JPS60221151A - 連続鋳造用鋳型および鋳型内面溶射皮膜形成方法 - Google Patents
連続鋳造用鋳型および鋳型内面溶射皮膜形成方法Info
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- JPS60221151A JPS60221151A JP7657384A JP7657384A JPS60221151A JP S60221151 A JPS60221151 A JP S60221151A JP 7657384 A JP7657384 A JP 7657384A JP 7657384 A JP7657384 A JP 7657384A JP S60221151 A JPS60221151 A JP S60221151A
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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】
技術分野
本発明で提案するところの技術内容線、注入溶融金属に
接する内面の少なくとも最上層の部分に、耐焼付き性、
耐熱性および耐摩耗性に優れた溶射皮膜層を形成してな
る連続鋳造用鋳型の分野に属し特に本発明の目指す技術
はそのような皮膜付鋳型を、溶射技術および溶射材料の
特定、ならびに素地面性状の特定によって得るところに
ある。
接する内面の少なくとも最上層の部分に、耐焼付き性、
耐熱性および耐摩耗性に優れた溶射皮膜層を形成してな
る連続鋳造用鋳型の分野に属し特に本発明の目指す技術
はそのような皮膜付鋳型を、溶射技術および溶射材料の
特定、ならびに素地面性状の特定によって得るところに
ある。
従来技術とその問題点
従来、連続鋳造用鋳型の内面、特に鋳型下部の摩耗を防
止するために、そこに耐摩耗性の材料を溶射被覆して保
護するという先行技術が既にいくつか開示提案されてい
る。
止するために、そこに耐摩耗性の材料を溶射被覆して保
護するという先行技術が既にいくつか開示提案されてい
る。
たとえば、特開昭５２−４’１７２６号として開示の技
術は、Ｎ１めつきを施した鋳型内面上に更にＮ１基合金
を溶射する方法であり、また特開昭５５−７０４５８号
として開示の技術は、ｃｏ’またはＮ１めつきを施した
その上にｗａ −ｏｏ金合金溶射し、さらにその上から
ＭＯ−ＮニーＯｒ合金を溶射する方法であｐｌさらにま
た特開昭５６−８０８５６号として開示の技術は、Ｎ１
及びＯＯの少なくとも１種と、Ｐ及びＢの少なくとも１
１ｉＩとの合金めっきの上に無機物質を溶射した技術で
ある。要するにこれの先行技術は、いずれも溶射皮膜と
銅基体の熱膨張係数差による熱応力の発生を伴なうはく
離等を緩和させるためのものであり、溶射皮膜と銅基体
との中間点熱膨張係数をもつめつき層を溶射皮膜と銅基
体との間に介在させただけである。確かにこの先行技術
は、めっき層を介在させない場合よりも熱衝撃抵抗が向
上するとは言ってもそれは僅かである。何故なら溶射皮
膜の接着機構は、機械的な投錨効果によるものであるか
ら、めっき層を介在させても、溶射皮膜の接着力（以後
付着強さという）の大幅な向上にはつながらず、溶射皮
膜の付着強さは依然として低いままという問題点があっ
た。
術は、Ｎ１めつきを施した鋳型内面上に更にＮ１基合金
を溶射する方法であり、また特開昭５５−７０４５８号
として開示の技術は、ｃｏ’またはＮ１めつきを施した
その上にｗａ −ｏｏ金合金溶射し、さらにその上から
ＭＯ−ＮニーＯｒ合金を溶射する方法であｐｌさらにま
た特開昭５６−８０８５６号として開示の技術は、Ｎ１
及びＯＯの少なくとも１種と、Ｐ及びＢの少なくとも１
１ｉＩとの合金めっきの上に無機物質を溶射した技術で
ある。要するにこれの先行技術は、いずれも溶射皮膜と
銅基体の熱膨張係数差による熱応力の発生を伴なうはく
離等を緩和させるためのものであり、溶射皮膜と銅基体
との中間点熱膨張係数をもつめつき層を溶射皮膜と銅基
体との間に介在させただけである。確かにこの先行技術
は、めっき層を介在させない場合よりも熱衝撃抵抗が向
上するとは言ってもそれは僅かである。何故なら溶射皮
膜の接着機構は、機械的な投錨効果によるものであるか
ら、めっき層を介在させても、溶射皮膜の接着力（以後
付着強さという）の大幅な向上にはつながらず、溶射皮
膜の付着強さは依然として低いままという問題点があっ
た。
また特開昭５４−２８２２８号として開示されている技
術は、ｌＪｉ基自基柱溶性合金射後１０００〜１１００
℃で皮膜の溶融処理を行なうことにより付着強さを向上
させる方法であるが、この技術の場合鋳型基体（銅）の
融点近くまで加熱するため、銅基体の熱歪や材質劣化に
対する処置が必要になるなど製造上の問題点が多い０ しかも、該自溶性合金は低融点（１０００〜１１００”
Ｏ）であるため溶鋼のスプラッシュの付着や、高温での
硬度低下が問題となる０ 以上の従来技術の説明かられかるように、熱形５響を与
えることなしに溶射皮膜と銅基体の付着強さを大幅に向
上させる方法は先行開示にみられない。
術は、ｌＪｉ基自基柱溶性合金射後１０００〜１１００
℃で皮膜の溶融処理を行なうことにより付着強さを向上
させる方法であるが、この技術の場合鋳型基体（銅）の
融点近くまで加熱するため、銅基体の熱歪や材質劣化に
対する処置が必要になるなど製造上の問題点が多い０ しかも、該自溶性合金は低融点（１０００〜１１００”
Ｏ）であるため溶鋼のスプラッシュの付着や、高温での
硬度低下が問題となる０ 以上の従来技術の説明かられかるように、熱形５響を与
えることなしに溶射皮膜と銅基体の付着強さを大幅に向
上させる方法は先行開示にみられない。
発明の目的
本発明の目的は、連続鋳造用鋳型内向表層部分に、耐焼
付き注や耐摩耗性等に優れた溶射皮膜層全形成する従来
