JPH0320428A - 高強度金型用合金 - Google Patents
高強度金型用合金Info
- Publication number
- JPH0320428A JPH0320428A JP15512389A JP15512389A JPH0320428A JP H0320428 A JPH0320428 A JP H0320428A JP 15512389 A JP15512389 A JP 15512389A JP 15512389 A JP15512389 A JP 15512389A JP H0320428 A JPH0320428 A JP H0320428A
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- Japan
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- alloy
- mechanical strength
- content
- strength
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- Pending
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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、プラスチック或形用金型等の構成材として用
いて好適な高強度金型用合金に関する． ［従来の技術］ 近年、事務用機器等の各種機器のハウジング、構或部品
等がプラスチック化され、かつ機器の性能を向上させる
べくそれら機器の頻繁なモデルチェンジが行なわれてい
る．これに伴い、プラスチック成形品の成形サイクルが
短くなり、多品種少量生産が実施されている．このため
、プラスチック成形用金型の構或材としては、鋳造／加
工が容易な材料が求められている． 従来のプラスチック或形用金型、特に射出或形用金型の
構成材としては、銑鉄、鋳鋼等の金属が用いられている
．これらの金属は、機械的強度は優れるものの、鋳遺／
加工が困難である。即ち、鋳鉄，ｉＩ鋼は鋳造温度が高
いため、錆造のための大規模な設備を必要とする．又、
簡易な鋳造は砂型でなされるが、その場合鋳造温度が約
１５００℃と高いため、鋳造品の表面が粗くなり、その
ため、表面研磨に多大の工数を必要とする．又、精密な
金型な製作するためには、切削、放電加工等の機械加工
に多大の時間を必要とする． そこで近年、鋳造温度が低く、鋳造／加工が容易なプラ
スチック成形用金型の構或材として、亜鉛基合金や銅基
合金が使用されている．亜鉛基合金は、ＪＩＳ Ｈ ５
３０１が規定するグイキャスト用亜鉛合金（ｚｎｃ−ｉ
）をベースとしており、Ｚｎの他にＡｌ、Ｃｕ， Ｍ
ｇ等を含有している．又、銅基合金は、例えば特公昭５
６−１１３８０号公報に示されるように、Ｃｕの他にＡ
ｌ、Ｆｅ％Ｍｎ等を含有している．［発明が解決しよう
とする課Ｍ］ 然しながら、上記従来の亜鉛基合金や銅基合金は、機械
的強度、硬度が不十分である．即ち、これらの合金をプ
ラスチック或形用金型の構成材として用いる場合には、
金型表面にクラックを生ずるおそれがある．又、この合
金を用いて戊形作業を重ねるにつれ、金型の寸法精度が
低下し、プラスチック或形品にパリを生ずるおそれがあ
り、このため、この金型は試作型程度にしか用いること
ができない． 本発明は、機械的強度に優れ、かつ鋳造／加工が容易な
高強度金型用合金を提供することを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 本発明に係る高強度金型用合金は、重量バーセントで
Ｚｎ ２％以下、Ｍｎ０．５〜３％、Ｆｅ ０．５〜
５％、Ａｌ０．５〜１０％、０．０１〜５％のＮｉもし
くはＣｏ或いは両者の混合物、０．５％以下のＴｉもし
くはＺｒ或いは両者の混合物、及び残部がＣｕと０．５
％以下の不可避不純物とからなるようにしたものである
． ［作用］ ′本発明合金によれば、Ｃｕ．Ａｊ２を主成分とするた
め、機械的強度を確保し、鋳造／加工性を良好とするこ
とができる． 又、Ｍｎ， Ｚｎ， Ｆｅ， ＴｉもしくはＺｒ或いは
