JPH0324245A

JPH0324245A - 鋳造してなる金型用亜鉛基合金および鋳造してなる金型

Info

Publication number: JPH0324245A
Application number: JP16005389A
Authority: JP
Inventors: Kohei Kubota; 耕平久保田; Tsutomu Sato; 勉佐藤; Ryuji Ninomiya; 隆二二宮; Tadataka Kogori; 古郡　恭敬; Takuji Yoshida; 卓司吉田
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Kinzoku Co Ltd
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1991-02-01
Also published as: JPH0575814B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野Ｊ本発明は機械的強度が高く、鋳造性に優れ、しかも錫造
欠陥のほどんどない健全な錫物を得ることができ、従っ
てプラスチック射出成型あるいはプレス加工に用いる鋳
造してなる金型として好適な鋳造してなる金型用亜鉛基
台金およびそれを鋳造してなる金型に関する．〔従来の技術〕従来，プラスチック射出或型およびプレスの試作金型用
としてＡｌ．１重量％，Ｃｕ３．０重量％，　Ｍｇ０．
０５重量％を含んだ亜鉛合金ＺＡＳ　（商品名〉が広く
利用されている．この合金は４１０〜４５０℃の温度で
鋳造が可能なうえ，パターン再現性および鋳肌が良く、
溶湯処理も特に必要としないということで鋳造が極めて
容易である。

