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JPH0952152A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

連続鋳造用鋳型

Info

Publication number
JPH0952152A
JPH0952152A JP20721495A JP20721495A JPH0952152A JP H0952152 A JPH0952152 A JP H0952152A JP 20721495 A JP20721495 A JP 20721495A JP 20721495 A JP20721495 A JP 20721495A JP H0952152 A JPH0952152 A JP H0952152A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating
mold
film
alloy
continuous casting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP20721495A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Yamamoto
兼司 山本
Takenori Nakayama
武典 中山
Masafumi Yamanaka
雅史 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP20721495A priority Critical patent/JPH0952152A/ja
Publication of JPH0952152A publication Critical patent/JPH0952152A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Continuous Casting (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラックスの鋳型への付着が少なく、従って
生産性を阻害することがなく、且つ耐摩耗性も良好な鋳
造用鋳型を提供する。 【解決手段】 CuまたはCu合金製鋳型における金属
溶湯との接触部表面に、下記(a)および(b)の要件
を満足する皮膜を有する連続鋳造用鋳型である。 (a)上記皮膜は、Mo及び/又はVを含有すると共
に、残部がCuであるか、またはその熱膨張率がMo若
しくはVに比べてCuに近い金属またはその合金からな
り、(b)該皮膜表面部は、Mo及び/又はVを60a
t%以上含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CuまたはCu合
金製の連続鋳造用鋳型に関するものであり、特にフラッ
クスを用いるZn−Cu合金の連続鋳造用鋳型として好
適に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、CuまたはCu合金製鋳型
(以下、Cu製鋳型または単に鋳型と略記する場合があ
る)を用いてZn−Cu合金(黄銅)を鋳造する場合に
は、鋳型と黄銅溶湯の反応を抑制し且つ鋳型と鋳塊の潤
滑性を良好にすることを目的として、例えばNa2 BO
4 やB23 を主成分とするフラックスが頻繁に使用さ
れている。
【0003】これらのフラックスを用いて鋳造を行う
と、鋳造後にフラックスの大部分が鋳型に付着するた
め、付着したフラックスを除去するのに多くの時間を費
やし、生産性が著しく低下するという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、フラ
ックスの鋳型への付着が少なく、従って生産性を阻害す
ることがなく、且つ耐摩耗性も良好な鋳造用鋳型を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の連続鋳造用鋳型とは、CuまたはCu
合金製鋳型における金属溶湯との接触部表面に、下記
(a)および(b)の要件を満足する皮膜を有するとこ
ろに要旨を有するものである。 (a)該皮膜は、Mo及び/又はVを含有すると共に、
残部がCuであるか、またはその熱膨張率がMo若しく
はVに比べてCuに近い金属またはその合金からなり、
(b)該皮膜表面部は、Mo及び/又はVを60at%
以上含有する。上記熱膨張率がMo若しくはVに比べて
Cuに近い金属またはその合金として推奨されるのは、
Co、Fe、Ni、またはその合金である。
【0006】また、本発明鋳型の耐摩耗性を一層向上さ
