JPH0456098B2 - - Google Patents
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- JPH0456098B2 JPH0456098B2 JP62211288A JP21128887A JPH0456098B2 JP H0456098 B2 JPH0456098 B2 JP H0456098B2 JP 62211288 A JP62211288 A JP 62211288A JP 21128887 A JP21128887 A JP 21128887A JP H0456098 B2 JPH0456098 B2 JP H0456098B2
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Classifications
-
- 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
-
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- C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、高強度易鋳造性の亜鉛合金に関する
ものである。 従来の技術 従来、プラスチツク射出成型金型用材料として
は、鋼・亜鉛合金・Al合金等が使用されている。
鋼は金型として十分な機械的強度を持つており、
現在量産用として用いられているが、金型製造コ
ストが高く、しかも製造に必要な日数が長いとい
う欠点を持つている。それに対して、亜鉛合金・
Al合金は金型製造コストが低く、製造に必要な
日数が短い。特にZn合金は、簡便な鋳造法で製
造できるという利点を持つている。しかし、従来
のZn合金・Al合金は、金型として十分な機械的
強度をもつておらず、試作及び少量生産にもちい
られているにすぎない。近年、自動車・OA機器
等のモデルチエンジが激しくなつており、中量生
産の比重が大きくなつている。鋼を中量生産に用
いた場合、プラスチツク製品の製造コストに占め
る金型代の割合がかなり高くなり、問題と成る。
しかし、従来のZn合金・Al合金では機械的強度
が不足しているため、鋼を用いざるをえない。 鋼・Zn合金・Al合金を比較した場合、製造コ
ストが最も安いのはZn合金である。これは、Zn
合金が簡便な鋳造法で金型を製造できるからであ
る。一般に、金型を鋳造で製造する場合、大物除
冷鋳物という条件下での優れた鋳造性が材料に要
求される。この要求を現状の亜鉛合金は満たして
いる。従つて、現状のZn合金の持つている優れ
た鋳造性を保持したまま、機械的強度を向上させ
ることが出来れば中量生産用の金型材として最適
の材料を供給することができる。本発明者らは
種々研究の結果、Zn−Al−Cu−Mg合金にTiと
Zrを一定量添加することによつて、高強度で、
しかも鋳造性の優れた合金を得ることに成功し
た。 発明の構成 即ち、本発明は、Al1〜30％、Cu1〜20％、
Ti0.01〜１％、Zr0.01〜１％残部Znからなる高強
度易鋳造性の亜鉛合金及び、Al1〜30％、Cu1〜
20％、Mg0.01〜0.1％、Ti0.01〜１％Zr0.01〜１
％残部Znからなる高強度易鋳造性の亜鉛合金で
ある。 発明の具体的説明 本発明で用いる亜鉛は好ましくは最純亜鉛又は
電気亜鉛である。 また、銅は、通常の電気銅である。アルミは
99.9％以上のアルミ地金を用いる。チタン・ジル
コニウムについては、スポンジチタン、スポンジ
ジルコニウム等を用いる。 マグネシウムは、4nine％以上のものを用いる
ことが好ましい。 本発明に、係る合金の用途は、プラスチツク射
出成型金型あるいは、ダイキヤスト製品等、特に
高強度で、鋳造性が要求されるものに適用され
る。 以下本発明の元素の役割を述べる。 Alは機械的強度向上のために添加するもので
あり、１％以下では効果が少なく、30％以上では
鋳造性がきわめて悪化する。従つて、Alは１〜
30％の範囲とした。Cuも機械的強度向上のため
に添加するものであり、Alと同様の理由により
１〜20％の範囲とした。TiとZrは鋳造組織の微
細化剤として添加するものであり、鋳造組織を微
細化することによつて良好な鋳物を得ることがで
きる。即ち、本発明は、優れた微細化剤の存在に
より、鋳造時に微細な初晶を湯の全体に均一に晶
出させ、それによつて、優れた鋳造性（ピンホー
ルがない）を出現させることに成功している。
Tiなどは、従来より微細化剤として公知である
が、本合金系においては、Ti単独添加では十分
な微細化効果は得ることができない。また、Zr
の単独添加でも十分な微細化効果は得られない。
本発明における優れた微細化効果は、TiとZrを
複合添加するこによつて得られるものであり、こ
の複合添加による効果は、本発見者らによつて初
