JPH04210438A

JPH04210438A - 高強度Ｃｕ　合金製連続鋳造鋳型材

Info

Publication number: JPH04210438A
Application number: JP41894890A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nakayama; 中山　宏明; Hidetoshi Akutsu; 阿久津　英俊; Masao Kobayashi; 正男小林; Takuro Iwamura; 岩村　卓郎
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1992-07-31

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】

［０００１１

【産業上の利用分野］この発明は、高強度を有し、これ
によって大断面積化および熱伝導性の向上をもたらす薄
肉化、さらに軽量化を可能とし、この結果鋳片の大型化
や連続鋳造速度の高速化が可能となって生産性の向上が
はかれるようになるＣｕ合金製連続鋳造鋳型材に関する
ものである。［０００２］【従来の技術】従来、一般に、連続鋳造鋳型として、ス
ラブやビレット製造用の無底式のものや、急冷薄帯製造
用の冷却ロール式のものなどが知られている。［０００３］また、これら連続鋳造鋳型には、強度、高
温伸び、熱伝導性、および耐熱性が要求されるので、こ
れの製造には、これらの特性を具備した、例えば特開昭
４８−８９１２２号公報に記載される通りの、Ｃｒ二０
．１〜１％、Ｚｒ：０−　０２〜０．２％、を含有し、
残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％、
以下％は重量％を示す）を有するＣｕ合金が用いられて
いることも良く知られている。［０００４］

【発明が解決しようとする課題】一方、近年の連続鋳造
設備の大型化および高性能化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材である鋳型にも大型化（大断面積化
）、高速鋳造時に発生する高い熱負荷に耐えるための高
強度化、薄肉化、および軽微化が強く要求されているが
、上記の従来連続鋳造鋳型においては、これを構成する
Ｃｕ合金の強度が十分でないために、これらの要求に満
足に対応することができないのが現状である。［０００５］