技術の上述した問題点全克服することにあり、焼付きや
はく離が少なく長寿命の鋳型を提供するのに有利な技術
について示す。この目的達成のための本発明の要旨とす
るところは、この明細書の頭書に記載した特許請求の範
囲に揚起したとおりである０ 着想の基礎 本発明者らは、溶射皮膜の付着強さおよび皮膜強さに関
する研究を重ねたところ、溶射粉末材料の粒子飛行速度
と溶射皮膜の付着強さおよび皮膜硬さに密接な関係があ
ることを知り、これを連続鋳造用鋳型内面への溶射技術
に応用し、望ましい溶射皮膜を形成し長寿命の鋳型とす
ることとしたのである。
付き注や耐摩耗性等に優れた溶射皮膜層全形成する従来
技術の上述した問題点全克服することにあり、焼付きや
はく離が少なく長寿命の鋳型を提供するのに有利な技術
について示す。この目的達成のための本発明の要旨とす
るところは、この明細書の頭書に記載した特許請求の範
囲に揚起したとおりである０ 着想の基礎 本発明者らは、溶射皮膜の付着強さおよび皮膜強さに関
する研究を重ねたところ、溶射粉末材料の粒子飛行速度
と溶射皮膜の付着強さおよび皮膜硬さに密接な関係があ
ることを知り、これを連続鋳造用鋳型内面への溶射技術
に応用し、望ましい溶射皮膜を形成し長寿命の鋳型とす
ることとしたのである。
第１図に、被溶射面に衝突する直前における高速度カメ
ラにて測定した粒子飛行速度とＪＩＳＨ８６６６−１９
８０の引張付着力試験方法に準する方法で両足した付着
強さとの関係を示す。なお、溶射装置のノズルと被溶射
物の距離は、近すぎると被溶射物が過熱され、遠すぎる
と粒子飛行速度が低下するので、被溶射物の表面温度が
１５０’Ｏ以下で最も高い付着力が得られる最適距離を
選んだ。
ラにて測定した粒子飛行速度とＪＩＳＨ８６６６−１９
８０の引張付着力試験方法に準する方法で両足した付着
強さとの関係を示す。なお、溶射装置のノズルと被溶射
物の距離は、近すぎると被溶射物が過熱され、遠すぎる
と粒子飛行速度が低下するので、被溶射物の表面温度が
１５０’Ｏ以下で最も高い付着力が得られる最適距離を
選んだ。
各粒子飛行速度を得る溶射法で付着強さにおる幅がある
のは溶射粉末材料の違いによるものである。しかし、い
ずれの場合でも粒子飛行速度が４ｏｏｍ／秒以上の溶射
法によれば、従来連続鋳造用鋳型の内面の被覆に用いら
れてきた粒子飛行速度がａｏｏｍ／秒以下の火炎溶射法
あるいはプラズマ溶射法に比べ、高い付着強さが得られ
ていることが判る。
のは溶射粉末材料の違いによるものである。しかし、い
ずれの場合でも粒子飛行速度が４ｏｏｍ／秒以上の溶射
法によれば、従来連続鋳造用鋳型の内面の被覆に用いら
れてきた粒子飛行速度がａｏｏｍ／秒以下の火炎溶射法
あるいはプラズマ溶射法に比べ、高い付着強さが得られ
ていることが判る。
さらに、粒子飛行速度が６５０ｍ／秒以上になると、付
着強さは従来の一般的な粒子飛行速度がａｏｏｍ／秒以
下である溶射法の２倍以上に向上し、鋳型Ｐ′３而皮面
としての付着力は十分なものとなる。
着強さは従来の一般的な粒子飛行速度がａｏｏｍ／秒以
下である溶射法の２倍以上に向上し、鋳型Ｐ′３而皮面
としての付着力は十分なものとなる。
なお、粒子飛行速度として４ｏｏｍ／秒以上のものが得
られる溶射法としては、たとえば出力８０ ＫＷ以上の
ハイパワープラズマ浴射法・またａａｏｍ／秒以上の溶
射法としてはたとえばアセチレンと酸素の混合ガスの爆
発によって生じる高速燃焼エネルギーを利用する爆発的
溶射法およびプロパンと酸素の燃焼フレームをノズル内
で加速させる超音速溶射法があるが、本発明の場合、＋
ｏｏｍ／秒以上の粒子飛行速度が得られる溶射法であれ
ばいずれの方法でもよい。
られる溶射法としては、たとえば出力８０ ＫＷ以上の
ハイパワープラズマ浴射法・またａａｏｍ／秒以上の溶
射法としてはたとえばアセチレンと酸素の混合ガスの爆
発によって生じる高速燃焼エネルギーを利用する爆発的
溶射法およびプロパンと酸素の燃焼フレームをノズル内
で加速させる超音速溶射法があるが、本発明の場合、＋
ｏｏｍ／秒以上の粒子飛行速度が得られる溶射法であれ
ばいずれの方法でもよい。
上述したように、粒子飛行速度が４００ｍ／秒以上、望
ましくは６５ｏｍ／秒以上になるような溶射を行うと、
その後熱処理を施すまでもなく連続鋳造用鋳型の内面に
付着した皮膜は、十分な付着力をもつようになり、従来
の飛行速度８００ｍ／秒以下の溶射法で被覆した溶射皮
膜において見られる銅基体もしくはめっきとの界面から
の付着力不足によるはくりの問題は大幅に緩和される。
ましくは６５ｏｍ／秒以上になるような溶射を行うと、
その後熱処理を施すまでもなく連続鋳造用鋳型の内面に
付着した皮膜は、十分な付着力をもつようになり、従来
の飛行速度８００ｍ／秒以下の溶射法で被覆した溶射皮
膜において見られる銅基体もしくはめっきとの界面から
の付着力不足によるはくりの問題は大幅に緩和される。
第２図に、同一成分組成（８０％ Ｏｒ、０８．２０％
Ｎｉ０ｒ ）の溶射材料を使って溶射したときのその溶
射法の違いによる粒子飛行速度と溶射皮膜硬さの関係を
示す。同一成分組成の溶射材料でも、粒子飛行速度が４
ｏｏｍ／秒以上の溶射を行うと・粒子飛行速度がａｏｏ
ｍ／秒以下の従来溶射法に比べて溶射皮膜がち密（気孔
率小）となり・皮膜硬嘔がアップする。そして粒子飛行
速度がｅａｏｍ巷以上の溶射になると、従来法と比べて
気孔率の方は１％以下を示すようになり、２倍以上の皮
膜硬さとなる。
Ｎｉ０ｒ ）の溶射材料を使って溶射したときのその溶
射法の違いによる粒子飛行速度と溶射皮膜硬さの関係を
示す。同一成分組成の溶射材料でも、粒子飛行速度が４
ｏｏｍ／秒以上の溶射を行うと・粒子飛行速度がａｏｏ
ｍ／秒以下の従来溶射法に比べて溶射皮膜がち密（気孔
率小）となり・皮膜硬嘔がアップする。そして粒子飛行
速度がｅａｏｍ巷以上の溶射になると、従来法と比べて
