Co基合金の連続鋳造技術

本新技術の背景、内容、効果は次の通りである。

　一般にステライトと総称されているCo基合金は高温下でも硬く、耐酸化性および耐磨耗性に優れているため、カッター類、金属加工など高温下で使用されるレールやエンジンバルブの表面を被覆するなどの用途に広く利用されているが、その反面、塑性加工などが困難な難加工材料としても知られている。Co基合金は、例えば、三角棒状に加工してカッターの刃先とし、高温にして樹脂を切断することに利用されている。しかしながら、塑性加工などが困難なため、これまで三角棒材や四角棒材などの実用上有用な異形断面棒材を直接得ることができず、このため、溶接により母材の上にCo基合金を厚く盛った後、研削して所望の形状に整える加工法が用いられているが、この方法では加工に多くの工程を要する、Co基合金に母材の金属が溶け込み品質が劣化する、などの問題があった。一方、微小な部分の溶接やあらかじめドラムに巻いてあるCo基合金線を自動的に送り出し、連続的に溶接を行うことなどのため、直径2mm以下のCo基合金の細線が必要とされているが、これまで2mm以下の細線を直接製造することはできなかった。このような中、Co基合金を異形断面棒材や2mm以下の細線に直接加工する技術の確立が強く望まれている。

　本新技術は、Co基合金の溶湯（溶融液）を凝固温度以上に加熱保持した鋳型に供給し、鋳型出口において溶湯を冷却することによりCo基合金を連続的に鋳造するものである。従来の一般的な連続鋳造法は、水などで冷却した鋳型に溶湯を供給し、鋳型内で冷却・凝固させる手法であるが、鋳型内壁から凝固が進行していくため、溶湯が流動しにくくなる、鋳型と合金鋳塊の間に摩擦がある、などの理由から、ある程度太い（3.2mm程度）円形断面のものに限り鋳造が可能であり、しかも、合金鋳塊の内部に空洞などの欠陥が存在するなど品質的にも問題があった。これに対し、本新技術では合金の凝固温度以上に加熱保持した鋳型に溶湯を供給し、鋳型出口において水、ガスなどを用いて冷却させるので、溶湯は合金鋳塊を通じて熱が奪われることで凝固していく。このため、溶湯の凝固は鋳型の内壁面においては行われず、合金鋳塊の先端で、かつ、中心部より進行する。従って、鋳型と合金鋳塊との摩擦がなく、溶湯の流動阻害などが生じず、直径2mm以下の細線や三角棒材、四角棒材、板状棒材など異形断面鋳塊の鋳造が可能となる。また、製品の内部に鋳造欠陥が極めて少ないなど高品質であり、強度などにも優れる。
　これまでの一般的な鋳型は、その中で溶湯を凝固させて所望の形状の鋳塊を得るための、まさしく「型」の役割をするものであった。これに対し、本新技術における合金の凝固温度以上に加熱した鋳型は、やがて鋳塊として凝固すべき溶湯の形状を整えるための「型」としての役割を果たしているといえる。

本新技術は、

　などの特徴をもつため高品質溶接材料、熱交換器用ヒートパイプ、金属加工など高温下で使用されるレール、樹脂の熱切断用カッターなどに広く利用が期待される。