JPH03294043A - ベリリウム銅合金の連続鋳造方法 - Google Patents
ベリリウム銅合金の連続鋳造方法Info
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- JPH03294043A JPH03294043A JP9728090A JP9728090A JPH03294043A JP H03294043 A JPH03294043 A JP H03294043A JP 9728090 A JP9728090 A JP 9728090A JP 9728090 A JP9728090 A JP 9728090A JP H03294043 A JPH03294043 A JP H03294043A
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)技術分野
本発明は、ベリリウム銅合金の連続鋳造方法に関するも
のである。
のである。
(ロ)従来技術
ベリリウム銅合金は、その高い強度や弾性、硬度及び疲
労特性に加え、電気伝導性、耐熱性、耐食性及び耐応力
緩和特性等に優れているため、その展伸材は電気−電子
部品用として広い範囲で利用されている。
労特性に加え、電気伝導性、耐熱性、耐食性及び耐応力
緩和特性等に優れているため、その展伸材は電気−電子
部品用として広い範囲で利用されている。
また、 CD A (Copper Developm
ent Ag5ocia −tion)の名称でC17
000,C17200、C17300、C17400,
C17500,C1751Oなど、多くの工業的なベリ
リウム銅合金が知られており、これらの合金は種々の量
のベリリウムおよびコバルト、ニッケル等の元素を含有
している。
ent Ag5ocia −tion)の名称でC17
000,C17200、C17300、C17400,
C17500,C1751Oなど、多くの工業的なベリ
リウム銅合金が知られており、これらの合金は種々の量
のベリリウムおよびコバルト、ニッケル等の元素を含有
している。
従来、ベリリウム鋼合金の展伸材を製造するためには、
大断面積の鋳塊を半連続鋳造あるいは鋳込み式によって
製造し、これを熱間*aや熱間圧延等の熱間加工によっ
て小断面積の素板(素コイル)を作り、これを固剤した
後、溶体化処理等の熱処理、冷間圧延を繰返して所望の
板厚の板材(コイル)を製造していた。
大断面積の鋳塊を半連続鋳造あるいは鋳込み式によって
製造し、これを熱間*aや熱間圧延等の熱間加工によっ
て小断面積の素板(素コイル)を作り、これを固剤した
後、溶体化処理等の熱処理、冷間圧延を繰返して所望の
板厚の板材(コイル)を製造していた。
しかしながら、従来の方法では小断面積の秦コイルを製
造するまでに多くの工程が必要でコスト高となると共に
、鋳造時に粗大なニッケルーベリリウム系、コバルト−
ベリリウム系等の金属間化合物が生じ、その後の熱処理
によっても再固溶させるのが難しく、最終板材の延性、
加工性及びメツキ@額性等に悪影響を及ぼしていること
が多かった。
造するまでに多くの工程が必要でコスト高となると共に
、鋳造時に粗大なニッケルーベリリウム系、コバルト−
ベリリウム系等の金属間化合物が生じ、その後の熱処理
によっても再固溶させるのが難しく、最終板材の延性、
加工性及びメツキ@額性等に悪影響を及ぼしていること
