KR820001362B1 - 연속주조용 주형의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속주조용 주형의 제조 방법

제1-5도는 배율 400으로 한 현미경 조직확대 사진으로서

제1도는 종래물품의 니켈 전주처리 주형에 있어서 히이트크랙 발생을 정사한 것

제2,3도는 같은 종래물품의 니켈도금한 것의 열처리 변화에 있어서 표면 및 단면조직을 표시함과 아울러 양도면의 (a)는 열처리를 안한 경우, (b)는 400℃, (c)는 425℃, (d)는 450℃, (e)는 475℃, (f)는 500℃의 각 온도를 열처리한 경우를 각기 표시하며 제4,5도는 본 발명방법에 관한 주형의 열처리 변화를 표시하며 제4도는 니켈 80%, 코발트 20%, 제5도는 니켈 60%, 코발트 40%의 각 조성으로된 경우이며 또한 양도면의 (a)-(d)도면은 표면(e)-(h)도면은 단면으로서의 조직을 표시함과 아울러(a)(e)는 열처리 안한 경우, (b)(f)는 300℃, (c)(g)는 400℃, (d)(h)는 500℃의 각 온도로 열처리한 경우를 각기 표시한 것이다.

본 발명은 연속주조용 주형의 제조방법에 관한 것으로 종래공지의 니켈도금에 의하여 표면처리한 연속주조용 주형에 있어서의 히이트크랙(매니스커스 부분의 몰드 표면에 발생하는 균열)과 내마모성을 개선하고 고속 연속주조 및 계속주조에 충분히 대응할 수 있는 연속주조용 주형의 제공을 목적으로 한 것이다.

현재 연속주조용 주형으로서는 용탕의 주입 중공부의 내면에 니켈도금을 실시하여 표면 처리한 연속주조용 주형이 제공되어 이 주형의 출현으로서 크롬도금에 의하여 표면 처리한 연속주조용 주형에 있어서의 냉각능력 및 동 또는 동합금제의 주형본체와 크롬도금 층간의 밀착력이 결여된 점으로 부터의 내마모성의 양자의 결함을 해소하고 특히 동 또는 동합금제의 주형 본체와 니켈도금층 간에 있어서의 친화력과 밀착력에 의하여 열응력(熱應力)과 기계적 마모에 견디는 내구성이 풍부하므로 인하여 동기술 업계에서도 크게 주목됨과 아울러 크게 보급되어 그 진가가 확인되고 있다.

그러나 니켈도금에 의한 표면처리를 실시한 연속 주조용 주형에 있어서도, 고속주조 또는 계속주조에 대한 충분한 수명을 얻을 수 없기 때문에 고속 연속주조에 있어서도 충분한 수명을 얻을 수 있는 연속주조용 주형의 개발이 절실히 요망되었다.

즉, 예를 들면 니켈 전주처리(電鑄處理)주형에 있어서의 히이트크랙의 발생을 면밀히 조사한 결과, 제1도의 확대 단면의 현미경사진으로 명백한 바와같이 결정입계(結晶粒界)부터의 히이트크랙이 확인되었다. 또한 이 히이트크랙을 상기 전주처리 주형 500차지 사용의 것이다.

