JPH0131972B2 - - Google Patents
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- JPH0131972B2 JPH0131972B2 JP9096586A JP9096586A JPH0131972B2 JP H0131972 B2 JPH0131972 B2 JP H0131972B2 JP 9096586 A JP9096586 A JP 9096586A JP 9096586 A JP9096586 A JP 9096586A JP H0131972 B2 JPH0131972 B2 JP H0131972B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/059—Mould materials or platings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は熱伝導性にすぐれる金属製鋳型本体
の内壁面に金属メツキ層を設けた連続鋳造用鋳型
に関する。
の内壁面に金属メツキ層を設けた連続鋳造用鋳型
に関する。
従来、金属製鋳型本体の内壁面に金属保護層を
設けて鋳型の寿命ないし鋳造鋳片の品質の向上を
図るようにした連続鋳造用鋳型が知られている。
上記の保護層としては高温の溶湯と接触する鋳型
内壁面上部側で主として耐熱疲労性を発揮し、か
つ溶湯から次第に凝固殼へと変換される鋳型内壁
面下部側で主として耐摩耗性を発揮しうる、つま
り耐熱疲労性と耐摩耗性とを共に具備したもので
あることが要求される。
設けて鋳型の寿命ないし鋳造鋳片の品質の向上を
図るようにした連続鋳造用鋳型が知られている。
上記の保護層としては高温の溶湯と接触する鋳型
内壁面上部側で主として耐熱疲労性を発揮し、か
つ溶湯から次第に凝固殼へと変換される鋳型内壁
面下部側で主として耐摩耗性を発揮しうる、つま
り耐熱疲労性と耐摩耗性とを共に具備したもので
あることが要求される。
しかるに、一種の金属でこのような特性を満足
させることは極めて難しいものであることから、
近年になつて種々の工夫がなされ、そのひとつと
して鋳型本体の内壁面上部側に耐熱疲労性にすぐ
れる金属保護層を、また内壁面下部側に耐摩耗性
にすぐれる金属保護層を設ける試みがなされてい
る。このような金属保護層を設ける手段としては
メツキ法のほか溶射法や爆着法があるが、後二者
の手段には下記の如き欠点があり、その実用化が
阻まれている。
させることは極めて難しいものであることから、
近年になつて種々の工夫がなされ、そのひとつと
して鋳型本体の内壁面上部側に耐熱疲労性にすぐ
れる金属保護層を、また内壁面下部側に耐摩耗性
にすぐれる金属保護層を設ける試みがなされてい
る。このような金属保護層を設ける手段としては
メツキ法のほか溶射法や爆着法があるが、後二者
の手段には下記の如き欠点があり、その実用化が
阻まれている。
すなわち、溶射法によると通常約1mm程度の薄
肉にしか溶射できず、しかも溶射された金属保護
層は一般にもろくなりやすいという欠点がある。
また、溶射時保護用金属が高温に加熱されかつ鋳
型本体も予熱しておく必要があることから、鋳型
本体に熱的な損傷を与えるおそれがある。また、
爆着法によると爆着形成時にかなりの衝撃がかか
るため再生使用が難しい。詳しくは鋳型本体に冷
却装置などを配設する前の状態では所定の保護層
を爆着形成できるが、この保護層が次第に摩損し
て新たな保護層を設けなければならなくなつたと
き、上記配設装置に衝撃による損傷を与えること
になるから、もはや爆着形成という手段を採れな
くなる。
肉にしか溶射できず、しかも溶射された金属保護
層は一般にもろくなりやすいという欠点がある。
また、溶射時保護用金属が高温に加熱されかつ鋳
型本体も予熱しておく必要があることから、鋳型
本体に熱的な損傷を与えるおそれがある。また、
爆着法によると爆着形成時にかなりの衝撃がかか
るため再生使用が難しい。詳しくは鋳型本体に冷
却装置などを配設する前の状態では所定の保護層
を爆着形成できるが、この保護層が次第に摩損し
て新たな保護層を設けなければならなくなつたと
き、上記配設装置に衝撃による損傷を与えること
になるから、もはや爆着形成という手段を採れな
くなる。
これに対して、メツキ法は溶射法や爆着法の如
き欠点がなく鋳型内壁面に金属保護層を設ける手
段としては非常に有効なものといえるのである
が、前記の如き内壁面上下部で異なる金属メツキ
層を設ける場合には次の問題が生じてくる。すな
わち、両金属の種類などを選択して各メツキ層と
鋳型内壁面との密着性をいずれも良好なものと
し、そのうえ上下部両メツキ層間の密着強度を充
分に大きくしなければならない。
き欠点がなく鋳型内壁面に金属保護層を設ける手
段としては非常に有効なものといえるのである
が、前記の如き内壁面上下部で異なる金属メツキ
層を設ける場合には次の問題が生じてくる。すな
わち、両金属の種類などを選択して各メツキ層と
鋳型内壁面との密着性をいずれも良好なものと
し、そのうえ上下部両メツキ層間の密着強度を充
分に大きくしなければならない。
この点に関して第4図A,Bおよび第5図A〜
Cを用いて詳しく説明する。まず第4図Aにおい
て鋳型本体41の内壁面42に設ける金属メツキ
層43の内壁面上部側メツキ層43Aの下端部と
内壁面下部側メツキ層43Bの上端部との接合面
44を、ただ単にフラツト面とした構成では、接