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来Ｃｕ合金製連続鋳造
鋳型材に着目し、これに高強度を付与すべく、組成面か
ら研究を行なった結果、上記の連続鋳造鋳型材を構成す
るＣｕ合金に、合金成分として、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％、を含有させ
ると、これらの２成分は、素地中に微細均一に析出分散
する硬質の金属間化合物を形成するようになり、これに
よって強度が著しく向上し、この場合、上記の従来連続
鋳造鋳型を構成するＣｕ合金の本来具備する高温伸び、
熱伝導性、および耐熱性が損なわれることがなく、また
、こねに加えて合金成分としてＦｅ、Ｎｉを含有させれ
ば、−層の強度向上がはかられ、同じ＜Ｓｎ、Ｍｎ。Ｚｎを含有させると耐熱性が向上し、さらに同じくＭｇ
、Ｐを含有させると被削性が向上するようになるという
研究結果を得たのである。［０００６］この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ
：０゜０１〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：Ｏ
７２〜２％、を含有し、さらに必要に応じて、（ａ）Ｆ
ｅおよびＮｉのうちの１種以上：Ｏ，Ｏ］〜０．５％、（ｂ）　Ｓｎ、　Ｍｎ、およびＺｎのうちの１種以上：
０゜０５〜１．２％、（ｃ）ＭｇおよびＰのうちの１種以上：０．００１〜０
．２％、以上（ａ）〜（Ｃ）のうちの１種以上を含有し
、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成を有するＣｕ
合金で構成してなる高強度Ｃｕ合金製連続鋳造鋳型材に
特徴を有するものである。［０００７］つぎに、この発明の連続鋳造鋳型材を構成
するＣｕ合金の成分組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。［０００８］（ａ）ＣｒＣｒ成分には、Ｃｏ−Ｔｉ金属間化合物と共存した状態
で、素地中に微細均一に析出して、強度を向上させる作
用があるが、その含有量が００１％未満では所望の高強
度を確保することができず、一方その含有量が１．５％
を越えると、溶体化が困難になるばかりでなく、Ｃｒ析
出物も粗大化するようになって延性の著しい低下が見ら
れるようになることから、その含有量を０．１〜１．５
％と定めた。［０００９］（ｂ）ＺｒＺｒ成分には、結晶粒界に化合物として析出して高温伸
びおよび耐熱性を向上させる作用があるが、その含有量
が０．０１％未満では前記作用に所望の向上効果が得ら
れず、一方その含有量が０．　５％を越えると、結晶粒
界の融点が著しく低下するようになり、この結果熱処理
工程で焼き割れが生じるようになることから、その含有
量を０．０１〜０．５％と定めた。［００１０１（ｃ）ＣｏおよびＴｉこれら両成分には、上記の通り素地中に均一微細に分散
析出する硬質のＣｏ−Ｔｉ金属間化合物を形成して強度
を著しく向上させる作用があるが、その含有量がＣｏ：
１．３％未満およびＴｉ：０．２％未満では、析出する
金属間化合物の割合が少なすぎて所望の強度向上効果が
得られず、一方Ｃｏにあっては５％、Ｔｉにあっては２
％を越えると、それぞれ金属間化合物を形成しない余剰
の成分が素地中に固溶することになり、この場合Ｃｏが
固溶すると延性が低下するようになり、Ｔｉが固溶する
と、その分だけ熱伝導性が低下するようになることがら
、その含有量をそれぞれＣｏ：１．３〜５％、Ｔｉ；０
、　２〜２％と定めた。［００１１１（ｄ）ＦｅおよびＮ１これらの成分には、素地に固溶して、これを強化し、そ
の結果として強度を向上させる作用があるので、必要に
応じて含有されるが、その含有量が０．０１％未満では
所望の強度向上効果が得られず、一方その含有量が０゜
５％を越えると熱伝導性が低下するようになることがら
、その含有量を０．０１〜０．５％と定めた。［００１２］（ｅ）Ｓｎ、Ｍｎ、およびＺｎこれらの成分には、耐熱性を向上させる作用があるので
、必要に応じて含有されるが、その含有量が０．０５％
未満では所望の耐熱性向上効果が得られず、一方その含
有量が１−６２％を越えると、熱間加工性が低下するよ
うになることから、その含有量を０．０５〜１．２％と
定めた。［００１３］（ｆ）ＭｇおよびＰこれらの成分には、脱酸作用のほか、被削性を改善する
作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有
量が０．００１％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方その含有量が０．２％を越えると熱間加工性
が低下するようになることから、その含有量を０．００
１〜０．２％と定めた。［００１４１

【実施例］つぎに、この発明のＣｕ合合金製連鋳鋳造鋳
型材実施例により具体的に説明する。［００１５１通常の真空溶解炉を用い、黒鉛るつぼ中で
、それぞれ表１に示される成分組成をもった各種のＣｕ
合金溶湯を５ｋｇづつ溶製し、金型に鋳造してインゴッ
トとし、面前した後、通常の条件で熱間鍛造と熱間圧延
を施して、幅：１００ｍｍＸ厚さ：５皿の寸法をもった
板材とし、所定長さに切断した後、９５０〜９８０℃の
範囲内の所定温度に３０分保持後水冷の条件で溶体化処
理を施し、引続いて、４７０〜５３０℃の範囲内の所定
温度に２〜３時間の範囲内の所定時間保持の条件で時効
処理を施すことにより本発明Ｃｕ合金製連続鋳造鋳型材
（以下本発明鋳型材という）１〜３４、比較Ｃｕ合金製
連続鋳造鋳型材（以下比較鋳型材という）１〜６、およ
び従来Ｃｕ合金製連続鋳造鋳型材（以下従来鋳型材とい
う）１〜５をそれぞれ製造した。［００１，６）【表１】［００１７１

