BRPI0715865A2 - elemento de liga de magnÉsio e mÉtodo de fabricaÇço do mesmo - Google Patents

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BRPI0715865A2
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Nobuyuki Okuda
Masatoshi Majima
Shoichiro Sakai
Shinji Inazawa
Nobuyuki Mori
Ryuichi Inoue
Yukihiro Oishi
Nozomu Kawabe
Masatada Numano
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Sumitomo Electric Industries
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Abstract

ELEMENTO DE LIGA DE MAGNÉSIO E MÉTODO DE FABRICAÇçO DO MESMO. É fornecido um elemento de liga de magnésio tendo propriedades mecânicas e resistência à corrosão e um método de fabricação do elemento de liga de magnésio. Um elemento de liga de magnésio tem um material de base fabricado de uma liga de magnésio, e uma película anticorrosiva formada no material de base. O material de base é uma liga de magnésio laminada incluindo 5 a 11% em massa de Al. Através do uso de um material de base incluindo uma grande quantidade de Al, um elemento de liga de magnésio tendo propriedades mecânicas excelentes e alta resistência à corrosão pode ser produzido. Além disso, usando-se um material laminado, o número de defeitos de superfície no período da fundição é pequeno, e a frequência de processos de compensação tais como revestimento interno e aplicação de massa pode ser reduzida.

Description

"ELEMENTO DE LIGA DE MAGNÉSIO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO"
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a um elemento de liga de magnésio e um método de fabricação do elemento de liga de magnésio, e mais particularmente, a um elemento de liga de magnésio em que um tratamento de superfície tal como formação de película anticorrosi- va ou aplicação de pintura é realizado em uma superfície de uma placa de liga de magnésio.
Fundamentos da Técnica
O magnésio é conhecido como o metal mais leve entre os materiais metálicos usa- dos para estruturas, e tem uma gravidade específica de 1,74 (densidade g/cm3, 20 °C). O magnésio pode ter uma resistência maior adicionando-se uma variedade de elementos para formação em liga. Assim sendo, a liga de magnésio recentemente pode ser usada como alojamento para pequenos aparelhos portáteis tais como telefones celulares ou aparelhos móveis, alojamento para computadores portáteis, ou componentes para automóveis, etc. Particularmente, a liga de magnésio incluindo uma grande quantidade de alumínio (por e- xemplo, ASTM American Standard for Testing and Materials: AZ91) tem uma alta resistência à corrosão ou uma durabilidade, e assim, uma grande demanda quanto à liga de magnésio é esperada.
Entretanto, visto que a liga de magnésio tem uma estrutura hcp (estrutura de empa- cotamento hexagonal) que é deficiente na processabilidade do plástico, os produtos de liga de magnésio usados como o alojamento acima mencionado são principalmente materiais fundidos produzidos por um método de fundição em molde ou tixomoldagem. Como outras ligas de magnésio, por exemplo, AZ31 que é relativa e facilmente submetida a um processo de plasticidade é usada para alojamento laminando-se um material fundido por fundição de lingote para produzir uma placa e subseqüentemente moldando-se por prensa a placa (vide Literatura da Patente 1, como uma técnica análoga).
Literatura de Patente 1: Publicação Não Examinada da Patente Japonesa JP-A- 2005-2378
Divulgação da invenção Problema a ser resolvido pela invenção
Entretanto, o material fundido tem um problema em que o tratamento de superfície para o material fundido é um tanto complicado. Geralmente, as placas de liga de magnésio para alojamento são submetidas a um tratamento de superfície de modo a aperfeiçoar a resistência à corrosão e uma qualidade de aparência. Este tratamento de superfície é dividi- do em um tratamento de preparação de superfície e um tratamento de aplicação de pintura. No tratamento de preparação de superfície, o material fundido ou uma placa formada por prensa acima mencionado é usado como um objeto de tratamento. O objeto de tratamento é submetido a um tratamento de desengorduramento, tratamento de ataque ácido, tratamento de decapagem, ajuste da superfície, e tratamento químico ou tratamento por anodização. No tratamento de aplicação de pintura, o objeto de tratamento submetido ao tratamento de pre- paração de superfície é submetido a um tratamento de revestimento interno, aplicação de massa, polimento, e um tratamento de revestimento externo. O material fundido tem muitos defeitos de superfície, e assim é necessário repetir o processo de aplicação de massa com enchimento dos defeitos de superfície com a massa e o processo de polimento mais do que uma vez depois do tratamento de revestimento interno. Como um resultado, o rendimento do tratamento de superfície é muito baixo, e por esta razão, um custo de fabricação para os produtos aumenta. Além disso, o material fundido tem problemas em que as propriedades mecânicas do mesmo, tais como uma resistência à tensão, ductibiliade e tenacidade, são menores do que aquelas da placa moldada submetida a um processo de laminação.
Além disso, a placa moldada de AZ31 tem problemas, nos quais a resistência à cor- rosão de seu material e a aderência da película formada pelo tratamento de superfície são baixas. AZ31 é mais facilmente formada do que AZ91. Quando AZ31 é usada para produzir uma placa pelo processo de laminação, a placa resultante tem características superiores àquelas do material fundido e é possível reduzir os defeitos de superfície. Consequentemen- te, o baixo rendimento no tratamento de superfície, que é o problema do material fundido, pode ser aperfeiçoado. Entretanto, AZ31 tem resistência à corrosão mais baixa do que a- quela de AZ91 e semelhantes, e assim é difícil satisfazer as características exigidas. Consi- derando apenas o aperfeiçoamento da resistência à corrosão, para um exemplo, uma pelí- cula de tratamento de conversão química pode ser espessamente formada pelo tratamento de preparação de superfície. Entretanto, a película de tratamento de conversão química não pode ser formada com alta aderência na placa moldada de AZ31, e a resistência de superfí- cie da película aumenta mesmo se a película for espessamente formada. Quando uma liga de magnésio é usada para alojamento de equipamentos eletrônicos tais como telefones ce- lulares, características incluindo aterramento, remoção de uma corrente de alta freqüência e blindagem eletromagnética são necessárias ao alojamento. Consequentemente, é desejável diminuir a resistência de superfície da película de tratamento de conversão química tanto quanto possível. Assim, a formação de uma película de tratamento de conversão química espessa na placa moldada de AZ31 é raramente considerada para aperfeiçoar a resistência à corrosão.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A invenção objetiva resolver os problemas acima mencionados, e um objetivo da invenção é fornecer um elemento de liga de magnésio tendo propriedades mecânicas e re- sistência à corrosão e um método de fabricação do elemento de liga de magnésio.
Um outro objetivo da invenção é fornecer um elemento de liga de magnésio que pode ser aperfeiçoado em um rendimento do tratamento de superfície e um método de fa- bricação do elemento de liga de magnésio.
Meios para resolver o problema
De acordo com um aspecto da invenção, um elemento de liga de magnésio tem um material de base fabricado de uma liga de magnésio e uma película anticorrosiva formada no material de base. O material de base é uma liga de magnésio laminada incluindo de 5 a 11 % em massa de Al.
Graças à estrutura acima, usando-se um material de base incluindo uma grande quantidade de Al1 um elemento de liga de magnésio tendo propriedades mecânicas excelen- tes e alta resistência à corrosão pode ser produzido. Além disso, usando-se um material laminado, o número de defeitos de superfície no momento da fundição é pequeno, e a fre- qüência dos processos de compensação tais como tratamento de revestimento interno e aplicação de massa pode ser reduzida no caso da realização dos tratamentos de aplicação de pintura subsequentes. O material laminado é um elemento submetido a um processo de laminação, e pode ser adicionalmente submetido a outro processo tal como um processo de nivelamento ou um processo de polimento.
De acordo com o aspecto da invenção, é preferível que o elemento de liga de mag- nésio tenha uma parte processada por cisalhamento.
Graças a esta estrutura, é possível produzir um elemento de liga de magnésio ten- do uma geometria pré-determinada, alta resistência à corrosão e propriedades mecânicas excelentes. No elemento de liga de magnésio, a parte processada por cisalhamento é uma parte para a qual um processo de cisalhamento tal como corte ou perfuração é realizado. Tipicamente, uma face da extremidade de corte (perfuração) de uma peça da placa de mag- nésio tendo uma geometria pré-determinada que é obtida realizando-se o processo de cisa- Ihamento em uma placa laminada alongada é usada como a parte processada por cisalha- mento.
De acordo com o aspecto da invenção, é preferível que o elemento de liga de mag- nésio tendo a parte processada por cisalhamento tenha uma parte adicionalmente proces- sada por plasticidade.
Graças a esta estrutura, é possível produzir um elemento de liga de magnésio ten-
do uma geometria pré-determinada, alta resistência à corrosão e propriedades mecânicas excelentes. Particularmente, é possível produzir um elemento de liga de magnésio tendo uma forma tridimensional. No elemento de liga de magnésio, a parte processada por plasti- cidade é uma parte para a qual um processo de plasticidade é realizado. O processo de plasticidade pode ser exemplificado por pelo menos um de um processo de prensagem, um processo de embutimento profundo, um processo de forjamento, um processo de sopro, e um processo de dobramento. Os elementos de liga de magnésio de vários tipos podem ser obtidos pelo processo de plasticidade. Um material de base submetido ao processo de prensagem é particularmente adequado para a formação de alojamento para equipamentos eletrônicos.
Além disso, de acordo com a liga de magnésio da invenção, é preferível que o ma- terial de base corresponda às seguintes exigências:
(1) um tamanho médio do grão de cristal é de 30 μιη ou menos;
(2) compostos intermetálicos têm um tamanho de 20 pm ou menos; e
(3) a profundidade de um defeito de superfície é de 10 % ou menos de uma espes- sura do material de base.
