JPS61115647A - 耐摩滅性形状部材を備えた押出し鋳造鋳型の製造方法とその製造鋳型 - Google Patents

耐摩滅性形状部材を備えた押出し鋳造鋳型の製造方法とその製造鋳型

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JPS61115647A
JPS61115647A JP60244227A JP24422785A JPS61115647A JP S61115647 A JPS61115647 A JP S61115647A JP 60244227 A JP60244227 A JP 60244227A JP 24422785 A JP24422785 A JP 24422785A JP S61115647 A JPS61115647 A JP S61115647A
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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
    • B22D11/05—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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
    • B22D11/057—Manufacturing or calibrating the moulds

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、枠状であって相互に固定され形状中空室を構
成し銅工作材料から成る壁プレートの領域で形状部材と
して構成されている耐摩滅性の層を備え、該形状部材が
該壁プレートに取シ付けられ及び／又は該プレートに嵌
合しているような押出し鋳を装置用鋳型の製造方法に関
する。
例えば鉄と鋼のような高融点の金属の鋳造のため知周知
の如く押出し一連続鋳型が使用される。銅工作材料から
成る該鋳型は、この材料の高す熱伝導率の故に製造され
ている。使用目的次第で、単一部分から成る鋳型か複数
部分から成る鋳型が区別され得、該鋳型は、単一部分か
ら成るときは、接目のない鍛造ブロック、接目なくプレ
スされるか鋳造された管、或いは溶接薄板か溶接ベルト
から作り出されておシ、複数部分から成る鋳型の場合は
、空間において相互に固定され形状中空室を構成する壁
プレートから成っていることを要し、該プレートは製造
中、熱処理と変形操作を受ける。低度合金或いは高度合
金の銅合金であってもよい銅工作材料から成る、押出し
鋳造−鋳型装入物は、形状中空室において、硬い押出し
体外被の摩擦や押出し体と鋳型形状空間との間に流入す
るスラッグ粒子によって、著しｌｘＱ滅を受ける。かく
して生じｔ鋳型内側寸法の歪は鋳型の最終的な装入物の
寿命を減らす。それ故に、機械的のみならず熱的な種類
の発生歪の影響によって生ずる、形状中空室を構成する
鋳型壁の摩滅を抑制するために、一定の運転時間の後、
プレートの再加工処理することが必要となる。この再加
工によって形状中空室の最初の横断面が変化し、即ち鋳
造される押出し体の横断面も同様に変化する。しかし、
押出し鋳造鋳型による押出し誘導が形状中空室或いは押
出し体の横断面に正確に調節されることは是非とも必要
なことである。
ことが、更に必要である。特に、例えば鉄塊のような大
きな横断面を有し次押出し体の鋳造用のプレート鋳型の
場合、それ故にプレートにおける仕上げが加えられる。
プレート−例えば鉄塊鋳型の縦プレートに摩滅が生じ友
場合、それに則って、グレート部及び彎曲部は修正され
なければならない。既述のようにこのようにして必然的
に、押出し鋳造鋳型の組立の後に鋳造された押出し体の
大きな横断面が生じ、既述の不利益が発生する。他方に
おいて鋳型寸法の後調節は、このような処置をすること
による著しい時間の浪費の友めに、生産減少を甘受すべ
きでないときには、所定の鋳型区域を必要とする。
この面倒を克服するために、既にドイツ連邦共和国特許
公報第１９３９７７７号に示されるように、鋳型の壁プ
レート（縦プレート及び横プ“レート）間の角部におり
て、鋳型プレートの材料に対し異なる材料から成る移行
部材が配設されるように備えられている。その際、この