せることを目的として、皮膜の膜厚を10μm以上にし
たり、或いはフラックス中に溶け込んだ金属溶湯中のZ
nとの反応を抑制し化学的に安定な皮膜を形成させるこ
とを目的として、皮膜中の成分組成を、鋳型における母
材と皮膜の界面から皮膜最表面に向かうにつれて、Mo
またはVの濃度を段階的に上昇させるか、または連続的
に上昇させることは本発明の好ましい実施態様である。
上述した本発明の鋳型は、Zn−Cu合金を鋳造するの
に特に好適に用いられる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明者らは、フラックスが鋳型
に付着する原因について調査したところ、黄銅溶湯中よ
りZnがフラックス中に溶け込み、更に鋳型中のCuと
反応して付着を生じることが分かった。従って、鋳型表
面に、フラックス中に溶け込んだZnと反応し難い(即
ち、化学的に安定な)皮膜を形成させれば、この様な付
着現象を防止することができるではないかという観点に
基づいて検討を重ねた結果、本発明を完成したのであ
る。
【0008】即ち、本発明の連続鋳造用鋳型は、上述し
た様にCuまたはCu合金製鋳型における金属溶湯との
接触部表面に、下記(a)および(b)の要件を満足す
る皮膜を有する点に特徴を有するものである。 (a)該皮膜は、Mo及び/又はVを含有すると共に、
残部がCuであるか、またはその熱膨張率がMo若しく
はVに比べてCuに近い金属またはその合金からなり、
(b)該皮膜表面部は、Mo及び/又はVを60at%
以上含有する。
【0009】以下、本発明を特徴付ける皮膜の要件につ
いて詳細に説明する。まず、本発明鋳型の皮膜は、
(a)Mo及び/又はVを含有すると共に、残部がCu
であるか、またはその熱膨張率がMo若しくはVに比べ
てCuに近い金属またはその合金からなる点に第1の特
徴を有する。
【0010】本発明において、皮膜中にMo及び/又は
Vを含有させるのは、鋳型中のCuと、フラックス中に
溶け込んだ溶湯中のZnとの反応を最小限に抑えるため
である。即ち、本発明者らの研究したところによれば、
鋳造温度である600〜800℃付近で、フラックス中
に溶け込んだZnが鋳型のCu中へ拡散しようとして表
面のCuと容易に反応することにより融点が急激に低下
する結果、付着を生じてしまう。これに対して本発明鋳
型の皮膜中に添加されるMoやVは高融点金属であり、
上記鋳造温度領域ではZnとほとんど反応せず安定であ
る。従って、これらの金属を含有する皮膜は、フラック
ス中に溶け込んだZnに対して極めて高い化学的安定性
を発揮し、結果的に鋳型へのフラックスの付着を防止す
ることができる様になるのである。
【0011】次に、上記皮膜中、MoおよびV以外の残
部を、Cuにするか、またはその熱膨張率がMo若しく
はVに比べてCuに近い金属またはその合金とするの
は、皮膜とCu製鋳型の間に高い密着性を付与するため
である。上述した様に、MoやVはZnに対して、化学
的には極めて安定であるが、下記の表1に示す如くCu
に比べて熱膨張率が大きいため、鋳造時の温度上昇に伴
って皮膜中に熱応力が発生し、皮膜が剥離してしまう恐
れがある。そこで、皮膜中にCuを添加するか、または
MoやVに比べて熱膨張率がCuに近い金属またはその
合金を皮膜中に添加することにより、皮膜全体の熱膨張
率が鋳型のそれに近いものとなり、熱応力の発生に起因
する皮膜の剥離を効率よく防止することができるのであ
る。尚、皮膜中に添加し得るCu以外の金属または合金
の例としては、その熱膨張率がMoやVに比べて小さく
且つCuに近いものであれば特に限定されないが、実操
業上の観点から言えば、Co、Fe、Ni等の純金属、
及びそれらの合金、またはCoNiCrAlY等の耐熱
性合金等が望ましい。表1にこれら金属および合金の熱
膨張率をまとめて示す。
【0012】
【表1】
【0013】尚、表1に示す金属または合金は、いずれ
もその熱膨張率がMoやVに比べて小さく且つCuに比
べて若干大きいものであるが、これに限定される訳では
ない。従って、その熱膨張率がCuよりも小さい金属ま
たは合金であって、且つその熱膨張率とCuとの差(絶
対値)が、MoやVとCuとの熱膨張率の差(絶対値)
に比べて小さいものも本発明の範囲内に包含される。更
に、本発明では、(b)皮膜表面部(尚、本発明におけ
る表面部とは、皮膜最表面から約1μmまでの深さにお
ける膜厚部分を意味するものである)におけるMo及び
/又はVを60at%以上とする点に第2の特徴を有す
る。
【0014】ここで、皮膜表面部のMo及び/又はVの
総濃度を60at%以上とするのは、Znに対して高度
の化学的安定性を付与するためである。好ましい下限値