めて得られた知見である。また、TiとZrの添加
の限界は、それぞれ、0.01％以下では効果が少な
く１％以上では、効果の増大は見られず、粘性の
増大等の悪影響が大きくなる。従つて、Ti・Zr
はそれぞれ0.01％〜１％の範囲とした。 またMgについては、添加しなくとも良いが、
粒間腐食防止のため、0.01〜0.1％添加する。上
記添加量としたのは、0.01％以下では、効果が少
なく、0.1％以上では脆性が増大するためである。 実施例 １ 最純亜鉛、電気銅、99.9％のアルミニウム、
4nine％のマグネシム、スポンジチタン、スポン
ジジルコニウムを用いて22％Al、９％Cu、0.03
％Mg、0.05％Ti、0.1％Zr残部亜鉛の合金を製造
した。 溶解温度は、500℃、黒鉛ルツボ内で溶解した。 このようにして得られた鋳物の金属組織を顕微
鏡で調べると第１図のごとく、ピンホールの極め
て少ない微細な組織を得た。 また、硬度（Hv10）は、140、引張強さ（Kg／
mm2）は、30.0、比重5.5、融点450℃と好ましい特
性であつた。 実施例 ２ 上記の条件において、0.03％Mgを添加しない
ものについても、上記同様好ましい特性であつた
が、粒間腐食に問題を多少残した。 比較例 １ 上記と同様な材料を用いて、表１に示すような
組成について調べたところ、No.１のものは、Ti、
Zrが添加されていないてめ結晶が微細化されず、
第２図のごとくピンホールが多く機械的性質も好
ましくなかつた。
ものである。 従来の技術 従来、プラスチツク射出成型金型用材料として
は、鋼・亜鉛合金・Al合金等が使用されている。
鋼は金型として十分な機械的強度を持つており、
現在量産用として用いられているが、金型製造コ
ストが高く、しかも製造に必要な日数が長いとい
う欠点を持つている。それに対して、亜鉛合金・
Al合金は金型製造コストが低く、製造に必要な
日数が短い。特にZn合金は、簡便な鋳造法で製
造できるという利点を持つている。しかし、従来
のZn合金・Al合金は、金型として十分な機械的
強度をもつておらず、試作及び少量生産にもちい
られているにすぎない。近年、自動車・OA機器
等のモデルチエンジが激しくなつており、中量生
産の比重が大きくなつている。鋼を中量生産に用
いた場合、プラスチツク製品の製造コストに占め
る金型代の割合がかなり高くなり、問題と成る。
しかし、従来のZn合金・Al合金では機械的強度
が不足しているため、鋼を用いざるをえない。 鋼・Zn合金・Al合金を比較した場合、製造コ
ストが最も安いのはZn合金である。これは、Zn
合金が簡便な鋳造法で金型を製造できるからであ
る。一般に、金型を鋳造で製造する場合、大物除
冷鋳物という条件下での優れた鋳造性が材料に要
求される。この要求を現状の亜鉛合金は満たして
いる。従つて、現状のZn合金の持つている優れ
た鋳造性を保持したまま、機械的強度を向上させ
ることが出来れば中量生産用の金型材として最適
の材料を供給することができる。本発明者らは
種々研究の結果、Zn−Al−Cu−Mg合金にTiと
Zrを一定量添加することによつて、高強度で、
しかも鋳造性の優れた合金を得ることに成功し
た。 発明の構成 即ち、本発明は、Al1〜30％、Cu1〜20％、
Ti0.01〜１％、Zr0.01〜１％残部Znからなる高強
度易鋳造性の亜鉛合金及び、Al1〜30％、Cu1〜
20％、Mg0.01〜0.1％、Ti0.01〜１％Zr0.01〜１
％残部Znからなる高強度易鋳造性の亜鉛合金で
ある。 発明の具体的説明 本発明で用いる亜鉛は好ましくは最純亜鉛又は
電気亜鉛である。 また、銅は、通常の電気銅である。アルミは
99.9％以上のアルミ地金を用いる。チタン・ジル
コニウムについては、スポンジチタン、スポンジ
ジルコニウム等を用いる。 マグネシウムは、4nine％以上のものを用いる
ことが好ましい。 本発明に、係る合金の用途は、プラスチツク射
出成型金型あるいは、ダイキヤスト製品等、特に
高強度で、鋳造性が要求されるものに適用され
る。 以下本発明の元素の役割を述べる。 Alは機械的強度向上のために添加するもので
あり、１％以下では効果が少なく、30％以上では
鋳造性がきわめて悪化する。従つて、Alは１〜
30％の範囲とした。Cuも機械的強度向上のため
に添加するものであり、Alと同様の理由により
１〜20％の範囲とした。TiとZrは鋳造組織の微
細化剤として添加するものであり、鋳造組織を微
細化することによつて良好な鋳物を得ることがで
きる。即ち、本発明は、優れた微細化剤の存在に
より、鋳造時に微細な初晶を湯の全体に均一に晶
出させ、それによつて、優れた鋳造性（ピンホー
ルがない）を出現させることに成功している。
Tiなどは、従来より微細化剤として公知である
が、本合金系においては、Ti単独添加では十分
な微細化効果は得ることができない。また、Zr
の単独添加でも十分な微細化効果は得られない。