気孔率の方は１％以下を示すようになり、２倍以上の皮
膜硬さとなる。
この粒子飛行速度４００ ｍ７秒以上、望ましく・はａ
ｂｏｍ／秒以上となるような溶射を行うと、従来用いら
れてきた溶射材料でも皮膜硬さを改善することができ、
摩耗による鋳型の耐用寿命を大幅に向上させ得る。
ｂｏｍ／秒以上となるような溶射を行うと、従来用いら
れてきた溶射材料でも皮膜硬さを改善することができ、
摩耗による鋳型の耐用寿命を大幅に向上させ得る。
本発明者らの研究によると、粒子飛行速度が大きくなっ
た場合に溶射皮膜がち密となり、皮膜硬さが向上し、か
つ付着強さが向上するのは一溶射材料の被溶射面への接
着機構が機械的な投錨効果によるものであるところから
、溶射粉末が被溶射物に衝突した時に扁平化し、それが
連続的に積層したものになる。即ち粒子飛行速度が大き
くなると、粒子の衝突時のエネルギーが大きくなって、
その結果ち密で強固に結合した溶射皮膜が得られるもの
と考えている。
た場合に溶射皮膜がち密となり、皮膜硬さが向上し、か
つ付着強さが向上するのは一溶射材料の被溶射面への接
着機構が機械的な投錨効果によるものであるところから
、溶射粉末が被溶射物に衝突した時に扁平化し、それが
連続的に積層したものになる。即ち粒子飛行速度が大き
くなると、粒子の衝突時のエネルギーが大きくなって、
その結果ち密で強固に結合した溶射皮膜が得られるもの
と考えている。
発明の構成
本発明は、上述したような知見にもとすく粒子飛行速度
で規制される溶射法採用のもとで、連続鋳造用鋳型内面
への溶射皮膜として好ましい形態のもとにするために以
下に説明するような溶射材材の選択、ならびに溶射皮膜
下の素地面処理を施したものである。
で規制される溶射法採用のもとで、連続鋳造用鋳型内面
への溶射皮膜として好ましい形態のもとにするために以
下に説明するような溶射材材の選択、ならびに溶射皮膜
下の素地面処理を施したものである。
（１）溶射材料について；
粒子飛行速度が＋ｏｏｍ／秒以上になるような溶射を施
す本発明において採用する溶射材料としては、硬質のセ
ラミックス（複合セラミックスも含む）又は金属もしく
は合金とセラミックスの複合材料を用いる。
す本発明において採用する溶射材料としては、硬質のセ
ラミックス（複合セラミックスも含む）又は金属もしく
は合金とセラミックスの複合材料を用いる。
表１にその一例を示す。
溶射厚みは０．０５〜２酊が望ましい。０．０５朋以下
では耐摩耗性の効果が十分でなく、２朋以上では抜熱を
阻害するおそれがある。
では耐摩耗性の効果が十分でなく、２朋以上では抜熱を
阻害するおそれがある。
特に焼付きによるブレークアウトの発生を回避しなけれ
ばならない連続鋳造設備の鋳型内面の被覆においては・
以下の理由により金属もしくは合金全含有しないセラミ
ックス、又はセラミックスを６０重量係以上、より望ま
しくは８０重量％以上含有し、残部が金輌もしくは合金
の複合溶射材料を採用すること、および鋳型内表面温度
が高く焼付きの発生が起りやすい、少なくとも鋳型の上
半分に上記材料が被覆されていることが重要である。
ばならない連続鋳造設備の鋳型内面の被覆においては・
以下の理由により金属もしくは合金全含有しないセラミ
ックス、又はセラミックスを６０重量係以上、より望ま
しくは８０重量％以上含有し、残部が金輌もしくは合金
の複合溶射材料を採用すること、および鋳型内表面温度
が高く焼付きの発生が起りやすい、少なくとも鋳型の上
半分に上記材料が被覆されていることが重要である。
鋳型内面に被覆されている従来の一般的な耐摩耗性溶射
皮膜は、粒子飛行速度に起因する付着強さ不足による耐
久性の問題があることは上述したとおりであるが、さら
に耐焼付き性も充分とは言えない。たとえば、先の特開
昭５６−８０８５６号として開示の方法では、Ｎ１基自
浴注合金に５０％含有するＷＯ−Ｎｉサーメットヲ溶射
材料として採用している。しかしながら、この例のよう
に低融点の自溶性合金を５０％も含有すると、メタル−
メタルの接触部分が大きくなり、焼付きが発生する。
皮膜は、粒子飛行速度に起因する付着強さ不足による耐
久性の問題があることは上述したとおりであるが、さら
に耐焼付き性も充分とは言えない。たとえば、先の特開
昭５６−８０８５６号として開示の方法では、Ｎ１基自
浴注合金に５０％含有するＷＯ−Ｎｉサーメットヲ溶射
材料として採用している。しかしながら、この例のよう
に低融点の自溶性合金を５０％も含有すると、メタル−
メタルの接触部分が大きくなり、焼付きが発生する。
そのために、この先行技術では溶射皮膜の使用は隅部お
よび下端部のみとし、さらに溶射皮膜のその上にａｒメ
ッキを施している。また特開昭５６−６８５５５号とし
て開示の方法では、溶射材料としてグラファイト２５％
、 Ｎｉ ７５％のもの金属いて耐焼付き注の向上を目
指しているが、この場合もニッケル金属を５０％以上も
含有するため、耐焼付き注ならびに、耐摩耗性の点で充
分とは言えない。
よび下端部のみとし、さらに溶射皮膜のその上にａｒメ
ッキを施している。また特開昭５６−６８５５５号とし
て開示の方法では、溶射材料としてグラファイト２５％
、 Ｎｉ ７５％のもの金属いて耐焼付き注の向上を目
指しているが、この場合もニッケル金属を５０％以上も
含有するため、耐焼付き注ならびに、耐摩耗性の点で充
分とは言えない。
また、特開昭５８−２９５４７号として提案されている
のでは、特定比率のＣｏ 、 Ｍｏ 、 Ｏｒ からな
る合金を溶射材料として採用しているが、使用中の環境
においてコバルトモリブデン塩を生成し、耐焼付性が向
上することが述べられている。しかしながらこの生成膜
は薄く、連続鋳造設備の鋳型内面のような厳しい使用条
件のものにおいては充分とは言えない。
のでは、特定比率のＣｏ 、 Ｍｏ 、 Ｏｒ からな
る合金を溶射材料として採用しているが、使用中の環境
