JPS61186445A

JPS61186445A - 樹脂成形用金型

Info

Publication number: JPS61186445A
Application number: JP2499685A
Authority: JP
Inventors: Takanori Tsuzuki; 都築　孝憲; Noboru Fujiwara; 藤原　登; Shuzo Kiyono; 清野　修三
Original assignee: RIYOUKA KEIKINZOKU KOGYO KK
Current assignee: RIYOUKA KEIKINZOKU KOGYO KK
Priority date: 1985-02-12
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1986-08-20
Also published as: JPH0477065B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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與金型忙関するものである。

〔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
削によって製作されて来た。

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
、（１））　　砂型鋳造または精密鋳造品を部分的に切削
して、使用さ九ている。

とどろで現在用いられているアルミニウム合金鋳物材と
しては、純度ＰＯチ以上のＡｌ　（Ａ１２２０％、残部
不純物）、シルミン（ＡＩ−ｓｉ系、Ａｌ　−８１−Ｍ
ｇ系）、ラウタル（Ａｌ−８ｉ−Ｏｕ系）、ヒドロナリ
ウム（Ａ：Ｌ　７Ｍｇ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２ｏＹｉ、プリネル硬さ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、（１）軽食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。

（１１）　　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。

（１）　　耐食性が良いので保管が容易かつ長寿命と々
る。

ａＶ）　　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、（１）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。

（１１）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。

（ｍｌ　　複数個の短期間製作に対応し易い。

等工期の短縮と相俟っ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っても、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ＡＮ　−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金鋳物材を用いるとと姥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
具備した金型な提供することを目的とするものであり、Ｚｎ　／　−１％、Ｍｇ　Ｏ，ｊ　−６％で、かツｚｎ
とＭｇとの合計量がｊＬｓ以上であり、さらＫ　８１０
．２〜７．３％、　Ｗｅ　　Ｏ，２〜１．ｊ　％、　Ｏ
ｕ　０．２〜コ　チ、Ｎ１０．コ〜ｊ、ｊ％、Ｍｎ　Ｏ
，／　〜／、ｊ　％、Ｔｉ　Ｏ，０／〜ｏ、ｒ　ｆｂ　
、　Ｂ　ｏ、ｏｏｔ　−ｏ、ｒ　％、ＯｒＯ，Ｏｊ〜０
．７％、ＺｒＯ，０２〜０．ｒ％及びＢｅＯ，００／　
〜０．１％からなる群から選ばれた少なくとも／橿の追
加元素を含み、残部アルミニウム及び不純物よりなるア
ルミニウム合金鋳物拐から構成されていることを特徴と
する樹脂成形用金型、を要旨とするものである。

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って
、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７％未満、Ｍｇが０．！　（
４未満あるいけＺｎとＭｇとの合計量がＪ−１未満では
、十分な強度が得られず、下するので、Ｚｎは／−１％
、好ましくは２〜７俤、Ｍｇは０．５〜４％、好ましく
はｉ、ｒ−６％で、かつＺｎとＭｇとの合計量が！幅板
上、好ましくは６％以上とする。

さらに鋳造性、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〜／、
Ｊ−チ、好ましくはＯ８４〜八λチの添加が鋳造性改善
に役立つが、ム！チを越えると強度の劣化を来たす。

を口）　　Ｆｅは０．２〜へ！係、好ましくは０．４〜
／、Ｊチの添加が鋳造性、強度の改善に役立つが、八ｊ
％を越えると強度、耐食性の劣化を来たす。

（ハ）　（ｕは０．２１〜コチ、好ましくは０．３〜八
！の添加が強度、耐応力腐食性の向上に役立つが、コチ
を越えると鋳造性、耐食性を著しく劣化させる。

に）Ｎ１はＯｏ、２〜！、ｔ％、好ましくは０．３−コ
チの添加で鋳造性を改善するが、コ、ｔ％を越えると強
度、耐食性の低下を来たす。

（ホ）Ｍｎは０．／〜八へチ、好ましくはＯ１２〜／、
０俤で鋳造性、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％を越えると鋳造性を損う
。

（へ）Ｔ１は０．０　／　〜０．ｌｒ％、好ましくは０
．／　〜ＯＪ％で鋳造性、強度改善に役立つが、ｏ、ｒ
　％を越えるとより以上の効果が見られなくなる。

（ト）　Ｂは０．００／〜０．コチ、好ましくは０．０
０２〜ｏ、ｌｒ％の添加でＴ１やＺｒと共に結晶粒な微
細化し、鋳造性、強度を大巾に改善するが、Ｂ単独でも
同様の効果を有する。なおＯ，コチを越えた添加ではよ
り以上の効果が見られない。

