JP2018192584A - Production method of magnesium base material and production method of magnesium member - Google Patents

Production method of magnesium base material and production method of magnesium member Download PDF

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Abstract

To provide a magnesium base material having excellent metallic sheen and a production method of the same.SOLUTION: Provided is a magnesium base material having a flat surface part or a curved surface part, where the arithmetic average roughness Ra of a surface at the flat surface part or the curved surface part is 0.035 μm or less and an average particle diameter is 5.0 μm or less in a surface region from the surface to 200 μm in a depth direction. The magnesium base material can be suitably produced by a production method of a magnesium base material, comprising: a molding step A of molding magnesium and obtaining a magnesium molded body having a flat surface part or a curved surface part and a polishing step B of polishing the surface of the magnesium molded body by jetting an abrasive and making it collide with the magnesium molded body. The abrasive has a gel wich forms a core and abrasive grains supported at least on the surface of the gel.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、マグネシウム基材およびマグネシウム部材、ならびにその製造方法に関する。   The present invention relates to a magnesium base material, a magnesium member, and a method for producing the same.

マグネシウムやマグネシウム合金(以下、「マグネシウム系金属」と記載する場合がある。)を用いたマグネシウム基材や、その部材は、軽量で高い比強度を有するため、従来、航空機、鉄道車両、自動車などの輸送機器の部品、テレビや冷蔵庫などの家電製品、ノート型パーソナルコンピュータやカメラなどの携帯用機器の筐体、建築の内装部材、医療機器やレジャー用品などの広範な用途に応用されている。   Magnesium base materials using magnesium and magnesium alloys (hereinafter sometimes referred to as “magnesium-based metals”) and members thereof are lightweight and have high specific strength, and thus have been conventionally used in aircraft, railway vehicles, automobiles, etc. It is applied to a wide range of applications such as parts for transportation equipment, household appliances such as TVs and refrigerators, casings for portable equipment such as notebook personal computers and cameras, architectural interior members, medical equipment and leisure goods.

一方で、一般的に、マグネシウム系金属本来の金属光沢は、マグネシウム系金属を成形して得られるマグネシウム成形体の表面状態などに左右され、表面が酸化されたり表面が荒れて光沢を十分に発揮できない。また、マグネシウム成形体の成形工程では、バリなどが発生する。
そのため、通常、マグネシウムやマグネシウム合金を成形して得られるマグネシウム成形体は、成形工程において生じた表面の酸化膜やバリを除去したり、表面を平滑にするために、手研磨やバフ研磨などの機械研磨や、電解研磨などの電気化学的研磨などの研磨処理が行われる(例えば、特許文献1、2)。
On the other hand, in general, the metallic luster inherent to magnesium-based metals depends on the surface condition of the magnesium molded body obtained by molding the magnesium-based metal, and the surface is oxidized or roughened so that the luster is fully exhibited. Can not. Further, burrs and the like are generated in the molding process of the magnesium molded body.
Therefore, a magnesium molded body obtained by molding magnesium or a magnesium alloy is usually subjected to manual polishing or buffing in order to remove surface oxide film or burrs generated in the molding process or to smooth the surface. A polishing process such as mechanical polishing or electrochemical polishing such as electrolytic polishing is performed (for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2015−25181号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-25181 特開2001−49493号公報JP 2001-49493 A

マグネシウムまたはマグネシウム合金の金属光沢を発揮させ、様々な用途のマグネシウム基材(部材)を、より高級感のある外観とすることが求められている。金属光沢を発揮させるために、研磨工程等が行われる場合がある。しかしながら、マグネシウム成形体に、特許文献1や2等に開示されているような、従来の研磨(機械研磨等)を行うと、深い傷等により粗い部分が生じやすかった。さらに、基材・部材とするために、複雑な形状を有すると、研磨自体が困難な部分もある。この粗い部分や、未研磨の部分を平滑にするために、機械的研磨等の後に、電気化学的研磨によりマグネシウム成形体の表面を深く溶解させることが考えられる。   There is a demand for a magnesium base material (member) for various uses to have a more luxurious appearance by exhibiting the metallic luster of magnesium or a magnesium alloy. In order to exhibit metallic luster, a polishing process or the like may be performed. However, when conventional polishing (mechanical polishing or the like) as disclosed in Patent Documents 1 and 2 is performed on the magnesium molded body, a rough portion is likely to occur due to deep scratches or the like. Furthermore, in order to make it a base material and a member, when it has a complicated shape, there is a part where polishing itself is difficult. In order to smooth the rough portion and the unpolished portion, it is considered that the surface of the magnesium molded body is deeply dissolved by electrochemical polishing after mechanical polishing or the like.

一方で、マグネシウム成形体は、その表面の方が欠陥は少なく、内部に進むにつれて、欠陥(内部欠陥)が多くなり結晶粒の粒径が大きくなったり、強度のばらつきが生じたりする傾向がある。このため、電気化学的研磨等を行い、マグネシウム成形体の表面を深く溶解させても、内部欠陥の露出により十分な平滑性が得られない。そして、内部欠陥が露出すると、表面に荒れが生じることとなるため、マグネシウム系金属の金属光沢を発揮させることができていなかった。また、表面付近の構造欠陥の少ない領域が減ることで、マグネシウム基材自身の耐久性も低下するおそれがある。   On the other hand, the magnesium molded body has fewer defects on its surface, and as it progresses into the interior, the number of defects (internal defects) tends to increase, and the grain size of the crystal grains tends to increase, and the strength tends to vary. . For this reason, even if electrochemical polishing or the like is performed to deeply dissolve the surface of the magnesium molded body, sufficient smoothness cannot be obtained due to exposure of internal defects. And when the internal defect is exposed, the surface becomes rough, so that the metallic luster of the magnesium-based metal cannot be exhibited. Moreover, there is a possibility that the durability of the magnesium base material itself may be reduced due to a decrease in the area with few structural defects near the surface.

このような状況から、従来、マグネシウム成形体の表層処理を行ったマグネシウム基材や部材について、それらに優れた金属光沢を発揮させるには、それらのマグネシウム基材や部材をどのような状態とすればよいか十分には把握されていなかった。係る状況下、本発明の目的は、優れた金属光沢を有するマグネシウム基材およびその製造方法を提供することである。   Under these circumstances, in order to achieve excellent metallic luster for magnesium base materials and members that have been subjected to surface treatment of magnesium molded bodies, what kind of state should these magnesium base materials and members be? I wasn't sure enough. Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a magnesium substrate having an excellent metallic luster and a method for producing the same.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the following inventions meet the above object, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
<1> 平面部または曲面部を有するマグネシウム基材であって、
平面部または曲面部の表面の算術平均粗さRaが0.035μm以下であり、
表面から深さ方向に200μmまでの表面領域において、α相の平均粒径が5.0μm以下であるマグネシウム基材。
<2> 開口部および/または凹凸部を有する前記<1>に記載のマグネシウム基材。
<3> 前記平面部または曲面部の表面の最大高さ粗さRzが0.20μm以下である前記<1>または<2>に記載のマグネシウム基材。
<4> 前記<1>から<3>のいずれかに記載のマグネシウム基材上に、保護膜を有するマグネシウム部材。
<5> マグネシウム系金属を成形し、平面部または曲面部を有するマグネシウム成形体を得る成形工程Aと、
前記マグネシウム成形体に、研磨材を噴射し衝突させることによって、前記マグネシウム成形体の平面部または曲面部の表面を、表面の算術平均粗さRaが0.035μm以下となるように研磨する研磨工程Bとを有し、
前記研磨材が、核となるゲル、水、および、少なくとも前記ゲルの表面に担持された砥粒を有する研磨材である、マグネシウム基材の製造方法。
<6> 前記研磨材の含水量は、15質量%以上20質量%以下である、前記<5>に記載のマグネシウム基材の製造方法。
<7> 前記砥粒の大きさは、直径1μm以下である、前記<5>または<6>に記載のマグネシウム基材の製造方法。
<8> 前記ゲルは、ゼラチンである、前記<5>から<7>のいずれかに記載のマグネシウム基材の製造方法。
That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> A magnesium substrate having a flat surface portion or a curved surface portion,
The arithmetic average roughness Ra of the surface of the flat surface portion or the curved surface portion is 0.035 μm or less,
The magnesium base material whose average particle diameter of (alpha) phase is 5.0 micrometers or less in the surface area | region to 200 micrometers in the depth direction from the surface.
<2> The magnesium substrate according to <1>, which has an opening and / or an uneven portion.
<3> The magnesium substrate according to <1> or <2>, wherein the maximum height roughness Rz of the surface of the flat surface portion or the curved surface portion is 0.20 μm or less.
<4> A magnesium member having a protective film on the magnesium substrate according to any one of <1> to <3>.
<5> A forming step A for forming a magnesium-based metal to obtain a magnesium molded body having a flat surface portion or a curved surface portion;
A polishing step of polishing the surface of the flat surface portion or the curved surface portion of the magnesium molded body so as to have an arithmetic average roughness Ra of 0.035 μm or less by injecting and colliding an abrasive with the magnesium molded body. B and
A method for producing a magnesium substrate, wherein the abrasive is an abrasive having a core gel, water, and at least abrasive grains carried on the surface of the gel.
<6> The method for producing a magnesium substrate according to <5>, wherein the water content of the abrasive is 15% by mass or more and 20% by mass or less.
<7> The method for producing a magnesium substrate according to <5> or <6>, wherein the size of the abrasive grains is 1 μm or less in diameter.
<8> The method for producing a magnesium substrate according to any one of <5> to <7>, wherein the gel is gelatin.

