JPH07116540B2 - プラスチック成形用金型材料 - Google Patents
プラスチック成形用金型材料Info
- Publication number
- JPH07116540B2 JPH07116540B2 JP2206063A JP20606390A JPH07116540B2 JP H07116540 B2 JPH07116540 B2 JP H07116540B2 JP 2206063 A JP2206063 A JP 2206063A JP 20606390 A JP20606390 A JP 20606390A JP H07116540 B2 JPH07116540 B2 JP H07116540B2
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- JP
- Japan
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- thermal conductivity
- plastic molding
- plastic
- weight percentage
- electric discharge
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチック製品を成形する際に使用する金型
の材料に関する。
の材料に関する。
従来プラスチック製品を成形する際に使用する金型の材
料としてFe系の材料がある。しかし、Fe系の材料は熱伝
導率が小さくプラスチック製品を成形する成形サイクル
を短縮し生産性を向上させる為に、熱伝導率の高い材料
が望まれており、熱伝導率の高い材料としてCu系の材料
が特開昭62−174341号公報に提案されている。
料としてFe系の材料がある。しかし、Fe系の材料は熱伝
導率が小さくプラスチック製品を成形する成形サイクル
を短縮し生産性を向上させる為に、熱伝導率の高い材料
が望まれており、熱伝導率の高い材料としてCu系の材料
が特開昭62−174341号公報に提案されている。
上記従来技術のFe系の材料は、熱伝導率が小さく金型の
昇温・冷却に時間がかかりプラスチック製品を成形する
成形サイクルの短縮に限界があった。また金型の肉厚変
動部におけるプラスチックの凝固収縮孔（引け巣）の発
生を防止する為にFe系の材料より熱伝導率の高い材料を
肉厚変動部に使用し強制冷却を図る必要がある。したが
って、Fe系の材料より熱伝導率が高く、強度及び硬度が
Fe系の材料例えばS55Cと同等で、金型の加工を行なう放
電加工が実用上可能であることが望まれている。
昇温・冷却に時間がかかりプラスチック製品を成形する
成形サイクルの短縮に限界があった。また金型の肉厚変
動部におけるプラスチックの凝固収縮孔（引け巣）の発
生を防止する為にFe系の材料より熱伝導率の高い材料を
肉厚変動部に使用し強制冷却を図る必要がある。したが
って、Fe系の材料より熱伝導率が高く、強度及び硬度が
Fe系の材料例えばS55Cと同等で、金型の加工を行なう放
電加工が実用上可能であることが望まれている。
上記特開昭62−174341号公報に提案されているCu系の材
料は、合金成分としてCrとCoを含んでおり、Crの添加量
0.6〜1.3wt％の範囲では強度は向上するが、上記公報に
記載された0.1〜0.5wt％の範囲では熱伝導率を低下させ
更に溶解中の選択酸化により鋳造欠陥の発生が多く熱間
加工性を低下させる。Coは結晶の微細化について効果が
あるものの熱伝導率の低下が著しい。
料は、合金成分としてCrとCoを含んでおり、Crの添加量
0.6〜1.3wt％の範囲では強度は向上するが、上記公報に
記載された0.1〜0.5wt％の範囲では熱伝導率を低下させ
更に溶解中の選択酸化により鋳造欠陥の発生が多く熱間
加工性を低下させる。Coは結晶の微細化について効果が
あるものの熱伝導率の低下が著しい。
そのように従来技術は、熱伝導率について配慮がされて
おらず、プラスチック成形用金型材料としては問題があ
る。
おらず、プラスチック成形用金型材料としては問題があ
る。
本発明の目的は、優れた熱伝導性を保ちつつ放電加工性
を向上させ、プラスチック製品の肉厚変動部位における
凝固収縮孔の発生を防止するプラスチック成形用金型材
料を提供することにある。
を向上させ、プラスチック製品の肉厚変動部位における
凝固収縮孔の発生を防止するプラスチック成形用金型材
料を提供することにある。
上記目的は、重量百分率で、Ni3.0〜6.0、Si0.6〜1.5、
Al0.5〜2.0と、Zr0.03〜0.5、Ti0.1〜0.5とを含有し、
残りが実質的にCuからなるプラスチック成形用金型材料
を提供することにより達成される。
Al0.5〜2.0と、Zr0.03〜0.5、Ti0.1〜0.5とを含有し、
残りが実質的にCuからなるプラスチック成形用金型材料
を提供することにより達成される。
上記目的は、重量百分率で、Ni3.0〜6.0、Si0.6〜1.5、
Al0.5〜2.0、Zr0.03〜0.5を含有し、残りが実質的にCu
からなるプラスチック成形用金型材料を提供することに
より達成される。