両者の混合物の添加によって機械的強度、及び硬度の向
上が図られ、ＮｉもしくはＣｏ或いは両者の混合物の添
加によって耐酸化性の向上が図られている。
いて好適な高強度金型用合金に関する． ［従来の技術］ 近年、事務用機器等の各種機器のハウジング、構或部品
等がプラスチック化され、かつ機器の性能を向上させる
べくそれら機器の頻繁なモデルチェンジが行なわれてい
る．これに伴い、プラスチック成形品の成形サイクルが
短くなり、多品種少量生産が実施されている．このため
、プラスチック成形用金型の構或材としては、鋳造／加
工が容易な材料が求められている． 従来のプラスチック或形用金型、特に射出或形用金型の
構成材としては、銑鉄、鋳鋼等の金属が用いられている
．これらの金属は、機械的強度は優れるものの、鋳遺／
加工が困難である。即ち、鋳鉄，ｉＩ鋼は鋳造温度が高
いため、錆造のための大規模な設備を必要とする．又、
簡易な鋳造は砂型でなされるが、その場合鋳造温度が約
１５００℃と高いため、鋳造品の表面が粗くなり、その
ため、表面研磨に多大の工数を必要とする．又、精密な
金型な製作するためには、切削、放電加工等の機械加工
に多大の時間を必要とする． そこで近年、鋳造温度が低く、鋳造／加工が容易なプラ
スチック成形用金型の構或材として、亜鉛基合金や銅基
合金が使用されている．亜鉛基合金は、ＪＩＳ Ｈ ５
３０１が規定するグイキャスト用亜鉛合金（ｚｎｃ−ｉ
）をベースとしており、Ｚｎの他にＡｌ、Ｃｕ， Ｍ
ｇ等を含有している．又、銅基合金は、例えば特公昭５
６−１１３８０号公報に示されるように、Ｃｕの他にＡ
ｌ、Ｆｅ％Ｍｎ等を含有している．［発明が解決しよう
とする課Ｍ］ 然しながら、上記従来の亜鉛基合金や銅基合金は、機械
的強度、硬度が不十分である．即ち、これらの合金をプ
ラスチック或形用金型の構成材として用いる場合には、
金型表面にクラックを生ずるおそれがある．又、この合
金を用いて戊形作業を重ねるにつれ、金型の寸法精度が
低下し、プラスチック或形品にパリを生ずるおそれがあ
り、このため、この金型は試作型程度にしか用いること
ができない． 本発明は、機械的強度に優れ、かつ鋳造／加工が容易な
高強度金型用合金を提供することを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 本発明に係る高強度金型用合金は、重量バーセントで
Ｚｎ ２％以下、Ｍｎ０．５〜３％、Ｆｅ ０．５〜
５％、Ａｌ０．５〜１０％、０．０１〜５％のＮｉもし
くはＣｏ或いは両者の混合物、０．５％以下のＴｉもし
くはＺｒ或いは両者の混合物、及び残部がＣｕと０．５
％以下の不可避不純物とからなるようにしたものである
． ［作用］ ′本発明合金によれば、Ｃｕ．Ａｊ２を主成分とするた
め、機械的強度を確保し、鋳造／加工性を良好とするこ
とができる． 又、Ｍｎ， Ｚｎ， Ｆｅ， ＴｉもしくはＺｒ或いは
両者の混合物の添加によって機械的強度、及び硬度の向
上が図られ、ＮｉもしくはＣｏ或いは両者の混合物の添
加によって耐酸化性の向上が図られている。
不純物としてのｐｂ等はＣｕに対する溶解度が小さく、
粒界に折出し耐食性に悪影響を及ぼすため、できるだけ
低濃度であることが必要である．以下、合金の成分組成
を前述の通りに限定した理由について説明する． ■八２含有量 ＾２はＣｕと合金化することで機械的強度を向上させる
効果を有する．その効果は１０％を越えて含有させると
脆性が増し、０。５％以下では所期の強度向上効果が得
られないため、０．５〜１０％と定めた． ■Ｚｎ含有量 Ｚｎは機械加工性を向上させる作用があるが、含有量が
過多となると、機械的強度を低下させる．効果を発現さ
せる量として２％以下と定めた．■Ｍｎ含有量 Ｍｎは機械的強度を向上させる作用があるが、含有量が
０．５％未満では所期の強度向上効果を図ることができ
ず、他方３％を越えて含有させると脆化することから、
０．５〜３％と定めた．■Ｆｅ含有量 Ｆｅは機械的強度、硬度を向上させる効果があるが、そ
の含有量が０．５％未満では効果がなく、５％以上では
脆化するため、０．５〜５％と定めた． ■ＮｉもしくはＣｏ或いは両者の混合物含有量ＮＬもし
くはＣｏ或いは両者の混合物は耐食性、硬度を向上させ
