JPS6335762A - 連続鋳造用鋳型の製造方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は連続鋳造用鋳型の製造方法に関するものである
。

〈従来の技術及びその問題点〉 連続鋳造用鋳型は、抜熱性と内表面の耐摩耗性あるいは
焼付防止性等が要求され、一段には銅あるいは調合金製
の１寸材の内表面にＮｉやＣｒの表面コーティング層が
設けられた形態のものが用いられて来た。しかるに連続
鋳造がますます高速で行なわれろ様になり表面の耐摩耗
性及び鋳型母材の強度もより大なものが求められ、例え
ば特公昭５７−３８３３９号公報で示される様に、鋳型
母材として（よ強度が大な今析出硬化型銅合金を、又表
面コーティレグ層としてば溶射層を用いる様に変化して
来た。

この析出硬化型銅合金としては、Ｃｕに対し、Ｂｅ。

Ｔｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒ、　ｋｇあろいばＮｉ−５ｉ等を
微征添加した各種の合金が用いられているが、その合金
の種類によっては上部の表面コーティング層の密着性に
問題がある。特に強度、加工性等の向で最も好ましいと
考えられるＣｕ−Ｂｅ合金の場合に於いて、それに直接
１容射層を形成せしめろと溶射層の密着力が小さく、使
用中に剥離をするという事が判明した。即ち、Ｃｕ−Ｂ
ｅ合金は、Ｃｕに対し通常０２〜２７５重量％のＢｅを
含有せしめた合金で、時効処理により微細なＣｕＢｅが
析出し、著しく強さ、硬さを増すという利点がある反面
、Ｂｅの酸素との親和力が著しく大である為に溶射工程
中に鋳型母材表面即ち溶射層との界面に酸化物が形成さ
れ、溶射層の密着が非常に困難である。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明は上記問題点を解決する為に、溶射工程中ニ酸化
され難く、しかも鋳型母材及び溶射層のいずれとも互に
拡散結合をし易いＣｕをメッキ層として介在せしめよう
とするものであり、その要旨は析出硬化型のＣｕ−Ｂｅ
合金から成る鋳型母材の内表面の一部又は全部に、Ｃｕ
メッキ層を施し、該Ｃｕメッキ層の上面にＮｉ基出自溶
性合金ら成る溶射皮膜を施し、次いで該溶射皮膜の溶融
処理をした後あるいは同溶融処理と同時に鋳型母材の溶
体化処理をも行ない、その後時効処理を行なうことを特
徴とする連続鋳造用鋳型の製造方法である。

なお本発明で鋳型母材として使用するＣｕ−Ｂｅ合金は
、Ｃｕに対しＢｅを０２〜０６重量％含有する合金であ
り、通常ば９００±１０℃で約１時間の加熱処理後の水
中焼入に引続き４５０±５℃で約３時間時効処理を行な
って用いろものである。

この様に本発明は特に酸化物の形成の激しいＣｕ−Ｂｅ
合金についての改善を行なったものであるが、Ｃｕ−Ｂ
ｅ合金以外にもＴｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒ、　Ａｇ、　Ｎｉ
−５ｉ等を微量添加したＣｕ合金でも酸化物が形成され
易いものについては同様に適用可能である。又Ｃｕメッ
キ層の厚さは５〜１００μｍ１好ましくは５〜２０μｍ
位とする、これは５μｍ以上なければＣｕメッキを施す
効果が発揮されないが、あまり厚くなり過ぎるとその後
に行なう溶融処理でとのＣｕメッキ層を鋳型母材及び溶
射層の双方へ拡散させるのに長時間を要するからである
。

Ｃｕメッキ層上に溶射するＮ１基自溶性合金は、Ｃｒ１
５〜２０重量％、Ｂ３．０〜４５重量％、　Ｓｉ２．０
〜５．０重量％、　Ｃ０，５〜１．１重量％、Ｆｅ５．
０重量％以下。

Ｃｏ１．０重量％以下、残部がＮ１から成る如き合金を
用い、その溶射厚さは０．１〜１．　Ｏｎ＋ｍとする。

この溶射層形成後の再溶融処理は、通常９８０〜１１０
０℃で３０分間前後行なう、この溶融処理温度域は上述
したＣｕ−Ｂｅ合金の溶体化処理の為の温度より若干高
めであるが、表面層としての溶射層を上記９８０〜１１
００℃に加熱すれば母材としてのＣｕ−Ｂｅ合金部分は
丁度上記溶体化処理温度範囲位になるので一度の加熱処
理で済ませる事も可能である。勿論との溶射層の再溶融
の為の加熱処理と、溶体化処理とを２段階に行ないより
厳しく温度制御をする下があるのは当然である。