は80at%である。上述した様に、本発明鋳型の皮膜
は、Mo及び/又はVの他、残部成分としてCuまたは
その熱膨張率がMo若しくはVに比べてCuに近い金属
またはその合金を含むものである。そして、表1に示し
た様に、MoやVの熱膨張率はCuに比べて非常に大き
いので、皮膜中にMoやV以外の残部成分の割合を増加
させれば皮膜全体の熱膨張率はCuに近づき、結果的に
熱応力の発生を抑えることができる。しかしながら、上
記残部成分中に含まれる金属が合金はZnと反応し易
く、これらの割合を増加することは、逆に、Znに対す
る皮膜の安定性を著しく低下させるという不具合を招い
てしまう。そこで、本発明者らがこの矛盾する現象を回
避すべく研究をすすめた結果、金属溶湯と接触する皮膜
表面部におけるMo及び/又はVの合計濃度を60at
%以上に特定することにより、実操業レベルにおいても
Znに対して優れた化学的安定性を付与し得ると共に、
皮膜全体としては熱応力の発生を抑えることができ、該
熱応力に起因する皮膜の剥離を有効に防止できることが
分かった。
【0015】この様に本発明では皮膜表面部におけるM
o及び/又はVの総濃度を特定するところに特徴がある
のであって、皮膜全体の濃度を規定するものではない
が、皮膜全体のMo及び/又はVの好ましい濃度として
は10at%であり、より好ましくは20at%であ
る。
【0016】以上が、本発明の鋳造用鋳型を特徴付ける
皮膜の基本要件に関する説明であるが、更に皮膜の密着
性や化学的安定性を高めることを目的として、以下の様
な要件を具備することが推奨される。
【0017】皮膜の膜厚を10μm以上とする。膜厚
をこの様に規定したのは、黄銅の凝固殻と皮膜との間で
摩耗が生じて皮膜が少しずつ減少していくのを防止する
ためである。実操業上の観点からみて好ましいのは50
μm以上であり、この程度の厚みにすれば、通常の鋳型
寿命レベルにおいて連続鋳造中に皮膜が摩耗して消失す
ることはないと考えられる。尚、膜厚の上限は特に制限
されないが、コストや生産性等を考慮すると、1000
μm程度にすることが望ましい。
【0018】皮膜成分の分布形態(濃度分布)を、鋳
型における母材と皮膜の界面から皮膜最表面に向かうに
つれて、MoまたはVの濃度を段階的に上昇させるか、
または連続的に上昇させる。
【0019】この様に、皮膜最表面に向かうにつれてM
oやVの濃度を高くする(即ち、MoやVの濃度勾配
は、皮膜最表面に向かうにつれて大きくなる)ことによ
って、Znに対して高い化学的安定性を一層有効に発揮
させることができる。この様な構成にすることは、即
ち、MoやV以外の残部成分(即ち、熱膨張率がCuに
近いもの)の濃度を母材に近い界面側に向かうにつれて
高くすることと同義であり、その結果、母材と皮膜界面
での熱応力を緩和することができるという効果も得られ
るのである。即ち、上述した構成に特定することによっ
て、皮膜中に発生する熱応力を緩和しつつ且つZnに対
して高い化学的安定性を備えるという所期の目的を一層
有効に発揮させることができるのである。尚、MoやV
の濃度は、段階的に上昇させても良いし、連続的に上昇
させても良い。
【0020】即ち、MoやVの濃度を段階的に上昇させ
てやれば、皮膜中に発生する熱応力を皮膜の中間部分で
緩和することができることが分かる。そして、結果的に
皮膜表面部のMo濃度が高くなるために、Znに対して
一層安定な皮膜が形成される様になるのである。また、
皮膜中のMoやVの濃度を滑らかに連続的に上昇させて
やれば皮膜の熱膨張率は連続的に変化するので、皮膜中
に発生する熱応力は、上記の段階的上昇方法に比べて一
層効果的に緩和される様になる。
【0021】この様に皮膜中のMoやVの濃度を制御す
る方法としては、例えば後記する溶射法を用いる場合、
その溶射プロセスにおいて、Mo粉末やV粉末と、Cu
あるいはMoやVよりもその熱膨張率がCuに近い金属
または合金の粉末の供給割合を段階的または連続的に変
化させる方法が挙げられる。
【0022】尚、上述した皮膜を形成させる方法として
は特に限定されず、溶射法、スパッタリング法、イオン
プレーティング法、CVD法、めっき法等、種々の方法
を適用することができる。そのなかでも溶射法は、皮膜
と母材の密着強度が高く且つ皮膜を高速に形成すること
ができるという観点から最も推奨される方法である。
【0023】以下実施例に基づいて本発明を詳述する。
ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術範囲に包含される。
【0024】
【実施例】脱酸銅を母材とし、表2に示す皮膜成分を有
する供試材を作製した。尚、皮膜の形成方法は表2に併
