TW396072B - Method for manufacture of the ingot mold body and said ingot mold body - Google Patents

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A7 B7 經濟部中决楞準局員Η消費合作社印？4 五、發明説明（ ( ) 1 1 本 發 明 - 方 面 偽 關 於 一 種 金 屬 模 體 (硬模）之製造方法 1 1 1 其 係 I 依 據 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 緒 '· 部 分 所 述 9 而 另 1 1 _^ 方 向 偽 關 於 金 屬 模 體 (硬模體）之構造 f 其 偽 依 據 串 請 ，—S 請 1 先 1 專 利 範 圍 第 5 項 之 緒 —3— 部 分 中 之 特 歡 〇 閱 讀 1 背 1 金 屬 模 (或鑲錠模）為連鑛鑲造廠 (C ο η t i η υ 0 U S Ca s t i n g ιέ 1 之 1 pi a η t)的最重量構件之 一 〇 在 金 靨 模 中 熔 化 液 開 始 凝 固 注 意 1 1 事 1 〇 金 颶 模 之 基 本 構 造 般 傺 由 外 部 鋼 結 構 及 金 屬 模 之 項 再 1 I 原 來 造 形 部 分 以 及 金 屬 模 體 所 組 成 〇 現 在 使 用 的 金 屬 模 填 寫 本 1 1 體 幾 乎 均 採 用 銅 或 銅 合 金 製 成 9 而 鋼 殼 之 百 的 是 使 金 屬 頁 、〆 1 模 體 定 位 並 確 保 冷 卻 所 需 要 的 水 循 環 〇 1 I 銅 合 金 之 耐 磨 性 相 當 小 〇 特 別 是 » 在 金 屬 模 體 之 底 腳 1 1 上 並 在 銅 索 及 金 靥 模 體 的 壁 之 間 由 於 金 腾 模 體 之 幾 何 形 1 •1 丁 狀 及 銅 之 收 縮 特 性 間 之 差 異 或 由 在 金 屬 模 下 面 鋼 索 之 引 1 1 導 不 足 的 結 果 而 存 在 一 種 提 高 磨 擦 之 危 險 〇 因 而 在 金 屬 1 1 模 體 之 適 當 形 狀 改 變 時 出 現 一 種 顯 箸 的 磨 耗 〇 1 I 因 此 9 基 於 對 磨 損 之 保 護 原 故 則 在 金 屬 模 體 上 設 有 由 1 1 耐 磨 材 料 構 成 之 一 内 保 護 層 9 所 謂 之 耐 磨 材 料 諸 如 鎳 或 線 鉻 均 是 Ο 此 種 具 有 耐 磨 層 之 金 屬 模 體 則 起 源 於 9 例 如 » | 德 國 專 利 编 tLk m DE 31 42 196 C2 〇 因而可達到磨擦特性 1 之 改 善 及 提 高 金 屬 模 體 之 使 用 壽 命 等 百 的 〇 一. 1 1 鉻 鍍 層 與 鎳 相 較 則 在 m 方 向 之 特 色 是 具 有 較 大 的 硬 度 1 1 | 並 因 而 兼 備 較 佳 的 磨 損 保 護 作 用 Ο 在 内 凑面上 之 硬 鉻 電 1 1 鍍 層 則 可 提 供 一 種 有 效 的 磨 損 保 護 作 用 Ο 1 | 利 用 金 屬 模 在 材 料 上 之 3 不 同 熱 膨 脹 俗 數 以 及 磨 損 保 護 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21〇X297公釐） 經漪部中央標率局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（> ) 層則可能在磨損保護層内呈現顯箸的張力。在這方面則 使其附著強度（Adhensive strength)受到損害並構成裂 ί 痕之刹落或形成之危險。 因此，本發明之目的是以現有技術水準為出發點提供 一種方法以供製造金屬模體之用，該金屬模係由一種可 硬化之銅合金及由鉻構成之一内磨損保護層所組成並在 金靨模體及磨損保護層之間具有改善之接合狀態。此外 ，本發明之另一目的是在品質上提供一種改良的金鼷模 體，該金屬模體則可能具有較長的使用壽命.。 根據本發明，此種問題在方法方面之解決辦法則如申 請專利範圍第1項中所述的一種金屬模體之製造方法。 依此則由一種可硬化之銅合金所組成之金屬模體在溶 解退火之後包覆一層内鉻層並緊接箸被硬化。 利用此種熱處理則使開始磨損保護層之極高硬度由於 延性（Ductility)提高的結果而降低，金靥模體及由鉻 形成之磨損保護層在材料特性上之差異亦因而變小，因 此，由於不同的特性在鉻層所造成損害的危機在實質上 亦會減少。 在金鼷模體中在基本上涉及一部分的金屬模管或亦涉 及多部分的鑲模，例如，平板金屬模即是。 根據申請專利範圍第2項之特歡，金颶模之硬化是在 保護氣下並在一種還原氣中進行，因而奇使金屬模體達 到其極限強度（Ultimate strength)。 在磨損保護層之所需要的硬度方面其硬化溫度可以調 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） --------—σ-I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '-° 經满部中决標準局貞工消f At作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（4 ) 整，為了能避免鉻層之劇烈軟化，其硬化過程應在攝氏 400度及攝氏550度之間的一溫度上實施（申請專利範圍

