JPH0615698B2 - 鋳造してなる亜鉛基合金金型 - Google Patents
鋳造してなる亜鉛基合金金型Info
- Publication number
- JPH0615698B2 JPH0615698B2 JP1162262A JP16226289A JPH0615698B2 JP H0615698 B2 JPH0615698 B2 JP H0615698B2 JP 1162262 A JP1162262 A JP 1162262A JP 16226289 A JP16226289 A JP 16226289A JP H0615698 B2 JPH0615698 B2 JP H0615698B2
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- JP
- Japan
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- casting
- weight
- zinc
- based alloy
- alloy
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- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械的強度が高く、鋳造性に優れ、しかも鋳造
欠陥のほとんどない健全な鋳物を得ることができ、従っ
てプラスチック射出成型あるいはプレス加工に用いるに
好適な鋳造してなる亜鉛基合金金型に関する。
欠陥のほとんどない健全な鋳物を得ることができ、従っ
てプラスチック射出成型あるいはプレス加工に用いるに
好適な鋳造してなる亜鉛基合金金型に関する。
従来、プラスチック射出成型およびプレスの試作金型用
としてＡｌ4.1重量％、Ｃu3.0重量％、Ｍg0.05重量％を
含んだ亜鉛合金ＺＡＳ（商品名）が広く利用されてい
る。この合金は410〜450℃の温度で鋳造が可能なうえ、
パターン再現性および鋳肌が良く、溶湯処理も特に必要
としないということで鋳造が極めて容易である。また、
砂型鋳造で22〜27kgf/mmの引張強度が得られる。ところ
が、近年、多品種少量生産の潮流の中でこの亜鉛金型の
少量生産用へのグレードアップ、すなわち強度向上が検
討されている。
としてＡｌ4.1重量％、Ｃu3.0重量％、Ｍg0.05重量％を
含んだ亜鉛合金ＺＡＳ（商品名）が広く利用されてい
る。この合金は410〜450℃の温度で鋳造が可能なうえ、
パターン再現性および鋳肌が良く、溶湯処理も特に必要
としないということで鋳造が極めて容易である。また、
砂型鋳造で22〜27kgf/mmの引張強度が得られる。ところ
が、近年、多品種少量生産の潮流の中でこの亜鉛金型の
少量生産用へのグレードアップ、すなわち強度向上が検
討されている。
このため、これに関連した亜鉛基合金として、例えば、
特公昭51-5342号公報にはＡｌ２〜12重量％、Ｃu１〜10
重量％、Ｍg0.01〜0.5重量％、Ｂe0.02〜0.15重量％、
Ｔi0.01〜1.5重量％、Ａg0.01〜3.0重量％を含有し、残
部が亜鉛からなる耐摩耗性亜鉛基合金が開示されてい
る。さらに、特開昭63-38548号公報にはＡｌ１〜10重量
％、Ｃu１〜15重量％、Ｍg0.01〜0.5重量％、Ｙ0.02〜
1.0重量％を含有し、残部Ｚnからなる亜鉛基合金、ある
いは特開昭63-65043号公報にはＣu５〜15重量％、Ｍg0.
2重量％以下、ランタニド0.05〜３重量％およびＡｌを
特定の式を満たす量含有し、残部がＺnからなる亜鉛基
合金が開示されている。
特公昭51-5342号公報にはＡｌ２〜12重量％、Ｃu１〜10
重量％、Ｍg0.01〜0.5重量％、Ｂe0.02〜0.15重量％、
Ｔi0.01〜1.5重量％、Ａg0.01〜3.0重量％を含有し、残
部が亜鉛からなる耐摩耗性亜鉛基合金が開示されてい
る。さらに、特開昭63-38548号公報にはＡｌ１〜10重量
％、Ｃu１〜15重量％、Ｍg0.01〜0.5重量％、Ｙ0.02〜
1.0重量％を含有し、残部Ｚnからなる亜鉛基合金、ある
いは特開昭63-65043号公報にはＣu５〜15重量％、Ｍg0.