が多かった。
また、製造工程上においても、粗大析出物が粒界に多く
析出しているため、その後の加工性を劣化させ、歩留り
の低下を招いているのが現状である。
析出しているため、その後の加工性を劣化させ、歩留り
の低下を招いているのが現状である。
更に、ベリリウム銅合金の小断面積の鋳塊の連続鋳造性
は、ベリリウム銅合金の凝固温度範囲が広く、またベリ
リウムが活性であり、反応性に富み、固液共存域での湯
切れが生じ易いなどの点から、多くの問題がある。
は、ベリリウム銅合金の凝固温度範囲が広く、またベリ
リウムが活性であり、反応性に富み、固液共存域での湯
切れが生じ易いなどの点から、多くの問題がある。
ベリリウム銅合金の連続鋳造法に関しては、例えば特開
昭63−123550号公報記載の技術が提案されてい
るが、該公報記載の方法は内壁面が溶湯を凝固させない
温度を保持した鋳型を用い、鋳型出口付近で急速冷却を
行ない、鋳塊内部に引出し方向に平行な温度勾配を形成
させながら一方向凝固を行なわせる連続鋳造法である。
昭63−123550号公報記載の技術が提案されてい
るが、該公報記載の方法は内壁面が溶湯を凝固させない
温度を保持した鋳型を用い、鋳型出口付近で急速冷却を
行ない、鋳塊内部に引出し方向に平行な温度勾配を形成
させながら一方向凝固を行なわせる連続鋳造法である。
しかしながら、該方法は鋳型内の温度条件を厳しく制御
する必要があり、更に振動や酸化等の影響を受は易く、
また表面近傍にクラックが生じ易いので、安定した鋳塊
を効率良く生産するためには多くの問題点がある。また
、一方向凝固によって得られた鋳塊の冷間加工性は優れ
てはいるものの、熱処理後もこの組織の影響が残るので
、均質かつ等方性の材料が得難いという致命的な欠点も
ある。
する必要があり、更に振動や酸化等の影響を受は易く、
また表面近傍にクラックが生じ易いので、安定した鋳塊
を効率良く生産するためには多くの問題点がある。また
、一方向凝固によって得られた鋳塊の冷間加工性は優れ
てはいるものの、熱処理後もこの組織の影響が残るので
、均質かつ等方性の材料が得難いという致命的な欠点も
ある。
(ハ)発明の開示
本発明は、上記のような諸欠点を解消すべく開発された
技術であって、ベリリウム鋼合金の小断面積の鋳塊を効
率良く生産し、しかも粗大析出物の析出を極力抑制した
連続鋳造法を提供するものである。
技術であって、ベリリウム鋼合金の小断面積の鋳塊を効
率良く生産し、しかも粗大析出物の析出を極力抑制した
連続鋳造法を提供するものである。
即ち、本発明は、重量%でベリリウム0.05〜2.5
%、コバルト又はニッケルのうち少なくとも一方を0.
05〜10,0%含み、残部が銅および不可避的不純物
からなる銅合金の溶湯を保持する保持炉に連通し、出口
側を冷却構造体に接触させた鋳型を用いて該溶湯を鋳型
内に導入し、該鋳型内で凝固界面を形成させて引き出し
を行なうに際し、弓出し時の鋳型の内壁面の温度勾配を
凝固開始温度から凝固終了温度までの温度域を引出し方
向に対して20mm以内の範囲でかつ溶湯温度を凝固開
始温度より50〜180℃高い温度とし、該溶湯温度か
ら費固耕了温度以下300℃までの温度域を平均50℃
/分以上の冷却速度で冷却することを特徴とするベリリ
ウム鋼合金の連続鋳造方法に関するものである。
%、コバルト又はニッケルのうち少なくとも一方を0.
