JPH0772313B2 - 重力鋳造時に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金 - Google Patents
重力鋳造時に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金Info
- Publication number
- JPH0772313B2 JPH0772313B2 JP3085781A JP8578191A JPH0772313B2 JP H0772313 B2 JPH0772313 B2 JP H0772313B2 JP 3085781 A JP3085781 A JP 3085781A JP 8578191 A JP8578191 A JP 8578191A JP H0772313 B2 JPH0772313 B2 JP H0772313B2
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- aluminum
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金型用亜鉛基合金に関す
る。より詳しくは、重力鋳造時に逆引けの生じない金型
用亜鉛基合金に関する。
る。より詳しくは、重力鋳造時に逆引けの生じない金型
用亜鉛基合金に関する。
【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
ニウム亜鉛基合金中にハフニウム、イットリウム及びラ
ンタニド系列の元素からなる群から選ばれた少なくとも
１種の元素を添加することにより凝固段階で晶出するア
ルミニウム相が非常に微細になり、その結果としてアル
ミニウム相の浮上が防止され、重力鋳造時にも逆引けが
生じないことを見出して本発明を完成した。
ニウム亜鉛基合金中にハフニウム、イットリウム及びラ
ンタニド系列の元素からなる群から選ばれた少なくとも
１種の元素を添加することにより凝固段階で晶出するア
ルミニウム相が非常に微細になり、その結果としてアル
ミニウム相の浮上が防止され、重力鋳造時にも逆引けが
生じないことを見出して本発明を完成した。
【０００６】即ち、本発明の重力鋳造時に逆引けの生じ
ない金型用亜鉛基合金は、 （１）アルミニウム１２〜３０重量％及びハフニウム、
イットリウム及びランタニド系列の元素からなる群から
選ばれた少なくとも１種の元素０. ０３〜０.５重量％
を含有し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなるか、 （２）アルミニウム１２〜３０重量％、マグネシウム
０．０１〜０．２重量％及びハフニウム、イットリウム
及びランタニド系列の元素からなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素０. ０３〜０. ５重量％を含有し、残
部が亜鉛と不可避の不純物からなるか、 （３）アルミニウム１２〜３０重量％、銅５. ５重量％
以下及びハフニウム、イットリウム及びランタニド系列
の元素からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素
０. ０３〜０. ５重量％を含有し、残部が亜鉛と不可避
の不純物からなるか、又は （４）アルミニウム１２〜３０重量％、銅５. ５重量％
以下、マグネシウム０．０１〜０．２重量％及びハフニ
ウム及びイットリウムからなる群から選ばれた少なくと
も１種の元素０. ０３〜０. ５重量％を含有し、残部が
亜鉛と不可避の不純物からなる金型用亜鉛基合金であ
る。
ない金型用亜鉛基合金は、 （１）アルミニウム１２〜３０重量％及びハフニウム、
イットリウム及びランタニド系列の元素からなる群から
選ばれた少なくとも１種の元素０. ０３〜０.５重量％
を含有し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなるか、 （２）アルミニウム１２〜３０重量％、マグネシウム
０．０１〜０．２重量％及びハフニウム、イットリウム
及びランタニド系列の元素からなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素０. ０３〜０. ５重量％を含有し、残
部が亜鉛と不可避の不純物からなるか、 （３）アルミニウム１２〜３０重量％、銅５. ５重量％
以下及びハフニウム、イットリウム及びランタニド系列
の元素からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素
０. ０３〜０. ５重量％を含有し、残部が亜鉛と不可避
の不純物からなるか、又は （４）アルミニウム１２〜３０重量％、銅５. ５重量％
以下、マグネシウム０．０１〜０．２重量％及びハフニ
ウム及びイットリウムからなる群から選ばれた少なくと
も１種の元素０. ０３〜０. ５重量％を含有し、残部が
亜鉛と不可避の不純物からなる金型用亜鉛基合金であ
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】本発明の金型用亜鉛基合金において、高ア
ルミニウム亜鉛基合金中にハフニウム、イットリウム及
びランタニド系列の元素からなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素が添加されていることにより、鋳造時の
凝固段階でこれらの元素がアルミニウム相晶出の核とな
って微細なアルミニウム相を形成し、その結果としてア
ルミニウム相の浮上を防止し、重力鋳造時にも逆引けが
生じないものと思われる。これらの元素がアルミニウム
相晶出の核となる理由はこれらの元素が非常に高融点で
あるためと考えられる。これらの元素が核になってでき
たアルミニウム相が針状のような場合には合金の機械的
性質が低下する傾向があるので、アルミニウム相の形状
が球形に近いことが望ましい。これらの元素は０. ０３
重量％以上の添加で有意の逆引け防止効果をもたらす
が、０. ５重量％を超えるとその形成される相がアルミ
ニウムとこれらの元素との化合物となり、有意の逆引け
防止効果は失われてしまう。
ルミニウム亜鉛基合金中にハフニウム、イットリウム及
びランタニド系列の元素からなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素が添加されていることにより、鋳造時の
凝固段階でこれらの元素がアルミニウム相晶出の核とな
って微細なアルミニウム相を形成し、その結果としてア
ルミニウム相の浮上を防止し、重力鋳造時にも逆引けが
生じないものと思われる。これらの元素がアルミニウム
相晶出の核となる理由はこれらの元素が非常に高融点で
あるためと考えられる。これらの元素が核になってでき
たアルミニウム相が針状のような場合には合金の機械的
性質が低下する傾向があるので、アルミニウム相の形状
が球形に近いことが望ましい。これらの元素は０. ０３
重量％以上の添加で有意の逆引け防止効果をもたらす
が、０. ５重量％を超えるとその形成される相がアルミ
ニウムとこれらの元素との化合物となり、有意の逆引け
防止効果は失われてしまう。
【０００９】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。
【００１０】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ことができる。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。
制するためにマグネシウムを添加することができる。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。
【００１１】実施例１〜１５及び比較例１〜３ 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１５cm角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。その鋳
造品について逆引けの有無を検査したところ、表１に示
す通りであった。表１において、逆引けの有無の欄の
“無”は鋳造品の中間部から下部には引け巣が全く認め
られず、健全な状態にあることを意味し、“有”は鋳造
品の下端から 1/3以内に引け巣が生じた状態を意味す
る。
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１５cm角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。その鋳
造品について逆引けの有無を検査したところ、表１に示
す通りであった。表１において、逆引けの有無の欄の
“無”は鋳造品の中間部から下部には引け巣が全く認め
