JPH01294837A - 高強度亜鉛合金 - Google Patents
高強度亜鉛合金Info
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- JPH01294837A JPH01294837A JP12478288A JP12478288A JPH01294837A JP H01294837 A JPH01294837 A JP H01294837A JP 12478288 A JP12478288 A JP 12478288A JP 12478288 A JP12478288 A JP 12478288A JP H01294837 A JPH01294837 A JP H01294837A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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射出成形用あるいはプレス成形用
の簡易金型材料として好適な高強度亜鉛合金に関する。
の簡易金型材料として好適な高強度亜鉛合金に関する。
一般にプラスチック射出成形品やプレス成形品の量産品
をつくる場合、高級鋼を素材として切削を主体とした加
工によってつくられる木型と呼ばれる量産用金型が用い
られるが、試作品または例えば五千個以下の少量製品に
ついては、通常、型製作期間が短く、製作費用も少ない
簡易型が用いられる。このような簡易型は亜鉛合金、低
融点合金の鋳造あるいは樹脂の注型によってつ（られる
ことか多いが、その中でも亜鉛合金は鋳鉄に近い強度を
持つと共に鋳造が容易で転写性がよく、加工性にも優れ
ている等の特色があって、代表的な簡易型材料として扱
われている。現在、簡易型用亜鉛合金としてはアルミニ
ウム約４％、銅約３．５％、マグネシウム約０．０４％
及び残部亜鉛の合金でＺＡＭＡＫｌｔ２ 、 Ｋｉｒｋ
ｓｉｔｅ等の名称で呼ばれている合金がそのうちの代表
的なものとして用いられている。
をつくる場合、高級鋼を素材として切削を主体とした加
工によってつくられる木型と呼ばれる量産用金型が用い
られるが、試作品または例えば五千個以下の少量製品に
ついては、通常、型製作期間が短く、製作費用も少ない
簡易型が用いられる。このような簡易型は亜鉛合金、低
融点合金の鋳造あるいは樹脂の注型によってつ（られる
ことか多いが、その中でも亜鉛合金は鋳鉄に近い強度を
持つと共に鋳造が容易で転写性がよく、加工性にも優れ
ている等の特色があって、代表的な簡易型材料として扱
われている。現在、簡易型用亜鉛合金としてはアルミニ
ウム約４％、銅約３．５％、マグネシウム約０．０４％
及び残部亜鉛の合金でＺＡＭＡＫｌｔ２ 、 Ｋｉｒｋ
ｓｉｔｅ等の名称で呼ばれている合金がそのうちの代表
的なものとして用いられている。
ところで、最近、自動車等製品の多様化を求めるユーザ
志向が強まってきており、それに伴って部品についても
例えば数万個単位の多品種少量生産の必要性が増大して
いる。しかし通常十万個程度以上のショツト数に耐える
木型では金型のコストが高すぎるため経済性に問題があ
り、代わりに簡易型の利用で対処しようとする動きが著
しくなってきている。しかしながら、前記ＺＡＭＡＫｌ
ｔ２合金では、砂型鋳造試験片でピンカース硬さが９０
〜１００、引張り強さが２０〜２５ｋｇ／ｍｍ”程度し
かなく、この材料でつくった金型は、通常のプラスチッ
ク射出成形に使用すると子細程度のショツト数で摩耗の
ためパリが発生ずるなどで使用に耐えなくなることが多
い。このためこの合金にチタニウムやベリリウムを添加
した材料や銅を増量した材料（特公昭３７−１８６０９
．特公昭４Ｂ−２０９６７）を簡易型用に利用しようと
する動きもあるが、依然として強度不足あるいは鋳造性
不良の問題を残している。換言すれば鋳造法でつくるこ
とので・きる簡易型用の材料として従来の亜鉛合金に代
わり得る強力な材料が依然として求められている。
志向が強まってきており、それに伴って部品についても
例えば数万個単位の多品種少量生産の必要性が増大して
いる。しかし通常十万個程度以上のショツト数に耐える
木型では金型のコストが高すぎるため経済性に問題があ
り、代わりに簡易型の利用で対処しようとする動きが著
しくなってきている。しかしながら、前記ＺＡＭＡＫｌ
ｔ２合金では、砂型鋳造試験片でピンカース硬さが９０
〜１００、引張り強さが２０〜２５ｋｇ／ｍｍ”程度し
かなく、この材料でつくった金型は、通常のプラスチッ
ク射出成形に使用すると子細程度のショツト数で摩耗の
