本发明专利技术提供一种适合于形成连续铸造用部件的复合材料，所述部件能够长时间铸造表面品质优异的铸造材料并且可以抑制金属熔融液流入到喷嘴和动模之间的间隙中。复合材料(喷嘴1)包含具有许多孔的多孔体2和在所述多孔体的表面部中与所述金属熔融液接触的部位的至少一部分中包含的填充材料。包含在多孔体2中的填充材料是选自氮化物、碳化物和碳的至少一种。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合于制造纯镁或镁合金的铸造材料的连续铸造用部件，并且特别是涉及适合用于连续铸造用喷嘴中的复合材料。本专利技术还涉及使用所述连续铸造用喷嘴的连续铸造方法和通过所述方法得到的铸造材料和镁合金铸造卷材。
技术介绍
如下的连续铸造是已知的其中，将在熔化炉中熔融的金属熔融液从中间包供给至由辊、带等构成的动模，并且通过使所述金属熔融液与所述动模接触而使其冷却并固化，从而连续地制造铸造材料。金属熔融液经由喷嘴被供给至动模。这种铸造用喷嘴的例子包括在专利文献I和2中描述的喷嘴。在专利文献I中，公开了具有前端的喷嘴，所述前端具有包括高热导率层、低热导率层和高强度弹性层的三层结构，其降低了铸造期间金属熔融液在材料宽度方向上的温度变化。专利文献2公开了适用于纯镁或镁合金的连续铸造中的 喷嘴。为了防止喷嘴形成材料和作为活性金属的镁的金属熔融液之间的反应，这种喷嘴包含由氧化物材料构成的主体，和由低氧材料构成并设置在所述主体与所述金属熔融液接触的表面上的包覆层。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2006-015361号公报专利文献2 日本特开2006-263784号公报
技术实现思路
技术问题然而，当将金属熔融液从喷嘴供给至动模时，所述喷嘴不断地接触非常热的金属熔融液。因此，由于所述金属熔融液的热所造成的氧化和所述金属熔融液的渗透，所述部件的构成成分可能被所述金属熔融液消耗或者发生部件的耗损或劣化。这在一些情况下可能导致部件的破损。因为由部件劣化造成的部件变形与金属熔融液的组成变化使得所述金属熔融液的流动不均匀，所以变得难以继续长时间的连续铸造。此外，在喷嘴和动模之间在供给金属熔融液的部位形成间隙。该间隙产生于由动模和从喷嘴前端的内周缘起在喷嘴轴方向上延伸的延长线限定的区域中。少量已经流入间隙中的金属熔融液被动模冷却并在间隙中固化，由此局部地干扰金属熔融液流并导致铸造材料的表面性状的下降。固化的金属熔融液也附着到动模(例如，辊)上并可能成为产生铸造材料的表面缺陷的原因。在上述情况下做出了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供适合于形成连续铸造用部件的复合材料，使用该复合材料尽管可以进行长时间铸造，但是抑制了部件的劣化和耗损与金属熔融液的组成变化；阻止了金属熔融液流入喷嘴和动模之间的间隙中；并且可以长时间连续铸造表面品质优异的铸造材料。本专利技术的另一目的是提供使用所述复合材料的连续铸造用部件，特别是连续铸造用喷嘴。本专利技术的又一目的是提供使用连续铸造用喷嘴的连续铸造方法，和通过该方法获得铸造材料和镁合金铸造卷材。解决问题的手段通过使机械强度高并且与诸如纯镁熔融液或镁合金熔融液的金属熔融液的反应性低的多孔体的至少一部分和对金属熔融液的润湿性低的填充材料形成复合材料,本专利技术实现了上述目的。本专利技术的复合材料涉及如下复合材料，其构成在纯镁熔融液或镁合金熔融液的连续铸造时使用的连续铸造用部件的至少一部分。所述复合材料具有具有孔的多孔体，和在所述多孔体的表面部中与所述金属熔融液接触的部位的至少一部分中包含的填充材料。所述填充材料含有选自氮化物、碳化物和碳的至少一种作为主成分。这些材料是相比于所述多孔体对所述金属熔融液的润湿性低的材料(下文中称为金属熔融液排斥材料)。此处，所述表面部是指距所述多孔体的表面具有特定深度的三维区域。因为所述填充材料需要至少 包含在所述表面部中，因此所述填充材料可以不仅存在于所述表面部中，而且存在于所述多孔体的内侧中。所述填充材料的主成分是指占所述填充材料的60质量％以上的成分。当使用本专利技术的复合材料时，在包含含有金属熔融液排斥材料的填充材料的部位可排斥纯镁、镁合金等的金属熔融液。因此，当连续铸造用部件(特别是连续铸造用喷嘴)由这种复合材料制成时，可抑制铸造期间的金属熔融液流的干扰，并且作为结果，可获得表面品质优异的铸造材料。由于存在填充材料，所以可容易地抑制由于金属熔融液的热、金属熔融液的氧化和金属熔融液到多孔体中的渗透而对多孔体造成的损伤。因此，通过使用本专利技术的复合材料而制成的连续铸造用部件是耐损伤的。结果，可获得表面品质长期稳定的铸造材料。此外，由于所述复合材料具有包含多孔体和包含在其孔中的填充材料的结构，因此所述复合材料可显示高韧性并且难以产生机械破损。根据本专利技术的复合材料，可制造具有适合于连续铸造的薄壁和/或复杂形状的连续铸造用喷嘴。