JPS6338263B2 - - Google Patents

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JPS6338263B2
JPS6338263B2 JP58211839A JP21183983A JPS6338263B2 JP S6338263 B2 JPS6338263 B2 JP S6338263B2 JP 58211839 A JP58211839 A JP 58211839A JP 21183983 A JP21183983 A JP 21183983A JP S6338263 B2 JPS6338263 B2 JP S6338263B2
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vacuum chamber
inert gas
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Mitsubishi Metal Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14Plants for continuous casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/005Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14Plants for continuous casting
    • B22D11/145Plants for continuous casting for upward casting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に電子部品のリードフレームな
どに使用される銅合金鋳造材を連続的に鋳造する
に好適な鋳造炉に関する。
近年、電子産業の発達によつて、IC.LSI等の電
子部品などのリードフレームに使用される銅合金
は、より高強度、高電導度ものが要求されてきて
いる。このような要求を満すものとして、ジルコ
ニウム(Zr)、クロム(Cr)、チタン(Ti)など
の活性金属を添加した銅合金がある。
ところが、このような活性金属を添加した銅合
金鋳造材を鋳造する場合、通常の大気圧中鋳造法
では上記活性金属の一部が酸化して酸化物とな
り、この酸化物が鋳造材中にインクルージヨン
(夾雑物)として巻き込まれ、さらにこの鋳造材
を圧延加工すると、圧延加工品にこのインクルー
ジヨンに起因するストリンガー(すじ状組織)が
発生し、リードフレームなどには全く使用し得な
くなる。このため、上記活性金属を添加した銅合
金を真空中で溶解し、真空中で鋳造して一旦イン
ゴツトを造り、これを圧延加工して線や条を製造
すればよいが、製造コストが著るしく高くなり、
とうてい実用化し得ない。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
Zr、Cr、Tiなどの活性金属等を含む銅合金を非
酸化性雰囲気下で溶解、鋳造でき、かつ最終製品
の形状に近く後加工が少なくてよい鋳造材を連続
的に得ることのできる鋳造炉を供給することを目
的とするものである。
以下図面を参照して、この発明を詳しく説明す
る。
図面はこの発明の鋳造炉の一例を示すもので、
図中符号1は真空チヤンバである。この真空チヤ
ンバ1は、比較的大型の気密性箱状体であつて、
その一側部には、真空排気管2および弁4を介し
て真空ポンプ等の真空吸引手段(図示せず)が接
続されており、これによつて真空チヤンバ1内を
10-3〜10-4mmHgの真空状態とすることができる
ようになつている。同様に、真空チヤンバ1の一
側部には不活性ガス導入管3および弁5を介して
不活性ガス供給手段(図示せず)が接続されてい
る。この不活性ガス供給手段からは、アルゴンガ
ス等の不活性ガスが真空チヤンバ1内に供給さ
れ、その内部を不活性ガス雰囲気とすることがで
きるようになつている。
この不活性ガス供給手段には、鋳造時に真空チ
ヤンバ1内の不活性ガス圧力を大気圧とほぼ等し
いかやや高くなるように調整する手段、例えば圧
力調整弁などが付設されている。
また、この真空チヤンバ1内には溶解鋳造ルツ
ボ6が設置されている。この溶解鋳造ルツボ6