Através do controle do tamanho médio do grão de cristal da liga de magnésio que
constitui o material de base para 30 μιη ou menos, partículas grossas agindo como pontos de partida de ruptura são removidas, e dessa forma, é possível aperfeiçoar a processabili- dade do plástico. Quando o tamanho médio do grão de cristal da liga de magnésio é peque- no, os limites do grão tendem a agir mais como movimento que interrompe a resistência de elétrons em comparação com o caso em que o diâmetro é extenso. Consequentemente, o movimento de elétrons em uma parte da superfície do material de base é suprimido, resul- tando em um aumento da resistência à corrosão. O tamanho médio do grão de cristal da liga de magnésio é preferivelmente 20 pm ou menos, mais particularmente 10 pm ou menos, e ainda mais particularmente 5 pm ou menos. O tamanho médio do grão de cristal é obtido por valores médios que são calculados pelo corte do material de base em uma parte da superfí- cie e uma parte central, e os diâmetros do grão respectivos são calculados pelo método de- finido na JIS (Japanese Industrial Standard) G 0551 (2005). A parte da superfície do material de base é uma área definida a partir da superfície a 20 % de uma espessura do material de base em uma direção de espessura de uma seção transversal do material de base, e a parte do centro é uma área definida a partir do centro a 10 % de uma espessura do material de base na direção de espessura de uma seção transversal do material de base. O tamanho médio do grão de cristal pode variar controlando-se as condições de laminação (por exem- plo, redução de laminação total e temperatura) ou condições para tratamento por calor (por exemplo, temperatura e período de tempo) depois da laminação na produção do material de base. Quando o processo de cisalhamento ou processo de plasticidade é realizado em um elemento do material (material laminado), os diâmetros do grão na vicinidade da parte pro- cessada podem variar. Consequentemente, o tamanho médio do grão de cristal do material de base do elemento de liga de magnésio é preferivelmente obtido a partir das partes não processadas exceto as partes incluindo vicinidades da parte processada por cisalhamento e da parte processada por plasticidade.
Quando os compostos intermetálicos do material de base têm um tamanho de 20 pm ou menos, é possível aperfeiçoar a processabilidade no período da realização do pro- cesso de plasticidade incluindo o processo de prensagem no elemento do material. Os com- postos intermetálicos grossos tendo um tamanho maior do que 20 μιτι agem como pontos de partida de ruptura no período do processo de plasticidade. Os compostos intermetálicos pre- ferivelmente têm um tamanho de 10 μιτι ou menos. Geralmente, um tal material de base pode ser obtido a partir de um material fundido. Uma taxa de resfriamento para solidificação no período da fundição é ajustada na faixa de 50 K/s a 10.000 K/s de modo a controlar os tamanhos dos compostos intermetálicos do material de base para 20 μιτι menos. Por estas maneiras, é possível obter um material fundido tendo compostos intermetálicos pequenos. Particularmente, é preferível equalizar a taxa de resfriamento em uma direção de largura e direção de comprimento do material fundido. Além do controle da taxa de resfriamento, é mais eficaz que um material fundido seja agitado em um forno de fusão ou uma tina de fu- são. Neste período, a temperatura do material fundido é preferivelmente controlada de modo a não estar abaixo de uma temperatura na qual os compostos intermetálicos são parcial- mente gerados. O tamanho do composto intermetálico é ajustado pela observação de uma seção transversal do material de base com um microscópio metálico e pela obtenção de um comprimento de uma das mais longas linhas de corte dos compostos intermetálicos na se- ção transversal. Além disso, uma pluralidade de seções transversais são aleatoriamente tomadas, os tamanhos dos compostos intermetálicos nas seções transversais são arbitrari- amente obtidos, e depois o maior de um dos tamanhos dos compostos intermetálicos nas vinte seções transversais é utilizado como o tamanho do composto intermetálico.
Particularmente, é preferível controlar os tamanhos dos compostos intermetálicos presentes na superfície do material de base a 5 pm ou menos. Os compostos intermetálicos na superfície do material de base têm um grande efeito em uma qualidade de uma camada de tratamento de superfície incluindo uma película anticorrosiva e uma película de pintura. Por esta razão, é possível reduzir o efeito na qualidade da camada de tratamento de super- fície tanto quanto possível quando os tamanhos dos compostos intermetálicos são 5 μιτι ou menos.
Os diâmetros dos compostos intermetálicos na superfície são ajustados pela obser- vação da superfície do material de base com um microscópio de 1000 vezes ou mais de potência e pela obtenção de um comprimento de uma das mais longas linhas de corte dos compostos intermetálicos presentes na superfície do material de base. Além disso, o maior de um dos tamanhos dos compostos intermetálicos em vinte campos é utilizado como o di- âmetro do composto intermetálico na superfície do material de base. De modo a reduzir os tamanhos dos compostos intermetálicos na superfície do material de base, um material fun- dido sempre entra em contato com um molde de fundição no período da solidificação de um material fundido, tal que o resfriamento rápido é realizado em uma velocidade de 400 K/s ou mais. O material fundido sempre entra em contato com o molde de fundição, por exemplo, reduzindo-se um intervalo entre um injetor para fornecer o material fundido ao molde de fun- dição e rolos (molde de fundição) na fundição de rolo duplo.
Além disso, controlando-se as profundidades dos defeitos de superfície a 10 % ou menos de uma espessura do material de base, os defeitos de superfície raramente agem como pontos de partida de ruptura no caso em que um processo de dobra é realizado no processo de prensagem, e dessa forma, a processabilidade pode ser aperfeiçoada. Quando as profundidades dos defeitos de superfície são superficiais, uma quantidade de polimento no processo de polimento para alísar uma superfície do material laminado é reduzida. Desta forma, torna-se eficaz diminuir um custo de fabricação para os produtos. Tal material de ba- se pode ser obtido usando-se um material fundido tendo um pequeno número de defeitos de superfície. As profundidades dos defeitos de superfície são controladas a menos do que 10 % de uma espessura do material fundido, por exemplo, pela diminuição de uma temperatura de um material fundido e pelo aumento de uma taxa de resfriamento. No período da fundi- ção, um molde de fundição móvel com uma camada revestida metálica tendo condução de calor e umectabilidade excelentes de um material fundido para o molde de fundição móvel pode ser usado ou uma variação em uma temperatura do material fundido em uma direção de largura de uma seção transversal de uma abertura de injeção do material fundido pode ser controlada a 10 0C ou menos. As profundidades dos defeitos de superfície do material de base são preferivelmente 3 % ou menos de uma espessura do material de base, e mais preferivelmente 1 % ou menos de uma espessura do material de base.
Dois pontos são arbitrariamente selecionados em uma área tendo um comprimento de 1 m em uma direção de comprimento de uma placa, e então seções transversais nos dois pontos são tomadas para o polimento de um total de 4 seções transversais usando-se uma lixa de #4000 ou menos e usando-se partículas para o polimento de um diamante tendo um diâmetro de partícula de 1 μητι. Depois, uma periferia completa de cada seção transver- sal é observada usando um microscópio metálico de 200 vezes de potência, e a maior de uma das profundidades dos defeitos de superfície identificados é utilizada como a profundi- dade do defeito de superfície.
Além disso, é preferível que os comprimentos dos defeitos de superfície do material de base sejam controlados a 20 Mm ou menos. Quando os comprimentos dos defeitos de superfície são 20 pm ou menos, os defeitos de superfície raramente agem como pontos de partida de ruptura no período da realização do processo de plasticidade. Consequentemen- te, a processabilidade pode ser aperfeiçoada e uma quantidade de polimento da superfície do material laminado pode ser reduzida. De modo a obter o comprimento do defeito de superfície, uma parte do defeito é
especificada usando o "teste por líquido penetrante" de acordo com JIS Z 2343, também chamado "checagem de vermelho". No teste por líquido penetrante, um corante tendo boa permeabilidade é aplicado em um objeto limpo a ser detectado, e depois é limpo por um líquido de limpeza. Subseqüentemente, um revelador é aplicado neste. Devido ao corante remanescente penetrado nos defeitos de superfície, o revelador nestes é descolorido para identificar os defeitos que são dificilmente identificados na superfície e especificar a parte.
Em seguida, o revelador nos defeitos na parte especificada é removido, e os defeitos são observados usando um microscópio de 500 vezes de potência. A distância máxima entre dois pontos selecionados a partir de um rebordo de um defeito quando o material de base é planarmente visualizado é utilizada como o comprimento do defeito. Além disso, o mais lon- go de um dos comprimentos dos dez defeitos observados também é utilizado como o com- primento do defeito.
Para controlar os comprimentos dos defeitos de superfície do material de base a 20 μιτι ou menos, são fornecidos um método de não polir o elemento do material e um método de polir o elemento do material. No método de não polir o elemento do material, torna-se eficaz diminuir uma temperatura de fundição dentro de um escopo que não prejudique a fluxibilidade do material fundido. Por exemplo, AZ61 é preferivelmente fundida em uma tem- peratura de 700 0C ou menos, e AZ91 é preferivelmente fundida em uma temperatura de 680 0C ou menos. No método de polir o elemento do material, a superfície do elemento do material é polida usando um abrasivo de #120 ou mais. Neste momento, é preferível que a superfície do elemento do material seja polida dentro de uma faixa em que os defeitos inter- nos do material fundido, por exemplo, compostos intermetálicos de 20 μιτι ou mais não se- jam expostos.
De acordo com a liga de magnésio da invenção, é preferível que a película anticor- rosiva do elemento de liga de magnésio seja uma película de tratamento de conversão quí- mica ou uma película de oxidação anódica. Visto que uma película de tratamento de conversão química ou uma película de o-
xidação anódica é usada como uma película anticorrosiva, é possível aperfeiçoar eficazmen- te a resistência à corrosão de um elemento de liga de magnésio.