本発明によれば、優れた金属光沢を有するマグネシウム基材および部材、ならびにその製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the magnesium base material and member which have the outstanding metal luster, and its manufacturing method are provided.

実施例1で得られたマグネシウム基材(1)の平面部表面の表面粗さ曲線を示す図である。It is a figure which shows the surface roughness curve of the plane part surface of the magnesium base material (1) obtained in Example 1. FIG. 実施例1のマグネシウム成形体(1’)(研磨前)の平面部表面の表面粗さ曲線を示す図である。It is a figure which shows the surface roughness curve of the plane part surface of the magnesium molded object (1 ') (before grinding | polishing) of Example 1. FIG. 比較例1で得られたマグネシウム基材(2)の平面部表面の表面粗さ曲線を示す図である。It is a figure which shows the surface roughness curve of the plane part surface of the magnesium base material (2) obtained by the comparative example 1. FIG. 比較例2で得られたマグネシウム基材(3)の平面部表面の表面粗さ曲線を示す図である。It is a figure which shows the surface roughness curve of the plane part surface of the magnesium base material (3) obtained by the comparative example 2. FIG. 実施例1で得られたマグネシウム基材(1)の平面部の表面領域のデジタルマイクロスコープ画像である。2 is a digital microscope image of a surface region of a flat portion of a magnesium substrate (1) obtained in Example 1. FIG.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the description of constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention will be described below unless the gist thereof is changed. It is not limited to the contents.

1.本発明のマグネシウム基材
本発明は、平面部または曲面部を有するマグネシウム基材であって、平面部または曲面部の表面の算術平均粗さRaが0.035μm以下であり、表面から深さ方向に200μmまでの表面領域において、α相の平均粒径が5.0μm以下であるマグネシウム基材(以下、「本発明のマグネシウム基材」と記載する場合がある。)に関する。本発明のマグネシウム基材は、マグネシウム系金属を用いた基材として、優れた金属光沢を有する。
1. Magnesium base material of the present invention The present invention is a magnesium base material having a flat surface portion or a curved surface portion, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the flat surface portion or the curved surface portion is 0.035 μm or less, and from the surface to the depth direction In addition, the present invention relates to a magnesium substrate (hereinafter, sometimes referred to as “magnesium substrate of the present invention”) having an α phase average particle size of 5.0 μm or less in a surface region of up to 200 μm. The magnesium substrate of the present invention has excellent metallic luster as a substrate using a magnesium-based metal.

また、本発明は、マグネシウム系金属を成形し、平面部または曲面部を有するマグネシウム成形体を得る成形工程Aと、前記マグネシウム成形体に、研磨材を噴射し衝突させることによって、前記マグネシウム成形体の表面を研磨する研磨工程Bとを有し、前記研磨材が、核となるゲル、水、少なくとも前記ゲルの表面に担持された砥粒とを有する研磨材であるマグネシウム基材の製造方法(以下、「本発明のマグネシウム基材の製造方法」と記載する場合がある。)に関する。本発明のマグネシウム基材の製造方法によれば、優れた金属光沢を有するマグネシウム基材を安定して製造することができる。   The present invention also provides a molding step A for forming a magnesium-based metal to obtain a magnesium molded body having a flat surface portion or a curved surface portion, and by injecting and colliding an abrasive with the magnesium molded body, thereby forming the magnesium molded body. And a polishing step B for polishing the surface of the substrate, wherein the abrasive is a polishing material having a core gel, water, and at least abrasive grains carried on the surface of the gel. Hereinafter, it may be described as “a method for producing a magnesium substrate of the present invention”. According to the method for producing a magnesium substrate of the present invention, a magnesium substrate having excellent metallic luster can be produced stably.

本発明のマグネシウム基材は、マグネシウム成形体を研磨等行い、所定の粗さや、所定の結晶粒径を有するものである。このマグネシウム基材を形成するマグネシウム成形体は、マグネシウムおよびマグネシウム合金(マグネシウム系金属)から成形される。マグネシウム成形体の原料となるマグネシウム系金属は、例えば、Mg、Mg−Al系合金(AM系)、Mg−Zn系合金(Z系)Mg−Al−Zn系合金(AZ系)、Mg−Zn−Zr系合金(ZK系)、Mg−Cu−Zn系合金(ZC系)、Mg−RE−Zr系合金(EZ系)、Mg−Zr−Re−Ag系合金(QE系)、Mg−Y−RE系合金(WE系)、Mg−Al−Si系合金(AS系)、Mg−Al−RE系合金(AE系)およびMg−Mn系合金(M系)の鋳造用マグネシウム合金(ダイカスト用、チクソモールド用を含む)や展伸用マグネシウム合金(圧延板材、押出棒材、押出形材)、これらの合金にCaを加えた合金(AZX系、AMX系など)などが挙げられる。具体的には、AZ91D、または、AM60B、AZ31B、AZX911などのマグネシウム合金が挙げられる。   The magnesium substrate of the present invention is obtained by polishing a magnesium molded body and having a predetermined roughness and a predetermined crystal grain size. The magnesium molded body forming the magnesium base is molded from magnesium and a magnesium alloy (magnesium-based metal). Magnesium-based metals that serve as raw materials for magnesium compacts include, for example, Mg, Mg—Al alloys (AM), Mg—Zn alloys (Z), Mg—Al—Zn alloys (AZ), and Mg—Zn. -Zr alloy (ZK), Mg-Cu-Zn alloy (ZC), Mg-RE-Zr alloy (EZ), Mg-Zr-Re-Ag alloy (QE), Mg-Y -RE alloys (WE), Mg-Al-Si alloys (AS), Mg-Al-RE alloys (AE) and Mg-Mn alloys (M) for casting magnesium alloys (for die casting) , Including thixomolds) and magnesium alloys for rolling (rolled plate, extruded bar, extruded profile), alloys obtained by adding Ca to these alloys (AZX, AMX, etc.), and the like. Specifically, magnesium alloys such as AZ91D or AM60B, AZ31B, and AZX911 can be used.

