WO2003064077A1 - Mold copper sheet for continuous casting manufacturing same - Google Patents

Mold copper sheet for continuous casting manufacturing same Download PDF

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WO2003064077A1
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Seiji Itoyama
Yukio Inokuti
Tetsuya Fujii
Masaharu Oishi
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    • B22D11/057Manufacturing or calibrating the moulds

Definitions

  • the ceramic film is usually hard and has a smaller coefficient of thermal expansion than the metal coating film. Therefore, when a thick ceramic film is coated to ensure high strength, abrasion resistance, and heat resistance, the most strain is accumulated at the interface with the base material, and the film is easily peeled. For this reason, it is difficult to secure adhesion.
  • the present inventors conducted research on the composite coating of the present invention with the aim of further improving durability, and as a result, when coating a metal layer or a ceramic layer, the bias voltage of the arc power was used as the bias voltage. I learned that it is extremely effective in achieving the intended purpose.
  • the bias voltage is applied such that the copper plate is negative with respect to the ground.However, thereafter, the absolute value of the potential difference between the ground and the copper plate is used as the bias voltage value, and high bias means that this bias voltage value is large. Shall be referred to.

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Abstract

[PROBLEM] To provide a mold copper sheet for continuous casting having a high adhesion to the mold copper sheet base even when it is actually used for continuous casting and comprising a surface coating layer excellent in wear resistance. [MEANS FOR SOLVING THE PROBLEM] A metal layer of one or more kinds of metals selected from Ti, Cr, Ni, B, Si, and Al is formed as the innermost layer on the surface of a mold copper sheet base. Layers of a nitride or carbide of the metals of the metal layer or of a carbonitride and layers of the metals are alternated on the metal layer. A nitride, carbide, or carbonitride layer is formed as the outermost layer. The layers are preferably formed by PVD. At least the metal layer, the innermost layer, is desirably formed by using a bias voltage of the arc cut.

Description

明細書  Specification
連続錄造用のモ—ノレド銅板おょぴその製造方法 技術 ¾r野  Monoredo copper plate for continuous production and its manufacturing method Technology
本発明は、溶融金属とりわけ溶鋼の連続铸造に使用される铸型の構成部材として好適 であり、特に溶融金属を鎳造するモールド銅板として用いるに好適な銅板に関するもの である。 そして、 当該モールド銅板について、 その耐久性の有利な向上を図る技術、 あ るいは強冷却を可能とする技術に関するものである。  TECHNICAL FIELD The present invention relates to a copper plate suitable for use as a metal component used for continuous production of molten metal, particularly molten steel, and particularly suitable as a molded copper plate for producing molten metal. The present invention also relates to a technique for advantageously improving the durability of the molded copper sheet or a technique for enabling strong cooling.
また、本発明は、上記の連続鎵造用モールド銅板の製造方法にも関する。特にモール ド銅板の表面に被成する耐摩耗性被覆層の密着性を効果的に改善して、該モールド銅板 の耐久性の一層の向上を図る製造技術に関するものである。 背景技術  The present invention also relates to a method for producing the above-described molded copper sheet for continuous production. In particular, the present invention relates to a manufacturing technique for effectively improving the adhesiveness of a wear-resistant coating layer formed on the surface of a molded copper plate to further improve the durability of the molded copper plate. Background art
近年、溶融金属、 とりわけ溶鋼の連続錄造においては、铸造速度の高速化による生産 性の向上が図られている。またそれと共に、多数の品種およびサイズの铸片を効率良く 製造することも要求されている。  In recent years, in continuous production of molten metal, especially molten steel, productivity has been improved by increasing the production speed. At the same time, it is also required to efficiently produce pieces of various types and sizes.
—般に、溶融金属の連続鎳造は、铸造方向の上流側と下流側が開放された水冷式の錄 型が用いられる。すなわち、 当該鍚型内に溶融金属を注入し、溶融金属から «への抜 熱によつて溶融金属を凝固させつつ、下流方向に錄造された铸片を引き抜く铸造方式が 採用されている。 この際、铸型は、 固定されている力 または錄造方向に沿って反復振 動するが、いずれの^であっても鎵片と铸型との間には摩擦が発生する。 また、 m の鎵片と接する面は絶えず高温に曝されるため、特にその表面において大きな熱負荷を 受ける。 勿論、铸型/铸片間の潤滑、および溶融金属表面の保温、酸化防止のため、酸化物を 主な成分とするモールドフラックスが使用されている。 しかし、特に高速の連続鎳造の 場合は、 铸片と の相対速度が増大するので铸型の受ける摩擦力が著しく増大する。 しかも高速化によって鎳型内鎳片温度が上昇するため、鎵型の受ける熱負荷も著しく增 大する。 その結果 «表面には、 使用回数の増加につれてクラックが発生し易くなる。 また、 スラブの連続铸造にあっては、効率的な铸造を行うために、鎵造中にスラブ幅 の変更が行われることが多い。 この場合も^ Mと錄片との間には、定常状態での铸込み 時に比べると、 著しく大きな摩擦力が発生する。 Generally, for continuous production of molten metal, a water-cooled mold whose upstream and downstream sides in the production direction are open is used. That is, a method is employed in which a molten metal is poured into the mold, and the molten metal is solidified by removing heat from the molten metal to the other side, and a piece produced in the downstream direction is pulled out. At this time, the mold repetitively vibrates along the fixed force or the construction direction. However, friction is generated between the piece and the mold regardless of the shape of the mold. In addition, the surface that comes into contact with the piece of m is constantly exposed to high temperatures, so it receives a large heat load, especially on its surface. Of course, mold flux containing oxide as a main component is used for lubrication between mold / piece, heat retention of molten metal surface and oxidation prevention. However, particularly in the case of a high-speed continuous structure, the relative speed with respect to the piece increases, so that the frictional force applied to the mold increases significantly. Moreover, since the temperature inside the mold increases due to the increase in speed, the heat load applied to the mold is significantly increased. As a result, cracks easily occur on the surface as the number of uses increases. Also, in continuous slab fabrication, the slab width is often changed during fabrication in order to perform efficient fabrication. Also in this case, a remarkably large frictional force is generated between the ^ M and the piece as compared with the insertion in the steady state.
さらに、熱間強度が高いステンレス鋼や高炭素鋼のような高級鋼の連続鎳造を行う場 合には、 凝固シェルの硬さが普通鋼よりも高いために、 表面の摩耗が顕著となる。 そこで、従来から铸型の耐久性を向上させるために、種々の研究 '開発が行われてき た。  Furthermore, when performing continuous production of high-grade steel such as stainless steel or high carbon steel with high hot strength, the surface wear becomes remarkable because the hardness of the solidified shell is higher than that of ordinary steel. . Therefore, various researches and developments have been made in order to improve the durability of type III.
連続铸造用鎳型は、通常、铸片の冷却効率を高めるために、铸片と接する側に銅板(以 下、モールド銅板と呼ぶ) を構成部材として配置する。 現在のモールド銅板には、銅板 の寿命延長のため、および高温に耐える材料強度を確保するために、析出硬化型の銅合 金材料が主に採用されている。  Usually, a copper plate (hereinafter, referred to as a molded copper plate) is disposed as a component on the side in contact with the piece in order to increase the cooling efficiency of the piece. Precipitated and hardened copper alloy material is mainly used for the current molded copper sheet in order to extend the life of the copper sheet and secure the material strength to withstand high temperatures.
さらに、一般にこのモールド銅板の表面には、湿式めつき法や溶射法などにより、 Ni 一 、 Fe— Ni、 Co— Ni等の合金がコーティングされている。  Further, the surface of the molded copper plate is generally coated with an alloy such as Ni-I, Fe-Ni, Co-Ni by a wet plating method or a thermal spraying method.
しかしながら、たとえ、上記したような析出硬化型の銅合金材料の基材表面に、上 ΐ己 した湿式めつきや溶射でコーティングを施してモールド銅板 (表面処理材) としても、 ステンレス鋼や高炭素鋼の連続铸造に使用した場合の寿命は、普通鋼の連続铸造に使用 した場合と同程度か、 それよりも低下することがあった。 従って、ステンレス鋼や高炭素鋼等の高強度鋼の連続鎳造に使用するモールド銅板の 寿命延長を図るためには、今までにない新しいモールド表面処理材の開癸が不可欠であ る。 However, even if the substrate surface of the above-mentioned precipitation hardening type copper alloy material is coated by wet plating or thermal spraying as described above, a molded copper plate (surface treatment material) can be made of stainless steel or high carbon steel. The service life when used for continuous production of steel was similar to or shorter than that used for continuous production of ordinary steel. Therefore, in order to extend the life of a molded copper plate used for continuous production of high-strength steel such as stainless steel and high carbon steel, it is essential to cleave a new mold surface treatment material.
このような観点から、 特開平 9一 314288号公報では、 モールド銅板の表面を金属 (Al, 4A族元素 (Ti, Zr等), 5A族元素 (V, b, Ta等), 6A族元素 (Cr, Mo, 等), Fe)の窒化物 で被覆することを提案している。 このような窒ィヒ物は極めて硬度が高いため、モールド 銅板の耐摩耗性の向上が期待できるからである。  From this point of view, JP-A-9-1314288 discloses that the surface of a molded copper plate is made of metal (Al, group 4A element (Ti, Zr, etc.), group 5A element (V, b, Ta, etc.), group 6A element ( It is proposed to coat with nitrides of Cr, Mo, etc.) and Fe). This is because such nitrides have extremely high hardness, so that the wear resistance of the molded copper plate can be expected to be improved.
なお、 このような窒化物の被覆屑は、モールド銅板基材との密着性が悪いために、 同 公報では、 かかる窒化物被覆の下地層として好ましくは Fe合金や Ni合金、 Co合金な どの合金めつきを施すことを推奨している。 発明の開示  In addition, since such nitride coating debris has poor adhesion to the mold copper plate base material, the gazette preferably discloses an alloy such as an Fe alloy, a Ni alloy, and a Co alloy as a base layer of the nitride coating. It is recommended that plating be applied. Disclosure of the invention
[発明が解決しようとする課題]  [Problems to be solved by the invention]
上記した特開平 9 -314288号公報では、 実験室的な試験により、 耐クラック性ゃ耐 摩耗性に好成績が得られたことが報告されている。  In the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-314288, it has been reported that good results were obtained in crack resistance and abrasion resistance by laboratory tests.