Além disso, é preferível que o teor de Cr ou Mn incluídos na película anticorrosiva seja de 0,1 % em massa ou menos. Cr é um elemento usado para gerar cromo hexavalente que é regulado de acordo com RoHS (Restrição do uso de certas Substâncias Perigosas em equipamento elétrico e eletrônico), e Mn é uma substância registrada no PRTR (Registro de Emissões e Transferências de Poluentes: sistema de notificação de emissões e transferên- cias de material químico). Consequentemente, Cr e Mn têm um grande efeito no meio- ambiente. Na RoHS, é exigido controlar o teor de cromo hexavalente a 1000 ppm. Portanto, quando o teor de Cr incluído na película anticorrosiva é controlado a 0,1 % em massa ou menos, é possível condescender com RoHS, e quando o teor de Mn incluído na película anticorrosiva é controlado a 0,1 % em massa ou menos, é possível diminuir o impacto no meio-ambiente. De fato, é ideal que Cr ou Mn não sejam incluídos na película anticorrosiva. Como a película anticorrosiva em que o teor de Cr ou Mn é 0,1 % em massa ou menos, uma película de fosfato pode ser usada.
Além disso, é preferível que uma razão de uma área corroída para a área total da película anticorrosiva depois de um teste de névoa salina de 24 horas (JIS Z 2371) seja de 1 % ou menos e a resistência elétrica da película anticorrosiva medida por um método de sonda dupla seja de 0,2 Ω cm ou menos.
Através da formação da película anticorrosiva tendo características que podem passar no teste de névoa salina, é possível produzir um elemento de liga de magnésio tendo alta resistência à corrosão. No teste de névoa salina de 24 horas, a água da solução salina de 5 % é pulverizada em um vaso de teste ajustado a uma temperatura de 35 °C, e depois a corrosividade de uma peça de teste no vaso de teste é avaliada. Uma parte corroída é ene- grecida em comparação com uma parte normal. Assim sendo, é possível obter facilmente a parte corroída tomando-se uma imagem de uma superfície da peça de teste submetida ao teste e processando-se a imagem. Em seguida, uma razão da área corroída para a área total da peça de teste é calculada.
Além disso, quando o elemento de liga de magnésio é usado para alojamento de equipamentos eletrônicos tais como telefones celulares, funções tais como remoção de cor- rente de alta freqüência ou blindagem eletromagnética podem ser fornecidas ao alojamento controlando-se a resistência elétrica da película anticorrosiva medida por um método de sonda dupla a 0,2 Qcm ou menos. Além disso, quando um fio condutor para aterramento é conectado ao alojamento de equipamentos eletrônicos, uma resistência de contato entre o fio condutor e o alojamento pode ser reduzida. A resistência eletrônica pode ser controlada a 0,2 Ocm ou menos, por exemplo, reduzindo-se a espessura da película anticorrosiva. Quando a película anticorrosiva é fina, a resistência à corrosão é diminuída. Entretanto, u- sando-se um elemento do material tendo um pequeno número de defeitos de superfície, é possível perceber resistência à corrosão satisfatória mesmo se a película anticorrosiva for fina, e é possível reduzir a resistência da película anticorrosiva tanto quanto possível.
De acordo com o aspecto da invenção, é preferível que uma película de pintura seja formada na película anticorrosiva.
Visto que a película de pintura é formada, é possível aplicar uma cor ou um padrão à superfície do elemento de liga de magnésio, assim como aperfeiçoar a resistência à corro- são. Consequentemente, opções de projeto para o elemento de liga de magnésio podem ser ampliadas.
Particularmente, é preferível que a película de pintura inclua uma camada de reves- timento interno e uma camada de revestimento externo, e a película de pintura não inclua uma massa para compensar os defeitos de superfície da camada de revestimento interno. Quando o tratamento de aplicação de pintura é realizado depois da realização do tratamento de preparação de superfície em um elemento do material tendo um grande nú- mero de defeitos de superfície, a existência dos defeitos é, em muitos casos, inicialmente identificada no período de formação da camada de revestimento interno. Em um tal caso, é necessário preencher os defeitos com uma massa e realizar um tratamento com polimento. Geralmente, materiais fundidos conhecidos precisam ser repetidamente submetidos ao tra- tamento de revestimento interno, tratamento de revestimento externo e polimento, e assim, o tratamento de aplicação de pintura torna-se um tanto quanto complicado. Entretanto, quando um elemento do material tendo um pequeno número de defeitos de superfície é u- sado, a aplicação de massa e o tratamento com polimentos podem ser evitados e uma efici- ência de tratamento do tratamento de aplicação de pintura pode ser substancialmente aper- feiçoada. Neste caso, visto que a película de pintura não inclui a massa usada no tratamento com massa, a película de pintura pode ser uniformemente formada.
De acordo com a liga da invenção, é preferível que o elemento de liga de magnésio inclua uma película antibacteriana como uma camada superior.
O elemento de liga de magnésio tem uma propriedade antibacteriana, visto que a película antibacteriana é formada como a camada superior do elemento de liga de magné- sio. Assim, é possível fornecer um elemento de liga de magnésio mais sanitário.
É preferível que a película antibacteriana inclua substâncias particuladas metálicas antibacterianas. Como as substâncias particuladas metálicas finas antibacterianas, substân- cias particuladas formadas de níquel, cobre, prata, ouro, platina, paládio, ou uma liga con- tendo dois ou mais destes metais podem ser adequadamente usadas.
Esta película antibacteriana e a película de pintura acima mencionada podem ser independentemente formadas. Entretanto, é preferível que a película de pintura seja a pelí- cula antibacteriana. Como um resultado, é possível poupar o esforço de formar separada- mente a película antibacteriana. Por exemplo, quando as substâncias particuladas metálicas finas antibacterianas acima mencionadas são incluídas em uma composição de revestimen- to, a película de pintura inclui uma propriedade antibacteriana. Se a película de pintura não é formada e o elemento de liga de magnésio inclui apenas a película anticorrosiva, a película antibacteriana pode ser formada na película anticorrosiva.
De acordo com o elemento de liga de magnésio da invenção, é preferível que o e- Iemento de liga de magnésio tenha uma resistência à tensão de 280 MPa ou mais, uma ten- são de prova 0,2 % de 200 MPa ou mais, e uma taxa de alongamento de 10 % ou mais. O elemento de liga de magnésio que satisfaz as propriedades mecânicas anteriormente men- cionadas pode ser adequadamente usado como alojamento ou materiais estruturais de vá- rios equipamentos. Os limites de tais propriedades mecânicas são particularmente adequa- dos para AZ61. No caso de AZ91, é preferível que AZ91 tenha uma resistência à tensão de 320 MPa ou mais, uma tensão de prova 0,2 % de 220 MPa ou mais, e uma taxa de alonga- mento de 10 % ou mais. Além disso, é mais preferível que AZ91 tenha uma resistência à tensão de 340 MPa ou mais, uma tensão de prova 0,2 % de 240 MPa ou mais, e uma taxa de alongamento de 10 % ou mais. Uma resistência à tensão é obtida por um teste de ruptu- ra de acordo com JIS Z 2201. A tensão de prova 0,2 % e a taxa de alongamento também são obtidas pelos resultados de teste de ruptura.
De acordo com o aspecto da invenção, é preferível que o elemento de liga de mag- nésio seja adequadamente usado para o alojamento de equipamentos eletrônicos. Em mais detalhe, o elemento de liga de magnésio de acordo com a invenção é adequado para o alo- jamento de telefones celulares, PDAs, computadores portáteis, ou televisões de LCD ou PDP. Além disso, o elemento de liga de magnésio de acordo com a invenção pode ser usa- do para painéis de carrocerias para transportar máquinas tais como automóveis ou aviões, painéis em chapa, motores, componentes em torno do chassi, armações para óculos, tubos metálicos de motocicletas tais como silenciadores e elementos estruturais tais como tubos. Quando um elemento do material usado no elemento de liga de magnésio de acordo com a invenção é submetido ao processo de cisalhamento ou processo de plasticidade depois de preparar o elemento do material e eliminar o tratamento anticorrosão ou tratamento de apli- cação de pintura. Portanto, em um campo que não requer tratamento de superfície tal como um campo de componentes para um automóvel, o elemento do material é preferivelmente usado como um elemento de liga de magnésio tendo pequeno número de defeito de super- fície e excelente resistência à corrosão. Específica e particularmente, o elemento de liga de magnésio correspondente a AZ61 ou AZ91 é preferivelmente usado como um elemento que não requer tratamentos de superfície.
De acordo com um outro aspecto da invenção, um método de fabricação de um e- Iemento de liga de magnésio inclui as etapas de preparar um elemento do material formado de uma liga de magnésio laminada incluindo 5 a 11 % em massa de Al e que realiza um tratamento anticorrosão no elemento do material.
De acordo com este método, um elemento de liga de magnésio tendo propriedades mecânicas excelentes e alta resistência à corrosão pode ser produzido usando-se um ele- mento do material incluindo uma grande quantidade de Al. Além disso, usando-se um mate- rial laminado como o elemento do material, o número de defeitos de superfície no período da fundição é pequeno e a freqüência de processos de compensação tais como tratamento de revestimento interno e aplicação de massa pode ser reduzida no tratamento anticorrosão subsequente.
Isto é, o método de acordo com a invenção basicamente inclui as etapas de "prepa- rar um elemento do material" e "realizar um tratamento anticorrosão".
Entretanto, as etapas seguintes são adicionalmente incluídas no método de acordo com uma necessidade quanto ao processo de cisalhamento, uma necessidade quanto ao processo de plasticidade, ou uma necessidade quanto ao tratamento de aplicação de pintu- ra, conforme variações de uma combinação com outros processos.