においてコバルトモリブデン塩を生成し、耐焼付性が向
上することが述べられている。しかしながらこの生成膜
は薄く、連続鋳造設備の鋳型内面のような厳しい使用条
件のものにおいては充分とは言えない。
そこで、本発明者らは、耐焼付き注ならびに耐摩耗性を
あわせもつ溶射材料として、耐焼付性ならびに耐摩耗性
に優れたセラミックスを特定比率以上含有させることが
好ましいと考えた。
あわせもつ溶射材料として、耐焼付性ならびに耐摩耗性
に優れたセラミックスを特定比率以上含有させることが
好ましいと考えた。
第８図は、本発明者らがセラミックスの含有量全限定す
るために溶射材料の耐焼付き性７を調べた実験装置であ
る。
るために溶射材料の耐焼付き性７を調べた実験装置であ
る。
図において１は、種々の溶射材料全被覆した供試ロール
、２は固定ロール、８は固定材である。
、２は固定ロール、８は固定材である。
供試ロール１は減速機４を介してモーター５により駆動
されるとともに、油圧シリンダー６により、ロートセル
フ、７′による試験荷重の設定下に負荷がかけられてい
る。同定材８は通電ができ、連続鋳造における凝固シェ
ルの表面温度（１０００”Ｏ）相当に加熱できるもので
おる。供試ロール８の表面は、外部ヒーター９により連
続鋳造用−鋳型の表面温度３００℃にカロ熱できる。な
お図中８はトルク計である。
されるとともに、油圧シリンダー６により、ロートセル
フ、７′による試験荷重の設定下に負荷がかけられてい
る。同定材８は通電ができ、連続鋳造における凝固シェ
ルの表面温度（１０００”Ｏ）相当に加熱できるもので
おる。供試ロール８の表面は、外部ヒーター９により連
続鋳造用−鋳型の表面温度３００℃にカロ熱できる。な
お図中８はトルク計である。
表２
実験は、第２図に示すように供試ロール１を固定角材（
３８４１鋼片）８・固定ロール２′ｆ！：介して支持し
、該供試ロールｌのみ１１１ｍ／分の周速にて無潤滑状
ｊπで駆動して、負荷を５００ Ｉｃｇ、１０００匈、
２０００に９、ａｏｏｏｋｇ、４０００ ＃。
３８４１鋼片）８・固定ロール２′ｆ！：介して支持し
、該供試ロールｌのみ１１１ｍ／分の周速にて無潤滑状
ｊπで駆動して、負荷を５００ Ｉｃｇ、１０００匈、
２０００に９、ａｏｏｏｋｇ、４０００ ＃。
と順仄大さくし、１２０秒にわたる運転時間内に焼付き
、又ははくりが発生した時点で運転を中止した。なおこ
の判断はトルク計８の急激な変動によった。
、又ははくりが発生した時点で運転を中止した。なおこ
の判断はトルク計８の急激な変動によった。
実験結果を表３に示し、この実験に使用したロール寸法
は０２０騙×８０朋長さであり、供試ロール１の表面に
各溶射材料をプラズマ溶射法、ハイパワープラズマ溶射
法及び爆発式溶射法を用い被覆し、溶射厚みが何れも０
．１朋に揃うように溶射後に研削仕上げを行なった。ま
た比較のためＱｒメッキも含んだ。
は０２０騙×８０朋長さであり、供試ロール１の表面に
各溶射材料をプラズマ溶射法、ハイパワープラズマ溶射
法及び爆発式溶射法を用い被覆し、溶射厚みが何れも０
．１朋に揃うように溶射後に研削仕上げを行なった。ま
た比較のためＱｒメッキも含んだ。
表３により、従来連続鋳造用鋳型内面の表層に用いられ
てきたム１のＱｒメッキは、５００ｋｇの荷重で焼付い
た。また従来のプラズヤ溶射法による屋２の溶射材料は
１０００ｋｌｉｌの荷重ではくりしたが、同じ材料を用
１いたＡ １０ 、 Ａ １４の本発明例のハイパワー
プラズマ溶射法および爆発式溶射法による実施例でｈい
ずれもはぐりはみられなかった。
てきたム１のＱｒメッキは、５００ｋｇの荷重で焼付い
た。また従来のプラズヤ溶射法による屋２の溶射材料は
１０００ｋｌｉｌの荷重ではくりしたが、同じ材料を用
１いたＡ １０ 、 Ａ １４の本発明例のハイパワー
プラズマ溶射法および爆発式溶射法による実施例でｈい
ずれもはぐりはみられなかった。
ただ、供献材Ａ ８ 、４ 、５ 、６ 、７ 、８の
セラミックスの／含有量が５０重量％以上の溶射材料は
、１０００！の荷重で焼付きＡ９，１１のセラミックス
が６０車儀チで残部が合金からなる複合溶射材料は、２
ｏｏｏ／ｃｇの荷重で焼付かず、應１０．ＩＪ１４．１
５．１６．１７のセラミックスの含有量が８０重量％以
上で残部が金属もしくは合金からなる複合溶射材料、お
よびム１８．１８．１９のセラーミックス溶射材料、さ
らにはｌ６２０の複合セラミックス溶射材料は、いずれ
もａｏｏｏｋｇの荷重でも焼付きが観察されなかった。
セラミックスの／含有量が５０重量％以上の溶射材料は
、１０００！の荷重で焼付きＡ９，１１のセラミックス
が６０車儀チで残部が合金からなる複合溶射材料は、２
ｏｏｏ／ｃｇの荷重で焼付かず、應１０．ＩＪ１４．１
５．１６．１７のセラミックスの含有量が８０重量％以
上で残部が金属もしくは合金からなる複合溶射材料、お
よびム１８．１８．１９のセラーミックス溶射材料、さ
らにはｌ６２０の複合セラミックス溶射材料は、いずれ
もａｏｏｏｋｇの荷重でも焼付きが観察されなかった。
従って、耐焼付きａを重視する連続鋳造用鋳型における
内面皮覆の溶射材料は、セラミックス（複合セラミック
スを含む）又はセラミックスを６０車儀チ以上望ましく
は８０車儀チ以上含有し・残部が金屑もしくは合金の複
合材料であることが望ましい。
内面皮覆の溶射材料は、セラミックス（複合セラミック
スを含む）又はセラミックスを６０車儀チ以上望ましく
は８０車儀チ以上含有し・残部が金屑もしくは合金の複
合材料であることが望ましい。
ここで用いる金属もしくは合金は特に限定しないが融点
が１２００℃以上のＮｉ 、 Ｏｒ 、 Ｃｏ 、 Ｎ
ｉｏｒ合成、ＱｏＱｒ合金が良い。その理由は、融点が
１２００℃以下のたとえばＳｉ 、 Ｂを含有したいわ
ゆる自溶性合金では昼温での硬度低下が起こるからであ
る。