しかしながら、本突明者らが、連鎵機において実際の連続铸造に供したところ、被覆 した窒化物層内にクラックが発生し、甚だしい揚合にはかかる窒化物層が剥離して、長 期間の連続使用が不可能であることが判明した。また、窒化物などのセラミック層は銅 板による溶融金属からの抜熱 (heat extraction) 効果を劣化させる恐れがある。  However, when the present inventors used the continuous machine in an actual continuous structure, cracks were generated in the coated nitride layer, and the nitride layer peeled off when severe lifting occurred, resulting in a long period of time. It turned out that continuous use of was not possible. In addition, ceramic layers such as nitrides may deteriorate the effect of heat extraction from the molten metal by the copper plate.
本癸明は、上記の実状に鑑み開発されたもので、実使用においてもモールド銅板基材 との密着性が高く、 力ゝっ耐摩耗性に優れ、 さらに抜熱効果も高い表面被覆層を有する、 連続錄造用のモールド銅板を、 その有利な製造方法と共に提案することを目的とする。 本癸明は、 また、上記した技術をさらに改良し、モールド銅板の耐摩耗性被覆層の密 着性をより一層向上させて、モールド銅板の耐久性等をさらに向上させた、連続鍚造用 モールド銅板の有利な製造方法を提案することを目的とする。 Honkiaki has been developed in view of the above situation, and has a surface coating layer that has high adhesion to the mold copper plate base, excellent wear resistance, and high heat removal effect even in actual use. It is an object of the present invention to propose a mold copper plate for continuous production having an advantageous manufacturing method. Honoki also further improved the above-mentioned technology to increase the density of the wear-resistant coating layer on the molded copper plate. An object of the present invention is to propose an advantageous method for producing a molded copper plate for continuous production, in which the adhesion is further improved and the durability and the like of the molded copper plate are further improved.
[課題を解決するための手段] [Means for solving the problem]
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく、高硬度で耐磨耗性に優れる各種金属の 炭化物や窒化物を、銅または銅合金の基板上に、如何にして、実際の連続铸造環境での 長期間の使用下においても剥離やクラックを生じないように強固に密着させるかにつ いて、 鋭意検討を行った。  In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention have proposed how to form carbides and nitrides of various metals having high hardness and excellent wear resistance on a copper or copper alloy substrate in an actual continuous structure. Intensive study was conducted to determine whether or not the adhesive should be firmly adhered so as not to cause peeling or cracking even after long-term use in the environment.
その結果、乾式めつき法、 中でもイオン化率に優れ、 しかも高速成膜が可能な P VD (Physical Vapor Deposition )法、特に好ましくは H C D (Hollow Cathode Discharge) 法やアーク放電法を用いて、  As a result, using a dry plating method, especially a PVD (Physical Vapor Deposition) method that is excellent in ionization rate and capable of high-speed film formation, particularly preferably an HCD (Hollow Cathode Discharge) method or an arc discharge method,
(1) Ti, Cr, Ni, B, Siおよび Alのうちから選んだ一種または二種以上の金属から なる金属層を、モールド銅板表面上の耐磨耗性被膜の最内層として形成することにより、 銅板に対して強力な密着性が確保され、  (1) By forming a metal layer composed of one or more metals selected from Ti, Cr, Ni, B, Si and Al as the innermost layer of the wear-resistant coating on the surface of the molded copper plate , Strong adhesion to copper plate is ensured,
(2)耐磨耗性被膜の最外層として、 前記金属群 (Ti, Cr, Ni, B , Siおよび Al) 力^ 選んだ一種または二種以上の窒化物系または炭化物系(炭'窒化物系を含む。以下同様) のセラミック膜を被覆することにより、高強度のみならず、優れた耐摩耗性および耐熱 性を確保することができ、 さらに抜熱効果も確保される  (2) As the outermost layer of the abrasion-resistant coating, the metal group (Ti, Cr, Ni, B, Si and Al) is selected from one or more selected nitrides or carbides (carbon nitrides). System, the same applies hereinafter), it is possible to secure not only high strength, but also excellent wear resistance and heat resistance, and also to ensure the heat removal effect.
(3) さらに、 上記した最内層と最外層との間に、 前記金属群から選んだ一種または二 種以上の金属の窒化物または炭化物からなるセラミック層と、前記金属群から選んだ一 種または二種以上の金属からなる金属層とを、交互に積層することにより、耐磨耗性複 合被膜の内部歪が効果的に緩和されて銅板に対する密着性が一層向上するだけでなく、 耐磨耗性複合被膜の剥離ゃ該複合被膜中とくにセラミック膜中におけるクラックの発 生を効果的に防止することができる。 (3) Further, between the innermost layer and the outermost layer, a ceramic layer made of nitride or carbide of one or more metals selected from the metal group, and one or more selected from the metal group By alternately laminating metal layers composed of two or more metals, the internal strain of the abrasion-resistant composite coating is effectively alleviated and not only the adhesion to the copper plate is further improved, but also the abrasion resistance is improved. Exfoliation of wear-resistant composite coatings. Cracking in the composite coating, especially in the ceramic coating Life can be effectively prevented.
ことを新たに見出した。 I found that new.
本発明は、 上記の知見に立脚するものである。  The present invention is based on the above findings.
すなわち、 本楽明の要旨構成は次のとおりである。  That is, the gist of the present invention is as follows.
1 .溶融金属の連続铸造用のモールド銅板において、基材となる銅または銅合金製の板 材の表面に、 最内層として金属群 Ti, Cr, Ni, B, Siおよび Alのうちから選んだ一種 または二種以上の金属からなる金属層を設け、その上に前記金属群から選んだ一種また は二種以上の金属の窒化物または炭化物の層と、前記金属群から選んだ一種または二種 以上の金属からなる層の一組以上を突互に積層し、さらに最外層として前記金属群から 選んだ一種または二種以上の金属の窒化物または炭化物の層を設けたことを特徴とす る連続铸造用のモールド銅板。  1. In a mold copper plate for continuous production of molten metal, the innermost layer was selected from the group of metals Ti, Cr, Ni, B, Si and Al on the surface of the copper or copper alloy plate as the base material. A metal layer composed of one or more metals is provided, on which a nitride or carbide layer of one or more metals selected from the metal group and one or two layers selected from the metal group One or more sets of layers made of the above metals are stacked alternately, and a nitride or carbide layer of one or more metals selected from the above metal group is provided as the outermost layer. Molded copper plate for continuous production.
2 .前記最内層と基材との境界に、最内層の金属と基材を構成する金属との混合層が形 成されていることを特徴とする上記 1記載の連続铸造用のモールド銅板。  2. The mold copper plate for continuous production according to the above 1, wherein a mixed layer of a metal of the innermost layer and a metal constituting the substrate is formed at a boundary between the innermost layer and the substrate.
3 . 前記基材となる銅または銅合金製の板材が、 予めその表面に Ni, Cr, Feおよび Co のうちから選んだ一種または二種以上を主成分とするコーティングを施したものであ ることを特徴とする上記 1または 2記載の連続鎳造用のモールド銅板。  3. The copper or copper alloy plate material as the base material is one whose surface is previously coated with one or two or more selected from Ni, Cr, Fe and Co. 3. The mold copper plate for continuous production according to the above item 1 or 2, characterized in that:
4. 基材となる銅または銅合金製の板材の表面に、 P VD法により、最内層として金属 群 Ti, Cr, Ni, B, Siおよび Alのうちから選んだ一種または二種以上の金属からなる 金属層を形成し、その上に前記金属群から選んだ一種または二種以上の金属の窒化物ま たは炭化物の層と、前記金属群から選んだ一種または二種以上の金属からなる層の一組 以上を交互に積層し、さらに最外層として前記金属群から選んだ一種または二種以上の 金属の窒化物または炭化物の層を形成することを特徴とする連続鎳造用のモールド銅 板の製造方法。 5 .前記最内層の形成方法が、高パイァス放電被覆法であることを特徴とする上記 4記 载の連続 ft造用のモ―ルド銅板の製造方法。 4. One or more metals selected from the group consisting of Ti, Cr, Ni, B, Si and Al as the innermost layer by the PVD method on the surface of the copper or copper alloy plate as the base material. A metal layer composed of one or two or more metals selected from the metal group, and a nitride or carbide layer of one or more metals selected from the metal group, and one or two or more metals selected from the metal group One or more layers of layers are alternately laminated, and a layer of a nitride or carbide of one or more metals selected from the metal group is further formed as an outermost layer; Plate manufacturing method. 5. The method for producing a mold copper plate for continuous ft forming according to the above item 4, wherein the method of forming the innermost layer is a high peer discharge coating method.
6 . 前記基材となる銅または鋦合金製の板材が、 その表面に Ni, Cr, Feおよび Coのう ちから選んだ一種または二種以上を主成分とするコーティング 施したものであるこ とを特徴とする上記 4または 5記載の連続鎳造用のモールド銅板の製造方法。  6. The plate material made of copper or copper alloy as the base material is characterized in that its surface is coated with one or more selected from Ni, Cr, Fe and Co as main components. 6. The method for producing a molded copper plate for continuous production according to the above item 4 or 5.
なお、上記において、 「窒化物または炭化物」は炭'窒化物の場合も含むものとする。 In the above description, "nitride or carbide" includes carbon nitride.