Al0.5〜2.0、Zr0.03〜0.5を含有し、残りが実質的にCu
からなるプラスチック成形用金型材料を提供することに
より達成される。
上記目的は、重量百分率で、Ni3.0〜6.0、Si0.6〜1.5、
Al0.5〜2.0、Ti0.1〜0.5を含有し、残りが実質的にCuか
らなるプラスチック成形用金型材料を提供することによ
り達成される。
Al0.5〜2.0、Ti0.1〜0.5を含有し、残りが実質的にCuか
らなるプラスチック成形用金型材料を提供することによ
り達成される。
先ず成分の添加理由を記述する。
（１） Ni NiはSiと金属間化合物Ni2Siを形成し、固溶体化処理に
よって過飽和にCuの中に約８％のNi2Siを固溶させ強化
させることができる。その為、3.0％以上の含有が必要
であるが、６％を越えてもそれ以上のより高い効果が期
待できないので、6.0％以下とする。
よって過飽和にCuの中に約８％のNi2Siを固溶させ強化
させることができる。その為、3.0％以上の含有が必要
であるが、６％を越えてもそれ以上のより高い効果が期
待できないので、6.0％以下とする。
（２） Si SiはNiとNi2Siを形成し強度向上に重要である。残留Si
は地の強化を図る上で不可欠な元素であり、0.6％以上
必要であるが、1.5％を越える延性が低下するので、1.5
％以下とする。
は地の強化を図る上で不可欠な元素であり、0.6％以上
必要であるが、1.5％を越える延性が低下するので、1.5
％以下とする。
（３） Al Alは地の強化と耐酸化性、鏡面性を得るために不可欠な
元素であり、0.5％以上必要であるが、2.0％を越えても
より高い効果が得られないので、2.0％以下とする。
元素であり、0.5％以上必要であるが、2.0％を越えても
より高い効果が得られないので、2.0％以下とする。
（４） Zr Zrの添加によって再結晶温度を560℃迄上昇させること
ができ、繰返し熱疲労強度を向上させるのに不可欠な成
分であり、0.03％以上必要であるが0.5％を越えると鋳
造性の悪化が著しくなるので、0.5％以下とする。
ができ、繰返し熱疲労強度を向上させるのに不可欠な成
分であり、0.03％以上必要であるが0.5％を越えると鋳
造性の悪化が著しくなるので、0.5％以下とする。
（５） Ti Tiは結晶の微細化を図り、さらに熱間加工性を向上させ
るのに不可欠な元素であり、0.1％以上必要であるが、
0.5％を越えてもそれ以上の効果が得られないので、0.5
％以下とする。
るのに不可欠な元素であり、0.1％以上必要であるが、
0.5％を越えてもそれ以上の効果が得られないので、0.5
％以下とする。
実施例１ 表１は組成を特定範囲内で種々変えた例である。本実施
例は溶製した各インゴットに対して760℃〜890℃で鍛錬
比４の熱間鋳造を施した後900℃で保持後５℃/secの冷
却速度で、溶体化処理し、450℃で時効処理を行ったも
のである。
例は溶製した各インゴットに対して760℃〜890℃で鍛錬
比４の熱間鋳造を施した後900℃で保持後５℃/secの冷
却速度で、溶体化処理し、450℃で時効処理を行ったも
のである。
実施例２ 表２は実施例１の元素Zrに代えてTiを含み、組成を特定
範囲内で種々変えた例である。本実施例は溶製した各イ
ンゴットに対して760℃〜950℃の温度に加熱後鍛錬比４
の熱間鋳造を施した後900℃で保持後５℃/secの冷却速
度で、溶体化処理し、450℃で時効処理を行ったもので
ある。
範囲内で種々変えた例である。本実施例は溶製した各イ
ンゴットに対して760℃〜950℃の温度に加熱後鍛錬比４
の熱間鋳造を施した後900℃で保持後５℃/secの冷却速
度で、溶体化処理し、450℃で時効処理を行ったもので
ある。
なおZrとTiを同時に添加すると、繰返し熱疲労強度が向
上し、結晶が微細化しさらに熱間加工性が向上する。
上し、結晶が微細化しさらに熱間加工性が向上する。
実施例３ 第１図は表３に示した組成を有する合金を実施例１と同
じ条件で製造し、放電加工速度試験結果を示したもので
ある。
じ条件で製造し、放電加工速度試験結果を示したもので
ある。
図中の点線は放電加工時の負荷電流が28Aの場合で、実
線は12Aの場合である。図に示すように、本発明合金は
比較例に比べ約２倍の加工速度を有することが分る。
線は12Aの場合である。図に示すように、本発明合金は
比較例に比べ約２倍の加工速度を有することが分る。
なお、放電加工の加工条件は下記のとおりである。
放電加工機：日立精工社のＨ−3Q型 放電電極：純銅 加工電圧：約60V 噴流圧力:0.2Kgf/cm2 第２図は第１図と同じ加工条件における電極消耗率試験
結果である。以上の結果から明らかなように本実施例の
合金は加工速度が大きく電極消耗率も比較例に比べ著し
く小さい。
結果である。以上の結果から明らかなように本実施例の
合金は加工速度が大きく電極消耗率も比較例に比べ著し
く小さい。
第３図は熱伝導率と放電加工深さの関係を示す図表で熱
伝導率が低くなると放電加工深さは大きくなる。むやみ
に熱伝導率を高めることは金型の加工性を低下させるの
で本発明では0.25Cal/cm・sec℃を目標としている。特
