JPH0741399B2 - 高アルミニウム亜鉛基合金ブロックのトップヒート鋳造法 - Google Patents
高アルミニウム亜鉛基合金ブロックのトップヒート鋳造法Info
- Publication number
- JPH0741399B2 JPH0741399B2 JP3085782A JP8578291A JPH0741399B2 JP H0741399 B2 JPH0741399 B2 JP H0741399B2 JP 3085782 A JP3085782 A JP 3085782A JP 8578291 A JP8578291 A JP 8578291A JP H0741399 B2 JPH0741399 B2 JP H0741399B2
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- JP
- Japan
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- zinc
- casting
- weight
- top heat
- aluminum
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高アルミニウム亜鉛基合
金のトップヒート鋳造法に関する。より詳しくは、重力
鋳造時に逆引けの生じない、高アルミニウム亜鉛基合金
のトップヒート鋳造法に関する。
金のトップヒート鋳造法に関する。より詳しくは、重力
鋳造時に逆引けの生じない、高アルミニウム亜鉛基合金
のトップヒート鋳造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業全般にわたって多品種少量生
産の潮流にあり、金型についても、従来の納期が長く且
つ単価の高い鋼製金型では機動的なモデルチェンジに対
応できず、それに代わって製造が容易で安価な少量生産
用金型が求められている。この要求に応えるのもとして
は、例えば、アルミニウム合金の金型ブロックや、ＺＡ
−８、ＺＡ−１２、ＺＡ−２７等の亜鉛基合金を用いて
製作した金型がある。アルミニウム合金は被切削性能、
被放電加工性能に優れているので、アルミニウム合金の
金型ブロックの場合には鋼製金型の場合と比較して加工
が容易であり、従って納期や加工費の節減ができ、また
亜鉛基合金の場合には金型を鋳造法で製作できるので工
数が少なく、従って納期や加工費が節減できる。
産の潮流にあり、金型についても、従来の納期が長く且
つ単価の高い鋼製金型では機動的なモデルチェンジに対
応できず、それに代わって製造が容易で安価な少量生産
用金型が求められている。この要求に応えるのもとして
は、例えば、アルミニウム合金の金型ブロックや、ＺＡ
−８、ＺＡ−１２、ＺＡ−２７等の亜鉛基合金を用いて
製作した金型がある。アルミニウム合金は被切削性能、
被放電加工性能に優れているので、アルミニウム合金の
金型ブロックの場合には鋼製金型の場合と比較して加工
が容易であり、従って納期や加工費の節減ができ、また
亜鉛基合金の場合には金型を鋳造法で製作できるので工
数が少なく、従って納期や加工費が節減できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、多くの亜鉛基合
金の鋳造は重力鋳造法で実施されている。しかし、亜鉛
基合金の内でＺＡ−１２やＺＡ−２７等の高アルミニウ
ム亜鉛基合金の鋳造特性として、凝固中に軽いアルミニ
ウム相が浮上するため、偏析が生じると共に凝固温度の
高い上部より凝固が始まり、最終的に下部に最終凝固部
が存在することになる。このような現象は逆引けと呼ば
れている。高アルミニウム亜鉛基合金を重力鋳造法で鋳
造する場合、小物鋳物の場合には問題無く製造できるも
のの、大物鋳物の場合には高アルミニウム含量に起因し
て逆引けが生じ、それで鋳造製品の下部表面に凝固収縮
が生じ、健全な鋳物は製造できないことがある。この理
由で、欧米においてはこれらの高アルミニウム亜鉛基合
金はダイカスト用合金として使用されているものの、重
力鋳造用としては使用されていない。
金の鋳造は重力鋳造法で実施されている。しかし、亜鉛
基合金の内でＺＡ−１２やＺＡ−２７等の高アルミニウ
ム亜鉛基合金の鋳造特性として、凝固中に軽いアルミニ
ウム相が浮上するため、偏析が生じると共に凝固温度の
高い上部より凝固が始まり、最終的に下部に最終凝固部
が存在することになる。このような現象は逆引けと呼ば
れている。高アルミニウム亜鉛基合金を重力鋳造法で鋳
造する場合、小物鋳物の場合には問題無く製造できるも
のの、大物鋳物の場合には高アルミニウム含量に起因し
て逆引けが生じ、それで鋳造製品の下部表面に凝固収縮
が生じ、健全な鋳物は製造できないことがある。この理
由で、欧米においてはこれらの高アルミニウム亜鉛基合