る効果があるが、その含有量が０．０１％未満では効果
が得られない．又、５％を越えて含有させた場合には、
脆化させるため、０．Ｏｌ〜５％と定めた． ■ＴｉもしくはＺｒ或いは両者の混合物含有量Ｔｉもし
くはＺｒ或いは両者の混合物は、微量の添加で機械的強
度、硬度を向上させる作用があるが、過剰な添加は脱化
させるため、０．５％以下と定めた． 即ち、本発明合金にあっては、上記の各金属元素を上記
の含有量で混合組成することにより、機械的強度及び表
面硬度を上げ、かつ鋳造／加工性を向上させることがで
きる． ［実施例］ 本発明合金の引張強度及び硬度を、比較合金と対比して
表１に示す． 表１に示す組成のＣｕ−Ｚｎ− Ａｎ −Ｆｅ−Ｍｎ−
Ｎｉ（Ｇｏ）−Ｔｉ（Ｚｒ）系の本発明合金Ａ−Ｅを作
成し、各成分が均一に溶解したことを確認した後、ＪＩ
Ｓ Ｈ ５３０１参考図Ａに示す引張試験片を作成した
．これらの引張試験片について、ＪＩＳ Ｚ ２２４１
の規定に従い引張試験を施し、それらの引張破断強
度を求めた。
粒界に折出し耐食性に悪影響を及ぼすため、できるだけ
低濃度であることが必要である．以下、合金の成分組成
を前述の通りに限定した理由について説明する． ■八２含有量 ＾２はＣｕと合金化することで機械的強度を向上させる
効果を有する．その効果は１０％を越えて含有させると
脆性が増し、０。５％以下では所期の強度向上効果が得
られないため、０．５〜１０％と定めた． ■Ｚｎ含有量 Ｚｎは機械加工性を向上させる作用があるが、含有量が
過多となると、機械的強度を低下させる．効果を発現さ
せる量として２％以下と定めた．■Ｍｎ含有量 Ｍｎは機械的強度を向上させる作用があるが、含有量が
０．５％未満では所期の強度向上効果を図ることができ
ず、他方３％を越えて含有させると脆化することから、
０．５〜３％と定めた．■Ｆｅ含有量 Ｆｅは機械的強度、硬度を向上させる効果があるが、そ
の含有量が０．５％未満では効果がなく、５％以上では
脆化するため、０．５〜５％と定めた． ■ＮｉもしくはＣｏ或いは両者の混合物含有量ＮＬもし
くはＣｏ或いは両者の混合物は耐食性、硬度を向上させ
る効果があるが、その含有量が０．０１％未満では効果
が得られない．又、５％を越えて含有させた場合には、
脆化させるため、０．Ｏｌ〜５％と定めた． ■ＴｉもしくはＺｒ或いは両者の混合物含有量Ｔｉもし
くはＺｒ或いは両者の混合物は、微量の添加で機械的強
度、硬度を向上させる作用があるが、過剰な添加は脱化
させるため、０．５％以下と定めた． 即ち、本発明合金にあっては、上記の各金属元素を上記
の含有量で混合組成することにより、機械的強度及び表
面硬度を上げ、かつ鋳造／加工性を向上させることがで
きる． ［実施例］ 本発明合金の引張強度及び硬度を、比較合金と対比して
表１に示す． 表１に示す組成のＣｕ−Ｚｎ− Ａｎ −Ｆｅ−Ｍｎ−
Ｎｉ（Ｇｏ）−Ｔｉ（Ｚｒ）系の本発明合金Ａ−Ｅを作
成し、各成分が均一に溶解したことを確認した後、ＪＩ
Ｓ Ｈ ５３０１参考図Ａに示す引張試験片を作成した
．これらの引張試験片について、ＪＩＳ Ｚ ２２４１
の規定に従い引張試験を施し、それらの引張破断強
度を求めた。
又、上記の各合金について、ＪＩＳ Ｚ ２２４３の規
定に従いブリネル硬度を測定した．その結果は表１の通
りである。
定に従いブリネル硬度を測定した．その結果は表１の通
りである。
又、表１に示す比較合金Ｆ−Ｉについても、上記と同様
な方法により、引張強度と硬度を測定した。尚、比較合
金ＧはＪＩＳ Ｆｌ ５３０１が規定するダイキャスト
亜鉛合金（ＺＤＣ−１ ） 、比較合金Ｈは三井金属鉱
業一のｖＪ造金型用亜鉛合金（ＺＡＳ） 比較合金工
はＪＩＳ Ｈ ５１０１が規定する黄銅鋳物（ＹＢｓＣ
１）である。
な方法により、引張強度と硬度を測定した。尚、比較合
金ＧはＪＩＳ Ｆｌ ５３０１が規定するダイキャスト
亜鉛合金（ＺＤＣ−１ ） 、比較合金Ｈは三井金属鉱
業一のｖＪ造金型用亜鉛合金（ＺＡＳ） 比較合金工
はＪＩＳ Ｈ ５１０１が規定する黄銅鋳物（ＹＢｓＣ
１）である。
表ｔによれば、本発明合金は比較合金に比して、引張強
度、硬度に侵れていることが認められる。又、本発明合
金は、鋳鉄、鋳鋼に比して、融点が約１０００℃と比較