그러므로 본 발명자의 니켈도금에 의하여 표면처리를 실시한 연속주조용 주형에 있어서의 히이트크랙발생은, 니켈 조직의 고온에 있어서의 조직변화, 또는 재결정온도, 변태점(變態點)의 낮음으로 인한 고온에 있어서의 물성의 변화에 기인함을 알아낼 수 있음과 아울러 그 니켈도금에 의한 표면처리에 의하여 얻어진 동 또는 동합금제의 주형본체간에 있어서의 친화력과 밀착력 및 그 친화력과 밀착력에 의하여 얻어진 열응력과 기계적 마모에 견딜 수 있는 내구성을 손실함이 없이, 또한 고온에 있어서의 조직변화가 없고, 재결정온도, 변태점의 높은 고온상황하에서 물성변화가 적은 표면처리의 개발에 의하여 상기 요망에 응할 수 있음을 알게 되었다. 그러므로, 본 발명자는 동 또는 동합금제의 주형 본체간에 있어서의 밀착력이 풍부함과 아울러 냉각 능력이 좋고 또한 내열, 내마모성을 향상시킬 수 있는 고온에 있어서의 조직 변화 및 물성변화가 없는 표면처리 방법을 개발하고저 연구의 결과 니켈과 코발트, 철 또는 망강의 최소한 1종류를 함유한 합금층을 실시하고 이를 영처리하는 표면처리를 하므로서 고속연속주조 또는 계속주조에도 충분히 견디는 연속주조용 주형의 제조에 성공하고 본 발명을 개발하게 되었다.

다음에 위와같은 본 발명의 제조방법을 그 실시예에 의거하여 설명한다.

[실시예 1]

A, 주형본체의 규격

재 료…………석출 경화형 동합금제

형재규격 ……704 L^m/m×2485 Wm/m×60 Tm/m

B, 상기주형 본체의 주입 중공부에 실시한 니켈코발트 합금층(도금조건)

C, 열처리

통상의 상황에서 300-500℃로서 가열처리

[실시예 2]

A, 주형본체의 규격

C, 열처리 실시예 1과 같은

B, 주형본체의 주입 중공부에 실시한 니켈 철 합금층(도금조건)

[실시예 3]

A, 주형본체의 규격 C, 열처리=실시예 1과 같음

B, 주형본체의 주입 중공부에 실시한 니켈 망강 합금층(도금조건)

상기의 실시예에 의하여 종래의 니켈도금법으로서는 3m/m두께의 경우 중간개삭(改削(1-2회를 실시하므로서 1,000챠지전후, 5m/m의 경우는 중간개삭 3-5회를 실시하므로서 1,600큘지 전후의 수명을 가지고 있었으나 본 발명에서는 어느 실시예에 있어서도 50%증가(1500-2400챠지)의 수명을 얻을 수 있었다.

또한 서냉호과등에 의하여 주면의 표면흠이 해소되어 표면흠 손질이 격감되어 주입 제품의 품질향상을 기할 수 있는 등의 효과를 얻게 되었다. 다음에 이 합금층의 물성 및 현미경 조직을 종래의 니켈도금과 비교한다. 또한, 현미경 조직을 니켈코발트, 니켈철 및 니켈망강등 모두 별차이가 없기 때문에 니켈코발트의 실시예로 한다.

[표 1]

제2,3도는 종래의 니켈도금 제품의 열처리 변화의 현미경(배율 400)조직사진으로서 제2도는 표면조직, 제3도는 단면조직을 표시함과 아울러, 각 도면(A)는 열처리 안한 경우, (B)는 400℃, (C)도면은 425℃ (D)도면은 450℃, (E)도면은 475℃, (F)도면은 500℃로 열처리한 경우를 각기 표시하고 있다.

또한 제4,5도는 본 발명 방법에 의한 주형의 열처리 변화의 현미경(배율 400)의 조직 사진으로서 제4도는 니켈 80%, 코발트 20%의 합금조성의 것, 제5도는 니켈 60%, 코발트 40%의 조성의 것을 각기 표시함과 아울러 제4,5도에서의 (A)-(D)도면은 그의 표면조직 같은 (E)-(H)도면은 그의 단면 조직으로 된 것의 표시, 또한 양도면의 (A)(E)도면은 열처리를 하지않은 경우, (B)(F)도면은 300℃ (C)(G)도면은 400℃, (D)(H)도면은 500℃로 각기 열처리한 경우를 표시한 것이다. 즉, 본 발명방법에 의한 제품은 매우 미세한 전착(電着)조직을 가지고 고온에 있어서도 조직변화가 생기지 않음이 판명되었다. 또한 상기 표 1의 각 물성인자의 수치로부터도 본 발명물품은 재결정온도, 변태점이 높으므로, 고온에 있어서도 물성이 안정되어 있는 것과 경도 및 인장강도는 종래의 니켈도금 제품의 2배 전후를 갖고 있으며 또한 매우 강건한 밀착력을 가지고 있음이 확인되었다.

종래의 주형표현처리 방법으로서는 크롬도금의 경우 선팽창율, 결정구조가 모재(母材)의 동 및 동합금과 차가 크기 때문에 조기박리(早期剝離)를 일으키게 되었다.

예를들면 주형내벽에 3-300μ두께로 3-13중량%의 린을 함유한 니켈피막을 무전해(無電解)니켈도금에 의하여 실시하고 전기니켈피막을 열처리 한다는 일본국 특허공보소 52-9169호 공보기재의 발명의 경우는 도금두께가 0.3m/m이하이므로 조기 마모가 되어 수명이 짧고 특히 주형하부에 동이 노출한 경우, 주면 중에 동이 혼입되거나 국부과냉각(局部過冷却)에 의해 주편(鑄片)표면에 균열이 발생되어 주입제품 품집에도 악영향을 주는 결점이 있었다.

또한 주형을 구성하는 동 또는 동합금의 용강 주입면에 니켈 및 코발트의 최소한 1종류를 함유한 전기도금층을 형성하여 그 니켈 및 코발트를 최소한 1종류 주성분으로한 린 또는 분소의 최소한 1종류를 함유한 합금도금층을 특징으로 한 일본국 특허 공개 공보소 51-147431호 공보 기재의 발명에 관한 경우 표면층은 20-100μ으로서 이것은 건지특공소 52-9169호 발명과 동일하게 주형하부 마모로 인하여 표면층이 마모에 의해서 중간층만으로 되고 실재에 있어 형하부 마모에 의하여 중간층이 노출하기 까지는 겨우 50-100챠지이며 그후에는 중간층만이 수명요소가 되며 종래의 니켈도금에 의하여 또한 그 위에 합금도금을 형성한 경우에도 수명은 10%정도의 연장에 불과하였다.

특히, 이 방법으로서는 열처리를 하지 않았으므로 전기 표 1에서 수 있는 바와 같이 모재와 중간층과의 밀착력이 열처리한 것에 비교하여 열세이므로 연속주조용 주형과 같이 고열이 걸리는 것에서는 열적 영향으로 박리 위험성이 있으며, 특히 석출경화형(析出硬化型)등판이 그 경향이 큰 것이다. 또한, 언급하건데 동제주형의 주입중공부의 내면에 니켈도금을 실시함과 아울러 적단한 무산화성 상황에 있어서 600-1000℃전후로 가열하여 전기니켈도금과 동지금간에 니켈등의 확산층을 형성하는 것으로된 일본 특허공보소 48-28255호 공모기재의 발명에 의한 것에 있어서도 전술한 바와같이 히이트크랙과 내마모성에 문제점이 남아있다. 본 발명은 종래의 이와 같은 각 방법에서의 문제점을 완전히 해소한 것이며, 이는 전술한 표 1에 표시한 각 물성 상태가 명확하게 표시하고 있다.

또한 상술한 각 실시예에서는 전기도금 방법에 의한 것을 예기하였으나 기타의 가공방법, 예를들면 폭착(爆着)등의 방법으로 얻어진 합금층에 있어서도 본 발명의 좋은 결과를 기할 수 있게되는 것이다.

Claims (1)

1. 본문에 상기한 바와같이 동 또는 동합금제 주형의 본체에 있어서의 주입 중공부의 내면에 니켈을 주성분으로하고 코발트, 철 또는 망강의 최소한 1종류를 함유한 합금층을 형성시켜 이를 다시 열처리 하므로서 제조함을 특징으로 하여서 된 연속 주조용 주형의 제조방법.

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