また，砂型鋳造で２２〜２７ｋｇｆ／ｍｍの引張強度が
得られる．ところが、近年，多品種少量生産の潮流の中
でこの亜鉛金型の少量生産用へのグレードアップ，すな
わち強度向上が検討されている．このため、これに関連
した亜鉛基合金として、例えば特開昭５１−７９６３３
号公報にはＡＱ８〜１１重量％、Ｃｕ８　〜Ｉｔ重量％
．Ｎｉ８　〜１１重量％、Ｍｇｏ．０３〜０．０６重量
％を含有し、残部がＺｎからなる高強度耐摩耗性亜鉛合
金が開示されている．また、特公昭５１−５３４２号公
報にはＡＪ２〜１２重量％、Ｃｕ１〜１０重量％．　Ｍ
ｇ０．０１〜０．５重量％，ＥｅＯ．ＯＺ〜０．１５重
量％、ＴｉＯ．Ｏｆ−１．５重量％、ＡｇＯ．０１〜３
．０重量％を含有し，残部が亜鉛からなる耐摩耗性亜鉛
基合金が開示されている．さらに、特開昭６３−３８５
４８号公報にはＡＭｌ〜１０重量％、Ｃｕｌ　〜１５重
量％，　Ｍｇ０．０１〜０．５重量％、Ｙ　Ｏ．０２〜
１．０重量％を含有し，残部Ｚｎからなる亜鉛基合金、
あるいは特開昭６３−６５０４３号公報にはＣｕ５〜１
５重量％．　Ｍｇ０．２重量％以下、ランタニド０．０
５〜３重量％およびＡＱを特定の式を満たす量含有し，
残部がＺｎからなる亜鉛基合金が開示されている．〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら，特開昭５１−７９６３３号公報記載の発
明はＮ１をＡＱおよびＣｕ含量と同様に多量に含むＡＱ
−Ｃｕ−Ｎｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系合金であり、Ｎ１を多量に
含むことにより、湯流れ性が悪くなるとともにｔ４造欠
陥が生じ易くなる．また、特公昭５１−５３４２号公報
記載の発明は微量添加元素であるＢｅ，Ｔｉ．Ａｇが溶
湯中にて酸化され易く，ドロスの巻き込みが発生して鋳
造欠陥を生じ，プラスチック威型品等の製造歩留が低下
する虞れあるものであった．さらに，特開昭６３−３８５４８号記載の発明および特
開昭６３−６５’Ｊ４３号公報記載の発明はそれぞれＹ
およびランタニドを含有させているため、これら元素が
酸化され、ドロスの巻き込みに代表される鋳造欠陥が発
生し易く，上記したと同様な問題点を有するものであっ
た．本発明は上記状況に鑑み，機械的強度が高く，鋳造性に
優れ、しかも鋳造欠陥のほとんど発生しない鋳造してな
る金型用！Ｉ！鉛基合金およびそれを鋳造してなる金型
を提供することを目的とする．〔問題点を解決するための手段〕上記課題を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ね
る過程で、本出願人の出願に係る特願平１−５９９３号
記載の機械加工してなる金型、すなわち６　〜１２重量
％ＡＱ−５．５〜１２重量％Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎからなり
、鋳造性が劣るため機械加工が不可欠とされた亜鉛基合
金に着目し、この合金の成分範囲を変えて種々検討した
ところ，ＡＱおよびＣｕの特定の限定された成分範囲内
では驚くべきことには鋳造性が極めて良好となるととも
に鋳造欠陥もほとんど見られないということを知見した
．本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり
、Ａ　Ｑ　９．６　〜１０．５重量％＋Ｃｕ９．Ｏ〜１
０．５重量％．　Ｍｇ０．０１〜０．２０重量％、残部
が不可避不純物を別にしてＺｎからなり，４３０℃にお
けるラゴンヌ流動長が２３０■以上、凝固温度幅が１３
℃以上で、かつ鋳造品の表面３■以内に５０μ鳳以上の
欠陥が１個／　１００ｃｍ”以内である鋳造してなる金
型用亜鉛基台金およびそれを鋳造してなる金型である．本発明において、ラゴンヌ流動長とは，所定の戊分の溶
湯を４３０℃において十分に撹拌し、この溶湯の中に外
径６−■φ、内径４間φのガラス管の一端を挿入し，か
つ他端から２４０ａ＋ａ＋Ｈｇの負圧を加え、この時に
ガラス管内に流入して固化した金属の長さを測定した値
である。本発明では良好な鋳造性を確保するために、こ
の４３０℃におけるラゴンヌ流動長が２３０ｍｍ以上必
要である．ラゴンヌ流動長が２３０ｍｍ未満であると、
湯流れ性が悪くなり，種々な形状の鋳型の隅々まで湯が
到着しにくくなる．また，同様に良好な鋳造性を得るため、凝固温度範囲幅
が１３℃以上必要である．凝固温度範囲幅が１３℃より
狭いと鋳造品内部に鋳造欠陥が生じ易くなる．この理由
は明らかではないが、鋳造品表面と内部の冷却温度の差
が小さくなり気泡が逃げにくくなることに起因するもの
と考えられる．さらに、本発明では健全な鋳造品を得るために、鋳造品
表面の３ｍｍ以内に５０μ重以上の欠陥がｌ個／１００
ｃｍ２以内であることが必要である．ここで，改めて本
発明の戒分組或範囲の限定理由を説明する．Ａ　ｆｌ　：　Ｌ０．５重量％を超えると凝固温度幅が
狭くなり，鋳造欠陥が多くなる．逆に９．６重量％に達
しないと流動性が低下して湯の流れが悪くなるとともに
鋳造欠陥も多くなる。

Ｃｕ　：　１０．５重量％を超えると流動性が低下して
湯の流れが悪くなるとともに鋳造欠陥が多くなる．逆に
、９．０重量％に達しないと凝固温度幅が狭くなり、鋳
造欠陥が多くなる．Ｍｇ：Ｍｇは粒間腐食を防止するために０．０１〜０．
２重量％必要である．０．２重量％を超えると合金を脆
化させる．このような本発明合金を鋳造する方法はＺＡＳ合金と同
様で良く、また凝固時にはアルミニウムの偏析を避ける
ために、上部を加熱して底部を冷却するトップヒート法
を採用することが望ましい．〔作　　用〕このように本発明ではＡ　Ｑ　−　Ｃｕ　−　Ｍｇ　−
　Ｚｎからなり，これ以外の添加元素が加えられていな
いため、ドロスが発生してこれが巻き込まれることによ
る鋳造欠陥が生じることがなく、しかもラゴンヌ流動長
が所定長さ以上でかつ凝固温度範囲幅が所定値以上であ
るため，鋳造性に優れ、機械的強度も３６ｋｇ／ａｍ”
以上となる．以下に本発明の実施例を説明する．実施例第１表に示す組或の亜鉛基合金を、黒鉛るつぼを用いて
溶解して調製した．次に、これら合金を再度溶解し、試
験鋳型に鋳造温度４３０℃で鋳造し，また凝固時には鋳
型上部をバーナーで加熱するトップヒートを行った．こ
うして得られた鋳物について，鋳造欠陥の数、引張強度
，ブリネル硬さを評価した。また、これら亜鉛基合金の
４３０℃におけるラゴンヌ流動長および凝固温度範囲幅
を測定し、これらを第１表に併せて示す．これら各評価の試験方法は次の通りである。