は、そのまわりに設けられた高周波誘導コイル
(加熱手段)7によつて高周波誘導加熱され、内
部の銅合金等が溶解されるようになつている。
また、この溶解鋳造ルツボ6の上方には、鋳造
ノズル8が上下動自在に設けられている。この鋳
造ノズル8は、この鋳造炉の鋳型をなすもので、
この例では水冷構造の中空円筒体である。そし
て、この鋳造ノズル8の下端部は、上記ルツボ6
の略中央に位置し、鋳造ノズル8が上限にあると
きはルツボ6内の溶湯から離れ溶湯の上方にあ
り、下限にあるときはルツボ6内の溶湯中に浸さ
れるように配置され、また上端部は真空チヤンバ
1を貫通して外部に突出している。真空チヤンバ
1のノズル貫通部は、真空チヤンバ1にスリーブ
9が取り付けられ、このスリーブ9内に鋳造ノズ
ル8を挿通することによつて、鋳造ノズル8は気
密性が維持されつつ上下動自在となつている。さ
らに、鋳造ノズル8の上端部には、この上端開口
部を気密に塞ぐキヤツプ10が着脱自在に取り付
けられている。
なお、上記鋳造ノズル8の形状は、中空円筒体
に限らず、中空角筒体でもよく、こうすれば丸線
のみならず平角線状の鋳造材を得ることができ
る。また、真空チヤンバ1の外部には、鋳造ノズ
ル8の上端部より適当な素材の種線を真空チヤン
バ8内に送入しまた抽出する種線抽送手段(図示
略)が設けられている。これは、例えば種線を巻
回したリールなどで、これを駆動モータあるいは
手動によつて回転して種線を抽送するものであ
る。
次に、このような鋳造炉を用いて銅合金よりな
る線条の鋳造材を連続的に鋳造する方法を説明す
る。
まず、弁4を開いて真空チヤンバ1内を所定の
真空度にまで真空排気する。そして溶解鋳造ルツ
ボ6内で、Zr、Ti、Crなどの活性金属を含む銅
合金素材を溶解する。このとき、鋳造ノズル8は
上方に引き上げられて上限位置にあり、溶湯から
離れており、かつその上端開口部はキヤツプ10
で塞がれている。
かくして、溶湯が得られたならば、弁4を閉
じ、弁5を開いて不活性ガス供給手段からアルゴ
ンガスなどの不活性ガスを不活性ガス導入管3を
経て真空チヤンバ1内に導入し、真空チヤンバ1
内をアルゴンガスで大気圧(1気圧)に加圧す
る。ついで、鋳造ノズル8を下方に引き下げてそ
の下端部を溶湯内に浸漬するとともに上端開口部
を塞いでいたキヤツプ10を取りはずす。
そして、鋳造ノズル8の上端開口部からノズル
8の内径に見合つた径の種線をノズル8内に挿入
するとともに、真空チヤンバ1内のアルゴンガス
圧を大気圧よりわずかに大きくし、溶湯を鋳造ノ
ズル8内に押し上げ、種線に接触させる。
ついで、種線を上方に連続的あるいは間欠的に
引上げてゆけば、種線に随伴して引き上げられる
溶湯は、鋳造ノズル8で冷却固定化し、ノズル8
の内径に見合つた外径を有する銅合金よりなる丸
線11が連続的あるいは間欠的にノズル8上端よ
り取り出される。この丸線11は巻取機等によつ
て巻取られる。このようにして、丸線11がノズ
ル8から取り出されるにつれて、ルツボ6内の溶
湯量が減少し、溶湯の湯面が徐々に低下してゆく
ので、この低下に合せてノズル8を徐々に降下さ
せる。溶解鋳造ルツボ6内の溶湯がほとんどなく
なつたならば、再び以上の操作を繰り返えすかあ
るいは別の真空チヤンバ内で溶解されていたルツ
ボと取り換えて操業を継続する。
なお、上記例では鋳造ノズル8を上下動さすよ
うにしたが、これに限らず、鋳造ノズル8を固定
し、溶解鋳造ルツボ6を上下動させるようにして
もよく、また別の溶解ルツボから連続的に溶解鋳
造ルツボ6に溶湯が供給されるようにすれば、鋳
造ノズル8および溶解鋳造ルツボ6は固定のまま
でよい。
このようにして得られた丸線11あるいは平角
線は、伸線あるいは圧延加工によつて、目的とす
る形状、寸法の線あるいは条とされる。
このような鋳造炉にあつては、真空中および不
活性ガス雰囲気下で溶解および鋳造ができるの
で、Zr、Cr、Tiなどの活性金属を含む銅合金を
溶解、鋳造してもこれら活性金属が酸化されるこ
とがなく、ストリンガーの原因となる酸化物等を
生成することがなく、高品質の銅合金鋳造材が得
られる。また、鋳造ノズル8により、丸線、平角
線等の最終製品の形状に近い形状の鋳造材を直接
かつ連続的に得られるので、後加工は単に伸線や
圧延などだけでよく、後加工が簡単で、後加工の
コストも極めて微かで済む。さらに、不活性ガス
