JPH11342478A - 溶射皮膜の接合方法及び該方法で製造された連続鋳造用鋳型 - Google Patents

溶射皮膜の接合方法及び該方法で製造された連続鋳造用鋳型

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JPH11342478A
JPH11342478A JP16639798A JP16639798A JPH11342478A JP H11342478 A JPH11342478 A JP H11342478A JP 16639798 A JP16639798 A JP 16639798A JP 16639798 A JP16639798 A JP 16639798A JP H11342478 A JPH11342478 A JP H11342478A
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JP
Japan
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base material
thermal spray
spray coating
spray deposit
welding method
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JP16639798A
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Kazumasa Nishio
一政 西尾
Joji Mori
譲治 森
Koji Nakajima
浩二 中島
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FUJIKI KOSAN KK
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FUJIKI KOSAN KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 母材の大部分が硬度の軟化開始温度を超える
こと無く、溶射皮膜と母材を冶金的に結合可能であると
共に、溶射皮膜に内在する気孔を減少させて溶射皮膜を
緻密にできる溶射皮膜の接合方法及び該方法で製造され
た連続鋳造用鋳型を提供する。 【解決手段】 母材13を母材13の硬度の軟化開始温
度以下に保持しながら、母材13の表面に、母材13よ
り電気抵抗の大きな合金又はサーメットの溶射皮膜12
を形成後、抵抗溶接法により溶射皮膜12を母材13に
接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、連続鋳造
用の鋳型の銅母材の表面に自溶性合金等の溶射皮膜を接
合する溶射皮膜の接合方法及び該方法で製造された連続
鋳造用鋳型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、連続鋳造用鋳型の製造方法とし
て、特開昭57−38339号公報には、析出硬化型銅
合金鋳型に自溶性合金を溶射・溶融処理(1000〜1
100℃)をした後、溶体化(855〜1010℃急
冷)・時効(430〜455℃にて3〜4時間)の熱処
理を行う方法について記載されている。また、特開昭6
0−39453号公報には、析出硬化型銅合金鋳型にめ
っき(NiorNi−FeorNi−CoorNi−Mn)を
施した後、脱水素を主たる目的とした熱処理(300〜
400℃)後、自溶性合金を溶射し、さらに加熱処理
(930〜950℃)溶体化・時効の熱処理を行う方法
について記載されている。さらに、特開平1−5314
4号公報には、析出硬化型銅合金鋳型にNiめっきを行
い、脱水素を主たる目的とした熱処理(300〜400
℃)後、自溶性合金を溶射し、続いて再溶融加熱処理兼
鋳型本体のための溶体化・時効の熱処理をし、最表面に
クロムめっきを行う方法について記載されている。な
お、溶射皮膜は溶体化処理時のヒュージング処理(約1
000℃程度)により、無気孔になるように処理されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の連続鋳造用鋳型の製造方法においては、未だ解決す