移行部材は、周知の実施の場合には、両壁プレートのそ
れぞれ一つの凹所において機械的に固定されておシ、そ
の際、その設備面は、このプレートの縦方向において、
隣接する二個の壁プレートの厚さよりも細長くなってい
る。この周知の実施形式は、しかしながら、据付は友押
出し鋳造装置のより高い能力に基づき今日使用されてい
る押出し鋳造鋳型になされる保護に、必ずしも十分であ
るとは限らない。
このことは、外部から不変の形状中空室の横断面を備え
たいわゆる固定式鋳型用にも、あるいはまた、調節式鋳
型として公知のものにも生じ、とりわけ後者で問題とな
る。該調節式鋳型の場合には鋳造中、押出し体横断面が
狭小な側の、或いは横のプレートが摺動することによっ
て変化する。この場合、つまり、摩擦によって縦プレー
トと狭小な側縁部との間の接触面で、激しい摩滅、例え
ば侵食によるいわゆる凹線が生じ、該摩滅が鋳型を、短
時間に不規則々割れ目の形成によって使用°不能にし、
或いは機械的補修を必要とするようにする。
摩擦の回避とそれによる摩滅の低減の定めに、超硬材料
、例えばニッケル、クロム、モリブテン等で銅縦プレー
トが被覆加工され、被覆加工されていない横プレートが
接触縁部で場合によってば補助油みぞを介して高耐熱性
のグリースで塗られるようにすることは既に試みられて
いる。この解決における欠点は費用がかかることであり
、こｔ′Ｌは付加的被覆加工によって生ずるものである
。その他の欠点としては、鋳造押出しの機械的作用によ
って被覆加工が早くすり減ってしまうことである。狭小
側縁部の比較的僅かな面（横プレート縁部）が、例えば
この面に電気的若しくは化学的ニッケルメッキを施され
、又は火焔−若しくはプラズマガンを使った硬金属の採
用によって、鋳型プレートの銅材料に比較してより硬い
工作材料で被覆加工される試みも、また成果を生じなか
った。このような層の狭い面での付着強さは充分で々く
、むしろｉｌｌ　ｍないしは可動過程におりて、この層
は、比較的早くてかつま几説明しにくいことであるが、
爆発する。修復とあらたな被覆加工の几めの費用の他に
、度々、突き破れの結果としての非常に高い費用が生ず
るが、これは、予期されずまｔ説明のつかない割れの形
成によって惹起されるものである。
鋳型の種類、即ち固定式鋳型が調節式鋳型であるかに依
存せず、よル摩滅している範囲は、鋳型の出口端部であ
る。ここでは、表面上で既に硬くなっている鋳造押出し
体と鋳型壁との間の激しい摩擦が、鋳型の使用能力を短
くするこの害される領域において摩滅保護層を、残りの
鋳型面でよシ厚い壁厚に対して、電気的に衝撃を与え、
吹きつけ或いは爆発鍍金によって作ること（ドイツ連邦
共和国特許第３１４２１９６　−号）は、既述の理由か
ら周知のように、従来において実行されていない。
摩滅が増加することによる問題は、また浴面領域内にお
いて或いは下部にも生ずる。これに関連して、既に（ド
イツ連邦共和国公開公報第１９５７３５２号）、少くと
も浴面領域を包含した、形状中空室を限定している鋳型
壁の部分において、プレート材料に比して異なる工作材
料から成る装入物を備えるようにしている。これら装入
物の収容のために提案された熱ロール圧延若しくは熱鍍
金、若しくは高速度成形又は爆発性鍍金は非常に高価な
ものである。
該技術の現状から本発明は、次のことを課題としている
。即ち、鋳型形状空間における割れ形成を鋳造押出し用
の公知の成果で回避し、形状中空室を限定する壁プレー
トの耐腐食性及び耐摩滅性の増大によって、鋳型の有効
寿命を引き上げる可能性を見出すことである。
この課題は、始めに述べた様式の鋳型製法の場合、本発
明に従い、形状部材が電子線熔接によって壁プレートに
接して及び／又は壁プレート内に固定されることによっ
て解決される。この固定様式は、冶金で接合すべき部分
が熔接過程で歪むことなく単く非常に狭い溶接帯をなま
すことのみを保証する。全く同様に寸法の正確　　　　
゛・な形状と、形状中空室全構成する鋳型内面の調節と
が熔接過程を通じて冷間加工によって生ずる壁プレート
の焼入れのように、殆んどネガティブに影響を与えない
。そのほか形状部材の冶金的結合と鋳型壁の割れ目形成
とは相客れない。
更に、耐摩滅性の材料からなる長尺片として形状部材を
壁プレートの縁部領域に電子線を周込て熔接することが
