JP2003328064A - 成形性に優れる展伸用マグネシウム薄板およびその製造方法 - Google Patents

成形性に優れる展伸用マグネシウム薄板およびその製造方法

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JP2003328064A
JP2003328064A JP2002135281A JP2002135281A JP2003328064A JP 2003328064 A JP2003328064 A JP 2003328064A JP 2002135281 A JP2002135281 A JP 2002135281A JP 2002135281 A JP2002135281 A JP 2002135281A JP 2003328064 A JP2003328064 A JP 2003328064A
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Hiroaki Okamoto
浩明 岡本
Kengo Iwanaga
健吾 岩永
Keiichi Shimizu
慶一 志水
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性、特にプレス成形性に優れた安価な展
伸用マグネシウム薄板およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 Alを3.9〜9重量%、Znを1〜6
重量%、Mnを0.1〜2重量%を含有し、残部がMg
及び不可避の不純物からなる押し出しMg合金板を圧延
し、圧延後の板厚が0.2〜2mmであり、圧延方向に
対して平行方向の降伏強度をY1、抗張力をT1、圧延
方向に対して直角方向の降伏強度をY2、抗張力をT2
とした時、T1およびT2が200〜350MPaであ
り、(Y1/T1)値あるいは、(Y2/T2)値の少
なくとも1つの値が0.7以下であり、平均結晶粒径が
3〜100μmであることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形性、特に冷間
におけるプレス成形性に優れた安価な展伸用マグネシウ
ム薄板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、展伸用マグネシウム合金板は、厚
み数mm〜数十mmの鋳造スラブ、あるいは押し出しに
よる厚板を繰り返し熱処理、熱間圧延、温間圧延、冷間
圧延することにより薄板とされている。このように繰り
返し熱処理、熱間圧延、温間圧延等されて製造される薄
Mg合金板は、室温〜温間域以下の温度、すなわち冷間
での加工性が劣ると共に、経済性の点でも割高であり、
広く使用されるに至ってない。
【0003】近年、Mg合金は、Alよりも比重が小さ
く、軽量化できることから安価で、成形性に優れたMg
合金板の要求が高まっていて、プレス成形性に優れたマ
グネシウム合金として、特開平6−293944号公
報、特開平6−25788号公報、特開平9−4106
6号公報等がある。特開平6−293944号公報は、
200℃で、温間でのプレス成形性を改善するための組
成、圧延条件について示したものである。特開平6−2
5788号公報および特開平9−41066号公報は、
マグネシウムにリチウムを添加し、hcp構造のα相中
にbcc構造のβ相を1部生成させたり、あるいはβ単
相にすることにより、冷間における延性や曲げ加工性を
改善しているが、リチウムは活性な金属であるため工業
的に大量に取り扱うには安全上問題があるばかりでな
く、高価でマグネシウムの耐食性を著しく低下させるも
のである。
【0004】マグネシウムの熱間加工に関して提案され
ているものがあるが、例えば特開平5−293529号
公報、特開平6−81089公報、特開2000−27
1693号公報、特開2001−252703公報等に
おいては、熱間における加工を効率的に行うことを目的
としており、成形性の改善を目的としてない。、特開2
000−271693号公報は、結晶粒微細化を目的と
し大ひずみを付与する加工法や条件を検討したものであ
り、結晶粒径が1μm以下に微細化されているが成形性
の改善については言及されてない。また、形状が限定さ
れるあるいは熱間鍛造を繰り返し行う必要があり、薄肉
のマグネシウム合金板は作製できないものである。
【0005】また、温間での加工は、生産性が劣り、加
熱設備を必要とし、特殊な潤滑油が必要となり、また、
その脱脂が必要となり、多くの問題点を伴うものであ
る。
【0006】
【発明が解決すべき課題】本発明はこれらの点に鑑みて
なされたものであり、加工性、特に冷間での張り出し加
工性、曲げ性などのプレス成形性に優れ、かつ経済性の
点でも安価な成形性に優れる展伸用マグネシウム薄板お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
鋭意検討した結果、下記のマグネシウム合金が加工性に
優れていることを見いだして本発明を完成させた。
【0008】請求項1記載の本発明の展伸用マグネシウ