本発明のマグネシウム基材は、平面部または曲面部を有する。平面部または曲面部があると、そこが適切な表面性状を有する場合、優れた光沢性を奏する主たる部分となる。一方、その表面性状が適当でない場合は、光沢が生じない。なお、本発明においては、所定の表面粗さや結晶粒径を満足する領域は、そのマグネシウム基材(部材)の形状や用途等に応じて、光沢を奏する必要がある部分(光沢部)であればよい。   The magnesium substrate of the present invention has a flat surface portion or a curved surface portion. When there is a flat surface portion or a curved surface portion, when it has an appropriate surface property, it becomes a main portion having excellent glossiness. On the other hand, when the surface texture is not appropriate, no gloss is produced. In the present invention, the region satisfying the predetermined surface roughness and crystal grain size may be a portion (glossy portion) that needs to be glossy depending on the shape or use of the magnesium base material (member). That's fine.

本発明のマグネシウム基材は、平面部または曲面部の表面の算術平均粗さRaが0.035μm以下である。本発明者らは、マグネシウム基材として優れた光沢を示すには、算術平均粗さRaが、この範囲を達成する必要があることを見出した。より金属光沢の優れたものとするためには、算術平均粗さRaが、0.030μm以下であることが好ましい。   As for the magnesium base material of this invention, arithmetic mean roughness Ra of the surface of a plane part or a curved-surface part is 0.035 micrometer or less. The present inventors have found that the arithmetic average roughness Ra needs to achieve this range in order to exhibit excellent gloss as a magnesium base material. In order to make the metallic luster more excellent, the arithmetic average roughness Ra is preferably 0.030 μm or less.

また、本発明のマグネシウム基材の表面に局所的に粗い点があると、その点を起点として劣化が起こりやすい。また、局所的な粗い点が存在すると、視認したときに光沢不良となる場合がある。そのため、本発明のマグネシウム基材の平面部または曲面部の最大高さ粗さRzは0.30μm以下であることが好ましく、0.20μm以下がより好ましく、0.15μm以下がさらに好ましい。   In addition, when there is a locally rough point on the surface of the magnesium base material of the present invention, deterioration tends to occur from that point. In addition, if there are local rough spots, gloss may be poor when visually recognized. Therefore, the maximum height roughness Rz of the flat surface portion or curved surface portion of the magnesium base material of the present invention is preferably 0.30 μm or less, more preferably 0.20 μm or less, and further preferably 0.15 μm or less.

この算術平均粗さRaと最大高さ粗さRzとは、共に管理されることが好ましく、より好ましくは、算術平均粗さRaが0.035μm以下であり、かつ、最大高さ粗さRzが0.20μm以下である。さらに好ましくは、算術平均粗さRaが0.030μm以下であり、かつ、最大高さ粗さRzが0.15μm以下である。   The arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz are preferably managed together, and more preferably, the arithmetic average roughness Ra is 0.035 μm or less, and the maximum height roughness Rz is It is 0.20 μm or less. More preferably, the arithmetic average roughness Ra is 0.030 μm or less, and the maximum height roughness Rz is 0.15 μm or less.

なお、本願において、「算術平均粗さ(Ra)」と「最大高さ粗さ(Rz)」は、「JIS B 0601−2013 表面粗さ−定義および表示」に基づく方法で測定した値である。具体的な測定方法については、実施例にて後述する。   In the present application, “arithmetic mean roughness (Ra)” and “maximum height roughness (Rz)” are values measured by a method based on “JIS B 0601-2013 surface roughness—definition and indication”. . Specific measurement methods will be described later in Examples.

また、本発明のマグネシウム基材は、基材の表面から深さ方向に200μmまでの表面領域(以下、単に「表面領域」と記載する場合がある。)において、α相の平均粒径(平均の結晶粒径)が5.0μm以下である。このような平均粒径を有することで、マグネシウム基材の表面領域にて、大きい結晶粒に起因する光沢不良を低減できる。また、表面領域に結晶粒径が大きいものが多量に混在すると、その結晶粒径に依存して研磨性が変化し、前述した算術平均粗さRaや最大高さ粗さRzの達成が困難となったり、好ましいRa、Rzを達成していない領域が増える恐れがある。また、結晶粒径が小さいほど、その結晶粒径による金属組織の強度向上等も期待できるが、結晶粒径が大きいものが多量に混在すると強度低下等が生じて、マグネシウム基材の耐久性等が低下する場合がある。さらに、結晶粒径が大きい領域は、マグネシウム成形体の内層側に多いため、研磨等が過剰にされた状態であり基材寸法変化等が生じる恐れがある。
優れた光沢や、強度等を示すために、この平均粒径は、4.0μm以下であることが好ましい。
Further, the magnesium base material of the present invention has an average particle diameter of α phase (average) in a surface region (hereinafter sometimes simply referred to as “surface region”) from the surface of the base material to 200 μm in the depth direction. Crystal grain size) is 5.0 μm or less. By having such an average particle diameter, it is possible to reduce poor gloss caused by large crystal grains in the surface region of the magnesium base material. In addition, if a large amount of the crystal grain size is mixed in the surface region, the abrasiveness changes depending on the crystal grain size, and it is difficult to achieve the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz described above. Or there may be an increase in the area where preferable Ra and Rz are not achieved. In addition, the smaller the crystal grain size, the higher the strength of the metallographic structure due to the crystal grain size can be expected. May decrease. Furthermore, since the region where the crystal grain size is large is large on the inner layer side of the magnesium molded body, it is in a state where polishing or the like is excessive, and there is a possibility that the substrate dimension changes or the like occurs.
In order to show excellent gloss, strength, etc., this average particle size is preferably 4.0 μm or less.

なお、本願において、「平均粒径(平均の結晶粒径)」とは、マグネシウム基材の任意の断面を、デジタルマイクロスコープを用いて、基材の表面から深さ方向に200μm×幅300μmの領域において、任意の20個のα相の結晶粒についてそれぞれ結晶粒径を測定し、平均した値である。なお、結晶粒が球状でない場合は、結晶粒の最大の径を結晶粒径として、平均値を求めた。   In the present application, “average grain size (average crystal grain size)” means an arbitrary cross section of a magnesium base material having a depth of 200 μm × width of 300 μm from the surface of the base material using a digital microscope. In the region, the crystal grain diameters of 20 arbitrary α-phase crystal grains are measured and averaged. When the crystal grains were not spherical, the average value was obtained with the maximum diameter of the crystal grains as the crystal grain diameter.

本発明のマグネシウム基材の大きさおよび形状については特に制限はなく、目的に応じて選択できる。例えば、その全体的形状として、板状、棒状、管状などであってもよい。なお、これらのほかにも、そのマグネシウム基材(部材)の用途に応じた、筐体等としての形状を考慮して、その形状に成形したものを対象としうる。   There is no restriction | limiting in particular about the magnitude | size and shape of the magnesium base material of this invention, According to the objective, it can select. For example, the overall shape may be a plate shape, a rod shape, a tubular shape, or the like. In addition to these, in consideration of the shape as a housing or the like according to the use of the magnesium base material (member), the one formed into the shape can be targeted.

また、本発明のマグネシウム基材は、さらに、開口部または/および凹凸部を有する形状であってもよい。これらの部分(開口部または/および凹凸部)を有していると、その基材(部材)としての形状設計の自由度が向上する。ここで、凹凸部は、目視可能な凹凸部を想定したものとすることができ、この「目視可能」とは、任意の断面において、高さ1mm以上となる凹凸を意味する。   Moreover, the shape which has an opening part or / and an uneven | corrugated | grooved part may be sufficient as the magnesium base material of this invention. When these portions (openings or / and uneven portions) are provided, the degree of freedom in shape design as the base material (member) is improved. Here, the concavo-convex part can be assumed to be a visible concavo-convex part, and this “visible” means an concavo-convex part having a height of 1 mm or more in an arbitrary cross section.

