WO2018235903A1 - 亜鉛基合金ショット及びその製造方法 - Google Patents

亜鉛基合金ショット及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018235903A1
WO2018235903A1 PCT/JP2018/023646 JP2018023646W WO2018235903A1 WO 2018235903 A1 WO2018235903 A1 WO 2018235903A1 JP 2018023646 W JP2018023646 W JP 2018023646W WO 2018235903 A1 WO2018235903 A1 WO 2018235903A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
zinc
based alloy
shot
alloy shot
wire
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/023646
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佑人 加藤
直也 田沼
Original Assignee
新東工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 新東工業株式会社 filed Critical 新東工業株式会社
Priority to CN201880041203.1A priority Critical patent/CN110799305B/zh
Priority to JP2019525687A priority patent/JP6965927B2/ja
Publication of WO2018235903A1 publication Critical patent/WO2018235903A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C11/00—Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to a zinc-based alloy shot used for blasting and a method of manufacturing the same.
  • BACKGROUND ART Blasting which is called a shot and which causes particles to collide with a workpiece to perform surface treatment (deburring, rounding (Ring), surface roughness adjustment, textured finish, etc.) of a workpiece has been known for a long time.
  • the material of the shot is selected in accordance with the material of the work and the processing purpose. For example, in the case of a blast process on a die-cast product composed of an aluminum alloy, a magnesium alloy or a zinc alloy, zinc shot is selected in consideration of the polishing ability and the dust explosion resistance.
  • Patent Document 1 discloses a shot made of zinc. This shot has a Vickers hardness of 40 to 50 HV (as defined in JIS Z2244), and therefore has a low cleaning ability.
  • Patent Document 2 discloses a zinc-based alloy shot made of Zn—Mn.
  • Mn is a target of the PRTR system and is not preferable from the viewpoint of safety and environmental protection.
  • the following zinc-based alloy shot and its manufacturing method are provided.
  • Zinc-based alloy shot The zinc-based alloy shot comprises Al and Mg, and the balance is Zn and unavoidable impurities.
  • the content of Al is 0.05 to 0.20 mass% and the content of Mg is 0.001 to 0.20 mass% with respect to the zinc-based alloy shot,
  • the zinc-based alloy shot further contains Cu as a trace addition element, The zinc-based alloy shot according to Item 7, wherein the addition amount of the trace additive element is 0.0002 to 0.01 mass% with respect to the zinc-based alloy shot.
  • the zinc-based alloy shot is a granular material having a diameter of 0.2 to 2.0 mm, or (1: 0.8) ⁇ (diameter: length) ⁇ (1: 1.3) Is a cylinder with a ratio of A zinc based alloy shot characterized in that the Vickers hardness of the zinc based alloy shot is 80 to 150 HV.
  • the zinc-based alloy shot is a granular body, and when the length in the longitudinal direction of the shot determined from the projection is a and the maximum diameter in the direction orthogonal to the longitudinal direction is b, 60% or more
  • the zinc-based alloy shot according to claim 1 or 2 wherein a / b of the shot is in the range of 1.0 to 1.3.
  • a method for producing a zinc-based alloy shot according to any one of 1 to 3 above Obtaining a lump having an alloy composition of raw material metals Zn, Al, and optionally Cu; Obtaining a wire of a predetermined diameter from the mass; Cutting the wire to a predetermined length; Including The method of manufacturing a zinc-based alloy shot according to the step of obtaining the wire includes the steps of rolling a lump and applying a stress. [7] In the step of cutting the wire, the wire is cut such that (1: 0.8) ⁇ (diameter of wire: length of wire) ⁇ (1: 1.3). The manufacturing method of the zinc base alloy shot of description. [8] The method for producing a zinc-based alloy shot according to the above 5, wherein in the step of obtaining the wire, the lump is processed so that the diameter of the wire is ⁇ 0.4 to 2.0 mm.
  • the present invention it is possible to provide a zinc-based alloy shot having a high cleaning capability and a long life, and in which the cleaning capability can be adjusted according to the nature of the work and the purpose of the cleaning.
  • a zinc-based alloy shot which not only suppresses the occurrence of darkening of the work but also improves the cleaning ability, the life and the tensile strength.
  • the zinc-based alloy shot consists of Al and the balance Zn and unavoidable impurities.
  • the content of Al with respect to the shot of the zinc-based alloy is 0.05 to 0.20 mass%, and the content of Mg is 0.001 to 0.20 mass%.
  • the Vickers hardness of the zinc based alloy shot is 80 to 150 HV.
  • the zinc based alloy shot according to one aspect of the present invention is higher in hardness and higher in cleaning ability than zinc because Al is added.
  • the impact resistance (toughness) is improved, the life is long.
  • Al is relatively inexpensive, it is possible to inexpensively manufacture a zinc-based alloy shot having a high cleaning ability and a long life.
  • Mg is added, the cleaning ability of the zinc-based alloy shot can be adjusted in accordance with the physical properties of the work and the cleaning purpose.
  • Cu may be added as a trace additive element to the zinc-based alloy shot. Then, the additive amount of the trace additive element may be 0.0002 to 0.01 mass% with respect to the shot of the zinc-based alloy. By adding a very small amount of Cu, it is possible to suppress the occurrence of darkening when blasting is performed.
  • the zinc-based alloy shot is composed of Al, Mg, Cu as a trace additive element, Zn as a remainder, and unavoidable impurities.
  • the content of Al relative to the zinc-based alloy shot is 0.05 to 0.20 mass%
  • the content of Mg relative to the zinc-based alloy shot is 0.001 to 0.20 mass%
  • the content of Cu to the zinc-based alloy shot is 0 to 0.05% by mass
  • the zinc-based alloy shot is a granular body having a diameter of 0.2 to 2.0 mm, or a ratio of (1: 0.8) ⁇ (diameter: length) ⁇ (1: 1.3) It is a cylinder that has
  • the zinc-based alloy shot is characterized in that the Vickers hardness of the zinc-based alloy shot is 80 to 150 HV.
  • One embodiment of the present invention is a method of making a zinc based alloy shot.
  • This manufacturing method may include the following steps (1) to (7).
  • (6) A step of classifying the granular material into a predetermined size.
  • Step of Adjusting Hardness of Classified Granules In the step of (6), the granules may be classified so as to have a diameter of 0.2 to 2.0 mm. In the present specification, "diameter" means diameter.
  • the fluidity of the molten metal is improved. Therefore, the nozzle can be favorably dropped without being blocked by the molten metal.
  • the diameter of the granular material is 0.2 to 2.0 mm, a granular material having a relatively uniform shape can be obtained.
  • One embodiment of the present invention is a method of making a zinc based alloy shot.
  • This manufacturing method may include the following steps (11) to (13).
  • (11) A step of obtaining a lump having an alloy composition of raw material metals Zn, Al, and optionally Cu.
  • (12) A step of obtaining a wire of a predetermined diameter from a lump.
  • (13) Cutting the wire to a predetermined length.
  • the process of obtaining a wire may include a process of rolling and applying stress to a lump.
  • the toughness of the alloy is improved. As a result, when the lump is rolled and processed into a wire, it is not broken during the processing. Furthermore, the mechanical properties are improved by applying stress to the wire when rolling the mass.
  • the mass in the step of obtaining the wire, is processed so that the diameter of the wire is ⁇ 0.4 to 2.0 mm, and in the step of cutting the wire, (1: 0.8) ⁇ (Wire diameter: wire length) ⁇ (1: 1.3), or (1: 0.8) ⁇ (wire diameter: wire length) ⁇ (1: 1.2)
  • the wire may be cut to be If the diameter of the wire is ⁇ 0.4 mm or more, a wire having mechanical strength necessary for blasting can be obtained. Further, if the relatively soft work such as an aluminum die-cast product is subjected to a blast process if it is not more than ⁇ 2.0 mm, the work will not be damaged more than necessary. Then, by cutting the wire so that the ratio of the diameter and the length of the wire after cutting falls within this range, it is possible to carry out blasting with less variation in finished quality.