【表２】なお、比較鋳型材１〜６は、いずれもＣｕ合金を構成す
る成分のうちのいずれかの成分含有風（表１に※印を付
す）がこの発明の範囲から外ねたものである。［００１８］ついで、この結果得られた各種の鋳型材に
ついて、強度を評価する目的で常温引張強さを測定し、
高温伸びを評価する目的で、４００℃に１０分間保持の
試片を用いての引張試験を行ない、熱伝導性を評価する
目的で導電率（ＩＡＣ３％）を測定し、さらに耐熱性を
評価する目的で軟化温度を測定した。これらの結果を表
２に示した。［００１９１なお、軟化温度は、熱処理を施す前の試片
の常温硬さを基本硬さとし、この試片に、４００〜６０
０℃の温度範囲において、加熱温度を５０℃づつ上昇さ
せながら、それぞれの加熱温度に２時間保持後空冷の熱
処理を施し、熱処理温度毎に硬さを測定し、上記基本硬
さの８５％に相当する硬さを示した時点の熱処理温度を
補間法により１０℃単位で求め、その値をもって現わし
た。［００２０１

【発明の効果】表２に示される結果から、本発明鋳型材
１〜３４は、いずれも従来鋳型材１〜５のもつすぐれた
高温伸び、熱伝導性、および耐熱性と同等あるいはそれ
以上の特性を具備した一Ｌで、より一段と高い強度を示
すことが明らかであり、一方比較鋳型材１〜６に見られ
るように、これを構成するＣＬ１合金のうちいずれかの
成分含有鳳でもこの発明の範囲から外れると上記特性の
うちの少なくともいずれかが劣ったものになるのである
。［００２１１上述のように、この発明のＣｕ合金製連続
鋳造鋳型材は、高強度を有し、かつ高温伸び、熱伝導性
、および耐熱性にもすぐねでいるので、連続鋳造鋳型の
大型化、薄肉化、および軽量化を可能とし、連続鋳造の
大型化設備および高性能化と相まって生産性の向上に寄
与するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（
以上重量％）を有するＣｕ合金で構成したことを特徴と
する高強度Ｃｕ合金製連続鋳造鋳型材。
【請求項２】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、さらに、ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上
：０．０１〜０．５％、を含有し、残りがＣｕと不可避
不純物からなる組成（以上重量％）を有するＣｕ合金で
構成したことを特徴とする高強度Ｃｕ合金製連続鋳造鋳
型材。
【請求項３】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、さらに、Ｓｎ、Ｍｎ、およびＺｎのうちの
１種以上：０．０５〜１．２％、を含有し、残りがＣｕ
と不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有するＣ
ｕ合金で構成したことを特徴とする高強度Ｃｕ合金製連
続鋳造鋳型材。
【請求項４】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、さらに、ＭｇおよびＰのうちの１種以上：
０．００１〜０．２％、を含有し、残りがＣｕと不可避
不純物からなる組成（以上重量％）を有するＣｕ合金で
構成したことを特徴とする高強度Ｃｕ合金製連続鋳造鋳
型材。
【請求項５】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、さらに、ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上
：０．０１〜０．５％と、Ｓｎ、Ｍｎ、およびＺｎのう
ちの１種以上：０．０５〜１．２％、を含有し、残りが
Ｃｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
るＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度Ｃｕ合金
製連続鋳造鋳型材。
【請求項６】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、さらに、ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上
：０．０１〜０．５％と、ＭｇおよびＰのうちの１種以
上：０．００１〜０．２％、を含有し、残りがＣｕと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）を有するＣｕ合
金で構成したことを特徴とする高強度Ｃｕ合金製連続鋳
造鋳型材。
【請求項７】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、さらに、Ｓｎ、Ｍｎ、およびＺｎのうちの
１種以上：０．０５〜１．２％と、ＭｇおよびＰのうち
の１種以上：０．００１〜０．２％、を含有し、残りが
Ｃｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
るＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度Ｃｕ合金
製連続鋳造鋳型材。
【請求項８】Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０１
〜０．５％、Ｃｏ：１．３〜５％、Ｔｉ：０．２〜２％
、を含有し、さらに、ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上
：０．０１〜０．５％と、Ｓｎ、Ｍｎ、およびＺｎのう
ちの１種以上：０．０５〜１．２％と、ＭｇおよびＰの
うちの１種以上：０．００１〜０．２％、を含有し、残
りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を
有するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度Ｃｕ
合金製連続鋳造鋳型材。