が１２００℃以上のＮｉ 、 Ｏｒ 、 Ｃｏ 、 Ｎ
ｉｏｒ合成、ＱｏＱｒ合金が良い。その理由は、融点が
１２００℃以下のたとえばＳｉ 、 Ｂを含有したいわ
ゆる自溶性合金では昼温での硬度低下が起こるからであ
る。
耐摩耗性の観点からも硬質のセラミックスを６０車儀チ
以上望ましくは８０取量％身上含有することが望ましい
。
以上望ましくは８０取量％身上含有することが望ましい
。
（２） 鋳型内面の下地処理について；上述したように
本発明は、粒子飛行速度の限定ならびに溶射材料の特定
により十分な皮膜強度が得られるが、さらにその効果を
高めるためには次のような下地処理を施すことが有効で
あることを知見した。
本発明は、粒子飛行速度の限定ならびに溶射材料の特定
により十分な皮膜強度が得られるが、さらにその効果を
高めるためには次のような下地処理を施すことが有効で
あることを知見した。
（イ）その第１は、予め鋳を内面にＮｉめつきを施し、
その上に上記セラミックス溶射材料やセラミックス金少
なくとも６０車儀チ以上含有し、残部が金屑もしくは合
金の複合溶射粉末材料を、粒子飛行速度４ｏｏｍ／秒以
上、望ましくは６５０ｍ／秒以上の溶射手段によって被
覆すると、溶射皮膜の熱衝撃抵抗はさらに向上するので
ある。
その上に上記セラミックス溶射材料やセラミックス金少
なくとも６０車儀チ以上含有し、残部が金屑もしくは合
金の複合溶射粉末材料を、粒子飛行速度４ｏｏｍ／秒以
上、望ましくは６５０ｍ／秒以上の溶射手段によって被
覆すると、溶射皮膜の熱衝撃抵抗はさらに向上するので
ある。
（ロ）その第２は、鋳型内面にまずＮ１めつきを施し、
その上の少なくとも下部から％の領域にわたってＮｉ
−Ｗ −Ｆｅ合金めつきを施し、さらにその上に上述の
主としてセラミックス基溶射材料を粒子飛行速度４００
ｍ／秒以上となるような溶射法によって被覆することが
、鋳型内面特にその下部の摩耗を防止する上で有効であ
ることが判った。
その上の少なくとも下部から％の領域にわたってＮｉ
−Ｗ −Ｆｅ合金めつきを施し、さらにその上に上述の
主としてセラミックス基溶射材料を粒子飛行速度４００
ｍ／秒以上となるような溶射法によって被覆することが
、鋳型内面特にその下部の摩耗を防止する上で有効であ
ることが判った。
溶射皮膜の下地として、Ｎニーｗ −ｙｅ金合金つきに
限定した理由は、鋳型内表面にむかつてＨｖ８００〜７
００の範囲で次第に硬度が大きくなる硬度勾配をもつ硬
質厚メッキを容易に施すことができ、従来のＮｉ 、
Ｐのごとき合金めつきに比べ、はるかに熱衝撃抵抗に優
れるからである。
限定した理由は、鋳型内表面にむかつてＨｖ８００〜７
００の範囲で次第に硬度が大きくなる硬度勾配をもつ硬
質厚メッキを容易に施すことができ、従来のＮｉ 、
Ｐのごとき合金めつきに比べ、はるかに熱衝撃抵抗に優
れるからである。
また当該溶射皮膜の下地めっきが硬質厚めつきであるこ
とが望ましい理由は、凝固シェルの熱変形により特に鋳
型下部に高い面圧が加わって銅基体が変形し、著しい場
合には溶射皮膜内の粒子間結合力が低下して摩耗しやす
くなるの全防止するためである。
とが望ましい理由は、凝固シェルの熱変形により特に鋳
型下部に高い面圧が加わって銅基体が変形し、著しい場
合には溶射皮膜内の粒子間結合力が低下して摩耗しやす
くなるの全防止するためである。
該Ｎｉ −Ｗ −Ｆｅ合金めつきの厚みは、０．８朋〜
８朋の範囲で選べるが、より好ましくは０．５朋〜１朋
がよい。その理由は、厚さが０．８朋以下であると銅基
体の変形を防止するのに十分でなく、また８ １１１以
上であると硬度勾配をつけたとしてもめつき層内の内部
応力によって割れやすくなるためである。なお、この硬
質のＮｉ −Ｗ −Ｆｅ合金は鋳型底部の摩耗を防止す
るためには・摩耗が問題となる少なくとも下部から局の
領域に施されていることが望ましい。
８朋の範囲で選べるが、より好ましくは０．５朋〜１朋
がよい。その理由は、厚さが０．８朋以下であると銅基
体の変形を防止するのに十分でなく、また８ １１１以
上であると硬度勾配をつけたとしてもめつき層内の内部
応力によって割れやすくなるためである。なお、この硬
質のＮｉ −Ｗ −Ｆｅ合金は鋳型底部の摩耗を防止す
るためには・摩耗が問題となる少なくとも下部から局の
領域に施されていることが望ましい。
また、Ｎ１−Ｗ−Ｆｅ合金めつきの成分組成は、１〜２
０ｉ量％Ｗ、１〜２０重ｊ＃％Ｆｅ 、残部Ｎ１の範囲
で広く選べるが、５〜７重量９１１Ｗ、１〜５重量％Ｆ
θ、残部Ｎ１でｙｅの含有量を次第に増加させて、めっ
き層の硬度を硬度勾配をつけてＨｖ３００〜７００にし
たものが望ましい。
０ｉ量％Ｗ、１〜２０重ｊ＃％Ｆｅ 、残部Ｎ１の範囲
で広く選べるが、５〜７重量９１１Ｗ、１〜５重量％Ｆ
θ、残部Ｎ１でｙｅの含有量を次第に増加させて、めっ
き層の硬度を硬度勾配をつけてＨｖ３００〜７００にし
たものが望ましい。
実施例
通過トン数が１１５トン／チヤージのスラブ用連続鋳造
機の鋳型内面に被覆し、実機使用した結果を表４に示す
。
機の鋳型内面に被覆し、実機使用した結果を表４に示す
。
表４のＡ１〜７は比較例で／１６８〜１８は本発明例で
ある。構成は黒１が銅製鋳型の内面に下地Ｎ１めつきを
施し、その上にＣｒめっきを施したもの、Ａ２は銅製鋳
型の内面に自浴注合金を溶射した後溶射皮膜の溶融処理
を施したもの、Ａｚｌｌはさらにその上にＱｒめつきを
施したものである。Ａ４−１０は第４図に示すように、
銅製鋳型１の内面にＮ１めつき１２を施し、その上に溶
射皮膜ｌＯを形成させたもの、Ａ１１〜１８は第５図に
示すように、銅！ｉ！！鋳型ｌの内面にＮ１めつき１２
を施し、その上の下部から％の領域にＮｉ −Ｗ −Ｆ
ｅ合金めつき１３を施し、さらにその上の鋳型内面全面
に溶射皮膜１０を形成させたものである。
ある。構成は黒１が銅製鋳型の内面に下地Ｎ１めつきを
