JPH11279673A - 金型用亜鉛合金、金型及び金型用ブロック - Google Patents
金型用亜鉛合金、金型及び金型用ブロックInfo
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- JPH11279673A JPH11279673A JP8436598A JP8436598A JPH11279673A JP H11279673 A JPH11279673 A JP H11279673A JP 8436598 A JP8436598 A JP 8436598A JP 8436598 A JP8436598 A JP 8436598A JP H11279673 A JPH11279673 A JP H11279673A
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Abstract
下がり、エネルギーコストが下がり、鋳造、加工が容易
であり、溶解ポットの寿命が延伸され、注湯後の凝固時
間が短縮しており、しかもポロシティの発生が抑制され
た金型用亜鉛合金及びこれを用いて鋳造で製作された金
型及び金型ブロックを提供すること。 【解決手段】マグネシウム1.5〜2.5重量%、アル
ミニウム3〜5重量%及び銅2〜4重量%を含み、所望
によりチタン0.03〜0.2重量%、ジルコニウム
0.03〜0.2重量%、ポロン0.03〜0.2重量
%及びランタノイド0.03〜0.2重量%のいずれか
1種以上を含み、残部が亜鉛と不可避の不純物からな
り、凝固開始温度が390度以下、ビッカース硬さが1
50以上で、ポロシティの発生の抑制された、金型用亜
鉛合金、並びに該合金からなる金型又は金型用ブロッ
ク。
Description
業界等で広く利用されている少量生産用金型の製作に用
いる亜鉛合金及びその合金からなる金型及び金型用ブロ
ックに関し、より詳しくは、硬度が向上しており、凝固
開始温度が低下しており、且つポロシティの発生の抑制
された金型用亜鉛合金及びこの合金を用いて鋳造で製作
された金型及び金型用ブロックに関する。
のプレス成形に用いられる金型としては、鋳鉄製、鋳鋼
製の数十万ショットを越える大量生産に適した金型、及
び亜鉛基合金を410〜450℃で砂型鋳造することに
より製作された量産前の少量試作に適した金型が知られ
ている。この亜鉛基合金としてはZAS(Zn−4.1
Al−3.0Cu−0.04Mg)が一般的であるが、
最近、更に高強度化した亜鉛基合金も開発されている
(特公平6−75814号公報、特公平6−15698
号公報、特公平7−41399号公報、特公平7−72
313号公報等)。しかしながら、これらの高強度化亜
鉛基合金はいずれも汎用のZASと比べて鋳造性が微妙
に変化、特に融点が僅かにせよ上昇する方向に変化する
という問題があった。
含有する亜鉛合金又はアルミニウム及び銅を含有する亜
鉛合金にマグネシウムを添加することによって融点を下
げ、硬度を上げた合金(Zn−3〜10.5Al−0〜
10.5Cu−1〜4Mg)を提案した(特開平4−1
43238号公報)。しかし、この先に提案した合金
は、融点が下がるものの引けの発生状況等が変化するの
で使い易い合金とは言えず、同時に衝撃強さが大幅に低
下し、またポロシティが発生するという問題があった。
それでこの先に提案した合金は肉盛等により表面硬質層
の形成に用いるという方向で検討されてきた(特開平5
−84591号公報、特開平5−123858号公
報)。
することで耐久性が向上しており、より凝固開始温度を
下げることで鋳造の際の注湯温度が下がり、エネルギー
コストが下がり、鋳造、加工が容易であり、また溶解ポ
ットの寿命が延伸され、加えて注湯後の凝固時間が短縮
しており、しかもポロシティの発生が抑制された金型用
亜鉛合金及びこれを用いて鋳造で製作された金型及び金
型ブロックを提供することを課題としている。
ウムを添加したZn−Al−Cu系亜鉛合金は硬質であ
ると共に融点が低下する傾向にあることに着目して、Z
n−Al−Cu−Mg系亜鉛合金の鋳造性、耐衝撃性が
改善でき、ポロシティの発生が抑制される成分組成範囲
を探索した。その結果、アルミニウム含有量が3〜5重
量%であり、銅含有量が2〜4重量%であり、マグネシ
ウム含有量が1.5〜2.5重量%である場合に限り、
凝固開始温度がZASの410℃から390℃以下に低
下するにも関わらず、型の形状再現性が向上すると共に
ポロシテイの発生が著しく減少すること、即ち、ZAS
以上の鋳造性が得られること、また、この範囲では亜共
晶となることもあり、ZnMg化合物が微細化する傾向
にあり、衝撃強さはZASに比べて1/2程度に低下す
るものの金型用途に問題ない程度に押さえられることを
見いだし、本発明を完成した。
シウム1.5〜2.5重量%、アルミニウム3〜5重量
%及び銅2〜4重量%を含み、残部が亜鉛と不可避の不
純物からなり、凝固開始温度が390度以下、ビッカー
ス硬さが150以上で、ポロシティの発生の抑制され
た、金型用亜鉛合金である。また、本発明の金型用亜鉛
合金は、更に、チタン0.03〜0.2重量%、ジルコ
ニウム0.03〜0.2重量%、ポロン0.03〜0.