Primeiro Grupo
Preparação do elemento do material -* Realização do tratamento anticorrosão; e
Preparação do elemento do material —> Realização do tratamento anticorrosão -» Tratamento de aplicação de pintura.
Segundo Grupo
Preparação do elemento do material —> Realização do processo de cisalhamento —> Realização do tratamento anticorrosão;
Preparação do elemento do material —> Realização do processo de cisalhamento —> Realização do tratamento anticorrosão —> Tratamento de aplicação de pintura;
Preparação do elemento do material —> Realização do processo de cisalhamento —> Realização do processo de plasticidade —► Realização do tratamento anticorrosão; e Preparação do elemento do material —> Realização do processo de cisalhamento —>
Realização do processo de plasticidade —> Realização do tratamento anticorrosão —> Trata- mento de aplicação de pintura;
Terceiro Grupo
Preparação do elemento do material —> Realização do tratamento anticorrosão —► Realização do processo de cisalhamento;
Preparação do elemento do material —► Realização do tratamento anticorrosão —>· Realização do processo de cisalhamento —> Realização do processo de plasticidade;
Preparação do elemento do material —> Realização do tratamento anticorrosão —► Realização do processo de cisalhamento —> Realização do processo de plasticidade —>■ Tra- tamento de aplicação de pintura; e
Preparação do elemento do material —> Realização do tratamento anticorrosão —► Realização do processo de cisalhamento —► Tratamento de aplicação de pintura.
Entre estes grupos, o primeiro grupo é um método de obter um elemento de liga de magnésio tendo um material laminado que é submetido ao tratamento anticorrosão, porém não é submetido ao processo de cisalhamento e processo de plasticidade. Um exemplo típi- co de produtos do elemento de liga de magnésio obtidos de acordo com o método do primei- ro grupo é uma placa de tamanho longo enrolada em uma forma laminada.
O segundo grupo é um método de realizar o processo de cisalhamento e subse- qüentemente realizar o tratamento anticorrosão em um elemento do material. Neste método, o tratamento anticorrosão pode ser realizado no elemento do material cisalhado que é seg- mentado em pequenas peças tendo uma geometria pré-determinada de antemão. Um e- xemplo típico do elemento de liga de magnésio submetido ao processo de cisalhamento, porém não submetido ao processo de plasticidade é uma peça da placa. Quando da realiza- ção do processo de plasticidade assim como o processo de cisalhamento, uma película an- ticorrosiva não é danificada no período do processo de plasticidade quando o tratamento anticorrosão é realizado depois do processo de plasticidade. Um exemplo típico de produtos do elemento de liga de magnésio submetidos ao processo de cisalhamento e processo de plasticidade é um chassi para vários equipamentos elétricos ou eletrônicos.
O terceiro grupo é um método de realizar o tratamento anticorrosão e subseqüen- temente realizar o processo de cisalhamento, processo de plasticidade ou semelhantes em um elemento do material. Neste método, geralmente, o tratamento anticorrosão pode ser realizado em um material laminado alongado de uma maneira contínua. Como um resultado, a produtividade total para produzir um elemento de liga pode ser substancialmente aperfei- çoada em comparação com caso em que o elemento do material cisalhado que é segmen- tado antecipadamente em pequenas peças é manejado de modo a realizar o tratamento anticorrosão em cada peça.
No método de acordo com a invenção, quando o tratamento de aplicação de pintura é realizado, o tratamento de aplicação de pintura geralmente inclui um tratamento de reves- timento interno e um tratamento de revestimento externo. É preferível que os tratamentos de revestimento interno e de revestimento externo sejam realizados uma só vez.
Como descrito acima, os tratamentos com massa e polimento podem ser evitados usando-se um elemento do material tendo um pequeno número de defeitos de superfície. Consequentemente, o tratamento de aplicação de pintura é concluído realizando-se o trata- mento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo uma só vez. Como um resultado, é possível aperfeiçoar a eficiência do tratamento de aplicação de pintura.
No método de produção de acordo com a invenção, a etapa de preparar um ele- mento do material preferivelmente inclui uma etapa de obter um material fundido incluindo 5 a 11 % em massa de Al e uma etapa de laminação a quente do material fundido.
É possível obter um elemento do material tendo um pequeno número de defeitos de superfície e propriedades mecânicas excelentes pela laminação a quente de um material fundido. Particularmente, é preferível obter um material fundido pela fundição de rolo duplo. A fundição de rolo duplo é um dos métodos de fundição que utiliza moldes de fundição mó- veis. Através desta fundição de rolo duplo, é possível obter um material fundido tendo um pequeno número de defeitos de superfície.
É preferível que a etapa de obter um material fundido seja realizada por um proces- so de fundição por solidificação com resfriamento rápido em uma taxa de resfriamento de 50 K/s ou mais. O material fundido obtido pelo processo de fundição por solidificação com res- friamento rápido tem um pequeno número de defeitos internos, tais como óxidos ou segre- gação. Assim, o material laminado obtido por laminação tal como material fundido rapida- mente esfriado e solidificado tem um número menor de defeitos de superfície. A taxa de res- friamento é preferivelmente 200 K/s ou mais, mais preferivelmente 300 K/s, e ainda mais preferivelmente 400 K/s.
Um exemplo do processo de fundição por solidificação com resfriamento rápido em uma taxa de resfriamento de 50 K/s ou mais é um processo de fundição de rolo duplo. Visto que a solidificação com resfriamento rápido pode ser realizada usando rolos duplos na fun- dição de rolo duplo, o elemento do material obtido por este método tem um pequeno número de defeitos internos tais como óxidos ou segregação. Uma liga de magnésio incluindo uma grande quantidade de Al tem um problema em que os compostos intermetálicos ou segre- gação são facilmente gerados no período da fundição. Consequentemente, mesmo se o tratamento por calor ou processo de laminação for realizado depois da fundição, produtos cristalizados ou segregados permanecem dentro da placa de liga finalmente obtida, e assim, os produtos podem agir como pontos de partida de ruptura no período da fundição de plásti- co. Entretanto, é possível resolver os problemas obtendo-se um elemento do material com a fundição de rolo duplo.
Vantagem da Invenção
Um elemento de liga de magnésio de acordo com a invenção pode ter alta resistên- cia à corrosão e propriedades mecânicas excelentes. Além disso, uma camada de tratamen- to de superfície tendo alta segurança pode ser formada no elemento de liga de magnésio de acordo com a invenção quando um tratamento de superfície incluindo um tratamento anti- corrosão é realizado.
Breve Descrição dos Desenhos
A Fig. 1a mostra uma parte nivelada de uma microimagem de uma película anticor- rosiva no elemento de liga de magnésio relacionado ao Exemplo 15. A Fig. 1a mostra uma parte nivelada, e
A Fig. 1b mostra uma parte R do canto de uma microimagem de uma película anti- corrosiva no elemento de liga de magnésio relacionado ao Exemplo 15. A Fig. 1a mostra uma parte nivelada.
Melhores Maneiras para Realizar a Invenção
Em seguida, exigências de constituição da invenção serão descritas em detalhe.
Componente Químico da Liga de Magnésio
Uma liga de magnésio usada na invenção é uma liga incluindo de 5 a 11 % em massa de Al. Quando o teor de Al está abaixo do limite inferior, a resistência à corrosão do material tende a ser diminuída, e quando o teor de Al excede o limite superior, a moldabili- dade do material tende a ser diminuída. O teor preferido de Al está na faixa de 6,0 a 10,0 % em massa. O teor mais preferido de Al está na faixa de 8,3 a 9,5 % em massa tendo em vista a resistência à corrosão e propriedades mecânicas. Além disso, uma liga incluindo de 0,2 a 1,5 % em massa de Zn pode ser apropriadamente usada como um material para o elemento de liga de magnésio de acordo com a invenção. Adicionalmente, uma liga de magnésio pode incluir Mn na faixa de 0,15 a 0,5 % em massa. Além destes elementos, im- purezas e Mg constituem uma liga de magnésio. Exemplos específicos da liga incluindo de 5 a 11 % em massa de Al podem incluir ASTM AZ61, AZ63, AZ80, AZ81, AZ91, AM60 e AM100.
Método de Fabricação do Elemento do Material
Um elemento do material é um elemento a ser submetido a um tratamento anticor- rosão. Um material laminado em que um material fundido é laminado pode ser tipicamente usado como o elemento do material. Além disso, um material laminado submetido a um tra- tamento por calor ou um material laminado submetido a um nivelador ou processo de poli- mento a ser descrito mais tarde pode ser usado como o elemento do material. Em seguida, condições de fundição e condições de laminação serão descritas em detalhe.
Condições de Fundição
É preferível realizar a fundição de acordo com um método de fundição descrito na
WO/2006/003899. O método de fundição inclui as etapas de dissolver uma liga de magnésio em um forno de fusão para preparar um material fundido, liberar o material fundido do forno de fusão para uma tina de fusão, e realizar a fundição solidificando-se o material fundido fornecido aos moldes de fundição móveis por intermédio de uma abertura de injeção do ma- terial fundido e produzindo-se um material fundido tendo uma espessura na faixa de 0,1 a 10,0 mm em uma maneira contínua. Nos processos da etapa de dissolução para a etapa de fundição, a parte que está em contato com o material fundido é formada de um material hi- póxico tendo um teor de oxigênio de 20 % em massa ou menos.