ム薄板は、Alを3.9〜9重量%、Znを1〜6重量
%、Mnを0.1〜2重量%を含有し、残部がMg及び
不可避の不純物からなる押し出しMg合金板を圧延し、
圧延後の板厚が0.2〜2mmであり、圧延方向に対し
て平行方向の降伏強度をY1、抗張力をT1、圧延方向
に対して直角方向の降伏強度をY2、抗張力をT2とし
た時、T1およびT2が200〜350MPaであり、
(Y1/T1)値あるいは、(Y2/T2)値の少なく
とも1つの値が0.7以下であり、平均結晶粒径が3〜
100μmであることを特徴とする。
【0009】請求項2記載の本発明の展伸用マグネシウ
ム薄板は、前記Mg合金を圧延後、150〜500℃の
温度範囲で熱処理をすることが望ましい。また、前記M
g合金は、更にZr、Y、Ag、Si及びCaのうちい
ずれか1種類以上を含有することが望ましい。
【0010】請求項4記載の本発明の展伸用マグネシウ
ム薄板の製造方法は、Alを3.9〜9重量%、Znを
1〜6重量%、Mnを0.1〜2重量%を含有し、残部
がMg及び不可避の不純物からなる押し出しMg合金板
を圧延し、圧延後の板厚が0.2〜2mmであり、圧延
方向に対して平行方向の降伏強度をY1、抗張力をT
1、圧延方向に対して直角方向の降伏強度をY2、抗張
力をT2とした時、T1およびT2が200〜350M
Paであり、(Y1/T1)値あるいは、(Y2/T
2)値の少なくとも1つの値が0.7以下であり、平均
結晶粒径が3〜100μmであることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】上記した展伸用マグネシウム薄板
は、Alを3.9〜9重量%、Znを1〜6重量%、M
nを0.1〜2重量%を含有し、残部がMg及び不可避
の不純物からなる鋳造ビレットを直接押し出すことによ
り、耳割れや破断を抑制しつつ大ひずみを付与しながら
板を作製することによって得られる。各成分の適正な濃
度範囲は下記の通りである。
【0012】[Al量]Al量は、添加量が多いほど、
耐食性、強度、鋳造性を改善する効果があり、特に耐食
性、強度が要求される場合に適用され、3.9重量%以
上添加する必要がある。9重量%を超えると、晶出物を
溶体化せず、脆化する。
【0013】[Zn量]Zn量は、添加量が多いほど、
強度延性を改善する効果があり、1重量%以上添加する
必要がある。6重量%を超えると、晶出物を生成し、脆
化する。
【0014】[Mn量]Mn量は、耐食性を改善する効
果があり、0.1重量%以上添加することが必要であ
る。2重量%を超えると、晶出物を溶体化できず、脆化
する。
【0015】[Zr量]Zr量は、結晶粒の微細化に有
効な成分であり、2重量%の添加でこの効果が飽和す
る。
【0016】[Y量]Y量は、強度を改善するために有
効な成分であり、8重量%を超えると脆化する。
【0017】[Ag、Si、Ca量]Ag、Si、Ca
量は、強度を改善するために必要であり、これらの成分
の合計が2重量%を超えると、脆化する。
【0018】以上の組成を持ったMg合金のビレットを
押し出す。押し出し条件としては、押し出し温度の範囲
が350〜450℃、押し出し速度が1〜100m/
分、押し出し比50以上、望ましくは100以上、厚み
が0.5〜2.5mmの範囲が望ましい。
【0019】このように押し出したマグネシウム合金を
圧延後の板厚が0.2〜2mmの範囲になるように、冷
間あるいは温間圧延を施す。冷間圧延の場合、圧延率
は、0.5〜30%の範囲が好ましい。温間圧延の場
合、温度200〜300℃の範囲で0.5〜40%の範
囲が好ましい。0.5%未満では、押し出し時の表面疵
の解消ができず、上限(冷間圧延では、30%。温間圧
延では40%)を超えると、加工性が悪化する。圧延方
法として、上下ロールの周速の異なる異周速圧延の適用
も加工性の点から望ましい。その場合の圧延率は、等速
圧延範囲と同じ範囲で差し支えない。温間圧延は、20
0〜350℃で、組成により適切な温度で設定すれば良
い。
【0020】この圧延後の抗張力は圧延方向に対して平
行方向及び直角方向とも200〜350MPaの範囲に
なるように、更に、圧延方向に対して平行方向の降伏強
度をY1、抗張力をT1、圧延方向に対して直角方向の
降伏強度をY2、抗張力をT2とした時、(Y1/T
1)値あるいは、(Y2/T2)値の少なくとも1つの
値が0.7以下であり、平均結晶粒径が3〜100μm
にすることが好ましい。
【0021】このようにして作製した展伸用マグネシウ
ム合金をX線回折を行った結果、X線強度比[(000
2)面のX線強度]/[(101(上バー)0)面のX
線強度]を18以下となるように結晶方位を示す。
【0022】平均結晶粒径は3μm未満では、製造上経
済的に困難であり、逆に、100μmを超えると、加工
性が劣る。
【0023】また、冷間圧延後、250〜300℃の温
度範囲で熱処理すると、ひずみの回復、再結晶か生じ、
なおかつ、結晶粒の成長が起こりにくいため、加工性が
改善されると考えられる。
【0024】
【実施例】本発明について、さらに、以下の実施例を参
照して具体的に説明する。
【0025】(実施例1)Mg−7重量%Al−1重量