2重量％以下、ランタニド0.05〜３重量％およびＡｌを
特定の式を満たす量含有し、残部がＺnからなる亜鉛基
合金が開示されている。
しかしながら、特公昭51-5342号公報記載の発明は微量
添加元素であるＢe、Ｔi、Ａgが溶湯中にて酸化され易
く、ドロスの巻き込みが発生して鋳造欠陥を生じ、プラ
スチック成型品等の製造歩留が低下する虞れあるもので
あった。
添加元素であるＢe、Ｔi、Ａgが溶湯中にて酸化され易
く、ドロスの巻き込みが発生して鋳造欠陥を生じ、プラ
スチック成型品等の製造歩留が低下する虞れあるもので
あった。
さらに、特開昭63-38548号記載の発明および特開昭63-6
5043号公報記載の発明はそれぞれＹおよびランタニドを
含有させているため、これら元素が酸化され、ドロスの
巻き込みに代表される鋳造欠陥が発生し易く、上記した
と同様な問題点を有するものであった。
5043号公報記載の発明はそれぞれＹおよびランタニドを
含有させているため、これら元素が酸化され、ドロスの
巻き込みに代表される鋳造欠陥が発生し易く、上記した
と同様な問題点を有するものであった。
本発明は上記状況に鑑み、機械的強度が高く、鋳造性に
優れ、しかも鋳造欠陥のほとんど発生しない鋳造してな
る亜鉛基合金金型を提供することを目的とする。
優れ、しかも鋳造欠陥のほとんど発生しない鋳造してな
る亜鉛基合金金型を提供することを目的とする。
上記課題を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ね
る過程で、本出願人の出願に係る特願平1-5983号記載の
機械加工してなる金型、すなわち６〜12重量％％Ａｌ-
5.5〜12重量％Ｃu-Ｍg-Ｚｎからなり、鋳造性が劣るた
め機械加工が不可欠とされた亜鉛基合金に着目し、この
合金の成分範囲を変えて種々検討したところ、Ａｌおよ
びＣuの特定の限定された成分範囲内では驚くべきこと
には鋳造性が極めて良好となるとともに鋳造欠陥もほと
んど見られないということを知見した。
る過程で、本出願人の出願に係る特願平1-5983号記載の
機械加工してなる金型、すなわち６〜12重量％％Ａｌ-
5.5〜12重量％Ｃu-Ｍg-Ｚｎからなり、鋳造性が劣るた
め機械加工が不可欠とされた亜鉛基合金に着目し、この
合金の成分範囲を変えて種々検討したところ、Ａｌおよ
びＣuの特定の限定された成分範囲内では驚くべきこと
には鋳造性が極めて良好となるとともに鋳造欠陥もほと
んど見られないということを知見した。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものであ
り、Ａｌ6.5〜7.5重量％、Ｃu5.6〜6.5重量％、Ｍg0.01
〜0.20重量％、残部が不可避不純物を別にしてＺnから
なり、430℃におけるラゴンヌ流動長が230mm以上、凝固
温度幅が13℃以上で、かつ鋳造品の表面３mm以内に50μ
ｍ以上の欠陥が１個／100cm2以内である鋳造してなる亜
鉛基合金金型である。
り、Ａｌ6.5〜7.5重量％、Ｃu5.6〜6.5重量％、Ｍg0.01
〜0.20重量％、残部が不可避不純物を別にしてＺnから
なり、430℃におけるラゴンヌ流動長が230mm以上、凝固
温度幅が13℃以上で、かつ鋳造品の表面３mm以内に50μ
ｍ以上の欠陥が１個／100cm2以内である鋳造してなる亜
鉛基合金金型である。
本発明において、ラゴンヌ流動長はとは、所定の成分の
溶湯を430℃において十分に攪拌し、この溶湯の中に外
径６mmφ、内径４mmφのガラス管の一端を挿入し、かつ
他端から240mmHgの負圧を加え、この時にガラス管内に
流入して固化した金属の長さを測定した値である。本発
明では良好な鋳造性を確保するために、この430℃にお
けるラゴンヌ流動長が230mm以上必要である。ラゴンヌ
流動長が230mm未満であると、湯流れ性が悪くなり、種
々な形状の鋳型の隅々まで湯が到着しにくくなる。
溶湯を430℃において十分に攪拌し、この溶湯の中に外
径６mmφ、内径４mmφのガラス管の一端を挿入し、かつ
他端から240mmHgの負圧を加え、この時にガラス管内に
流入して固化した金属の長さを測定した値である。本発
明では良好な鋳造性を確保するために、この430℃にお
けるラゴンヌ流動長が230mm以上必要である。ラゴンヌ
流動長が230mm未満であると、湯流れ性が悪くなり、種
々な形状の鋳型の隅々まで湯が到着しにくくなる。
また、同様に良好な鋳造性を得るため、凝固温度範囲幅
が13℃以上必要である。凝固温度範囲幅が13℃より狭い
と鋳造品内部に鋳造欠陥が生じ易くなる。この理由は明
らかではないが、鋳造品表面と内部の冷却温度の差が小
さくなり気泡が逃げにくくなることに起因するものと考
えられる。
が13℃以上必要である。凝固温度範囲幅が13℃より狭い
と鋳造品内部に鋳造欠陥が生じ易くなる。この理由は明
らかではないが、鋳造品表面と内部の冷却温度の差が小
さくなり気泡が逃げにくくなることに起因するものと考
えられる。
さらに、本発明では健全な鋳造品を得るために、鋳造品
表面の３mm以内に50μｍ以上の欠陥が１個／100cm2以内
であることが必要である。
表面の３mm以内に50μｍ以上の欠陥が１個／100cm2以内
であることが必要である。
ここで、改めて本発明の成分組成範囲の限定理由を説明
する。
する。
Ａｌ：7.5重量％を超えると凝固温度幅が狭くなり、鋳
