JPH0477065B2

JPH0477065B2 -

Info

Publication number: JPH0477065B2
Application number: JP60024996A
Authority: JP
Inventors: Takanori Tsuzuki; Noboru Fujiwara; Shuzo Kyono
Original assignee: Kasei Naoetsu Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1985-02-12
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1992-12-07
Also published as: JPS61186445A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は樹脂成形用金型に関するものである。
詳しくは本発明は近時とみに要求の高い製作期間
が短縮され、かつ作業性、生産性、省エネルギー
性に優れたアルミニウム合金鋳物製金型に関する
ものである。〔従来の技術〕従来、樹脂成形用金型は大部分が鉄鋼、鋳鋼材
の切削、亜鉛合金鋳物材の切削及びアルミニウム
合金鍛造材の切削によつて製作されて来た。そし
て極く一部分ではあるが、アルミニウム合金鋳物
材が、 (a) 精密鋳造法により殆んど切削なしに、或い
は、 (b) 砂型鋳造または精密鋳造品を部分的に切削し
て、使用されている。ところで現いられているアルミニウム合金鋳物
材としては、純度90％以上のAl（Al≧90％、残部
不純物）、シルミン（Al−Si系、Al−Si−Mg
系）、ラウタル（Al−Si−Cu系）、ヒドロナリウ
ム（Al−Mg系）合金等が、多くは熱処理なしで
用いられている。〔発明が解決しようとする問題点〕上記現用アルミニウム合金鋳物材製の金型の機
械的性質は引張強さ20Kg／mm²、ブリネル硬さ70程
度を下廻り、傷付き易く、また変形し易い等の問
題点があり使用出来る範囲は制限されている。な
お現用アルミニウム合金鋳物材でも熱処理を施せ
ば強度は向上するが、とくに肉薄鋳物では熱処理
により変形する場合もあるので、熱処理なしで高
強度の得られることが望まれている。また現用アルミニウム合金鋳物材ではピンホー
ルやザク巣が発生する場合もあり、これらは溶接
性を低下させ肉盛補修等を困難にしている。しか
し一方でアルミニウム合金鋳物材は、アルミニウム合金本来の性質として、鉄鋼、
鋳鋼、亜鉛合金に比し、（）軽量であるため作業性が良く、労働災
害防止、運転エネルギー削減効果がある。（）熱伝導性良好なため加熱・冷却時間が
短縮され、生産性向上、省エネルギーが図ら
れる。（）耐食性が良いので保管が容易かつ長寿
命となる。（）切削性が良く製作期間が短縮される。等の利点があり、加えて鋳物材として切削材に比し、（）鋳造で鋳肌、寸法精度が得られれば切
削時間が短縮される。その差は複雑形状品あ
るいは複雑模様品である程顕著である。（）切削材では穿孔製作する冷却・温水管
がパイプを鋳囲んで製作出来、加工時間が短
縮される。（）複数個の短期間製作に対応し易い。等工期の短縮と相俟つてコストダウンにつながる
利点も有している。また同じ鋳物材であつても、より肉薄化が図れ
れば、作業性、生産性、省エネルギー効果が顕著
となるが、現用アルミニウム合金鋳物材では鋳造
性及び強度の点から困難である。〔問題点を解決するための手段〕以上の事実から本発明者等は上記アルミニウム
合金鋳物材の利点を生かすべく鋭意検討の結果、
従来使用中のアルミニウム合金鋳物材とは異なる
Al−Zn−Mg−Ti系合金鋳物材を用いることに
より本発明に到達した。本発明は従来のアルミニウム合金鋳物材製金型
の利点に加え、より肉薄鋳造が可能でかつ高強度
であることにより耐久性が向上し、アルミニウム
合金鋳物の利点をより具備した金型を提供するこ
とを目的とするものであり、Zn1〜８％、Mg0.5
〜６％、Ti0.01〜0.8％で、かつZnとMgとの合計
量が５％以上であり、さらにSi0.2〜1.5％、Fe0.2
〜1.5％、Mn0.1〜1.5％、B0.001〜0.2％、Cr0.05
〜0.7％及びBe0.001〜0.1％からなる群から選ば
れた少なくとも１種の追加元素を含み、残部アル
ミニウム及び不純物よりなるアルミニウム合金を
金型形状に鋳造してなることを特徴とする樹脂成
形用金型、を要旨とするものである。なお、本明
細書において合金組成の百分率は、特に断わらな
い限り、重量百分率を意味する。以下、本発明につき詳細に説明する。本発明金型を構成するアルミニウム合金鋳物材
にあつて、Zn及びMgは鋳造性、強度、耐食性、
耐応力腐食性に強い影響を持ち、Znが１％未満、
Mgが0.5％未満あるいはZnとMgとの合計量が５
％未満では、十分な強度が得られず、またZnが
８％を越えるかあるいはMgが６％を越えると、
鋳造性が劣化しかつ耐応力腐食性も低下するの
で、Znは１〜８％、好ましくは２〜７％、Mgは
0.5〜６％、好ましくは1.5〜５％で、かつZnと
Mgとの合計量が５％以上、好ましくは６％以上
とする。Tiは0.01〜0.8％、好ましくは0.1〜0.5％
で鋳造性、強度改善に役立つ。0.01％未満ではそ
の効果は充分に発揮されず、また0.8％を超える
とより以上の効果が見られなくなる。さらに鋳造性の改善を主とし、また、強度、耐
食性、耐応力腐食性を改善するために追加元素を
添加するが、各追加元素の添加効果は次の通りで
ある。即ち、 (イ) Siは0.2〜1.5％、好ましくは0.6〜1.2％の添加
が鋳造性改善に役立つが、1.5％を越えると強
度の劣化を来たす。 (ロ) Feは0.2〜1.5％、好ましくは0.6〜1.2％の添
加が鋳造性、強度の改善に役立つが、1.5％を
越えると強度、耐食性の劣化を来たす。 (ハ) Mnは0.1〜1.5％、好ましくは0.2〜1.0％で鋳
造性、強度、その中でも高温強度及び耐応力腐
食性を向上させるが、1.5％を越えると鋳造性
を損う。 (ニ) Ｂは0.0001〜0.2％、好ましくは0.0002〜0.15
％の添加でTiやZrと共に結晶粒を微細化し、
鋳造性、強度を大幅に改善するが、Ｂ単独でも
同様の効果を有する。なお0.2％を越えた添加
ではより以上の効果が見られない。 (ホ) Crは0.05〜0.7％、好ましくは0.1〜0.5％で強
度、耐応力腐食性向上に役立つが、0.7％を越
えると鋳造性を損う。 (ヘ) Beは0.001〜0.1％、好ましくは0.002〜0.07％
の添加で鋳造性、強度の向上をもたらすが、
0.1％を越えた添加ではより以上の効果は期待
し得ない。以上の追加元素は単独添加でもそれぞれの効果
が見られるが、好ましくはCr、CrとFe、あるい
はCrとMnの如く適切な元素とその量の組合せ添
加により、鋳造性、強度、耐食性、耐応力腐食性
等の面で複合的な改善がなされる。これらアルミニウム合金は常法に従つて溶製す
るが、追加元素の量あるいは組合せによつてそれ
らに応じた溶解温度を選び、また本合金系は水素
を吸収し易いので塩素系ガスまたはフラツクスで
脱ガス、脱滓を行ない、十分な鎮静を行ない、清
浄化を確認した後鋳造するのがよい。鋳型としては通常の砂型、石膏型、セラミツク
型等を使用するが、好ましくは冷却能が高く水分
含有量の少ない鋳型を用い、特に肉薄の場合には
減圧法やガス抜けを良くする鋳造法案或いは塗型
を用いるなどして、湯廻り性を良くし、かつガ
ス・酸化物等の混入が無いように配慮する。得られた金型は、熱処理なしでも鋳造後１ケ月
でブリネル硬さ焼く75以上を得るが、さらに強度
が必要な際、あるいは短時間で強度が必要な際は
T6あるいはT5処理を行ない、また歪防止を必要
とする際は安定化処理を行なう。その後、必要に
より切削・研磨する等して最終の金型に仕上げ
る。本金型では従来のアルミニウム合金鋳物材製金
型に比し、強度があるばかりでなく、（）適当な硬度があるので、切削性が良く、
また鏡面仕上げも可能である。（）ビンホール、ザク巣等の鋳造欠陥がな
く、耐圧性、溶接性に優れる。またさらにアル
マイト、テフロンコート等の表面加工も行ない
易い。利点もある。なお本アルミニウム合金鋳物材製金型では強度
の向上があるので種々の樹脂成形用金型として利
用出来るが、さらに肉薄化品の場合には、必要に
より断面形状の改善により剛性の向上を図つた
り、あるいは補強材の使用等により耐久性をさら
に改善したりすることが出来る。本発明の樹脂成形用金型は種々の樹脂の成形に
広く利用出来る。即ち、原料としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニル、ワツクス類等の熱可塑性樹脂、ポリウレ
タン、フエノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂及び成形に用いることができ、また成形法
としては射出、圧縮、真空、中空、回転、発泡、
注型、加硫等多岐にわたる成形法に適用すること
ができる。その中でも特に熱可塑性樹脂の真空、
中空、回転、発泡成形熱硬化性樹脂の注型、発泡
成形及びゴムの加硫成形に好適である。〔実施例〕次に実施例により本発明につきさらに具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、
以下の実施例によつて限定されるものではない。実施例１表１に示す合金Ａ，A1〜A4の溶湯を760℃に
て脱ガス、脱滓処理を行ない鎮静し、溶湯清浄化
を確認した後、750℃にて、所定の鋳造方案を付
設し塗型剤を塗布した有機自硬性砂型に鋳込ん
で、５mm肉厚のウレタン発泡成形用金型を得た。他方、表１に示す従来の合金ＢをCO₂砂型に鋳
込んで10mm肉厚の同一形状成形品用金型を得た。両者の機械的性質の比較は表１の如く、強度、
硬度共に合金Ａから製作した金型が優れており、
また合金Ａ製の金型は重量が半減し、生産サイク
ル、省エネルギーと共に耐久性も向上した。

【表】実施例２表２に示す合金Ｃの溶湯を760℃にて脱ガス、
脱滓処理を行ない、鎮静し、溶湯清浄化を確認し
た後、750℃にて所定の鋳造方案を付設した生砂
型に鋳込み10mm肉厚の真空成形用看板金型（400
mm巾×1050mm長×50mm深）を得た。他方、表２に示す従来の亜鉛合金Ｄを砂型に鋳
込んで、同一肉厚の同一形状成形品用金型を得
た。両者の機械的性質の比較は表２の如く、大差な
く、合金Ｃ製の金型は合金Ｄ製の金型に比し、軽
量化に伴なう型交換の効率化と共に生産サイク
ル、省エネルギー向上に寄与した。

【表】実施例３表３に示す合金Ｅの溶湯を760℃で脱ガス、脱
滓処理を行ない、鎮静し、溶湯清浄化を確認した
後、750℃にて、所定の方案を付設したセラミツ
ク型により50mm肉厚の中空成形用模様付容器用金
型（型寸法：片面400mm□×100mm厚のもの２面；
成形品外形寸法300mm□×100mm）５組をノズル部
の鉄鋼材と冷却水用鉄管を鋳囲んで鋳込み、型合
わせ面を切削して金型製品とした。その中２組を
Ｆ材、３組をT6材とした。他方、表３に示す合金Ｆの鍛造材を切削して同
一形状の金型製品を得た。両者の機械的性質は表３の通りであるが、合金
Ｅの鋳物材製の金型は製作期間が大巾に短縮さ
れ、かつ熱処理なしでも使用可能で、型製作費は
大巾に削減された。

〔発明の効果〕

本発明に係る樹脂成形用金型はアルミニウム合
金鋳物材としての利点を十分発揮し、樹脂製品の
デザインの多様化、多品種化に対応し、かつ短工
期、低価格の要望をも満足するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１ Zn1〜８％、Mg0.5〜６％、Ti0.01〜0.8％
で、かつZnとMgとの合計量が５％以上であり、
さらにSi0.2〜1.5％、Fe0.2〜1.5％、Mn0.1〜1.5
％、B0.001〜0.2％、Cr0.05〜0.7％及びBe0.001〜
0.1％からなる群から選ばれた少なくとも１種の
追加元素を含み、残部アルミニウム及び不純物よ
りなるアルミニウム合金を金型形状に鋳造しなる
ことを特徴とする樹脂成形用金型。