05〜10,0%含み、残部が銅および不可避的不純物
からなる銅合金の溶湯を保持する保持炉に連通し、出口
側を冷却構造体に接触させた鋳型を用いて該溶湯を鋳型
内に導入し、該鋳型内で凝固界面を形成させて引き出し
を行なうに際し、弓出し時の鋳型の内壁面の温度勾配を
凝固開始温度から凝固終了温度までの温度域を引出し方
向に対して20mm以内の範囲でかつ溶湯温度を凝固開
始温度より50〜180℃高い温度とし、該溶湯温度か
ら費固耕了温度以下300℃までの温度域を平均50℃
/分以上の冷却速度で冷却することを特徴とするベリリ
ウム鋼合金の連続鋳造方法に関するものである。
以下、本発明に係る連続鋳造性を詳細に説明する。
まず5本発明におけるベリリウム銅合金の成分組成範囲
について、 【ベリリウム] ベリリウムは銅−ベリリウム系、コバルト−ベリリウム
系及びニッケルーベリリウム系等の金属間化合物を形成
し、析出強化と分散強化を因るために不可欠な元素であ
る。
について、 【ベリリウム] ベリリウムは銅−ベリリウム系、コバルト−ベリリウム
系及びニッケルーベリリウム系等の金属間化合物を形成
し、析出強化と分散強化を因るために不可欠な元素であ
る。
ベリリウム含有量が0.05wt%未満ではこのような
効果が充分ではなく、一方、2.5 wt%を超えると
強度向上効果の割にコストが高くなるので、ベリリウム
含有量は0.05〜2.5 wt%の範囲とした。
効果が充分ではなく、一方、2.5 wt%を超えると
強度向上効果の割にコストが高くなるので、ベリリウム
含有量は0.05〜2.5 wt%の範囲とした。
[コバルト又はニッケル]
コバルトおよびニッケルは銅マトリー7クス中に固溶し
1強度、慢性等を向上させる効果があり。
1強度、慢性等を向上させる効果があり。
また溶体化処理時の結晶粒粗大化防止及び時効処理時の
粒界反応の抑制等の効果がある。また、ベリリウムと化
合物を形成し1強度1弾性、電気伝導性耐熱及び耐応力
緩和特性等を向上させる。
粒界反応の抑制等の効果がある。また、ベリリウムと化
合物を形成し1強度1弾性、電気伝導性耐熱及び耐応力
緩和特性等を向上させる。
コバルト又はニッケルの少なくとも一方又は双方を合計
量で0.05wt%未満ではト記のような効果が得られ
ず、一方10wt%を越えると電気伝導性や加工性の低
下が著しいので、コバルト又はニツケルのいずれか一方
をあるいは双方の合計量で0.05〜10.Owt%の
範囲とした。
量で0.05wt%未満ではト記のような効果が得られ
ず、一方10wt%を越えると電気伝導性や加工性の低
下が著しいので、コバルト又はニツケルのいずれか一方
をあるいは双方の合計量で0.05〜10.Owt%の
範囲とした。
次に、上記のような成分組成のベリリウム銅合金の連続
鋳造の一例として、水平式連続鋳造法を第1図に示す。
鋳造の一例として、水平式連続鋳造法を第1図に示す。
図中1は溶s2を保持する保持炉であり、該保持炉1に
連通し、出口側を冷却構造体3に接触させた鋳型4を用
いて、保持炉1内の溶湯2を鋳型4内に導入し、該鋳型
内で凝固界面を形成させ、ピンチロール5により固化し
た鋳塊7を引き出すのである。
連通し、出口側を冷却構造体3に接触させた鋳型4を用
いて、保持炉1内の溶湯2を鋳型4内に導入し、該鋳型
内で凝固界面を形成させ、ピンチロール5により固化し
た鋳塊7を引き出すのである。
鋳型4の出口側先端から引き出された鋳塊7は、水冷シ
ャワー6によって冷却される。
ャワー6によって冷却される。
固液共存にあるベリリウム銅合金は連続鋳造性を阻害し
、健全な鋳塊7の形成を妨げるが、この影響を小さくす
るためには、鋳覆4の引出し方向に対する温度勾配を適
切にとることが必要である。特に、鋳型4の内壁面ある
いは内壁面近傍の温度勾配を凝固開始温度から凝固終了
温度までの温度域を引出し方向に対して20++n以下
の範囲とすることが重要である。
、健全な鋳塊7の形成を妨げるが、この影響を小さくす
るためには、鋳覆4の引出し方向に対する温度勾配を適
切にとることが必要である。特に、鋳型4の内壁面ある
いは内壁面近傍の温度勾配を凝固開始温度から凝固終了
温度までの温度域を引出し方向に対して20++n以下