  • the zinc-based alloy shot of one embodiment contains Al.
  • Al has a synergistic effect with Zn and improves the Vickers hardness and impact resistance (toughness) of the zinc-based alloy. If the content of Al is too small, the added effect can not be obtained. When the amount is too large, the influence of the physical properties of Al becomes so strong that the impact resistance of the zinc-based alloy tends to decrease.
  • the content of Al (total amount 100% standard: the same applies hereinafter) is 0.05 to 0.20%, and may be 0.06 to 0.19%, 0.09 to 0.14. %, Or 0.10 to 0.13%.
  • the zinc-based alloy shot of one embodiment further contains Mg.
  • Mg The addition of Mg promotes recrystallization by applying stress. That is, since the hardness of the zinc-based alloy shot can be adjusted by applying a stress in the manufacturing process, it is possible to obtain a zinc-based alloy shot having a cleaning ability matched to the purpose of blasting. However, if Mg is added in excess, the impact resistance of the zinc-based alloy shot may be reduced, or a manufacturing problem may occur, so the content of Mg is 0.001 to 0.20%. It may be 001 to 0.120%, or 0.002 to 0.010%.
  • Cu is an element added to improve the corrosion resistance of the zinc based alloy shot. As a result of the improvement of the corrosion resistance, it is possible to suppress the occurrence of darkening on the surface of the work when blasting using this zinc-based alloy shot. However, since the impact resistance of the zinc-based alloy shot is reduced if Cu is added in excess, it is preferable that the amount added be a slight amount.
  • the additive amount of Cu (total amount 100% standard: the same applies hereinafter) is 0 to 0.05%, may be 0.0001 to 0.01%, or 0.0002 to 0.01 It may be 0.0002 to 0.005%.
  • Cu also has the effect of improving the Vickers hardness and impact resistance of zinc-based alloy shots.
  • the addition of a small amount of Cu not only imparts the effect of suppressing the occurrence of darkening to the above-described work, but also has the effect of further improving the cleaning ability and the life of the zinc-based alloy shot.
  • Zinc-based alloy shots are also used for workpieces with relatively low hardness, such as die-cast products made of aluminum alloy, magnesium alloy or zinc alloy.
  • hardness of the zinc-based alloy shot is too low, the ability to clean the workpiece is insufficient, and when it is too hard, the design of the surface of the workpiece is affected.
  • the Vickers hardness of the zinc-based alloy shot is 80 to 150 HV, and may be 80 to 100 HV, in consideration of the physical properties of the work and the purpose of polishing. Then, the content of Al or the amount of addition of Cu may be adjusted to achieve the hardness.
  • the zinc-based alloy shot of one embodiment is composed of Zn, Al and Mg, or Zn, Al, Mg and a small amount of Cu, but may contain other inevitable impurities.
  • the content of unavoidable impurities increases, the impact resistance decreases, leading to a decrease in life. Therefore, it is desirable that the total content of unavoidable impurities be as small as possible.
  • the content of Al with respect to a zinc based alloy shot is 0.06 to 0.19%,
  • the content of Mg is 0.001 to 0.120% with respect to the zinc based alloy shot,
  • the content of Cu with respect to a zinc based alloy shot is 0.0001 to 0.01%,
  • Particularly preferred is a zinc-based alloy shot having a Vickers hardness of 80 to 100 HV of the zinc-based alloy shot.
  • the content of Al with respect to a zinc based alloy shot is 0.09 to 0.14 or 0.10 to 0.13%,
  • the content of Mg to zinc based alloy shot is 0.002 to 0.010%,
  • the content of Cu to zinc based alloy shot is 0.0002 to 0.005%,
  • Zinc-based alloy shots with a Vickers hardness of 80 to 100 HV of the zinc-based alloy shot are furthermore particularly preferred.
  • S01 Step of weighing the raw material
  • the metal as the raw material is weighed.
  • a raw material (metal) of Al aluminum metal special type 1 (99.90% or more) of JISH2102 or refined aluminum metal special (99.995% or more) of JISH2111 (or ICS 77.120.10) -To list 1 type (99.990% or more) ⁇ 2 types (99.95% or more), and as a Cu raw material (metal), mention the electric copper ingot (99.96% or more) of JIS H 2121. Can.
  • S02 Dissolution step After the weighed metal is introduced into the crucible, the crucible is heated (eg, about 600 ° C.). The metal is melted by heating to form a molten metal having a composition of Zn-Al or Zn-Al-Cu.
  • Molten metal transfer step Molten metal is introduced into the molten metal holding vessel.
  • the molten metal holding vessel is provided with a heating means, and can hold the molten metal so as not to be cooled more than necessary at the time of manufacturing the zinc-based alloy shot.
  • the molten metal holding temperature at this time varies depending on the alloy composition and the production scale, but may be appropriately set in the range of 500 to 600 ° C.
  • a nozzle for dropping the molten metal is provided at the bottom of the molten metal holding vessel, and a cooling tank into which a cooling medium is charged is disposed below the nozzle.
  • the cooling medium is a liquid, and may be water, oil or the like.
  • S04 Granulating step
  • the molten metal in the molten metal holding vessel is dropped from the nozzle. Before reaching the cooling medium from the nozzle, it is spheroidized under the influence of surface tension. The molten metal reaching and coming into contact with the cooling medium is rapidly cooled and solidified in a spherical shape.
  • the temperature of the cooling medium is raised by the contact of the dropped molten metal, which causes the quenching of the molten metal to be prevented. Therefore, the cooling medium holds the cooling medium at the set temperature.
  • the preset cooling temperature may be usually 60 ° C. or less, or 30 to 40 ° C.
  • S05 Classification Step On the bottom of the cooling medium, particles of zinc alloy are deposited.
  • the recovered product is dried by a drier and then classified by a classifier to obtain spherical particles of a zinc-based alloy. Classification is performed so as to obtain a predetermined particle size in accordance with the intended use of the zinc-based alloy shot.
  • the shape of the molten metal droplets is not a perfect sphere, but is stretched in the falling direction to become a distorted sphere or an oval. For this reason, the shape of the particles obtained, that is, the particles of the shot, becomes slightly distorted spherical, spheroidal, or cylindrical with rounded corners.
  • the a / b of the 60% or more shot is 1.0 to It is preferably in the range of 1.3, and also in the range of 1.0 to 1.2.
  • the value of a / b of the zinc-based alloy shot obtained through the later-described hardness adjustment step S06 is 1.0 to 1.3 or 1.0 to 1. Since the proportion of shots in 2 is increased, classification may be performed so that the particle diameter falls within this range.
  • S06 Hardness adjustment step
  • the spherical particles after classification are subjected to a predetermined number of times under a predetermined condition (a predetermined speed (for example, 40 to 80 m / s), a predetermined distance (for example, 100 to 1200 mm), etc.) using a shot blasting machine.
  • a predetermined speed for example, 40 to 80 m / s
  • a predetermined distance for example, 100 to 1200 mm
  • it is projected toward the target material (for example, high Mn steel material) repeatedly for a predetermined time (for example, 1 to 200 hours).
  • the hardness of the spherical particles depends on the number of times of projection or the projection time, controlling this obtains a zinc-based alloy shot having a predetermined hardness.
  • Those skilled in the art can obtain a zinc-based alloy shot of a desired hardness by appropriately adjusting the above conditions.
  • the content of Al with respect to a zinc based alloy shot is 0.06 to 0.19%, The content of Mg is 0.001 to 0.120% with respect to the zinc based alloy shot, The content of Cu with respect to a zinc based alloy shot is 0.0001 to 0.01 mass%, Zinc-based alloy shot is a granular body having a diameter of 0.2 to 2.0 mm, When a length in the longitudinal direction of the shot determined from the projection is a and a maximum diameter in the direction orthogonal to the longitudinal direction is b, the a / b of the 60% or more shot is in the range of 1.0 to 1.3 Is within Particularly preferred is a zinc-based alloy shot having a Vickers hardness of 80 to 100 HV of the zinc-based alloy shot.