また、本発明のマグネシウム基材の表面に保護膜を形成することによって、耐久性をさらに向上させることができる。保護膜としては、透明化成処理膜や塗装膜等が挙げられ、保護膜形成方法としては、従来公知の方法が使用できる。本発明のマグネシウム基材は表面の平滑性が高いため、保護膜を均一に形成させることができるため、従来のマグネシウム基材と比べて、保護膜形成用の基材として好適である。本願においては、この保護膜を有するマグネシウム基材を、マグネシウム部材と呼ぶ。   Moreover, durability can further be improved by forming a protective film on the surface of the magnesium base material of this invention. Examples of the protective film include a transparent chemical conversion film and a coating film, and a conventionally known method can be used as a protective film forming method. Since the magnesium base material of the present invention has a high surface smoothness, a protective film can be formed uniformly. Therefore, the magnesium base material is more suitable as a base material for forming a protective film than conventional magnesium base materials. In this application, the magnesium base material which has this protective film is called a magnesium member.

本発明のマグネシウム基材(部材)は、様々な用途に使用できる。例えば、航空機、鉄道車両、自動車などの輸送機器の部品、テレビや冷蔵庫などの家電製品、ノート型パーソナルコンピュータやカメラなどの携帯用機器の筐体、建築の内装部材、医療機器、ゴルフや釣り具などのレジャー品などの用途のマグネシウム部材として使用できる。   The magnesium base material (member) of this invention can be used for various uses. For example, parts for transportation equipment such as airplanes, railway cars, automobiles, household appliances such as TVs and refrigerators, casings for portable equipment such as notebook personal computers and cameras, architectural interior members, medical equipment, golf and fishing gear It can be used as a magnesium member for applications such as leisure goods.

2.マグネシウム基材の製造方法
また、本発明は、前述のように本発明のマグネシウム基材の製造方法に関する。この本発明のマグネシウム基材の製造方法によって、表面の構造欠陥を少ない領域を維持したまま、平滑性の高い構造を有するマグネシウム基材を製造することができる。これによって、優れた金属光沢を有するマグネシウム基材を得やすい。また、本発明の製造方法は、上述した本発明のマグネシウム基材(部材)の製造に適した方法である。
2. The manufacturing method of a magnesium base material Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the magnesium base material of this invention as mentioned above. By this method for producing a magnesium substrate of the present invention, a magnesium substrate having a structure with high smoothness can be produced while maintaining a region with few surface structural defects. This makes it easy to obtain a magnesium substrate having an excellent metallic luster. Moreover, the manufacturing method of this invention is a method suitable for manufacture of the magnesium base material (member) of this invention mentioned above.

[マグネシウム成形工程A]
本発明のマグネシウム基材の製造方法は、マグネシウムまたはマグネシウム合金を成形し、平面部または曲面部を有するマグネシウム成形体を得る成形工程Aを有する。この成形工程Aでは、マグネシウムまたはマグネシウム合金(マグネシウム系金属)を、そのマグネシウム系金属としての適切な成形温度に加熱して、基材の用途等に応じた形状に成形する。
[Magnesium forming step A]
The manufacturing method of the magnesium base material of this invention has the formation process A which shape | molds magnesium or a magnesium alloy, and obtains the magnesium molded object which has a plane part or a curved surface part. In this forming step A, magnesium or a magnesium alloy (magnesium-based metal) is heated to an appropriate forming temperature as the magnesium-based metal and formed into a shape according to the use of the base material.

成形方法は特に限定されず、公知のチクソモールド法、ダイカスト法、圧延などにより成形することができる。
特に、チクソモールド法は、寸法精度よく、機械的性質や表面特性が優れたマグネシウム成形体を製造し易いため、チクソモールド法は、好適に用いられる。チクソモールド法により成形されたマグネシウム成形体は、研磨することによって金属光沢を得やすい。
The forming method is not particularly limited, and can be formed by a known thixomold method, die casting method, rolling, or the like.
In particular, the thixomold method is preferably used because it is easy to produce a magnesium molded body having excellent dimensional accuracy and excellent mechanical properties and surface characteristics. A magnesium molded body formed by the thixomold method is easy to obtain a metallic luster by polishing.

マグネシウム成形体の大きさおよび形状については特に制限はなく、マグネシウム基材・部材の用途に応じて適宜設計できる。具体的には、マグネシウム基材の大きさおよび形状として前述したような形状とするための元となる形状として、その研磨量等を踏まえた設計とすればよい。   There is no restriction | limiting in particular about the magnitude | size and shape of a magnesium molded object, According to the use of a magnesium base material and a member, it can design suitably. Specifically, a design based on the amount of polishing and the like may be used as a base shape for making the shape and shape of the magnesium base material as described above.

また、マグネシウム成形体は、表面領域において、α相の平均粒径が5.0μm以下となるように成形することが好ましい。後述する研磨工程Bの方法であれば、マグネシウム成形体の表面を深く研磨しなくても、表面の平滑性を向上させることができるため、マグネシウム成形体の表面領域において、α相の平均粒径が5.0μm以下であれば、得られるマグネシウム基材の表面領域においてもα相の平均粒径が維持される。   Moreover, it is preferable to shape | mold a magnesium molded object so that the average particle diameter of (alpha) phase may be 5.0 micrometers or less in a surface area | region. In the polishing step B described later, since the smoothness of the surface can be improved without deeply polishing the surface of the magnesium molded body, the average particle diameter of the α phase in the surface region of the magnesium molded body If it is 5.0 micrometers or less, the average particle diameter of (alpha) phase will be maintained also in the surface area | region of the magnesium base material obtained.

特に、本発明のマグネシウム成形体は、さらに、開口部や凹凸部を有する形状であることが好ましい。本発明の製造方法では、後述する研磨工程Bにおいて、研磨材の核としてゲルを用いており、形状に沿ってゲルが変形して研磨されるため、開口部や目視可能な凹凸部も研磨可能である。そのため、本発明の製造方法で製造される、開口部や目視可能な凹凸部を有する形状のマグネシウム基材はその全体に優れた金属光沢を有するものとすることもできる。   In particular, the magnesium molded body of the present invention preferably further has a shape having an opening or an uneven portion. In the manufacturing method of the present invention, in the polishing step B described later, gel is used as the core of the abrasive, and the gel is deformed and polished along the shape. It is. Therefore, the magnesium substrate having a shape having an opening or a visually concavo-convex portion manufactured by the manufacturing method of the present invention can have an excellent metallic luster as a whole.

[研磨工程B]
研磨工程Bは、成形工程Aで成形したマグネシウム成形体に、研磨材を噴射し衝突させることによって、前記マグネシウム成形体の表面を研磨する工程である。また、研磨材としては、核となるゲル、水、および、少なくとも前記ゲルの表面に担持された砥粒とを有する研磨材が用いられる。
[Polishing process B]
The polishing step B is a step of polishing the surface of the magnesium molded body by injecting and colliding the abrasive with the magnesium molded body molded in the molding process A. Further, as the abrasive, an abrasive having gel as a core, water, and at least abrasive grains carried on the surface of the gel is used.

この研磨工程Bによって、研磨工程後のマグネシウム基材の光沢度が向上する。本発明の製造方法では、研磨工程Bにおいて、研磨材の核としてゲルを用いることで、研磨材と成形したマグネシウム成形体が接触した際に生じる熱によって、ゲルが軟化し、成形体の表面の形状に沿って研磨することができるため、表面を深く研磨しなくても、平滑性高く仕上げることができると考えられる。
また、研磨材とマグネシウム成形体が接触した際に生じる衝撃をゲルによって吸収することができるため、マグネシウム成形体の表面が深く傷つきにくいと考えられる。
By this polishing step B, the glossiness of the magnesium base material after the polishing step is improved. In the production method of the present invention, in the polishing step B, the gel is softened by the heat generated when the abrasive contacts the molded magnesium molded body by using the gel as the core of the abrasive. Since polishing can be performed along the shape, it is considered that the surface can be finished with high smoothness without being deeply polished.
Further, since the impact generated when the abrasive and the magnesium molded body come into contact with each other can be absorbed by the gel, it is considered that the surface of the magnesium molded body is not easily damaged.