の範囲とすることが重要である。
上記が20層厘を超えると健全な鋳塊7を得るのが難し
く、特にパルス引出しを行なう場合はオ。
く、特にパルス引出しを行なう場合はオ。
シレートに伴なうサイドと表面の割れが発生し易く、連
続引出しを行なう場合には、湯切れ現象が生じ易いので
ある。
続引出しを行なう場合には、湯切れ現象が生じ易いので
ある。
また、溶湯温度は凝固開始温度より50℃未満では湯流
れ性が悪<、180℃を越えるとガス吸収や酸化の問題
が生じてエネルギーコストの点からも好ましくない。
れ性が悪<、180℃を越えるとガス吸収や酸化の問題
が生じてエネルギーコストの点からも好ましくない。
更に、鋳造時の粗大析出物の晶出および冷却過程中の析
出物の成長をできるだけ抑制する必要があるため、鋳造
時の冷却速度を限定する必要がある。
出物の成長をできるだけ抑制する必要があるため、鋳造
時の冷却速度を限定する必要がある。
溶湯温度から凝固終了温度以下300℃までの平均冷却
速度が50℃/分未満では鋳造時の粗大析出物の晶出や
冷却時の析出物の成長が起こり、その後の加工性令最終
板材の延性、加工性、メツキ信頼性等に悪影響を及ぼす
ので、平均冷却速度は50℃/分以上とする。
速度が50℃/分未満では鋳造時の粗大析出物の晶出や
冷却時の析出物の成長が起こり、その後の加工性令最終
板材の延性、加工性、メツキ信頼性等に悪影響を及ぼす
ので、平均冷却速度は50℃/分以上とする。
また、この時の冷却速度を限定した終点温度を凝固開始
温度以下300℃としたのは、実質的にこの温度以下で
の析出物の秦集粗大化が起こり難いからである。
温度以下300℃としたのは、実質的にこの温度以下で
の析出物の秦集粗大化が起こり難いからである。
しかしながら、銅−ベリリウム系化合物の時効析出によ
る硬さが上昇し、延性が減少することによって、後工程
の加工性が阻害されるので、200℃以下までを50で
7分以上の冷却速度で冷却するのがより好ましい、この
冷却は、水冷等の2次冷却を行なうことにより容易に目
的が達成されるのである。
る硬さが上昇し、延性が減少することによって、後工程
の加工性が阻害されるので、200℃以下までを50で
7分以上の冷却速度で冷却するのがより好ましい、この
冷却は、水冷等の2次冷却を行なうことにより容易に目
的が達成されるのである。
次に、本発明を実施例により説明する。
(ニ)実施例
実施例!
ベリリウム: 1.95wt%、コバルト: 0.35
wt%。
wt%。
残部が銅および不可避的不純物からなるベリリウム銅合
金を、N2ガス中にて高周波誘導炉を用いてカーボンる
つぼ中で溶解し、該るつぼに連通したBN(チッ化ホウ
素)鋳型により水平式連続鋳造を行なった。
金を、N2ガス中にて高周波誘導炉を用いてカーボンる
つぼ中で溶解し、該るつぼに連通したBN(チッ化ホウ
素)鋳型により水平式連続鋳造を行なった。
ここで、鋳型の鋳塊引き出し側には冷却構造体(銅製水
冷ジャケット)を接触させ、その接触位置や面積及び水
冷ジャケット内を流れる水量をコントロールし、また鋳
塊の引き出し条件を変化させることによって鋳型内壁面
(内壁面近傍)の温度勾配を変化させた。
冷ジャケット)を接触させ、その接触位置や面積及び水
冷ジャケット内を流れる水量をコントロールし、また鋳
塊の引き出し条件を変化させることによって鋳型内壁面
(内壁面近傍)の温度勾配を変化させた。
上記の水平式連続鋳造によって箇造した鋳塊の形状は、
10tX100wX50001 (約44Kg)であっ
た。
10tX100wX50001 (約44Kg)であっ
た。
鋳型の内壁面(内壁面近傍)の温度勾配については5該
鋳型に引ぎ出し方向に熱伝対を連設させて測温し、温度
勾配曲線を求めた。また、凝固開始温度とlJl固終了
温度は示差熱分析(DTA:Differential
Thermal Analysis )により求めた
。その結果、凝固開始温度は980℃、凝固終了温度は
870℃であった。
鋳型に引ぎ出し方向に熱伝対を連設させて測温し、温度
勾配曲線を求めた。また、凝固開始温度とlJl固終了
温度は示差熱分析(DTA:Differential
Thermal Analysis )により求めた