Em um fundidor contínuo conhecido formado de alumínio, liga de alumínio, cobre, liga de cobre ou semelhantes, um cadinho de um forno de fusão, uma tina de fusão para armazenar um material fundido fornecido a partir do cadinho, uma abertura de injeção do material fundido para introduzir o material fundido a um molde de fundição móvel, etc. são formados de cerâmica tal como sílica (oxido de silício (SiO2), teor de oxigênio: 47 % em massa), alumina (óxido de alumínio (AI2O3), teor de oxigênio: 53 % em massa) ou oxido de cálcio (CaO, teor de oxigênio: 29 % em massa). Na fundição contínua de uma liga de mag- nésio, quando uma parte que está em contato com uma liga de magnésio é formada usan- do-se um elemento incluindo os óxidos acima mencionados, óxidos de magnésio são forma- dos, e assim, uma qualidade de superfície é diminuída. Além disso, os óxidos de magnésio agem como um fator de ruptura no caso em que o material fundido obtido é submetido a um segundo processo tal como o processo de laminação. Os óxidos de magnésio não são re- dissolvidos. Consequentemente, quando os óxidos de magnésio são misturados no material fundido ao longo de um fluxo do material fundido, isto causa solidificação não uniforme e deteriora uma qualidade da superfície do material fundido. Além disso, quando o material fundido é submetido ao segundo processo tal como a laminação, os óxidos de magnésio no material fundido agem como partículas estranhas e a ruptura é gerada. Assim, a deteriora- ção da qualidade ocorre. O fator desfavorável que pode ocorrer é que o segundo processo não pode ser realizado. Além disso, o material desoxidado pode ser não obtido e fundido em uma liga de magnésio fundida, desse modo diminuindo parcialmente uma temperatura da liga de magnésio fundida e causando solidificação não uniforme, e como um resultado, di- minuindo a qualidade da superfície do material fundido. Através do uso de um material que tem um pequeno teor de oxigênio como um material constituinte da parte que está em con- tato com o material fundido no período da fundição, a geração de óxidos de magnésio é su- primida e a formação de defeitos de superfície tal como ruptura no período do segundo pro- cesso é reduzida. Como um resultado, é possível obter um material fundido tendo um núme- ro muito pequeno de defeitos de superfície e um material laminado em que o material fundi- do é laminado. Além disso, é possível aperfeiçoar um rendimento em um tratamento de su- perfície realizando-se o tratamento de superfície incluindo um tratamento anticorrosão no material laminado.
É preferível completar a solidificação do material fundido quando o material fundido é liberado dos moldes de fundição móveis (rolos). Por exemplo, o material fundido é comple- tamente solidificado quando ele passa através de um espaço mínimo, que é a distância mais curta entre os rolos.
Assim sendo, é preferível solidificar o material fundido tal que um ponto de conclu- são da solidificação exista em uma seção entre uma superfície lisa incluindo eixos de rota- ção dos rolos e uma extremidade frontal da abertura de injeção do material fundido (seção de compensação). No caso em que a solidificação é concluída nesta seção, a liga de mag- nésio introduzida a partir da abertura de injeção do material fundido entra em contato com os moldes de fundição até que ela seja finalmente solidificada, e é esfriada a partir do lado do molde de fundição. Consequentemente, é possível suprimir a geração de segregação da linha central.
Uma temperatura de superfície do material da liga de magnésio (material fundido) liberado dos moldes de fundição móveis é preferivelmente 400 0C ou menos. Quando o ma- terial fundido em uma seção impermeável entre os moldes de fundição móveis, tais como rolos, é exposto a uma atmosfera incluindo oxigênio (ar ou semelhantes), o material fundido é oxidado, desse modo causando descoloração. É possível prevenir a ocorrência de desco- loração do material fundido controlando-se a temperatura de superfície do material fundido a 400 0C ou menos.
Um tratamento por calor ou tratamento por envelhecimento para uniformizar a com- posição pode ser realizado no material fundido obtido. Como condições específicas do mesmo, uma temperatura está preferivelmente na faixa de 200 a 450 0C e um período de tempo está na faixa de 1 a 40 hora(s). A temperatura ou período de tempo pode ser apropri- adamente selecionado de acordo com uma composição da liga.
Uma espessura do material fundido está preferivelmente na faixa de 0,1 a 10,0 mm. Quando a espessura é menor do que 0,1 mm, é difícil fornecer o material fundido de forma estável e obter uma placa de tamanho longo. Por outro lado, quando a espessura excede 10,0 mm, a segregação da linha central é facilmente gerada no material fundido obtido.
Quando o material fundido obtido tem uma resistência à tensão de 150 MPa ou mais e uma taxa de alongamento de ruptura de 1 % ou mais, a redução na processabilidade do plástico do material da liga de magnésio submetido ao segundo processo pode ser dimi- nuída. Para aperfeiçoar uma resistência e ductibiliade, é preferível que a estrutura do mate- rial de fundição seja refinada para reduzir os defeitos de superfície e o processo de Iamina- ção seja realizado no material fundido.
Condições de Laminação
É preferível usar a seguinte Condição de Laminação 1 ou 2.
Condição de Laminação 1
As condições de laminação descritas na W0/2006/003899 podem ser usadas como a Condição de Laminação 1. Neste processo de laminação, é preferível ajustar uma redução de laminação total para 20 % ou mais. Cristais colunares, que são a estrutura do material fundido, permanecem quando a laminação é realizada em uma redução de laminação total de menos do que 20 %. Como um resultado, propriedades mecânicas são facilmente irregu- lares. Além disso, de modo a mudar substancialmente uma estrutura fundida para uma es- trutura de laminação (estrutura recristalizada), é preferível ajustar uma redução de lamina- ção total para 30 % ou mais. Uma redução de laminação total C (%) é obtida pela seguinte expressão, (A-B)/A χ 100, onde A (mm) é uma espessura de um material fundido e B (mm) é uma espessura de um material laminado.
A laminação pode ser realizada em uma etapa única ou em etapas múltiplas. Quando a laminação é realizada em etapas múltiplas, a redução de laminação de cada eta- pa de laminação está preferivelmente na faixa de 1 a 50 %. Quando a redução de laminação de cada etapa da laminação é menor do que 1 %, a quantidade de laminação aumenta para se obter um material laminado (placa laminada) tendo uma espessura desejada, desse mo- do exigindo muito tempo e produtividade de redução. Além disso, quando a redução de la- minação de cada etapa de laminação é maior do que 50 %, um grau de processamento é elevado. Consequentemente, é preferível realçar a processabilidade do plástico aquecendo- se apropriadamente um material antes da laminação. Entretanto, o engrossamento ocorre em uma estrutura cristalina quando o aquecimento é realizado. Assim, existe uma possibili- dade de que a processabilidade do processo de prensagem realizado depois da laminação seja diminuída. Uma redução de laminação C (%) de cada etapa de laminação é obtida por uma expressão de (a-b)/a χ 100, onde a (mm) é uma espessura de um material antes da laminação e b (mm) é uma espessura do material depois da laminação.
No processo de laminação, a temperatura mais alta T(0C) pode ser selecionada a partir de uma temperatura t1 (0C) de um material antes da laminação e uma temperatura t2 (0C) do material no período da laminação, e a temperatura T (0C) e a redução de laminação C (%) podem satisfazer a seguinte expressão, 100>(T/c)>5. Quando (T/c) é 100 ou mais, a processabilidade da laminação é alta por causa de uma temperatura de um material que é alta, e um alto grau de processamento pode ser utilizado. Entretanto, a laminação é realiza- da com um baixo grau de processamento, desse modo aumentando as perdas econômicas. Por outro lado, quando (T/c) é 5 ou menos, a processabilidade da laminação é baixa por causa de uma temperatura de um material que é baixa. Entretanto, a laminação é realizada com um alto grau de processamento, e assim, a ruptura facilmente ocorre em uma superfí- cie do material ou dentro do material no período de laminação.
Além disso, no processo de laminação, é preferível que uma temperatura de super- fície de um material exatamente antes do material ser inserido em rolos Iaminadores seja controlada a 100 0C ou menos e uma temperatura de superfície dos rolos Iaminadores seja ajustada de 100 a 300 °C. Um material é indiretamente aquecido visto que ele entra em con- tato com os rolos Iaminadores aquecidos como mencionado acima. Um método de lamina- ção em que uma temperatura de superfície de um material antes da laminação é controlada a 100 0C ou menos e superfícies de rolos Iaminadores no período de laminação substancial são aquecidas de 100 a 300 0C é referido como "laminação não pré-aquecida". A laminação não pré-aquecida pode ser realizada em etapas múltiplas, ou pode ser realizada apenas uma vez na última etapa de laminação depois que a laminação que não é a laminação não pré-aquecida for realizada em etapas múltiplas. Isto é, a laminação que não é a laminação não pré-aquecida pode ser realizada como laminação áspera e a laminação não pré- aquecida pode ser realizada como laminação de acabamento. É possível obter um material de liga de magnésio laminado tendo uma resistência satisfatória e excelente processabilida- de do plástico realizando-se a laminação não pré-aquecida pelo menos na última etapa de laminação.
É preferível que a laminação que não é a laminação não pré-aquecida seja lamina- ção a quente em que um material é aquecido de 100 a 500 °C. O material é preferivelmente aquecido de 150 a 350 0C. Uma redução de laminação de cada etapa de laminação está preferivelmente na faixa de 5 a 20 %.