に、0.1〜0.25Cal/cm・sec℃が好ましい。
伝導率が低くなると放電加工深さは大きくなる。むやみ
に熱伝導率を高めることは金型の加工性を低下させるの
で本発明では0.25Cal/cm・sec℃を目標としている。特
に、0.1〜0.25Cal/cm・sec℃が好ましい。
第４図はCu−Ni2Si凝二元系状態図でCu中の残留Ni2Siと
温度の関係を示す。
温度の関係を示す。
実施例４ 組成が重量百分率で、Ni4、Al1、Zr0.1を含有し残りがC
uからなる場合に、添加するSiの量が0.5％以上になると
第５図に示すように熱伝導度が0.22Cal/cm・sec℃とな
る。
uからなる場合に、添加するSiの量が0.5％以上になると
第５図に示すように熱伝導度が0.22Cal/cm・sec℃とな
る。
実施例５ 組成が重量百分率で、Ni4、Si1、Zr0.1を含有し残りがC
uからなる場合に、添加するAlの量が4.0％以上になると
第６図に示すように熱伝導度が0.2Cal/sec・cm℃とな
る。
uからなる場合に、添加するAlの量が4.0％以上になると
第６図に示すように熱伝導度が0.2Cal/sec・cm℃とな
る。
実施例６ 組成が重量百分率で、Ni4.2、Si1、Al0.7を含有し残り
がCuからなる場合に、添加するTiの量が0.1％以上にな
ると第７図に示すように結晶粒度が微細になる。
がCuからなる場合に、添加するTiの量が0.1％以上にな
ると第７図に示すように結晶粒度が微細になる。
実施例７ 表４はZr、Tiを含む組成を特定範囲内で種々変えた例で
ある。溶製した各インゴットを鋳造後皮剥きし、760〜9
50℃の温度に加熱して鍛錬比４で鋳造加工し、900℃に
保持後５℃/Secの冷却速度で溶体化処理し、その後450
℃で時効処理を行ったものである。
ある。溶製した各インゴットを鋳造後皮剥きし、760〜9
50℃の温度に加熱して鍛錬比４で鋳造加工し、900℃に
保持後５℃/Secの冷却速度で溶体化処理し、その後450
℃で時効処理を行ったものである。
実施例７によるプラスチック成形用金型材料はZrを含む
ことにより繰返し熱疲労強度が向上し、Tiを含むことに
より結晶が微細化する。
ことにより繰返し熱疲労強度が向上し、Tiを含むことに
より結晶が微細化する。
本実施例によれば、強度が従来使用されている鋼系材料
とほぼ同等であるのに対し、熱伝導率が約３倍であるた
め、プラスチック成形のタクトアップに大きな効果があ
る。
とほぼ同等であるのに対し、熱伝導率が約３倍であるた
め、プラスチック成形のタクトアップに大きな効果があ
る。
また、肉厚変動の大きいプラスチック製品の金型で、製
品肉厚の大きい部位に入れ子材として、使用し強制冷却
することによって肉厚変動差を緩和できるので有効であ
る。
品肉厚の大きい部位に入れ子材として、使用し強制冷却
することによって肉厚変動差を緩和できるので有効であ
る。
本願発明によればプラスチック成形用金型材料におい
て、Cr及びCoを排除した特定の材料にZr、Tiを添加する
ことで、優れた熱伝導性を保ちつつ放電加工性を向上さ
せる効果が得られる。
て、Cr及びCoを排除した特定の材料にZr、Tiを添加する
ことで、優れた熱伝導性を保ちつつ放電加工性を向上さ
せる効果が得られる。
また、熱伝導性の向上により、プラスチック製品の肉厚
変動部位に生じやすい凝固収縮孔の発生を防止する効果
が得られる。
変動部位に生じやすい凝固収縮孔の発生を防止する効果
が得られる。
第１図は本発明の実施例に係るCu系の材料を放電加工す
る時のパルスオンタイムと加工速度の関係を示した図
表、第２図は本発明の実施例に係るCu系の材料を放電加
工する時のパルスオンタイムと電極消耗率の関係を示し
た図表、第３図は熱伝導率と放電加工深さの関係を示し
た図表、第４図は本発明の実施例に係るCu−NiSi凝二元
状態図、第５図は本発明の実施例に係るCu系の材料に添
加したSiと熱伝導率の関係を示した図表、第６図は本発
明の実施例に係るCu系の材料に添加したAlと熱伝導率の
関係を示した図表、第７図は本発明の実施例に係るCu系
の材料に添加したTiと結晶粒相対値の関係を示した図表
である。
る時のパルスオンタイムと加工速度の関係を示した図
表、第２図は本発明の実施例に係るCu系の材料を放電加
工する時のパルスオンタイムと電極消耗率の関係を示し
た図表、第３図は熱伝導率と放電加工深さの関係を示し
た図表、第４図は本発明の実施例に係るCu−NiSi凝二元
状態図、第５図は本発明の実施例に係るCu系の材料に添
加したSiと熱伝導率の関係を示した図表、第６図は本発
明の実施例に係るCu系の材料に添加したAlと熱伝導率の
関係を示した図表、第７図は本発明の実施例に係るCu系
の材料に添加したTiと結晶粒相対値の関係を示した図表