また、このような製造方法とすることで、マグネシウム基材の形状や大きさに依らず、研磨工程を行った領域間での平滑性にばらつきが少なく、マグネシウム基材の研磨工程を行った領域全体が優れた平滑性を有するマグネシウム基材とすることができる。
また、成形体の表面に存在しうる酸化膜を効率的に除去できる。
Further, by adopting such a manufacturing method, there is little variation in the smoothness between the areas subjected to the polishing step regardless of the shape and size of the magnesium substrate, and the area where the magnesium substrate polishing process is performed A magnesium base material having excellent smoothness as a whole can be obtained.
Moreover, the oxide film which may exist on the surface of the molded body can be efficiently removed.

また、マグネシウム系金属を研磨することで発生するマグネシウムの粉塵は、ステンレスや鉄に比べて発火しやすく、マグネシウムの乾式研磨は危険を伴う恐れがあるが、本発明も製造方法では、ゲルの粘着性によって、研磨くずを吸着し、研磨くずが飛散することが抑制されるので、発火等の危険が著しく低減される。乾式研磨は水分によりマグネシウム成形体が酸化することも抑制できるため、研磨工程Bは、乾式研磨とすることが好ましい。   In addition, magnesium dust generated by polishing magnesium-based metals is more likely to ignite than stainless steel and iron, and dry polishing of magnesium may be dangerous. Depending on the property, the polishing waste is adsorbed and the scattering of the polishing waste is suppressed, so that the risk of ignition and the like is remarkably reduced. Since dry polishing can also suppress oxidation of the magnesium compact due to moisture, the polishing step B is preferably dry polishing.

研磨工程Bの研磨条件は、研磨材の噴射方法や噴射スピード等により適宜決定されるものであるが、マグネシウム基材の表面の算術平均粗さRaを0.035μm以下となるように研磨することが好ましい。このようにすることにより、得られるマグネシウム基材は金属光沢に優れる。   The polishing conditions in the polishing step B are appropriately determined depending on the abrasive injection method, injection speed, etc., but polishing so that the arithmetic average roughness Ra of the surface of the magnesium substrate is 0.035 μm or less. Is preferred. By doing in this way, the obtained magnesium base material is excellent in metallic luster.

また、研磨工程Bでは、最大高さ粗さRzは0.30μm以下となるように研磨することが好ましい。   Further, in the polishing step B, it is preferable to polish so that the maximum height roughness Rz is 0.30 μm or less.

また、算術平均粗さRaと最大高さ粗さRzは共に管理することが好ましく、算術平均粗さRaが0.035μm以下であり、かつ、最大高さ粗さRzが0.20μm以下となるように研磨することがより好ましく、算術平均粗さRaが0.030μm以下であり、かつ、最大高さ粗さRzが0.15μm以下となるように研磨することがさらに好ましい。
このようにすることで、優れた金属光沢を有するマグネシウム基材をより再現よく得ることができる。
Moreover, it is preferable to manage both the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz, the arithmetic average roughness Ra is 0.035 μm or less, and the maximum height roughness Rz is 0.20 μm or less. It is more preferable to polish so that the arithmetic average roughness Ra is 0.030 μm or less and the maximum height roughness Rz is 0.15 μm or less.
By doing in this way, the magnesium base material which has the outstanding metal luster can be obtained more reproducibly.

(研磨材)
本発明の製造方法で用いられる研磨材(以下、単に「研磨材」または「本発明に用いられる研磨材」と記載する場合がある。)は、核となるゲル、水、および、少なくとも前記ゲルの表面に担持された砥粒を有する。本発明に用いられる研磨材は、成形したマグネシウム成形体に衝突することで、マグネシウム成形体の表面を物理的に研磨する機能を有する。
(Abrasive)
The abrasive used in the production method of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “abrasive” or “abrasive used in the present invention”) is a core gel, water, and at least the gel. Abrasive grains carried on the surface. The abrasive used in the present invention has a function of physically polishing the surface of the magnesium molded body by colliding with the molded magnesium molded body.

本発明に用いられる研磨材の形状は、特に限定されず、球状や楕円状またはこれらの形状の一部が扁平している形状等であってもよい。   The shape of the abrasive used in the present invention is not particularly limited, and may be a spherical shape, an oval shape, or a shape in which a part of these shapes is flattened.

本発明に用いられる研磨材の大きさは、実質的に核となるゲルの大きさと等しい。本発明に用いられる研磨材の大きさは、砥粒の大きさやマグネシウム成形体の形状、構造等により適宜決定される。研磨材の大きさは、小さい方が、細部まで十分に研磨することができる一方、大きい方が、研磨スピードが上がり、短時間で研磨することができる。   The size of the abrasive used in the present invention is substantially equal to the size of the gel serving as a nucleus. The size of the abrasive used in the present invention is appropriately determined depending on the size of the abrasive grains, the shape and structure of the magnesium molded body, and the like. The smaller the size of the abrasive, the more detailed it can be polished. On the other hand, the larger the abrasive, the higher the polishing speed and the shorter the polishing time.

一方で、研磨材が小さすぎると、表面に担持される砥粒の量が少なく十分に研磨できなかったり、研磨材がマグネシウム成形体の表面に接触したときの衝撃を十分に緩和することができず、表面が粗面となったりするおそれがある。また、研磨材が大きすぎると、マグネシウム成形体の形状によっては細部に研磨材が届かず、研磨することが困難となり、酸化膜を除去することも難しくなる。このため、マグネシウム成形体の形状にもよるが、通常、研磨材の大きさは、直径0.1〜5.0mmである。
なお、研磨材が球状以外の形状の場合は、研磨材の最長径を直径とする。なお、研磨材の大きさは、任意の研磨材100個の直径を求めて平均した値である。
On the other hand, if the abrasive is too small, the amount of abrasive particles carried on the surface is small and cannot be sufficiently polished, or the impact when the abrasive contacts the surface of the magnesium molded body can be sufficiently mitigated. The surface may become rough. On the other hand, if the abrasive is too large, the abrasive does not reach the details depending on the shape of the magnesium molded body, making it difficult to polish and removing the oxide film. For this reason, although depending on the shape of the magnesium molded body, the size of the abrasive is usually 0.1 to 5.0 mm in diameter.
When the abrasive is in a shape other than spherical, the longest diameter of the abrasive is taken as the diameter. The size of the abrasive is a value obtained by averaging the diameters of 100 arbitrary abrasives.

研磨材の大きさは、マグネシウム成形体の形状により適宜選択されるものであり、平板状の成形体や成形体の平面部においては、直径0.3〜3.0mmの研磨材を用いることが好ましく、直径0.5〜2.0mmを用いることがさらに好ましい。
また、マグネシウム成形体が微細構造部分を有するときは、微細構造部分の研磨には、研磨材の大きさは、直径0.1〜1.0mmであることが好ましく、直径0.1〜0.5mmであることがさらに好ましい。
The size of the abrasive is appropriately selected depending on the shape of the magnesium molded body. In the flat molded body and the flat portion of the molded body, an abrasive having a diameter of 0.3 to 3.0 mm is used. Preferably, a diameter of 0.5 to 2.0 mm is used.
In addition, when the magnesium molded body has a fine structure portion, the size of the abrasive is preferably 0.1 to 1.0 mm in diameter for polishing the fine structure portion, and 0.1 to 0. More preferably, it is 5 mm.