2重量%及びランタノイド0.03〜0.2重量%のい
ずれか1種以上を含むことができる。
ミニウムは亜鉛合金の引張強さ等の機械的強度を増大さ
せる働きがあり、その添加効果を発揮させるためには3
重量%以上含有することが好ましい。しかし、その添加
量が5重量%を超えると逆引け等の鋳造性の問題が生じ
やすく、また、マグネシウム含有量との関連でポロシテ
ィ発生の原因となる傾向があるので好ましくない。
の引張強さ等の機械的強度を更に増大させる働きがあ
り、その添加効果を発揮させるためには2重量%以上含
有することが好ましい。しかし、その添加量が4重量%
を超えると逆引け等の鋳造性の問題が生じやすく、ま
た、マグネシウム含有量との関連でポロシティ発生の原
因となる傾向があるので好ましくない。
は亜鉛合金の硬さを上昇させる働きがあり、1重量%以
上の添加で硬さが急上昇し、150以上のビッカース硬
さを得ることできる。また、マグネシウムは亜鉛合金の
凝固開始温度、実用鋳造温度を低下させる働きがあり、
その添加効果を発揮させるためには1重量%以上含むこ
とが必要である。しかし、マグネシウムの添加量が1.
5重量%以下である場合には、共晶点から遠いためポロ
シテイが発生しやすくなる。一方、その添加量を共晶の
2.5重量%以上にした場合はZnMg系化合物が粗大
になり衝撃強さが極端に低下する。また、こうした化合
物の存在がポロシテイの原因になりやすい。従って、ポ
ロシティの発生を抑制するためにはマグネシウム含有量
が1.5〜2.5重量%である必要がある。
機械的強度を更に増大させるためにチタン0.03〜
0.2重量%、ジルコニウム0.03〜0.2重量%、
ポロン0.03〜0.2重量%及びランタノイド0.0
3〜0.2重量%のいずれか1種以上を含むことができ
る。それらの添加量が0.03重量%未満の場合には添
加効果が不十分であり、また0.2重量%を超えて添加
してもそれ以上の添加効果は得られない。
390度以下であり、ビッカース硬さが150以上であ
り、ポロシティの発生が抑制されたものであるので、鋳
造の際の注湯温度が低くてすみ、エネルギーコストが低
減され、また溶解ポットの寿命が延長され、加えて注湯
後の凝固時間が短縮され、更に、この亜鉛合金を用いて
鋳造で製作された金型は耐久性が向上している。
を説明する。実施例1及び比較例1〜5下記組成の亜鉛
合金を用意した。 Zn−4.1Al−3.0Cu−0.04Mg(比較例
1) Zn−4.1Al−3.0Cu−0.5Mg(比較例
2) Zn−4.1Al−3.0Cu−1.0Mg(比較例
3) Zn−4.1Al−3.0Cu−2.0Mg(実施例
1) Zn−4.1Al−3.0Cu−3.0Mg(比較例
4) Zn−4.1Al−3.0Cu−5.0Mg(比較例
5)
定用のコニカルシェルモールドに鋳造して鋳物を得た。
それらの鋳物の縦断面の状態を図1〜図6の写真に示
す。実施例1の鋳物の写真は図4であり、比較例1〜5
の鋳物の写真はそれぞれ図1、図2、図3、図5及び図
6である。図1〜図6から明らかなように、マグネシウ
ム添加量が2重量%である実施例1においてはポロシテ
ィの発生は観察されなかったが、マグネシウム添加量が
0.04重量%、0.5重量%、1.0重量%、3.0
重量%、5.0重量%である場合にはポロシテイの発生
が観察された。
を用意した。 Zn−4.1Al−3.0Cu−2.0Mg(実施例
2) Zn−4.1Al−3.0Cu−0.04Mg(比較例
6) 上記の各亜鉛合金について、凝固開始温度、ビッカース
硬さ、ブリネル硬さ、圧縮強度、引張強度及びシャルピ
ー衝撃値を求めた。それらの測定結果を第1表に示す。
2の亜鉛合金)はZAS合金(比較例6の亜鉛合金)に
比べて衝撃値と引張強度は少し低下するものの硬さ、圧
縮強度はZASを上回っている。
を用意した。 Zn−4.1Al−3.0Cu−2.0Mg(実施例
3) Zn−4.1Al−3.0Cu−0.04Mg(比較例
7) 上記の各亜鉛合金を用いてR部が3mm、5mm又は7
mmとなるプレス用金型を製作した。それらの金型を用
いて1mm厚の鋼板をそれぞれ100枚プレス成形した
後、それらの金型のR部の形状の変化を調べて磨耗量を
測定した。磨耗量の測定は図7に示す部分についての値
である。それらの測定結果を第2表に示す。
3の亜鉛合金)はZAS合金(比較例7の亜鉛合金)に
比べて6倍から12倍のプレス耐久性を有している。
が低く、ビッカース硬さが高く、ポロシティの発生が抑
制されたものであるので、鋳造の際の注湯温度が低くて
すみ、エネルギーコストが低減され、また溶解ポットの
寿命が延長され、加えて注湯後の凝固時間が短縮され、
更に、この亜鉛合金を用いて鋳造で製作された金型は耐