本発明における優れた微細化効果は、TiとZrを
複合添加するこによつて得られるものであり、こ
の複合添加による効果は、本発見者らによつて初
めて得られた知見である。また、TiとZrの添加
の限界は、それぞれ、0.01％以下では効果が少な
く１％以上では、効果の増大は見られず、粘性の
増大等の悪影響が大きくなる。従つて、Ti・Zr
はそれぞれ0.01％〜１％の範囲とした。 またMgについては、添加しなくとも良いが、
粒間腐食防止のため、0.01〜0.1％添加する。上
記添加量としたのは、0.01％以下では、効果が少
なく、0.1％以上では脆性が増大するためである。 実施例 １ 最純亜鉛、電気銅、99.9％のアルミニウム、
4nine％のマグネシム、スポンジチタン、スポン
ジジルコニウムを用いて22％Al、９％Cu、0.03
％Mg、0.05％Ti、0.1％Zr残部亜鉛の合金を製造
した。 溶解温度は、500℃、黒鉛ルツボ内で溶解した。 このようにして得られた鋳物の金属組織を顕微
鏡で調べると第１図のごとく、ピンホールの極め
て少ない微細な組織を得た。 また、硬度（Hv10）は、140、引張強さ（Kg／
mm2）は、30.0、比重5.5、融点450℃と好ましい特
性であつた。 実施例 ２ 上記の条件において、0.03％Mgを添加しない
ものについても、上記同様好ましい特性であつた
が、粒間腐食に問題を多少残した。 比較例 １ 上記と同様な材料を用いて、表１に示すような
組成について調べたところ、No.１のものは、Ti、
Zrが添加されていないてめ結晶が微細化されず、
第２図のごとくピンホールが多く機械的性質も好
ましくなかつた。
【表】
また、No.２、No.３のごとく、Ti、Zrのどちら
かを添加しても第３図、第４図のごとく結晶粒
は、微細化せず好ましい機械的性質を得ることが
できなかつた。 No.４の従来のものは機械的性質が極めて悪く好
ましいものでなかつた。
かを添加しても第３図、第４図のごとく結晶粒
は、微細化せず好ましい機械的性質を得ることが
できなかつた。 No.４の従来のものは機械的性質が極めて悪く好
ましいものでなかつた。
第１図は、本発明に係る合金の組織写真であ
り、第２図〜第４図は、比較例に係る組織写真示
す。
り、第２図〜第４図は、比較例に係る組織写真示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Al1〜30％、Cu1〜20％、Ti0.01〜１％
Zr0.01〜１％残部Znからなることを特徴とする高
強度易鋳造性の亜鉛合金。 ２ Al1〜30％、Cu1〜20％、Mg0.01〜0.1％、
Ti0.01〜１％Zr0.01〜１％残部Znからなることを
特徴とする高強度易鋳造性の亜鉛合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211288A JPS6455351A (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | High strength zinc alloy having high castability |
| US07/231,798 US4863686A (en) | 1987-08-27 | 1988-08-12 | High-strength, easily-castable zinc alloys |
| KR1019880010497A KR920001628B1 (ko) | 1987-08-27 | 1988-08-18 | 고강도주조용이성 아연합금 및 이 합금제의 금형과 다이캐스트제품 |
| DE3828397A DE3828397A1 (de) | 1987-08-27 | 1988-08-20 | Hochfeste, leicht giessbare zinklegierung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211288A JPS6455351A (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | High strength zinc alloy having high castability |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6455351A JPS6455351A (en) | 1989-03-02 |
| JPH0456098B2 true JPH0456098B2 (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=16603450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62211288A Granted JPS6455351A (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | High strength zinc alloy having high castability |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4863686A (ja) |