、特に本発明で有利であることが判明し友。これは主と
して鋳型の出口端部の領域と、横プレートと縦プレート
が圧縮負荷して相殺している領域とに関する。この平面
的に狭く限定した領域を、割れなく永続的に、摩滅を減
少する手段で備えることは、従来不可能であつ友。漸く
本発明によって、固定式鋳型の場合、外から押えられた
プレート対の、圧着圧と熱張力とによって熔接の除虫ず
るクリープ又は収縮の結果としての、及び機械的損害と
しての縦プレートと横プレートとの間の割れ目形成は、
抑制されるようになった。
本発明では更に、電子線によって長尺片が横プレートの
縁部領域に熔接されているが、この場合この実施形式は
特に調節式鋳型の装入物用に向いている。通常、狭小な
側のプレートの摺動の際に激しい摩擦の結果として縦プ
レートと横グレートとの接触面に生ずる摩滅が回避され
る。
本発明の他の有利な構成は次のようである。
即ち、縁部領域に無関係に、耐摩滅性の装入物としての
形状部材を鋳造押出し体に向い力面において形状中空室
を限定し７？＋壁プレートに嵌込み、電子線によって鋳
造することである。これは、例えば浴面領域であっても
よく、ま九前述の鋳型の実施例（ドイツ連邦共和国特許
第３１４２１９６号）に応じて浴面の下方領域でもよい
。この場合、装入物が浴面領域から通過方向へ延びてお
シ、その際装入物は、押出しの通過方向へ連続して流れ
込む制限面でくさび状に又は部分くさび状に形成される
。
浴面領域及びその下方における装入物のために、冷却状
態で安定するには工作材料選択の際、耐摩滅性の他に材
料の熱伝導率を考［Ｋ入れることが有利でありえる。こ
の際、耐摩滅性の増加の他に、鋳型領域における熱通過
の簡単な制御の可能性が判明した 工作材料選択の他に、また装入物の外の形状が最終的ロ
ールとなシ、その結果、外方の成形によって例えば浴面
領域から出る熱通過が、鋳造される押出し体の逐次の冷
却で増大するか縮少する。
本発明に従い使用されうる耐摩滅性の工作材料として、
溶接可能な材料すべてが考慮の対象となる。特に好都合
な装入可能な工作材料の中に、例えばモリブテン、銅−
ベリリウム合金、あるいは高硬な鋼がある。耐摩滅性の
形状部材用の基礎工作材料として、ニッケルを基礎とす
る、いわゆる超合金、例えばＮ１−Ｍｏ−Ｆｅ系でＯｒ
、Ｃｏ、Ｗ、　Ｔｉ　、　Ａｔの如きの付加のある多成
分合金が合目的的であることも判った。このよう表合金
はインコネル（ｌｎｃｏｎｅｌ）　、ノーシュテロイ（
ａｏｓｔｅｌｌｏｙ）、またはニモニック（Ｎｉｍｏｎ
ｉｃ）の商品名で知られている。本発明の実施のために
、鉄を基礎にＯｒ、Ｎ１．ＭＯ，Ａｔの如きの付加のあ
る超硬工作材料及び鉄、ニッケル、あるいはコバルトを
基礎とする耐熱性の鋳造工作材料が合目的的であること
も判った。これら「硬金属」のすべては電子線鋳造によ
って、任意の低度合金またけ高度合金の銅合金と結合さ
れる。
本発明を第１〜７図に示した実施例に従い詳細く説明す
る。
第１図は冷開成形鋼合金から成る鋼押出し鋳造用のプレ
ー、ト鋳型の壁プレートラ示している。
鋳造押出し体の通過方向は矢印によって明らかにされて
いる。鋳型プレートである縦−或いは横プレートのとり
わけ内側に張シ出た縁部領域を摩滅から保護し、割れを
回避しそして完壁な鋳造産物を保証するために、壁グレ
ート１の縁部領域２と３が例えばスライス盤で削り取ら
れており、生じた凹所に硬金属からできている長尺片４
と５が装入されている。壁グレート１に接するか壁プレ
ート１内にあるこの長尺片ヲ、１操作中発生する機械的
応力にもかかわらず確実で割れないようＫしておくため
に、長尺片が電子線熔接によって固定されている。引き
寄せられた溶接抜目６と７が空間的に狭く限定されてい
るので、狭く限定された空間での比較的短期の加熱は、
壁プレート１の隣接した領域までをも軟化することはな
い。
第２図は、縦−或いは横プレートとしての壁プレート８
を示し、該プレートは鋳造押出し体の流出方向において
出口側端部で耐摩滅性の材料から成る長尺片９を備えて
いる。この長尺片の取り付けは第１図に従う実施例に相
応して実施され、電子線熔接によって生じた溶接抜目は
１０と１１とで示されている。
第３図において、いわゆるプレート鋳型が概略的に示さ
れておシ、該鋳型は縦プレート１２と横プレート１３と