造欠陥が多くなる。逆に6.5重量％に達しないと流動性
が低下して湯の流れが悪くなるとともに鋳造欠陥も多く
なる。
造欠陥が多くなる。逆に6.5重量％に達しないと流動性
が低下して湯の流れが悪くなるとともに鋳造欠陥も多く
なる。
Ｃu：6.5重量％を超えると流動性が低下して湯の流れが
悪くなるとともに鋳造欠陥が多くなる。さらに、プラス
チック成形用の一部に用いられるシボ加工が困難にな
る。ここでシボ加工とは、プラスチック成形品の表面に
模様を付けるため、エチッングにより金型表面に微細な
凹凸模様を付けることである。逆に、Ｃu含量が5.6重量
％に達しないと凝固温度幅が狭くなり、鋳造欠陥が多く
なる。
悪くなるとともに鋳造欠陥が多くなる。さらに、プラス
チック成形用の一部に用いられるシボ加工が困難にな
る。ここでシボ加工とは、プラスチック成形品の表面に
模様を付けるため、エチッングにより金型表面に微細な
凹凸模様を付けることである。逆に、Ｃu含量が5.6重量
％に達しないと凝固温度幅が狭くなり、鋳造欠陥が多く
なる。
Ｍg：Ｍgは粒間腐食を防止するために0.01〜0.2重量％
必要である。0.2重量％を超えると合金を脆化させる。
必要である。0.2重量％を超えると合金を脆化させる。
このような本発明合金を鋳造する方法はＺＡＳ合金と同
様で良く、また凝固時にはアルミニウムの偏析を避ける
ために、上部を加熱して底部を冷却するトップヒート法
を採用することが望ましい。
様で良く、また凝固時にはアルミニウムの偏析を避ける
ために、上部を加熱して底部を冷却するトップヒート法
を採用することが望ましい。
このように本発明ではＡｌ−Ｃu−Ｍg−Ｚｎからなり、
これ以外の添加元素が加えられていないため、ドロスが
発生してこれが巻き込まれることによる鋳造欠陥が生じ
ることがなく、しかもラゴンヌ流動長が所定長さ以上で
かつ凝固温度範囲幅が所定値以上であるため、鋳造性に
優れ、機械的強度も36kg/mm2となる。
これ以外の添加元素が加えられていないため、ドロスが
発生してこれが巻き込まれることによる鋳造欠陥が生じ
ることがなく、しかもラゴンヌ流動長が所定長さ以上で
かつ凝固温度範囲幅が所定値以上であるため、鋳造性に
優れ、機械的強度も36kg/mm2となる。
以下に本発明の実施例を説明する。
実施例 第１表に示す組成の亜鉛基合金を、黒鉛るつぼを用いて
溶解して調製した。次に、これら合金を再度溶解し、試
験鋳型に鋳造温度430℃で鋳造し、また凝固時には鋳型
上部をバーナーで加熱するトップヒートを行った。こう
して得られた鋳物について、鋳造欠陥の数、引張強度、
ブリネル硬さを評価した。また、これら亜鉛基合金を43
0℃におけるラゴンヌ流動長および凝固温度範囲幅を測
定し、これらを第１表に併せて示す。
溶解して調製した。次に、これら合金を再度溶解し、試
験鋳型に鋳造温度430℃で鋳造し、また凝固時には鋳型
上部をバーナーで加熱するトップヒートを行った。こう
して得られた鋳物について、鋳造欠陥の数、引張強度、
ブリネル硬さを評価した。また、これら亜鉛基合金を43
0℃におけるラゴンヌ流動長および凝固温度範囲幅を測
定し、これらを第１表に併せて示す。
これら各評価の試験方法は次の通りである。
（試験条件） (1) 鋳造欠陥の数：鋳物下部の10cm角の面に対して浸
透探傷を実施して欠陥を検出し、50μｍ以上の欠陥個数
を測定した。測定面は鋳物表面、同じ個所を1.5mm研削
した面、さらに1.5mm研削した面（表面から３mm深さ）
の三面の測定し、その平均値を測定値とした。
透探傷を実施して欠陥を検出し、50μｍ以上の欠陥個数
を測定した。測定面は鋳物表面、同じ個所を1.5mm研削
した面、さらに1.5mm研削した面（表面から３mm深さ）
の三面の測定し、その平均値を測定値とした。
(2) 引張強度：インストロン引張試験機により引張速
度１cm／分、温度25℃で測定した。試験片はＪＩＳ４号
試験片とした。
度１cm／分、温度25℃で測定した。試験片はＪＩＳ４号
試験片とした。
(3) ブリネル硬さ：ブリネル硬さ試験機により荷重100
0kg、30秒保持、保持温度25℃で測定した。
0kg、30秒保持、保持温度25℃で測定した。
(4) シボ加工：エッチング溶液に硝酸アルコール（３
％ＨＮＯ3）を用いて鋳造品表面をエッチングして、そ
の模様が金属組織により乱されるか否かを限度見本との
対比で目視で判断した。限度見本以上に乱されていない
ものをシボ加工可能と判断した。
％ＨＮＯ3）を用いて鋳造品表面をエッチングして、そ
の模様が金属組織により乱されるか否かを限度見本との
対比で目視で判断した。限度見本以上に乱されていない
ものをシボ加工可能と判断した。
第１表から次のことがわかる。
(1)本発明合金によりＡｌが低いか、Ｃuが高いと、ラゴ
ンヌ流動長で表される流動性が悪化する。
ンヌ流動長で表される流動性が悪化する。
(2)本発明合金よりＡｌが高いか、Ｃuが低いと、凝固温
度範囲幅が狭くなる。
度範囲幅が狭くなる。
(3)本発明合金にミッシュメタルあるいはＢｅを微量添
加して強度向上を図ろうとすれば、鋳造欠陥が多発し
た。
加して強度向上を図ろうとすれば、鋳造欠陥が多発し
た。
(4)また、Ｃuが高くなると、シボ加工性が劣るようにな
る。
る。
なお、本発明実施例合金はいずれも32kgf/mm以上の機械
的強度を有するものであり、従って平均的な条件では50
