JPH0328340A - 鋳造してなる亜鉛基合金金型 - Google Patents
鋳造してなる亜鉛基合金金型Info
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- JPH0328340A JPH0328340A JP16226289A JP16226289A JPH0328340A JP H0328340 A JPH0328340 A JP H0328340A JP 16226289 A JP16226289 A JP 16226289A JP 16226289 A JP16226289 A JP 16226289A JP H0328340 A JPH0328340 A JP H0328340A
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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
欠陥のほとんどない健全な鋳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
合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，プラスチック射出成型およびプレスの試作金型用
としてＡＱ４．１重量％、Ｃｕ３．Ｏ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／ａ
ｍ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，特公昭
５１−５３４２号公報にはＡＱ２〜１２重量％、Ｃｕ１
〜１０重量％、Ｍｇ０．０１〜０．５重景％、Ｂｅ０．
０２ 〜０．１５重量％、ＴｉＯ．０１−１．５重量％
、Ａｇ０．０１〜３．０重景％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６３−３８５４８号公報にはＡｆｉｌ〜１０重量
％、Ｃｕｌ〜１５重景％、Ｍｇ０．０１−０．５重量％
、Ｙ Ｏ．０２〜１．０重景％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Ｃｕ５〜１５重量％、Ｍｇ０．２重量％以下、ラ
ンタニド０．０５〜３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、プラスチック成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６３−６５０４３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。
欠陥のほとんどない健全な鋳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
合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，プラスチック射出成型およびプレスの試作金型用
としてＡＱ４．１重量％、Ｃｕ３．Ｏ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／ａ
ｍ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，特公昭
５１−５３４２号公報にはＡＱ２〜１２重量％、Ｃｕ１
〜１０重量％、Ｍｇ０．０１〜０．５重景％、Ｂｅ０．
０２ 〜０．１５重量％、ＴｉＯ．０１−１．５重量％
、Ａｇ０．０１〜３．０重景％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６３−３８５４８号公報にはＡｆｉｌ〜１０重量
％、Ｃｕｌ〜１５重景％、Ｍｇ０．０１−０．５重量％
、Ｙ Ｏ．０２〜１．０重景％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Ｃｕ５〜１５重量％、Ｍｇ０．２重量％以下、ラ
ンタニド０．０５〜３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、プラスチック成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６３−６５０４３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
る金型用亜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１−５９８３号
記載の機械加工してなる金型，すなわち６〜１２重量％
Ａｆｌ−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，この合金の或分範囲を変えて種々検討した
ところ、八２およびＣｕの特定の限定された威分範囲内
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
、ＡＱ６．５〜７．５重量％、Ｃｕ５．６〜６．５重量
％、ＭｇＯ．０１〜０．２０重景％，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５０μ厘以上の欠陥が１
個／１００ｃｍ”以内である鋳造してなる金型用亜鉛基
合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、所定の或分の溶
湯を４３０℃において十分に撹拌し、この溶湯の中に外
径６＋ａｍφ、内径４ｍ■φのガラス管の一端を挿入し
、かつ他端から２４０ｍｍＨｇ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２３０■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．ｉ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５０μｌ以上の欠陥が１個／１００
ｃ一以内であることが必要である。
優れ、しかも鋳造欠陥のほとんど発生しない鋳造してな
る金型用亜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１−５９８３号
記載の機械加工してなる金型，すなわち６〜１２重量％
Ａｆｌ−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，この合金の或分範囲を変えて種々検討した
ところ、八２およびＣｕの特定の限定された威分範囲内
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
、ＡＱ６．５〜７．５重量％、Ｃｕ５．６〜６．５重量
％、ＭｇＯ．０１〜０．２０重景％，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５０μ厘以上の欠陥が１
個／１００ｃｍ”以内である鋳造してなる金型用亜鉛基
合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、所定の或分の溶
湯を４３０℃において十分に撹拌し、この溶湯の中に外
径６＋ａｍφ、内径４ｍ■φのガラス管の一端を挿入し
、かつ他端から２４０ｍｍＨｇ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２３０■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．ｉ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５０μｌ以上の欠陥が１個／１００
ｃ一以内であることが必要である。
ここで、改めて本発明の或分組成範囲の限定理由を説明
する。
する。
ＡＱ：７．５重景％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６．５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 ： ５．６重景％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．さらに
、プラスチック或形用の一部に用いられるシボ加工が困
難になる。ここでシボ加工とは、プラスチック或形品の
表面に模様を付けるため，エチッングにより金型表面に
微細な凹凸模様を付けることである．逆に，Ｃｕ含量が
５．６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。
鋳造欠陥が多くなる．逆に６．５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 ： ５．６重景％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．さらに
、プラスチック或形用の一部に用いられるシボ加工が困
難になる。ここでシボ加工とは、プラスチック或形品の
表面に模様を付けるため，エチッングにより金型表面に
微細な凹凸模様を付けることである．逆に，Ｃｕ含量が
５．６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．Ｏｌ〜０．
２重景％必要である．０．２重量％を超えると合金を脆
化させる。
２重景％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ＡＱ−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／＋ｉｍ”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表に示す組成の亜鉛基合金を、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。
