JPS60145247A - 連続鋳造用鋳型とその製造方法 - 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】 本発明は、連続鋳造用鋳型とその製造方法に関し、特に
金属溶湯（以下溶鋼の例で説明する）に接する内壁面に
耐熱・耐摩耗性の金属めっきを被成させてなる該鋳型と
その製造のためのめつき方法に特色をもつ技術について
提案する。これは、、連続鋳造用鋳型のとりわけ下部に
、ａしい摩耗を生じることに鑑み、その摩耗に対して強
いＮｉ　−Ｗ−Ｆｅ　８元合金めつきを鋳型内壁面めっ
き層の一部として形成する技術である。

一般に、連続鋳造用鋳型は、熱伝導性の良好な鋼または
その合金を基体とし、注入溶鋼との接触面となる内壁面
には主としてニッケルめっき、クロムめっきである耐熱
性・耐摩耗性の金属めっき層を形成し、鋳型内面の保論
と鋳片中への前記銅の混入防止を図っている。

かかるめっき被Ｎ鋳型であっても、特に下部については
摩耗が激しく、鋳型基体の地肌（銅）が比較的速い使用
回数で露出し上述した不都合が生じる。これに対し、従
来、摩耗の激しい部分に高硬度の合金めっきを施したり
、下地のニッケルめっき上に耐摩耗性金属溶射を行って
その解決を図っていた。

しかし、これら高硬度合金被覆層による方法は、鋳型基
体を構成する銅および下地ニッケルと該合金めっき層と
では著しく機械的性質（主として伸び）が異なり、その
ために熱影響の大きいメニスカス近傍で熱疲労による亀
裂が多発するという欠点があった。即ち、スルファミン
酸塩浴でＮｉ　−Ｗ合金めつきを行うと、Ｗ含有量の増
加に伴なって柱状組織が顕著になり硬さが増すが１．４
００Ｈｙ以上では内部応力による亀裂が発生しゃすくな
る。

一方・スルファミンｉ塩浴でＮｉ−Ｆｅめっきを施すと
層状組織となるが、Ｆｅの含有量を増加させ５００　Ｈ
ｙ以上に硬さを上けると、層状組織が崩れ著しく脆くな
り、局部的に基体と被覆層、あるいは各被覆層間の壇界
面より欠損が起るという問題点が知られていた。

そこで、本発明は、高硬度２元合金めっきを被覆すると
いう従来技術が有する上述した８顯点を克服できる寿命
の長い鋳型構造を提供することを目的とし、併せてその
ような鋳型の製造方決について提案することを目的とす
る。この目的を達晟するための、本発明の要旨とすると
ころは、この明細書の頭書に記載した特許請求の範囲に
描記したとおりである。以下にその構成の詳細を説明す
、る。

本発明鋳型は、第１図に示すように、銅等の鋳型基体Ｊ
の内壁面に、まず】ｌ１ｌｌ＋厚程度の密着性に優れた
電気ニッケルめっき層２Ｐ形成し、このニッケルめっき
層２の上に、０．Ｓ〜３酩厚程度の（８０〜９８重量％
）　Ｎｉと（１〜２０重量％、好ましくは５〜７重量％
）Ｗと（］〜２０重量％好ましくは１〜５重量％）Ｆｅ
とからなる８元合金めつき層３を被成させる。この８元
合金めっき層８は、好ましくは鋳型下部の摩耗の激しい
所にだけ形成するのが良く、そして基体】から溶鋼と接
する内壁表面に向って８００〜７００　Ｈｙの範囲で次
第に硬度が大きくなる硬度勾配をもつ層とするのが好ま
しい実施の態様である。なお、図示の４はクロムめっき
層である。

第２図は、Ｎｉ　−Ｗ　（５−７％）−Ｆｅ（］〜５％
）の本発明にかかる８元合金と、従来のＮ１−（７％）
　Ｆｅ　２元合金とについての硬度を比較したものであ
るが、硬度は本発明にかかるＮｉ　−Ｗ−Ｆｅ　８元合
金めつきの方が２元合金よりも優わ、ていることが判る
。両者のこの硬度の差は、８元合金の場−合、ＦｅがＷ
の析出効果促進剤として作用し、そのためｗ　；　Ｆｅ
３がＮｉめつき中で析出硬化機能を果すこと、およびＮ
ｉめつきが面心立方格子構造であるのに対し、Ｎｉ、−
ｗ−ｙｅａ元合金めっきは稠密六方格子で組織が緻密で
あることが原因で生ずるものと考えられる。

なお、３元合金めつき層８に硬度勾配をつける方法とし
ては、第２図に示すように、めっき浴（スルファミン酸
ニッケル液）のＦｅ溶解１１を次第に増加させ、ひいて
はカソード（鋳型）でのＦｅイオンの還元析出量を漸増
させる方法により行う。第８図は、Ｆｅのめつき浴中へ
の添加量と硬度との関係を示すがＦｅの増加により硬度
が上がることがよく判る。

第４図は、上述のようにして硬度勾配をつけた本発明ｍ
ｉ−ｗ　−ｉｒｅ　ａ元合金めっき層のめつき厚方向に
おける硬度分布を示すが、表面に向うに従って硬度が大
きくなっている。