で加圧して重力方向とは逆方向に溶湯を押し上げ
るようにしているので、溶湯が固化するとき加圧
された状態となり、鋳造材の健全性が大きく向上
する。また、操業終了の際、鋳造ノズル8の下端
部付近にある未凝固の溶湯は全部溶解鋳造ルツボ
6内に戻るので、溶湯のロスがほとんどなく、歩
留りが著るしく向上する。また、連続鋳造が行え
るので、均質な鋳造材が得られ、かつ歩留りもよ
く、生産コストも低くなる。
以下、製造例を示して具体的に説明する。
製造例 第1図に示した構造の鋳造炉を用いて、Cu―
0.4%、Cr―0.1%、Zr合金よりなる丸線を製造し
た。鋳造ノズル8は水冷された黒鉛製で内径12mm
であつた。また、溶解鋳造ルツボ6はグラフアイ
トルツボ#60で溶量50Kgのものを用い、溶解用高
周波電源の容量は70KWとした。真空チヤンバ1
内の真空度は1×10-4mmHgとし、溶解後の不活
性ガス雰囲気にはアルゴンガスを用い、鋳造時の
アルゴンガス圧力は1.5Kg/cm2G(大気圧+0.5
Kg/cm2)とした。これにより、径12mmの上記銅合
金製丸線11が連続的に得られた。この丸線11
を面研削し、径10mmとしたのち、スウエージ加工
および伸線加工によつて径60μmの丸極細線を製
造した。この丸極細線を組織観察したところ、ス
トリンガーなどは全く認められず、清浄な組織を
示し、線引きの断線の発生率も70Kg以上に1回程
度と低く、その強度および電導度も優れた特性を
示した。また、面研削後の径10mmの丸線をクロス
ロール加工および圧延加工によつて厚さ0.2mm、
幅40mmの条を製造した。この条にもストリンガー
などの有害欠陥は認められずメツキ欠陥の発生率
も1m2当り1個以下と低く、ICなどのリードフ
レームに最適であつた。
以上説明したように、この発明の鋳造炉は、真
空チヤンバに真空吸引手段および不活性ガス供給
手段を接続する一方、真空チヤンバ内に加熱手段
を有する溶解鋳造ルツボを設け、このルツボの上
方に真空チヤンバを気密に貫通する鋳造ノズルを
設け、さらにこのノズルの上端部にそれを密閉す
るキヤツプを着脱可能に設けたものであるので、
Zr、Cr、Tiなどの活性金属を含む銅合金素材な
どの酸化物等を生成しやすい金属素材を、酸化物
等の生成などの品質の低下を伴わずに、連続的
に、かつ最終製品の形状に近い形状に鋳造するこ
とができる。
よつて、これら金属素材よりなる鋳造部材を優
れた品質でかつ安価なコストで得ることが可能で
あり、従来高コストのために製造できなかつた
Zr、Cr、Tiなどの活性金属を含む銅合金鋳造材
よりなる線、条などを高品質、低コストで製造で
き、ひいては高強度、高電導度のリードフレーム
等を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の鋳造炉の一例を示す概略構成
図である。 1…真空チヤンバ、2…真空排気管、3…不活
性ガス導入管、6…溶解鋳造ルツボ、7…高周波
誘導コイル、8…鋳造ノズル、10…キヤツプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 気密構造の真空チヤンバと、真空チヤンバ内
    を真空吸引する真空吸引手段と、前記真空チヤン
    バ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段
    と、真空チヤンバ内の不活性ガスの圧力を大気圧
    より高く調整する圧力調整手段と、加熱手段を有
    し前記真空チヤンバ内に設置された溶解鋳造ルツ
    ボと、ルツボの上方において前記真空チヤンバを
    気密的に貫通しかつ前記ルツボに対して相対的に
    上下動自在に設置された鋳造ノズルと、この鋳造
    ノズルの前記真空チヤンバから突出した上端部に
    設けられ前記鋳造ノズルを密閉するキヤツプと、
    この鋳造ノズルの上端部より種線を前記真空チヤ
    ンバ内に送入しまた抽出する種線抽送手段とを備
    えてなることを特徴とする鋳造炉。
JP58211839A 1983-11-11 1983-11-11 鋳造炉 Granted JPS60106648A (ja)

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