No caso em que a fundição é realizada em uma maneira contínua e depois a lami- nação é realizada fora de linha, ou no caso em que a laminação de acabamento é realizada independentemente da laminação áspera, é preferível realizar um tratamento de solução em um material durante 1 hora ou mais em uma temperatura na faixa de 350 a 450 0C antes da laminação ser realizada no material. Graças ao tratamento de solução, é possível eliminar tensão ou deformação remanescente que ocorre por um processo, tal como laminação ás- pera antes da laminação de acabamento, etc., e reduzir um tamanho de uma textura forma- da durante o processo. Além disso, é possível prevenir a ocorrência de ruptura, tensão e deformação não consideradas no material na laminação subsequente. Quando o tratamento de solução é realizado em uma temperatura de menos do que 350 0C durante um período de menos do que 1 hora, o efeito eliminador de tensão ou o efeito redutor de textura rema- nescente torna-se pequeno. Por outro lado, quando o tratamento de solução é realizado em uma temperatura de mais do que 450 °C, a energia para o tratamento de solução vai se en- fraquecendo. O limite superior do tempo de tratamento de solução é de cerca de 5 horas.
É preferível realizar um tratamento por calor no material de liga de magnésio lami- nado. Quando a laminação é realizada em etapas múltiplas, o tratamento por calor pode ser realizado para cada etapa de laminação ou várias etapas de laminação. Como condições para tratamento por calor, uma temperatura está na faixa de 100 a 450 0C e um período de tempo está na faixa de 5 minutos a 40 horas. Através da realização de um tratamento por calor em uma temperatura baixa (por exemplo, 100 a 350 °C) na faixa de temperatura acima durante um curto período de tempo (por exemplo, cerca de 5 minutos a 3 horas) na faixa do período de tempo acima, a tensão ou deformação remanescente que ocorre pela laminação pode ser eliminada e propriedades mecânicas podem ser aperfeiçoadas. Quando a tempe- ratura para o tratamento por calor é muito baixa ou o período de tempo para o tratamento por calor é muito curto, a recristalização não é satisfatória e a deformação permanece. Por outro lado, quando a temperatura é muito alta ou período de tempo é muito longo para o tratamento por calor, partículas de cristal tornam-se muito grossas, e assim, a processabili- dade do plástico do processo de prensagem, processo de cisalhamento ou semelhantes torna-se pior. Quando o tratamento de solução é realizado, o tratamento por calor é realiza- do em uma temperatura alta (por exemplo, 200 a 450 °C) na faixa de temperatura acima durante um período de tempo longo (por exemplo, cerca de 1 a 40 hora(s)) na faixa do perí- odo de tempo acima.
Quando uma diferença (valor absoluto) entre um tamanho médio do grão de cristal de uma parte da superfície de um material laminado e um tamanho médio do grão de cristal de uma parte do centro do material laminado é controlada para menos do que 20 %, é pos- sível aperfeiçoar adicionalmente a processabilidade do processo de prensagem. Quando a diferença é maior do que 20 %, a estrutura torna-se irregular e as propriedades mecânicas também tornam-se irregulares. Assim, o limite da moldagem tenda a ser diminuído. Para controlar a diferença do tamanho médio do grão de cristal acima mencionada para menos do que 20 %, por exemplo, a laminação não pré-aquecida pode ser realizada pelo menos na última etapa de laminação. Assim sendo, é preferível que deformação uniformemente ocorra realizando-se a laminação em uma temperatura baixa.
Condição de Laminação 2
Além disso, o processo de laminação preferivelmente inclui laminação controlada usando as seguintes exigências (1) e (2), onde M (% em massa) é um teor de Al incluído em uma liga de magnésio que constitui uma placa laminada.
(1) uma temperatura de superfície de uma placa de liga de magnésio Tb (0C) exa- tamente antes da placa de liga de magnésio ser inserida em rolos Iaminadores é controlada a uma temperatura que satisfaz a seguinte expressão.
8,33 χ M + 135 <Tb <8,33 χ M + 165
aqui, 5,0 <M <11,0
(2) uma temperatura de superfície dos rolos Iaminadores Tr é controlada de 150 a
180 °C.
Através do ajuste da temperatura de superfície dos rolos Iaminadores Tr e da tem- peratura de superfície de uma placa de liga de magnésio Tb como mencionado acima, é possível realizar o processo de laminação da extensão para que as partículas de cristal da liga de magnésio não sejam recristalizadas. Como um resultado, é possível realizar a lami- nação, na qual o engrossamento das partículas de cristal da liga de magnésio é suprimido e a ruptura raramente ocorre na superfície do material laminado.
A temperatura de superfície dos rolos Iaminadores Tr é controlada de 150 a 180 °C. Quando Tr é menor do que 150 0C e a (redução de laminação)/(etapa de laminação) aumen- ta, pequenas fendas tendo uma forma de couro de jacaré podem ser formadas em uma di- reção perpendicular a uma direção de movimento da placa de liga de magnésio no período que a placa de liga de magnésio é laminada. Além disso, quando Tr é maior do que 180 °C, a deformação da placa de liga de magnésio acumulada durante a laminação é diminuída por causa da recristalização das partículas de cristal da liga. Consequentemente, a quantidade de deformação de processamento torna-se pequena e é difícil refinar as partículas de cristal.
A temperatura de superfície dos rolos Iaminadores é controlada usando-se um mé- todo de descartar um elemento de aquecimento tal como um aquecedor no interior dos rolos Iaminadores ou um método de expor as superfícies dos rolos Iaminadores ao ar quente.
A temperatura de superfície de uma placa de liga de magnésio Tb (0C) exatamente antes da placa de liga de magnésio ser inserida nos rolos Iaminadores satisfaz a seguinte expressão.
8,33 χ M + 135 <Tb <8,33 χ M + 165
aqui, 5,0 <M <11,0
Isto é, o limite inferior da temperatura de superfície Tb é cerca de 177 °C, e o limite superior da mesma é cerca de 257 °C. A temperatura Tb varia de acordo com M (% em massa), em que M é o teor de Al incluído na liga de magnésio. Em mais detalhe, Tb é ajus- tada na faixa de 185 a 215 0C quando a liga de magnésio é ASTM AZ61, e Tb é ajustada na faixa de 210 a 247 0C quando a liga de magnésio é ASTM AZ91. Quando Tb está abaixo do limite inferior de cada composição, como no caso em que a temperatura de superfície dos rolos Iaminadores está abaixo do limite inferior, pequenas fendas tendo uma forma de couro de jacaré podem ser formadas em uma direção perpendicular a uma direção de movimento da placa de liga de magnésio. Quando Tb excede o limite superior de cada composição, a deformação da placa de liga de magnésio acumulada durante a laminação é diminuída por causa da recristalização das partículas de cristal da liga. Consequentemente, a quantidade de deformação de processamento torna-se pequena e é difícil refinar as partículas de cristal.
Mesmo quando a temperatura de superfície de uma placa de liga de magnésio Tb é ajustada na faixa acima mencionada, porém quando a temperatura de superfície dos rolos Iaminadores está na temperatura ambiente, a temperatura Tb é diminuída quando a placa de liga de magnésio entra em contato com os rolos laminadores. Consequentemente, fen- das são formadas na superfície da placa de liga de magnésio. É possível suprimir eficaz- mente a ruptura controlando-se a temperatura de superfície da placa de liga de magnésio, assim como a temperatura de superfície dos rolos laminadores.
Uma redução de laminação total da laminação controlada está preferivelmente na faixa de 10 a 75 %. A redução de laminação total é obtida por uma expressão de (espessura da placa antes da laminação controlada - espessura da placa depois da laminação controla- da)/(espessura da placa antes da laminação controlada χ 100). Quando a redução de lami- nação total é menor do que 10 %, a deformação de processamento em um objeto processa- do é pequena e o efeito de refinamento da partícula de cristal é pequeno. Por outro lado, quando a redução de laminação total excede 75 %, a deformação de processamento em um objeto processado é grande, e assim, a ruptura pode ocorrer. Por exemplo, quando uma espessura final da placa é 0,5 mm, a laminação controlada é realizada em uma placa tendo uma espessura na faixa de 0,56 a 2,0 mm. A redução de laminação total mais preferida da laminação controlada está na faixa de 20 a 50 %.
Além disso, (redução de laminação)/(etapa de laminação (redução de laminação média de cada etapa de laminação)) da laminação controlada está preferivelmente na faixa de 5 a 20 %. Quando a (redução de laminação)/(etapa de laminação) é muito baixa, é difícil realizar eficazmente a laminação. Quando a (redução de laminação)/(etapa de laminação) é muito alta, defeitos tais como fendas são facilmente formados em um objeto laminado.
Quando a laminação controlada acima mencionada é realizada em etapas múlti- plas, é preferível que pelo menos uma etapa de laminação seja realizada em um sentido inverso à direção de outras etapas de laminação. A deformação de processamento unifor- memente ocorre em um objeto laminado revertendo-se uma direção de laminação, em com- paração com o caso em que a laminação é realizada apenas na mesma direção. Conse- quentemente, é possível reduzir uma variação no diâmetro do grão depois de um tratamento por calor final geralmente realizado depois da laminação controlada.
Como descrito acima, a laminação para uma placa de liga de magnésio inclui a la- minação áspera e a laminação de acabamento. Pelo menos, a laminação controlada é pre- ferivelmente realizada como a laminação de acabamento. Considerando o aperfeiçoamento adicional na processabilidade do plástico, é preferível realizar a laminação controlada no processo de laminação completo.
Entretanto, visto que a laminação de acabamento tem o efeito máximo na supres- são do engrossamento da partícula de cristal na placa de liga de magnésio finalmente obti- da, é preferível que a laminação controlada seja realizada como a laminação de acabamen- to.
Em outras palavras, a laminação áspera exceto a laminação de acabamento não é restrita às condições de laminação da laminação controlada. Particularmente, a temperatura de superfície da placa de liga de magnésio a ser laminada não tem limitação especial. A temperatura de superfície da placa de liga de magnésio a ser laminada e a redução de lami- nação são ajustadas de uma maneira tal que os diâmetros dos cristais da placa de liga de magnésio diminuem tanto quanto possível. Por exemplo, no caso em que a espessura inicial de uma placa antes da laminação é 4,0 mm e a espessura final da placa é 0,5 mm, a lami- nação áspera é realizada tal que a espessura da placa é reduzida de 0,56 a 2,0 mm, e de- pois a laminação de acabamento é realizada tal que a espessura da placa é reduzida a 0,5 mm.