合面44の隅部に対してうまくメツキを施すこと
ができないため空洞ができるなどの不都合が生
じ、またメツキ層43Aと43Bとの間の密着強
度が不足して鋳造時比較的すみやかにB図に示さ
れる如く耐摩耗性に劣る内壁面上部側メツキ層4
3Aに欠損部45を生じる。その結果この部分か
ら溶湯46が浸入し、また内壁面下部側メツキ層
43Bのエツジ部に凝固殼47がつき当たり、結
局鋳造鋳片にブレークアウトを生じることになる
とともに、鋳型の寿命もほとんど改善できなくな
る。
Cを用いて詳しく説明する。まず第4図Aにおい
て鋳型本体41の内壁面42に設ける金属メツキ
層43の内壁面上部側メツキ層43Aの下端部と
内壁面下部側メツキ層43Bの上端部との接合面
44を、ただ単にフラツト面とした構成では、接
合面44の隅部に対してうまくメツキを施すこと
ができないため空洞ができるなどの不都合が生
じ、またメツキ層43Aと43Bとの間の密着強
度が不足して鋳造時比較的すみやかにB図に示さ
れる如く耐摩耗性に劣る内壁面上部側メツキ層4
3Aに欠損部45を生じる。その結果この部分か
ら溶湯46が浸入し、また内壁面下部側メツキ層
43Bのエツジ部に凝固殼47がつき当たり、結
局鋳造鋳片にブレークアウトを生じることになる
とともに、鋳型の寿命もほとんど改善できなくな
る。
これに対して、第5図Cの如く、内壁面上下部
側メツキ層43A,43B間に溶接部48を設け
る構成とするか、あるいは第5図Aに示される如
く接合面44を金属メツキ層43の内周面49か
ら外周面50に向けて上昇傾斜するテーパ状とな
し、接合面44のメツキ施工を容易にしかつ接合
面積を大きくする一方、内壁面上部側メツキ層4
3Aに欠損部を生じても少なくとも下部側メツキ
層43Bのエツジ部に対する凝固殼47のつき当
たりを可及的に防ぐ構成とすることが考えられ
る。
側メツキ層43A,43B間に溶接部48を設け
る構成とするか、あるいは第5図Aに示される如
く接合面44を金属メツキ層43の内周面49か
ら外周面50に向けて上昇傾斜するテーパ状とな
し、接合面44のメツキ施工を容易にしかつ接合
面積を大きくする一方、内壁面上部側メツキ層4
3Aに欠損部を生じても少なくとも下部側メツキ
層43Bのエツジ部に対する凝固殼47のつき当
たりを可及的に防ぐ構成とすることが考えられ
る。
しかるに、溶接部48を設けることは鋳型製造
作業が煩雑となつて望ましいものとはいえない。
また、第5図Aに示されるようなテーパ状接合面
44を設ける場合、まず内壁面下部側メツキ層4
3Bを形成しこのメツキ層43Bの上端部を前記
の如くテーパ加工しこれに内壁面上部側メツキ層
43Aを形成することとなり、この場合前記テー
パ面とすることによつてメツキ施工は比較的容易
となるであろうが、これがすぐメツキ層43Aと
43Bとの密着性の向上に好結果を与えるものと
はいえないのである。
作業が煩雑となつて望ましいものとはいえない。
また、第5図Aに示されるようなテーパ状接合面
44を設ける場合、まず内壁面下部側メツキ層4
3Bを形成しこのメツキ層43Bの上端部を前記
の如くテーパ加工しこれに内壁面上部側メツキ層
43Aを形成することとなり、この場合前記テー
パ面とすることによつてメツキ施工は比較的容易
となるであろうが、これがすぐメツキ層43Aと
43Bとの密着性の向上に好結果を与えるものと
はいえないのである。
すなわち、一般にメツキ法では被着体との密着
性をよくするためにメツキ前に被着体表面を活性
化処理するのが普通である。そこで、前記態様に
おいて内壁面上部側メツキ層43Aを形成するに
当たつては、すでに形成された内壁面下部側メツ
キ層43Bの上端テーパ状接合面44と内壁面上
部側とを同時に活性化処理しなければならない。
そして、この活性化処理には一般に硫酸、塩酸、
硝酸などの酸系処理液が用いられる。
性をよくするためにメツキ前に被着体表面を活性
化処理するのが普通である。そこで、前記態様に
おいて内壁面上部側メツキ層43Aを形成するに
当たつては、すでに形成された内壁面下部側メツ
キ層43Bの上端テーパ状接合面44と内壁面上
部側とを同時に活性化処理しなければならない。
そして、この活性化処理には一般に硫酸、塩酸、
硝酸などの酸系処理液が用いられる。
ところが、鋳型本体41は一般に銅製であり、
一方耐摩耗性にすぐれる内壁面下部側メツキ層4
3Bは上記本体41よりも卑な金属たとえばニツ
ケル、クロムなどで構成されるのが通常であるか
ら、この場合前述の如き活性化処理液によつて内
壁面上部側は活性化されてもテーパ状接合面44
の異種金属が活性化されるとは限らず、また電位
差によつて接合面44に銅イオンが析出すること
があり、このように置換析出した表面はもはや活
性化状態にあるとはいえない。なおまたかりに鋳
型本体41と内壁面下部側メツキ層43Bとを構
成する各金属が上述とは逆のイオン化傾向を示す
関係にあるときは、テーパ状接合面44は活性化
されても内壁面上部側の活性化が難しくなる。
一方耐摩耗性にすぐれる内壁面下部側メツキ層4
3Bは上記本体41よりも卑な金属たとえばニツ
ケル、クロムなどで構成されるのが通常であるか
ら、この場合前述の如き活性化処理液によつて内
壁面上部側は活性化されてもテーパ状接合面44
の異種金属が活性化されるとは限らず、また電位
差によつて接合面44に銅イオンが析出すること
があり、このように置換析出した表面はもはや活
性化状態にあるとはいえない。なおまたかりに鋳
