JPH01319642A - 時効硬化可能な銅合金の利用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２枚の平行に延びるベルトの間の空間内で溶
融金属を凝固させるような一重ヘルト鋳造装置の側面堰
止め用ブロック材の製造のために時効硬化可能な銅合金
を使用する方法に関する。

このような側面堰止め部材は、例えば米国特許第３、ｆ
１６５．１７６　号公＋１ｕ　ｒｋ　リ公知ノ二−＋ｉ
、ヘルＨｇＪ造装置においては多数の金属製ブロック拐
よりなるか、これらのブロック材は例えは鋼鉄よりなる
無端のベルトのＬに一列に並べられており、そして両方
の鋳造用ヘルドど同期して」（下方向へ移動する。

これら金属製側面部堰止め用ブロック材（タムブロック
）はこの場合にそれら鋳造用ベルトによって形成される
鋳型空間の側面部を画定する３゜（従来の技術） 二重ベルｌ−鋳造装置の生産能力はブロック月より形成
される側面部堰１１−め用部材列の満足な働きによって
決定的に左ノー、される、５すなわちそわらのブロック
材はてきるたり高い熱伝導度を有してそれにより融解熱
又は凝固熱をてきるたけ迅速に取り除き（ｉｆることか
必要である。各ブロックＨの唱１に隙間の形成をもたら
し、続いてこわらの間断（の内部・＼の溶融金属の侵入
を引き起こすような、名ブロック材の側面角部の機械的
応力による過５１の摩耗を避りるためには、そのブロッ
ク材の月料は硬度と抗張力とか高いことに加えて金属組
織の粒度が小さいことをも必要とする。最後に、１１ｒ
造帯域を過ぎた後て各ブロック材を再ひ冷却させる１際
に現オつれる熱的応力によって、各ブロックに鋼鉄製ヘ
ルドを収容するために形成されているＴ字型溝の角部に
おける亀裂形成の生じないことを保証するような最適の
疲れ挙動か極めて決定的な重要性を有する。すなわち、
このような熱的衝撃によって引き起こされる亀裂か生じ
た場合にはそのブロック材は比較的短時間の後に既に堰
止め部材列から脱落し、その際溶融金属は鋳型空間から
無制限に流出して装置の種々の部分に損傷をもたらずこ
とかある。故障の生じたブロックを交換するためには装
置を停屯して鋳造過程を中断しなければならない。

亀裂発生傾向の検査のためには各ブロックＨを５００℃
において２時間熱処理し、次に２５℃の水中で急冷する
試験方法が実証されている。このような熱衝撃試験を何
度も繰返したときにも適切な材料においてはＴ字型溝の
部分になんらの亀裂も生してはならない。

側面堰止め用のブロック材の材料としては米国特許第：
ｌ、９５５，６１５　　号公報に硬化可能な銅合金かｔ
己述されている。このものは　１５　ないし２．５＊の
ニッケル、　０４　ないし０．９霜　　の珪素、０１な
いし０５木　のクロム及び０１　ないし　０３＊の鉄並
びに残分の銅よりなる合金であってこれは通常は銅の連
続鋳造のための一二−重ベルト鋳造装置において用いら
れる。しかしながらこの銅合金より作られた側面部１」
−め用ブロック材は鋳造装置の比較的短期間の運転の後
て既にそのＴ字型溝の部分に疲れ亀裂の生ずる傾向を示
す。この合金は熱衝撃試験におりる不満足な挙動に加え
、約３５＊のＩＡ［；Ｓと共に比較的低い電気伝導度を
有し、またそれどどちに低過ぎる熱伝導度を有する３、
最後に、ヘリリウムを含イ］する銅系合金も側面堰止め
用ブロック材の製造には不適当てあり、と言うのはその
ブロック材の加工や後研磨に際して健康障害を確実に排
除することができないからである。

〔発明か解決しようとする課題〕

本発明の課題は、熱衝撃処理に際して亀裂形成を起すこ
となくしかも高い耐熱性を有するような鋳型を製造する
ための材料を手に入れることである。

（課題を解決するだめの手段） 」記の課題の本発明に従う解決手段は、１．６ないし２
．４＊　　のニッケル、０．５ないし０８＊　の珪素、
０．０１　　ないし０２０主のジルコニウム＼及び残分
の銅並びに製造条件に付随する不純物及び通常的な加工
用添加材よりなる時効硬化可能鋼合金を、鋳造に際して
永続的に交番する温度変化に曝される種々の鋳型、なか
でも−重ベルト鋳造装置の側面部１４−め用ブロック月
の製造のための材料として使用することよりなる。伝導
度を上昇させるために０．４＊　　までのクロム及び（
場合により溶体化処理に際しての粒成長を低−トさぜる
ために）０２木までの鉄の添加が特に有利である。この
銅材料の亀裂形成を防止するジルコニウムの特別な作用
は１″記の宿範囲内でのこのような添加物によってはマ
イナスの影響を受けない。

〔作用〕

最高で０．０３　％までの、例えばほう素、リチウム、
マクネシウム又は燐のような脱酸月５）ｒｌびに通常の
製造条件にイ・１随する種々の不純物も同様に、本発明
に従い用いられる合金の亀裂形成傾向を悪化させるよう
な影響を与えない。

西ドイツ特許出願公開第２，６３４，６１４　　号公報
から、１ないし５％のニッケル、０．３　　ないし１５
木の月素、００５　ないし屹：（５木のジルコニウム及
び残分の銅よりなる組成の時効硬化可能銅／ニッケル／
ｆ−［素／シルコニウノ＼合金か公知であるけれとも、
この公知の合金は時効硬化１桂能な状態において３ぐ温
て高い強度を持たなければならないような種々の対象物
の製造のために使用されるべきものである。この公報の
明細書から、そのシルコニウｂの作用は中でも、その材
料か溶体化処理及び１０ないし４０本の冷間前−［−の
時効硬化を受けているときに好都合であることが明らか
である。