べき以下のような問題があった。表面に自溶性合金の溶
射皮膜が接合された連続鋳造用の鋳型の銅母材の機能回
復熱処理として、溶体化・時効の熱処理を行っているた
め、製造過程が複雑であると共に、この熱処理に起因す
る(即ち、銅母材自身の硬度の軟化開始温度(例えば5
00℃)を超える)銅母材の硬度の劣化や変形等の発生
という問題があった。特に、長片鋳型の様な大型鋳型で
は、修復困難な大きな変形が発生するため、熱処理の伴
う溶射皮膜の接合は適用できないという問題があった。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、母材の大部分が硬度の軟化開始温度を超えるこ
と無く、溶射皮膜と母材を冶金的に結合可能であると共
に、溶射皮膜に内在する気孔を減少させて溶射皮膜を緻
密にできる溶射皮膜の接合方法及び該方法で製造された
連続鋳造用鋳型を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の溶射皮膜の接合方法は、母材を該母材の硬度の軟
化開始温度以下に保持しながら、前記母材の表面に、該
母材より電気抵抗の大きな合金又はサーメットの溶射皮
膜を形成後、抵抗溶接法により前記溶射皮膜を前記母材
に接合する。請求項2記載の溶射皮膜の接合方法は、請
求項1記載の溶射皮膜の接合方法において、前記母材の
表面に前記溶射皮膜を形成する前に、該溶射皮膜と前記
母材の拡散を助長するめっきを形成する。請求項3記載
の溶射皮膜の接合方法は、請求項1記載の溶射皮膜の接
合方法において、前記母材の表面に前記溶射皮膜を形成
する前に、該溶射皮膜と前記母材の拡散を助長するロウ
材を溶射する。請求項4記載の溶射皮膜の接合方法は、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶射皮膜の接合方
法において、前記溶射皮膜に鉄又は鉄合金製の箔を置い
て前記抵抗溶接法を行う。請求項5記載の溶射皮膜の接
合方法は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の溶射皮
膜の接合方法において、前記抵抗溶接法がシーム溶接法
である。
【0006】請求項6記載の連続鋳造用鋳型は、前記母
材が連続鋳造用鋳型の母材であって、請求項1〜5のい
ずれか1項に記載の溶射皮膜の接合方法を適用して製造
されている。
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係る溶射皮膜の接合方法の工程図、図2は同溶射皮
膜の接合方法のシーム溶接法の説明図、図3は同変形例
の説明図である。
【0008】図1に示すように、本発明の一実施の形態
に係る溶射皮膜の接合方法は、母材の一例である、連続
鋳造用鋳型の銅母材の表面に、母材が硬度の軟化開始温
度以下で溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成工程10と、
溶射皮膜形成工程10で形成された溶射皮膜を、母材の
大部分が硬度の軟化開始温度を超えること無く、母材に
冶金的に結合(又は接合)させる溶射皮膜加圧・加熱工
程11とを有している。以下、詳細に説明する。銅母材
としては、硬度の軟化開始温度が約500℃程度の析出
硬化型銅合金を使用することができる。銅母材の表面に
溶射される粉末材料としては、耐磨耗、耐熱、耐溶鋼付
着性等を有し、銅母材よりも電気抵抗の大きな合金又は
サーメット(例えば、Ni基、Co基、W基自溶性合
金、炭化物等)を用いることができる。
【0009】次いで、本発明の一実施の形態に係る溶射
皮膜の接合方法について説明する。溶射皮膜形成工程1
0において、銅母材13を銅母材自身の硬度の軟化開始
温度(約500℃程度)以下で拘束・冷却しながら、粉
末材料を溶射装置により溶射して溶射皮膜12を形成す
る(図2を参照)。続いて、溶射皮膜加圧・加熱工程1
1においては、図2に示すように、溶射皮膜形成工程1
0において形成された溶射皮膜12を発熱体とし、抵抗
溶接法の一例である、シーム溶接機を用いたシーム溶接
法により、溶射皮膜12に短時間(例えば、通電時間は
2〜3サイクル程度)でジュール熱を発生させながら、
