２、１３の厚みは０．８
ｍｍであった。
成するに当たって、プラズマ溶射機１６及び第１の高速
火炎溶射機１７を用い、材料Ａ及び材料Ｂに種々の材料
を用いた場合の連続鋳造用鋳型の性状を示す。母材１０
の表面にはニッケル系合金の下地めっきが行われ、更に
サンドブラスト処理によって、その表面粗度をＲｚ＝７
５〜１００μｍとしている。この場合、溶射皮膜１２の
下部には、第２及び第３の高速火炎溶射機を用いて材料
Ｃと材料Ｄを溶射しているが、この実施例においては、
材料ＣとしてＮｉ−Ｃｒ系自溶性合金を、材料Ｄとして
ＷＣ／Ｃｏを使用し、その配合比は１対１であった。な
お、材料Ｃ及び材料Ｄとして、それぞれ前記した他の材
料を使用でき、この場合には連続鋳造用鋳型の寿命を比
較例の場合に比べて２〜５倍程度延長できることが確認
されている。また、溶射皮膜１２、１３の厚みは０．８
ｍｍであった。
【００１６】
【表１】
【００１７】以上の実施例からも明らかなように、本発
明の連続鋳造用鋳型の方が比較例方法によって製造され
た連続鋳造用鋳型に比較して、鋳片に介在物が生じる割
合が少ない。これは、実施例の連続鋳造用鋳型において
は、溶射皮膜１２に熱伝導性の悪い酸化物系のセラミッ
クスを使用し、しかもその溶射にあってはプラズマ溶射
機を用いて、セラミックスを溶融させて溶射を行ってい
るからと判断される。
明の連続鋳造用鋳型の方が比較例方法によって製造され
た連続鋳造用鋳型に比較して、鋳片に介在物が生じる割
合が少ない。これは、実施例の連続鋳造用鋳型において
は、溶射皮膜１２に熱伝導性の悪い酸化物系のセラミッ
クスを使用し、しかもその溶射にあってはプラズマ溶射
機を用いて、セラミックスを溶融させて溶射を行ってい
るからと判断される。
【００１８】
【発明の効果】従って、請求項１〜４記載の連続鋳造用
鋳型においては、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部
の溶湯の緩冷却が行われ、結果として湯面下凝固を確保
できる。これによって、介在物の混入の少ない健全な鋳
片が鋳造される。また、溶射後、高温度での加熱処理を
しないので、母材の曲がりが極めて少なく、結果として
製造が容易となる。更には、材料Ａと材料Ｂを別々の溶
射機を用いて溶射しているので、材料の配分を自由に設
定でき、しかも溶射皮膜中の材料Ａと材料Ｂを均等に混
合して溶射皮膜の形成ができる。特に、請求項２記載の
連続鋳造用鋳型においては、下層に金属分の割合が増加
し、表層に耐熱性を有するセラミックスが多いので、接
着強度、耐摩耗性を向上させた溶射皮膜を形成できる。
そして、請求項５記載の連続鋳造用鋳型の製造方法は、
緩冷却を目的とした断熱性のある酸化物系のセラミック
スからなる材料Ａの溶射をプラズマ溶射機を用いている
ので、材料Ａを溶融させることが可能となり、更に材料
Ｂを高速火炎溶射機を用いて溶射しているので、結果と
して緻密な溶射皮膜の形成が可能となる。しかも、材料
Ａと材料Ｂを独立の溶射機を用いて同時溶射しているの
で、材料の配分を自由に変えることができ、より優れた
溶射皮膜を形成できる。
鋳型においては、メニスカス部分を含む鋳型内面の上部
の溶湯の緩冷却が行われ、結果として湯面下凝固を確保
できる。これによって、介在物の混入の少ない健全な鋳
片が鋳造される。また、溶射後、高温度での加熱処理を
しないので、母材の曲がりが極めて少なく、結果として
製造が容易となる。更には、材料Ａと材料Ｂを別々の溶
射機を用いて溶射しているので、材料の配分を自由に設
定でき、しかも溶射皮膜中の材料Ａと材料Ｂを均等に混
合して溶射皮膜の形成ができる。特に、請求項２記載の
連続鋳造用鋳型においては、下層に金属分の割合が増加
し、表層に耐熱性を有するセラミックスが多いので、接
着強度、耐摩耗性を向上させた溶射皮膜を形成できる。
そして、請求項５記載の連続鋳造用鋳型の製造方法は、
緩冷却を目的とした断熱性のある酸化物系のセラミック
スからなる材料Ａの溶射をプラズマ溶射機を用いている
ので、材料Ａを溶融させることが可能となり、更に材料
Ｂを高速火炎溶射機を用いて溶射しているので、結果と
して緻密な溶射皮膜の形成が可能となる。しかも、材料
Ａと材料Ｂを独立の溶射機を用いて同時溶射しているの
で、材料の配分を自由に変えることができ、より優れた
溶射皮膜を形成できる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型の
断面図である。
断面図である。
【図２】同溶射状況を示す説明図である。
【図３】同連続鋳造用鋳型の一部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る連続鋳造用鋳型
の材料配分を示すグラフである。
の材料配分を示すグラフである。
１０ 母材 １１ 下地めっ
き層 １２ 溶射皮膜 １３ 溶射皮膜 １４ 上部 １５ その他の
部分 １６ プラズマ溶射機 １７ 高速火炎
溶射機
き層 １２ 溶射皮膜 １３ 溶射皮膜 １４ 上部 １５ その他の
部分 １６ プラズマ溶射機 １７ 高速火炎
溶射機
Claims (5)
- 【請求項１】 内面に溶射皮膜が形成され、上部から注
湯した溶湯の連続鋳造に使用する連続鋳造用鋳型であっ
て、 メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の溶射皮膜を、緩
冷却を目的とした断熱性のあるセラミックスからなる材
料Ａと、皮膜強度保持を目的とした金属及び／又はサー
メットからなる材料Ｂとの複合溶射皮膜としたことを特