から成り、これらは矢印が示すように外側から、ここで
は図示されていない鋼枠によって相互に押えつけられ固
定されて因る。割れ形成を減らすだめ１４で示された負
領域において、耐摩滅性の長尺片１５が、上記のように
電子線熔接で永続的に横プレート１３に嵌込まれ、長尺
片が横プレートとで一単位を構成する。
本発明に従う耐摩滅性の長尺片の、縁部領域における熔
接固定は、鋳造空間が縦プレートに対する棲プレートの
摺動によって変更されるよう【なっている、いわゆる調
節式鋳型の場合に、なかんづく有利である。このような
実施形式を第４図に拡大して示しである。矢印の方向【
おいて横プレート１７が縦プレート１６上を摺動可能に
設けられている。圧縮負荷が、縁部領域において縦プレ
ート１６に対する４苦プレート自らのみならず、耐摩滅
性材料からなる長尺片１８を介しても生ずる。成形平面
への溶接抜目１９に沿った電子線熔接によって長尺片１
Ｂは、横プレート１７の縁部において割れずに保持さへ
長尺片１８とプレート１７とは一単位を形成する。
これとは異なり、第５図は、不変性の溶接空間の横断面
を有した、いわゆる固定式鋳型を示しておシ、該鋳型の
場合には、例えば耐摩滅性の長尺片２０が縦プレート２
１の凹所に電子線熔接によって嵌込まれている。該熔接
に対して、壁プレートへの冶金結合によるときは、永続
的かつ割れないように固定された長尺片２０は、横プレ
ート２２を圧縮負荷する。
最後の第６図と第７図は、本発明の実施形式を示し、こ
れらの場合、浴面領域においてと押出し体の通過方向に
おいて、その中に耐摩滅性の材料から成る装入物が設け
られている。第６図において鋳型の壁プレートである、
縦グレートないしは横プレート２３は断面が長方形状の
装入物２４を有しており、該装入物は良好表伝熱を実現
するために、銅プレートと装入物２４の後方部材との間
（、冷間圧延、プレス或いは流体静力学的プレスによっ
て装入されている。
特別の理由から、装入物２４の収容が爆発変形によって
行われるときにも、装入物の裏面上の伝熱を最善の状態
にするために、次のことが本発明の実施における場合す
べてにおいて有利であることが判明した。すなわち、隣
接の工作材料の異なる熱膨張による割れが生ずること全
回避するために、電子細溶接による装入物の「周囲」が
メタリックに銅工作材と結合することである。
第６図のこの実施形式に対して、第７図では鋳型プレー
ト２５にくさび状の装入物２６が設けられているが、く
さび状としているのは、同時に簡単なやシ方で、鋳型プ
レートを通る熱通過の制御のために配慮されているもの
である。
ここでもまた、電子線熔接は、確実で割れのない結合を
確保する。
【図面の簡単な説明】

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）形状部材として構成されている耐摩滅性の層を、
    枠状であつて相互に固定され形状中空室を構成する銅材
    料から成る壁プレートの領域内において備える押出し装
    装置用鋳型であつて、形状部材が該壁プレートに取付け
    られ及び／又は該壁プレート内で嵌合されているような
    押出し鋳造装置用鋳型の製造方法において、形状部材が
    壁プレートに接し及び／又は壁プレート内で電子線熔接
    によつて固定されることを特徴とする鋳型製造方法。
  2. （２）耐摩滅性の材料から成る長尺片としての形状部材
    が壁プレートの縁部領域に電子線によつて熔接固定され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方
    法。
  3. （３）長尺片が、鋳型の形状中空室を構成する壁プレー
    トの相互に境を接する縦プレートと横プレートとの縁部
    領域に電子線によつて熔接固定されることを特徴とする
    特許請求の範囲第２項記載の製造方法。
  4. （４）長尺片が横プレートの縁部領域に熔接固定される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の製造方法
    。
  5. （５）長尺片としての形状部材が、鋳型の出口端部にあ
    る、形状中空室を限定している壁プレートの縁部に電子
    線によつて熔接固定されることを特徴とする特許請求の