型本体41と内壁面下部側メツキ層43Bとを構
成する各金属が上述とは逆のイオン化傾向を示す
関係にあるときは、テーパ状接合面44は活性化
されても内壁面上部側の活性化が難しくなる。
これを要するに、第5図Aの如き構成とされた
鋳型においては、メツキ層形成前の活性化処理に
当たつて鋳型内壁面上部とテーパ状接合面とのい
ずれか一方は活性化されにくくなるために、テー
パ状接合面とすることによつてメツキ施工を容易
にし、また接合面積を大きくできるなどの効果が
得られたとしても、鋳型本体の内壁面とテーパ状
接合面とのいずれか一方の密着強度を向上させる
ことができないのである。
鋳型においては、メツキ層形成前の活性化処理に
当たつて鋳型内壁面上部とテーパ状接合面とのい
ずれか一方は活性化されにくくなるために、テー
パ状接合面とすることによつてメツキ施工を容易
にし、また接合面積を大きくできるなどの効果が
得られたとしても、鋳型本体の内壁面とテーパ状
接合面とのいずれか一方の密着強度を向上させる
ことができないのである。
このことから、かかる構成の鋳型にあつては各
メツキ層形成後にたとえば300〜450℃程度の高温
加熱処理を施して内壁面上下部側メツキ層と鋳型
本体内壁面との間並びにテーパ状接合面でいずれ
も異種金属間のミクロ的な結合を生じさせた熱拡
散層51を設け、あるいはまた第5図Bの如く内
壁面上下部側メツキ層43A,43Bを被覆する
他種の金属メツキ層52を設けて、このメツキ層
52と上下部側メツキ層43A,43Bとの間に
も前記同様の熱拡散層51を設けるなどの密着性
改良手段が不可欠となる。
メツキ層形成後にたとえば300〜450℃程度の高温
加熱処理を施して内壁面上下部側メツキ層と鋳型
本体内壁面との間並びにテーパ状接合面でいずれ
も異種金属間のミクロ的な結合を生じさせた熱拡
散層51を設け、あるいはまた第5図Bの如く内
壁面上下部側メツキ層43A,43Bを被覆する
他種の金属メツキ層52を設けて、このメツキ層
52と上下部側メツキ層43A,43Bとの間に
も前記同様の熱拡散層51を設けるなどの密着性
改良手段が不可欠となる。
上記熱拡散層51は密着強度を大きくできる有
効な手段としてこの種業界においてごく一般的に
採用されているものであり、先に述べた第4図A
および第5図Cの構成の鋳型においてもしかりで
ある。ところで、このような熱拡散層を設ける以
上その鋳型はもはや金属メツキ層単独からなる保
護層を有するものというよりもむしろ熱拡散層と
メツキ層との二重構造にされた保護層を有するも
のといえ、両層が一体不可分の関係となつて始め
て保護層としての機能を発揮するものである。
効な手段としてこの種業界においてごく一般的に
採用されているものであり、先に述べた第4図A
および第5図Cの構成の鋳型においてもしかりで
ある。ところで、このような熱拡散層を設ける以
上その鋳型はもはや金属メツキ層単独からなる保
護層を有するものというよりもむしろ熱拡散層と
メツキ層との二重構造にされた保護層を有するも
のといえ、両層が一体不可分の関係となつて始め
て保護層としての機能を発揮するものである。
ところが、この種の鋳型は上記熱拡散層を設け
る際の高温加熱処理によつて鋳型本体が著しく害
されることがあり、とくに銅製鋳型ではこれが通
常200℃程度の再結晶温度を有していることから、
熱拡散層形成時に本体の脆化ないし歪みが非常に
大きくなつてしまう。
る際の高温加熱処理によつて鋳型本体が著しく害
されることがあり、とくに銅製鋳型ではこれが通
常200℃程度の再結晶温度を有していることから、
熱拡散層形成時に本体の脆化ないし歪みが非常に
大きくなつてしまう。
この発明者らは、以上の観点から、熱拡散層を
全く有しない金属メツキ層単独からなる保護層を
設けた新規構成でかつ鋳型の寿命と鋳造鋳片の品
質とにすぐれて非常に製作容易な連続鋳造用鋳型
を提供するべく鋭意検討した結果、遂にこの発明
を完成するに至つたものである。
全く有しない金属メツキ層単独からなる保護層を
設けた新規構成でかつ鋳型の寿命と鋳造鋳片の品
質とにすぐれて非常に製作容易な連続鋳造用鋳型
を提供するべく鋭意検討した結果、遂にこの発明
を完成するに至つたものである。
以下に、この発明の連続鋳造用鋳型を図面を参
考にして説明する。
考にして説明する。
第1図はこの発明の連続鋳造用鋳型の一例を示
したものであり、1は中空部2を有する熱伝導性
にすぐれる金属製鋳型本体、3は上記鋳型本体1
に埋設された冷却装置、4は上記鋳型本体1の内
壁面5に熱拡散層を介在させることなく密着形成
された金属メツキ層で、内壁面上部側メツキ層4
Aと内壁面下部側メツキ層4Bとからなつてい
る。
したものであり、1は中空部2を有する熱伝導性
にすぐれる金属製鋳型本体、3は上記鋳型本体1
に埋設された冷却装置、4は上記鋳型本体1の内
壁面5に熱拡散層を介在させることなく密着形成
された金属メツキ層で、内壁面上部側メツキ層4
Aと内壁面下部側メツキ層4Bとからなつてい
る。
上記メツキ層4Aは鋳型本体1と同種の金属か
ら構成され、また上記メツキ層4Bは鋳型本体1
に較べて耐摩耗性にすぐれる金属から構成されて
いる。第2図に示されるように、上記メツキ層4
Aとメツキ層4Bとの間にはメツキ層内周面6つ
まり溶湯7ないし凝固殼8と接触する面からメツ
キ層外周面9つまり鋳型本体内壁面5に接触する
面に向けて下降傾斜する縦断面直線状のテーパ状
接合面10を有し、この接合面10により接合面