本発明においてジルコニウムが、単に時効硬化のみを受
けてその時効硬化の前には冷間前Ｔされていない状態に
おいて上記公知の銅／ニッケル／珪素合金の熱衝撃によ
る亀裂発生性を実際十除いてしまうと言うことは、なお
さら驚くべきことである。更に補充的に行なった研究に
よって、本発明に従い用いられる合金の５００℃におけ
る耐熱性はこれまで側面堰止め用ブロック材に用いられ
てきた材料のそれよりも著しく優れていることが確認さ
れた。

更に、ジルコニウム含有用の一部かセリウム、ハフニウ
ム、ニオブ、チタン及びバナジウムよりなる群から選ば
れた少なくとも　つ以１の元素によって０１５＊まで置
き換えら打ている場合に、より改善された機械的性質に
達し得ることか明らかにされている３、 （発明の実施例） 以下、本発明を幾つかの実施例によって更に計Ｎ１１に
説明する。本発明に従い用いられる３種類の合金（合金
Ａ、Ｂ及びＣ）及び３種類の比較合金（合金り、Ｅ及び
Ｆ）についで、各合金の組成が所望の性質の組合わせに
到達するためにいかに重要であるかを示す。これらの合
金の組成はト記第１表にそれぞれ工０量％の値であけで
ある。。

第１表 合金組成（小部％） 合金へ及び台金りは真空炉中て、その他の合金は中間周
波炉の中で空気中で融成し、いずれも直径１７：ｌ　ｍ
ａｎの円ｊ［ニフロツクに鋳造し、そして押出しによっ
て５５Ｘ　　５！’ｉ　Ｉｎｍ　　の−１７人の棒旧と
したものである。７（（０ないし８１０℃において溶体
化処理した後に各棒材は４８０℃において４時間時効硬
化させた。こわらの合金材についで室温における抗張力
Ｒｍ、ブリネル硬度１ｉｆｔ　（２，５／６２．５）、
電気伝導度及び耐熱性（５００℃におけるＲ□）を測定
した。

最後に、５０Ｘ　５０Ｘ　４０　ｍｍの寸法の芥ブロッ
クについで熱衝撃挙動を調へた。このためには各ブロッ
クを先ず最初５００℃において２時間保ち、次いでこわ
を２５℃の水中で急冷した。各ブロックかこの熱衝撃試
験の後で亀裂を有しているか又は亀裂がなかったかは通
常肉眼て確認することがてきる１、補充的に各ブロック
のＴ字型溝を１０倍の拡大率の顕微鏡で検査した。各ブ
ロックのＴ字型溝から出発する全ての確認された亀裂の
長さは主として１ないし７ｍｍ　　の範囲にあり、特別
の場合に２０　ｍｍ以［−の長さに達していたものがあ
った。

試験結果は仝て１：記第２表にまとめである。

第　　２　　表 （発明の効果〕 以十の結果を対比すれば、本発明に従い使用される合金
Ａ、Ｂ及びＣは比較合金り、Ｅ及びＦに比して、匹敵す
る室温強度特上とともに、その電気的特性においても、
また中でも、耐熱＋を挙動１１（Ｉびに熱衝Ｖ挙動にお
いてち仝体的により良好なイσ”Ｉを有することがわか
る。

本発明に従い使用される銅合金は従）て、熱１ｉ：１力
の変化か継続的に繰返されるような鋳造湯栓にさらざわ
る仝ての鋳型に適している。このものは一二屯ヘル）・
鋳造装置、中てもモールトティスク及び鋳造ベルトの側
面堰ＩＩめ用ブロックＨのみならず、加圧鋳造機用の加
圧ピストンや汗力鋳型にも適している。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）１．６ないし２．４％のニッケル、０．５ないし
   ０．８％の珪素、０．０１ないし０．２０％のジルコニ
   ウム及び残分の銅並びに製造条件に付随する不純物及び
   通常的な加工用添加材よりなる時効硬化可能な銅合金を
   、鋳造に際して永続的に交番する温度変化に曝される種
   々の鋳型、なかでも二重ベルト鋳造装置の側面堰止め用
   ブロック材の製造のための材料として使用する方法。
2. （２）銅合金が更に０．４％までのクロム及び／又は０
   ．２％までの鉄を含有する、請求項１記載の方法。
3. （３）銅合金が０．０３ないし０．１５％のジルコニウ
   ムを含む、請求項１又は２記載の方法。
4. （４）銅合金が１．９ないし２．２５％のニッケル、０
   ．５５ないし０．６５％の珪素、０．２０ないし０．３
   ０％のクロム、０．０８ないし０．１５％のジルコニウ
   ム及び残分の銅ならびに製造条件に付随する不純物及び
   通常的な加工用添加材を含む、請求項２又は３記載の方
   法。
5. （５）銅合金のジルコニウム含有量の一部がセリウム、
   ハフニウム、ニオブ、チタン及びバナジウムよりなる群
   から選ばれる少なくとも１種以上の元素によって０．１
   ５％まで置き換えられている、請求項１ないし４のいず
   れか一つに記載の方法。
6. （６）最初先ず７００ないし９００℃に加熱し、ついで
   急冷した後、３５０ないし５２０℃において０．５ない
   し１０時間時効硬化処理した銅合金を使用する、請求項
   １ないし５のいずれか一つに記載の方法。