[发明专利]压铸用Zn合金及其制造方法、压铸合金用Al母合金

说明书

技术领域

本发明涉及压铸用Zn合金及其制造方法，以及用于其制造方法的压铸合金用Al母合金。

背景技术

锌(Zn)合金有优异的机械性质和铸造性，能够得到薄壁、复杂的形状、精密的尺寸，所以继铝(Al)合金之后，被广泛用作压铸用合金。另外，压铸用Zn合金兼具以下优点：能够实施广泛的表面处理，耐腐蚀性优异，熔点低，所以能够在热室中进行压铸，金属模的价格低，还能够延长寿命，所以比较经济。因而压铸用Zn合金被广泛用于汽车相关部件、机械部件、建筑小五金、装饰品等。

作为被JIS化的压铸用Zn合金，有2种在Zn中添加了Al和镁(Mg)的压铸用Zn合金块、和1种在上述压铸用Zn合金块中进一步添加了1质量％左右的铜(Cu)的压铸用Zn合金块。另外，还已知3种虽未被JIS化、但在2种压铸用Zn合金块中添加了3质量％左右的Cu的金属模用合金。

一方面，Zn合金具有比重大于Al合金、Mg合金等其他压铸合金、树脂材料等的缺点。因此，在汽车、机械等的轻质化所产生的影响下，压铸用Zn合金的市场占有率正在逐步缩减。为了弥补上述缺点，必须制造尽可能薄壁的Zn合金压铸制品，进行轻质化。

另一方面，压铸制品容易在内部发生使机械强度及伸长率降低的称为“气孔”的气穴缺陷。另外，在制品的表面发生气穴缺陷导致成品率降低，在制品薄壁部发生的气穴缺陷导致气泡缺陷。Zn合金压铸制品的情况下，一般来说，一旦厚度达到1mm以下，气穴缺陷所导致的表面异常就会变得显著，另外发生流动性不足所导致的水纹，使生产率降低。因此，专利文献1中公开了一种压铸用Zn合金，所述压铸用Zn合金除了Al、Mg外，还添加了适量的稀土类元素，由此抑制制品化时气穴缺陷的发生，能够实现薄壁化。

专利文献1：特开2005-89862号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述地添加了稀土类元素的压铸用Zn合金压铸时的熔融金属的流动性(液性)优异、能够抑制水纹等的发生。结果制得的Zn合金压铸制品气穴缺陷减少，表面不良、气泡缺陷变少，强度、伸长率、杨氏模量之类机械特性也得到提高。所以，能够实现薄壁化，也能够实现制品的轻质化。

但是，为了抑制气穴缺陷的发生而添加的稀土类元素的添加量微少，熔铸压铸用Zn合金时，添加到该Zn熔融金属中的稀土类元素没有均匀地分散，凝固时，出现稀土类元素在Zn合金中偏析的问题。即使在压铸用Zn熔融金属中直接添加稀土类元素，稀土类元素也没有熔化而是发生偏析。即，在对添加了稀土类元素的现有压铸用Zn合金的任意部位进行EPMA测定时，局部检测到稀土类元素，并检测到稀土类元素发生偏析。稀土类元素如上所述地发生偏析时，锌熔融金属的流动性、充型性变差。因此，制品化时无法充分地抑制部分气穴缺陷的发生，导致无法得到均质的Zn合金压铸制品。

本发明的目的在于提供稀土类元素不发生偏析而是均匀地分散的压铸用Zn合金及其制造方法。

解决问题的方法

本发明人等为了解决上述问题进行了各种研究，结果发现熔铸Zn合金时，将含有3质量％以上低于10质量％的稀土类元素的Al母合金添加到Zn熔融金属中时，稀土类元素均匀地分散到Zn熔融金属中，凝固时，稀土类元素在Zn合金中不发生偏析。另外，明确使添加上述Al母合金进行熔铸得到的Zn合金凝固得到的压铸用Zn合金的结晶粒径在10μm以下。

本发明是基于上述见解而提出的。根据本发明，提供一种压铸用Zn合金，其特征在于，含有Al：3～5质量％、Mg：0.03～0.06质量％、1种或2种以上的稀土类元素：0.01～0.5质量％，余量包含Zn和不可避免的杂质，结晶粒径为10μm以下。

另外，根据本发明，提供一种压铸用Zn合金，其特征在于，含有Al：3～5质量％、Mg：0.03～0.06质量％、1种或2种以上的稀土类元素：0.01～0.5质量％，余量包含Zn和不可避免的杂质，没有金属间化合物的最大径在20μm以上的金属间化合物。

进而还可以含有Cu：0.5～5质量％。另外，再次熔融使铸造凝固时，表面的结晶粒径和内部的结晶粒径之差优选在10％以内。

另外，根据本发明，提供一种压铸用Zn合金的制造方法，其特征在于，添加含有3质量％以上低于10质量％的1种或2种以上的稀土类元素、余量包含Al和不可避免的杂质的Al母合金，熔铸含有Al：3～5质量％、Mg：0.03～0.06质量％、一种或2种以上的稀土类元素：0.01～0.5质量％、余量包含Zn和不可避免的杂质的Zn合金，使其凝固。