近傍に熱拡散層を介在させることなくメツキ層4
A,4Bを互いに密着接合させている。
ら構成され、また上記メツキ層4Bは鋳型本体1
に較べて耐摩耗性にすぐれる金属から構成されて
いる。第2図に示されるように、上記メツキ層4
Aとメツキ層4Bとの間にはメツキ層内周面6つ
まり溶湯7ないし凝固殼8と接触する面からメツ
キ層外周面9つまり鋳型本体内壁面5に接触する
面に向けて下降傾斜する縦断面直線状のテーパ状
接合面10を有し、この接合面10により接合面
近傍に熱拡散層を介在させることなくメツキ層4
A,4Bを互いに密着接合させている。
この構成において、鋳型本体1は一般には熱伝
導性の良好な脱酸銅、クロム・ジルコニウム含有
銅、銀含有銅などからなる銅または銅合金製とさ
れ、この場合メツキ層4Aは銅メツキ、メツキ層
4Bは通常ニツケルメツキまたはニツケル−鉄の
如きニツケル合金メツキとされる。
導性の良好な脱酸銅、クロム・ジルコニウム含有
銅、銀含有銅などからなる銅または銅合金製とさ
れ、この場合メツキ層4Aは銅メツキ、メツキ層
4Bは通常ニツケルメツキまたはニツケル−鉄の
如きニツケル合金メツキとされる。
第3図A〜Hは上記鋳型の製造工程を示したも
のであり、まずA工程において、冷却装置3が配
設された鋳型本体1の内壁面5を切削研摩して整
面した後、内壁面に付着する油脂類などを除去す
る脱脂処理を行つて水洗する。次に、B工程で内
壁面下部5Bをテープ被覆11し、この被覆状態
で内壁面上部5Aを活性化処理した後、C工程に
おいて上記処理面に鋳型本体1と同種の金属から
なるメツキを施して内壁面上部側メツキ層4Aを
形成する。
のであり、まずA工程において、冷却装置3が配
設された鋳型本体1の内壁面5を切削研摩して整
面した後、内壁面に付着する油脂類などを除去す
る脱脂処理を行つて水洗する。次に、B工程で内
壁面下部5Bをテープ被覆11し、この被覆状態
で内壁面上部5Aを活性化処理した後、C工程に
おいて上記処理面に鋳型本体1と同種の金属から
なるメツキを施して内壁面上部側メツキ層4Aを
形成する。
上記メツキ層4Aの形成後水洗し、D工程でテ
ープ被覆11を解除した後、引き続きE工程で上
記メツキ層4Aの下端部を切削してメツキ層内周
面6からメツキ層外周面9に向けて下降傾斜する
縦断面直線状のテーパ状接合面10を形成する。
次いで、上記接合面10および内壁面下部5Bを
前記同様にして整面、脱脂、水洗した後、F工程
において上記メツキ層4Aをテープ被覆12し、
この状態で上記接合面10および内壁面下部5B
を同時に活性化処理する。
ープ被覆11を解除した後、引き続きE工程で上
記メツキ層4Aの下端部を切削してメツキ層内周
面6からメツキ層外周面9に向けて下降傾斜する
縦断面直線状のテーパ状接合面10を形成する。
次いで、上記接合面10および内壁面下部5Bを
前記同様にして整面、脱脂、水洗した後、F工程
において上記メツキ層4Aをテープ被覆12し、
この状態で上記接合面10および内壁面下部5B
を同時に活性化処理する。
しかる後、続くG工程で上記活性化処理面に鋳
型本体1に較べて耐摩耗性にすぐれる金属からな
るメツキを施して内壁面下部側メツキ層4Bを形
成する。次いで、水洗し、H工程でテープ被覆1
2を解除した後、上記メツキ層4Bの余剰部分1
3を切削し、また必要ならメツキ層4Aの一部を
も切削加工してメツキ層内周面6がメツキ層4
A,4Bを通じて面一となるように最終加工す
る。その後は水洗するだけでよく、高温加熱処理
は一切施さない。
型本体1に較べて耐摩耗性にすぐれる金属からな
るメツキを施して内壁面下部側メツキ層4Bを形
成する。次いで、水洗し、H工程でテープ被覆1
2を解除した後、上記メツキ層4Bの余剰部分1
3を切削し、また必要ならメツキ層4Aの一部を
も切削加工してメツキ層内周面6がメツキ層4
A,4Bを通じて面一となるように最終加工す
る。その後は水洗するだけでよく、高温加熱処理
は一切施さない。
上記製造法において、B工程およびF工程の活
性化処理に用いる処理液としては、一般に硫酸、
塩酸、硝酸、弗化水素酸などが単独でもしくは適
宜混合して用いられ、場合により市販の固形酸な
ども使用できる。また、この発明者らは鋳型本体
が銅または銅合金製とされる場合に、上記通常の
処理液に代えて硫酸と過酸化水素との混合水溶液
を用いると、鋳型内壁面5と金属メツキ層4との
間並びに内壁面上下部側メツキ層4A,4B間の
密着性が著しく改善されるものであることを見い
出した。
性化処理に用いる処理液としては、一般に硫酸、
塩酸、硝酸、弗化水素酸などが単独でもしくは適
宜混合して用いられ、場合により市販の固形酸な
ども使用できる。また、この発明者らは鋳型本体
が銅または銅合金製とされる場合に、上記通常の
処理液に代えて硫酸と過酸化水素との混合水溶液
を用いると、鋳型内壁面5と金属メツキ層4との
間並びに内壁面上下部側メツキ層4A,4B間の
密着性が著しく改善されるものであることを見い
出した。
上記混合溶液使用による密着性改良効果は次の
如き理由によるものと考えられる。一般に内壁面
5およびテーパ状接合面10にはその整面工程な
いしそれ以前の工程で物理的な外力ないし熱を受
けて加工による変質層が形成されやすく、この変
質層内部にも油脂類などが含まれることがある。
これらの含有物は脱脂工程では取り除けない。し
たがつて、その後の活性化処理工程において前記
通常の処理液を用いると、変質層内部に油脂類な