金はダイカスト用合金として使用されているものの、重
力鋳造用としては使用されていない。
【０００４】本発明の目的は、重力鋳造法で実施しても
逆引けが生じない、高アルミニウム亜鉛基合金のトップ
ヒート鋳造法を提供することにある。
逆引けが生じない、高アルミニウム亜鉛基合金のトップ
ヒート鋳造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、高アルミ
ニウム亜鉛基合金の重力鋳造法において、上記の凝固中
に浮上する軽いアルミニウム相をトップヒートすること
により再溶解させ、下部より凝固を進行させることによ
り、上記のような欠点が解消され、健全な鋳物を製造し
得ることを見出して本発明を完成した。
ニウム亜鉛基合金の重力鋳造法において、上記の凝固中
に浮上する軽いアルミニウム相をトップヒートすること
により再溶解させ、下部より凝固を進行させることによ
り、上記のような欠点が解消され、健全な鋳物を製造し
得ることを見出して本発明を完成した。
【０００６】即ち、本発明の高アルミニウム亜鉛基合金
ブロックのトップヒート鋳造法は、アルミニウム１２〜
３０重量％、銅５. ５重量％以下（０重量％の場合を含
む）及びマグネシウム０．０１〜０．２重量％を含有
し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなる亜鉛基合金を
重力鋳造時にトップヒート鋳造することを特徴とする逆
引けの生じない亜鉛基合金ブロックの製造方法である。
ブロックのトップヒート鋳造法は、アルミニウム１２〜
３０重量％、銅５. ５重量％以下（０重量％の場合を含
む）及びマグネシウム０．０１〜０．２重量％を含有
し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなる亜鉛基合金を
重力鋳造時にトップヒート鋳造することを特徴とする逆
引けの生じない亜鉛基合金ブロックの製造方法である。
【０００７】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、本発明で課題とし
ている重力鋳造時における逆引けはアルミニウム含量１
２重量％未満では生じないので、アルミニウム含量１２
重量％未満は本発明の対象外である。また、アルミニウ
ム含量が３０重量％を超えると凝固開始温度が高くな
り、鋳造用合金としては使用できない。従って、本発明
においては、通常の重力鋳造では逆引けが生じるような
アルミニウム含量１２〜３０重量％の高アルミニウム亜
鉛基合金を対象とする。
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、本発明で課題とし
ている重力鋳造時における逆引けはアルミニウム含量１
２重量％未満では生じないので、アルミニウム含量１２
重量％未満は本発明の対象外である。また、アルミニウ
ム含量が３０重量％を超えると凝固開始温度が高くな
り、鋳造用合金としては使用できない。従って、本発明
においては、通常の重力鋳造では逆引けが生じるような
アルミニウム含量１２〜３０重量％の高アルミニウム亜
鉛基合金を対象とする。
【０００８】本発明において、高アルミニウム亜鉛基合
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５.５重量％を超え
るとアルミニウム相が晶出する前に銅を多量に含んだ亜
鉛相が晶出し、この銅を多量に含んだ亜鉛相は溶湯の比
重よりも重いため下部に沈降し、凝固は下部より進行す
るので上記の逆引けは生じないので本発明の対象外であ
る。
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５.５重量％を超え
るとアルミニウム相が晶出する前に銅を多量に含んだ亜
鉛相が晶出し、この銅を多量に含んだ亜鉛相は溶湯の比
重よりも重いため下部に沈降し、凝固は下部より進行す
るので上記の逆引けは生じないので本発明の対象外であ
る。
【０００９】本発明の亜鉛基合金においては粒間腐食を
抑制するためにマグネシウムを添加する。マグネシウム
は０. ０１重量％以上の添加で有意の効果をもたらす
が、０. ２重量％を超えると機械的性質が低下するので
好ましくない。
抑制するためにマグネシウムを添加する。マグネシウム
は０. ０１重量％以上の添加で有意の効果をもたらす
が、０. ２重量％を超えると機械的性質が低下するので
好ましくない。
【００１０】次に、高アルミニウム亜鉛基合金のトップ
ヒート鋳造法を説明する。まず、所望の寸法のブロック
を製造することのできる砂型を配置し、上部よりガスバ
ーナーによって鋳物上部を加熱できるようにする。この
砂型中に高アルミニウム亜鉛基合金を鋳造し、鋳物上部
より加熱しながら凝固を進行させ、最終凝固部を上部に
