[發(fā)明專利]鑄造用模具材料及銅合金原材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880066982.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN111212923B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 矢野翔一郎;佐藤志信;大樂寬太
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;B22D11/059;C22F1/00;C22F1/02;C22F1/08
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 樸圣潔;康泉

該鑄造用模具材料在鑄造金屬材料時使用，該鑄造用模具材料具有如下組成：在0.3質(zhì)量％以上且0.7質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Cr，在0.025質(zhì)量％以上且0.15質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Zr，在0.005質(zhì)量％以上且0.04質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Sn，在0.005質(zhì)量％以上且0.03質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有P，剩余部分包含由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Zr的含量〔Zr〕(質(zhì)量％)與P的含量〔P〕(質(zhì)量％)具有〔Zr〕/〔P〕≥5的關(guān)系，并且Sn的含量〔Sn〕(質(zhì)量％)與P的含量〔P〕(質(zhì)量％)具有〔Sn〕/〔P〕≤5的關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在鑄造例如鋼鐵、鋁、銅等金屬材料時使用的鑄造用模具材料及適合于上述鑄造用模具材料等在高溫環(huán)境下使用的部件的銅合金原材料。

本申請主張基于2017年11月21日于日本申請的專利申請2017-223760號的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術(shù)

以往，對在鑄造鋼鐵、鋁、銅等金屬材料時使用的鑄造用模具材料要求可承受大的熱應(yīng)力的高溫強(qiáng)度、可承受嚴(yán)酷的熱疲勞環(huán)境的高溫延伸率、高溫下的耐磨性(硬度)、傳熱性等特性優(yōu)異。

C18150等Cu-Cr-Zr系合金具備優(yōu)異的耐熱性及導(dǎo)電性(傳熱性)，由此例如，如專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2所示，可用作使用環(huán)境為高溫的鑄造用模具材料的原材料。

上述Cu-Cr-Zr系合金通常通過如下制造工序來制造：對Cu-Cr-Zr系合金鑄錠實施塑性加工，并進(jìn)行例如保持溫度為950～1050℃、保持時間為0.5～1.5小時的固溶處理及例如保持溫度為400～500℃、保持時間為2～4小時的時效處理，最后通過機(jī)械加工來加工成規(guī)定的形狀。

并且，關(guān)于Cu-Cr-Zr系合金，通過固溶處理將Cr及Zr固溶于Cu的母相中，并通過時效處理而使Cr系析出物(Cu-Cr)、Zr系析出物(Cu-Zr)微細(xì)分散，由此實現(xiàn)強(qiáng)度及導(dǎo)電性(傳熱性)的提高。

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5590990號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開昭58-107460號公報

近年來，由于作為鑄造對象的合金種類的增加、基于延長模具壽命的成本下降等的需求，要求即使在更嚴(yán)酷的環(huán)境下也能夠使用的鑄造用模具材料。

具體而言，根據(jù)合金種類，有時將注入模具中的熔融金屬的溫度設(shè)定為較高，要求比以往優(yōu)異的高溫強(qiáng)度。并且，在模具中，具有熔液面附近的溫度局部升高的傾向，因此在為高溫的區(qū)域中析出物的分散狀態(tài)發(fā)生變化，在模具內(nèi)發(fā)生局部的強(qiáng)度的下降及導(dǎo)電性的提高(傳熱性的提高)，冷卻狀態(tài)變得不穩(wěn)定，有可能無法穩(wěn)定地實施鑄造。

發(fā)明內(nèi)容

該發(fā)明是鑒于前述情況而完成的，其目的在于提供一種高溫強(qiáng)度優(yōu)異，并且即使在高溫條件下使用的情況下，局部的強(qiáng)度的下降及導(dǎo)電性(傳熱性)的提高也得到抑制，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行鑄造的鑄造用模具材料及適合于該鑄造用模具材料的銅合金原材料。

為了解決上述課題，本發(fā)明的鑄造用模具材料在鑄造金屬材料時使用，該鑄造用模具材料具有如下組成：在0.3質(zhì)量％以上且0.7質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Cr，在0.025質(zhì)量％以上且0.15質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Zr，在0.005質(zhì)量％以上且0.04質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Sn，在0.005質(zhì)量％以上且0.03質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有P，剩余部分由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Zr的含量〔Zr〕(質(zhì)量％)與P的含量〔P〕(質(zhì)量％)具有〔Zr〕/〔P〕≥5的關(guān)系，并且Sn的含量〔Sn〕(質(zhì)量％)與P的含量〔P〕(質(zhì)量％)具有〔Sn〕/〔P〕≤5的關(guān)系。

在該構(gòu)成的鑄造用模具材料中，在0.3質(zhì)量％以上且0.7質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Cr，并且在0.025質(zhì)量％以上且0.15質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Zr，因此能夠通過時效處理來析出微細(xì)的析出物，從而能夠提高強(qiáng)度及導(dǎo)電率。