どが含まれた状態で上記変質層表面だけが活性化
処理されることになる。これに対して、前記混合
水溶液によると上記変質層表面の油脂類がまず除
去されるとともに過酸化水素の酸化力で上記変質
層が酸化されてこれが硫酸によつて溶解除去さ
れ、このとき同時に変質層内部の含有物も実質的
に取り除かれる。次いで、新しく露出した金属表
面が適度に微細な凹凸面に形成される。つまりこ
のように加工による変質層を溶解、除去して露出
させた金属表面を微細な凹凸面に形成できること
が密着性改良に良好な結果を与えているものであ
る。
如き理由によるものと考えられる。一般に内壁面
5およびテーパ状接合面10にはその整面工程な
いしそれ以前の工程で物理的な外力ないし熱を受
けて加工による変質層が形成されやすく、この変
質層内部にも油脂類などが含まれることがある。
これらの含有物は脱脂工程では取り除けない。し
たがつて、その後の活性化処理工程において前記
通常の処理液を用いると、変質層内部に油脂類な
どが含まれた状態で上記変質層表面だけが活性化
処理されることになる。これに対して、前記混合
水溶液によると上記変質層表面の油脂類がまず除
去されるとともに過酸化水素の酸化力で上記変質
層が酸化されてこれが硫酸によつて溶解除去さ
れ、このとき同時に変質層内部の含有物も実質的
に取り除かれる。次いで、新しく露出した金属表
面が適度に微細な凹凸面に形成される。つまりこ
のように加工による変質層を溶解、除去して露出
させた金属表面を微細な凹凸面に形成できること
が密着性改良に良好な結果を与えているものであ
る。
また、この発明者らは、上述した硫酸と過酸化
水素との混合水溶液に関しこの水溶液中にさらに
メタニトロベンゼンスルフオン酸ソーダを含ませ
ると、上記メタニトロベンゼンスルフオン酸ソー
ダが加工による変質層の酸化をより促進し、前記
変質層の溶解、除去に好結果を与え、鋳型内壁面
5と金属メツキ層4との間並びに内壁面上下部側
メツキ層4A,4B間の密着性をさらに一段と改
善できるものであることを見い出した。
水素との混合水溶液に関しこの水溶液中にさらに
メタニトロベンゼンスルフオン酸ソーダを含ませ
ると、上記メタニトロベンゼンスルフオン酸ソー
ダが加工による変質層の酸化をより促進し、前記
変質層の溶解、除去に好結果を与え、鋳型内壁面
5と金属メツキ層4との間並びに内壁面上下部側
メツキ層4A,4B間の密着性をさらに一段と改
善できるものであることを見い出した。
ここに用いられる硫酸と過酸化水素との混合水
溶液またはこれにメタニトロベンゼンスルフオン
酸ソーダを加えた水溶液の各成分の使用割合は、
一般に水1に対して硫酸を100〜200ml程度、過
酸化水素(35重量%水溶液として)を1〜500ml
程度、メタニトロベンゼンスルフオン酸ソーダを
5〜500g程度とすればよい。
溶液またはこれにメタニトロベンゼンスルフオン
酸ソーダを加えた水溶液の各成分の使用割合は、
一般に水1に対して硫酸を100〜200ml程度、過
酸化水素(35重量%水溶液として)を1〜500ml
程度、メタニトロベンゼンスルフオン酸ソーダを
5〜500g程度とすればよい。
なお、上記製造法において鋳型本体が銅または
銅合金製とされる場合に、内壁面上部側メツキ層
4Aを形成するための銅メツキ浴、また内壁面下
部側メツキ層4Bを形成するために好ましく用い
られるニツケルメツキ浴またはニツケル−鉄メツ
キ浴は、それぞれ以下の如きメツキ浴が用いられ
る。
銅合金製とされる場合に、内壁面上部側メツキ層
4Aを形成するための銅メツキ浴、また内壁面下
部側メツキ層4Bを形成するために好ましく用い
られるニツケルメツキ浴またはニツケル−鉄メツ
キ浴は、それぞれ以下の如きメツキ浴が用いられ
る。
銅メツキ浴にはシアン酸浴、ピロリン酸浴、硫
酸浴、弗化ホウ素浴などがあるが、このうちとく
に好適には低温メツキが可能でかつ毒性がなくし
かも酸性浴である硫酸浴を使用する。硫酸浴では
樹枝状メツキとならないように適宜の添加剤を用
いるが、この添加剤としては硫黄原子を含まない
化合物たとえばゼラチンなどが望ましい。この理
由はチオ尿素やチオ尿素誘導体を用いると鋳造時
に高温加熱されて分解しそれと同時にメツキ層に
含まれた硫黄によつて銅が脆化しふくれを生じさ
せるおそれがあるからである。上記の如き添加剤
を用いた硫酸浴の好ましき組成を示すと次のとお
りであり、この組成によれば電気メツキの欠点で
ある均一電着性をも同時に改良できる。
酸浴、弗化ホウ素浴などがあるが、このうちとく
に好適には低温メツキが可能でかつ毒性がなくし
かも酸性浴である硫酸浴を使用する。硫酸浴では
樹枝状メツキとならないように適宜の添加剤を用
いるが、この添加剤としては硫黄原子を含まない
化合物たとえばゼラチンなどが望ましい。この理
由はチオ尿素やチオ尿素誘導体を用いると鋳造時
に高温加熱されて分解しそれと同時にメツキ層に
含まれた硫黄によつて銅が脆化しふくれを生じさ
せるおそれがあるからである。上記の如き添加剤
を用いた硫酸浴の好ましき組成を示すと次のとお
りであり、この組成によれば電気メツキの欠点で
ある均一電着性をも同時に改良できる。
CuSO4・5H2O 100〜200g/
H2SO4 100〜180g/
Cl- 10〜50mg/
添加剤 10〜20g/
次に、ニツケルメツキ浴およびニツケル−鉄メ
ツキ浴においてはいずれもスルフアミン酸浴が用
いられ、これらの好ましき浴組成を示すと次のと