    範囲第２〜４項のいずれか１項に記載の製造方法。
  6. （６）耐摩滅性の装入物としての形状部材が鋳造押出し
    に向いている面内で形状中空室を限定している壁プレー
    トに嵌込まれ、電子線によつて熔接固定されることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
  7. （７）装入物が浴面を包含する壁プレートの領域に電子
    線によつて熔接固定されることを特徴とする特許請求の
    範囲第６項記載の製造方法。
  8. （８）装入物がくさび状、又は部分くさび状に、押出し
    体の通過方向に連続して流れ込む限定面を構成すること
    を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の製造方法。
  9. （９）形状部材用に設けられた領域が壁プレートに接し
    及び／又は壁プレート内に、フライス盤により形成され
    形状部材が嵌合され、そして続いて嵌合されてる形状部
    材が壁プレート内に及び／又は壁プレートに接し、電子
    線熔接によつて冶金的に壁プレートと結合されることを
    特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に
    記載の製造方法。
  10. （１０）耐摩滅性の形状部材用の基礎工作材料としてモ
    リブテンを使用することを特徴とする特許請求の範囲第
    １〜９項のいずれか１項に記載の製造方法。
  11. （１１）耐摩滅性の形状部材用の基礎工作材料として銅
    −ベリリウム−合金を使用することを特徴とする特許請
    求の範囲第１〜９項のいずれか１項に記載の製造方法。
  12. （１２）耐摩滅性の形状部材用の基礎工作材料として高
    硬鋼を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１〜
    ９項のいずれか１項に記載の製造方法。
  13. （１３）耐摩滅性の形状部材用の基礎工作材料としてニ
    ッケルを基礎とする、いわゆる超合金を使用することを
    特徴とする特許請求の範囲第１〜９項のいずれか１項に
    記載の製造方法。
  14. （１４）耐摩滅性の形状部材用の基礎工作材料として鉄
    を基礎とする超硬の工作材料を使用することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１〜９項のいずれか１項に記載の製
    造方法。
  15. （１５）耐摩滅性の形状部材用の工作材料として鉄、ニ
    ッケル、又はコバルトを基礎とする、熱安定の鋳造工作
    材料を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１〜
    ９項のいずれか１項に記載の製造方法。
  16. （１６）特許請求の範囲第１〜１５項のいずれか１項に
    記載の製造方法により作り出される鋳型であつて、角で
    相互に境を接した縦プレート及び／又は横プレートの縁
    部において、嵌込まれ電子線熔接によつて固定される、
    耐摩滅性の材料から成る長尺片を特徴とする鋳型。
  17. （１７）耐摩滅性の材料から成る長尺片が横プレートの
    縁部領域において電子線熔接によつて固定されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の製造鋳型
    。
  18. （１８）特許請求の範囲第１〜１５項のいずれか１項に
    記載の製造方法により作り出される鋳型であつて、鋳型
    出口端部の縦プレート及び横プレートの縁部領域におい
    て電子線熔接によつて固定される、耐摩滅性の材料から
    成る長尺片を特徴とする鋳型。
  19. （１９）特許請求の範囲第１〜１５項のいずれか１項に
    記載の製造方法により作り出される鋳型であつて、縦プ
    レート及び横プレートの面領域において電子線熔接によ
    つて一体化される、耐摩滅性の材料から成る長尺片を特
    徴とする鋳型。
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