  • the content of Al with respect to a zinc based alloy shot is 0.09 to 0.14 or 0.10 to 0.13%,
  • the content of Mg is 0.001 to 0.120% with respect to the zinc based alloy shot,
  • the content of Cu to zinc based alloy shot is 0.0002 to 0.005%,
  • Zinc-based alloy shot is a granular body having a diameter of 0.2 to 2.0 mm, Assuming that the length in the longitudinal direction of the shot determined from the projection is a and the maximum diameter in the direction orthogonal to the longitudinal direction is b, the a / b of the 60% or more shot is in the range of 1.0 to 1.2 Is within Even more particularly preferred are zinc-based alloy shots wherein the Vickers hardness of the zinc-based alloy shot is 80 to 100 HV.
  • the method of producing the zinc-based alloy shot is not limited to the method described above. An example of another form of manufacturing method is described below with reference to FIG.
  • Mass Production Step A mass having a composition of Zn—Al or Zn—Al—Cu is formed from the metal serving as the raw material.
  • cylindrical lumps called billets may be produced by smelting from metal as a raw material.
  • a wire is manufactured from a billet.
  • a billet is inserted into a plurality of dies, and the billet is reduced in diameter by plastic deformation by drawing out the billet to manufacture a wire to a desired diameter. Since the billet of the present embodiment contains Al, the slip property with the die is good. Therefore, when manufacturing the wire, it is possible to prevent the wire from being cut or generating a micro crack in the middle.
  • the addition of Cu as a trace additive element improves the tensile strength of the zinc-based alloy. As a result, during wire manufacturing, it is possible to prevent the wire from being cut or micro-cracked on the way.
  • the zinc-based alloy can be stressed by plastic deformation and friction with the die.
  • mechanical properties for example, toughness
  • Mg is contained in this zinc base alloy
  • Vickers hardness can be increased by giving this stress.
  • the mechanical properties and the Vickers hardness can be adjusted by changing the billet pull rate or the diameter and number of dies.
  • the zinc-based alloy is given stress to improve the mechanical properties, but if it is made thinner than necessary, it is damaged by this processing.
  • the diameter is too large, the stress is not sufficiently imparted, or if the workpiece having a relatively low hardness is subjected to blasting, the surface of the workpiece is damaged.
  • the diameter of the wire may be ⁇ 0.4 mm to 2.0 mm.
  • the obtained wire is cut in series so as to have a predetermined length to obtain particulate matter.
  • the wire may be cut so that (1: 0.8) ⁇ (wire diameter: wire length) ⁇ (1: 1.3), (1: 0.8)
  • the wire may be cut so that ⁇ (wire diameter: wire length) ⁇ (1: 1.2).
  • the content of Al with respect to a zinc based alloy shot is 0.06 to 0.19%, The content of Mg is 0.001 to 0.120% with respect to the zinc based alloy shot, The content of Cu with respect to a zinc based alloy shot is 0.0001 to 0.01 mass%,
  • the zinc based alloy shot is a cylinder having a ratio of (1: 0.83) ⁇ (diameter: length) ⁇ (1: 1.25), When a length in the longitudinal direction of the shot determined from the projection is a and a maximum diameter in the direction orthogonal to the longitudinal direction is b, the a / b of the 60% or more shot is in the range of 1.0 to 1.3 Is within Particularly preferred is a zinc-based alloy shot having a Vickers hardness of 80 to 100 HV of the zinc-based alloy shot.
  • the content of Al with respect to a zinc based alloy shot is 0.09 to 0.14 or 0.10 to 0.13%,
  • the content of Mg is 0.001 to 0.120% with respect to the zinc based alloy shot,
  • the content of Cu to zinc based alloy shot is 0.0002 to 0.005%,
  • the zinc based alloy shot is a cylinder having a ratio of (1: 0.83) ⁇ (diameter: length) ⁇ (1: 1.25), Assuming that the length in the longitudinal direction of the shot determined from the projection is a and the maximum diameter in the direction orthogonal to the longitudinal direction is b, the a / b of the 60% or more shot is in the range of 1.0 to 1.2 Is within Particularly preferred is a zinc-based alloy shot having a Vickers hardness of 80 to 100 HV of the zinc-based alloy shot.
  • a zinc-based alloy according to steps S01 to S06 (type A) or steps S11 to S14 (type B) described above I made a shot.
  • Type A A zinc-based alloy manufactured by steps S01 to S06 in the above-mentioned manufacturing method, and classified so that the average particle diameter is 0.8 mm and the a / b described above is 1.0 to 1.3.
  • B type A zinc-based alloy shot manufactured according to steps S11 to S14 and having a wire diameter of 0.8 mm.
  • the blasting time required for the burrs to be completely removed was measured and evaluated according to the following criteria. The removal of burrs was evaluated visually. :: The burr is removed in a blasting time of 30 seconds. ⁇ : The burrs are removed in a blasting time of 60 seconds. Fair: Burr is removed by blasting time of 90 seconds. X: The burr is not removed even by the blasting time of 90 seconds.
  • Example 8 has the same composition as Example 7, but is the result of changing the projection time in the above-mentioned hardness adjustment step S06. It was shown that the hardness of the type A zinc-based alloy shot can be adjusted by the hardness adjustment step S06.
  • Examples 1 to 16 in which the addition amount of Al is in the range of 0.05 to 2.0% and the addition amount of Mg is in the range of 0.001 to 0.20% are as follows: In any condition, the evaluation was ⁇ or more. Furthermore, even when Cu was added in a small amount in the range of 0.0002 to 0.01%, the evaluation was ⁇ or more under any condition.
  • ⁇ evaluation is a result that is inferior to ⁇ ⁇ evaluation but has no problem in practical use, and it is suggested that optimization of the projection conditions (such as the projection speed and the particle diameter) can result in more than ⁇ ⁇ evaluation. Therefore, in Examples 1 to 14, it is understood that the evaluation of the consumption amount is good.
  • Comparative Example 3 in which the addition amount of Al is excessive, Comparative Example 5 in which the addition amount of Mg is in excess, and Comparative Example 6 in which the addition amount of Cu is in excess are all evaluated as x. In any case, it is considered that the impact resistance is deteriorated by adding Al, Mg and Cu in excess.
  • Examples 1 to 16 in which the addition amount of Al is in the range of 0.05 to 2.0% and the addition amount of Mg is in the range of 0.01 to 0.20% are as follows: The evaluation tends to decrease as the addition amount of Al and Mg increases, but the evaluation was ⁇ or more under any condition. Furthermore, even when Cu was added in a small amount in the range of 0.0002 to 0.01%, the evaluation was ⁇ or more under any condition.
  • ⁇ evaluation is a result that is inferior to ⁇ ⁇ evaluation but has no problem in practical use, and it is suggested that optimization of the projection conditions (such as the projection speed and the particle diameter) can result in more than ⁇ ⁇ evaluation. Therefore, in Examples 1 to 14, it is understood that the evaluation of the consumption amount is good.
  • Comparative Example 1 in which Al was not added and Comparative Example 2 in which the addition amount was too small were evaluated as x. This is considered to be due to the Vickers hardness being low relative to the work.
  • Comparative Example 4 in which Mg was not added was evaluated as x. It is considered that this is due to the Vickers hardness being low relative to the work due to the insufficient improvement effect of the hardness of the zinc based alloy shot in the manufacturing process.
  • the zinc-based alloy shot includes removal of burrs and burrs of non-ferrous metal parts such as aluminum die cast products and aluminum cast products, sand removal of cast products, baking removal of molds and release agents, oxide film It can be suitably used for shot blasting for the purpose of removing hot water wrinkles, sealing treatment and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