久性が向上していて型寿命が長い。
す写真である。
す写真である。
す写真である。
す写真である。
す写真である。
す写真である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】マグネシウム1.5〜2.5重量%、アル
ミニウム3〜5重量%及び銅2〜4重量%を含み、残部
が亜鉛と不可避の不純物からなり、凝固開始温度が39
0度以下、ビッカース硬さが150以上で、ポロシティ
の発生の抑制された、金型用亜鉛合金。 - 【請求項2】マグネシウム1.5〜2.5重量%、アル
ミニウム3〜5重量%及び銅2〜4重量%を含み、更
に、チタン0.03〜0.2重量%、ジルコニウム0.
03〜0.2重量%、ポロン0.03〜0.2重量%及
びランタノイド0.03〜0.2重量%のいずれか1種
以上を含み、残部が亜鉛と不可避の不純物からなり、凝
固開始温度が390度以下で、ビッカース硬さが150
以上で、ポロシティの発生の抑制された、金型用亜鉛合
金。 - 【請求項3】請求項1〜2記載の合金からなる金型又は
金型用ブロック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08436598A JP3800575B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 金型用亜鉛合金、金型及び金型用ブロック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08436598A JP3800575B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 金型用亜鉛合金、金型及び金型用ブロック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279673A true JPH11279673A (ja) | 1999-10-12 |
| JP3800575B2 JP3800575B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=13828511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08436598A Expired - Fee Related JP3800575B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 金型用亜鉛合金、金型及び金型用ブロック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800575B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106816195A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-09 | 东北大学 | γ射线屏蔽材料及其制备方法 |
| WO2018159890A1 (ko) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 창원대학교 산학협력단 | 방향성 결정립을 갖는 아연-알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP08436598A patent/JP3800575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106816195A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-09 | 东北大学 | γ射线屏蔽材料及其制备方法 |
| WO2018159890A1 (ko) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 창원대학교 산학협력단 | 방향성 결정립을 갖는 아연-알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
| CN108779516A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-11-09 | 昌原大学校产学协力团 | 具有方向性晶粒的锌-铝合金及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3800575B2 (ja) | 2006-07-26 |
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