おりである。なお、スルフアミン酸浴ではメツキ
浴の攪拌はとくに必要でない。
ツキ浴においてはいずれもスルフアミン酸浴が用
いられ、これらの好ましき浴組成を示すと次のと
おりである。なお、スルフアミン酸浴ではメツキ
浴の攪拌はとくに必要でない。
<ニツケルメツキ浴>
PH 3.5〜4.5
スルフアミン酸ニツケル 430〜450g/
塩化ニツケル 3〜5g/
ホウ酸 30〜35g/
電流密度(DK) 1〜5A/dm2
<ニツケル−鉄メツキ浴>
PH 2.5〜3.5
スルフアミン酸ニツケル 430〜450g/
スルフアミン酸第一鉄 1〜30g/
安定剤 1〜50g/
ホウ酸 30〜35g/
ラウリル硫酸ナトリウム 0.2〜0.3g/
電流密度(DK) 1〜5A/dm2
このように、この発明においては内壁面上部側
メツキ層4Aを鋳型本体1と同種の材質で構成す
る一方、このメツキ層4Aを内壁面下部側メツキ
層4Bに先だつて形成するようにしているから、
上記メツキ層4Aと内壁面下部側5Bとを第3図
におけるF工程で同時に活性化処理したときに、
両処理面を共に有効に活性化することができる。
これに対し、上記メツキ層4Aが鋳型本体とは異
なる金属からなるときはいずれか一方の処理はど
うしても充分に活性化できないし、またメツキ層
4Bをメツキ層4Aに先だつてメツキするとき
は、このメツキ層4Bの上端部と内壁面上部5A
とを同時に活性化処理することになり、この場合
上記両処理面のいずれか一方は活性化不充分とな
らざるをえない。
メツキ層4Aを鋳型本体1と同種の材質で構成す
る一方、このメツキ層4Aを内壁面下部側メツキ
層4Bに先だつて形成するようにしているから、
上記メツキ層4Aと内壁面下部側5Bとを第3図
におけるF工程で同時に活性化処理したときに、
両処理面を共に有効に活性化することができる。
これに対し、上記メツキ層4Aが鋳型本体とは異
なる金属からなるときはいずれか一方の処理はど
うしても充分に活性化できないし、またメツキ層
4Bをメツキ層4Aに先だつてメツキするとき
は、このメツキ層4Bの上端部と内壁面上部5A
とを同時に活性化処理することになり、この場合
上記両処理面のいずれか一方は活性化不充分とな
らざるをえない。
これを要するに、この発明によれば第3図のB
工程で内壁面上部5Aを支障なく活性化でき、か
つ前述のとおりF工程において内壁面下部5Bと
メツキ層4Aの下端部とを共に有効に活性化でき
るものであり、しかも上記メツキ層4Aの下端部
はメツキ層内周面6からメツキ層外周面9に向け
て下降傾斜する縦断面直線のテーパ状とされてい
るために、第3図のG工程でのメツキ施工が容易
となりかつメツキ層4Aと4Bとの接合面積も大
きくできる。
工程で内壁面上部5Aを支障なく活性化でき、か
つ前述のとおりF工程において内壁面下部5Bと
メツキ層4Aの下端部とを共に有効に活性化でき
るものであり、しかも上記メツキ層4Aの下端部
はメツキ層内周面6からメツキ層外周面9に向け
て下降傾斜する縦断面直線のテーパ状とされてい
るために、第3図のG工程でのメツキ施工が容易
となりかつメツキ層4Aと4Bとの接合面積も大
きくできる。
したがつて、メツキ層4A,4Bをごく通常の
手段で形成するだけで鋳型内壁面5,5A,5B
と各メツキ層4A,4Bとの密着性並びにメツキ
層4Aと4Bとの密着性を高度に維持することが
でき、さらにこの良好な密着性は活性化処理時に
硫酸と過酸化水素との混合水溶液ないしこれにメ
タニトロベンゼンスルフオン酸ソーダを加えた水
溶液を使用することによつてより一段と改善され
る。このため、もはや従来のようにメツキ層を設
けた後に高温での熱拡散処理を施したり、またメ
ツキ層4Aと4Bとの間を溶接する必要は全くな
く、熱拡散処理を施さない結果として鋳型本体自
体の熱劣化、とくに上記本体が銅または銅合金製
からなる場合の脆化ないし歪みを生じさせること
がないという利点が持たらされる。
手段で形成するだけで鋳型内壁面5,5A,5B
と各メツキ層4A,4Bとの密着性並びにメツキ
層4Aと4Bとの密着性を高度に維持することが
でき、さらにこの良好な密着性は活性化処理時に
硫酸と過酸化水素との混合水溶液ないしこれにメ
タニトロベンゼンスルフオン酸ソーダを加えた水
溶液を使用することによつてより一段と改善され
る。このため、もはや従来のようにメツキ層を設
けた後に高温での熱拡散処理を施したり、またメ
ツキ層4Aと4Bとの間を溶接する必要は全くな
く、熱拡散処理を施さない結果として鋳型本体自
体の熱劣化、とくに上記本体が銅または銅合金製
からなる場合の脆化ないし歪みを生じさせること
がないという利点が持たらされる。
上記説明からも明らかなように、この発明の連
続鋳造用鋳型は熱伝導性にすぐれる鋳型本体の内
壁面上部側メツキ層が上記本体と同種の材質から
なりかつ下部側メツキ層が上記本体に較べて耐摩
耗性にすぐれた材質からなるとともに、内壁面5
と各メツキ層4A,4Bとの間並びに両メツキ層
4Aと4Bの接合面10近傍に熱拡散層を有さ
ず、しかも上記接合面10はメツキ層内周面6か
ら外周面9に向けて下降傾斜する縦断面直線状の
テーパ状とされた特異な構成を採つている。
続鋳造用鋳型は熱伝導性にすぐれる鋳型本体の内
壁面上部側メツキ層が上記本体と同種の材質から
なりかつ下部側メツキ層が上記本体に較べて耐摩
耗性にすぐれた材質からなるとともに、内壁面5
と各メツキ層4A,4Bとの間並びに両メツキ層
4Aと4Bの接合面10近傍に熱拡散層を有さ