施し、その上にＣｒめっきを施したもの、Ａ２は銅製鋳
型の内面に自浴注合金を溶射した後溶射皮膜の溶融処理
を施したもの、Ａｚｌｌはさらにその上にＱｒめつきを
施したものである。Ａ４−１０は第４図に示すように、
銅製鋳型１の内面にＮ１めつき１２を施し、その上に溶
射皮膜ｌＯを形成させたもの、Ａ１１〜１８は第５図に
示すように、銅！ｉ！！鋳型ｌの内面にＮ１めつき１２
を施し、その上の下部から％の領域にＮｉ −Ｗ −Ｆ
ｅ合金めつき１３を施し、さらにその上の鋳型内面全面
に溶射皮膜１０を形成させたものである。
従来、銅製鋳型の内面被覆として用いられてきｆｃＡｌ
のＮｉめっきの上にＱｒめっきを施したものでは、下部
のｃｒめつきが短期間ではがれ、ＨＶ２００程度の硬さ
のＮｉめっきでは耐摩耗性が十分でなく、２００チヤー
ジで基体の銅が露出し取外した。
のＮｉめっきの上にＱｒめっきを施したものでは、下部
のｃｒめつきが短期間ではがれ、ＨＶ２００程度の硬さ
のＮｉめっきでは耐摩耗性が十分でなく、２００チヤー
ジで基体の銅が露出し取外した。
Ｊ１６ｇのＮ１基自俗性合金を溶射したものでは、融点
が低い次め溶鋼付着や、焼付きによるブレークアウトが
多発し、２００チヤージで取外した。
が低い次め溶鋼付着や、焼付きによるブレークアウトが
多発し、２００チヤージで取外した。
／Ｉ６８のさらにその上にａｒめつきを施したものでも
、耐焼付き注は十分でなく、４００チヤージで取外した
。
、耐焼付き注は十分でなく、４００チヤージで取外した
。
Ｉ６４の粒子飛行速度が１００〜２００ ｍ７秒の火炎
溶射法で被覆した溶射皮膜は付着強さが不十分で２００
チヤージでＮ１めつきと溶射皮膜の界面からはくりした
。
溶射法で被覆した溶射皮膜は付着強さが不十分で２００
チヤージでＮ１めつきと溶射皮膜の界面からはくりした
。
Ａ６の粒子飛行速度が２００〜ａｏｏｍ７秒のプラズマ
溶射法で被覆した溶射皮膜は、若干向上したものの４０
０チヤージでＮ１めつきと溶射皮膜の界面からはくすし
た。
溶射法で被覆した溶射皮膜は、若干向上したものの４０
０チヤージでＮ１めつきと溶射皮膜の界面からはくすし
た。
それに対し、粒子飛行速度が４００〜ｏｂｏｍ滲のハイ
パワープラズマ溶射法および、６５０〜８００ｍ／秒の
爆発式溶射法で被覆したムロ〜ｌδの溶射皮膜は、いず
れもはぐりはみられなかった。
パワープラズマ溶射法および、６５０〜８００ｍ／秒の
爆発式溶射法で被覆したムロ〜ｌδの溶射皮膜は、いず
れもはぐりはみられなかった。
ただし、Ｉ６６のセラミックスの含有量が５０重量係で
残部が合金からなる溶射皮膜および４７のセラミックス
を含有しない合金の溶射皮膜は、６００チヤージで焼付
いた〇 本発明例のＡ８のセラミックスの含有量が６ＯＮ量チで
残部が合金からなる溶射皮膜は、８００チヤージまで焼
付かず、Ａ９，１１．１８のセラミックスの含有量が８
０重量％以上で、残部が金縞または合金からなる溶射皮
膜および４１０のセラミックス溶射皮膜およびム１２の
複合セラミックス溶射皮膜には焼付きは発生しなかった
。
残部が合金からなる溶射皮膜および４７のセラミックス
を含有しない合金の溶射皮膜は、６００チヤージで焼付
いた〇 本発明例のＡ８のセラミックスの含有量が６ＯＮ量チで
残部が合金からなる溶射皮膜は、８００チヤージまで焼
付かず、Ａ９，１１．１８のセラミックスの含有量が８
０重量％以上で、残部が金縞または合金からなる溶射皮
膜および４１０のセラミックス溶射皮膜およびム１２の
複合セラミックス溶射皮膜には焼付きは発生しなかった
。
また、下地層としてＮ１めつきを施した本発明のＡ９お
よび４１０の溶射皮膜Ｌ１それぞれ８００チヤージおよ
び１２００チヤージで下部が摩耗し、基体である銅が露
出したため取外したが、溶射皮膜とＮｉめつきの間にＮ
ｉ −Ｗ −Ｆｅ合金の硬質厚めっきを施して下地の変
形を防止させたムｌ】〜１ａの溶射皮膜扛・１２００チ
ヤージ使用後°も基体である銅の露出はみられず、また
使用に耐えうる状態であった。
よび４１０の溶射皮膜Ｌ１それぞれ８００チヤージおよ
び１２００チヤージで下部が摩耗し、基体である銅が露
出したため取外したが、溶射皮膜とＮｉめつきの間にＮ
ｉ −Ｗ −Ｆｅ合金の硬質厚めっきを施して下地の変
形を防止させたムｌ】〜１ａの溶射皮膜扛・１２００チ
ヤージ使用後°も基体である銅の露出はみられず、また
使用に耐えうる状態であった。
なお、粒子飛行速度が６５０〜８０ｏｍ／秒の爆発式溶
射法で被覆した４１０の溶射皮膜の方が、粒子飛行速度
が４００〜６５０ｍ／秒のハイパワープラズマ溶射法で
被覆したム９の溶射皮膜よりも下部の摩耗が少なかった
のは、爆発式溶射法で被覆した溶射皮膜の方がち密で硬
質であるためと考える。
射法で被覆した４１０の溶射皮膜の方が、粒子飛行速度
が４００〜６５０ｍ／秒のハイパワープラズマ溶射法で
被覆したム９の溶射皮膜よりも下部の摩耗が少なかった
のは、爆発式溶射法で被覆した溶射皮膜の方がち密で硬
質であるためと考える。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、粒子の飛行速度によ
って規制される特定の溶射法と溶射材料、さらには下地
処理を適当に選択することで・従来の予測をはるかに超
える耐焼付＠注、耐熱性および耐摩耗性に優れた溶射皮
膜を鋳型内面に形成することができ、鋳型の寿命を向上
させ、安定した連続鋳造の操業を確保するのに有利であ
る。
って規制される特定の溶射法と溶射材料、さらには下地
処理を適当に選択することで・従来の予測をはるかに超
える耐焼付＠注、耐熱性および耐摩耗性に優れた溶射皮
膜を鋳型内面に形成することができ、鋳型の寿命を向上
させ、安定した連続鋳造の操業を確保するのに有利であ
る。
第１図は、粒子飛行速度と溶射皮膜の付着強さの関係を
示すグラフ、 第２図は翫粒子飛行速度と溶射皮膜の硬さの関係を示す