%Zn−1重量%Mnの組成を有するビレットを温度4
00℃、押し出し速度5m/分の条件で押し出しを行
い、板厚を0.52mmとした。更に、冷間圧延により
板厚0.5mmの展伸用マグネシウム合金薄板を得た。
【0026】上記のように、作製したマグネシウム合金
の特性を評価した。評価結果を表1に示す。評価方法は
下記に示す通りである。
【0027】[降伏強度、引張強度及び伸びの評価]J
ISZ2201の6号試験片を使って、引張試験にて測
定し評価した。引張強度と降伏強度の比は測定結果から
計算して求めた。なお、表1において、RD平行は、圧
延方向に対して平行方向に引張を行った試験結果であ
り、RD直角は圧延方向に対して直角に引張を行った試
験結果を示す。
【0028】[張出し高さの評価]張出し高さは、エリ
クセン試験機によりマグネシウム合金薄板を張出しを行
い、破断する前の最大張出し高さを求めた。
【0029】[X線強度比の評価]管球としてCuを用
い、電圧50kV、電流190mAの条件で、X線強度
を測定し、X線強度比[(0002)面のX線強度]/
[(101(上バー)0)面のX線強度]を求めた。
【0030】評価結果を表1に示す。表1に示すよう
に、本発明の展伸用マグネシウム合金薄板は従来のマグ
ネシウム合金板(製造工程:スラブの押出し→温間圧延
→熱処理→冷間圧延)と比べて張出し加工性に優れてい
る。これは、従来法では、圧延による板厚減少率が高い
ため、板面に平行な底面の割合の高い圧延集合組織が発
達するが、押し出し加工度を高め、圧延条件、圧延加工
度を低減するなどにより板面に平行な底板面比の少ない
集合組織が得られる。
【0031】このことは、X線回折結果から推察され、
表1に示すような値を示す。集合組織の違いが、(Y1
/T1)比等に現れるものと推察されるが、その値が加
工性を改善していくものと考えられる。
【0032】すなわち、X線強度比[(0002)面の
X線強度]/[(101(上バー)0)面のX線強度]
が18以下では、圧延方向に対して平行方向あるいは直
角方向のいずれかの降伏比が0.7以下となる傾向を有
し、張出し加工性に優れているものと考えられる。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明の展伸用マグネシウム合金薄板お
よびその製造方法は、スラブの押出し、温間圧延、熱処
理、冷間圧延の行程で製造される従来材に比べて特に張
り出し加工性が優れるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B21B 3/00 B21B 3/00 L C22F 1/00 604 C22F 1/00 604 612 612 623 623 630 630K 685 685A 686 686A 691 691B 694 694A 694B (72)発明者 志水 慶一 山口県下松市東豊井1296番地の1 東洋鋼 鈑株式会社技術研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Alを3.9〜9重量%、Znを1〜6
    重量%、Mnを0.1〜2重量%を含有し、残部がMg
    及び不可避の不純物からなる押し出しMg合金板を圧延
    し、圧延後の板厚が0.2〜2mmであり、圧延方向に
    対して平行方向の降伏強度をY1、抗張力をT1、圧延
    方向に対して直角方向の降伏強度をY2、抗張力をT2
    とした時、T1およびT2が200〜350MPaであ
    り、(Y1/T1)値あるいは、(Y2/T2)値の少
    なくとも1つの値が0.7以下であり、平均結晶粒径が
    3〜100μmであることを特徴とする成形性に優れる
    展伸用マグネシウム薄板。
  2. 【請求項2】 前記Mg合金は、圧延後、150〜40
    0℃の温度範囲で熱処理をすることを特徴とする請求項
    1に記載の成形性に優れる展伸用マグネシウム薄板。
  3. 【請求項3】 前記Mg合金は、更にZr、Y、Ag、
    Si及びCaのうちいずれか1種類以上含有することを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の成形性に優
    れる展伸用マグネシウム薄板。
  4. 【請求項4】 Alを3.9〜9重量%、Znを1〜6
    重量%、Mnを0.1〜2重量%を含有し、残部がMg
    及び不可避の不純物からなる押し出しMg合金板を圧延
    し、圧延後の板厚が0.2〜2mmであり、圧延方向に
    対して平行方向の降伏強度をY1、抗張力をT1、圧延
    方向に対して直角方向の降伏強度をY2、抗張力をT2
    とした時、T1およびT2が200〜350MPaであ
    り、(Y1/T1)値あるいは、(Y2/T2)値の少
    なくとも1つの値が0.7以下であり、平均結晶粒径が
    3〜100μmであることを特徴とする成形性に優れる
    展伸用マグネシウム薄板の製造方法。
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