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ＡＱ−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／＋ｉｍ”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表に示す組成の亜鉛基合金を、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。
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） 鋳造欠陥の数：鋳物下部の１０ｃｍ角の面に
対して浸透深傷を実施して欠陥を検出し，５０μ票以上
の欠陥個数を測定した．２１１ｇ定面ば鋳物表面，同じ
個所を１ ． ５ｍｍ研削した面，さらに１．５＋ａｍ
研削した面（表面から３ｍｍ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ｌｅａ／分，温度２５
℃で測定した。
対して浸透深傷を実施して欠陥を検出し，５０μ票以上
の欠陥個数を測定した．２１１ｇ定面ば鋳物表面，同じ
個所を１ ． ５ｍｍ研削した面，さらに１．５＋ａｍ
研削した面（表面から３ｍｍ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ｌｅａ／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． （４） シボ加工：エッチング溶液に硝酸アルコール
（３％ＨＮＯ，）を用いて鋳造品表面をエッチングして
、その模様が金属組織により乱されるか否かを限度見本
との対比で目視で判断した。限度見本以上に乱されてい
ないものをシボ加工可能と判断した． （以下余白） 第１表から次のことがわかる。
重１０００ｋｇ、３０秒保持，保持温度２５℃で測定し
た． （４） シボ加工：エッチング溶液に硝酸アルコール
（３％ＨＮＯ，）を用いて鋳造品表面をエッチングして
、その模様が金属組織により乱されるか否かを限度見本
との対比で目視で判断した。限度見本以上に乱されてい
ないものをシボ加工可能と判断した． （以下余白） 第１表から次のことがわかる。
（１）本発明合金よりＡＱが低いか，Ｃｕが高いと、ラ
ゴンメ流動長で表される流動性が悪化する． （２）本発明合金よりＡｆｌ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）また．Ｃｕが高くなると、シボ加工性が劣るよう
になる。
ゴンメ流動長で表される流動性が悪化する． （２）本発明合金よりＡｆｌ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）また．Ｃｕが高くなると、シボ加工性が劣るよう
になる。
なお，本発明実施例合金はいずれも３２ｋｇｆ／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５００００〜１０００００ショットのポリアセタ
ール樹脂の射出成形に、そしてプレスでＳ Ｐ Ｃ Ｉ
，２ｍｍｌ００００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鋳造性を有し、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．
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５００００〜１０００００ショットのポリアセタ
ール樹脂の射出成形に、そしてプレスでＳ Ｐ Ｃ Ｉ
，２ｍｍｌ００００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鋳造性を有し、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 (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム６．５〜７．５重量％、銅５．６〜６
．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、４３０℃
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５０μ
ｍ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６．５〜７．５重量％、銅５．６〜６
．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、４３０℃
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162262A JPH0615698B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 鋳造してなる亜鉛基合金金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162262A JPH0615698B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 鋳造してなる亜鉛基合金金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0328340A true JPH0328340A (ja) | 1991-02-06 |
| JPH0615698B2 JPH0615698B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=15751103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162262A Expired - Lifetime JPH0615698B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 鋳造してなる亜鉛基合金金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615698B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1584698A1 (de) * | 2004-03-11 | 2005-10-12 | Eike Schulz | Zinkgusslegierung mit hoher Festigkeit und guten Giesseigenschaften |
| WO2011011383A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-27 | Eastern Alloys, Inc. | High strength, creep resistant zinc alloy |
| US10183720B2 (en) | 2014-09-24 | 2019-01-22 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Engine support structure for saddled vehicle |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01104737A (ja) * | 1987-07-01 | 1989-04-21 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 金型用亜鉛基合金 |
| JPH01168834A (ja) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 高強度ダイカスト用亜鉛基合金 |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP1162262A patent/JPH0615698B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01104737A (ja) * | 1987-07-01 | 1989-04-21 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 金型用亜鉛基合金 |
| JPH01168834A (ja) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 高強度ダイカスト用亜鉛基合金 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1584698A1 (de) * | 2004-03-11 | 2005-10-12 | Eike Schulz | Zinkgusslegierung mit hoher Festigkeit und guten Giesseigenschaften |
| WO2011011383A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-27 | Eastern Alloys, Inc. | High strength, creep resistant zinc alloy |
| US10183720B2 (en) | 2014-09-24 | 2019-01-22 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Engine support structure for saddled vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0615698B2 (ja) | 1994-03-02 |
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