在使用具有这种结构的喷嘴的情况下，可减少在将金属熔融液供给至动模时形成的弯液面。结果，可抑制波痕尺寸增大和铸造材料的表面缺陷的产生。关于构成所述填充材料的主成分，氮化物对由与镁的反应引起的腐蚀特别具有耐性，因为氮化物是低氧材料。氮化物也具有高热导率和低热膨胀性，并且因此在源自金属熔融液的热下经历较小的膨胀和收缩，并且很少从多孔体中剥离。这样的复合材料具有高韧性并且难以发生机械破损。此外，由与金属熔融液和空气的接触造成的劣化小，并且可容易地保持均匀的金属熔融液流。根据本专利技术复合材料的实施方式，包覆层优选还设置在所述多孔体的包含所述填充材料的部分的表面上。在这种情况下，包覆层含有选自氮化物、碳化物和碳的至少一种作为主成分。包覆层的主成分是指占包覆层的60质量％以上的成分。根据这种结构，其中设置有包覆层的部分可更有效地排斥金属熔融液。在氮化物、碳化物和碳中，氮化物在显示化学稳定性的同时不被金属熔融液润湿，不与金属熔融液反应，并且高度排斥金属熔融液。由于氮化物是基本上不含氧的低氧材料，因此氮化物对由与纯镁熔融液或镁合金熔融液的反应造成的腐蚀具有耐性。此外，由于氮化物具有高热导率和低热膨胀性，因此氮化物的由源自金属熔融液的热造成的膨胀和收缩较小，并且包覆层很少从多孔体的表面剥离且难以破损。根据包含上述包覆层的本专利技术复合材料的实施方式，所述包覆层可含有氧化铝作为主成分以外的成分。包覆层的密度是决定金属熔融液对包覆层的润湿性的要素中的重要要素。其对于层的耐久性，即对剥离和破损的耐性，以及与金属熔融液和空气的反应性也是重要要素。氧化铝具有提高包覆层的密度的效果。根据本专利技术复合材料的实施方式，所述包覆层的相对密度优选为30%以上且95%以下，并且更优选40%以上且85%以下。包覆层随其密度升高而更加排斥金属熔融液。因此，当将这种复合材料用于连续铸造用喷嘴中时，防止金属熔融液流入喷嘴和动模之间的间隙中。当包覆层的密度为上述上限以下时，可能降低包覆层的热导率。特别是当在喷嘴构件的不与金属熔融液接触的前端区域中设置包覆层时，可抑制由从喷嘴构件至铸造辊的排热而引起的金属熔融液的温度降低，并且这对于稳定铸造是优选的。在此，所述相对密度是指由(包覆层的密度)/(主成分的理论密度X主成分含量+副成分的理论密度X副成分含量)X 100 (%)确定的值。包覆层的主成分的密度是通过体积密度测定或阿基米德法测定的值。根据本专利技术复合材料的实施方式，所述包覆层的厚度为200 μ m以上。当将复合材料用于连续铸造用部件中时，过薄的包覆层可能由于金属熔融液的渗透而剥离或破裂，因此所述厚度优选为200 μ m以上。更优选地,所述厚度为300 μ m以上。然而，当包覆层过厚时，在包覆层和喷嘴主体之间的粘附性可能降低，并且包覆层可能从多孔体剥离。因此，所述厚度优选为IOOOym以下，并且更优选500 μ m以下。根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.04 JP 2010-129286;2010.06.04 JP 2010-129281.一种复合材料，其构成在纯镁或镁合金的金属熔融液的连续铸造时使用的连续铸造用部件的至少一部分，所述复合材料具有 具有孔的多孔体；和 在所述多孔体的表面部中与所述金属熔融液接触的部位的至少一部分中包含的填充材料， 其中所述填充材料含有选自氮化物、碳化物和碳的至少一种作为主成分。2.根据权利要求I所述的复合材料，还具有 在所述多孔体的包含所述填充材料的部分的表面上的包覆层， 其中所述包覆层含有选自氮化物、碳化物和碳的至少一种作为主成分。3.根据权利要求2所述的复合材料，其中， 所述包覆层含有氧化铝作为所述主成分以外的成分。4.根据权利要求2或3所述的复合材料，其中， 所述包覆层具有30%以上且95%以下的相对密度。5.根据权利要求2至4中任一项所述的复合材料，其中， 所述包覆层具有200 μ m以上的厚度。6.根据权利要求2至5中任一项所述的复合材料，其中， 所述包覆层为通过热处理将粉末固定至所述多孔体的表面而形成的层。7.根据权利要求I至6中任一项所述的复合材料，其中， 所述多孔体具有90GPa以下的弯曲弹性模量。8.根据权利要求I至7中任一项所述的复合材料，其中， 所述多孔体的平面方向的热导率为15W/m · K以上。9.一种连续铸造用部件，在连续铸造纯镁或镁合金时使用，其中， 与纯镁或镁合金的金属熔融液接触的部位的至少一部分由权利要求I至8中任一项所述的复合材料构成。10.一种连续铸造用喷嘴，在将纯镁或镁合金的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫永伦正，内原武志，沼野正祯，大石幸广，河部望，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：
国别省市：
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