7 . 基材となる錮または銅合金製の板材の表面に、 P VD法により、最内層として金属 群 Ti, Cr, Ni, B, Siおよび Alのうちから選んだ一種または二種以上の金属からなる 金属層を形成し、 その上に前記金属群から選んだ一種または二種以上の金属の窒化物、 炭化物または炭 ·窒化物の層と、前記金属群から選んだ一種または二種以上の金属から なる層の一組以上を交互に積層し、さらに最外層として前記金属群から選んだ一種また は二種以上の金属の窒化物、炭化物または炭'窒化物の層を形成する連続铸造用モール ド錮板の製造方法において、 7. One or more metals selected from the group consisting of Ti, Cr, Ni, B, Si and Al as the innermost layer by the PVD method on the surface of copper or copper alloy plate material as the base material. A metal layer consisting of one or more metal nitrides, carbides or carbonitrides selected from the metal group, and one or more metal layers selected from the metal group One or more pairs of metal layers are alternately laminated, and a layer of a nitride, carbide, or carbon nitride of one or more metals selected from the above metal group is formed as the outermost layer. In the method of manufacturing a molded board,
少なくとも最内層である金属層の形成に際し、アークカツトのバイアス電圧を使用す ることを特徴とする連続鎳造用モールド銅板の製造方法。  A method for producing a mold copper sheet for continuous production, characterized in that at least the innermost metal layer is formed using a bias voltage of an arc cutter.
8 . 前記基材となる銅または銅合金製の板材が、 予めその表面に Ni, Cr, Feおよび Co のうちから選んだ一種または二種を主成分とするコーティングを施したものであるこ とを特徴.とする上記 1記載の連続鎵造用モールド銅板の製造方法。  8. The copper or copper alloy plate material used as the base material shall be one whose surface has been previously coated with one or two selected from Ni, Cr, Fe and Co. The method for producing a molded copper sheet for continuous production according to the above-mentioned item 1, which is characterized in that:
なお、上記 1〜 8において、各金属層が同一の金属により構成されている必要は無く、 Ti, Cr, Ni, B, Siおよび Alのうちから選んだ一種または二種以上であれば、 各層に 異なる金属を用いてもよい。同様に、炭化物、窒化物または炭 ·窒化物からなる各層も、 同一の化合物により構成される必要はない。 図面の簡単な説明 ' In the above 1 to 8, each metal layer does not need to be composed of the same metal, and if one or two or more selected from Ti, Cr, Ni, B, Si and Al Different metals may be used. Similarly, each layer made of carbide, nitride or carbonitride need not be made of the same compound. Brief description of the drawings ''
図 1 Aは、 本発明の表面被覆モールド銅板の断面模式図である。  FIG. 1A is a schematic sectional view of a surface-coated molded copper plate of the present invention.
図 1 Bは、 現行の表面被覆モールド銅板の断面模式図である。  FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a current surface-coated molded copper plate.
図 2 Λは、本宪明の表面被覆モールド銅板と現行の表面被覆モールド銅板の硬度を比 較して示した図である。  FIG. 2 is a diagram showing a comparison between the hardness of the surface-coated copper sheet of the present invention and the hardness of the existing surface-coated copper sheet.
図 2 Bは、本発明の表面被覆モールド銅板と現行の表面被覆モールド銅板の密着力を 比較して示した図である。  FIG. 2B is a diagram showing a comparison of the adhesion between the surface-coated molded copper plate of the present invention and the existing surface-coated molded copper plate.
図 3 Aは、 アークカツトバイアス電圧の波形を示す模式図である。  FIG. 3A is a schematic diagram showing a waveform of the arc cut bias voltage.
図 3 Bは、 アークカツトバイアス電圧の別の波形を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 3B is a schematic diagram showing another waveform of the arc cut bias voltage. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 本発明を、 図面に従い具体的に説明する。  Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図 1 Aに、 本発明に従い、 モールド銅板基材の表面に金属層として Ti金属膜を、 ま たセラミック層として TiN膜を用い、 これらを交互に 6組 (合計 12層) 被覆したモー ルド表面処理材の断面模式図を示す。 一方、 図 1 Bには、 モールド銅板基材の表面に Niめっきを施した後 Crめつきを施した 2層被覆になる、現行のモールド表面処理材の 断面模式図を示す。  FIG. 1A shows a mold surface in which a Ti metal film is used as a metal layer and a TiN film is used as a ceramic layer on the surface of a molded copper plate base material according to the present invention, and six sets of these are alternately coated (a total of 12 layers). The cross-sectional schematic diagram of a processing material is shown. On the other hand, Fig. 1B shows a schematic cross-sectional view of a current mold surface treatment material in which the surface of a mold copper plate base material is coated with Ni and then plated with Cr to form a two-layer coating.
図 1 Aに示したところから明らかなように、本発明のモールド表面処理材(モールド 銅板) の骨子は、 次のとおりである。  As is apparent from FIG. 1A, the outline of the mold surface treatment material (molded copper plate) of the present invention is as follows.
1 ) モールド銅板基材と強力に密着させるために、 金属群 Ti, Cr, Ni, B, Siおよび 1) In order to strongly adhere to the mold copper plate substrate, the metal group Ti, Cr, Ni, B, Si and
Alのうちから選んだ一種または二種以上の金属からなる金属層と、 前記金属群から選 んだ一種または二種以上の金属の窒化物、炭化物または炭 ·窒化物のセラミック膜の一 種または二種以上とを、 耐磨耗性被膜を構成する層として採用したこと。 2 ) モールド銅板基材の表面には、耐磨耗性被膜の最内層として上記の金属層をコーテ イングして強力な密着性を確保したこと。すなわち基材表面と前記金属群から選んだ一 種または二種以上の金属からなる金属コーティング層との間に発生する剥離を皆無と したこと。 A metal layer made of one or more metals selected from Al, and one or more of a nitride, carbide or carbonitride ceramic film of one or more metals selected from the metal group or Two or more types have been adopted as layers constituting the wear-resistant coating. 2) The above metal layer is coated as the innermost layer of the abrasion resistant coating on the surface of the molded copper plate base material to ensure strong adhesion. That is, there was no peeling occurring between the surface of the base material and the metal coating layer composed of one or more metals selected from the metal group.
3 )モールド銅板基材に対するコーティング膜の最外層は、硬度の高 ヽセラミック膜 (前 記金属群から選んだ一種または二種以上の金属からなる金属の窒化物、 炭化物または 炭 ·窒化物からなるセラミック膜) とすることにより、 高強度、耐摩耗性、 耐熱性を向 上させ、 さらに抜熱性も確保したこと。  3) The outermost layer of the coating film on the molded copper plate base material is made of a high hardness ceramic film (a metal nitride, carbide or carbonitride composed of one or more metals selected from the above metal group). (Ceramic film) to improve high strength, abrasion resistance, heat resistance, and ensure heat removal.
4 ) モールド銅板基材上の耐磨耗性被膜の内部歪みを緩和するために、前記金属群から 選んだ一種または二種以上の金属からなる金属層と、前記金属群から選んだ一種または 二種以上の金属からなる金属の窒化物、炭化物または炭'窒化物からなるセラミック層 とを一組として、 これを複 ¾且コーティングすることにより、耐磨耗性被膜の剥離ゃ耐 磨耗性被膜中におけるクラックの発生を防止したこと。  4) In order to alleviate the internal strain of the wear-resistant coating on the molded copper plate base material, a metal layer composed of one or more metals selected from the above-mentioned metal group and one or two metal layers selected from the above-mentioned metal group A set of a ceramic layer made of a metal nitride, carbide, or carbon nitride made of at least one kind of metal is coated and coated to form a peel-off of the wear-resistant coating. That cracks were generated in
ここで、少なくとも最内層である金属層の形成に際し、バイアス電圧としてアーク力 ットのバイアス電圧を利用することにより、 上記 2 ) の密着性はさらに向上する。 上記した Tiや Cr, Ni, B, Si, Alは、 各種金属の中でも特に銅または銅合金等への 密着性に優れているため、本発明では、モールド銅板基材に対する最内層として、およ ぴセラミック膜の間に介揷する中間層として使用することとした。  Here, by using the bias voltage of the arc power as the bias voltage at least at the time of forming the metal layer which is the innermost layer, the adhesion of the above 2) is further improved. The above-mentioned Ti, Cr, Ni, B, Si, and Al are particularly excellent in adhesion to copper or copper alloy among various metals. It was decided to use it as an intermediate layer interposed between ceramic films.
—方、 これらの金属の窒化物、炭化物または炭 ·窒化物からなるセラミック膜は、特 に硬度に優れることから、高い強度ならぴに耐摩耗性および耐熱性を必要とする最外層 として使用することとした。  On the other hand, ceramic films made of nitrides, carbides, or carbonitrides of these metals are used as the outermost layer that requires abrasion resistance and heat resistance if they have high strength because of their excellent hardness. I decided that.
そして、上記した金属の最内層とセラミックの最外層との間には、上記したセラミツ ク層と金属層とを一組として、 これを少なくとも一組コーティングすることによって、 各被膜間の密着性の一層の向上を図ることができ、併せて耐磨耗性被膜中におけるクラ ックの発生を防止することができる。 上記の効果が得られる理由は、 まだ明確に解明されたわけではないが、 発明者らは、 次のように考えている。 Then, between the innermost layer of the metal and the outermost layer of the ceramic, at least one set of the above-described ceramic layer and the metal layer is coated to form a set. Adhesion between the coatings can be further improved, and at the same time, occurrence of cracks in the wear-resistant coating can be prevented. The reason why the above effects can be obtained has not been elucidated yet, but the inventors consider as follows.
すなわち、セラミック膜は、通常、硬度が硬く、熱膨張係数が金属コーティング膜に 比較して小さい。従って、高強度、耐摩耗性、耐熱性を確保するために厚膜のセラミツ ク膜を被覆した場合、 基材との界面に最も歪みが蓄積される結果、 剥離しやすくなる。 このため、 密着性の確保が困難である。  That is, the ceramic film is usually hard and has a smaller coefficient of thermal expansion than the metal coating film. Therefore, when a thick ceramic film is coated to ensure high strength, abrasion resistance, and heat resistance, the most strain is accumulated at the interface with the base material, and the film is easily peeled. For this reason, it is difficult to secure adhesion.
これに対し、金属層とセラミック層とを交互に何層も積層した場合には、各金属層一 セラミック層との間で歪みが効果的に開放(セラミック層の歪みが金属層へ移動) され る結果、密着性が格段に向上するものと考えられる。理想的には、金属肩一セラミック 層が原子単位で交互に積層することが、 歪みの開放には最適と考えられる。  On the other hand, when multiple layers of metal layers and ceramic layers are alternately stacked, the strain is effectively released between each metal layer and the ceramic layer (the strain of the ceramic layer is transferred to the metal layer). As a result, it is considered that the adhesion is remarkably improved. Ideally, it is considered that the lamination of the metal shoulder-to-ceramic layers alternately on an atomic basis is optimal for releasing strain.