I 第3項），在實際的試驗中極佳的結果是在保護氣下於 攝氏46 0度之溫度中産生，其中熱處理過程之期間為1〇 小時。因而所爭取磨損保護靥之硬度可達650至700維度 硬度（HV: Vickers hardness)。該磨損保護層因而具有 足夠的高硬度，然而，基於較大的延性應具有一較適合 的附著強度及較小的裂痕形成趨向。 本發明在方法上之有利發展則如在申請專利範圍第4 項中所述之措施。因而該磨損保護層則構成兩層，其中 在硬化之後則在内表面上另鍍一層硬鉻、該鉻層最好以 電解方式而被析出。 在此種方式中則以硬度之逐漸轉變中而達到多層的鍍 鉻層。因而裂痕的形成及剝落之危機均會顯箸地減少。 此外，利用此種措施亦可能實現由鉻構成磨損保護層之 較厚的鉻層厚度。 根據本發明之金鼷模體則按照申請專利範圍第5項之 各特徴而具體化，其要點則構成所採之措施，使磨損保 護層之硬度從擠製側的表面朝向金鼷模之方向内減少。 因此，該金屬模體及磨損保護層由於不同材料特性而 在各層轉變上所産生材料之負荷亦被減少。 硬度可從銅合金開始逐级地被提高。d而在金屬模體 内之較銅合金則以硬度升高方式代替，而且，是經由具 有較高硬度之管狀側的鉻層直至擠製側的絡層之最大硬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X2’97公釐） ------^--·--------訂-------線 Id (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 396072 五、發明説明（4 ) 度（申請專利範圍第6項）。 根據申請專利範圍第7項之特徽管狀側的鉻層具有在 ( 500及850維氏硬度（HV)間之一硬度，反之，在擠製側的 鉻層則構成850及1050維氏硬度（HV)間之一硬度。 在管狀側及擠製側鉻層之厚度最好是在100及150徹米 («m=lxl(T6米），其中大約以250撤米之總層厚則被 認為在實際上特別適宜。 磨損保護層可在澆鑄方向内構成不變的厚度。基本上 亦可能使磨損保護層之厚度在澆濤方向内增加。因而可 確保在澆濤液面範圍内之較高壁溫，而同時亦可在澆濤 方向内增加磨損之保護。以此方式，鑒於鋼索之收縮特 性則可提供金屬模在凝結過程中冷卻路線之有效調整。 本發明將參照第1圖並以實例方式詳述於後。 圖式簡單說明如下： ，第1圖為鋼之連續鑲造（Contiunous casting)所用之 金靥模管1。 該金鼷模管1具有一模窩（Mold cavity)2,在澆濤側 端3上之模剖面大於在擠製出口側底端4上之橫剖面。 金屬模管1之基體5偽由一種銅合金所組成，而以銅 /鉻/鉻（CuCrZr)為基料（basis)之銅合金為宜。 — 在内側面6上該金屬模管1設有一磨損保護層7並由 鉻所構成。該磨損保護層7構成兩層，政中在擠製側表 面8上的磨損保護層7之硬度是朝向金颶模管1或金屬 模管1的内側面6之方向而減少。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） -------.---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --•-口 線 經濟部中央標率局貞工消費合作社印狀 A7 39S072 B7 五、發明説明（，） 此外，磨損保護層7偽由具有不同硬度的兩個別磨損 保護層9及10所構成。管狀側的鉻層9最好具有650維

I 氏硬度（Η V )之一硬度。擠製側的鉻層1 0則與此相對較硬 並具有1000至1 0 50維氏硬度（HV)之一硬度。 為了能産生第一鉻層9則金屬模管1或其基體5是在 溶解退火狀態中被鍍鉻並緊接箸在熱處理中被硬化。如 此則可使金屬模體1達到其極限強度。在鉻層析出之後 該鉻層9則構成650維氏硬度（HV)之一硬度，為了提高 磨損之保護起見，則在另一塗層過程中使該保護層再包 覆一層第二鉻層10,該鉻層之硬度可達1050維氏硬度 (HV) 〇 磨損保護層7總共為250撤米Um=l(T6米）之厚度， 其中鉻層9之層厚為100微米，而鉻層10之層厚為150撒 米（w m ) 〇 雙層的磨損保護層7之優點在於擠製側表面8上由於 鉻層10而確保具有一高硬度下從基體5至鉻層9之轉變 範圍内減少其硬度及延性間之差異。