JPH0584591A - 硬化肉盛用硬質亜鉛合金及び該合金からなる肉盛部を有する金型 - Google Patents

硬化肉盛用硬質亜鉛合金及び該合金からなる肉盛部を有する金型

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JPH0584591A
JPH0584591A JP7434591A JP7434591A JPH0584591A JP H0584591 A JPH0584591 A JP H0584591A JP 7434591 A JP7434591 A JP 7434591A JP 7434591 A JP7434591 A JP 7434591A JP H0584591 A JPH0584591 A JP H0584591A
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Takuji Yoshida
卓司 吉田
Kohei Kubota
耕平 久保田
Sukeyuki Murata
祐行 村田
Masahito Ito
雅人 伊藤
Fuminori Matsuda
文憲 松田
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 【目的】 硬度の不十分なプラスチック射出成形用亜鉛
合金金型あるいはプレス加工用亜鉛合金金型の摩耗を受
けやすい部分に肉盛するのに適しており、ビッカース硬
さが150以上であり、肉盛溶接加工が容易である亜鉛
合金、及びこの亜鉛合金を用いて肉盛された金型を提供
する。 【構成】 (1)マグネシウム1〜4重量%及びアルミ
ニウム3〜28重量%を含み、残部が亜鉛と不可避の不
純物からなるか、(2)上記(1)の成分に更に銅20
重量%以下を含むか、又は(3)上記(1)又は(2)
の成分に更にチタン0.03〜0.2重量%、ストロンチウム
0.03〜0.2重量%、ボロン0.03〜0.2重量%、ベリリウ
ム0.03〜0.2重量%、イットリウム0.03〜0.2重量%、
ランタノイド0.03〜0.2重量%、ニッケル0.03〜0.2重
量%及びコバルト0.03〜0.2重量%からなる群から選ば
れた少なくとも1種を含み、ビッカース硬さが150以
上の硬化肉盛用硬質亜鉛合金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は硬化肉盛用硬質亜鉛合金
及び該合金からなる肉盛部を有する金型に関する。より
詳しくは、硬度の不十分なプラスチック射出成形用亜鉛
合金金型あるいはプレス加工用亜鉛合金金型の摩耗を受
けやすい部分に肉盛するのに適しており、肉盛溶接加工
が容易であり、硬質である亜鉛合金及びこれを用いて肉
盛された金型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プラスチックの射出成形及びプレ
ス成形に用いられる金型としては、鋳鉄製、鋳鋼製の数
十万ショットを超える大規模量産用の金型、亜鉛基合金
(例えば、ZASの商品名で知られているアルミニウム
4.1重量%、銅3.0重量%、マグネシウム0.05重量%を
含んだ亜鉛合金)を410〜450℃で砂型鋳造するこ
とにより製作された量産前の少量試作用の金型、各種の
亜鉛基合金を砂型鋳造することにより製作された金型等
が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の亜鉛合金金型は硬度が不十分であり、そのため金型の
一部がプレス成形時や射出成形時に摩耗することにな
る。このような問題を解決する一手段として、金型の摩
耗を受けやすい部分に所定の硬度を持つ硬質亜鉛合金を
肉盛することが考えられる。
【0004】本発明の目的は、硬度の不十分なプラスチ
ック射出成形用亜鉛合金金型あるいはプレス加工用亜鉛
合金金型の摩耗を受けやすい部分に肉盛するのに適して
おり、ビッカース硬さが150以上であり、肉盛溶接加
工が容易である亜鉛合金、及びこの亜鉛合金を用いて肉
盛された金型を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の硬化肉盛用硬質
亜鉛合金は、(1) マグネシウム1〜4重量%及びア
ルミニウム3〜28重量%を含み、残部が亜鉛と不可避
の不純物からなるか、(2) 上記(1)の成分に更に
銅20重量%以下を含むか、又は(3) 上記(1)又
は(2)の成分に更にチタン0.03〜0.2重量%、ストロ
ンチウム0.03〜0.2重量%、ボロン0.03〜0.2重量%、
ベリリウム0.03〜0.2重量%、イットリウム0.03〜0.2
重量%、ランタノイド0.03〜0.2重量%、ニッケル0.03
〜0.2重量%及びコバルト0.03〜0.2重量%からなる群