亜鉛基合金ショットであって、　前記亜鉛基合金ショットは、ＡｌとＭｇと残部がＺｎ及び不可避不純物からなり、　前記亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０５～０．２０質量％且つＭｇの含有量が０．００１～０．２０質量％であり、　前記亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１５０ＨＶである。　また、前記亜鉛基合金ショットは、更に微量添加元素としてＣｕが添加されていてもよく、　前記微量添加元素の添加量は前記亜鉛基合金ショットに対して０．０００２～０．０１質量％としてもよい。

Description

亜鉛基合金ショット及びその製造方法
　本発明は、ブラスト加工に用いる亜鉛基合金ショット及びその製造方法に関する。
　ショットと呼ばれる粒子を被加工物に衝突させてワークの表面処理（バリ除去、丸み付け（Ｒ付け）、面粗度調整、梨地加工、など）を行うブラスト加工は古くから知られている。ショットの材質は、ワークの材質や加工目的に合わせて選択される。例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金や亜鉛合金で構成されるダイカスト製品に対するブラスト加工の場合、研掃能力と耐粉塵爆発性を考慮して、亜鉛ショットが選択されている。
　特許文献１は亜鉛からなるショットが開示されている。このショットはビッカース硬度が４０～５０ＨＶ（ＪＩＳ　Ｚ２２４４にて規定）であるので、研掃能力が低い。
　その為、亜鉛合金からなるショットが開発されている。例えば、特許文献２ではＺｎ－Ｍｎからなる亜鉛基合金ショットが開示されている。しかし、ＭｎはＰＲＴＲ制度の対象であり、安全性や環境保全の観点から好ましくない。
特開昭６３－３１２０６７号公報 特開２００１－１６２５３８号公報
　以上を鑑み、本発明は研掃能力が高く、且つ寿命が長く、さらにワークの性状や研掃目的に合わせて研掃能力を調整可能な新しい亜鉛基合金ショットとその製造方法を提供することを課題とする。
　本発明により、以下の亜鉛基合金ショット及びその製造方法を提供する。
〔１〕亜鉛基合金ショットであって、
　前記亜鉛基合金ショットは、ＡｌとＭｇと残部がＺｎ及び不可避不純物からなり、
　前記亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０５～０．２０質量％且つＭｇの含有量が０．００１～０．２０質量％であり、
　前記亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１５０ＨＶであることを特徴とする亜鉛基合金ショット。
〔２〕前記亜鉛基合金ショットは、更に微量添加元素としてＣｕが添加されており、
　前記微量添加元素の添加量は前記亜鉛基合金ショットに対して０．０００２～０．０１質量％であることを特徴とする前記７項に記載の亜鉛基合金ショット。
〔３〕　前記亜鉛基合金ショットは、０．２～２．０ｍｍの径を有する粒状体であるか、又は（１：０．８）≦（径：長さ）≦（１：１．３）の比率を有する円柱であり、
　前記亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１５０ＨＶであることを特徴とする亜鉛基合金ショット。
〔４〕前記亜鉛基合金ショットは粒状体であって、投影図から求めたショットの長手方向の長さをａ、長手方向に直交する方向における最大径をｂとした場合に、６０％以上のショットのａ／ｂが１．０～１．３の範囲内にある、前記１又は２項記載の亜鉛基合金ショット。
〔５〕前記１～４のいずれか１項に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法であって、
　原料金属であるＺｎ、Ａｌ、Ｍｇ、及び必要に応じてＣｕを秤量する工程と、
　前記原料金属を加熱して溶湯とする工程と、
　前記溶湯を、底部にノズルが配置された溶湯保持容器に移送する工程と、
　前記ノズルを介して、液体の冷却媒体中に前記溶湯を滴下する工程と、
　前記冷却媒体中で前記溶湯を凝固させて粒状体を得る工程と、
　前記凝固された粒状体を所定のサイズに分級する工程と、
　前記分級した粒状体の硬さを調整する工程と、
を含み、
　前記分級する工程では、前記凝固された溶湯金属の径を０．２～２．０ｍｍに分級することを特徴する亜鉛基合金ショットの製造方法。
〔６〕前記１～３のいずれか１項に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法であって、
　原料金属であるＺｎ、Ａｌ、及び必要に応じてＣｕの合金組成を有する塊状物を得る工程と、
　前記塊状物より所定の径のワイヤを得る工程と、
　前記ワイヤを所定の長さに切断する工程と、
を含み、
　前記ワイヤを得る工程では、塊状物を圧延すると共に応力を付与する工程を含むことを特徴とする亜鉛基合金ショットの製造方法。
〔７〕前記ワイヤを切断する工程では、（１：０．８）≦（ワイヤの径：ワイヤの長さ）≦（１：１．３）となるようにワイヤを切断する、前記６項に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法。
〔８〕前記ワイヤを得る工程では、ワイヤの径がφ０．４～２．０ｍｍとなるように塊状物を加工する前記５項に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法。
　本発明により、研掃能力が高く、且つ寿命が長く、さらにワークの性状や研掃目的に合わせて研掃能力を調整可能な亜鉛基合金ショットを提供することができる。所定量のＣｕを含ませることにより、ワークの黒ずみの発生が抑制されるだけでなく、研掃能力、寿命及び引っ張り強度が向上した亜鉛基合金ショットを提供することができる。
本発明の亜鉛基合金ショットの製造方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明の亜鉛基合金ショットの製造方法の別の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
　本発明の一側面は、亜鉛基合金ショットである。亜鉛基合金ショットは、Ａｌと残部がＺｎ及び不可避不純物からなる。そして、亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量は０．０５～０．２０質量％、Ｍｇの含有量は０．００１～０．２０質量％である。そして、亜鉛基合金ショットのビッカース硬さは８０～１５０ＨＶである。
　本発明の一側面の亜鉛基合金ショットはＡｌが添加されているので、亜鉛に比べて硬度が高く、研掃能力が高い。また耐衝撃性（靱性）が向上しているので、寿命が長い。そして、Ａｌは比較的安価であるので、研掃能力が高く寿命が長い亜鉛基合金ショットを安価に製造することができる。
　また、Ｍｇが添加されているので、ワークの物性や研掃目的に合わせて亜鉛基合金ショットの研掃能力を調整することができる。
　本発明の一実施形態は、亜鉛基合金ショットに更に微量添加元素としてＣｕが添加されていてもよい。そして、微量添加元素の添加量を亜鉛基合金ショットに対して０．０００２～０．０１質量％としてもよい。Ｃｕを微量に添加することで、ブラスト加工を行った際に黒ずみが発生するのを抑制することができる。
　本発明の別の実施形態は、亜鉛基合金ショットであって、
　前記亜鉛基合金ショットは、Ａｌと、Ｍｇと、微量添加元素としてのＣｕと、残部としてのＺｎ及び不可避不純物とからなり、
　前記亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０５～０．２０質量％であり、
　前記亜鉛基合金ショットに対するＭｇの含有量が０．００１～０．２０質量％であり、
　前記亜鉛基合金ショットに対するＣｕの含有量が０～０．０５質量％であり、
　前記亜鉛基合金ショットが、０．２～２．０ｍｍの径を有する粒状体であるか、又は（１：０．８）≦（径：長さ）≦（１：１．３）の比率を有する円柱であり、