（ｆ）　　Ｏｒは０．０　ｊ　〜０．７％、好ましくは
０．７〜０．ｊ係で強度、耐応力腐食性向上に役立つが
、０．７チを越えると鋳造性を損う。

（’Ｊ）　　ｚｒはｏ、ｏコル０．１％、好ましくは０
．１〜０．ｕチで強度、耐応力腐食性改善に役立つが、
０．！チを越えると鋳造性を損う。

（Ｘ）　　Ｂｅは０．００／　〜０．／　％、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。

以上の追加元素は警独添加でもそれぞれの効果が見られ
るが、好ましくはＴ１とＯｒ、　ＴｉとＯｒとＦｅ、あ
るいはＴ１とＣ３ｒとＭｎの如く２種以上の逼切な元素
とその童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って溶製するが、追
加元素の量あるいは組合せによってそれらＩ／ｃ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ックスで脱ガス、税源を行ない、
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、セラミック型等を使
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
くする鋳造方案或いは塗型な用いるなどして、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７７月でプリネ
ル硬さ約７！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ＴＡあるいはＴｊ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☆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、（１）適当々硬度があるの
で、切削性が良く、また鏡面仕上げも可能である。

（１１）　　ピンホール、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がい易い。

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
らに肉薄化量の場合には、必要により断面形状の改善に
より剛性の向上を図ったり、あるいは補強材の使用等圧
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程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、ワックス類等
の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂等の熱硬化性樹脂及びゴムの成形に用いること
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、発況成形、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
よって限定されるものではない。

実施例１表／に示す合金Ａの溶湯ｆ１７ｔＯ℃にて脱ガス、税源
処理を行ない鎮静し、溶湯清浄化を確認した後、７６０
℃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、！喝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　’ｉ　００２砂型に鋳
込んで１０ｔｍ肉厚の同一形状成形品用金型を得九。

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
金型は重責が半減し、生産サイクル、省エネルギーと共
に耐久性も向上した。

実施例コ表−に示す合金Ｏの溶湯を７ｔＯ℃にて脱ガス、税源処
理を行ない、鎮静し、溶湯清浄化を確認した後、７１０
℃にて所定の鋳造方案を付設した生砂型に鋳込み１０■
肉厚の真空成形用看板金型（４ＬＯＯｔｔｒｍ巾Ｘ／、
ＯｊＯｗｍ長Ｘｊ（７ｍ深）を得た。

他方、表１に示す従来の亜鉛合金りを砂型に鋳込んで、
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
Ｏ製の金型は合金り製の金型に比し、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。

実施例３表３に示す合金Ｅの溶湯を７１．０℃で脱ガス、税源処
理を行ない、鎮静し、溶湯清浄化を確昭した後、７！Ｏ
′ｃＶＣて、所定の方案を付設したセラミック型により
！ＯＷ肉厚の中空成形用模様付容器用金型（型寸法二片
面≠００−ロＸ１００ｍ厚のもの２面；成形品外形寸法
３００■口Ｘ　／　００　Ｍ　）　１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ＴＡ
材とした。

他方、表３に示す合金？の鍛造側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
Ｉｆ４！Ａ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、多品種化だ対応し、かつ短工期、低価格の要望をも
満足するものである。

出　願　人　　菱化軽金属工業株式会社代　理　人　　
弁理士　長谷用　　− ほか１名手続補正書（自発）１　事件の表示　昭和ＡＯ年　特　許　願第　コ４ｔ９
？！、　　号２　発　明　の名称　　樹脂成形用金型３
　補正をする者出願人　菱化軽金属工業株式会社４代理人〒１００（ほか　１　名）５　補正の対象　　明細書の「発明の詳細な説明」の欄
６補正の内容（１）　　明細書第乙頁第−行に「ものである。」とあ
る意味する。」と加入する。

（２）　　同第１／頁第Ｓ行に「発況成形」とあるのを
「発泡成形」と訂正する。

以　　上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｚｎ１〜８％、Ｍｇ０．５〜６％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％、Ｃｕ０．２〜２％、
Ｎｉ０．２〜２．５％、Ｍｎ０．１〜１．５％、Ｔｉ０
．０１〜０．８％、Ｂ０．００１〜０．２％、Ｃｒ０．
０５〜０．７％、Ｚｒ０．０２〜０．５及びＢｅ０．０
０１〜０．１％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鋳物材から構成されていることを特
徴とする樹脂成形用金型。