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−179839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−266033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−133357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−174341（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】重量百分率で、Ni3.0〜6.0、Si0.6〜1.5、
Al0.5〜2.0と、Zr0.03〜0.5、Ti0.1〜0.5とを含有し、
残りが実質的にCuからなることを特徴とするプラスチッ
ク成形用金型材料。 - 【請求項２】重量百分率で、Ni3.0〜6.0、Si0.6〜1.5、
Al0.5〜2.0と、Zr0.03〜0.5を含有し、残りが実質的にC
uからなることを特徴とするプラスチック成形用金型材
料。 - 【請求項３】重量百分率で、Ni3.0〜6.0、Si0.6〜1.5、
Al0.5〜2.0、Ti0.1〜0.5を含有し、残りが実質的にCuか
らなることを特徴とするプラスチック成形用金型材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2206063A JPH07116540B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | プラスチック成形用金型材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2206063A JPH07116540B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | プラスチック成形用金型材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499140A JPH0499140A (ja) | 1992-03-31 |
| JPH07116540B2 true JPH07116540B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=16517236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2206063A Expired - Lifetime JPH07116540B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | プラスチック成形用金型材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116540B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7291231B2 (en) | 2002-05-17 | 2007-11-06 | Metglas, Inc. | Copper-nickel-silicon two phase quench substrate |
| US6764556B2 (en) | 2002-05-17 | 2004-07-20 | Shinya Myojin | Copper-nickel-silicon two phase quench substrate |
| WO2012081573A1 (ja) * | 2010-12-13 | 2012-06-21 | 国立大学法人東北大学 | 銅合金及び銅合金の製造方法 |
| US9476474B2 (en) | 2010-12-13 | 2016-10-25 | Nippon Seisen Co., Ltd. | Copper alloy wire and copper alloy spring |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59133357A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-31 | Hitachi Metals Ltd | プラスチツク成形用プリハ−ドン金型材料 |
| JPH0238653B2 (ja) * | 1986-01-27 | 1990-08-31 | Kobe Steel Ltd | Purasuchitsukukanagatayodogokinoyobisonoseizohoho |
| JPS63266033A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | 銅合金 |
| JPH02179839A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Kobe Steel Ltd | 耐衝撃特性及び熱間加工性に優れた高強度銅合金 |
-
1990
- 1990-08-03 JP JP2206063A patent/JPH07116540B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0499140A (ja) | 1992-03-31 |
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