2個の円板状の電極16、17を加圧したままで回転さ
せて連続的に溶接部を接合する。
【0010】この処理によって、溶射皮膜12と銅母材
13との界面(又は接触面)14に存在する大きな接触
抵抗によって大きなジュール熱が発生し、溶射皮膜12
と銅母材13の界面14近傍を除き、銅母材13の大部
分が硬度軟化開始温度を超えること無く、従って銅母材
13の変形が無く、溶射皮膜12と銅母材13とを冶金
的に結合させることができる。また、溶射皮膜12自身
から発熱させると共に、電極16、17の加圧により、
溶射皮膜内12に内在している気孔を減少させることが
でき、その結果溶射皮膜12を緻密な組織とすることが
でき、高強度な皮膜とすることができる。
【0011】従って、本発明の一実施の形態に係る溶射
皮膜の接合方法によれば、従来のような銅母材の機能回
復熱処理、即ち溶体化・時効の熱処理を行うこと無く、
品質の優れた溶射皮膜12が接合された銅母材13を製
造することができる。なお、溶射皮膜12と銅母材13
との界面14の接合性を良好なものとするために、溶射
皮膜形成工程10の前に、溶射下地処理として、溶射皮
膜と銅母材の拡散を助長するめっき、例えばNi化学め
っき(Ni−Pめっき)を形成後、溶射皮膜形成工程1
0に移行することもできる。このNi化学めっき層から
なる中間層により溶射皮膜12と銅母材13との界面の
接合性がより向上する。また、Ni化学めっき層からな
る中間層の他にロウ材、例えば融点が925℃のNiロ
ウを溶射して中間層を形成後、溶射皮膜形成工程10を
行うこともできる。
【0012】図3には、溶射皮膜加圧・加熱工程11に
おけるシーム溶接法の変形例を示す。このシーム溶接法
では、溶射皮膜形成工程10において形成された溶射皮
膜12上に、鉄又は鉄合金製の箔の一例であるステンレ
ス箔15を置いて行うようにしている。なお、接合後、
溶射皮膜12と接着したステンレス箔15を取り除いて
から実用に供している。ステンレス箔15を使用するこ
とにより、溶射皮膜12の接合性がより向上できる。
【0013】従って、本発明の一実施の形態に係る溶射
皮膜の接合方法によって製造された連続鋳造用鋳型は、
銅母材の硬度の軟化開始温度を超えないで溶射皮膜が接
合されるので、従来のように機能回復処理によって銅母
材が変形することがない。その結果、長片鋳型の様な大
型鋳型であっても、大きな変形を発生させることなく、
溶射皮膜の強固な接合が可能となる。また、溶射皮膜加
圧・加熱工程により溶射皮膜は気孔が少なく、緻密であ
るので、過酷な使用条件の下でも、耐用期間を長く延長
できる。
【0014】
【実施例】本発明の一実施の形態に係る溶射皮膜の接合
方法について、その効果を確認するための実験を行った
ので、実験条件と実験結果について説明する。実験条件
においては、試験片である母材は材質として軟鋼と無酸
素銅の2種類を、長さ200mm×幅30mm×厚さ2
mmの寸法とし、溶射する粉末材料としてNi基自溶性
合金4種(内1種は溶射下地としてNi−Pめっきを形
成した)を、また溶射方法としてガスフレーム溶射及び
高速ガスフレーム溶射の2通りを採用した。シーム溶接
機としては最大溶接電流2〜3KA、電極幅5mmのも
のを使用した。実験結果として、断面ミクロ組織の観察
結果、どの試験片にも溶射皮膜の緻密化及び密着性(又
は接合性)が起こり、本実施の形態に係る溶射皮膜の接
合方法の効果が確認された。また、ステンレス箔を用い
た効果も確認できた。
【0015】前記実施の形態においては、母材として連
続鋳造用鋳型に使用する銅母材としたが、使用する条件
や用途に応じて、その他の材質の母材を用いることもで
きる。また、抵抗溶接法として、シーム溶接機を用いた
シーム溶接法について説明したが、これに限定されず、
その他の重ね抵抗溶接法(点溶接法、プロジェクション
溶接法)も採用することができる。鉄又は鉄合金製の箔
としてステンレス箔を用いたが、状況に応じて、その他
の材質の箔例えば、普通鋼、特殊鋼の極薄物やNi箔等
を使用することも可能である。
【0016】
【発明の効果】請求項1〜5記載の溶射皮膜の接合方法
及び請求項6記載の連続鋳造用鋳型においては、母材を
該母材の硬度の軟化開始温度以下に保持しながら、母材