本発明に用いられる研磨材は、核となるゲルは、溶液(水)を吸収することによって、弾力性を発現するため、溶液を吸収させて状態で用いられる。研磨材の弾性率は、吸収させる溶液の量を調整することで適宜調整でき、マグネシウム成形体に衝突したときに、砥粒により過度にマグネシウム成形体を傷つけない範囲で調整して使用すればよい。   In the abrasive used in the present invention, the gel serving as the nucleus develops elasticity by absorbing the solution (water), so that the solution is absorbed and used. The elastic modulus of the abrasive can be adjusted as appropriate by adjusting the amount of the solution to be absorbed, and may be adjusted and used within a range that does not damage the magnesium compact excessively by abrasive grains when it collides with the magnesium compact. .

このときに用いられる溶液は、一般的に、水である。なお、水には、水を含む混合溶液も含まれる。   The solution used at this time is generally water. The water includes a mixed solution containing water.

研磨材の含水量は、実質的には、ゲルの含水量である。
研磨材の含水量が高すぎると、研磨材の粘着性が上がり、マグネシウム成形体への粘着性が高くなるために研磨力が損なわれるおそれがあり、また、マグネシウム成形体の表面が酸化されやすく、酸化膜を除去しにくい。一方で、研磨材の含水量が低すぎると、研磨材の軟らかさが足りず、マグネシウム成形体に衝突したときの衝撃を十分に緩和しにくいため粗面化されやすい。
The water content of the abrasive is substantially the water content of the gel.
If the water content of the abrasive is too high, the adhesive of the abrasive will increase, and the adhesiveness to the magnesium molded body will increase, so that the polishing power may be impaired, and the surface of the magnesium molded body will be easily oxidized. It is difficult to remove the oxide film. On the other hand, if the water content of the abrasive is too low, the abrasive is not soft enough to easily reduce the impact when it collides with the magnesium molded body, and the surface is easily roughened.

そのため、研磨材の含水量は、研磨材の質量に対して20質量%以下であることが好ましい。また、研磨材の含水量の下限値は、15質量%以上であることが好ましい。なお、用いられる溶液が、水を含む混合溶液である場合、含水率は、研磨材中に含まれる混合溶液の量を意味する。
研磨材の含水量は、例えば、電気抵抗式の水分チッカー(例えば、佐藤計量器製作所SK−940Aなど)にて測定することができる。
Therefore, the moisture content of the abrasive is preferably 20% by mass or less with respect to the mass of the abrasive. Moreover, it is preferable that the lower limit of the moisture content of the abrasive is 15% by mass or more. In addition, when the solution used is a mixed solution containing water, the moisture content means the amount of the mixed solution contained in the abrasive.
The moisture content of the abrasive can be measured with, for example, an electric resistance type moisture ticker (for example, Sato Keiki Seisakusho SK-940A).

ゲルは、本発明に用いられる研磨材の核となる部分であり、研磨材とマグネシウム成形体との衝突時に衝撃を緩和し、砥粒により過度にマグネシウム成形体が傷つくことを防止する役割を有する。   The gel is a core part of the abrasive used in the present invention, and has a role of mitigating impact at the time of collision between the abrasive and the magnesium molded body and preventing the magnesium molded body from being damaged excessively by the abrasive grains. .

ゲルとしては、ゼラチン、ペクチン、寒天等を挙げることができる。好適には、ゼラチンである。   Examples of the gel include gelatin, pectin, and agar. Preferred is gelatin.

ゲルの大きさは、実質的に研磨材の大きさと同じである。   The size of the gel is substantially the same as the size of the abrasive.

ゲルは上述のように水分を吸収させ粘弾性を発揮させることで、ゲルの表面に砥粒を容易に担持させることができる。   As described above, the gel absorbs moisture and exhibits viscoelasticity, whereby the abrasive grains can be easily carried on the surface of the gel.

砥粒は、マグネシウム成形体の表面から酸化膜等の不純物を削り取り、マグネシウム成形体の表面を研磨し、平滑化する役割を有する。
砥粒は、少なくともゲルの表面に担持されていればよく、ゲルの表面のみだけでなく、ゲルの内部に存在していてもよい。また、ゲルの表面に担持された砥粒は、マグネシウム成形体の表面を研磨できる範囲で、ゲルの表面から突出していれば、砥粒の一部がゲルの内部に存在していてもよい。
The abrasive has a role of removing impurities such as an oxide film from the surface of the magnesium molded body, polishing the surface of the magnesium molded body, and smoothing.
The abrasive grains only need to be supported on at least the surface of the gel, and may be present not only on the surface of the gel but also inside the gel. Moreover, as long as the abrasive grain carried | supported on the surface of the gel protrudes from the surface of a gel in the range which can grind the surface of a magnesium molded object, a part of abrasive grain may exist in the inside of a gel.

砥粒としては、ダイヤモンド、炭素ケイ素、アルミナまたはこれらを2以上組み合わせた混合物等が挙げられるが、好適にはダイヤモンドである。   Examples of the abrasive grains include diamond, carbon silicon, alumina, or a mixture of two or more of these, and diamond is preferred.

砥粒の大きさは、研磨材の大きさやマグネシウム成形体の形状、構造等により適宜選択すればよいが、1μm以下が好ましく、0.25μm以下がより好ましい。砥粒が小さすぎると、研磨効率が低下し、砥粒が大きすぎるとマグネシウム成形体の表面を平滑に研磨しにくい。   The size of the abrasive grains may be appropriately selected depending on the size of the abrasive and the shape and structure of the magnesium molded body, but is preferably 1 μm or less, and more preferably 0.25 μm or less. When the abrasive grains are too small, the polishing efficiency is lowered, and when the abrasive grains are too large, it is difficult to smoothly polish the surface of the magnesium molded body.

ゲルと砥粒の組合せは、目的に応じて適宜選択可能だが、好適な組み合わせは、ゲルがゼラチンであり、砥粒がダイヤモンドである。   The combination of the gel and the abrasive can be appropriately selected depending on the purpose, but the preferred combination is that the gel is gelatin and the abrasive is diamond.

ゲルと砥粒の割合は、マグネシウム成形体の大きさや形状、マグネシウム成形体の使用目的に応じて、適宜決定すればよい。   What is necessary is just to determine suitably the ratio of a gel and an abrasive grain according to the magnitude | size and shape of a magnesium molded object, and the intended purpose of a magnesium molded object.

(研磨材を噴射する方法)
研磨材を噴射する方法は、特に限定されず、圧縮空気を利用する方法や羽根車の遠心力を利用する方法などが挙げられるが、羽根車の遠心力を利用する方法が好ましい。
(Method of spraying abrasive)
A method for injecting the abrasive is not particularly limited, and examples thereof include a method using compressed air and a method using centrifugal force of an impeller, and a method using centrifugal force of an impeller is preferable.

羽根車による遠心力を利用して研磨材を噴射し、研磨することのできる装置として、例えば、ヤマシタワークス製のエアロラップが挙げられる。   As an apparatus which can inject | pour abrasives using the centrifugal force by an impeller and can grind | polish, the Aero wrap made from Yamato towers is mentioned, for example.

選択する研磨材の大きさや研磨材の噴射速度、噴射量などは、マグネシウム成形体の大きさや形状によって適宜選択される。
例えば、マグネシウム成形体が薄い場合は、研磨材の噴射量を少なくすれば、研磨材がマグネシウム成形体に衝突した時の衝撃を緩和することができる。
The size of the abrasive to be selected, the injection speed of the abrasive, the injection amount, and the like are appropriately selected depending on the size and shape of the magnesium molded body.
For example, when the magnesium compact is thin, the impact when the abrasive collides with the magnesium compact can be mitigated by reducing the injection amount of the abrasive.

研磨時間は、選択する研磨材の大きさや研磨材の噴射速度、噴射量を考慮し、適宜選択すればよい。例えば、研磨時間は、1分であっても、3分であっても、5分であっても、10分であってもよい。   The polishing time may be appropriately selected in consideration of the size of the abrasive to be selected, the injection speed of the abrasive, and the injection amount. For example, the polishing time may be 1 minute, 3 minutes, 5 minutes, or 10 minutes.