　前記亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１５０ＨＶであることを特徴とする亜鉛基合金ショットである。
　本発明の一実施形態は、亜鉛基合金ショットの製造方法である。この製造方法は、以下の（１）～（７）の工程を含んでもよい。
　（１）原料金属であるＺｎ、Ａｌ、Ｍｇ及び必要に応じてＣｕを秤量する工程。
　（２）前記原料金属を加熱して溶湯とする工程。
　（３）溶湯を、底部にノズルが配置された溶湯保持容器に移送する工程。
　（４）ノズルを介して、液体の冷却媒体中に前記溶湯を滴下する工程。
　（５）冷却媒体中で前記溶湯を凝固させて粒状体を得る工程。
　（６）粒状体を所定のサイズに分級する工程。
　（７）分級した粒状体の硬さを調整する工程
　そして、（６）の工程では、粒状体の径を０．２～２．０ｍｍとなるように分級してもよい。なお、本明細書において、「径」は、直径を意味する。
　Ａｌを含有していることで、溶湯の流動性が向上する。その為、ノズルが溶湯で閉塞することなく、良好に滴下することができる。また、粒状体の径が０．２～２．０ｍｍであれば、形状が比較的揃っている粒状体が得られる。
　本発明の一実施形態は、亜鉛基合金ショットの製造方法である。この製造方法は、以下の（１１）～（１３）の工程を含んでもよい。
　（１１）原料金属であるＺｎ、Ａｌ、及び必要に応じてＣｕの合金組成を有する塊状物を得る工程。
　（１２）塊状物より所定の径のワイヤを得る工程。
　（１３）ワイヤを所定の長さに切断する工程。
　そして、ワイヤを得る工程では、塊状物を圧延すると共に応力を付与する工程を含んでもよい。
　Ａｌを含有していることで、合金の靱性が向上する。その結果、塊状物を圧延してワイヤ状に加工する際、加工途中で破断されることがない。更に、塊状物を圧延する際にワイヤに応力を付与することで、機械的性質が向上する。
　本発明の一実施形態は、ワイヤを得る工程では、ワイヤの径がφ０．４～２．０ｍｍとなるように塊状物を加工し、ワイヤを切断する工程では、（１：０．８）≦（ワイヤの径：ワイヤの長さ）≦（１：１．３）となるように、又は、（１：０．８）≦（ワイヤの径：ワイヤの長さ）≦（１：１．２）となるようにワイヤを切断してもよい。ワイヤの径がφ０．４ｍｍ以上であれば、ブラスト加工に必要な機械的強度を有するワイヤを得ることができる。また、φ２．０ｍｍ以下であれば例えばアルミダイカスト製品など比較的柔らかいワークに対してブラスト加工を行った場合でも、ワークを必要以上に傷つけることがない。そして、切断後のワイヤの径と長さとの比をこの範囲となるようにワイヤを切断することで、仕上がり品質にばらつきが少ないブラスト加工を行うことができる。
　本発明の亜鉛基合金ショット及びその製造方法の一実施形態を、図を参照して説明する。なお、本発明は一実施形態に限定するものではなく、均等の範囲において適宜変更することができる。また、以下の説明において、合金組成を示す「％」は、特に断りのない限り「質量％」を示す。
　一実施形態の亜鉛基合金ショットには、Ａｌが含有している。ＡｌはＺｎとの相乗効果により亜鉛基合金のビッカース硬さや耐衝撃性（靱性）が向上している。Ａｌの含有量が少なすぎると、添加した効果が得られない。多すぎると、Ａｌの物性の影響が強くなりすぎて亜鉛基合金の耐衝撃性が低下する傾向を示す。一実施形態では、Ａｌの含有量（全体量１００％基準：以下同じ）は０．０５～０．２０％であり、０．０６～０．１９％としてもよく、０．０９～０．１４％としてもよく、又は０．１０～０．１３％としてもよい。
　一実施形態の亜鉛基合金ショットには、Ｍｇがさらに含有されている。Ｍｇを添加することで、応力を加えることで再結晶化が促進される。即ち、製造工程において応力を付与することで亜鉛基合金ショットの硬さを調整することができるので、ブラスト加工の目的に合わせた研掃能力を有する亜鉛基合金ショットを得ることができる。ただし、Ｍｇを過剰に添加すると、亜鉛基合金ショットの耐衝撃性が低下したり、製造上の不具合が生じたりするので、Ｍｇの含有量は０．００１～０．２０％であり、０．００１～０．１２０％としてもよく、又は０．００２～０．０１０％としてもよい。
　Ｃｕは、亜鉛基合金ショットの耐食性を向上させる為に添加される元素である。耐食性が向上した結果、この亜鉛基合金ショットを用いてブラスト加工を行う際に、ワークの表面に黒ずみが発生するのを抑制することができる。ただし、Ｃｕを過剰に添加すると亜鉛基合金ショットの耐衝撃性が低下するので、添加量は微量であることが好ましい。一実施形態では、Ｃｕの添加量（全体量１００％基準：以下同じ）は０～０．０５％であり、０．０００１～０．０１％としてもよく、又は０．０００２～０．０１としてもよく、０．０００２～０．００５％としてもよい。
　Ｃｕは、亜鉛基合金ショットのビッカース硬さや耐衝撃性を向上させる効果もある。Ｃｕを微量に添加することは、前述のワークへの黒ずみの発生を抑制する効果の付与だけでなく、亜鉛基合金ショットの研掃能力及び寿命のさらなる向上の効果がある。
　亜鉛基合金ショットは、アルミニウム合金やマグネシウム合金や亜鉛合金で構成されるダイカスト製品など、比較的硬度の低いワークに対しても使用される。亜鉛基合金ショットの硬さが低すぎるとワークに対する研掃能力が不足し、硬すぎるとワークの表面の意匠性に影響がでる。ワークの物性及び研掃目的を考慮して、亜鉛基合金ショットのビッカース硬さは８０～１５０ＨＶであり、８０～１００ＨＶとしてもよい。そして、その硬度となるようにＡｌの含有量またはＣｕの添加量を調整してもよい。
　一実施形態の亜鉛基合金ショットは、ＺｎとＡｌとＭｇ、またはＺｎとＡｌとＭｇと微量のＣｕ、で構成されるが、その他不可避不純物が含まれていてもよい。ただし、不可避不純物の含有量が高くなると耐衝撃性が低くなり、寿命の低下につながる。その為、不可避不純物の合計含有量は、可及的に少ない方が望ましい。
　亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０６～０．１９％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＭｇの含有量が０．００１～０．１２０％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＣｕの含有量が０．０００１～０．０１％であり、
　亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１００ＨＶである亜鉛基合金ショットが特に好ましい。
　亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０９～０．１４又は０．１０～０．１３％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＭｇの含有量が０．００２～０．０１０％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＣｕの含有量が０．０００２～０．００５％であり、
　亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１００ＨＶである亜鉛基合金ショットが更に特に好ましい。
　次に、一実施形態の亜鉛基合金ショットの製造方法について図１を参照することにより以下に説明する。
Ｓ０１：原料を秤量する工程
　原料となる金属を秤量する。例えば、Ａｌの原料（地金）としては、ＪＩＳＨ２１０２のアルミニウム地金特１種（９９．９０％以上）やＪＩＳＨ２１１１（またはＩＣＳ７７．１２０．１０）の精製アルミニウム地金特殊（９９．９９５％以上）・１種（９９．９９０％以上）・２種（９９．９５％以上）を、Ｃｕの原料（地金）としては、ＪＩＳＨ２１２１の電気銅地金（９９．９６％以上）を、それぞれ挙げることができる。