〈実施例及び作用〉 以下実施例を示し乍ら、本発明方法を詳述する。

０．５重量％Ｂｅ含有のＣｕ−Ｂｅ合金製の鋳型本体の
内表面の全域に、厚さ１５μｍのＣｕメッキ層を形成し
、次いてプラズマ溶射法を用い、Ｎ１基自溶性合金溶射
層をその厚さが約０．８ｍｍとなる様に装着した。

用いた自溶性合金の組成は、Ｃ「１７．０重量％、８３
５重量％、　Ｓｉ３゜０重量％、Ｃ０７重量％、Ｆｅ３
．０重量％。

Ｃｏ０．５重量％、残部Ｎ１である。

次に約１０００℃に保持した加熱炉内へ装入し、約１時
間保持する事で、溶射層の再溶融封孔処理と共に鋳型母
材の溶体化処理をも行ない、加熱炉より取出し、直らに
油中急冷をなし、引続いて４５０±５℃に保持した加熱
炉内へ入れ３時間時効処理を行なった。

この様にして得た連続鋳造用鋳型につき、鋳型母材とそ
の内表面に施されたメッキ層、溶射層との接合部分を顕
微鏡観察した結果が図面に示す写真（倍率３２０倍）で
あり、この写真からは下部の鋳型母材層（１）及び上部
の溶射層（２）との区別は明確であるが、その中間に位
置するメッキ層は殆んどそれ自体として識別し難く、こ
の部分で活発な拡散が進行した事が判る。なお剥離試験
による結果は、溶射層と鋳型母材との間で破断が起こり
、密着性は２４ｋｇ／ｍｏＦであった。

なお比較の為の脱酸銅製板材の表面に、直接上記本発明
の実施例で用いたのと同組成のＮｉ基出自溶性合金、同
条件で同じ厚さに溶射し、中性ガス炎を用いその溶射層
が９８０〜１１００℃となる如く再溶融処理を行なった
試料について、その溶射層の密着力を測定した結果は１
８ｋｇ／ｍｍ２であった。この脱酸銅に対して直接Ｎｉ
基自溶性合金溶射層を施した物は現状としても十分な耐
久性を持って使用されている鋳型であるのでと配本発明
方法による物の２４ｋｇ／＋＋＋ｍ２の密着力がいかに
大であるかが判る。

なお上記した本発明の実施例では、鋳型母材の内表面の
全域に同一厚さでＣｕメッキ層及びＮｉ基自溶性合金溶
射層を形成したが、連続鋳造用鋳型がその使用中に受け
る負荷を考慮し、鋳型下方部へ行くに従ってそれらメッ
キ層及び溶射層、特に溶射層の厚みを増大せしめろ、又
は鋳型上方部は何らコーティング層を施さず下半部のみ
に施すという様な事は従来からなされている様に本発明
にあっても採用する事はある。同様に鋳型使用初期の対
スプラッシュ対策として、最外表面に薄くクロム層を設
ける場合もある。

〈発明の効果〉 以上述へて来た如く本発明によれば、鋳型母材としては
、強度に富むＣｕ−Ｂｅ合金を用いているので全体とし
ての強度は十分でその鋳型母材上に融点が低く、層形成
後の熱処理で鋳型母材及び溶射層の双方共に拡散性が大
なるＣｕメッキ店を形成した後に、その上面に形成する
溶射層の密若力を・２４ｋｇ　／　１１１＋＋ｉ２にま
で高め、Ｃｕ−Ｂｅ合金に直接溶射層を形成した鋳型や
、あるいは脱酸銅に直接溶射層を形成した鋳型に比べそ
の密着性は大きく向上し、それだけ耐寿命性に富む鋳型
となす事が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施例で得た鋳型の断面類８ｉ５！鏡組織
写真で、倍率は３２０倍である。 図中、　　　（１）鋳型母材層 （２）＝？ｆＩ射層 特許出願人　新日本製鐵株式會社（他１名）代　理　人
　万古　数量 手続補正書動刻 昭和６２年　１月　１４日 昭和６１年　特許願　第１８０７３６号２、発明の名称 連続鋳造用鋳型の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区大手町二丁目６番３号氏名　（ｆ
ｉｓ５）新日本製鐵株式會社代表者　武１）豊　（他１
名） ４、代理人 ６、補正の対象 （１）明細書第８頁第３行〜同頁第４行の「断面顕微鏡
組織写真」を「断面部の金属組織写真」（こ補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、析出硬化型のＣｕ−Ｂｅ合金から成る鋳型母材の内
   表面の一部又は全部に、Ｃｕメッキ層を施し、該Ｃｕメ
   ッキ層の上面にＮｉ基自溶性合金から成る溶射皮膜を施
   し、次いで該溶射皮膜の溶融処理をした後あるいは同溶
   融処理と同時に鋳型母材の溶体化処理をも行ない、その
   後時効処理を行なうことを特徴とする連続鋳造用鋳型の
   製造方法。