（試験条件）（１．）　　錫造欠陥の数：＃４物下部のｌＯｃｍ角の
面に対して浸透深傷を実施して欠陥を検出し，５０μ一
以上の欠陥個数を測定した．８定面は鋳物表面、同じ個
所を１．５ｍｍ研削した面，さらに１．５■研削した面
（表面から３ｍａ＋深さ）の三面を測定し、その平均値
を測定値とした。

（２）　　引張強度：インストロン引張試験機により引
張速度ｌｃ−／分、温度２５℃で測定した。

試験片はＪＩＳ４号試験片とした。

（３）　　ブリネル硬さ：ブリネル硬さ試験機により荷
重１０００ｋｇ、３０秒保持、保持温度２５℃で測定し
た．（以下余白）第工表から次のことがわかる．（１）本発明合金よりＡｌが低いか、Ｃｕが高いと，ラ
ゴンヌ流動長で表される流動性が悪化する．（２）本発明合金よりＡＱが高いか，Ｃｕが低いと，凝
固温度範囲幅が狭くなる．（３）本発明合金にミッシュメタルあるいはＢｅを微量
添加して強度向上を図ろうとすれば，鋳造欠陥が多発し
た．（４）同様に、本発明合金にＮｉを添加した場合には、
湯流れ性が悪くなるとともに鋳造欠陥が増加した．なお、本発明実施例合金はいずれも３６ｋｇｆ／ｍｍ以
上の機械的強度を有するものであり、従って平均的な条
件では５（＋０００　−　１０００００ショットのポリ
アセタール樹脂の射出戊形に，そしてプレスでＳＰＣＩ
．２ａ＋■ｔｏｏｏｏ回に耐えるものであった。

〔発明の効果〕

以上説明したところから明らかなように、本発明によれ
ば，ＺＡＳ合金と同様に良好な峙造性を有し、ＺＡＳ合
金における鋳造方案がそのまま生かせるとともに、ＺＡ
Ｓ合金に対して機械的強度が大幅に向上し、鋳造欠陥も
ほとんど生じない鋳造してなる金型用亜鉛基合金および
それを鋳造してなる金型が得られる．

Claims

【特許請求の範囲】１、アルミニウム９．６〜１０．５重量％、銅９．０〜
１０．５重量％、マグネシウム０．０１〜０．２０重量
％、残部が不可避不純物を別にして亜鉛からなり、４３
０℃におけるラゴンヌ流動長が２３０ｍｍ以上、凝固温
度幅が１３℃以上で、かつ鋳造品の表面３ｍｍ以内に５
０μｍ以上の欠陥が１個／１００ｃｍ＾２以内である鋳
造してなる金型用亜鉛基合金。２、アルミニウム９．６〜１０．５重量％、銅９．０〜
１０．５重量％、マグネシウム０．０１〜０．２０重量
％、残部が不可避不純物を別にして亜鉛からなり、４３
０℃におけるラゴンヌ流動長が２３０ｍｍ以上、凝固温
度幅が１３℃以上で、かつ表面３ｍｍ以内に５０μｍ以
上の欠陥が１個／１００ｃｍ＾２以内である鋳造してな
る金型。