ず、しかも上記接合面10はメツキ層内周面6か
ら外周面9に向けて下降傾斜する縦断面直線状の
テーパ状とされた特異な構成を採つている。
かかる構成からなる鋳型を用いて金属を連続鋳
造するに当たつては、この鋳型の中空部2に上方
からタンデイシユ(図示せず)を介して溶湯7を
流し込み、これを内壁面5を介して冷却する。こ
のとき内壁面上部5Aには熱伝導性にすぐれる鋳
型本体1と同種の材質からなるメツキ層4Aが形
成されているために、溶湯7の冷却を妨げず、か
つ良好な耐熱疲労性から上記メツキ層4A自体に
ヒートクラツクを生じるおそれもない。また溶湯
7の冷却で生長してくる凝固殼8は鋳型内壁面下
部側と接触しながら下方に引き抜かれるが、この
ときメツキ層4Bを鋳型本体1に較べて耐摩耗性
にすぐれる金属で構成しているため、凝固殼8に
よる鋳型の損傷は上記メツキ層4Bによつて効果
的に阻止される。
造するに当たつては、この鋳型の中空部2に上方
からタンデイシユ(図示せず)を介して溶湯7を
流し込み、これを内壁面5を介して冷却する。こ
のとき内壁面上部5Aには熱伝導性にすぐれる鋳
型本体1と同種の材質からなるメツキ層4Aが形
成されているために、溶湯7の冷却を妨げず、か
つ良好な耐熱疲労性から上記メツキ層4A自体に
ヒートクラツクを生じるおそれもない。また溶湯
7の冷却で生長してくる凝固殼8は鋳型内壁面下
部側と接触しながら下方に引き抜かれるが、この
ときメツキ層4Bを鋳型本体1に較べて耐摩耗性
にすぐれる金属で構成しているため、凝固殼8に
よる鋳型の損傷は上記メツキ層4Bによつて効果
的に阻止される。
一方、上記鋳造においてメツキ層4Aと4Bと
の接合面10がメツキ層内周面6から外周面9に
向けて下降傾斜する縦断面直線状のテーパ状とさ
れていることから、もしメツキ層4Aの下端部が
欠如してくるとメツキ層4Bの内周面側上端エツ
ジ部に凝固殼がつき当たるおそれがある。しかる
に、上記接合面10のメツキ層4Aと4Bとの密
着性ないし密着強度は前記の如く非常に大きくさ
れていることから、このような支障をきたす心配
はなく、得られる鋳造鋳片にブレークアウトは生
じず、かつ鋳型の寿命も高次に維持される。
の接合面10がメツキ層内周面6から外周面9に
向けて下降傾斜する縦断面直線状のテーパ状とさ
れていることから、もしメツキ層4Aの下端部が
欠如してくるとメツキ層4Bの内周面側上端エツ
ジ部に凝固殼がつき当たるおそれがある。しかる
に、上記接合面10のメツキ層4Aと4Bとの密
着性ないし密着強度は前記の如く非常に大きくさ
れていることから、このような支障をきたす心配
はなく、得られる鋳造鋳片にブレークアウトは生
じず、かつ鋳型の寿命も高次に維持される。
そして、この発明の連続鋳造用鋳型は、メツキ
層の密着強度が非常に大きいため、上述のように
熱拡散層の形成が不要であり、また前記第5図B
の如く上下メツキ層を覆う他のメツキ層をあえて
設けたり第5図Cの如く溶接部を設ける必要もな
く、鋳型製作における工程が大幅に簡略化され、
極めて製作容易である。
層の密着強度が非常に大きいため、上述のように
熱拡散層の形成が不要であり、また前記第5図B
の如く上下メツキ層を覆う他のメツキ層をあえて
設けたり第5図Cの如く溶接部を設ける必要もな
く、鋳型製作における工程が大幅に簡略化され、
極めて製作容易である。
次に、この発明の実施例として銅製鋳型本体1
の内壁面に前述の第3図A〜Hの製造工程にした
がつてかつメツキ浴として前記組成からなる銅メ
ツキ浴およびニツケルメツキ浴を用いて上部側メ
ツキ層が銅メツキ、下部側メツキ層がニツケルメ
ツキからなる層厚5mmの金属メツキ層を設けた連
続鋳造用鋳型をつくつた。この鋳型において活性
化処理液として硫酸を用いたものを本試験品1と
し、また硫酸200ml/と過酸化水素(35重量%
水溶液)50ml/とメタニトロベンゼンスルフオ
ン酸ソーダ200g/との混合水溶液を用いたも
のを本試験品2とした。
の内壁面に前述の第3図A〜Hの製造工程にした
がつてかつメツキ浴として前記組成からなる銅メ
ツキ浴およびニツケルメツキ浴を用いて上部側メ
ツキ層が銅メツキ、下部側メツキ層がニツケルメ
ツキからなる層厚5mmの金属メツキ層を設けた連
続鋳造用鋳型をつくつた。この鋳型において活性
化処理液として硫酸を用いたものを本試験品1と
し、また硫酸200ml/と過酸化水素(35重量%
水溶液)50ml/とメタニトロベンゼンスルフオ
ン酸ソーダ200g/との混合水溶液を用いたも
のを本試験品2とした。
一方、参考品として銅製鋳型本体の内壁面下部
にまずニツケルメツキ層を形成し、このメツキ層
の上端部を第5図Aの如くテーパ加工した後、内
壁面上部に銅メツキ層を形成し、各メツキ層の厚
みを5mmとするとともに、メツキ層形成後300〜
450℃で高温加熱処理して鋳型内壁面と各メツキ
層との間並びに上下部メツキ層のテーパ状接合面
近傍に熱拡散層を設けた連続鋳造用鋳型をつくつ
た。なお活性化処理液は硫酸を用いた。
にまずニツケルメツキ層を形成し、このメツキ層
の上端部を第5図Aの如くテーパ加工した後、内
壁面上部に銅メツキ層を形成し、各メツキ層の厚
みを5mmとするとともに、メツキ層形成後300〜
450℃で高温加熱処理して鋳型内壁面と各メツキ
層との間並びに上下部メツキ層のテーパ状接合面
近傍に熱拡散層を設けた連続鋳造用鋳型をつくつ
た。なお活性化処理液は硫酸を用いた。
上記本試験品1、2と参考品の各鋳型を用いて