もってきて、凝固収縮の生じる可能性のある部分を上部
にもってくる。これによって逆引けの問題を解決でき
る。
ヒート鋳造法を説明する。まず、所望の寸法のブロック
を製造することのできる砂型を配置し、上部よりガスバ
ーナーによって鋳物上部を加熱できるようにする。この
砂型中に高アルミニウム亜鉛基合金を鋳造し、鋳物上部
より加熱しながら凝固を進行させ、最終凝固部を上部に
もってきて、凝固収縮の生じる可能性のある部分を上部
にもってくる。これによって逆引けの問題を解決でき
る。
【００１１】実施例１〜１２及び比較例１〜１２ 表１に示す合金成分を表１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。それらの合金及び１５０mm角のブロックを鋳造し得
る砂型を用いて重力鋳造によりブロックを鋳造した。溶
湯温度はＡl １２％系では５００℃、Ａl ２０％系では
５５０℃、Ａl ２７％系では６００℃とした。上部から
の加熱（トップヒート）を鋳造直後から凝固終了まで、
上面が先に凝固することのないように注意しながら実施
した（実施例１〜１２）。また、比較例として表１に示
す合金成分を表１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、鋳造につ
いては上部からの加熱を実施しない以外は上記実施例１
〜１２と同様にして実施した（比較例１〜１２）。それ
ぞれの鋳造物について引け巣の発生位置を検査したとこ
ろ、表１に示す通りであった。
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。それらの合金及び１５０mm角のブロックを鋳造し得
る砂型を用いて重力鋳造によりブロックを鋳造した。溶
湯温度はＡl １２％系では５００℃、Ａl ２０％系では
５５０℃、Ａl ２７％系では６００℃とした。上部から
の加熱（トップヒート）を鋳造直後から凝固終了まで、
上面が先に凝固することのないように注意しながら実施
した（実施例１〜１２）。また、比較例として表１に示
す合金成分を表１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、鋳造につ
いては上部からの加熱を実施しない以外は上記実施例１
〜１２と同様にして実施した（比較例１〜１２）。それ
ぞれの鋳造物について引け巣の発生位置を検査したとこ
ろ、表１に示す通りであった。
【００１２】表１において、引け巣の位置の欄の“上
部”は引け巣が鋳造ブロックの上端から５０mm以内に存
在し、中間部及び下部には存在しなかったことを意味
し、また“下部”は引け巣が鋳造ブロックの下端から５
０mm以内に存在したことを意味する。
部”は引け巣が鋳造ブロックの上端から５０mm以内に存
在し、中間部及び下部には存在しなかったことを意味
し、また“下部”は引け巣が鋳造ブロックの下端から５
０mm以内に存在したことを意味する。
【００１３】
【表１】 実施例番号 Ａl Ｃu Ｍg 引け巣の位置 １ 12 0.0 0.05 上 部 ２ 12 3.5 0.05 上 部 ３ 12 0.0 0.15 上 部 ４ 12 3.5 0.15 上 部 ５ 20 0.0 0.05 上 部 ６ 20 3.5 0.05 上 部 ７ 20 0.0 0.15 上 部 ８ 20 3.5 0.15 上 部 ９ 27 0.0 0.05 上 部 １０ 27 3.5 0.05 上 部 １１ 27 0.0 0.15 上 部 １２ 27 3.5 0.15 上 部 比較例番号 Ａl Ｃu Ｍg 引け巣の位置 １ 12 0.0 0.05 下 部 ２ 12 3.5 0.05 下 部 ３ 12 0.0 0.15 下 部 ４ 12 3.5 0.15 下 部 ５ 20 0.0 0.05 下 部 ６ 20 3.5 0.05 下 部 ７ 20 0.0 0.15 下 部 ８ 20 3.5 0.15 下 部 ９ 27 0.0 0.05 下 部 １０ 27 3.5 0.05 下 部 １１ 27 0.0 0.15 下 部 １２ 27 3.5 0.15 下 部
【００１４】
【発明の効果】本発明で用いる亜鉛基合金は通常の重力
鋳造では逆引けが生じる組成であるにもかかわらず、本
発明の高アルミニウム亜鉛基合金ブロックのトップヒー
ト鋳造法では重力鋳造時に逆引けが生じないので、重力
鋳造法で高強度で健全な亜鉛基合金製金型を製造するこ
とができ、近年強く求められている少量生産金型用に適
したものである。
鋳造では逆引けが生じる組成であるにもかかわらず、本
発明の高アルミニウム亜鉛基合金ブロックのトップヒー
ト鋳造法では重力鋳造時に逆引けが生じないので、重力
鋳造法で高強度で健全な亜鉛基合金製金型を製造するこ
とができ、近年強く求められている少量生産金型用に適
したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新城 幸男 岐阜県岐阜市六条南１−９−６ 岐阜精機 工業株式会社内 (72)発明者 山下 次郎 岐阜県岐阜市六条南１−９−６ 岐阜精機 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−24245（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−122040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−203740（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム１２〜３０重量％及びマグ
ネシウム０．０１〜０．２重量％を含有し、残部が亜鉛
と不可避の不純物からなる亜鉛基合金を重力鋳造時にト
ップヒート鋳造することを特徴とする逆引けの生じない
亜鉛基合金ブロックの製造方法。 - 【請求項２】 アルミニウム１２〜３０重量％、銅５.
５重量％以下及びマグネシウム０．０１〜０．２重量％
を含有し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなる亜鉛基
合金を重力鋳造時にトップヒート鋳造することを特徴と
する逆引けの生じない亜鉛基合金ブロックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085782A JPH0741399B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 高アルミニウム亜鉛基合金ブロックのトップヒート鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085782A JPH0741399B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 高アルミニウム亜鉛基合金ブロックのトップヒート鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185198A JPH05185198A (ja) | 1993-07-27 |
| JPH0741399B2 true JPH0741399B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=13868458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3085782A Expired - Lifetime JPH0741399B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 高アルミニウム亜鉛基合金ブロックのトップヒート鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0741399B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1161300A (ja) * | 1997-08-25 | 1999-03-05 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 金型用亜鉛基合金、金型用亜鉛基合金ブロック及びそれらの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203740A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 亜鉛基合金 |
| CA1319280C (en) * | 1988-10-04 | 1993-06-22 | Robert J. Barnhurst | Creep resistant zinc-aluminum based casting alloy |
| JPH0324245A (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-01 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 鋳造してなる金型用亜鉛基合金および鋳造してなる金型 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3085782A patent/JPH0741399B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05185198A (ja) | 1993-07-27 |
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