。その結果、凝固開始温度は980℃、凝固終了温度は
870℃であった。
以上の鋳型内壁の温度勾配曲線及び凝固開始温度と凝固
終了温度から、鋳型内壁の凝固開始温度から凝固終了温
度までの温度域を引き出し方向に対して求めた。この長
さをLl として第1表に示した。
終了温度から、鋳型内壁の凝固開始温度から凝固終了温
度までの温度域を引き出し方向に対して求めた。この長
さをLl として第1表に示した。
次に、鋳型出口直後の鋳塊温度、鋳型内壁面の温度勾配
および溶湯温度を用いて、溶湯温度から凝固終了温度以
下300℃(この場合570℃)までの平均冷却速度を
算出した。
および溶湯温度を用いて、溶湯温度から凝固終了温度以
下300℃(この場合570℃)までの平均冷却速度を
算出した。
更に、得られた鋳塊を切断、研磨、エツチングした後、
光学−微鐘で析出物の状態を観察した。
光学−微鐘で析出物の状態を観察した。
析出物のサイズは5−mX 5 mmの区画で確認され
る粗大析出物5領の平均値で表示した。
る粗大析出物5領の平均値で表示した。
鋳塊の欠陥は実体顕微鏡で倍率4倍として観察し、欠陥
の認められないものはO印、欠陥が認められたものはx
印として評価した0以上の結果を第1表に示す。
の認められないものはO印、欠陥が認められたものはx
印として評価した0以上の結果を第1表に示す。
(以下余白)
第1表の結果から分るように、本発明法によって得られ
た鋳塊は粗大析出物が極めて少なく、かつ欠陥のない優
れた鋳塊である。
た鋳塊は粗大析出物が極めて少なく、かつ欠陥のない優
れた鋳塊である。
これに対し、平均冷却速度が低い比較例)lo、 2に
は粗大析出物があり、Ll (鋳型内壁面の凝固開始温
度から凝固終了温度までの引き出し方向に対する長さ)
の長い比較例No、3は粗大析出物や鋳塊欠陥があり、
劣っていることが分る。
は粗大析出物があり、Ll (鋳型内壁面の凝固開始温
度から凝固終了温度までの引き出し方向に対する長さ)
の長い比較例No、3は粗大析出物や鋳塊欠陥があり、
劣っていることが分る。
実施例2
ベリリウム: 0.31wt%、コバルト0.25wt
%、残部が銅および不可避不純物からなるベリリウム銅
合金を上記実施例1と同様に水平式連続鋳造した。ただ
し、鋳型の材質はカーボン製に変更した。
%、残部が銅および不可避不純物からなるベリリウム銅
合金を上記実施例1と同様に水平式連続鋳造した。ただ
し、鋳型の材質はカーボン製に変更した。
鋳型内壁面の温度勾配、凝固開始温度と凝固終了温度の
測定も実施例1と同様に行なった。その結果、上記ベリ
リウム鋼合金の凝固開始温度は1065℃で、凝固終了
温度は1020℃であった。
測定も実施例1と同様に行なった。その結果、上記ベリ
リウム鋼合金の凝固開始温度は1065℃で、凝固終了
温度は1020℃であった。
また平均冷却速度については、溶湯温度から凝固開始温
度以下300℃(この場合720℃)までの平均冷却速
度を算出した。
度以下300℃(この場合720℃)までの平均冷却速
度を算出した。
F記以外の析出物の顕微鏡観察や鋳塊欠陥等に関しては
、全て実施例1と同様にして行なった。
、全て実施例1と同様にして行なった。
以上の結果を第2表に示す。
(以下余白)
第2表の結果から分るように1本発明法によって得られ
た鋳塊は粗大析出物が極めて少なく、しかも欠陥もない
優れた鋳塊である。
た鋳塊は粗大析出物が極めて少なく、しかも欠陥もない
優れた鋳塊である。
これに対して、冷却速度が低い比較例)lo、 2やり
、の長い比較例N013は粗大析出物及び鋳塊欠陥の点
で著しく劣る。
、の長い比較例N013は粗大析出物及び鋳塊欠陥の点
で著しく劣る。
(ホ)発明の効果
以上のように、本発明法によれば、製造された鋳塊には
粗大析出物や鋳造欠陥等がほとんど認められず、連続鋳
塊を効率良く製造することができ、ヘリリウム鋼合金展
伸材の品質向上やコストダウンに寄与するところ極めて
大である。
粗大析出物や鋳造欠陥等がほとんど認められず、連続鋳
塊を効率良く製造することができ、ヘリリウム鋼合金展
伸材の品質向上やコストダウンに寄与するところ極めて
大である。
第1図は本発明に係る連続鋳造法の一例を示す説明図で