000〜100000ショットのポリアセタール樹脂の射出成形
に、そしてプレスでＳＰＣ1.2mm10000回に耐えるもので
あった。
的強度を有するものであり、従って平均的な条件では50
000〜100000ショットのポリアセタール樹脂の射出成形
に、そしてプレスでＳＰＣ1.2mm10000回に耐えるもので
あった。
以上説明したところから明らかなように、本発明によれ
ば、ＺＡＳ合金と同様に良好な鋳造性を有し、ＺＡＳ合
金における鋳造方案がそのまま生かせるとともに、ＺＡ
Ｓ合金に対して機械的強度が大幅に向上し、鋳造欠陥も
ほとんど生じない鋳造してなる亜鉛基合金金型が得られ
る。
ば、ＺＡＳ合金と同様に良好な鋳造性を有し、ＺＡＳ合
金における鋳造方案がそのまま生かせるとともに、ＺＡ
Ｓ合金に対して機械的強度が大幅に向上し、鋳造欠陥も
ほとんど生じない鋳造してなる亜鉛基合金金型が得られ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古郡 恭敬 埼玉県上尾市原市1333―２ 三井金属中央 研究所内 (72)発明者 吉田 卓司 埼玉県上尾市原市1333―２ 三井金属中央 研究所内 (56)参考文献 特開 平１−104737（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−168834（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウム6.5〜7.5重量％、銅5.6〜6.5
重量％、マグネシウム0.01〜0.20重量％、残部が不可避
不純物を別にして亜鉛からなり、430℃におけるラゴン
ヌ流動長が230mm以上、凝固温度幅が13℃以上で、かつ
表面３mm以内に50μｍ以上の欠陥が１個／100cm2以内で
ある鋳造してなる亜鉛基合金金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162262A JPH0615698B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 鋳造してなる亜鉛基合金金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162262A JPH0615698B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 鋳造してなる亜鉛基合金金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0328340A JPH0328340A (ja) | 1991-02-06 |
| JPH0615698B2 true JPH0615698B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=15751103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162262A Expired - Lifetime JPH0615698B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 鋳造してなる亜鉛基合金金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615698B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1584698A1 (de) * | 2004-03-11 | 2005-10-12 | Eike Schulz | Zinkgusslegierung mit hoher Festigkeit und guten Giesseigenschaften |
| US20110014084A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-20 | Eastern Alloys, Inc. | High strength, creep resistant zinc alloy |
| JP6309410B2 (ja) | 2014-09-24 | 2018-04-11 | 川崎重工業株式会社 | 鞍乗り型車両のエンジン支持構造 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01104737A (ja) * | 1987-07-01 | 1989-04-21 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 金型用亜鉛基合金 |
| JPH0814011B2 (ja) * | 1987-12-24 | 1996-02-14 | 三井金属鉱業株式会社 | 高強度ダイカスト用亜鉛基合金 |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP1162262A patent/JPH0615698B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0328340A (ja) | 1991-02-06 |
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