JPH10168533A - 高強度耐熱亜鉛合金及び成形品 - Google Patents
高強度耐熱亜鉛合金及び成形品Info
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- JPH10168533A JPH10168533A JP32822096A JP32822096A JPH10168533A JP H10168533 A JPH10168533 A JP H10168533A JP 32822096 A JP32822096 A JP 32822096A JP 32822096 A JP32822096 A JP 32822096A JP H10168533 A JPH10168533 A JP H10168533A
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Abstract
ており、亜鉛合金成形品の用途を大幅に広げることを可
能とする亜鉛合金及びこれを用いて鋳造された成形品を
提供すること。 【解決手段】マグネシウムを0.1〜4.5重量%含有
し、所望により銅、ニッケル及びマンガンの少なくとも
1種を合計で7重量%以下、及び/又はアルミニウムを
10重量%以下、及び/又はチタン、ジルコニウム、ク
ロム、コバルト、リチウム、ベリリウム、ケイ素及びラ
ンタン系元素からなる群から選ばれた少なくとも1種を
合計で2重量%以下追加含有し、残部が亜鉛と不可避の
不純物からなる、高温下に於ける抗張力及び耐クリープ
性に優れた亜鉛合金。
Description
及び成形品に関し、より詳しくは高温下に於ける抗張力
及び耐クリープ性に優れた亜鉛合金及びこれを用いて鋳
造された成形品に関する。
途の成形品に用いられてきている。それに加えて、最
近、亜鉛合金のダイカスト、射出成形等のコストの有利
性に着目して、耐熱性を必要とする一部の成形品にも亜
鉛合金を活用しようという動きがあり、それで高温下に
於ける抗張力に優れた亜鉛合金が求められている。
であるJIS ZDC2種は高温下に於けるクリープ強
度が劣るため熱に曝される状態では使用できず、また、
クリープに起因するボルトのゆるみの問題が生じるた
め、使用範囲が限定されるという課題がある。
従来技術の有する要求、課題に鑑みてなされたものであ
り、高温下に於ける抗張力及び耐クリープ性に優れた新
規な亜鉛合金及びこれを用いて得た成形品を提供するこ
とを目的とする。
的を達成するために種々検討を重ねた結果、亜鉛合金に
おいてマグネシウムを0.1〜4.5重量%含有させる
ことにより、高温下に於いて優れた抗張力及び耐クリー
プ性を有する亜鉛合金が得られることを見出し、本発明
を完成した。
耐クリープ性に優れた亜鉛合金は、マグネシウムを0.
1〜4.5重量%含有し、残部が亜鉛と不可避の不純物
からなることを特徴とする。本発明の亜鉛合金は、所望
により、(a)銅、ニッケル及びマンガンの少なくとも
1種を合計で7重量%以下、(b)アルミニウムを10
重量%以下、及び(c)チタン、ジルコニウム、クロ
ム、コバルト、リチウム、ベリリウム、ケイ素及びラン
タン系元素からなる群から選ばれた少なくとも1種を合
計で2重量%以下からなる群から選ばれた何れか一群又
は二群あるいは全群を追加含有することができる。ま
た、本発明の成形品は、上記した亜鉛合金からなること
を特徴とする。
グネシウムは高温下に於ける抗張力及び耐クリープ性を
向上させる。マグネシウムを0.1重量%以上添加する
ことにより、金属間化合物(Mg2 Zn11)が樹枝状に
均一に晶出し、この樹枝状の金属間化合物が亜鉛合金の
耐熱性を向上させる。しかしながら、マグネシウムの添
加量が4.5重量%を越えると亜鉛合金は脆化する傾向
がある。従って、本発明の亜鉛合金においてはマグネシ
ウムの含有量を0.1〜4.5重量%、望ましくは1〜
3重量%とする。
銅、ニッケル及びマンガンの少なくとも1種を添加して
亜鉛合金の機械的強度を強化させることができる。しか
し、銅、ニッケル及びマンガンの少なくとも1種を合計
で7重量%を超えて添加すると亜鉛合金が脆化する傾向
がある。従って、本発明の亜鉛合金において銅、ニッケ
ル及び/又はマンガンを添加する場合には、それらの少
なくとも1種を合計で7重量%以下、望ましくは3重量
%以下添加する。
アルミニウムを添加して亜鉛合金の機械的強度を向上さ
せることができ、且つ、亜鉛合金溶湯の流動性を改善す
ることが可能である。アルミニウムの添加量が3重量%
以下の場合には機械的強度への効果が主であり、3重量
%を超える場合には亜鉛合金溶湯の流動性が改善され
る。また、0.02重量%程度の添加で亜鉛合金溶湯の
酸化を防止することができる。しかしながら、アルミニ
ウムの添加量が10重量%を超えると亜鉛合金の融点が
上昇し、且つ、鋳造した際に特有の鋳巣が発生しやすく
なるので望ましくない。従って、本発明の亜鉛合金にお
いてアルミニウムを添加する場合には10重量%以下添
加し、ホットチャンバーダイカスト用としては望ましく
は3〜9重量%添加する。
チタン、ジルコニウム、クロム、コバルト、リチウム、
ベリリウム、ケイ素及びランタン系元素からなる群から
選ばれた少なくとも1種を添加して亜鉛合金の機械的強