なお、意外なことながら、本発明のセラミック層を被覆層に用いても抜熱性は一般に 劣化しないばかり力 \場合によっては格段に改善されることが確認された。 これは最外 層に本発明で選定した組成のセラミックを用いた場合、該セラミッタスと潤滑剤である 溶融モールドフラックスとの濡れ性が著しく向上し、 この結果、セラミック層による被 膜の熱伝導度低下を補つて余りある抜熱性能が得られるものと考えられる。  Surprisingly, it has been confirmed that even when the ceramic layer of the present invention is used for the coating layer, the heat removal properties are not generally deteriorated and the power is significantly improved in some cases. This is because when the ceramic having the composition selected in the present invention is used for the outermost layer, the wettability between the ceramics and the molten mold flux as a lubricant is remarkably improved, and as a result, the thermal conductivity of the coating film by the ceramic layer is increased. It is considered that a sufficient heat removal performance can be obtained by compensating for the decrease.
上記の抜熱効果を得るには、 最外層のセラミックの表面粗度が算術平均粗度 Raで 5 /z m以下の範囲とすることが好ましい。 またとくに Ti系炭化物'窒化物、 とくに TiN をセラミック層に用いた^ ·に顕著な効果があり、銅板に金属めつきを施した一般のモ ールド銅板よりも抜熱量が 1 0〜 4 0 %高かつた。 本癸明において、 最内層を含め各金属層の厚みは 0. 1〜5. 0 /z m程度、 また最外層を 含め各セラミック層の厚みは 0. 1〜5. 0 111程度、 さらにこれらの合計厚み、 すなわち 耐磨耗性被膜の厚みは 1. 0 〜50 μ ηι程度とすることが好ましい。 In order to obtain the above-mentioned heat removal effect, it is preferable that the surface roughness of the ceramic of the outermost layer be in the range of 5 / zm or less in arithmetic average roughness Ra. The use of Ti-based carbides and nitrides, especially TiN, in the ceramic layer has a remarkable effect, and the heat removal is 10 to 40% more than that of a general molded copper plate with a metal plating on a copper plate. High. In the present invention, the thickness of each metal layer including the innermost layer is about 0.1 to 5.0 / zm, and the thickness of each ceramic layer including the outermost layer is about 0.1 to 5.0111. It is preferable that the total thickness, that is, the thickness of the abrasion-resistant coating is about 1.0 to 50 μηι.
また、本発明では、基材の表面に、金属層とセラミック層との組を (最内層、最外層 を含めて数えると)少なくとも二組コーティングする必要がある。好ましくは上記の組 を 3組以上、 より好ましくは 5組以上とする。  Further, in the present invention, it is necessary to coat at least two sets of the metal layer and the ceramic layer (including the innermost layer and the outermost layer) on the surface of the base material. Preferably, the above sets are three or more sets, more preferably five or more sets.
各層の膜厚は、層の数、総厚みなどは、上記の密着性改善効果、被膜に要求される耐磨 耗性、 被膜の多層化 ·厚肉化にかかるコスト等の兼ね合いで決定すればよい。 The film thickness of each layer is determined by the number of layers and the total thickness, etc., depending on the above-mentioned effects of improving the adhesiveness, the abrasion resistance required for the film, and the cost of multilayering and thickening the film. Good.
なお、密着性を損なうことなしに、高強度ゃ耐摩耗性、耐熱性の一層の向上を図るた めには、金属層とセラミック層の成分ならぴにそれらのコーティング厚みを膜厚方向で 変化させることが好適である。具体的には最内層から最外層に向かうに従って、各層の コーティング厚を漸次厚くすることや、特にセラミック層について熱膨張係数が漸次小 さくなるようにコーティングすることが好適である。なお、セラミック層の熱膨 58 数 は、 組成、 表面状態などにより制御することができる。  In order to further improve high-strength abrasion resistance and heat resistance without deteriorating adhesion, the coating thickness of metal and ceramic layers should be changed in the film thickness direction. It is preferred that Specifically, it is preferable that the coating thickness of each layer is gradually increased from the innermost layer to the outermost layer, and it is particularly preferable that the ceramic layer is coated such that the coefficient of thermal expansion gradually decreases. The number of thermal expansions of the ceramic layer can be controlled by the composition, surface condition, and the like.
—例として、 線膨張係数は物質の種類により、 例えば、 2 0 ¾では、  —For example, the coefficient of linear expansion depends on the type of material.
ΉΝの場合 9.4 x l0-6 /°C For ΉΝ 9.4 x l0- 6 / ° C
Ti 8·6 χ 10-6 /°C Ti 8.6 χ 10- 6 / ° C
Cu 16.5 x l0-6 Cu 16.5 x l0- 6
である。 よって、 これらの複合物質の場合、その組成割合に応じて線膨張係数が純物質 の場合と比べて変化することとなる。 そこで、予め、組成割合と線膨 数との関係を 測定しておけば、層の組成割合を制御することにより膨 数を制御することができる。 むろん、 上記のような方法に限定はされない。 なお、コーティング前に被コーティング面の表面を清浄にした状態でコーティングす ることが、 密着性の向上を図る観点からは望ましい。 また、このような連続铸造用のモールド表面処理材を好適に得るための製造方法の骨 子は、 次のとおりである。 It is. Therefore, in the case of these composite substances, the coefficient of linear expansion changes in accordance with the composition ratio as compared with the case of the pure substance. Therefore, if the relationship between the composition ratio and the linear expansion number is measured in advance, the expansion number can be controlled by controlling the composition ratio of the layer. Of course, the method is not limited to the above. In addition, it is desirable to coat the surface to be coated before the coating from the viewpoint of improving the adhesion. The outline of a manufacturing method for suitably obtaining such a mold surface treatment material for continuous manufacturing is as follows.
5 ) モールド銅板基材と上記金属層とを、または上記金属層と上記セラミック層とを強 力に密着させるため、ならぴに表面被覆処理に伴う高温での熱影響による基材の変化を 避けるため、比較的低い温度 ( 3 0 0 以下) でコーティングが可能な P VDを採用し たこと。  5) In order to strongly adhere the mold copper plate base material and the metal layer, or the metal layer and the ceramic layer, avoid the change of the base material due to the heat effect at high temperature due to the surface coating treatment. Therefore, a PVD that can be coated at a relatively low temperature (below 300) has been adopted.
6 )特に好ましくは、 P VDの中でもイオン化率の優れた H C Dやアーク放電法を採用 して、モールド銅板基材と上記金属層とを、およぴ上記金属層と上記セラミック層とを 強固に接合し、 力 高温での熱影響による基材の変化を避けたこと。  6) Particularly preferably, an HCD or an arc discharge method, which has an excellent ionization rate among PVD, is employed to firmly connect the molded copper plate base material and the metal layer and the metal layer and the ceramic layer. Bonding and force avoids substrate changes due to thermal effects at high temperatures.
7 )特に好ましくは、少なくとも最内層の金属層のコーティングに際しては、バイアス 電圧としてアークカツトパイァス電圧を利用することにより、基材に対するコーティン グ層の密着性の一層の向上を図ったこと。  7) Particularly preferably, at least at the time of coating the innermost metal layer, the adhesion of the coating layer to the substrate is further improved by using an arc cut bias voltage as a bias voltage.
8 )好ましくは、最内層の金属層のコーティングに際しては、高バイアスを印 してモ ールド銅板基材と上記の金属層との境界に混合層を設けたこと。  8) Preferably, when coating the innermost metal layer, a mixed layer is provided at the boundary between the mold copper plate base material and the metal layer by applying a high bias.
本癸明のコーティング処理には、 P VD法を採用することを基本とする。 P VD法に は H C D, アーク放電、 E B (Electron Beam) + R F (Radio Frequency)等のドライプレ 一ティング法などもあるが、 とくに、イオン化率に優れ、高速成膜が可能な H C D法あ るいはアーク放電法を採用することが好ましい。 この際、 これら二つの方法を複合して 使用しても良い。 なお、最外層のコーティングに際しては、平滑で繊密なセラミックコ 一ティングが可能な H CD法が特に有利に適合する。 ここで、発明者らは、本努.明の複合被覆において、 さらなる耐久性の改善を目指して 研究を進めた結果、金属層やセラミック層の被覆に際し、バイアス電圧としてアーク力 ットのバイアス電圧を利用すること力 S、所期した目的の達成に関し、極めて有効である ことの知見を得た。 ここで、パイァス電圧は接地に対して銅板が負極となるように電圧 を印加するが、以後は接地と銅板の電位差の絶対値をバイアス電圧値とし、高バイアス とはこのバイアス電圧値が大きいことを指すものとする。 Basically, the PVD method is used for the coating treatment of the present kishin. The PVD method includes a dry printing method such as HCD, arc discharge, and EB (Electron Beam) + RF (Radio Frequency). Particularly, the HCD method, which has an excellent ionization rate and enables high-speed film formation, is used. It is preferable to employ an arc discharge method. At this time, these two methods may be used in combination. When coating the outermost layer, use a smooth and delicate ceramic core. The one-touchable HCD method is particularly advantageously adapted. Here, the present inventors conducted research on the composite coating of the present invention with the aim of further improving durability, and as a result, when coating a metal layer or a ceramic layer, the bias voltage of the arc power was used as the bias voltage. I learned that it is extremely effective in achieving the intended purpose. Here, the bias voltage is applied such that the copper plate is negative with respect to the ground.However, thereafter, the absolute value of the potential difference between the ground and the copper plate is used as the bias voltage value, and high bias means that this bias voltage value is large. Shall be referred to.