上記８元合金めつき層８の上は、化学的変色等を防止す
るためにクロムめっきを被成させておく６次に、前述の
倹含めつき層を形成する方法について説明する。第５図
は本発明鋳型製造法、いわゆるめっき方法を説明するた
めの路線図である。

めっき浴は、スルファミン酸ニッケル液（ｐＨ＋２〜８
）中に、鋳型基体をカソード側にそしてＮ１をアノード
側に接続し、４５〜５５℃、】、５〜３．５Ａ／ｄｍ”
の条件で、まず下地ニッケルめっきを行う。次いで、上
記めっき洛中にめっき層中のＷ含有量が５〜７％の範囲
になる量のＷを添加し、引き続き時間の経過とともにｙ
ｅをめっき層中のＩｒｅ含有量が最大量１０％になるま
で漸増添加して、Ｎｉ　−Ｗ　−Ｆｅ　ａ元複合めっき
層を形成する。この１１の漸増添加により、ｍｉ−ｗ　
−Ｆｅの共析強化型電気めっき層が得らねるのである。

（実施例） 断面形状が、厚さ２００鯰、幅１８０Ｑ＋ｕ＋のスラブ
鋳片の連続鋳造用鋳型の短辺鋳型基体上に、従来の通常
のＮｉめっきを鋳型上端部０．５闘、下端部］、５闘の
不均厚となるように行ない、その後Ｏｒめっき′Ｆｒ−
０，０５ｗｎ厚施した従来鋳型ｎ厚木発明にかかるＮｉ
−ｗ　−ｙｅ　ａ元合金めっきを基体の下半分に当る約
４０−０＋ｕ＋の範囲にのみ、通常のＮ１めっき上に被
成させ、めっき厚が＃型上端部で０．５解、下端部で１
．５離になるように機械加工仕上げし、更にＯｒめっき
を（１，０５ｍ＋＋＋施した鋳型の４００　ｃｈ使用後
の摩耗状況を比較調査した。

上記比較試験の結果、Ｎ１めっきを施した後直ちにＱｒ
めつきを施した従来鋳型の場合には、知辺鋳型基体表面
の銅素地露出が下端部より溶鋼注入方向に幅２〜１５Ｎ
１長さ１６０ｍ＋の範囲まで進展していたのに対し、本
発明による鋳型においては、最大摩耗量が約Ｑ、２ｍｍ
であり、銅素地鱈出も全く認めらねなかった。なお本発
明による鋳型は、その後使用を継続したが、最終的には
、］　６’　＋１００ｈ使用でき、従来の鋳型に比べて
寿命が４倍近く延長された。

以上説明したように、ｉｎ　−ｗ　−Ｆｅ　ａ元合金め
っきを含む複合めっきを施した本発明によれば、連続鋳
造用＃型の特に下部の摩耗の激しい位胃での寿命が著し
く向上し、しかもそうした複合めっき層を形成する方法
も極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、連続鋳造用鋳型短辺壁の斜視図、第２図は、
各めっき層の硬度を比較して示すグ。 ラフ、 第８図は、Ｆｅのめつき浴中添加量と硬度の関係を示す
グラフ、 第４図は、本発明８元合金めつき層のめつき層方向への
硬度分布の実績値を示したグラフ、第５図は、本発明製
造方法で使用するめつき装置の概念図である。 １・・・鋳型基体　２・・・ニッケルめつき８・・・Ｎ
ｉ　−Ｗ　−Ｆｅ　ａ元合金めっき４・・・りｐムめつ
き。 第１図 第２図 ＝ｅｒｐｉｉｘ＊　ｃｃｘｚｔ−ｔ、ｆ４ノ第３図 第４図 めっき眉表釦ガ卵３ｆシ’ｍｍ）−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　注入溶湯に接する基体内壁面に耐熱・耐摩耗性の金
   属めっき層を設けてなる連続鋳造用鋳型において、 上記金属めっき層として、下地にニッケルめっきを施し
   、その上から下記組成になるＮｉ　−Ｗ　−Ｆｅ　８元
   合金めつきを施し、さらにその上からり四ムめつきを施
   したもので構成することを特徴とする連続鋳造用鋳型。 記 Ｎｉ　：　６０〜９８重量％ Ｗ　：　１〜２０重量％ Ｆｅ：１〜２０重雪％ 区　上記金属めっき層のうち中間の８元合金めつきの層
   が、内壁面に向って次第に硬度穴となるようなめつき厚
   方向で硬度勾配を有することを特徴とする特許請求の範
   囲】記載の鋳型。 ＆　注入溶湯に接する基体内壁面に耐熱・耐摩耗性の金
   属めっきを設けてなる連続鋳造用鋳型の製造方法におい
   て、 上記金属めっき層を形成するに当り、まず鋳ｍ基体表ｉ
   にスルファミン酸ニッケル浴中で下地のニッケルめっき
   を施し・次いで上記スルファミン酸ニッケル洛中にタン
   グステンならびに鉄を添加してめっきすると共に時間の
   経過に合わせて鉄の添加量を次第に増加させなからＮｉ
   −ｗ　−Ｆｅ　ａ元合金めっきを施し、その移クロムめ
   っきを施して鋳型内壁表面に複合めっき層を被成させる
   ことを特徴とする連続鋳造用鋳型の製造方法。