ためパリが発生ずるなどで使用に耐えなくなることが多
い。このためこの合金にチタニウムやベリリウムを添加
した材料や銅を増量した材料（特公昭３７−１８６０９
．特公昭４Ｂ−２０９６７）を簡易型用に利用しようと
する動きもあるが、依然として強度不足あるいは鋳造性
不良の問題を残している。換言すれば鋳造法でつくるこ
とので・きる簡易型用の材料として従来の亜鉛合金に代
わり得る強力な材料が依然として求められている。
このような状況に鑑み、本発明はプラスチック射出成形
やプレス成形による少量本格生産品のための新たなる鋳
造型用高強度亜鉛合金材料を提供することを目的とする
ものである。
やプレス成形による少量本格生産品のための新たなる鋳
造型用高強度亜鉛合金材料を提供することを目的とする
ものである。
以上の目的を達成するために、本発明は、アルミニウム
３〜１１％、銅５〜１３％、マグネシウム０．０２〜０
．５％、チタニウムｏ、 ｉ〜１．５％及びほう素０．
０３〜０．５％を含み、残部が実質的に亜鉛からなる合
金、あるいはさらにこの合金にベリリウムを０．０１〜
０．１％またはマンガンを０．１〜２．０％含有させた
合金を提案しようとするのである。
３〜１１％、銅５〜１３％、マグネシウム０．０２〜０
．５％、チタニウムｏ、 ｉ〜１．５％及びほう素０．
０３〜０．５％を含み、残部が実質的に亜鉛からなる合
金、あるいはさらにこの合金にベリリウムを０．０１〜
０．１％またはマンガンを０．１〜２．０％含有させた
合金を提案しようとするのである。
本発明の合金は従来の型用亜鉛合金即ちＺＡＭ＾に＃２
よりも海かに高い硬さ従って高い耐摩耗性及び大きい引
張り強さを有している。即ち、砂型鋳造試験片でビッカ
ース硬さ１３０〜１６０を有し、引張り強さは２０〜３
０ｋｇ／ｍｍ”を有している。
よりも海かに高い硬さ従って高い耐摩耗性及び大きい引
張り強さを有している。即ち、砂型鋳造試験片でビッカ
ース硬さ１３０〜１６０を有し、引張り強さは２０〜３
０ｋｇ／ｍｍ”を有している。
本発明合金の合金組成において、アルミニウムは３％を
下回ると硬さ等強度が不足し、また鋳造性も悪い。１１
％を上回ると鋳造性が悪くなり、伸びや衝撃値が低下し
脆くなる。銅は５％を下回ると硬さを向上させないし、
１３％を越えてもそれ程硬すヲ向上させないし、却って
鋳造性を阻害する。
下回ると硬さ等強度が不足し、また鋳造性も悪い。１１
％を上回ると鋳造性が悪くなり、伸びや衝撃値が低下し
脆くなる。銅は５％を下回ると硬さを向上させないし、
１３％を越えてもそれ程硬すヲ向上させないし、却って
鋳造性を阻害する。
マグネシウムは結晶を細かくして強度を向上させ、また
不純物による粒間腐食を防止する作用があるが、０．０
２％以下では効果がなく０．５％を越えると鋳造性及び
靭性を阻害する、ほう素はチタニウムとの顕著な相乗効
果により、靭性及び鋳造性を阻害することなく、硬さを
向上させる。しかし、はう素は０．０３％そしてチタニ
ウムは０．１％を下回ると効果がなく、またほう素は０
．５％そしてチタニウムは１．５％を上回ると合金化が
難しくなる。以上のような成分に加えられるベリリウム
は、はう素との共存状態においてさらに硬さを向上させ
る効果があり、特に、０４０１％以上が好ましく、０．
１％を上回ってもそれほどの効果が見られない。マンガ
ンのほう素との共存による強度上昇の効果は顕著であり
、０．１％付近から硬さの上昇が認められる。ただし、
２．０％を上回っても添加量に見合う程の改善が見られ
ないので不経済である。
不純物による粒間腐食を防止する作用があるが、０．０
２％以下では効果がなく０．５％を越えると鋳造性及び
靭性を阻害する、ほう素はチタニウムとの顕著な相乗効
果により、靭性及び鋳造性を阻害することなく、硬さを
向上させる。しかし、はう素は０．０３％そしてチタニ
ウムは０．１％を下回ると効果がなく、またほう素は０
．５％そしてチタニウムは１．５％を上回ると合金化が
難しくなる。以上のような成分に加えられるベリリウム
は、はう素との共存状態においてさらに硬さを向上させ
る効果があり、特に、０４０１％以上が好ましく、０．
１％を上回ってもそれほどの効果が見られない。マンガ
ンのほう素との共存による強度上昇の効果は顕著であり
、０．１％付近から硬さの上昇が認められる。ただし、
２．０％を上回っても添加量に見合う程の改善が見られ
ないので不経済である。
以下、本発明の実施例を述べる。
本発明の特許請求の範囲内の合金及び比較例としての範
囲外の比較合金を溶製し、砂型閉鎖鋳型を用いて鋳造し
た試験片について、それぞれ引張り強さ及びビッカース