ある。 符号説明 l−溶湯保持炉 2−溶湯 3−冷却構造体4−鋳型
5−ピンチロール 6−冷水シャワー 7−鋳塊 第1
ある。 符号説明 l−溶湯保持炉 2−溶湯 3−冷却構造体4−鋳型
5−ピンチロール 6−冷水シャワー 7−鋳塊 第1
Claims (1)
- 重量%でベリリウム0.05〜2.5%、コバルト又は
ニッケルのうち少なくとも一方を0.05〜10.0%
含み、残部が銅および不可避的不純物からなる銅合金の
溶湯を保持する保持炉に連通し、出口側を冷却構造体に
接触させた鋳型を用いて該溶湯を鋳型内に導入し、該鋳
型内で凝固界面を形成させて引き出しを行なうに際し、
引出し時の鋳型の内壁面の温度勾配を凝固開始温度から
凝固終了温度までの温度域を引出し方向に対して20m
m以内の範囲でかつ溶湯温度を凝固開始温度より50〜
180℃高い温度とし、該溶湯温度から凝固終了温度以
下300℃までの温度域を平均50℃/分以上の冷却速
度で冷却することを特徴とするベリリウム銅合金の連続
鋳造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9728090A JPH03294043A (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | ベリリウム銅合金の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9728090A JPH03294043A (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | ベリリウム銅合金の連続鋳造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03294043A true JPH03294043A (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=14188105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9728090A Pending JPH03294043A (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | ベリリウム銅合金の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03294043A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100380726B1 (ko) * | 1996-12-14 | 2003-07-12 | 주식회사 포스코 | 고탄소소단면빌레트(billet)주편의냉각방법 |
KR20080025858A (ko) * | 2006-09-19 | 2008-03-24 | 영일특수금속 주식회사 | 베릴륨동 합금의 연속주조방법 |
JP2009046339A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Sumco Solar Corp | シリコン鋳造装置 |
US8196269B2 (en) | 2007-06-15 | 2012-06-12 | S.C. Johnson & Son, Inc. | Closure mechanism for a recloseable pouch |
CN106498226A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-15 | 苏州金江铜业有限公司 | 一种光电倍增管倍增极用高铍铜合金制备方法 |
JP2022023782A (ja) * | 2020-04-24 | 2022-02-08 | 浙江大学 | 高強度高伝導率銅合金の高効率製造方法 |
-
1990
- 1990-04-12 JP JP9728090A patent/JPH03294043A/ja active Pending
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