徴とする連続鋳造用鋳型。 - 【請求項２】 前記複合溶射皮膜は、下層に前記材料Ｂ
の配分が高い傾斜配合となっている請求項１記載の連続
鋳造用鋳型。 - 【請求項３】 前記セラミックスとしては、アルミナ、
ジルコニア、又はアルミナジルコニア等の酸化物系のセ
ラミックスが使用され、 前記金属としてはコバルト、ステライト、トリバロイ等
からなるコバルト系の金属が使用されている請求項１又
は２記載の連続鋳造用鋳型。 - 【請求項４】 前記複合溶射皮膜の下方には該複合溶射
皮膜に連続して耐腐食性溶射被膜が形成され、しかも、
該耐腐食性溶射被膜は、１０〜９０重量％のニッケル系
合金からなる材料Ｃと、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＷＣ、ＮｂＣ、Ｚ
ｒＣ、ＳｉＣの一種又は二種以上からなる耐摩耗性セラ
ミックスを含み、前記材料Ｃの割合に対応して９０〜１
０重量％のサーメット材料Ｄからなる請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の連続鋳造用鋳型。 - 【請求項５】 上部から注湯した溶湯の連続鋳造に使用
する連続鋳造用鋳型の製造方法であって、 メニスカス部分を含む鋳型内面の上部の複合溶射皮膜の
形成にあっては、緩冷却を目的とした断熱性のある酸化
物系のセラミックスからなる材料Ａの溶射を行うプラズ
マ溶射機と、皮膜強度保持を目的とした金属及び／又は
サーメットからなる材料Ｂの溶射を行う高速火炎溶射機
とを同時に用いて、同一箇所に前記材料Ａと材料Ｂとを
溶射することを特徴とする連続鋳造用鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8353056A JPH10175044A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 連続鋳造用鋳型及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8353056A JPH10175044A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 連続鋳造用鋳型及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10175044A true JPH10175044A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18428272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8353056A Pending JPH10175044A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 連続鋳造用鋳型及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10175044A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7147571B2 (en) | 2004-04-21 | 2006-12-12 | Acushnet Company | Transitioning hollow golf clubs |
| US7942760B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-17 | Cobra Golf Incorporated | Transitioning hollow golf clubs |
| JP2012121041A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Honda Motor Co Ltd | 半凝固金属用鋳造金型 |
| CN106903281A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-30 | 河南蓝火激光科技有限公司 | 一种耐热蚀耐磨梯度涂层结晶器铜板 |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP8353056A patent/JPH10175044A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7147571B2 (en) | 2004-04-21 | 2006-12-12 | Acushnet Company | Transitioning hollow golf clubs |
| US7942760B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-17 | Cobra Golf Incorporated | Transitioning hollow golf clubs |
| JP2012121041A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Honda Motor Co Ltd | 半凝固金属用鋳造金型 |
| CN106903281A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-30 | 河南蓝火激光科技有限公司 | 一种耐热蚀耐磨梯度涂层结晶器铜板 |
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