硬さを測定した。なお、原料亜鉛としては純度９９．９
９７％以上の最純亜鉛を用いている。その結果を第１表
に示す。
囲外の比較合金を溶製し、砂型閉鎖鋳型を用いて鋳造し
た試験片について、それぞれ引張り強さ及びビッカース
硬さを測定した。なお、原料亜鉛としては純度９９．９
９７％以上の最純亜鉛を用いている。その結果を第１表
に示す。
以上の様に、本発明の合金はビッカース硬さで１３０〜
１６０．引張り強さで２０〜３０ｋｇ／ｍｍ”の値を示
したが、発明範囲外の組成の合金はいずれもそれらの数
値を満足しながった。
１６０．引張り強さで２０〜３０ｋｇ／ｍｍ”の値を示
したが、発明範囲外の組成の合金はいずれもそれらの数
値を満足しながった。
また、第１図に示すプレス絞り型のダイを第２表に示す
組成の本発明合金とＺＡＭＡＫｌ１２相当合金の鋳造に
よってつくり、鋼板をプレスしてダイについての耐摩耗
性の評価試験を行った。第１図において１は供試材料を
鋳造して表面研磨を施したダイ、２は５５０Ｃ材による
パンチ、３はブランクホルダー、４は厚さ０．８ ｍｍ
の５ＰＣＥの標準調賞品によるブランク材である。耐摩
耗性の評価は、グイ肩Ｒを樹脂で転写し、その断面を１
０倍の拡大器で拡大し、グイ肩Ｒの形状をトレースし、
プレス成形前と成形後について、Ｒ部の摩耗厚さ量の比
較で行った。プレス成形は加圧力１００トンでクツショ
ン圧１０ｋｇ／ｃｍ”で行った。供試百合金材料におけ
る鋼板１０００枚のプレス終了点での摩耗厚さは、ＺＡ
ＭＡＫｌ１２の０．３０ｍｍに対して前記発明合金にお
いては０．１０＋ｎｍで１７３にとどまった。明らかに
本発明合金の優位さがめかる。なお、本発明合金は通常
の開放砂鋳型による鋳造を行い、方向性凝固を行わせる
のに十分な鋳造性を有していた。
組成の本発明合金とＺＡＭＡＫｌ１２相当合金の鋳造に
よってつくり、鋼板をプレスしてダイについての耐摩耗
性の評価試験を行った。第１図において１は供試材料を
鋳造して表面研磨を施したダイ、２は５５０Ｃ材による
パンチ、３はブランクホルダー、４は厚さ０．８ ｍｍ
の５ＰＣＥの標準調賞品によるブランク材である。耐摩
耗性の評価は、グイ肩Ｒを樹脂で転写し、その断面を１
０倍の拡大器で拡大し、グイ肩Ｒの形状をトレースし、
プレス成形前と成形後について、Ｒ部の摩耗厚さ量の比
較で行った。プレス成形は加圧力１００トンでクツショ
ン圧１０ｋｇ／ｃｍ”で行った。供試百合金材料におけ
る鋼板１０００枚のプレス終了点での摩耗厚さは、ＺＡ
ＭＡＫｌ１２の０．３０ｍｍに対して前記発明合金にお
いては０．１０＋ｎｍで１７３にとどまった。明らかに
本発明合金の優位さがめかる。なお、本発明合金は通常
の開放砂鋳型による鋳造を行い、方向性凝固を行わせる
のに十分な鋳造性を有していた。
［発明の効果］
以上のように、本発明の合金によれば、硬さは砂型鋳造
試験片でビッカース硬さ１３０以上で耐摩耗性が高く、
か・つ引張り強さの大きい簡易型用の鋳造合金が得られ
る。
試験片でビッカース硬さ１３０以上で耐摩耗性が高く、
か・つ引張り強さの大きい簡易型用の鋳造合金が得られ
る。
第１図は本発明の実施例及び比較例の合金の摩耗試験に
使用した金型の断面図。
使用した金型の断面図。
Claims (3)
- （１）アルミニウム３〜１１％、銅５〜１３％、マグネ
シウム０．０２〜０．５％、チタニウム０．１〜１．５
％及びほう素０．０３〜０．５％を含み、残部が実質的
に亜鉛よりなる高強度亜鉛合金。 - （２）アルミニウム３〜１１％、銅５〜１３％、マグネ
シウム０．０２〜０．５％、チタニウム０．１〜１．５
％、ほう素０．０３〜０．５％及びベリリウム０．０１
〜０．１％を含み、残部が実質的に亜鉛よりなる高強度
亜鉛合金。 - （３）アルミニウム３〜１１％、銅５〜１３％、マグネ
シウム０．０２〜０．５％、チタニウム０．１〜１．５
％、ほう素０．０３〜０．５％及びマンガン０．１〜２
．０％を含み、残部が実質的に亜鉛よりなる高強度亜鉛
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63124782A JP2663352B2 (ja) | 1988-05-21 | 1988-05-21 | 高強度亜鉛合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63124782A JP2663352B2 (ja) | 1988-05-21 | 1988-05-21 | 高強度亜鉛合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294837A true JPH01294837A (ja) | 1989-11-28 |