グラフ、 第８図は、焼付き挙動の解明に用いた実験装置１ワの正
面図、 第４図、第５図は、いずれも連続鋳造用鋳型の縦断面図
である。 １・・・めつき ２・・・固定ロール ８・・・固定材 慟・・・減速機 ５・・・モーター ６・・・油圧シリンダー７・・・ロ
ードセル ８・・・トルク計９・・・ヒーター １０・
・・溶射１ｍ１１・・・銅製鋳型 １２・・・下地Ｎ１
めっき１８・・・下部中間Ｎ１− ｗ −Ｆｅめっき。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第３図 第４図 第５図
示すグラフ、 第２図は翫粒子飛行速度と溶射皮膜の硬さの関係を示す
グラフ、 第８図は、焼付き挙動の解明に用いた実験装置１ワの正
面図、 第４図、第５図は、いずれも連続鋳造用鋳型の縦断面図
である。 １・・・めつき ２・・・固定ロール ８・・・固定材 慟・・・減速機 ５・・・モーター ６・・・油圧シリンダー７・・・ロ
ードセル ８・・・トルク計９・・・ヒーター １０・
・・溶射１ｍ１１・・・銅製鋳型 １２・・・下地Ｎ１
めっき１８・・・下部中間Ｎ１− ｗ −Ｆｅめっき。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 連続鋳造用鋳型内面に、ニッケルめっきより成る第
１層を形成し、その第１層の上にＮ１−Ｗ−Ｆｅのａ元
合金より成る第２層を形成し、その第２層の上にセラミ
ックス溶射層もしくは、少なくともセラミックスを６０
％含有する金属又は合金との複合溶射層より成る第３層
を形成して成る連続鋳造用鋳型。 ＆ 連続鋳造用鋳型内面に、セラミックス溶射材料もし
くはセラミックスを少なくとも６０係含有する金属また
は合金との複合溶射材料を、溶射材料の粒子飛行速度が
４ｏｏｍ／秒以上になる条件下に溶射することを特徴と
する連続鋳造用鋳型の溶射皮膜形成方法。 ＆Ｎｉめつ＠を施こした連続鋳造用鋳型内面に、セラミ
ックス溶射材料もしくはセラミックスを少なくとも６０
チ含有する金属または合金との複合溶射材料を溶射材料
の粒子飛行速度が４ｏｏｍ／秒以上になる条件下に溶射
することを特徴とする連続鋳造用鋳型の溶射皮膜形成方
法。 ４ 連続鋳造用鋳型内面に、まずＮ工めっきを施し、そ
のＮ１めっき層上にｗ＝ −ｗ −ｒｅ ａ元合金めっ
きを施し、さらにその上にセラミックス溶射材料もしく
はセラミックス金少なくとも６０％ｙ有する金属または
合金との複合溶射材料を溶射材料の粒子飛行速度が４０
０ｍ／秒以上になる条件下に溶射すること１に特徴とす
る連続鋳造用鋳型の溶射皮膜形成方法。 器 上記Ｎｉ −Ｗ −Ｆｅのａ元合金めっ＠を、鋳型
の下半分に施すことを特徴とする特許請求の範囲８記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7657384A JPS60221151A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 連続鋳造用鋳型および鋳型内面溶射皮膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7657384A JPS60221151A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 連続鋳造用鋳型および鋳型内面溶射皮膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221151A true JPS60221151A (ja) | 1985-11-05 |
| JPH0337454B2 JPH0337454B2 (ja) | 1991-06-05 |
Family
ID=13608981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7657384A Granted JPS60221151A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 連続鋳造用鋳型および鋳型内面溶射皮膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221151A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62227554A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造用鋳型 |
| EP0265174A2 (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-27 | Union Carbide Corporation | Continuous casting molds |
| EP0311847A2 (de) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Battelle-Institut e.V. | Armaturteil zum Einsatz in einem schwefelsauren Medium, das auch abrasiv wirkende Feststoffteilchen enthält, und Verfahren zur Herstellung eines solchen Armaturteiles |
| JPH01233047A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-18 | Nomura Tokin:Kk | 連続鋳造用鋳型の製造方法 |
| US5176197A (en) * | 1990-03-30 | 1993-01-05 | Nippon Steel Corporation | Continuous caster mold and continuous casting process |