すなわち、上記した金属層やセラミック層の被覆に際し、バイアス電圧としてアーク カツトのバイアス電圧を利用すると、異物が原因で癸生する異常放電を防ぐことで、ィ オン化した粒子を安定して基板上に供給することができ、両層の密着性をより一層高め る結果、クラックの発生やコーティング膜の剥離が格段に低減し、耐久性の有利な向上 が達成されたのである。  In other words, when the arc voltage is used as the bias voltage for coating the metal layer or the ceramic layer, the ionized particles are stably deposited on the substrate by preventing abnormal discharge caused by foreign matter. As a result, the occurrence of cracks and peeling of the coating film was significantly reduced, and an advantageous improvement in durability was achieved.
ここに、アークカツトのバイアス電圧について説明する。 アークカツトバイアス電圧 の波形としては、 図 3 A、図 3 Bに示すような 2つの場合が想定されるが、いずれの場 合も、 電圧立ち上げの際、急激に (直線的に) 立ち上げるのではなく、 ある程度緩やか に (放物線状または階段状) に立ち上げることにより、効果的に異常放電を防止するこ とができる。  Here, the bias voltage of the arc cutter will be described. The arc cut bias voltage waveform is assumed to be two cases as shown in Fig. 3A and Fig. 3B. In each case, the voltage rises sharply (linearly) when the voltage rises. Rather, the abnormal discharge can be effectively prevented by starting up somewhat gently (parabolic or stepwise).
なお、図 3 Aに示されるタイプのアークカツトはアークァゥトあるいはアークチエツ クとも呼ばれ、通常はサイリスタ機能を有する D Cm¾Iが使用されている。一方、図 3 Bに示されるタイプは別名パルスとも呼ばれる。アークカットとしては図 3 Aのタイプ がより一般的に使用されるが、若干作用は異なるものの場合によっては図 3 Bのタイプ も使用されている。 上述したとおり、アークカットのパイァス電圧を利用すると、ィオン化した粒子を安 定して供給することができるので密着性が格段に高まり、耐磨耗性被膜の剥離が有利に 回避される。 Note that the type of arc cut shown in FIG. 3A is also called an arc cut or an arc check, and usually a D Cm¾I having a thyristor function is used. On the other hand, the type shown in FIG. 3B is also called a pulse. The type shown in Fig. 3A is more commonly used for arc cutting, but the type shown in Fig. 3B is also used in some cases with slightly different effects. As described above, when the arc voltage of the arc cut is used, the ionized particles can be stably supplied, so that the adhesion is significantly increased, and peeling of the wear-resistant coating is advantageously avoided.
従って、被覆肩 (耐磨耗性被膜)全体の剥離を防止する面からは、少なくとも最内層 である金属層の形成に際しては、アークカツトのバイアス電圧を使用することが強く奨 励される。  Therefore, from the viewpoint of preventing the entire covering shoulder (abrasion-resistant coating) from peeling, it is strongly recommended to use an arc-cut bias voltage at least when forming the innermost metal layer.
勿論、全ての層の形成に際して、アークカツトのバイアス電圧を使用すれば、被覆層 相互間の密着性が; fljに向上して、 最良の結果が得られることは言うまでもない。 そして、上記のコ ティングに際し、バイアス電圧としてアークカツトバイアス電圧 を利用することにより、イオン化した金属粒子が下層内に深く打ち込まれ、下層と上層 との境界にこれら金属の混合層が濃密に形成される結果、 両者がより強固に接合され、 密着性のさらなる向上が達成されるのである。  Needless to say, if a bias voltage of an arc cut is used in forming all the layers, the adhesion between the coating layers is improved to flj, and the best result is obtained. Then, in the above-mentioned coating, by using an arc-cut bias voltage as a bias voltage, ionized metal particles are driven deep into the lower layer, and a mixed layer of these metals is formed densely at the boundary between the lower and upper layers. As a result, the two are more firmly joined, and a further improvement in adhesion is achieved.
ここに、 上記したアークカツトバイアス電圧により印加する電圧の好適範囲は 10〜 1000 Vである。 なお、 コーティングに際しては、基材と強力な密着性を確保するために、特に最内層 の金属コーティングに際しては、高バイアス電圧印加の下でコーティング処理を行う高 バイアス放電被覆法を用いることが望ましい。 ここに、かかる高バイアス放電被覆法に おけるとくに好適な印加電圧は 50〜1000 Vである。  Here, a preferable range of the voltage applied by the above-described arc cut bias voltage is 10 to 1000 V. In order to secure strong adhesion to the substrate, it is desirable to use a high-bias discharge coating method in which coating is performed under a high bias voltage application, especially for the innermost metal coating. Here, a particularly preferable applied voltage in such a high bias discharge coating method is 50 to 1000 V.
かような高バイアス放電被覆法を使甩すると、最内層の金属被覆に際し、イオン化し た金属粒子が基材内に深く打ち込まれ、銅板基材と金属最内層との境界にこれら金属の 混合層が形成される結果、両者がより強固に接合され、密着性のさらなる向上が達成さ れるという利点がある。 なお、 このような方法で形成される混合層は、 層内における最内層金属の比率が 10 〜50mass%程度であることが好ましい。 なお、本発明では、 上記の表面被 ¾ϋ (耐磨耗性被膜) によって高強度ならぴに耐摩 耗性および耐熱性を得ることができるので、基材となる銅板あるいは銅合金板の材質に 特別な制限は設けない。すなわち、モールド銅板基材としては近年、高温における材料 強度を上げるため、析出硬化型の銅合金が使用されるようになってきているが、本発明 では、 とくに基材強度を確保する必要はない。 したがって、例えば市販の各種の連続鍚 造用銅板おょぴ銅合金板は、 いずれも問題なく使用することができる。 When such a high bias discharge coating method is used, ionized metal particles are driven deep into the substrate when the innermost metal layer is coated, and a mixed layer of these metals is formed at the boundary between the copper plate substrate and the innermost metal layer. As a result, there is an advantage that the two are more firmly joined, and the adhesion is further improved. In the mixed layer formed by such a method, the ratio of the innermost layer metal in the layer is preferably about 10 to 50 mass%. In the present invention, abrasion resistance and heat resistance can be obtained with high strength by the above surface coating (abrasion resistant coating). There are no special restrictions. That is, in recent years, a precipitation hardening type copper alloy has been used as a molded copper plate base material in order to increase the material strength at a high temperature, but it is not necessary to secure the base material strength particularly in the present invention. . Therefore, for example, various commercially available copper sheets and copper alloy sheets for continuous production can be used without any problem.
なお、 銅板の板厚は用途 ·铸片サイズに応じて設計されるが、 スラブの鎵造の場合、 一般には 3 0〜 6 0贿である。  The thickness of the copper plate is designed according to the application and the size of the piece, but in the case of slab structure, it is generally 30 to 60 mm.
また、銅板の表面に、 上述した耐磨耗性被膜(最内層'最外層を含め金属層とセラミ ック層からなる交互の複層被覆層)の下地として、予め各種の金属あるいはセラミック からなる下地被覆を、 一層または複数層設けたものであっても良い。 とくに Ni, Cr, Fe, Co, Mo, ff, Alおよび Yのうちから選んだ一種または二種を主成分 (すなわち当該 下地被覆の 50mass%以上) とするコーティング (いわゆる金属めつき層) は、 銅板と も上記耐磨耗性被覆層とも密着性が良好なので上記の下地被覆として好適である。中で も Ni, Cr, Feおよび Coのうちから選んだ一種または二種を主成分とすることが好まし い。  The surface of the copper plate is made of various metals or ceramics in advance as an underlayer for the above-mentioned abrasion-resistant coating (alternate multilayer coating layer composed of a metal layer and a ceramic layer including the innermost layer and the outermost layer). The undercoat may be provided with one or more layers. In particular, coatings containing one or two selected from Ni, Cr, Fe, Co, Mo, ff, Al, and Y (ie, 50 mass% or more of the base coat) (so-called metal plating layers) Since the copper plate and the abrasion-resistant coating layer have good adhesion, they are suitable as the undercoat. Among them, it is preferable to use one or two selected from Ni, Cr, Fe and Co as main components.
これらのコーティングは、従来のモールド銅板の被覆として、湿式めつきや溶射など の方法により同銅板に付与されるもので、 一般には 30〜2000μ ια程度の厚みを有する。 本癸明においては、 これらの金属めつき層の効果は必ずしも必要とはされないが、これ らの金属元素は、銅板との密着性が良いので、本発明の耐磨耗性 «はこの金属めつき 層の上に形成しても 題はない。 These coatings are applied to a conventional molded copper plate by a method such as wet plating or thermal spraying, and generally have a thickness of about 30 to 2000 μαα. In the present invention, the effect of these metal-plated layers is not necessarily required, but since these metal elements have good adhesion to the copper plate, the abrasion resistance of the present invention « luck There is no problem if it is formed on a layer.
したがって、既存のモールド銅板に本発明の耐磨耗性被膜を施す場合には、わざわざ この金属めつき層を剥離する手間およぴコストを掛ける必要はない。  Therefore, when the abrasion-resistant coating of the present invention is applied to an existing molded copper plate, it is not necessary to take extra labor and cost to separate the metal plating layer.
本願発明のモールド銅板は、モールドの全内辺に適用しても良いし、重要な部分にの み適用しても良い。例えば抜熱機能を重視するのであれば、モールドの入り側(上端か ら少なくとも湯面より約 100讓程度以内に入った辺りまで)だけに、抜熱機能の高い本 発明材 (例えば Ti系、 とくに TiN被覆層を採用したもの) を適用することが考えられ る。 他方、 耐久性を重視するのであれば、モールドの下部 (下半分の、 端部から 30m m程度入った辺り) のみに、 硬度の高い (例えば Si系など) 本発明材を適用すること が考えられる。 むろん、 例えば上半分に TiN被覆層を採用した本努明銅板、 下半分に SiC被覆層を採用した本発明銅板を適用してモールドを構成すると、それぞれの長所を 生かした好適な組合せとなる。  The molded copper plate of the present invention may be applied to the entire inner side of the mold, or may be applied only to important parts. For example, if the heat removal function is emphasized, the material of the present invention having a high heat removal function (for example, Ti-based, In particular, the use of a TiN coating layer) can be considered. On the other hand, if durability is important, it is conceivable to apply the high hardness (for example, Si type) material of the present invention only to the lower part of the mold (the lower half, around 30 mm from the end). Can be Of course, for example, if a mold is formed by applying the present invention copper plate adopting the TiN coating layer in the upper half and the present invention copper plate adopting the SiC coating layer in the lower half, it is a preferable combination taking advantage of the respective advantages.
(実施例) (Example)
実施例 1 Example 1
モールド銅板からなる基材 (Cr: 1. Oraass%、 Zr: 0.1 mass%、残部: Cu) の表面に、 アーク放電法を用い、 初期バイアス: 400 Vのアークカツトバイアス電圧印加の下に、 On the surface of a base material (Cr: 1. Oraass%, Zr: 0.1 mass%, balance: Cu) consisting of a molded copper plate, using an arc discharge method, initial bias: under the application of an arc cut bias voltage of 400 V,
Ti金属最内層(厚み: 3.0 /zm) を形成した。ついで同様にして、 TiN (厚み: 3.0 /zm)An innermost layer of Ti metal (thickness: 3.0 / zm) was formed. Then, in the same way, TiN (thickness: 3.0 / zm)
→Ti (厚み: 3.0 μια ) →TiN (厚み:3.0 ) →Ti (厚み:3.0 ) →TiN (厚 み: 3.0 ) を積層し、 約 18 m厚の複合被膜を成膜した。 その後さらに、 HCD 法を用い、 初期バイアス: 400 V (通常バイアス電圧、 以下同様) 印加の下に、 Ti (厚 み: 2.0 /zm ) →TiN (厚み:2.0 /zm ) を成膜し、 合計 8層、 合計厚み:約 22 mの 耐磨耗被膜をそなえるモ ルド銅板 (発明例 1) を作製した。 また、 同じ基材の表面に、 アーク放電法を用い、 初期バイアス: 250 V印加の下に、 Ti金属最内層 (厚み: 3.0 m) を形成した。ついで同様にして、 TiN (厚み: 3.0 ra) →Ti (厚み:3.0 μηι ) →TiN (厚み:3.0 ) →Ti (厚み: 3.0 /xm ) →TiN (厚 み: 3.0 ) を積層し、 約 18 ;m厚の複合被膜を成膜した。 その後、 さらに、 HC D法を用い、 初期バイアス: 400 V印加の下に、 Ti (厚み:2.0 urn ) →TiN (厚み: 2.0 ^ra ) を成膜し、 合計 8層、 合計厚み:約 22/zmの耐磨耗被膜をそなえるモール ド銅板 (発明例 2) を作製した。 → Ti (thickness: 3.0 μια) → TiN (thickness: 3.0) → Ti (thickness: 3.0) → TiN (thickness: 3.0) was laminated to form a composite film having a thickness of about 18 m. Then, using the HCD method, a Ti (thickness: 2.0 / zm) → TiN (thickness: 2.0 / zm) film was formed under the application of an initial bias of 400 V (normal bias voltage, the same applies hereinafter). An eight-layer, molded copper plate (Invention Example 1) having a wear-resistant coating with a total thickness of about 22 m was produced. The innermost layer of Ti metal (thickness: 3.0 m) was formed on the surface of the same base material using an arc discharge method with an initial bias of 250 V applied. Then, in the same manner, TiN (thickness: 3.0 ra) → Ti (thickness: 3.0 μηι) → TiN (thickness: 3.0) → Ti (thickness: 3.0 / xm) → TiN (thickness: 3.0) is laminated, and the thickness is approximately 18 a m-thick composite film was formed. Thereafter, using the HCD method, a film of Ti (thickness: 2.0 urn) → TiN (thickness: 2.0 ^ ra) is formed under an initial bias of 400 V, and a total of eight layers and a total thickness of about 22 A molded copper plate (Invention Example 2) having a wear-resistant coating of / zm was prepared.
かくして得られた表面被覆モールド銅板の硬度(表面の硬度。試験荷重 400 g) お よび密着力について調べた結果を図 2 Aおよぴ図 2 Bに示す。 ここに、密着力は、 ロッ クウエル C ダイャモンドチップ(先端半径 0.2mm,先端角度 120° 硬度 Hv8000以上) を引つ搔き法を用いて表面被覆モールド銅板の表面に当て、該工具に連続的に漸増する 荷重をかけながら基板を引つ搔いていき、 きずの端にすじ状の破断(被膜剥離) が発生 したときの臨界荷重で評価した。 なお、比較例として、発明例と同じ基材の表面に、従来法に従い、湿式めつき法によ り Niめっき (厚み: 0.5匪)を施したのち、 その上にさらに Crめっき (厚み: 30/zm) を施した。得られた表面被覆モールド銅板について、同様の調査を行つた結果を図 2 A およぴ図 2 Bに併せて示す。  The results of examining the hardness (surface hardness; test load: 400 g) and adhesion of the surface-coated molded copper plate thus obtained are shown in FIGS. 2A and 2B. Here, the adhesion was measured by applying a Rockwell C diamond tip (tip radius 0.2 mm, tip angle 120 ° hardness Hv8000 or more) to the surface of the surface-coated mold copper plate using a pulling method, and continuously applying the tool. The substrate was pulled while applying a gradually increasing load, and the critical load was evaluated when a streak-like fracture (film peeling) occurred at the end of the flaw. As a comparative example, Ni plating (thickness: 0.5 band) was applied to the surface of the same base material as the invention example by a wet plating method according to the conventional method, and then Cr plating (thickness: 30 mm) was further applied. / zm). The results of a similar investigation performed on the obtained surface-coated molded copper plate are also shown in FIGS. 2A and 2B.
図 2 Aおよぴ図 2 Bから明らかなように、発明例 1およぴ発明例 2は、比較例に比ぺ て、硬度および密着力とも格段に優れていることが分かる。 また、アークカットパイァ ス電圧を使用した癸明例 1は発明例 2と比べて密着性に優れていることが分かる。 また、上記の各表面被覆モールド銅板を用いて、ステンレス鋼スラブを連続鎳造した ところ、 発明例 1、 発明例 2とも 1000チャージ錄造後でも、 クラックの発生は皆無で あり、 良好な耐久性が得られることが実操業で ¾mされた。 これに対し、比較例に代表 される現行の表面被覆モールド銅板 (比較例) では、 300〜600チャージ铸造後に表面 被覆層にクラックが発生した。 実施例 2 As is clear from FIGS. 2A and 2B, it is understood that Inventive Example 1 and Inventive Example 2 are significantly superior in both hardness and adhesion in comparison with Comparative Examples. In addition, it can be seen that Example 1 using the arc-cut bias voltage is superior in adhesion to Invention Example 2. In addition, when stainless steel slabs were continuously manufactured using the above-described surface-coated molded copper plates, cracks were not generated even after the invention example 1 and the invention example 2 after 1000 charge fabrication. Yes, it was confirmed that good durability could be obtained in actual operation. In contrast, in the case of the current surface-coated molded copper sheet represented by the comparative example (comparative example), cracks occurred in the surface coating layer after 300 to 600 charge production. Example 2
モールド銅板からなる基材 (No. 3〜14; Cr: 1. 5 mass%、 Zr: 0. 15mass%、 残部: Cu)、表面に Niめっきを施した銅板からなる基材 (No. 15, 16)、および表面に Ni— Cr溶 射を施した銅板からなる基材 (No. 17, 18) の表面にそれぞれ、表 1に示すように、種々 の P VD法を用いて、金属層とセラミック層を交互に積層し、表面被覆モールド銅板を 作製した。  Substrate made of molded copper plate (No. 3-14; Cr: 1.5 mass%, Zr: 0.15 mass%, balance: Cu), base material made of copper plate with Ni plating on the surface (No. 15, 16) and the surface of a base material (No. 17, 18) consisting of a copper plate with Ni--Cr sprayed on the surface, as shown in Table 1, by using various PVD methods, Ceramic layers were alternately laminated to produce a surface-coated molded copper plate.
得られた表面被覆モールド銅板の硬度おょぴ密着力について実施例 1と同様に調べ た結果を、 表 1に併記する。  Table 1 also shows the results of an examination of the hardness and adhesion of the obtained surface-coated molded copper plate in the same manner as in Example 1.
なお、 表 1の 「アークカットバイアス電圧使用の有無」 欄で、 「有」 とあるものは、 全層にアークカットバイアス電圧を適用した。 また「なし」 としたものはアークカット しないバイアス電圧 (電圧強度は 「有」 と同じ) を全層に適用した。 In addition, in the column of “whether or not to use the arc cut bias voltage” in Table 1, those with “Yes” applied the arc cut bias voltage to all layers. In the case of “None”, a bias voltage that does not cause arc cutting (voltage intensity is the same as “Yes”) was applied to all layers.