の表面に、母材より電気抵抗の大きな合金又はサーメッ
トの溶射皮膜を形成後、抵抗溶接法により溶射皮膜を母
材に接合する。従って、母材の硬度の軟化開始温度を超
えないで溶射皮膜が接合されるので、例えば長片鋳型の
様な大型鋳型であっても、大きな変形を発生させること
なく、溶射皮膜の強固な接合が冶金的に可能となると共
に、溶射皮膜は気孔が少なく、緻密であるので、過酷な
使用条件の下でも、耐用期間を長く延長できる。特に、
請求項2記載の溶射皮膜の接合方法においては、母材の
表面に溶射皮膜を形成する前に、溶射皮膜と母材の拡散
を助長するめっきを形成するので、溶射皮膜と母材との
接合性が向上する。
【0017】請求項3記載の溶射皮膜の接合方法におい
ては、母材の表面に溶射皮膜を形成する前に、溶射皮膜
と母材の拡散を助長するロウ材を溶射するので、溶射皮
膜と母材との接合性が向上する。請求項4記載の溶射皮
膜の接合方法においては、溶射皮膜に鉄又は鉄合金製の
箔を置いて前記抵抗溶接法を行うので、溶射皮膜と母材
との接合性がより向上する。請求項5記載の溶射皮膜の
接合方法においては、抵抗溶接法がシーム溶接法である
ので、接合作業が容易で、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る溶射皮膜の接合方
法の工程図である。
【図2】同溶射皮膜の接合方法のシーム溶接法の説明図
である。
【図3】同変形例の説明図である。
【符号の説明】
10 溶射皮膜形成工程 11 溶射皮膜
加圧・加熱工程 12 溶射皮膜 13 銅母材
(母材) 14 界面 15 ステンレス箔(鉄又は鉄合金製の箔) 16 電極 17 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 譲治 福岡県北九州市若松区南二島2丁目28−1 富士岐工産株式会社内 (72)発明者 中島 浩二 福岡県北九州市若松区南二島2丁目28−1 富士岐工産株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 母材を該母材の硬度の軟化開始温度以下
    に保持しながら、前記母材の表面に、該母材より電気抵
    抗の大きな合金又はサーメットの溶射皮膜を形成後、抵
    抗溶接法により前記溶射皮膜を前記母材に接合すること
    を特徴とする溶射皮膜の接合方法。
  2. 【請求項2】 前記母材の表面に前記溶射皮膜を形成す
    る前に、該溶射皮膜と前記母材の拡散を助長するめっき
    を形成する請求項1記載の溶射皮膜の接合方法。
  3. 【請求項3】 前記母材の表面に前記溶射皮膜を形成す
    る前に、該溶射皮膜と前記母材の拡散を助長するロウ材
    を溶射する請求項1記載の溶射皮膜の接合方法。
  4. 【請求項4】 前記溶射皮膜に鉄又は鉄合金製の箔を置
    いて前記抵抗溶接法を行う請求項1〜3のいずれか1項
    に記載の溶射皮膜の接合方法。
  5. 【請求項5】 前記抵抗溶接法がシーム溶接法である請
    求項1〜4のいずれか1項に記載の溶射皮膜の接合方
    法。
  6. 【請求項6】 前記母材が連続鋳造用鋳型の母材であっ
    て、請求項1〜5のいずれか1項に記載の溶射皮膜の接
    合方法を適用して製造された連続鋳造用鋳型。
JP16639798A 1998-05-28 1998-05-28 溶射皮膜の接合方法及び該方法で製造された連続鋳造用鋳型 Pending JPH11342478A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113308662A (zh) * 2021-05-26 2021-08-27 泰尔(安徽)工业科技服务有限公司 连铸结晶器短边铜板侧面的喷涂修复方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113308662A (zh) * 2021-05-26 2021-08-27 泰尔(安徽)工业科技服务有限公司 连铸结晶器短边铜板侧面的喷涂修复方法
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