　なお、基元素であるＺｎの原料（地金）としては、特に限定されず、ＪＩＳＨ２１０７（またはＩＳＯ７２５：１９８１）に規定されている各グレードのものを使用できる。ショットの品質安定性を考慮して、ＪＩＳＨ２１０７の普通亜鉛地金（９９．９７％以上）、最純亜鉛地金（９９．９９５％以上）、特種亜鉛地金（９９．９９％以上）等、高純度の亜鉛地金を使用してもよい。
Ｓ０２：溶解工程
　秤量した金属を坩堝に投入後、坩堝を加熱する（例えば、約６００℃）。加熱によって金属が溶解し、Ｚｎ－ＡｌもしくはＺｎ－Ａｌ－Ｃｕの組成を有する溶湯となる。
Ｓ０３：溶湯移動工程
　溶湯を溶湯保持容器に投入する。溶湯保持容器には加熱手段が備えられており、亜鉛基合金ショット製造時に、溶湯が必要以上に冷却されないように保持することができる。このときの溶湯保持温度は合金組成や生産規模により異なるが、５００～６００℃の範囲で適宜設定してもよい。
　溶湯保持容器の底部には溶湯滴下用のノズルが設けられており、該ノズルの下方には、冷却媒体が投入された冷却槽が配置されている。なお、冷却媒体は液体であり、水や油等であってもよい。
Ｓ０４：造粒工程
　溶湯保持容器内の溶湯は、ノズルから滴下される。ノズルから冷却媒体に到達するまでの間に、表面張力の影響を受け球状化する。冷却媒体に到達し、接触した溶湯は急激に冷却されて球形状のまま固化される。
　なお、冷却媒体は滴下した溶湯が接触することにより温度が上昇し、該溶湯の急冷が妨げられる原因となる。このため、冷却手段により、冷却媒体を設定温度に保持する。この設定冷却温度は、例えば、水の場合、通常、６０℃以下としてもよく、３０～４０℃としてもよい。
Ｓ０５：分級工程
　冷却媒体の底部には、亜鉛合金の粒状体が堆積される。これを回収して、乾燥機で乾燥後、分級機で分級して亜鉛基合金の球状粒子を得る。なお、分級は亜鉛基合金ショットの使用目的に合わせて所定の粒径になるように行なう。
　ここで、溶湯がノズルから滴下されるとき、溶湯の液滴の形状は完全な球ではなく、落下方向に引き伸ばされて歪んだ球ないし楕円状となる。このため、得られる粒状体、すなわちショットの粒子の形状は、やや歪んだ球状、回転楕円体状、あるいは角が丸い円柱状になる。このようなショットの投影図から求めたショットの長手方向の長さをａ、長手方向に直交する方向における最大径をｂとした場合に、６０％以上のショットのａ／ｂが１．０～１．３の範囲内にあることが好ましく、１．０～１．２の範囲内にあることもまた好ましい。このようなショットは真球に近く、形状のバラツキが小さいので、より均一な研掃効果が得られる。粒状体の径が０．２～２．０ｍｍでは、後述の硬さ調整工程Ｓ０６を経て得られる亜鉛基合金ショットのａ／ｂの値が１．０～１．３又は１．０～１．２のショットの割合が多くなるので、粒子径がこの範囲となるように分級を行ってもよい。
Ｓ０６：硬さ調整工程
　分級後の球状粒子を、ショットブラスト機を用いて所定条件下（所定速度（例えば、４０～８０ｍ/ｓ）、所定距離（例えば、１００～１２００ｍｍ）等）で、所定回数または所定時間（例えば、１～２００時間）繰り返してターゲット材（例えば、高Ｍｎ鋼材）に向けて投射する。球状粒子はターゲット材に激しく衝突することで、塑性変形して転位密度が上昇するので、硬さが硬くなる。球状粒子の硬さは投射回数または投射時間に依存するため、これを制御することで所定の硬さを有する亜鉛基合金ショットを得る。当業者であれば、上記条件を適宜調整することにより、所望の硬さの亜鉛基合金ショットを得ることができる。
　亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０６～０．１９％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＭｇの含有量が０．００１～０．１２０％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＣｕの含有量が０．０００１～０．０１質量％であり、
　亜鉛基合金ショットが、０．２～２．０ｍｍの径を有する粒状体であり、
　投影図から求めたショットの長手方向の長さをａ、長手方向に直交する方向における最大径をｂとした場合に、６０％以上のショットのａ／ｂが１．０～１．３の範囲内にあり、
　亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１００ＨＶである亜鉛基合金ショットが特に好ましい。
　亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０９～０．１４又は０．１０～０．１３％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＭｇの含有量が０．００１～０．１２０％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＣｕの含有量が０．０００２～０．００５％であり、
　亜鉛基合金ショットが、０．２～２．０ｍｍの径を有する粒状体であり、
　投影図から求めたショットの長手方向の長さをａ、長手方向に直交する方向における最大径をｂとした場合に、６０％以上のショットのａ／ｂが１．０～１．２の範囲内にあり、
　亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１００ＨＶである亜鉛基合金ショットがさらに特に好ましい。
　亜鉛基合金ショットの製造方法は、上記の方法に限らない。別の形態の製造方法の例を、図２を参照することにより以下に説明する。
Ｓ１１：塊状物製造工程
　原料となる金属より、Ｚｎ－ＡｌもしくはＺｎ－Ａｌ－Ｃｕの組成を有する塊状物を生成する。例えば、原料となる金属より製錬によりビレットと呼ばれる円柱形状の塊状物を生成してもよい。
Ｓ１２：ワイヤ製造工程
　本実施形態では、ビレットよりワイヤを製造する。複数個のダイスにビレットを挿入し、このビレットを引き抜くことでビレットを塑性変形により小径化して所望の径までワイヤを製造する。本実施形態のビレットはＡｌを含有しているので、ダイスとのすべり性が良好である。その為、ワイヤを製造する際に、その途中でワイヤが切断もしくはマイクロクラックが発生するのを防ぐことができる。
　また、微量添加元素としてＣｕが添加されていることで、亜鉛基合金の引っ張り強度が向上する。その結果、更にワイヤ製造の際に、その途中でワイヤが切断もしくはマイクロクラックが発生することを防ぐことができる。
　Ａｌ及びＣｕの添加により亜鉛基合金からなるビレットが良好にダイスを通過することができるので、亜鉛基合金は塑性変形及びダイスとの摩擦により応力を付与することができる。その結果、ショットに求められる機械的性質（例えば、靱性）を向上させることができる。そして、この亜鉛基合金にはＭｇが含まれるので、この応力の付与によりビッカース硬さを増大させることができる。例えば、ビレットの引っ張り速度やダイスの径と個数を変更することにより、機械的性質及びビッカース硬さを調整することができる。
　ワイヤの径を細くすることで、亜鉛基合金は応力が付与されて機械的性質が向上するが、必要以上に細くするとこの加工によるダメージを受ける。また、径が太すぎると応力が十分に付与されない、若しくは比較的硬度の低いワークに対してブラスト加工を行った場合、ワークの表面がダメージを受ける。以上を踏まえ、ワイヤの径をφ０．４ｍｍ～２．０ｍｍとしてもよい。
Ｓ１３：切断工程
　得られたワイヤを所定の長さとなるように直列的に切断し、粒状物を得る。この粒状物の長さは径との差が大きいと、ブラスト加工後のワークの仕上がり品質にばらつきが生じる。これを考慮し、（１：０．８）≦（ワイヤの径：ワイヤの長さ）≦（１：１．３）となるようにワイヤを切断してもよく、（１：０．８）≦（ワイヤの径：ワイヤの長さ）≦（１：１．２）となるようにワイヤを切断してもよい。
Ｓ１４：丸め工程
　得られた粒状物は円柱形状であるので、角部を有する。ブラスト加工時この角部によってワークが受傷する場合、予めこの粒状物を壁等に向けて投射することで角が丸めておいてもよい。なお、この工程はワークの物性やブラスト加工の目的に応じて省略してもよい。
　亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０６～０．１９％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＭｇの含有量が０．００１～０．１２０％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＣｕの含有量が０．０００１～０．０１質量％であり、
　亜鉛基合金ショットが、（１：０．８３）≦（径：長さ）≦（１：１．２５）の比率を有する円柱であり、
　投影図から求めたショットの長手方向の長さをａ、長手方向に直交する方向における最大径をｂとした場合に、６０％以上のショットのａ／ｂが１．０～１．３の範囲内にあり、
　亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１００ＨＶである亜鉛基合金ショットが特に好ましい。
　亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０９～０．１４又は０．１０～０．１３％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＭｇの含有量が０．００１～０．１２０％であり、
　亜鉛基合金ショットに対するＣｕの含有量が０．０００２～０．００５％であり、
　亜鉛基合金ショットが、（１：０．８３）≦（径：長さ）≦（１：１．２５）の比率を有する円柱であり、
　投影図から求めたショットの長手方向の長さをａ、長手方向に直交する方向における最大径をｂとした場合に、６０％以上のショットのａ／ｂが１．０～１．２の範囲内にあり、
　亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１００ＨＶである亜鉛基合金ショットが特に好ましい。
　次に、一実施形態の亜鉛基合金ショットを評価した結果について説明する。
　後述の表１に示す割合になるように秤量したＡｌ、Ｍｇ及びＣｕと、Ｚｎ地金とから、前述した工程Ｓ０１～Ｓ０６（Ａタイプ）又は工程Ｓ１１～Ｓ１４（Ｂタイプ）によって、亜鉛基合金ショットを製造した。
　　Ａタイプ：上述の製造方法における工程Ｓ０１～Ｓ０６によって製造し、平均粒子径が０．８ｍｍ且つ前述のａ／ｂが１．０～１．３となるように分級した亜鉛基合金。
　　Ｂタイプ：工程Ｓ１１～Ｓ１４によって製造し、ワイヤの径を０．８ｍｍとした亜鉛基合金ショット。
　これらの亜鉛基合金ショットについて、以下の評価試験を行った。
　亜鉛基合金ショット１００ｋｇをショットブラスト機（ＤＺＢ型：新東工業株式会社製）に投入し、ワークとしてアルミニウム合金製ダイカスト部品（表面硬さ：１００ＨＶ）に対してブラスト加工を行い、性能の評価を行なった。なお、亜鉛基合金ショットの投射速度は５３ｍ／ｓとした。
　評価項目は、「消耗量」、「バリ取り能力」および「仕上がり品質」について、下記の通り行なった。
　＜消耗量＞
　寿命ないし靭性（耐衝撃性）に対応する評価である。亜鉛基合金ショットを用いて８時間、ショットブラストすることにより微粉となって損耗した量を「ショット消耗量」として下記基準で評価した。
　　　◎：０．０６ｋｇ／（ｈ・ＨＰ）以下
　　　○：０．０６ｋｇ／（ｈ・ＨＰ）～０．０８ｋｇ／（ｈ・ＨＰ）
　　　△：０．０８ｋｇ／（ｈ・ＨＰ）～０．１０ｋｇ／（ｈ・ＨＰ）
　　　×：０．１０ｋｇ／（ｈ・ＨＰ）以上
　＜バリ取り能力＞
　研掃能力ないしブラスト能力に対応する評価である。バリが完全に除去できるまでに要するブラスト加工時間を測定し、以下の基準で評価した。なお、バリの除去は目視評価とした。
　　　◎：３０秒のブラスト加工時間でバリが除去される。
　　　○：６０秒のブラスト加工時間でバリが除去される。
　　　△：９０秒のブラスト加工時間でバリが除去される。
　　　×：９０秒のブラスト加工時間でもバリが除去されない。
　＜仕上がり品質＞
　ブラスト加工後のワーク表面を観察し、以下の基準で評価した（目視での評価）。
　　　◎：銀白色に輝いている。
　　　○：少し黒ずんでいる。
　　　△：黒ずんでいる。
　それらの評価結果を表１に示す。なお、表中「径－長さ比」とは、Ｂタイプの亜鉛基合金ショットにおいて、切断後のワイヤの「ワイヤの径：ワイヤの長さ」を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例８は実施例７と同じ組成であるが、前述の硬さ調整工程Ｓ０６における投射時間を変更した結果である。タイプＡの亜鉛基合金ショットは、硬さ調整工程Ｓ０６により硬さを調整できることが示された。
＜消耗量の評価＞
　いずれのタイプの亜鉛基合金ショットにおいても、Ａｌの添加量が０．０５～２．０％、且つＭｇの添加量が０．００１～０．２０％の範囲である実施例１～１６は、いずれの条件においても△以上の評価であった。さらに、Ｃｕを０．０００２～０．０１％の範囲で微量に添加した場合であっても、いずれの条件においても△以上の評価であった。ここで、△評価は○評価より劣るものの実用上問題のない結果であり、投射条件（投射速度や粒子径等）を最適化することで○評価以上となりえることが示唆される。従って、実施例１～１４においては、消耗量の評価は良好であることがわかる。
　Ａｌの添加量が過剰である比較例３、Ｍｇの添加量が過剰である比較例５、及びＣｕの添加量が過剰である比較例６は、いずれも×評価であった。いずれの場合もＡｌ、Ｍｇ、Ｃｕを過剰に添加することで、耐衝撃性が悪化したと考えられる。
＜バリ取り能力＞
　いずれのタイプの亜鉛基合金ショットにおいても、Ａｌの添加量が０．０５～２．０％、且つＭｇの添加量が０．０１～０．２０％の範囲である実施例１～１６は、Ａｌ及びＭｇの添加量が多くなると評価が低下する傾向が見られるが、いずれの条件においても△以上の評価であった。さらに、Ｃｕを０．０００２～０．０１％の範囲で微量に添加した場合であっても、いずれの条件においても△以上の評価であった。ここで、△評価は○評価より劣るものの実用上問題のない結果であり、投射条件（投射速度や粒子径等）を最適化することで○評価以上となりえることが示唆される。従って、実施例１～１４においては、消耗量の評価は良好であることがわかる。
　Ａｌが添加されていない比較例１及び添加量が過小な比較例２は、×評価となった。これは、ビッカース硬度がワークに対して低いことに起因すると考えられる。
　Ｍｇの添加されていない比較例４は、×評価となった。これは、製造工程における亜鉛基合金ショットの硬さの向上効果が不十分であったことにより、ビッカース硬度がワークに対して低いことに起因すると考えられる。
　径－長さ比が過小または過大の比較例７、８は、いずれも×評価となった。ワークに対して亜鉛基合金ショットの衝突にばらつきが生じるので、結果としてバリ取り能力が低下したと考えられる。
＜仕上がり品質＞
　いずれのタイプの亜鉛基合金ショットにおいても、Ｃｕを０．０００２～０．０１％の範囲で微量に添加した実施例５～８及び１３～１６は、いずれの条件においても◎評価であり、Ｃｕを微量に添加することで仕上がり品質が向上することが示された。
　また、Ｃｕが添加されていない実施例１～４及び９～１２においては、△評価または○評価となり、比較例１の結果を加味すると、Ａｌの添加によっても仕上がり品質の改善がみられた。これは、バリ取り能力が向上したことでブラスト加工が完了するまでの時間が短縮されたので、ワークが亜鉛基合金ショットの投射流にさらされる機会が減少したことに起因すると考えられる。
　一実施形態の亜鉛基合金ショットは、アルミニウムダイカスト製品やアルミニウム鋳物製品などを例とする非鉄金属部品のバリおよびカエリの除去、鋳造品の砂落とし、塗型や離型剤の焼き付き除去、酸化膜や湯じわの除去、封孔処理、等を目的としたショットブラストに対して好適に用いることができる。