耐磨耗性被膜: ^TJWヽ Abrasion resistant coating: ^ TJW ヽ
Ν 金属層, セラミック層の種類、 数 雜 w ± 力 (厚み:; m) 棚^ ftJPa)  種類 Kind of metal layer, ceramic layer, number w ± force (thickness: m) Shelf ^ ftJPa)
み 無 (付与  See nothing (grant
Ti— TiN- Ti-TiN- Ti-TiC- Ti-TiC 8 ID)法  Ti— TiN- Ti-TiN- Ti-TiC- Ti-TiC 8 ID) method
A (2 ς〗 (2 5) (9 ς) (2 5) (9 (9 0 5) (9 5) (20) か 1 1ク ς A (2 ς〗 (2 5) (9 ς) (2 5) (9 (9 0 5) (9 5) (20) or 1 1 ク
5 Cr-CrN- Cr—CrN— Cr-CrN 6 H3)法 有 (150) 1900 161 c 5 Cr-CrN- Cr—CrN— Cr-CrN 6 H3) Method Yes (150) 1900 161 c
0 (3. 0) (3. 0) (2. 0) (2. 0) (2. 5) (2. 5) (15) チ  0 (3.0) (3.0) (2.0) (2.0) (2.5) (2.5) (15)
し ICxAJ  ICxAJ
7 Ni- NiN- Ni- NiN- Ni- TiC— Ni— TiC一 M—TiC 10 ED法 有 (100) 1700 160 7 Ni- NiN- Ni- NiN- Ni- TiC— Ni— TiC-M—TiC 10 ED method Yes (100) 1700 160
8 (a $) (a 5) (a 9 (a ø (a o) (a o) (2.5) (2. ø e.5) (2.5) (30) なし 1600 1198 (a $) (a 5) (a 9 (a ø (a o) (a o) (2.5) (2.ø e.5) (2.5) (30) None 1600 119
9 Β — ΒΝ — Β — ΒΝ — Β — ΒΝ 6 有 2500 1639 Β — ΒΝ — Β — ΒΝ — Β — ΒΝ 6 Yes 2500 163
10 (3. 0) (3. 0) (3. 0) (3. 0) (3. 0) (3. 0) (18) 法 なし 2400 13910 (3.0) (3.0) (3.0) (3.0) (3.0) (3.0) (18) No law 2400 139
11 Si— Si x-Si- Siik-Si-SiC- Si-SiC- Si-SiC 10 SiNx:ザ 有 (80) 2700 15011 Si— Si x-Si- Siik-Si-SiC- Si-SiC- Si-SiC 10 SiNx: The Yes (80) 2700 150
(2. o) o) (2.o) o) o) (a o) (a o) o) G.5) (2.5) (25) ネト ヾッ (2.o) o) (2.o) o) o) (a o) (a o) o) G.5) (2.5) (25) Net
12 タ法 なし 2600 118  12 Data method None 2600 118
SiC  SiC
w  w
13 Al—細一 Al— A1N— Al— A1C— Al— A1C 8 有 (100) 2400 159 (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (20)  13 Al—fine Al— A1N— Al— A1C— Al—A1C 8 Yes (100) 2400 159 (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2 .5) (2.5) (2.5) (20)
14 し マ 个 し
Figure imgf000020_0001
14 pieces
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ト ジタ  Tojita
 Law
15 Ti- TiN- Ti-TiN- Ti一 TiC一 Ti-TiC 8 KB法 有 (150) 2500 170 15 Ti- TiN- Ti-TiN- Ti-TiC-Ti-TiC 8 KB method Yes (150) 2500 170
16 (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) <¾)) なし 2300 11516 (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) <¾)) None 2300 115
17 Ti- TiN- Ti-TiN- Ti— TiC一 Ti-TiC 8 KD法 有 (100) 2500 15017 Ti- TiN- Ti-TiN- Ti— TiC-Ti-TiC 8 KD method Yes (100) 2500 150
18 (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) (2. 5) なし 2300 120 同表に示したとおり、本発明に従い得られた表面被覆モールド銅板はいずれも、高硬 度のみならず、優れた密着性を得ることができた。 また、アークカットバイアス電圧を 使用した場合、 さらに密着性等が優れていることが分かる。 18 (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) None 2300 120 As shown in the table All the surface-coated molded copper sheets obtained according to the present invention were able to obtain not only high hardness but also excellent adhesion. Also, it can be seen that when the arc cut bias voltage is used, the adhesion and the like are further excellent.
実施例 3 発明例として、実施例 1に示した Ti一 Ti N系の表面被覆をそなえるモールド銅板(発 明例 1、 2 )、 実施例 2に示した 1 6種類の表面被覆モールド銅板 (発明例 3〜 1 8 ) を用意した。 Example 3 As an example of the invention, a molded copper plate having a Ti-TiN-based surface coating shown in Example 1 (deposited) 16 types of surface-coated molded copper plates (Inventive Examples 3 to 18) shown in Examples 1 and 2) and Example 2 were prepared.
また、比較例として、実施例 1に示した(Ni+Cr)めっきをそなえるモ一ルド銅板(比 較例 1 )、 銅板基材上にアーク法で TiNを 10 /z m積層したモールド銅板 (比較例 2 )、 銅板基材上に H C D法でク口ム窒化物を 10/Z m積層したモールド銅板 (比較例 3 )、 銅 板基材上に下地層としてアーク法で Ni— Pめっき (厚み: 30 z m)およびその上にチタ ン窒化物 (厚み: 7 /z m)を H C D法で積層したモールド銅板 (比較例 4 )、銅板基材上 に下地層として湿式メツキ法で Crめっき (厚み: 30 ; m)およびその上にクロム窒化物 (厚み: 5 μ m)を H C D法で積層したモールド銅板(比較例 5 )、銅板基材上に下地層と して Ni—Cr溶射 (厚み: 1腿) およびその上に Crめっき (厚み: 30/i m ) したモール ド銅板 (比較例 6 ) を用意した。  In addition, as comparative examples, a mold copper plate having a (Ni + Cr) plating shown in Example 1 (Comparative Example 1) and a mold copper plate in which TiN was laminated on a copper plate base material by 10 / zm by an arc method (Comparative Example) Example 2), Molded copper plate with 10 / Zm layered nitride on the copper plate substrate by HCD method (Comparative Example 3), Ni-P plating by arc method as base layer on copper plate substrate (thickness) Molded copper plate (Comparative Example 4) with titanium nitride (thickness: 7 / zm) laminated thereon by HCD method, and Cr plating by wet plating as a base layer on the copper plate substrate (thickness: 30; m) and a chromium nitride (thickness: 5 μm) laminated thereon by the HCD method (Comparative Example 5), and Ni—Cr sprayed (thickness: 1 A thigh) and a molded copper plate (Comparative Example 6) plated with Cr (thickness: 30 / im) were prepared.
これらの表面被覆モールド銅板を、錄型の短辺側に用いて、連铸機により連続鏡造を 行った。  Using these surface-coated molded copper plates on the short side of the 錄 type, continuous mirror making was performed by a continuous machine.
踌造した鋼種は JISハンドプック鉄鋼に規定されるステンレス鋼 (SUS 430鋼、 SUS 304鋼)、 およぴ高炭素鋼 (SK5〜SK2 ) である。 連続鎳造機は垂直曲げ型であり、 鎳 型サイズは、 厚み: 200 腿、 幅: 750 〜1240瞧、 長さ: 915raraのスラブ連続鎳造機であ る。 鎢造速度は、 ステンレス鋼で 0. 9〜1. 3m/minゝ 高炭素鋼で 0. 8〜1· 2m/minであり、 抜熱性の評価は、 1. 0m/min、 スラブ幅 1000〜1100mm時で実施した。 使用したモール ドフラックス物性は、 凝固温度 1100°C、 1300 での粘度 2. 0poise、 塩基度  The manufactured steel types are stainless steel (SUS 430 steel, SUS 304 steel) and high carbon steel (SK5 to SK2) specified in JIS Handpuck Steel. The continuous machine is a vertical bending machine, and the size of the machine is 200 slabs in thickness, 750 to 1240 mm in width, and 915rara in length. The production speed is 0.9 to 1.3 m / min for stainless steel and 0.8 to 1.2 m / min for high carbon steel.Evaluation of heat release is 1.0 m / min, slab width 1000 to The test was performed at 1100 mm. The properties of the mold flux used were: solidification temperature 1100 ° C, viscosity at 1300 2.0 poise, basicity
(Ca0/Si02) 1.05である。 (Ca0 / Si02) 1.05.
各モールドについて、 1ヒート: 150 トンの溶鋼を合計 500ヒ一ト铸造した。 こ のようにして 500ヒートを铸造後、モ^ "ルド銅板の表面被膜の状況 (クラック、剥離、 摩耗の有無) を観察した。 ' 得られた結果を表 2に示す。 For each mold, 1 heat: 150 tons of molten steel were manufactured in a total of 500 units. After producing 500 heats in this way, the condition of the surface coating on the mold copper plate (crack, peeling, Was observed. 'The results obtained are shown in Table 2.
表 2 醒短辺銅板 Table 2 Awake short side copper plate
クラックの有無 剥離の有無 摩耗の有無 発明例 1 なし なし なし  Existence of cracks Exfoliation Existence of wear Invention example 1 None None None
II 2 なし なし なし  II 2 None None None
II 3 なし なし なし  II 3 None None None
" 4 なし なし なし  "4 None None None
II 5 なし なし なし  II 5 None None None
" 6 なし なし なし  "6 None None None
" 7 なし なし なし  "7 None None None
" 8 なし なし なし  "8 None None None
" -9 なし なし · なし  "-9 None None · None
II 10 なし なし なし  II 10 None None None
" 11 なし なし なし  "11 None None None
,' 12 なし なし なし  , '12 None None None
" 13 なし なし なし  "13 None None None
" 14 なし なし なし  "14 None None None
" 15 なし なし なし  "15 None None None
" 16 なし なし なし  "16 None None None
" 17 なし なし なし  "17 None None None
" 18 な ' 1レ なし な Άし  "There are no 18 's
比較例 1 な Άし なし 下端においてめつき 藤鮮  Comparative Example 1 None None
" 2 全面にわたって名数 全面にわた て多数 剥離部で銅板が嚿耗 のクラック発生 の剥離あり  2 Number of names over the entire surface Many over the entire surface
" 3 全面にわたって多数 全面にわたって多数 剥離部で銅板が摩耗 のクラック発生 の剥離あり  3 Many over the entire surface Many over the entire surface
,, 4 メニスカス近傍で多 下端において剥離あ 下端の剥離部で銅板 数のクラック発生 り が磨耗 ,, 4 Around the bottom of the meniscus, peeling at the lower end and cracking of the number of copper plates at the peeled portion at the lower end.
" 5 メニスカス近傍で多 下端において剥離あ 下端の剥離部で銅板 数のクラック発生 (5) Many peels at the lower end near the meniscus.
ガ 6 なし なし 下端の剥離部で銅板 表 2から明らかなように、発明例はいずれも、表面被覆層において、クラックゃ剥離、 摩耗の発生は皆無であつた。 これに対し、比較例 1, 6では、 »S短辺の下端においてめつきの摩耗が観察された。 また比較例 2、 比較例 3では、 全面で多数のクラックや剥離が生じ、 さらに比較例 4、 比較例 5では、 メニスカス近傍で多数のクラックが、 また下端で剥離が観察された。 Gas 6 None None Copper plate at the peeled part at the bottom As is evident from Table 2, in all of the invention examples, no cracking, peeling or abrasion occurred in the surface coating layer. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 6, glazed abrasion was observed at the lower end of the »S short side. Further, in Comparative Examples 2 and 3, many cracks and peeling occurred on the entire surface, and in Comparative Examples 4 and 5, many cracks were observed near the meniscus and peeling was observed at the lower end.
