JPH01195253A - 亜鉛基合金 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、主としてプラスチックの成形に用いられる金
型として好適に使用される亜鉛基合金に関する。

（従来の技術） 近年、ＯＡ機器等の各種機器のハウジング、部品等がプ
ラスチック化されるとともに、機器の性能を向上させる
べくモデルチェンジが頻繁に行われている。

それ−に伴って、プラスチック製品の成形サイクルの短
縮が計られ、多品種少量生産が実施されている。

このことから、プラスチックの成形用金型には、従来の
材料に代わって、鋳造・加工が容易な新しい材料が求め
られている。

従来、プラスチックの成形用金型、特に射出成形用金型
には、鋳鉄、鋳鋼等の金属が用いられてきたが、これら
の金属は、機械的強度は優れるものの、鋳造・加工が困
難であり、鋳造温度が高いため、鋳造に大規模な設備を
必要とする。

又、鋳造は砂型でなされるため、鋳造品の表面が粗くな
り、そのために、表面研磨に多大の工数を必要とする。

しかも、精密な金型を製作するためには、切削、放電加
工等の機械加工に多大の時間を必要とする。

従って、鋳鉄、鋳鋼に代わって、銅合金が使用されてい
るが、銅合金は鋳造温度が高いため、鋳造には酸化防止
等の設備や処理を要し、又、その鋳造温度が１０００℃
を越えるため、鋳型には石膏が使用できず、セラミック
モールドが用いられるが、セラミックモールドは高価で
あるうえに、鋳型の製作が困難である。

しかも銅合金は、鋳鉄や鋳鋼と同様に長時間の放電加工
を必要とするので、多品種少量生産用金型の要求に合わ
なくなってきている。

このような欠点を解決するために、鋳造温度が低く、鋳
造・加工が容易なプラスチック成形用金型材料として、
亜鉛合金が提案されている。

この亜鉛合金は、グイキャスト用亜鉛合金（ＺＤＣ−２
）をベースとしており、亜鉛のほかにアルミニウム、銅
、マグネシウム等を含有している。

例えば、特公昭５１〜７９６３３号公報には、重量百分
率でアルミニウム８〜１１％、銅８〜１１％、マグネシ
ウム０．０３〜０．０６％、ニッケル８〜１１％を含有
し、残部が亜鉛と不可避的不純物からなる高強度耐摩耗
性亜鉛基合金が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記亜鉛基合金は機械的強度が不充分で
あるうえに、プラスチックの成形用金型とした場合、表
面にクラックや割れが発生する。

又、この金型を用いて成形作業を重ねるにつれて、金型
の精度が低下し、成形品にいわゆるばりが発生するよう
になり、そのために試作用金型程度にしか用いることが
できなかった。

本発明の目的とするところは表面硬度ならびに機械的強
度に優れ、且つ、鋳造・加工が容易な亜鉛基合金を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の亜鉛基合金は、上記従来の技術の課題を解決す
るためになされたものであり、重量百分率で、アルミニ
ウム１〜１０％、銅１〜１５％、ベリリウム０．００１
〜０．１％、ジルコニウム０．０２〜１％、マグネシウ
ム０．０１〜０．５％を含有し、残部が亜鉛と不可避的
不純物よりなることにより、上記目的が達成される。

本発明において、アルミニウムの添加は、機械的強度、
脆性、表面硬度の改善に効果があり、１〜１０重量％添
加される。

過少の場合は効果がなく、過多の場合は表面硬度が低下
し、塑性変形性を阻害して脆くなるので、添加量を厳重
に管理する必要がある。

銅の添加は機械的強度、表面硬度、脆性の改善に効果が
あり、１〜１５重量％添加される。

過少の場合は効果がなく、過多の場合は流動性を阻害し
て脆性が発現する。

銅を大量に添加すると合金の表面硬度は上昇するが、銅
の添加量が一定量を越えると合金組織内にＣｕ　Ａ　１
　ｚが形成されるため、塑性変形性が失われ、極めて脆
い材料となるが、適量のベリリウムと銅を組み合わせる
ことにより、表面硬度が大で且つ塑性変形が優れた合金
を得ることができる。

従って、ベリリウムは本合金の脆性の発現を抑制して、
機械的強度、表面硬度を高めるために添加されるもので
あり、その添加量は０．００１〜０゜１重量％に限定さ
れる。

過少の場合は効果がなく、過多の場合は脆性が発現する
。

ジルコニウムならびにベリリウムは、合金組織の結晶粒
の成長を抑制し、ミクロクリスタリン状態に保つ効果が
あり、機械的強度ならびに表面硬度の向上に効果がある
。

しかし、ジルコニウムの添加量が過剰になると、結晶内
にハードスポットを形成し、脆性が発現するため、その
添加量は０．０２〜１重量％に制限される。

マグネシウムの添加は、粒間腐食の抑制に効果があり、
過多の場合は脆性が発現し、強度が低下するので、その
添加量は０．Ｏ１〜０．５重量％に制限される。

尚、ここで不可避的不純物とは、通常グイキャスト用亜
鉛基合金として使用される最純亜鉛地金を原料としても
、なお精錬の過程で混入を避けがたい元素、並びに鋳造
等の過程で、外部から混入の可能性のあるすべての元素
を指し、具体的にはＪＩＳ−Ｈ５３０１一種で規定され
るように、重量％でＰ　ｂ　０．００７以下、Ｆ　ｅ　
Ｏ，１０以下、Ｃｄｏ、　ｏ　ｏ　ｓ以下、Ｓ　ｎ　０
．００５以下、及び特許請求の範囲に記載されていない
すべての金属、半金属元素の総和ＣｌＯ３％までを指す
。

（実施例） 以下に本発明の実施例について述べる。

実施例１〜７、比較例１〜５゜ 表１に示した所定量のアルミニウム、銅、ベリリウム、
ジルコニウム、マグネシウムおよび亜鉛を十分に溶解し
て、均一な組成の合金となした後、この合金からＪＩＳ
−Ｈ５３０１参考図Ａに示される引張試験片（１）及び
参考図Ｂに示される硬さ試験片（２）を作成した。

この試験片（１）の引張強度（ｋｇ／■１２）をＪＩｓ
−２２２４１に従って測定した。

更に、試験片（２）のブリネル硬度（ＨＢ）をＪＩＳ−
Ｚ２２４３に従って測定した。

以上の引張強度及びブリネル硬度の測定結果を表２に示
した。

（以下余白） 表１ 表２ （以下余白） （発明の効果） 本発明の亜鉛基合金は、上記の如き構成となされている
ので、表面硬度が高く、機械的強度に優れるとともに、
亜鉛基合金の欠点である脆性が優れている。

又、本発明の合金は鋳造温度が低く、鋳造、機械加工が
容易である。

従って、本発明の合金をプラスチックの成形用金型とし
て使用した場合、表面にクラックの発生するおそれがな
く、又、成形作業を重ねても、金型の精度が低下しない
ので、プラスチック成形用金型の材料として非常、に有
用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、重量百分率で、アルミニウム１〜１０％、銅１〜１
   ５％、ベリリウム０．００１〜０．１％、ジルコニウム
   ０．０２〜１％、マグネシウム０．０１〜０．５％を含
   有し、残部が亜鉛と不可避的不純物よりなることを特徴
   とする亜鉛基合金。