| JP (1) | JPS6455351A (ja) |
| KR (1) | KR920001628B1 (ja) |
| DE (1) | DE3828397A1 (ja) |
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| JPH05195121A (ja) * | 1992-01-17 | 1993-08-03 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | プレス金型用合金 |
| CA2228983A1 (en) * | 1997-04-07 | 1998-10-07 | General Motors Corporation | Improved zinc base alloys containing titanium |
| US5945066A (en) * | 1997-11-20 | 1999-08-31 | Griffin; James D. | Zinc-copper based alloy and castings made therefrom |
| DE29800292U1 (de) * | 1998-01-09 | 1999-05-06 | Schmuck-art Peter Hegewisch GmbH, 85399 Hallbergmoos | Schmuckstück |
| MY173760A (en) | 2009-01-15 | 2020-02-19 | Kai Holding Sdn Bhd | A metal alloy |
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| CN108796414A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-13 | 济南大学 | 一种含等量锆、钛元素的热浸镀锌铝镁合金及其制备方法 |
| CN111621672B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-08-06 | 广东省材料与加工研究所 | 一种锌合金及其制备方法 |
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| JPS4528109Y1 (ja) * | 1967-07-18 | 1970-10-29 | ||
| JPS451551Y1 (ja) * | 1968-12-29 | 1970-01-23 | ||
| US3671227A (en) * | 1969-09-30 | 1972-06-20 | Budd Co | Low temperature zn-al-cu casting alloy |
| US4609529A (en) * | 1983-02-11 | 1986-09-02 | Centre De Recherches Metallurgiques | Zinc-based alloys with improved ductility |
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1987
- 1987-08-27 JP JP62211288A patent/JPS6455351A/ja active Granted
-
1988
- 1988-08-12 US US07/231,798 patent/US4863686A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-08-18 KR KR1019880010497A patent/KR920001628B1/ko not_active Expired
- 1988-08-20 DE DE3828397A patent/DE3828397A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4863686A (en) | 1989-09-05 |
| KR920001628B1 (ko) | 1992-02-21 |
| DE3828397A1 (de) | 1989-03-09 |
| KR890003975A (ko) | 1989-04-19 |
| JPS6455351A (en) | 1989-03-02 |
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