Claims (8)

  1. 　亜鉛基合金ショットであって、
    　前記亜鉛基合金ショットは、ＡｌとＭｇと残部がＺｎ及び不可避不純物からなり、
    　前記亜鉛基合金ショットに対するＡｌの含有量が０．０５～０．２０質量％且つＭｇの含有量が０．００１～０．２０質量％であり、
    　前記亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１５０ＨＶである、亜鉛基合金ショット。
  2. 　前記亜鉛基合金ショットは、更に微量添加元素としてＣｕが添加されており、
    　前記微量添加元素の添加量は前記亜鉛基合金ショットに対して０．０００２～０．０１質量％である、請求項１に記載の亜鉛基合金ショット。
  3. 　前記亜鉛基合金ショットは、０．２～２．０ｍｍの径を有する粒状体であるか、又は（１：０．８）≦（径：長さ）≦（１：１．３）の比率を有する円柱であり、
    　前記亜鉛基合金ショットのビッカース硬さが８０～１５０ＨＶである、請求項１または２に記載の亜鉛基合金ショット。
  4. 　前記亜鉛基合金ショットが粒状体であって、投影図から求めたショットの長手方向の長さをａ、長手方向に直交する方向における最大径をｂとした場合に、６０％以上のショットのａ／ｂが１．０～１．３の範囲内にある、請求項１又は２記載の亜鉛基合金ショット。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法であって、
    　原料金属であるＺｎ、Ａｌ、Ｍｇ、及び必要に応じてＣｕを秤量する工程と、
    　前記原料金属を加熱して溶湯とする工程と、
    　前記溶湯を、底部にノズルが配置された溶湯保持容器に移送する工程と、
    　前記ノズルを介して、液体の冷却媒体中に前記溶湯を滴下する工程と、
    　前記冷却媒体中で前記溶湯を凝固させて粒状体を得る工程と、
    　前記凝固された粒状体を所定のサイズに分級する工程と、
    　前記分級した粒状体の硬さを調整する工程と、
    を含み、
    　前記分級する工程では、前記凝固された溶湯金属の径を０．２～２．０ｍｍに分級する、亜鉛基合金ショットの製造方法。
  6. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法であって、
    　原料金属であるＺｎ、Ａｌ、及び必要に応じてＣｕの合金組成を有する塊状物を得る工程と、
    　前記塊状物より所定の径のワイヤを得る工程と、
    　前記ワイヤを所定の長さに切断する工程と、
    を含み、
    　前記ワイヤを得る工程では、塊状物を圧延すると共に応力を付与する工程を含む、亜鉛基合金ショットの製造方法。
  7. 　前記ワイヤを切断する工程では、（１：０．８）≦（ワイヤの径：ワイヤの長さ）≦（１：１．３）となるようにワイヤを切断する、請求項６に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法。
  8. 　前記ワイヤを得る工程では、ワイヤの径がφ０．４～２．０ｍｍとなるように塊状物を加工する、請求項６または７に記載の亜鉛基合金ショットの製造方法。
PCT/JP2018/023646 2017-06-21 2018-06-21 亜鉛基合金ショット及びその製造方法 WO2018235903A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880041203.1A CN110799305B (zh) 2017-06-21 2018-06-21 锌基合金丸粒及其制造方法
JP2019525687A JP6965927B2 (ja) 2017-06-21 2018-06-21 亜鉛基合金ショット及びその製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017121049 2017-06-21
JP2017-121049 2017-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018235903A1 true WO2018235903A1 (ja) 2018-12-27

Family

ID=64737647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/023646 WO2018235903A1 (ja) 2017-06-21 2018-06-21 亜鉛基合金ショット及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6965927B2 (ja)
CN (1) CN110799305B (ja)
TW (1) TWI771436B (ja)
WO (1) WO2018235903A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62278204A (ja) * 1986-05-26 1987-12-03 Sumitomo Metal Ind Ltd ブラスト用材料
JPH04310372A (ja) * 1991-04-05 1992-11-02 Nippon Steel Corp カットワイヤ用ワイヤの製造方法
CN1943992A (zh) * 2006-09-29 2007-04-11 连云港倍特金属磨料有限公司 一种锌合金喷丸及其制备方法
JP2009226535A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Lianyungang Beautech Metal Abrasive Co Ltd 亜鉛合金ショット
WO2011052287A1 (ja) * 2009-10-30 2011-05-05 新東工業株式会社 亜鉛基合金ショット
CN103225027A (zh) * 2013-04-02 2013-07-31 戴国水 一种锌合金

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4309004B2 (ja) * 1999-12-14 2009-08-05 東邦亜鉛株式会社 亜鉛合金ショット
CN100415457C (zh) * 2005-10-08 2008-09-03 谢智庆 头部具轴向调整的工具
CN101928860A (zh) * 2010-09-29 2010-12-29 株洲冶炼集团股份有限公司 一种制造模具用锌合金

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62278204A (ja) * 1986-05-26 1987-12-03 Sumitomo Metal Ind Ltd ブラスト用材料
JPH04310372A (ja) * 1991-04-05 1992-11-02 Nippon Steel Corp カットワイヤ用ワイヤの製造方法
CN1943992A (zh) * 2006-09-29 2007-04-11 连云港倍特金属磨料有限公司 一种锌合金喷丸及其制备方法
JP2009226535A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Lianyungang Beautech Metal Abrasive Co Ltd 亜鉛合金ショット
WO2011052287A1 (ja) * 2009-10-30 2011-05-05 新東工業株式会社 亜鉛基合金ショット
CN103225027A (zh) * 2013-04-02 2013-07-31 戴国水 一种锌合金

Also Published As

Publication number Publication date
TWI771436B (zh) 2022-07-21
CN110799305B (zh) 2022-08-26
JPWO2018235903A1 (ja) 2020-04-23
TW201907021A (zh) 2019-02-16
CN110799305A (zh) 2020-02-14
JP6965927B2 (ja) 2021-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101237904B1 (ko) 아연계 합금 쇼트
AU2012308416B2 (en) Impact extruded containers from recycled aluminum scrap
AU2016433840B2 (en) Aluminum alloy for impact extruded containers and method of making the same
JP4764094B2 (ja) 耐熱性Ａｌ基合金
WO2012081276A1 (ja) 亜鉛基合金ショット
JP5787215B2 (ja) 亜鉛基合金ショット
WO2018235903A1 (ja) 亜鉛基合金ショット及びその製造方法
WO2018235902A1 (ja) 亜鉛基合金ショット及びその製造方法
JP4165794B2 (ja) ショット
JP5939339B2 (ja) 亜鉛基合金ショット
JP4774883B2 (ja) 亜鉛基合金ショット
JP2005329459A (ja) 鋳造用結晶粒微細化剤及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18819982

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019525687

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18819982

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1