的低温であり、鋳造／加工性が良く、従って、高強度金
型を比較的短時間で製作でき、射出戒彫金型用合金等と
して非常に有用であることが認められる． 又、本発明合金はその組成から明らかなように、成分中
に熱伝導率の大きいＣｕの含有量が多く、従って、加熱
、冷却に要する時間が少なくて済むとの利点も有する。
度、硬度に侵れていることが認められる。又、本発明合
金は、鋳鉄、鋳鋼に比して、融点が約１０００℃と比較
的低温であり、鋳造／加工性が良く、従って、高強度金
型を比較的短時間で製作でき、射出戒彫金型用合金等と
して非常に有用であることが認められる． 又、本発明合金はその組成から明らかなように、成分中
に熱伝導率の大きいＣｕの含有量が多く、従って、加熱
、冷却に要する時間が少なくて済むとの利点も有する。
このことはプラスチックの射出成形用金型として利用し
た時、成形時間が短時間となり射出成形金型用合金とし
て非常に有用であることを意味する． ［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、機械的強度に優れ、か
つ鋳造／加工が容易な高強度金型用合金を得ることが可
能となる．
た時、成形時間が短時間となり射出成形金型用合金とし
て非常に有用であることを意味する． ［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、機械的強度に優れ、か
つ鋳造／加工が容易な高強度金型用合金を得ることが可
能となる．
Claims (1)
- （１）重量パーセントでＺｎ２％以下、Ｍｎ０．５〜３
％、Ｆｅ０．５〜５％、Ａｌ０．５〜１０％、０．０１
〜５％のＮｉもしくはＣｏ或いは両者の混合物、０．５
％以下のＴｉもしくはＺｒ或いは両者の混合物、及び残
部がＣｕと０．５％以下の不可避不純物とからなる高強
度金型用合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15512389A JPH0320428A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 高強度金型用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15512389A JPH0320428A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 高強度金型用合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320428A true JPH0320428A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15599064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15512389A Pending JPH0320428A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 高強度金型用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0320428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111893345A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-06 | 贵溪骏达特种铜材有限公司 | 一种铝青铜的铸锭工艺 |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP15512389A patent/JPH0320428A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111893345A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-06 | 贵溪骏达特种铜材有限公司 | 一种铝青铜的铸锭工艺 |
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