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -_ -5 經漓部中决#準局員Μ消费合作社印？木 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 396072 ABCD ’.HI 修％ 0 3 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第87 121 062號「金屬模體之製造方法以及金屬模體」專利 案 （89年1月修正） 六申請專利範圍： 1. 一種成形金屬模體之製造方法，此金屬模是用於連續 鑄造設備中並由一種可硬化之銅合金所構成，在該方 法中此金屬模體設有由鉻所構成之內磨損保護層，其 特徵爲：該金屬模體被溶解而退火，緊接著在金屬模 體上施加一層磨損保護層，然後則使該金屬模體硬化。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中金屬模體之硬化 是在一種保護氣體中進行。 3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中金屬模體之 硬化是在攝氏400度及攝氏550度之間的溫度中進行。 4. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中須構成兩 i 層磨損保護層（7)，在硬化之後內部表面（8)須另鍍一層 硬鉻。 5. 如申請專利範圍第3項之方法，其中須構成兩層磨損 保護層（7)，在硬化之後內部表面（8)須另鍍一層硬鉻。 6. —種金屬模體，其係由可硬化的銅合金所構成且用於 連續鑄造設備中，該金屬模體具有由鉻構成之內磨損 保護層（7)，其特徵爲：在擠製側的表面（8)上之磨損保 護層（7)之硬度是朝向金屬模體（1)之方向而減少。 7. 如申請專利範圍第6項之金屬模體，其-中磨損保護層（7) 係由具有不同硬度之兩個鉻層（9，10)所構成’因而在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------..M}------訂-------^1 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 396072 ABCD ’.HI 修％ 0 3 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第87 121 062號「金屬模體之製造方法以及金屬模體」專利 案 （89年1月修正） 六申請專利範圍： 1. 一種成形金屬模體之製造方法，此金屬模是用於連續 鑄造設備中並由一種可硬化之銅合金所構成，在該方 法中此金屬模體設有由鉻所構成之內磨損保護層，其 特徵爲：該金屬模體被溶解而退火，緊接著在金屬模 體上施加一層磨損保護層，然後則使該金屬模體硬化。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中金屬模體之硬化 是在一種保護氣體中進行。 3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中金屬模體之 硬化是在攝氏400度及攝氏550度之間的溫度中進行。 4. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中須構成兩 i 層磨損保護層（7)，在硬化之後內部表面（8)須另鍍一層 硬鉻。 5. 如申請專利範圍第3項之方法，其中須構成兩層磨損 保護層（7)，在硬化之後內部表面（8)須另鍍一層硬鉻。 6. —種金屬模體，其係由可硬化的銅合金所構成且用於 連續鑄造設備中，該金屬模體具有由鉻構成之內磨損 保護層（7)，其特徵爲：在擠製側的表面（8)上之磨損保 護層（7)之硬度是朝向金屬模體（1)之方向而減少。 7. 如申請專利範圍第6項之金屬模體，其-中磨損保護層（7) 係由具有不同硬度之兩個鉻層（9，10)所構成’因而在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------..M}------訂-------^1 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 396072 D8 六、申請專利範圍 擠製側的鉻層（10)較管狀側的鉻層（9)還硬》 8.如申請專利範圍第7項之金屬模體，其中管狀側的鉻 層（9)硬度介於500及850維氏硬度（HV)之間’而擠製 側的鉻層（10)硬度則介於850及1050維氏硬度（HV)之 間。 ^------1T------^1, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）