また、本発明の製造方法では、研磨工程Bの後に、電解研磨工程Cを行ってもよい。研磨工程Bの後のマグネシウム基材は、平滑で、表面領域に欠陥が少ないため、電解研磨工程Cにおいて、均一に電解研磨することができる。
電解研磨の方法は特に限定されず、例えば、特開2001−49493号公報や特開2016−135898号公報等の従来公知の方法を実施することができる。
In the manufacturing method of the present invention, the electrolytic polishing step C may be performed after the polishing step B. Since the magnesium substrate after the polishing step B is smooth and has few defects in the surface region, it can be uniformly electropolished in the electropolishing step C.
The method of electrolytic polishing is not particularly limited, and for example, a conventionally known method such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-49493 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-135898 can be implemented.

また、本発明の製造方法では、研磨工程Bの後に、保護膜形成工程Dを行ってもよい。なお、研磨工程Bの後に電解研磨工程Cを行う場合は、電解研磨工程Cの後に、保護膜形成工程Dを行うことが好ましい。
保護膜形成方法は、目的に応じて適宜従来公知の方法から選択できる。
In the manufacturing method of the present invention, the protective film forming step D may be performed after the polishing step B. In addition, when performing the electrolytic polishing process C after the polishing process B, it is preferable to perform the protective film forming process D after the electrolytic polishing process C.
The protective film forming method can be appropriately selected from conventionally known methods according to the purpose.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.

[実施例1]
マグネシウム合金(AZ91D)をチクソモールド法にて成形し、縦70mm、横40mm、厚さ2mmのマグネシウム成形体(1’)を得た。マグネシウム成形体(1’)は、開口部、幅2mm、高さ1mm、奥行き30mmの凸部、および、平面部を有する形状となるように加工した。
次に、成形したマグネシウム成形体(1’)をヤマシタワークス製のエアロラップ装置(YT−300)を使用し、研磨し、マグネシウム基材(1)を得た。マグネシウム成形体(1’)は開口部と凸部および平面部で、使用する研磨材および装置の運転条件を変更して研磨した。それぞれの条件を下記に示す。
[Example 1]
A magnesium alloy (AZ91D) was molded by a thixomold method to obtain a magnesium molded body (1 ′) having a length of 70 mm, a width of 40 mm, and a thickness of 2 mm. The magnesium molded body (1 ′) was processed so as to have a shape having an opening, a protrusion having a width of 2 mm, a height of 1 mm, and a depth of 30 mm, and a flat portion.
Next, the molded magnesium molded body (1 ′) was polished by using an aero lapping device (YT-300) manufactured by Yamashita Towers to obtain a magnesium substrate (1). The magnesium molded body (1 ′) was polished by changing the operating conditions of the abrasive and the apparatus to be used at the opening, the convex portion, and the flat portion. Each condition is shown below.

・開口部
研磨材:ヤマシタワークス製微細サンプル(#20000、大きさ0.1〜0.5mm)を、水分量が16.5%になるように調整して使用した。なお、水分量は、佐藤計量器製作所SK−940Aにて測定した。
コンベアースピード:10rpm
研磨時間:3分間
Opening Abrasive: A fine sample (# 20000, size 0.1-0.5 mm) manufactured by Yamashita Towers was used by adjusting the moisture content to 16.5%. The water content was measured with Sato Meters SK-940A.
Conveyor speed: 10rpm
Polishing time: 3 minutes

・凸部および平面部
研磨材:ヤマシタワークス製標準サンプル(#20000、大きさ0.5〜2.0mm)を、水分量が16.5%になるように調整して使用した。なお、水分量は、佐藤計量器製作所SK−940Aにて測定した。
コンベアースピード:30rpm
研磨時間;3分間
-Convex part and plane part Abrasive: A standard sample (# 20000, size 0.5-2.0 mm) made by Yamashita Towers was used by adjusting the water content to 16.5%. The water content was measured with Sato Meters SK-940A.
Conveyor speed: 30rpm
Polishing time: 3 minutes

[比較例1]
マグネシウム成形体は、実施例1と同じマグネシウム成形体(1’)を用いた。#2500のサンドペーパーを用いて、手で3分研磨し、マグネシウム基材(2)を得た。なお、手での研磨では、開口部および凸部の研磨をすることができなかったため、平面部のみ研磨した。
[Comparative Example 1]
The same magnesium molded body (1 ′) as in Example 1 was used as the magnesium molded body. Using a # 2500 sandpaper, it was polished by hand for 3 minutes to obtain a magnesium substrate (2). In addition, since it was not able to grind | polish an opening part and a convex part by grinding | polishing by hand, only the plane part was grind | polished.

[比較例2]
マグネシウム成形体は、実施例1と同じマグネシウム成形体(1’)を用いた。ピカール金属みがき(日本磨料工業株式会社製)を用いて、手で3分研磨し、マグネシウム基材(3)を得た。なお、手での研磨では、開口部および凸部の研磨をすることができなかったため、平面部のみ研磨した。
[Comparative Example 2]
The same magnesium molded body (1 ′) as in Example 1 was used as the magnesium molded body. Using a Picar metal polish (manufactured by Nippon Abrasive Industry Co., Ltd.), it was polished by hand for 3 minutes to obtain a magnesium substrate (3). In addition, since it was not able to grind | polish an opening part and a convex part by grinding | polishing by hand, only the plane part was grind | polished.

[評価]
1.表面粗さ
得られたマグネシウム基材(1)表面粗さを、JIS B 0601−2013に基づき、東京精密製のサーフコム5000DX(カットオフ値0.25mm)を用いて測定した。表面粗さは、平面部の30mm×30mmの範囲を5点測定した平均値とした。結果を表1に示す。また、測定で得られた表面粗さ曲線を図1に示す。
なお、測定には先端半径2μmRの触針を用いて、測定スピード0.3mm/秒、カットオフ値0.25mm、測定長さ1.25mmとした。
[Evaluation]
1. Surface roughness The obtained magnesium base material (1) surface roughness was measured using Surfcom 5000DX (cut-off value 0.25 mm) manufactured by Tokyo Seimitsu based on JIS B 0601-2013. The surface roughness was defined as an average value obtained by measuring five points in a 30 mm × 30 mm range of the flat portion. The results are shown in Table 1. Moreover, the surface roughness curve obtained by the measurement is shown in FIG.
For measurement, a stylus having a tip radius of 2 μmR was used, and the measurement speed was 0.3 mm / second, the cutoff value was 0.25 mm, and the measurement length was 1.25 mm.

マグネシウム成形体(1’)、マグネシウム基材(2)およびマグネシウム基材(3)についても同様に表面粗さを測定した。結果を表1に示す。また、測定で得られたそれぞれの表面粗さ曲線を図2〜図4に示す。   The surface roughness of the magnesium molded body (1 '), the magnesium substrate (2) and the magnesium substrate (3) was measured in the same manner. The results are shown in Table 1. Moreover, each surface roughness curve obtained by the measurement is shown in FIGS.

2.α相の平均の結晶粒径
得られたマグネシウム基材(1)をエポキシ系樹脂(丸本ストルアス製スペシフィックスー20)に樹脂埋めし、平面部の観察箇所を、切断機を用いて切断して断面を切り出した。切り出された断面をバフ研磨(条件)で磨き上げたのちに、基材の断面をデジタルマイクロスコープ(キーエンス製VHX−2000)にて、1000倍で観察を行った。結果を図5に示す。平均の結晶粒径は、基材表面から深さ方向に200μm、幅方向に300μmの測定領域において、任意の20個のα相の結晶粒の粒径を測定し、平均することで求めた。結果を表1に示す。
2. Average crystal grain size of α phase The obtained magnesium base material (1) was embedded in an epoxy resin (Specifix 20 made by Marumoto Struers), and the observation portion of the flat part was cut using a cutting machine. A cross section was cut out. After the cut section was polished by buffing (conditions), the cross section of the substrate was observed with a digital microscope (VHX-2000 manufactured by Keyence) at 1000 times. The results are shown in FIG. The average crystal grain size was obtained by measuring and averaging the grain sizes of any 20 α-phase crystal grains in a measurement region of 200 μm in the depth direction and 300 μm in the width direction from the substrate surface. The results are shown in Table 1.