度を改善することができる。しかし、それらの添加量が
合計で2重量%を超えると衝撃値が低下するのでそれら
の元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の元素の
添加量は合計で2重量%以下に限定される。
ダイカスト、チキソキャスト及び射出成形に特に適して
いる。また、アルミニウムを3重量%以上含有する本発
明の亜鉛合金はホットチャンバーダイカストが可能であ
る。更に、本発明の亜鉛合金は一般の砂型鋳造、金型鋳
造、低圧鋳造、各種精密鋳造にも適用することが可能で
ある。これらの鋳造方法により本発明の成形品を得るこ
とができる。
とは、特公平2−15620号公報に記載されているよ
うな射出成形機のシリンダー内で原料亜鉛合金の半溶融
状態を実現し、スクリューによる剪断力でチキソトロピ
ーを発現させて成形する方法を意味し、又「射出成形
法」とは、チキソキャスト法と同様であるが、原料亜鉛
合金の溶融温度直上の温度に加熱して溶融状態で鋳造す
る方法を意味する。
に説明する。 実施例1〜24及び比較例1〜6 黒鉛坩堝中にベースとしての電気亜鉛及び所要量のC
u、Ni、Mn、Al、Ti、Zr、Cr、Co、L
i、Be、Si、Mm(ミッシュメタル)を添加した。
Mg、Cu、Ni、Mn、Ti、Zr、Cr、Co、L
a、Mmは母合金の形で装入し、Mg、Al、Li、B
e、Siは直接添加で装入し、それらを溶解させて、表
1及び表2に示す合金成分を表1及び表2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
亜鉛合金を調製した。それらの亜鉛合金から、ホットチ
ャンバーダイカスト、コールドチャンバーダイカスト、
射出成形又はチキソキャストにより、下記の成形条件下
で、長さ230mm、平行部直径6mmφの引張試験片、及
び長さ150mm、平行部直径8mmφのクリープ試験片を
作製した。
温度150℃、型締力35ton 、アキュームレーター圧
力85kgf/cm2 。 コールドチャンバーダイカスト: 溶湯温度470〜5
50℃、型温度150℃、型締力35ton 、アキューム
レーター圧力70kgf/cm2 。 射出成形: 溶湯温度=液相線温度+10℃(合金によ
り異なるがほぼ400℃)、型温度150℃、型締力5
0ton 、射出圧力1990kgf/cm2 、スクリュー回転数
220rpm 。 チキソキャスト: 溶湯温度=液相線温度−10℃(合
金により異なるがほぼ380℃)、型温度150℃、型
締力50ton 、射出圧力1990kgf/cm2 、スクリュー
回転数220rpm 。
した。 引張試験: インストロン引張試験機による。条件:標
点間距離50mm、平行部直径6mmφ、引張速度10mm/m
in、試験温度100℃。 クリープ試験: 単軸クリープ試験機による。条件:標
点間距離50mm、平行部直径8mmφ、試験温度100
℃、試験荷重25MPa、100時間後。
た。なお、表1及び表2中の成形方法の欄中において、
CCDCはコールドチャンバーダイカストの略記であ
り、HCDCはホットチャンバーダイカストの略記であ
り、TCはチキソキャストの略記である。なお、実施例
19及び比較例5の亜鉛合金についてはクレープ歪の経
時変化を求めた。その結果は図1に示す通りであった。
に、本発明の亜鉛合金である実施例1〜24の亜鉛合金
は、既存の亜鉛合金である比較例1のILZRO14及
び比較例5のZDC2種の亜鉛合金と比較して、試験温
度100℃に於ける抗張力が高い値を示しており、クリ
ープ歪も少ない。
れている比較例2の亜鉛合金はマグネシウム含有量が少
ないため、抗張力及びクリープ特性の両方が既存の亜鉛
合金よりも劣っている。また、比較例3、4及び5の亜
鉛合金の場合には鋳造性が悪く健全な鋳物が得られなか
った。図1から明らかなように、実施例19の亜鉛合金
は比較例5(JIS ZDC2種)の亜鉛合金と比較し
て、試験温度100℃、試験荷重25MPaの条件に於
けるクリープ特性が大きく改善されている。
耐熱亜鉛合金は高温下に於ける抗張力及び耐クリープ性
に優れており、亜鉛合金成形品の用途を大幅に広げるも
のである。
プ試験における経時変化を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】マグネシウムを0.1〜4.5重量%含有
し、残部が亜鉛と不可避の不純物からなることを特徴と
する、高温下に於ける抗張力及び耐クリープ性に優れた
亜鉛合金。 - 【請求項2】銅、ニッケル及びマンガンの少なくとも1
種を合計で7重量%以下追加含有することを特徴とする
請求項1記載の亜鉛合金。 - 【請求項3】アルミニウムを10重量%以下追加含有す
ることを特徴とする請求項1又は2記載の亜鉛合金。 - 【請求項4】チタン、ジルコニウム、クロム、コバル
ト、リチウム、ベリリウム、ケイ素及びランタン系元素
からなる群から選ばれた少なくとも1種を合計で2重量
%以下追加含有することを特徴とする請求項1、2又は
3記載の亜鉛合金。 - 【請求項5】請求項1、2、3又は4記載の亜鉛合金か
らなることを特徴とする成形品。
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