から選ばれた少なくとも1種を含み、ビッカース硬さが
150以上の亜鉛合金である。
【0006】本発明の硬化肉盛用硬質亜鉛合金は、従来
の硬度の不十分なプラスチック射出成形用亜鉛合金金型
あるいはプレス加工用亜鉛合金金型の摩耗し易い部分に
予め、又は補修として肉盛するのに適しているだけでな
く、ダイカストや一般鋳物用としても有用である。
【0007】また、本発明の金型は上記の硬化肉盛用硬
質亜鉛合金からなる肉盛部を有する金型である。
【0008】本発明において、マグネシウムは亜鉛合金
の硬さを上昇させる働きがあり、本発明の亜鉛合金にお
いては1重量%以上の添加で硬さが急上昇し、150以
上のビッカース硬さを得ることできる。しかし、その添
加量が4重量%を超えると溶接時に割れが発生すること
があるのでその上限は4重量%に制限される。
【0009】本発明において、アルミニウムは亜鉛合金
の引張強さ等の機械的強度や硬度を増大させる働きがあ
り、その添加効果を発揮させて本発明の目的を達成する
ためには3重量%以上含むことが必要である。しかし、
その添加量が28重量%を超えると亜鉛合金が脆くなる
傾向があるので好ましくない。
【0010】本発明において、亜鉛合金の引張強さ等の
機械的強度や硬度を更に増大させるために銅を加えるこ
とができる。その添加効果は添加量に応じて大きくなる
が、その添加量が20重量%を超えると50μm 以上の
溶接欠陥が溶接部及びその近傍に迄生成しやすくなるの
で好ましくない。
【0011】本発明においては、亜鉛合金の機械的強度
を更に増大させるためにチタン0.03〜0.2重量%、スト
ロンチウム0.03〜0.2重量%、ボロン0.03〜0.2重量
%、ベリリウム0.03〜0.2重量%、イットリウム0.03〜
0.2重量%、ランタノイド0.03〜0.2重量%、ニッケル
0.03〜0.2重量%及びコバルト0.03〜0.2重量%からな
る群から選ばれた少なくとも1種を添加することができ
る。それらの添加量が0.03重量%未満の場合には添加効
果が不十分であり、また0.2重量%を超えて添加しても
それ以上の添加効果は得られない。
【0012】本発明の硬化肉盛用硬質亜鉛合金はビッカ
ース硬さが150以上であるので、硬度の不十分な亜鉛
合金からなる金型の摩耗を受けやすい部分に肉盛して充
分な硬度のプラスチック成形用金型又はプレス加工用金
型とすることができる。
【0013】実施例1〜24及び比較例1〜14 第1表に示す合金成分を第1表に示す量(重量%)で含
有し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなる合金を調製
した。それらの合金を肉盛溶接に用い、その肉盛部のビ
ッカース硬さを測定したところ、第1表に示す通りであ
った。
【0014】 第1表 Al Cu Mg その他 ビッカース硬さ 実施例1 4.1 3.0 3.0 − 185 比較例1 4.1 3.0 0.05 − 106 実施例2 7.0 4.5 3.0 − 190 比較例2 7.0 4.5 0.02 − 120 実施例3 7.0 6.5 3.0 − 190 比較例3 7.0 6.5 0.02 − 130 実施例4 4.1 0.0 3.0 − 165 比較例4 4.1 0.0 0.05 − 80 実施例5 4.1 1.0 3.0 − 170 比較例5 4.1 1.0 0.05 − 90 実施例6 8.0 1.0 3.0 − 180 比較例6 8.0 1.0 0.02 − 110 実施例7 12.0 1.0 3.0 − 185 比較例7 12.0 1.0 0.02 − 125 実施例8 27.0 2.5 3.0 − 200 比較例8 27.0 2.5 0.02 − 140 実施例9 10.0 10.0 3.0 − 200 比較例9 10.0 10.0 0.02 − 140 実施例10 16.0 10.0 3.0 − 200 比較例10 16.0 10.0 0.02 − 140 実施例11 25.0 20.0 3.0 − 210 比較例11 25.0 20.0 0.02 − 160 実施例12 25.0 10.0 3.0 − 210 比較例12 25.0 10.0 0.02 − 150 実施例13 7.0 4.0 3.0 Ti 0.1 200 実施例14 7.0 4.0 3.0 Sr 0.1 200 実施例15 7.0 4.0 3.0 B 0.1 200 実施例16 7.0 4.0 3.0 Be 0.1 200 実施例17 7.0 4.0 3.0 Y 0.1 200 実施例18 7.0 4.0 3.0 La 0.1 200 実施例19 7.0 4.0 3.0 Mm 0.1 200 実施例20 7.0 4.0 3.0 Ni 0.1 200 実施例21 7.0 4.0 3.0 Co 0.1 200 比較例13 7.0 4.0 0.8 Mg 0.05 145 実施例22 7.0 4.0 1.0 155 実施例23 7.0 4.0 3.0 190 実施例24 7.0 4.0 4.0 200 比較例14 7.0 4.0 4.5 200 (鋳造時に割れる)