また、マグネシウム成形体(1’)、マグネシウム基材(2)およびマグネシウム基材(3)についても同様に評価した。結果を表1に示す。   The magnesium molded body (1 '), the magnesium base material (2) and the magnesium base material (3) were also evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.

表1および図1〜図4に示すように、比較例1のマグネシウム基材(2)は算術平均粗さRaおよび最大高さ粗さRzが処理前のマグネシウム成形体(1’)とほとんど変わらなかった。また、マグネシウム基材(3)は、処理することで表面の平滑性が低下している。これに対して、実施例1のマグネシウム基材(1)は、処理前のマグネシウム成形体(1’)と比較して高い平滑性を有することがわかる。   As shown in Table 1 and FIGS. 1 to 4, the magnesium base material (2) of Comparative Example 1 has almost the same arithmetic average roughness Ra and maximum height roughness Rz as the magnesium molded body (1 ′) before treatment. There wasn't. Moreover, the smoothness of the surface is falling by processing a magnesium base material (3). On the other hand, it turns out that the magnesium base material (1) of Example 1 has high smoothness compared with the magnesium molded object (1 ') before a process.

また、マグネシウム基材(1)の平均の結晶粒径は、5.0μmであった。比較例1、2においても、平均の結晶粒径は5.0μmであったが、比較例1、2は実施例1と比較して表面の平滑性が低いため、比較例1、2は、表面の平滑性の上げるためには更に研磨する必要がある。そのため、比較例1、2において、実施例1と同様の表面の平滑性を得るためには、表面からより深い領域まで研磨され、平均の結晶粒径が大きくなることが考えられる。   The average crystal grain size of the magnesium substrate (1) was 5.0 μm. In Comparative Examples 1 and 2, the average crystal grain size was 5.0 μm. However, since Comparative Examples 1 and 2 have lower surface smoothness than Example 1, Comparative Examples 1 and 2 Further polishing is necessary to increase the smoothness of the surface. Therefore, in Comparative Examples 1 and 2, in order to obtain the same surface smoothness as in Example 1, it is considered that polishing is performed from the surface to a deeper region, and the average crystal grain size becomes large.

3.金属光沢の評価
得られたマグネシウム基材(1)、マグネシウム基材(2)およびマグネシウム基材(3)を目視で確認したところ、マグネシウム基材(1)は、開口部や凸部を有するにもかかわらず、全体的に金属光沢を有していた。一方、マグネシウム基材(2)およびマグネシウム基材(3)は、部分的に傷があったり、白っぽくなっている部分があり、特に、開口部、凸部およびこれらの近傍が白っぽくなっていた。これは、開口部や凸部は研磨できなかったため、酸化膜が残っているためと考えられる。
3. Evaluation of metallic luster When the obtained magnesium substrate (1), magnesium substrate (2), and magnesium substrate (3) were visually confirmed, the magnesium substrate (1) had openings and protrusions. Nevertheless, it had a metallic luster as a whole. On the other hand, the magnesium base material (2) and the magnesium base material (3) were partially scratched or whitened, and in particular, the openings, convex portions, and the vicinity thereof were whitish. This is presumably because the oxide film remained because the opening and the convex portion could not be polished.

目視評価にて良好であったマグネシウム基材(1)について、光度計を用いて光沢度を測定した。なお、比較として、マグネシウム成形体(処理前)の光沢度も測定した。光沢度は、光沢計(コニカミノルタ製、GM−60Plus)を用いて、測定角度60°で、5点測定し平均を求めた。マグネシウム成形体の光沢度は143.2GUであり、マグネシウム基材(1)の光沢度は、562.6GUであり、マグネシウム基材(1)は優れた光沢を有することが確認された。   About the magnesium base material (1) which was favorable by visual evaluation, the glossiness was measured using the photometer. For comparison, the glossiness of the magnesium molded body (before treatment) was also measured. The glossiness was measured at five points using a gloss meter (GM-60Plus, manufactured by Konica Minolta) at a measurement angle of 60 °, and an average was obtained. The gloss of the magnesium molded body was 143.2 GU, the gloss of the magnesium substrate (1) was 562.6 GU, and it was confirmed that the magnesium substrate (1) had excellent gloss.

本発明のマグネシウム基材は、形状や大きさに依らず、優れた金属光沢を有する。そのため、様々な用途に適応でき産業的に有用である。   The magnesium substrate of the present invention has an excellent metallic luster regardless of the shape and size. Therefore, it can adapt to various uses and is industrially useful.

Claims (8)

平面部または曲面部を有するマグネシウム基材であって、
平面部または曲面部の表面の算術平均粗さRaが0.035μm以下であり、
表面から深さ方向に200μmまでの表面領域において、α相の平均粒径が5.0μm以下であるマグネシウム基材。
A magnesium substrate having a flat surface portion or a curved surface portion,
The arithmetic average roughness Ra of the surface of the flat surface portion or the curved surface portion is 0.035 μm or less,
The magnesium base material whose average particle diameter of (alpha) phase is 5.0 micrometers or less in the surface area | region to 200 micrometers in the depth direction from the surface.
開口部および/または凹凸部を有する請求項1記載のマグネシウム基材。   The magnesium base material of Claim 1 which has an opening part and / or an uneven | corrugated | grooved part. 前記平面部または曲面部の表面の最大高さ粗さRzが0.20μm以下である請求項1または2に記載のマグネシウム基材。   The magnesium base material according to claim 1 or 2, wherein a maximum height roughness Rz of the surface of the flat surface portion or the curved surface portion is 0.20 µm or less. 請求項1〜3のいずれかに記載のマグネシウム基材上に、保護膜を有するマグネシウム部材。   The magnesium member which has a protective film on the magnesium base material in any one of Claims 1-3. マグネシウム系金属を成形し、平面部または曲面部を有するマグネシウム成形体を得る成形工程Aと、
前記マグネシウム成形体に、研磨材を噴射し衝突させることによって、前記マグネシウム成形体の平面部または曲面部の表面を、表面の算術平均粗さRaが0.035μm以下となるように研磨する研磨工程Bとを有し、
前記研磨材が、核となるゲル、水、および、少なくとも前記ゲルの表面に担持された砥粒を有する研磨材である、マグネシウム基材の製造方法。
A molding step A for forming a magnesium-based metal to obtain a magnesium molded body having a flat surface portion or a curved surface portion, and
A polishing step of polishing the surface of the flat surface portion or the curved surface portion of the magnesium molded body so as to have an arithmetic average roughness Ra of 0.035 μm or less by injecting and colliding an abrasive with the magnesium molded body. B and
A method for producing a magnesium substrate, wherein the abrasive is an abrasive having a core gel, water, and at least abrasive grains carried on the surface of the gel.
前記研磨材の含水量は、15質量%以上20質量%以下である、請求項5に記載のマグネシウム基材の製造方法。   The manufacturing method of the magnesium base material of Claim 5 whose water content of the said abrasive is 15 mass% or more and 20 mass% or less. 前記砥粒の大きさは、直径1μm以下である、請求項5または6に記載のマグネシウム基材の製造方法。   The method for producing a magnesium substrate according to claim 5 or 6, wherein the size of the abrasive grains is 1 µm or less in diameter. 前記ゲルは、ゼラチンである、請求項5〜7のいずれかに記載のマグネシウム基材の製造方法。   The said gel is a manufacturing method of the magnesium base material in any one of Claims 5-7 which is gelatin.
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