| JP2663352B2 JP2663352B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=14893984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63124782A Expired - Fee Related JP2663352B2 (ja) | 1988-05-21 | 1988-05-21 | 高強度亜鉛合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663352B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945066A (en) * | 1997-11-20 | 1999-08-31 | Griffin; James D. | Zinc-copper based alloy and castings made therefrom |
| KR100268359B1 (ko) * | 1997-04-07 | 2000-10-16 | 덴턴 마이클 죤 | 우수한 인장강도를 갖는 아연계합금 및 다이케스팅 주조물 |
| CN101698912B (zh) | 2009-11-06 | 2011-08-17 | 湖南华康新材料有限公司 | 适于连续挤压的铜合金代用材料高性能变形锌基合金 |
| WO2018159890A1 (ko) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 창원대학교 산학협력단 | 방향성 결정립을 갖는 아연-알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
| JP2021042419A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 日本電産株式会社 | 亜鉛合金及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01165740A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-06-29 | Sekisui Chem Co Ltd | 亜鉛基合金 |
-
1988
- 1988-05-21 JP JP63124782A patent/JP2663352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01165740A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-06-29 | Sekisui Chem Co Ltd | 亜鉛基合金 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100268359B1 (ko) * | 1997-04-07 | 2000-10-16 | 덴턴 마이클 죤 | 우수한 인장강도를 갖는 아연계합금 및 다이케스팅 주조물 |
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| WO2018159890A1 (ko) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 창원대학교 산학협력단 | 방향성 결정립을 갖는 아연-알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
| CN108779516A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-11-09 | 昌原大学校产学协力团 | 具有方向性晶粒的锌-铝合金及其制备方法 |
| JP2021042419A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 日本電産株式会社 | 亜鉛合金及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2663352B2 (ja) | 1997-10-15 |
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