O aperfeiçoamento em uma eficiência de processamento da laminação áspera po- de ser esperado controlando-se a temperatura de superfície dos rolos Iaminadores a 180 0C e aumentando-se a (redução de laminação)/(etapa de laminação). Em um tal caso, por e- xemplo, a (redução de laminação)/(etapa de laminação) está preferivelmente na faixa de 20 a 40 %. Mesmo neste caso onde a temperatura de superfície é 180 0C ou mais, a tempera- tura de superfície dos rolos Iaminadores é preferivelmente controlada a 250 0C ou menos de modo a suprimir a recristalização das partículas de cristal da liga.
Além disso, no processo de laminação áspera, quando a temperatura de superfície de uma placa de liga de magnésio Tb é controlada a 300 0C ou mais, exatamente antes da placa de liga de magnésio ser inserida nos rolos Iaminadores e a temperatura de superfície dos rolos Iaminadores Tr ser controlada a 180 0C ou mais, o estado da superfície da placa de liga de magnésio depois de laminação áspera torna-se satisfatório, e assim, a ruptura da borda não ocorre. Quando a temperatura de superfície de uma placa de liga de magnésio é menor do que 300 °C e a temperatura de superfície dos rolos Iaminadores é menor do que 180 °C, a redução de laminação não pode ser aumentada. Consequentemente, a eficiência de processamento do processo de laminação áspera é reduzida. O limite superior da tempe- ratura de superfície da placa de liga de magnésio não é particularmente limitado. Entretanto, quando a temperatura de superfície da placa de liga de magnésio é alta, o estado da super- fície da placa de liga de magnésio depois da laminação áspera pode se tornar não satisfató- rio. Portanto, a temperatura de superfície da placa de liga de magnésio é preferivelmente 400 0C ou menos. Ademais, o limite superior da temperatura de superfície dos rolos Iamina- dores não é particularmente limitado. Entretanto, quando a temperatura dos rolos Iaminado- res é alta, os rolos Iaminadores podem ser danificados devido à fadiga térmica. Portanto, a temperatura de superfície dos rolos Iaminadores é preferivelmente 300 0C ou menos.
Quando a redução de laminação de cada etapa de laminação está na faixa de 20 a 40 % na laminação áspera realizada com as faixas de temperatura acima descritas, uma variação no diâmetro do grão na placa de liga de magnésio pode ser reduzida. Quando a redução de laminação de cada etapa de laminação no período da laminação áspera é me- nor do que 20 %, um efeito para que a variação no diâmetro do grão depois da laminação reduzida seja pequeno, e quando a redução de laminação de cada etapa de laminação no período de laminação áspera excede 40 %, a ruptura da borda ocorre em uma parte da ex- tremidade da placa de liga de magnésio. Além disso, no processo de laminação realizado na redução de laminação nesta faixa, visto que uma etapa de laminação tem um efeito peque- no, é preferível realizar pelo menos duas etapas de laminação.
Na laminação (laminação áspera inicial) de uma placa de liga fundida, é preferível aumentar a temperatura da placa de liga e aumentar a redução de laminação dentro da faixa de redução de laminação acima mencionada. Na laminação áspera exatamente antes da laminação de acabamento, é preferível que a temperatura da placa de liga seja de cerca de 300 0C e a redução de laminação seja de cerca de 20 %.
Através da realização da laminação áspera sob as condições acima descritas e subseqüentemente a realização da laminação de acabamento, é possível produzir uma pla- ca de liga de magnésio tendo processabilidade do plástico mais aperfeiçoada. Especifica- mente, o estado da superfície da placa de liga de magnésio torna-se satisfatório, a ocorrên- cia de ruptura da borda é suprimida, ou uma variação no diâmetro do grão na placa de liga de magnésio é reduzida. Além disso, a quantidade de segregação na placa de liga de mag- nésio pode ser reduzida.
Conforme as condições de processo relacionadas à Condição de Laminação 2, o tratamento de solução pode ser adicionalmente realizado no material fundido antes da lami- nação, se necessário. Conforme as condições para o tratamento de solução, por exemplo, uma temperatura está na faixa de 380 a 420 0C e um período de tempo está na faixa de 60 a 600 minutos, e uma temperatura preferida está na faixa de 390 a 410 0C e um período de tempo preferido está na faixa de 360 a 600 minutos. A quantidade de segregação pode ser reduzida realizando-se desta maneira o tratamento de solução. No caso de uma liga de magnésio correspondente a AZ91 tendo uma grande quantidade de Al, é preferível realizar o tratamento de solução durante um período de tempo longo.
Adicionalmente, conforme necessário, o recozimento para redução de deformação pode ser realizado durante o processo de laminação (o processo de laminação pode ser a laminação controlada ou não). É preferível que o recozimento para redução de deformação seja realizado entre partes das etapas de laminação no processo de laminação. O ponto de partida do recozimento para redução de deformação no processo de laminação e a quanti- dade do recozimento para redução de deformação é apropriadamente selecionada de acor- do com a quantidade de deformação acumulada na placa de liga de magnésio. Através da realização do recozimento para redução de deformação, a laminação subsequente é reali- zada mais uniformemente. Como condições para o recozimento para redução de deforma- ção, por exemplo, uma temperatura está na faixa de 250 a 350 0C e um período de tempo está na faixa de 20 a 60 minutos.
Também é preferível realizar o recozimento final no material laminado, no qual a laminação é completamente acabada. A estrutura cristalina da placa de liga de magnésio depois da laminação de acabamento tem uma grande quantidade de deformação de pro- cessamento. Consequentemente, quando o recozimento final é realizado, a recristalização é obtida de uma maneira tal que a estrutura cristalina é refinada. Isto é, mesmo no caso da placa de liga de magnésio em que a deformação é diminuída através da realização de reco- zimento final, a resistência da placa de liga de magnésio é mantida alta de modo a ter uma estrutura recristalizada e refinada. Quando o material laminado em que a estrutura da placa de liga é recristalizada de antemão é submetido ao processo de plasticidade incluindo o pro- cesso de prensagem em uma temperatura de cerca de 250 °C, não há grande variação na estrutura cristalina antes e depois do processo de plasticidade, tal como engrossamento das partículas de cristal da estrutura cristalina na placa de liga de magnésio. Consequentemen- te, na placa de liga de magnésio submetida ao recozimento final, a resistência de uma parte em que a deformação do plástico ocorre no período do processo de plasticidade é aperfei- çoada devido ao endurecimento do processo, e a resistência de uma parte em que a defor- mação do plástico não ocorre é mantida. Conforme as condições para o recozimento final, uma temperatura está na faixa de 200 a 350 0C e um período de tempo está na faixa de 10 a 60 minutos. Em mais detalhe, o recozimento final pode ser realizado em uma temperatura na faixa de 300 a 340 0C durante 10 a 30 minutos quando o teor de Al está na faixa de 8,5 a 10,0 % e o teor de Zn está na faixa de 0,5 a 1,5 % na liga de magnésio.
Na placa produzida usando-se um material fundido por rolo duplo, a segregação ocorre na parte do centro da espessura da placa no período da fundição. Quando uma liga de magnésio inclui Al, os produtos segregados são principalmente um composto intermetáli- co tendo uma composição de Mg17AI12. Quanto maior o teor de impurezas na liga de magné- sio, mais fácil a ocorrência da segregação. Por exemplo, quando ligas do tipo ASTM AZ são tomadas como um exemplo, AZ91 em que um teor de Al é cerca de 9 % em massa tem uma quantidade maior de segregação do que AZ31 em que um teor de Al é de cerca de 3 % em massa depois da fundição. Ainda que o caso de AZ91 tendo uma grande quantidade de se- gregação, através da realização de tratamento de solução antes do processo de laminação áspera ou laminação de acabamento sob as condições apropriadas, conforme descrito na "Condição de Laminação 2", a segregação em uma direção de espessura da placa de liga de magnésio pode ser dividida em um comprimento de 20 μιτι ou menos. Neste relatório, "parte de segregação é dividida" significa que a segregação linear é dividida em uma direção de espessura ou em uma direção de comprimento. Um critério para o comprimento de se- gregação em uma direção de espessura, que não afeta o processo de plasticidade incluindo o processo de prensagem, é de 20 μιτι ou menos. O comprimento de segregação em uma direção de espessura é preferivelmente menos do que 20 μιτι. Quando o comprimento de segregação mais longo é dividido em um comprimento menor do que um diâmetro do grão de um material de base, características de resistência podem ser mais aperfeiçoadas.
Processo Preliminar Depois da Laminação e Antes do Processo
E preferível realizar pelo menos um dos processos niveladores e de polimento em um material de liga de magnésio laminado como um processo preliminar antes do processo de cisalhamento. No processo de nivelamento, por exemplo, um material laminado é deixa- do passar através de um rolo nivelador de uma maneira tal que a não uniformidade do mate- rial laminado e o alinhamento de partículas de cristal, etc. são corrigidos. No processo de polimento, uma superfície de um material laminado ou uma superfície de um material lami- nado depois do processo de nivelamento é polida para alisar a superfície do objeto polido. Um exemplo típico do polimento é polimento com correia do tipo úmido. Neste momento, a correia de polimento #240 pode ser usada como uma condição de polimento. Mais preferida é uma correia de polimento #320, e ainda mais preferida é correia de polimento #600.