【0015】実施例25 断面図で見て対称の位置にR部を有する金型を形成する
ことのできる砂型に前記比較例1のZAS合金を435
℃で鋳造して金型を形成し、その一方のR部は鋳造した
ままにしておき、もう一方のR部を研削した後実施例1
の亜鉛合金で元の形状に肉盛溶接し、仕上げをしてプレ
ス加工用金型を製作した。このプレス加工用金型を用い
て、厚さ1.2mmのSS41冷延板をプレス加工して金型
の摩耗度を評価した。その結果、実施例1の亜鉛合金で
肉盛した部分はZAS合金そのままの部分の10倍の耐
摩耗性を有することが分かった。
【0016】
【発明の効果】本発明の硬化肉盛用硬質亜鉛合金は、従
来技術の硬度の不十分な亜鉛合金製金型の摩耗を受けや
すい部分に肉盛して1.5倍以上の硬度を有するプラスチ
ック成形用金型又はプレス加工用金型を作成することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 4/06 6919−4K (72)発明者 村田 祐行 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 雅人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松田 文憲 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネシウム1〜4重量%及びアルミニ
    ウム3〜28重量%を含み、残部が亜鉛と不可避の不純
    物からなり、ビッカース硬さが150以上である硬化肉
    盛用硬質亜鉛合金。
  2. 【請求項2】 マグネシウム1〜4重量%、アルミニウ
    ム3〜28重量%及び銅20重量%以下を含み、残部が
    亜鉛と不可避の不純物からなり、ビッカース硬さが15
    0以上である硬化肉盛用硬質亜鉛合金。
  3. 【請求項3】 マグネシウム1〜4重量%及びアルミニ
    ウム3〜28重量%を含み、更にチタン0.03〜0.2重量
    %、ストロンチウム0.03〜0.2重量%、ボロン0.03〜0.
    2重量%、ベリリウム0.03〜0.2重量%、イットリウム
    0.03〜0.2重量%、ランタノイド0.03〜0.2重量%、ニ
    ッケル0.03〜0.2重量%及びコバルト0.03〜0.2重量%
    からなる群から選ばれた少なくとも1種を含み、残部が
    亜鉛と不可避の不純物からなり、ビッカース硬さが15
    0以上である硬化肉盛用硬質亜鉛合金。
  4. 【請求項4】 マグネシウム1〜4重量%、アルミニウ
    ム3〜28重量%、銅20重量%以下を含み、更にチタ
    ン0.03〜0.2重量%、ストロンチウム0.03〜0.2重量
    %、ボロン0.03〜0.2重量%、ベリリウム0.03〜0.2重
    量%、イットリウム0.03〜0.2重量%、ランタノイド0.
    03〜0.2重量%、ニッケル0.03〜0.2重量%及びコバル
    ト0.03〜0.2重量%からなる群から選ばれた少なくとも
    1種を含み、残部が亜鉛と不可避の不純物からなり、ビ
    ッカース硬さが150以上である硬化肉盛用硬質亜鉛合
    金。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載の合金から
    なる肉盛部を有する金型。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945066A (en) * 1997-11-20 1999-08-31 Griffin; James D. Zinc-copper based alloy and castings made therefrom
US6397651B2 (en) 2000-02-22 2002-06-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Die assembly and method of manufacturing die assembly
CN112593119A (zh) * 2020-12-29 2021-04-02 黑龙江怀特新型材料有限公司 一种高延伸率耐磨合金及其制备方法

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