られず、健全な状態にあることを意味し、“有”は鋳造
品の下端から 1/3以内に引け巣が生じた状態を意味す
る。
【００１２】
【表１】 実施例番号 Ａl Ｃu Ｍg その他 逆引けの有無 ───── ── ── ── ───── ────── １ 27 0 0 Ｈf 0.1 無 ２ 27 3.5 0 Ｈf 0.1 無 ３ 27 3.5 0.05 Ｈf 0.1 無 ４ 27 3.5 0 Ｙ 0.1 無 ５ 27 3.5 0.05 Ｙ 0.1 無 ６ 27 3.5 0 Ｌa 0.1 無 ７ 27 3.5 0 Ｃe 0.1 無 ８ 27 3.5 0 Ｍm 0.1 無 ９ 27 3.5 0 Ｌa 0.1 Ｃe 0.1 無 １０ 12 3.5 0 Ｍm 0.1 無 １１ 20 3.5 0 Ｍm 0.1 無 １２ 20 0 0.05 Ｍm 0.1 無 １３ 20 5 0.05 Ｍm 0.1 無 １４ 20 3.5 Ｍm 0.1 無 １５ 20 0 0.01 Ｙ 0.1 無 １６ 20 0 0.2 Ｙ 0.1 無 １７ 20 0 0.05 Ｈf 0.1 無 比較例番号 １ 12 3.5 0.05 有 ２ 12 0 0.05 有 ３ 20 3.5 0.05 有 ４ 20 0 0.05 有 ５ 20 0 0 有 ６ 20 3.5 0 有 ７ 27 3.5 0.05 有 ８ 27 0 0.05 有
【００１３】
【発明の効果】本発明の高アルミニウム亜鉛基合金は重
力鋳造時に逆引けの生じないので、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。
力鋳造時に逆引けの生じないので、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 (56)参考文献 特開 昭64−55351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−203741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−203740（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−65043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91339（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−255634（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−104737（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−1551（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウム１２〜３０重量％及びハフ
ニウム、イットリウム及びランタニド系列の元素からな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素０. ０３〜０.
５重量％を含有し、残部が亜鉛と不可避の不純物からな
り、重力鋳造時に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金。 - 【請求項２】 アルミニウム１２〜３０重量％、マグネ
シウム０．０１〜０．２重量％及びハフニウム、イット
リウム及びランタニド系列の元素からなる群から選ばれ
た少なくとも１種の元素０. ０３〜０. ５重量％を含有
し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなり、重力鋳造時
に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金。 - 【請求項３】 アルミニウム１２〜３０重量％、銅５.
５重量％以下及びハフニウム、イットリウム及びランタ
ニド系列の元素からなる群から選ばれた少なくとも１種
の元素０. ０３〜０. ５重量％を含有し、残部が亜鉛と
不可避の不純物からなり、重力鋳造時に逆引けの生じな
い金型用亜鉛基合金。 - 【請求項４】 アルミニウム１２〜３０重量％、銅５.
５重量％以下、マグネシウム０．０１〜０．２重量％及
びハフニウム及びイットリウムからなる群から選ばれた
少なくとも１種の元素０. ０３〜０. ５重量％を含有
し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなり、重力鋳造時
に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085781A JPH0772313B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 重力鋳造時に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085781A JPH0772313B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 重力鋳造時に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140679A JPH05140679A (ja) | 1993-06-08 |
| JPH0772313B2 true JPH0772313B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=13868431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3085781A Expired - Fee Related JPH0772313B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 重力鋳造時に逆引けの生じない金型用亜鉛基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772313B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102586650A (zh) * | 2012-03-02 | 2012-07-18 | 株洲冶炼集团股份有限公司 | 一种模具用锌合金 |
| CN103243237A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-14 | 南通鑫祥锌业有限公司 | 一种用于合金锌板的锌复合材料 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6191339A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-09 | Dowa Mining Co Ltd | 亜鉛−アルミニウム系高強度防振性合金及びその製造法 |
| JPS6365043A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 亜鉛基合金 |
| JPS63203740A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 亜鉛基合金 |
| JPS63203741A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-23 | Sekisui Chem Co Ltd | チタニウム含有亜鉛基合金 |
| JPH01104737A (ja) * | 1987-07-01 | 1989-04-21 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 金型用亜鉛基合金 |
| JPS6455351A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-02 | Nippon Mining Co | High strength zinc alloy having high castability |
| JP2599614B2 (ja) * | 1988-04-06 | 1997-04-09 | 日鉱金属株式会社 | 防振合金 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3085781A patent/JPH0772313B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05140679A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |