JPH0617523B2 - 簡易型用低融点合金 - Google Patents
簡易型用低融点合金Info
- Publication number
- JPH0617523B2 JPH0617523B2 JP63176498A JP17649888A JPH0617523B2 JP H0617523 B2 JPH0617523 B2 JP H0617523B2 JP 63176498 A JP63176498 A JP 63176498A JP 17649888 A JP17649888 A JP 17649888A JP H0617523 B2 JPH0617523 B2 JP H0617523B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melting point
- alloy
- mold
- low melting
- point alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス型または射出成形型としての簡易型に
用いる低融点合金に関する。
用いる低融点合金に関する。
（従来の技術） 簡易型の製作法としては、従来より種々の方法があり、
例えば石こう等のモデルを転写した砂型を用いる汎用の
重力鋳造法（「トヨタ技術」第27巻第4 号P102〜11
5）、板金モデルを溶湯中に浸漬してそのまゝ凝固させ
るデュアルフォーム法（「機械と工具」1975年6 月 P21
〜25、特開昭51-55733号公報）、鋳造枠内に複数の鋳造
空間を形成しこの鋳造空間に順次注湯して複数の型を順
次鋳造する直接鋳込法（特願昭62-175641 号、特願昭62
-251259 号）等が既に実用化されている。
例えば石こう等のモデルを転写した砂型を用いる汎用の
重力鋳造法（「トヨタ技術」第27巻第4 号P102〜11
5）、板金モデルを溶湯中に浸漬してそのまゝ凝固させ
るデュアルフォーム法（「機械と工具」1975年6 月 P21
〜25、特開昭51-55733号公報）、鋳造枠内に複数の鋳造
空間を形成しこの鋳造空間に順次注湯して複数の型を順
次鋳造する直接鋳込法（特願昭62-175641 号、特願昭62
-251259 号）等が既に実用化されている。
そして従来、上記した種々の簡易型の製作には、Bi,Pb,
Cd,Sn,Sb等の２種以上からなる低融点合金が一般に用い
られていた（「型技術」1987年第2 巻第10号P26 ）。
Cd,Sn,Sb等の２種以上からなる低融点合金が一般に用い
られていた（「型技術」1987年第2 巻第10号P26 ）。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上記低融点合金の中では、融点が低く（50〜
200 ℃）、かつ凝固時にわずか膨張するだけで製造性に
優れているところから、Biを主成分とする合金が注目さ
れ、上記デュアルフォーム法等に多用されている。しか
しながら、従来のBi系の合金は、機械的強度が小さいば
かりか耐摩耗性に劣り、例えばプレス型として高張力鋼
板の加工に適用することは到底不可能で、普通鋼板へ適
用しても著しく寿命が短いという問題があった。またそ
の融点の低さにより、例えば成形温度の高い射出成形型
へ適用することも不可能な状況にあった。
200 ℃）、かつ凝固時にわずか膨張するだけで製造性に
優れているところから、Biを主成分とする合金が注目さ
れ、上記デュアルフォーム法等に多用されている。しか
しながら、従来のBi系の合金は、機械的強度が小さいば
かりか耐摩耗性に劣り、例えばプレス型として高張力鋼
板の加工に適用することは到底不可能で、普通鋼板へ適
用しても著しく寿命が短いという問題があった。またそ
の融点の低さにより、例えば成形温度の高い射出成形型
へ適用することも不可能な状況にあった。
そこで、上記Bi系の合金に代えてZnを主成分とする合金
（三井金属鉱業ZAS）が使用される例が多くなってい
る。このZnを主成分とする合金は、機械的強度が軟鋼程
度と高く、かつ耐摩耗性も良好であり、プレス型として
高張力鋼板等の加工に、あるいは射出成形型として成形
温度の高い樹脂成形に適用できる利点がある。しかしな
がら、このZn系の合金は、融点が比較的高く（約 380
℃）、かつ凝固時に大きく収縮する性質を有しているた
め、製造性に難点があり、コストも高くつくという問題
があった。
（三井金属鉱業ZAS）が使用される例が多くなってい
る。このZnを主成分とする合金は、機械的強度が軟鋼程
度と高く、かつ耐摩耗性も良好であり、プレス型として
高張力鋼板等の加工に、あるいは射出成形型として成形
温度の高い樹脂成形に適用できる利点がある。しかしな
がら、このZn系の合金は、融点が比較的高く（約 380
℃）、かつ凝固時に大きく収縮する性質を有しているた
め、製造性に難点があり、コストも高くつくという問題
があった。
本発明は、上記従来の問題を解決することを課題として
なされたもので、機械的性質および耐摩耗性に優れ、か
つ製造性にも優れた簡易型用低融点合金を提供すること
を目的とする。
なされたもので、機械的性質および耐摩耗性に優れ、か
つ製造性にも優れた簡易型用低融点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） 本発明は、上記課題を解決するため、Bi50〜60wt% 、Sb
4〜10wt% ，残部Snよりなるように構成したことを要旨
とする。
4〜10wt% ，残部Snよりなるように構成したことを要旨
とする。
本発明において、BiとSnとの成分比率は共晶比率［58:4
2 ］とするのが望ましい。これは、この比率でBi-Sn合
金の融点が最も低くなり、（ 139℃）、かつ湯流れ性が
良好となるためである。したがって、上記Biの含有量と
しては52.5〜55.5wt% とするのが望ましい。本発明の合
金が適用される簡易金型の種類は、特に限定するもので
なく、例えばプレス型、射出成形型等に適用し得る。ま
た簡易型の製作法も任意であり前記した重力鋳造法、デ
ュアルフォーム法、直接鋳造法等を選択することができ
る。
2 ］とするのが望ましい。これは、この比率でBi-Sn合
金の融点が最も低くなり、（ 139℃）、かつ湯流れ性が
良好となるためである。したがって、上記Biの含有量と
しては52.5〜55.5wt% とするのが望ましい。本発明の合
金が適用される簡易金型の種類は、特に限定するもので
なく、例えばプレス型、射出成形型等に適用し得る。ま
た簡易型の製作法も任意であり前記した重力鋳造法、デ
ュアルフォーム法、直接鋳造法等を選択することができ
る。
（作用） 上記構成の低融点合金において、Bi-Sn合金にSbを所定
量加えることにより、従来のBi系合金に比し、機械的強
度が高まると共に耐摩耗性が向上する。またBi-Sn-Sbの
所定の成分比率により、凝固時における体積変化がほと
んどないか、わずか膨張あるいは収縮するだけとなり、
これに加えて融点も従来のZn系合金に比して比較的低く
抑えることができ製造性が向上する。
量加えることにより、従来のBi系合金に比し、機械的強
度が高まると共に耐摩耗性が向上する。またBi-Sn-Sbの
所定の成分比率により、凝固時における体積変化がほと
んどないか、わずか膨張あるいは収縮するだけとなり、
これに加えて融点も従来のZn系合金に比して比較的低く
抑えることができ製造性が向上する。
しかして、Biの含有量が50wt% 未満または60wt% を越す
と、凝固時における収縮および膨張量が大きくなると共
に融点が高くなるので、これを50〜60wt% とした。また
Sbは、その含有量が 4wt% 未満では機械的強度および耐
摩耗性の向上効果が小さく、逆に10t% を越すと機械的
強度および靭性を低下させると共に、融点を上昇させる
ので、これを 4〜10wt% とした。
と、凝固時における収縮および膨張量が大きくなると共
に融点が高くなるので、これを50〜60wt% とした。また
Sbは、その含有量が 4wt% 未満では機械的強度および耐
摩耗性の向上効果が小さく、逆に10t% を越すと機械的
強度および靭性を低下させると共に、融点を上昇させる
ので、これを 4〜10wt% とした。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
る。
実施例１ BiとSnとの成分比率を重量比で共晶比率［58:42 ］に一
定とし、これに種々の比率でSbを添加して所定の大きさ
のブロックを鋳造し、これから硬さ試験片、機械試験
片、衝撃試験片、融点測定用試験片等を切り出し、それ
ぞれの試験に供した。第１図は、これらの試験結果を示
したものである。第１図に示す結果より、引張り強さＡ
は、Sbの含有量が7wt%程度までは直線的に上昇し、それ
以上Sbの含有量が増すと逆に低下することが明らかにな
った。また圧縮強さＢは、Sbの含有量が7wt%程度までは
直線的に上昇し、それ以上Sbの含有量が増してもそれ程
上昇せず、また硬さＣと融点Ｄは、Sbの含有量が増すに
したがってそれぞれ直線的に上昇することが明らかにな
った。一方衝撃値Ｅは、Sbの含有量が10wt% を越えると
急激に低下している。これら結果を総合的に判断する
と、Sbの添加量としては 4〜10wt% が望ましことが確認
できた。
定とし、これに種々の比率でSbを添加して所定の大きさ
のブロックを鋳造し、これから硬さ試験片、機械試験
片、衝撃試験片、融点測定用試験片等を切り出し、それ
ぞれの試験に供した。第１図は、これらの試験結果を示
したものである。第１図に示す結果より、引張り強さＡ
は、Sbの含有量が7wt%程度までは直線的に上昇し、それ
以上Sbの含有量が増すと逆に低下することが明らかにな
った。また圧縮強さＢは、Sbの含有量が7wt%程度までは
直線的に上昇し、それ以上Sbの含有量が増してもそれ程
上昇せず、また硬さＣと融点Ｄは、Sbの含有量が増すに
したがってそれぞれ直線的に上昇することが明らかにな
った。一方衝撃値Ｅは、Sbの含有量が10wt% を越えると
急激に低下している。これら結果を総合的に判断する
と、Sbの添加量としては 4〜10wt% が望ましことが確認
できた。
実施例２ 55wt% Bi-40wt%Sn-5wt% Sbからなる合金を用いて上記し
た直接鋳込法によりプレス型を鋳造し、高張力鋼板（ J
IS SCP45，厚さ１mm）をプレス加工し、プレスショット
数と型摩耗量との関係を調査した。なお、比較のため、
58wt%Bi-42wt%Sn からなる従来の共晶合金を用いて本実
施例と同一の方法により同一のプレス型を製作し、同様
の調査を行なった。本実施例品と比較品の機械的性質は
下表に示すとおりであり、本実施例品の方が比較品に比
して著しく機械的強度が大きくなっている。
た直接鋳込法によりプレス型を鋳造し、高張力鋼板（ J
IS SCP45，厚さ１mm）をプレス加工し、プレスショット
数と型摩耗量との関係を調査した。なお、比較のため、
58wt%Bi-42wt%Sn からなる従来の共晶合金を用いて本実
施例と同一の方法により同一のプレス型を製作し、同様
の調査を行なった。本実施例品と比較品の機械的性質は
下表に示すとおりであり、本実施例品の方が比較品に比
して著しく機械的強度が大きくなっている。
第２図は、上記調査結果を示したもので、これより、規
定摩耗量 0.3mmに達するプレスショット数は、本実施例
品の場合、線Ｐａで表わすように90枚、比較品の場合、
線Ｐｂで表わすように50枚で、本発明の合金から成るプ
レス型の著しく寿命の長いことが確認できた。これは、
上表に示されるように、本実施例品の硬さおよび機械的
強度の大きいことによる推定される。
定摩耗量 0.3mmに達するプレスショット数は、本実施例
品の場合、線Ｐａで表わすように90枚、比較品の場合、
線Ｐｂで表わすように50枚で、本発明の合金から成るプ
レス型の著しく寿命の長いことが確認できた。これは、
上表に示されるように、本実施例品の硬さおよび機械的
強度の大きいことによる推定される。
実施例３ 実施例２と同一のプレス型を用い、種々の引張り強さの
鋼板（被プレス材）のプレス加工を行ない、被プレス品
の成形強度（板厚×引張り強さ）と型摩耗量との関係を
調査した。なお上記比較品についても同様の調査を行な
った。
鋼板（被プレス材）のプレス加工を行ない、被プレス品
の成形強度（板厚×引張り強さ）と型摩耗量との関係を
調査した。なお上記比較品についても同様の調査を行な
った。
第３図は上記調査結果を示したもので、これより詳容摩
耗量内におさまる被プレス材の成形強度は、比較品のそ
れが約45であるのに対し、本実施例品のそれは約70であ
り、本発明の合金が高調力鋼板の加工にも十分に対応で
きることが確認できた。
耗量内におさまる被プレス材の成形強度は、比較品のそ
れが約45であるのに対し、本実施例品のそれは約70であ
り、本発明の合金が高調力鋼板の加工にも十分に対応で
きることが確認できた。
なお上記実施例２および実施例３において、本発明の合
金を用いたプレス型を鋳造する際の体積変化量を調査し
た結果、体積変化０からわずかの収縮（ 0.2% ）が見ら
れただけで、きわめて高精度な型が得られた。また前記
体積変化の小さいことにより、引け巣等の内部欠陥がな
く、鋳肌も良好な型が得られた。さらに実施例２および
実施例３で製作したプレス型について熱収縮量の試験を
行なった結果、その値は1.0/1000であり、直接鋳込法で
用いる木型の熱収縮量1/1000、デュアルフォーム法で用
いる板金モデルの熱収縮量1.2/1000と比較してほゞ同等
であることが確認できた。
金を用いたプレス型を鋳造する際の体積変化量を調査し
た結果、体積変化０からわずかの収縮（ 0.2% ）が見ら
れただけで、きわめて高精度な型が得られた。また前記
体積変化の小さいことにより、引け巣等の内部欠陥がな
く、鋳肌も良好な型が得られた。さらに実施例２および
実施例３で製作したプレス型について熱収縮量の試験を
行なった結果、その値は1.0/1000であり、直接鋳込法で
用いる木型の熱収縮量1/1000、デュアルフォーム法で用
いる板金モデルの熱収縮量1.2/1000と比較してほゞ同等
であることが確認できた。
（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明にかゝる低融点合
金は、Bi-Sn合金にSbを所定量加えることにより、凝固
時の体積変化が小さいというＢｉ−Ｓｎ共晶合金の特性
を損なうことなく、機械的強度および耐摩耗性を可及的
に向上せしめ、かつ融点を適当な温度とすることがで
き、プレス型または射出成形型への適用性が著しく高め
るものとなった。また、凝固時の体積変化が小さいこと
より良好な製造性を確保できることはもちろん、原料コ
ストの上昇もわるかで済み、コスト的にも有利となる。
金は、Bi-Sn合金にSbを所定量加えることにより、凝固
時の体積変化が小さいというＢｉ−Ｓｎ共晶合金の特性
を損なうことなく、機械的強度および耐摩耗性を可及的
に向上せしめ、かつ融点を適当な温度とすることがで
き、プレス型または射出成形型への適用性が著しく高め
るものとなった。また、凝固時の体積変化が小さいこと
より良好な製造性を確保できることはもちろん、原料コ
ストの上昇もわるかで済み、コスト的にも有利となる。
第１図は、Bi-Sn 低融点合金の機械的性質および物理的
性質におよぼすSbの影響を示すグラフ、第２図と第３図
は、本発明の合金を用いた簡易型の耐摩耗性を示すグラ
フである。
性質におよぼすSbの影響を示すグラフ、第２図と第３図
は、本発明の合金を用いた簡易型の耐摩耗性を示すグラ
フである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門田 幸男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 社本 裕幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 雅人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−117627（ＪＰ，Ａ) 特公 昭43−4105（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】プレス型または射出成形型としての簡易型
に用いる低融点合金において、Ｂｉ50〜60wt％，Ｓｂ４
〜10wt％，残部Ｓｎよりなる簡易型用低融点合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176498A JPH0617523B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 簡易型用低融点合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176498A JPH0617523B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 簡易型用低融点合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0225533A JPH0225533A (ja) | 1990-01-29 |
| JPH0617523B2 true JPH0617523B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=16014705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176498A Expired - Lifetime JPH0617523B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 簡易型用低融点合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617523B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5641454A (en) * | 1992-03-13 | 1997-06-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Composite material having anti-wear property and process for producing the same |
| JP3761846B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2006-03-29 | 内橋エステック株式会社 | 合金型温度ヒューズ及び温度ヒューズエレメント用線材 |
| US20140034713A1 (en) | 2011-04-20 | 2014-02-06 | Aleris Rolled Products Germany Gmbh | Fin stock material |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2712517C2 (de) * | 1977-03-22 | 1979-05-23 | Et. Dentaire Ivoclar, Schaan (Liechtenstein) | Verwendung einer Wismut-Zinn-Legierung zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63176498A patent/JPH0617523B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0225533A (ja) | 1990-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090309 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090309 Year of fee payment: 15 |