実際に溶鋼を連続鋳造したところ、鋳型の寿命お
よび鋳造鋳片の品質は本試験品1、2において参
考品に較べて遜色のない結果が得られ、とくに本
試験品2によれば上記特性を高度に満足させうる
ものであることが判つた。
実際に溶鋼を連続鋳造したところ、鋳型の寿命お
よび鋳造鋳片の品質は本試験品1、2において参
考品に較べて遜色のない結果が得られ、とくに本
試験品2によれば上記特性を高度に満足させうる
ものであることが判つた。
以上詳述したとおり、この発明によれば従来と
は全く異なる構成とされて前記諸種の特徴と有し
鋳型の寿命と鋳造鋳片の品質とに共にすぐれてか
つ非常に製作容易であるという工業的に極めて有
用な連続鋳造用鋳型を提供することができる。
は全く異なる構成とされて前記諸種の特徴と有し
鋳型の寿命と鋳造鋳片の品質とに共にすぐれてか
つ非常に製作容易であるという工業的に極めて有
用な連続鋳造用鋳型を提供することができる。
第1図はこの発明の連続鋳造用鋳型の一例を示
す断面図、第2図は第1図の部分の拡大図、第
3図A〜Hはこの発明の連続鋳造用鋳型の製造法
を説明する工程図、第4図Aはこの発明とは異な
る連続鋳造用鋳型の一例を示す要部拡大図、第4
図Bは上記鋳型の特性を説明するための要部拡大
図、第5図A〜Cはそれぞれこの発明とは異なる
連続鋳造用鋳型の他の例を示す要部拡大図であ
る。 1……鋳型本体、4……金属メツキ層、4A…
…内壁面上部側メツキ層、4B……内壁面下部側
メツキ層、5……内壁面、5A……内壁面上部、
5B……内壁面下部、6……メツキ層内周面、9
……メツキ層外周面、10……テーパ状接合面。
す断面図、第2図は第1図の部分の拡大図、第
3図A〜Hはこの発明の連続鋳造用鋳型の製造法
を説明する工程図、第4図Aはこの発明とは異な
る連続鋳造用鋳型の一例を示す要部拡大図、第4
図Bは上記鋳型の特性を説明するための要部拡大
図、第5図A〜Cはそれぞれこの発明とは異なる
連続鋳造用鋳型の他の例を示す要部拡大図であ
る。 1……鋳型本体、4……金属メツキ層、4A…
…内壁面上部側メツキ層、4B……内壁面下部側
メツキ層、5……内壁面、5A……内壁面上部、
5B……内壁面下部、6……メツキ層内周面、9
……メツキ層外周面、10……テーパ状接合面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 熱伝導性にすぐれる金属製鋳型本体の内壁面
に熱拡散層を介在させることなく密着形成された
金属メツキ層を、上記鋳型本体と同種の金属から
なる内壁面上部側メツキ層と上記鋳型本体に較べ
て耐摩耗性にすぐれる金属からなる内壁面下部側
メツキ層とで構成するとともに、上記両メツキ層
間にメツキ層内周面からメツキ層外周面に向けて
下降傾斜する縦断面直線状のテーパ状接合面を設
ける一方、この接合面近傍に熱拡散層を介在させ
ることなく上記両メツキ層を上記接合面で密着接
合させるようにしたことを特徴とする連続鋳造用
鋳型。 2 鋳型本体を銅または銅合金製とし、内壁面上
部側メツキ層を銅メツキ、内壁面下部側メツキ層
をニツケルまたはニツケル合金メツキとした特許
請求の範囲第1項記載の連続鋳造用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9096586A JPS6233046A (ja) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | 連続鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9096586A JPS6233046A (ja) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | 連続鋳造用鋳型 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6509780A Division JPS56160857A (en) | 1980-05-15 | 1980-05-15 | Mold for continuous casting and its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233046A JPS6233046A (ja) | 1987-02-13 |
| JPH0131972B2 true JPH0131972B2 (ja) | 1989-06-28 |
Family
ID=14013210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9096586A Granted JPS6233046A (ja) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | 連続鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233046A (ja) |
-
1986
- 1986-04-19 JP JP9096586A patent/JPS6233046A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6233046A (ja) | 1987-02-13 |
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