JPH0699763B2

JPH0699763B2 - 金型用銅合金

Info

Publication number: JPH0699763B2
Application number: JP2446987A
Authority: JP
Inventors: 功吉田; 雄二郎前田; 康彦戸祭
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPS63192833A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、プラスチック成形用金型の構成材として用い
て好適な金型用銅合金に関する。

［従来の技術］近年、事務用機器等の各種機器のハウジング、構成部品
等がプラスチック化され、かつ機器の性能を向上させる
べくそれら機器の頻繁なモデルチェンジが行なわれてい
る。これにともない、プラスチック成形品の成形サイク
ルが短くなり、多品種少量生産が実施されている。この
ため、プラスチック成形用金型の構成材としては、鋳造
／加工が容易な材料が求められている。

従来のプラスチック成形用金型、特に射出成形用金型の
構成材としては、鋳鉄、鋳鋼等の金属が用いられてい
る。これらの金属は、機械的強度は優れるものの、鋳造
／加工が困難である。すなわち、鋳鉄、鋳鋼は鋳造温度
が高いため、鋳造のための大規模な設備を必要とする。
また、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、表面研磨に多大の工数を必要とする。
また、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。

そこで近年、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の構成材として、亜鉛合金や銅合金
が使用されている。亜鉛合金は、JIS H 5301が規定する
ダイキャスト用亜鉛合金（ZDC−１）をベースとしてお
り、Znの他にAl、Cu、Mg等を含有している。また、銅合
金は、例えば特公昭56−11380号公報に示されるよう
に、Cuの他に、Al、Fe、Mn等を含有している。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記従来の亜鉛合金や銅合金は、機械的
強度が不十分である。すなわち、これらの合金をプラス
チック成形用金型の構成材として用いる場合には、金型
表面にクラックを生ずるおそれがある。また、この合金
を用いて成形作業を重ねるにつれ、金型の寸法精度が低
下し、プラスチック成形品にバリを生ずるおそれがあ
り、このため、この金型は試作型程度にしか用いること
ができない。

本発明は、機械的強度に優れ、かつ鋳造／加工が容易な
金型用合金を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明に係る金型用銅合金は、重量パーセントでCu 55
〜75％、Mn 0.5〜1.5％、Fe 0.5〜1.5％、Al 0.5〜1.5
％、Sn 0.5％以下、Pb 0.05％以下、Be 0.01〜0.5％、C
o 0.001〜0.1％、残部Znと微量の不可避不純物とからな
るようにしたものである。

［作用］本発明合金によれば、Cu、Znを主成分とするため機械的
強度を確保し、鋳造／加工性を良好とすることができ
る。

また、Mn、Fe、Alの添加によって機械的強度の向上が図
られ、Co、Beの添加によって耐酸化性および硬度の向上
が図られている。

Sn、Pbは主成分であるCuに対する溶解度が小さく、粒界
に析出し耐食性に悪影響を及ぼすため、より少量とする
のが望ましい。特に、Pbについてはできるだけ低濃度で
あることが必要である。

以下、合金の成分組成を前述の通りに限定した理由につ
いて説明する。

Cu含有量 Cuは機械的強度を向上する作用があるが、その含有量が
55％未満では所期の強度向上効果を得ることができず、
他方75％を越えて含有させると加工性を阻害することと
なるから、55〜75％と定めた。

Mn含有量 Mnは機械的強度を向上する作用があるが、その含有量が
0.5％未満では所期の強度向上効果を図ることができ
ず、他方1.5％を越えて含有させると脆化することとな
るから、0.5〜1.5％と定めた。

Fe含有量 Feは機械的強度、硬度を向上する作用があるが、その含
有量が0.5％未満では所期の強度、硬度向上効果を得る
ことができず、他方1.5％を越えて含有させると脆化す
ることとなるから、0.5〜1.5％と定めた。

Al含有量 Alは機械的強度、硬度を向上する作用があるが、その含
有量が0.5未満では所期の強度、硬度向上効果を得るこ
とができず、他方1.5％を越えて含有させると脆化する
こととなるから、0.5〜1.5％と定めた。

Sn含有量 Snは0.5％を越えて含有させると耐食性を悪化すること
となるから、0.5％以下と定めた。

Pb含有量 Pbは0.05％を越えて含有させると耐食性を悪化すること
となるから、0.05％以下と定めた。

Be含有量 Beは耐食性、硬度を向上する作用があるが、その含有量
が0.01％未満では所期の耐食性、硬度向上効果を得るこ
とができず、他方0.5％を越えて含有させると脆化する
こととなり、高価でもあることから、0.01〜0.5％と定
めた。

Co含有量 Coは耐食性、硬度を向上する作用があるが、その含有量
が0.001％未満では所期の耐食性、硬度向上効果を得る
ことができず、他方0.1％を越えて含有させると脆化す
ることとなり、高価でもあることから、0.001〜0.1％と
定めた。

Zn含有量 Znは機械加工性を向上する作用があるが、その含有量が
過多となると機械的強度を低下させる。Znの含有量を他
の金属元素の上記組成に対する残部とする場合には、機
械的強度を阻害することなく、機械加工性を向上でき
る。

すなわち、本発明合金にあっては、上記の各金属元素を
上記の含有量で混合組成することにより、機械的強度お
よび表面硬度を上げ、かつ鋳造／加工性を向上させるこ
とができる。

なお、本発明合金は、Cuを主成分とする合金であるか
ら、上記各金属元素の他にNiを成分元素として添加する
場合には、Niがさらに加工性の向上に寄与するのでより
好ましい。

［実施例］本発明合金の引張強度および硬度ならびに融点を、比較
合金と対比して表１に示す。

表１に示す組成のCu-Zn-Mn-Fe-Al-Sn-Pb-Be-Co系の本発
明合金Ａ〜ＥのそれぞれにNiを0.2％添加した合金を作
成し、各成分が均一に溶解したことを確認した後、JIS
H 5301参考図Ａに示す引張試験片を作成した。これらの
引張試験片について、JIS Z 2241の規定に従い引張試験
を施し、それらの引張破断強度を求めた。また、上記の
各合金について、JIS Z 2243の規定に従いブリネル硬度
を測定した。

また、表１に示す比較合金Ｆ〜Ｈについても、上記と同
様な方法により、引張強度と硬度を測定した。なお、比
較合金ＦはJIS H 5301が規定するダイキャスト亜鉛合金
（ZDC−１）、比較合金Ｇは三井金属鉱業（株）の鋳造
金型用亜鉛合金（ZAS）、比較合金ＨはJIS H 5101が規
定する黄銅鋳物（YBsC1）である。

表１によれば、本発明合金は比較合金に比して、引張強
度、硬度に優れていることが認められる。また、本発明
合金は鋳鉄、鋳鋼に比して、融点が約900℃と手頃であ
り、鋳造／加工性が良く、射出成形金型用合金等として
非常に有用であることが認められる。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、機械的強度に優れ、か
つ鋳造／加工が容易な金型用合金を得ることが可能とな
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量パーセントでCu 55〜75％、Mn 0.5〜
1.5％、Fe 0.5〜1.5％、Al 0.5〜1.5％、Sn 0.5％以
下、Pb 0.05％以下、Be 0.01〜0.5％、Co 0.001〜0.1
％、残部Znと微量の不可避不純物とからなる金型用銅合
金。