| WO1998021379A1 (en) * | 1996-11-08 | 1998-05-22 | Monitor Coatings And Engineers Limited | Coating of continuous casting machine components |
| GB2339166A (en) * | 1998-05-27 | 2000-01-19 | Honda Motor Co Ltd | Moulds for synthetic resin moulding and process for the production thereof |
| KR20180070545A (ko) * | 2015-10-15 | 2018-06-26 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 주조용 몰드재 및 Cu-Cr-Zr-Al 합금 소재 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5680356A (en) * | 1979-11-30 | 1981-07-01 | Satoosen:Kk | Continuous casting mold for iron and steel |
| JPS5881544A (ja) * | 1981-11-09 | 1983-05-16 | Kawasaki Steel Corp | 連続鋳造用鋳型 |
| JPS58151941A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-09 | Mishima Kosan Co Ltd | 連続鋳造用鋳型 |
| JPS5950952A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-24 | Kawasaki Steel Corp | 連続鋳造用鋳型 |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP7657384A patent/JPS60221151A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5680356A (en) * | 1979-11-30 | 1981-07-01 | Satoosen:Kk | Continuous casting mold for iron and steel |
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| JPS62227554A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造用鋳型 |
| EP0265174A2 (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-27 | Union Carbide Corporation | Continuous casting molds |
| EP0311847A2 (de) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Battelle-Institut e.V. | Armaturteil zum Einsatz in einem schwefelsauren Medium, das auch abrasiv wirkende Feststoffteilchen enthält, und Verfahren zur Herstellung eines solchen Armaturteiles |
| JPH01233047A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-18 | Nomura Tokin:Kk | 連続鋳造用鋳型の製造方法 |
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| WO1998021379A1 (en) * | 1996-11-08 | 1998-05-22 | Monitor Coatings And Engineers Limited | Coating of continuous casting machine components |
| GB2339166A (en) * | 1998-05-27 | 2000-01-19 | Honda Motor Co Ltd | Moulds for synthetic resin moulding and process for the production thereof |
| KR20180070545A (ko) * | 2015-10-15 | 2018-06-26 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 주조용 몰드재 및 Cu-Cr-Zr-Al 합금 소재 |
| US20180297109A1 (en) * | 2015-10-15 | 2018-10-18 | Mitsubishi Materials Corporation | CASTING MOLD MATERIAL AND Cu-Cr-Zr-Al ALLOY MATERIAL |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0337454B2 (ja) | 1991-06-05 |
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