記する通りである。
【0025】
【表2】
【0026】この様にして作製した供試材を用いて、下
記項目を評価した。 [耐熱衝撃性]各供試材に、500℃と水冷の熱衝撃を
繰り返し負荷し、供試材の皮膜中に亀裂また剥離が生じ
たサイクル数を測定することによって評価した。 [耐溶融Zn性]500℃の純Zn溶湯中に各供試材を
1時間浸漬した後における、皮膜の減肉の割合を測定す
ることにより評価した。これらの結果を表2に併記す
る。
【0027】表2に示す様に、本発明の要件を満足する
供試材はいずれも、比較材に比べて耐熱衝撃性および耐
溶融Zn性の双方に優れていた。本発明材のなかでも、
皮膜を溶射法によって形成すると共に、皮膜最表面のM
oまたはVの濃度を100at%にしたものは、上記諸
特性に最も優れていることが分かった。
【0028】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されており、フ
ラックスの鋳型への付着が少なく(即ち高度の耐溶融Z
n性を有する)、従って生産性を阻害することがなく、
且つ耐摩耗性も良好な鋳造用鋳型を提供することができ
る。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CuまたはCu合金製鋳型における金属
    溶湯との接触部表面に、下記(a)および(b)の要件
    を満足する皮膜を有することを特徴とする連続鋳造用鋳
    型。 (a)該皮膜は、Mo及び/又はVを含有すると共に、
    残部がCuであるか、またはその熱膨張率がMo若しく
    はVに比べてCuに近い金属またはその合金からなり、 (b)該皮膜表面部は、Mo及び/又はVを60at%
    以上含有する。
  2. 【請求項2】 前記熱膨張率がMo若しくはVに比べて
    Cuに近い金属またはその合金が、Co、Fe、Niま
    たはその合金である請求項1に記載の連続鋳造用鋳型。
  3. 【請求項3】 前記皮膜が10μm以上の膜厚を有する
    ものである請求項1または2に記載の連続鋳造用鋳型。
  4. 【請求項4】 鋳型における母材と皮膜の界面から皮膜
    最表面に向かうにつれて、MoまたはVの濃度が段階的
    に上昇するか、または連続的に上昇するものである請求
    項1〜3のいずれかに記載の連続鋳造用鋳型。
  5. 【請求項5】 Zn−Cu合金の鋳造に用いられる請求
    項1〜4のいずれかに記載の連続鋳造用鋳型。
JP20721495A 1995-08-14 1995-08-14 連続鋳造用鋳型 Withdrawn JPH0952152A (ja)

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JP20721495A JPH0952152A (ja) 1995-08-14 1995-08-14 連続鋳造用鋳型

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JP20721495A JPH0952152A (ja) 1995-08-14 1995-08-14 連続鋳造用鋳型

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JPH0952152A true JPH0952152A (ja) 1997-02-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008049081A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Inframat Corporation Casting molds coated for surface enhancement and methods of making them

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008049081A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Inframat Corporation Casting molds coated for surface enhancement and methods of making them

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Legal Events

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Effective date: 20021105