実施例 4 実施例 3で採用した各実施例、.比較例につき、抜熱量を評価した。抜熱量は銅板冷却 水の入り側と出側の温度差、 冷却水流量から計算し、 比較例 1との比で表した。 また、 冷却の均一性を評価するため、短辺幅中央部メニスカス下 10 Omm、表面から 10m m深さでの温度を 1秒、間隔で測定し、 10分間での標準偏差を求めた。結果を表 3に示 す。 Example 4 With respect to each of the examples and comparative examples adopted in Example 3, the heat removal was evaluated. The heat removal was calculated from the temperature difference between the inlet and outlet sides of the cooling water for the copper plate and the flow rate of the cooling water, and was expressed as the ratio to Comparative Example 1. In order to evaluate the uniformity of cooling, the temperature was measured at intervals of 1 second at 10 Omm below the meniscus in the center of the short side width and at a depth of 10 mm from the surface, and the standard deviation in 10 minutes was obtained. Table 3 shows the results.
表 3 表面粗度 抜熱量比 銅板温度 Table 3 Surface roughness Heat removal ratio Copper plate temperature
Ra ( χ&) 標準偏差 CC)  Ra (χ &) standard deviation CC)
発明例 1 1.34 1.11-1.35 1.9  Invention Example 1 1.34 1.11-1.35 1.9
// 2 0.12 1.15〜1.45 2.1  // 2 0.12 1.15-1.45 2.1
" 3 0.34 1.01〜1.09 2.5  "3 0.34 1.01 to 1.09 2.5
" 7 3.19 1.05〜: 1.11 2.7  "7 3.19 1.05 ~: 1.11 2.7
a 9 0.12 0.94-1.05 3.5  a 9 0.12 0.94-1.05 3.5
" 11 1.26 0.97〜1.07 4.1  "11 1.26 0.97 to 1.07 4.1
比較例 1 0.11 1.0 5.5  Comparative Example 1 0.11 1.0 5.5
" 2 5.3 1.05-1.20 3.3  "2 5.3 1.05-1.20 3.3
" 4 6.5 1.03〜1.15 2.8  "4 6.5 1.03 to 1.15 2.8
a 6 0.33 0.95〜1.05 4.6 表 3から明らかなように、発明例はいずれも、少なくとも現行銅板材 (比較例 1 ) 並 みの良好な抜熱性を示す。抜熱の板面位置による差も少ない。とくに Ti系 (発明例 1、 2、 3, 7 ) では抜熱量が現行材より改善され、 中でも TiN系 (発明例 1、 2 ) では 201 5 %以上改善された。またこれらの銅板材では銅板温度の標準偏差も少なく抜熱の 均一性にも優れていた。一般的に、抜熱量の増加により铸片表面の微細な縦割れの発生 が懸念されるが、本発明鍵で鎳造した鎳片においては、そのような割れの発生は無か つた。 したがって、 これらのモールド銅板材を用いることにより、錄込材の強冷却かつ 均一冷却が可能であり、 スラプの铸造速度の高速化も期待できる。 a 6 0.33 0.95 to 1.05 4.6 As is evident from Table 3, all of the inventive examples exhibit at least good heat removal properties comparable to those of the current copper sheet material (Comparative Example 1). There is little difference in heat removal depending on the position of the plate surface. In particular, the heat removal was improved in the Ti system (Invention Examples 1, 2, 3, and 7) compared with the current material, and in particular, the TiN system (Invention Examples 1 and 2) improved by more than 2015%. In addition, these copper sheet materials had a small standard deviation of the copper sheet temperature and were excellent in the uniformity of heat removal. In general, there is concern about the occurrence of minute vertical cracks on the surface of the piece due to an increase in the amount of heat removed, but such cracks were not generated in the piece manufactured using the key of the present invention. Therefore, by using these molded copper sheet materials, it is possible to cool the filler material uniformly and uniformly, and it is expected that the production speed of the slap can be increased.
これに対し、最表層に TiNを用いた比較例 2、 4は粗度が好適範囲外であり、抜熱性 の改善効果も小さかった。 なお、上記の各実施例では、本発明のモールド銅板を铸型の短辺側に適用した場合に ついて主に説明したが、 «の長辺側に適用した場合も同等の効果が得られることが確 認されている。 産業上の利用の可能性  On the other hand, in Comparative Examples 2 and 4 using TiN for the outermost layer, the roughness was out of the preferred range, and the effect of improving heat removal was small. In each of the above embodiments, the case where the molded copper sheet of the present invention is applied to the short side of the mold is mainly described. However, the same effect can be obtained when applied to the long side of the mold. Has been confirmed. Industrial applicability
かくして、本発明の表面被覆モールド銅板によれば、熱間での凝固シェルの硬さが高 ぃステンレス鋼や高炭素鋼の連続鎳造に実際に供した場合であつても、優れた耐久性お よび抜熱性を維持して、特に、高速鎵造時に、高品質の鎵片を効率良く製造することが でき、 工業上極めて有効といえる。  Thus, according to the surface-coated molded copper sheet of the present invention, the hardness of the solidified shell during hot working is excellent even if it is actually subjected to continuous working of stainless steel or high carbon steel. In addition, it is possible to efficiently produce high-quality pieces while maintaining the heat removal property, especially at the time of high-speed production, which is extremely industrially effective.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1 . 溶融金属を連続铸造するために用いて好適なモールド銅板であって、  1. A mold copper plate suitable for continuous production of molten metal,
銅製または銅合金製の板材から実質的になる基材と、  A base material substantially made of a copper or copper alloy plate material,
前記基材の表面に設けられた被覆層とを有し、  Having a coating layer provided on the surface of the base material,
前記被覆層が、  The coating layer,
金属群 Ti, Cr, Ni, B , Siおよび Alのうちから選んだ一種または二種以上の金属 からなる最内層と、  An innermost layer made of one or more metals selected from the group of metals Ti, Cr, Ni, B, Si and Al;
前記最内層の上に形成された、前記金属群から選んだ一種または二種以上の金属の 窒化物、炭化物または炭 ·窒化物からなる層と、前記金属群から選 だ一種または二種 以上の金属からなる層とが、 交互に一組以上積層された中間層と、  A layer formed on the innermost layer and formed of a nitride, carbide or carbonitride of one or more metals selected from the metal group; and one or more layers selected from the metal group An intermediate layer in which one or more sets of metal layers are alternately stacked;
前記中間層の上に形成された、前記金属群から選んだ一種または二種以上の金属の 窒化物、 炭化物または炭 ·窒化物からなる最外層とからなる  An outermost layer formed of a nitride, carbide, or carbonitride of one or more metals selected from the metal group formed on the intermediate layer
ことを特徴とする連続铸造用のモールド銅板。  A molded copper plate for continuous production, characterized by that:
2 . 前記最内層と前記基材との境界に、最内層を構成する金属と基材を構成する金属 との混合層が形成されていることを特徴とする、請求項 1に記載の連続铸造用のモール ド銅板。  2. The continuous structure according to claim 1, wherein a mixed layer of a metal forming the innermost layer and a metal forming the base material is formed at a boundary between the innermost layer and the base material. Molded copper plate.
3 . 前記基材が、予め前記板材の表面に M, Cr, Feおよび Coのうちから選んだ一種 または二種以上を生成分とするコーティングを施したものであることを特徴とする請 求項 1または 2に記載の連続铸造用のモールド錮板。  3. The request according to claim 1, wherein the base material is obtained by coating the surface of the plate material in advance with one or more selected from M, Cr, Fe and Co. The mold punishment plate for continuous construction as described in 1 or 2.
4. 基材となる銅製または銅合金製の板材の表面に、 P VD法により、最内層として 金属群 Ti, Cr, Ni, B, Siおよび Alのうちから選んだ一種または二種以上の金属から なる層を形成し、 その上に前記金属群から選んだ一種または二種以上の金属の窒化物、 炭化物または炭 ·窒化物からなる層と、前記金属群から選んだ一種または二種以上の金 属からなる層の一組以上を交互に積層し、さらに最外層として俞記金属群から選んだ一 種または二種以上の金属の窒化物、炭化物または炭 ·窒化物からなる層を形成すること を特徴とする連続鎳造用のモールド銅板の製造方法。 4. One or more metals selected from the group consisting of Ti, Cr, Ni, B, Si and Al as the innermost layer by the PVD method on the surface of the copper or copper alloy plate material as the base material. A layer composed of a nitride, carbide or carbonitride of one or more metals selected from the metal group, and one or more layers selected from the metal group Money One or more layers consisting of a group of metals are alternately laminated, and a layer made of nitride, carbide or carbonitride of one or more metals selected from the above metal group is formed as the outermost layer. A method for producing a molded copper plate for continuous production, characterized by the following.
5 . 前記最内層の形成方法が、高バイアス放電被覆法であることを特徴とする請求項 4に記載の連続錄造用のモールド銅板の製造方法。  5. The method according to claim 4, wherein the innermost layer is formed by a high bias discharge coating method.
6 . 少なくとも最内層である金属層の形成に際し、 アークカットのバイアス電圧を使用 することを特徴.とする請求項 4または 5に記載の連続鐯造用モールド銅板の製造方法。 6. The method for producing a mold copper sheet for continuous production according to claim 4 or 5, wherein an arc-cut bias voltage is used in forming at least the metal layer as the innermost layer.
7. 前記基材となる銅製または銅合金製の板材が、 予めその表面に Ni, Cr, Feおよ ぴ Coのうちから選んだ一種または二種以上を主成分とするコーティングを施したもの であることを特徴とする請求項 4 ~ 6のいずれかに記載の連続鎳造用のモ^ "ルド錮板 の製造方法。 7. The base material made of copper or copper alloy, the surface of which is coated in advance with one or more selected from Ni, Cr, Fe and Co. The method for producing a mold for continuous production according to any one of claims 4 to 6, wherein:
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