Processo de Plasticidade
É preferível realizar o processo de plasticidade em um processo a quente. Quando o processo de plasticidade inclui o processo de prensagem, o processo de embutimento profundo, o processo de forjamento, o processo de sopro, e o processo de dobramento, é preferível que uma temperatura de um elemento do material (elemento do material tendo uma película anticorrosiva, se ele for submetido ao tratamento anticorrosão) esteja na faixa de 200 a 250 °C. Quando a temperatura no período do processo de plasticidade é de cerca de 250 °C, um tamanho médio do grão de cristal de uma parte não processada (parte em que a deformação do plástico resultante do processo de plasticidade não ocorre) do elemen- to do material raramente varia. Consequentemente, a resistência à tensão da parte não pro- cessada antes e depois do processo de plasticidade raramente varia. A parte processada por plasticidade pode ser submetida ao tratamento por calor. Conforme as condições para o tratamento por calor, uma temperatura está na faixa de 100 a 450 °C e um período de tempo está na faixa de 5 minutos a 40 horas. Por exemplo, de mo- do a eliminar a deformação que ocorre por um processo, eliminar a tensão remanescente que ocorre no período de um processo, e aperfeiçoar as propriedades mecânicas, o trata- mento por calor pode ser realizado em uma temperatura baixa (por exemplo, 100 a 350 °C) na faixa de temperatura acima, durante um curto período de tempo (por exemplo, 5 minutos a 24 horas) na faixa do período de tempo acima. Além disso, para o tratamento de solução, o tratamento por calor pode ser realizado em uma temperatura alta (por exemplo, 200 a 450 °C) na faixa de temperatura acima, durante um período de tempo longo (por exemplo, 1 a 40 horas) na faixa do período de tempo acima.
Camada de Tratamento de Superfície e Método de Formação da Mesma
Exemplos típicos de uma camada de tratamento de superfície incluem uma camada de preparação de superfície obtida pelo tratamento de preparação de superfície e uma pelí- cula de pintura obtida pelo tratamento de aplicação de pintura.
No tratamento de preparação de superfície, tipicamente, o desengorduramento, o ataque ácido, a decapagem, o ajuste da superfície, o tratamento anticorrosão e a secagem são seqüencialmente realizados.
No tratamento de desengorduramento, um óleo de corte é removido por desengor- duramento alcalino, e um agente divisor usado no processo de laminação ou de prensagem é amolecido para ser facilmente removido. Para o tratamento de desengorduramento, uma temperatura está preferivelmente na faixa de 20 a 70 0C e um período de tempo está prefe- rivelmente na faixa de 1 a 20 minutos.
No tratamento de ataque ácido, um agente divisor e impurezas metálicas (Fe, Ni, Co, e Si) de uma liga, que são depositados em uma superfície de um elemento do material, são dissolvidos e removidos para cada camada de superfície. Neste momento, sais metáli- cos são depositados. Para o tratamento de ataque ácido, uma temperatura está preferivel- mente na faixa de 20 a 70 0C e um período de tempo está preferivelmente na faixa de 0,5 a minutos.
No tratamento de decapagem, manchas (óxidos de superfície) depositadas no perí- odo de tratamento de ataque ácido são dissolvidas em uma solução alcalina e removidas. Simultaneamente, uma película de passivação é formada por uma reação com magnésio. Para o tratamento de decapagem, uma temperatura está preferivelmente na faixa de 20 a 70 0C e um período de tempo está preferivelmente na faixa de 2 a 20 minutos.
No ajuste da superfície, a solução alcalina usada no tratamento de decapagem é limpa e removida. Para o ajuste da superfície, uma temperatura está preferivelmente na fai- xa de 20 a 70 0C e um período de tempo está preferivelmente na faixa de 1 a 10 minuto(s).
O tratamento antícorrosão é um tratamento para formar uma película para aperfei- çoar a resistência à corrosão de uma superfície de uma liga de magnésio. Em mais detalhe, um tratamento químico ou tratamento por anodização pode ser realizado como o tratamento anticorrosão. O tratamento químico é um tratamento para formar uma película de óxido (pe- lícula de tratamento de conversão química) por uma reação com uma liga de magnésio. Graças a este tratamento, é possível aperfeiçoar a resistência à corrosão de um elemento de liga de magnésio e a aderência de uma película de pintura formada em uma película de tratamento de conversão química. Um tratamento líquido para o tratamento químico pode ser amplamente classificado em um líquido com base em P, um líquido com base em P-Mn e um líquido com base em Cr. Considerando um efeito de água residual resultante dos tra- tamentos líquidos no meio-ambíente, é preferível usar um tratamento líquido com base em P não incluindo Cr e Mn. Quando do uso de um tratamento líquido com base em P para o tra- tamento químico, uma temperatura está preferivelmente na faixa de 20 a 70 0C e um perío- do de tempo está preferivelmente na faixa de 0,5 a 4 minutos. Por outro lado, o tratamento por anodização é um tratamento em que uma corrente contínua é aplicada a um ânodo com o uso de uma liga de magnésio para formar óxidos metálicos de magnésio em uma superfí- cie do eletrodo. Em mais detalhe, é preferível realizar um tratamento por anodização com base em JIS H8651 (1995). É preferível que um tratamento líquido para uma película anti- corrosiva obtida pelo tratamento por anodização não inclua Cr e Mn e a película anticorrosi- va tenha pequena resistência de superfície.
Desde o desengorduramento até a secagem acima mencionados, a limpeza com água é realizada entre os processos. É preferível que a limpeza com água seja realizada usando água desionizada. No tratamento de aplicação de pintura, geralmente, o tratamento de revestimento
interno, a secagem, o tratamento de revestimento externo, e a secagem são seqüencialmen- te realizados. O tratamento de revestimento interno é realizado aplicando-se uma composi- ção de revestimento de resina epóxi ou semelhantes em uma placa moldada submetida ao tratamento de preparação de superfície. Quando os defeitos de superfície são identificados no período do tratamento de revestimento interno, os defeitos de superfície são preenchidos com uma massa e depois o polimento é realizado nesta. Em seguida, o tratamento de reves- timento interno é novamente realizado uma só vez. Conforme necessário, estes processos, o tratamento de revestimento interno, a aplicação de massa, e depois o tratamento de re- vestimento interno, são repetidos mais do que uma vez nesta ordem. O tratamento de reves- timento externo é realizado usando-se uma composição de revestimento de resina acrílica depois do tratamento de revestimento interno. O tratamento de secagem no tratamento de aplicação de pintura pode ser uma cozedura e o tratamento de secagem em uma temperatu- ra na faixa de 100 a 200 0C de acordo com tipos ou desempenhos de uma composição de revestimento. Mesmo quando uma temperatura de um elemento do material é de cerca de 160 0C no tratamento de aplicação de pintura, um tamanho médio do grão de cristal do ele- mento do material raramente varia. Além disso, uma resistência à tensão antes e depois do tratamento de aplicação de pintura raramente varia.
Por outro lado, para formar uma película antibacteriana, é preferível usar uma solu- ção coloidal metálica descrita na JP-A-2005-248204. A solução coloidal metálica inclui subs- tâncias particuladas metálicas tendo um diâmetro inicial de 200 nm ou menos, depositadas reduzindo-se os íons metálicos em água, um dispersante tendo um peso molecular na faixa de 200 a 30.000, e um solvente misto de água como um meio disperso e um solvente aquo- so-orgânico. Uma película antibacteriana pode ser formada místurando-se a solução coloidal metálica em uma composição de revestimento. Além disso, uma película antibacteriana po- de ser formada independentemente de uma película de pintura. Na solução coloidal metáli- ca, as substâncias particuladas metálicas são preferivelmente incluídas por uma razão de 0,1 a 90 % em peso. Além disso, o dispersante é preferivelmente um composto orgânico não incluindo S, Ρ, B e átomos de halogênio. Além disso, o dispersante é preferivelmente incluído por uma razão de 2 a 30 partes em peso, com base em 100 partes em peso das substâncias particuladas metálicas. Pelo menos um de um grupo incluindo álcoois, cetonas, gilcol éteres e composto orgânicos contendo nitrogênio aquoso pode ser selecionado para ser usado como o solvente aquoso-orgânico.
Exemplo de Teste 1
Em seguida, Exemplos e Exemplos Comparativos da invenção serão descritos.
(1) Um elemento de liga de magnésio foi produzido de acordo com o Processo 1 seguinte usando-se um material fundido e laminado por rolo duplo contínuo de AZ91 como um elemento do material A.
Processo 1: Fundição —> Laminação a Quente —> Processo de Nivelamento —+ Po- Iimento —► Corte —> Processo de Prensagem a Quente —> Tratamento de Preparação de Su- perfície —> Tratamento de Aplicação de Pintura —► Secagem
As condições de fundição da fundição contínua de rolo duplo para AZ91 e caracte- rísticas do material fundido são descritas na Tabela 1, e as condições de laminação para o material fundido por rolo duplo de AZ91 e as características do material laminado são descri- tas na Tabela 2. As condições de fundição são condições descritas na W0/2006/003899 e as condições de laminação são condições com base na "Condição de Laminação 2" descrita acima. Maiores detalhes das condições de laminação serão descritos abaixo. Uma placa de liga de magnésio tendo uma espessura de 4,2 mm, a qual foi obtida pela fundição contínua de rolo duplo foi submetida à laminação áspera tal que a espessura da placa de liga de magnésio foi de 1 mm, e uma placa áspera-laminada tendo um tamanho médio do grão de cristal de 6,8 μιτι foi obtida. Na laminação áspera, o objeto a ser laminado foi pré-aquecido de 300 a 380 0C e depois o objeto foi laminado por rolos Iaminadores tendo uma temperatu- ra de superfície de 180 °C. O tamanho médio do grão de cristal foi obtido usando uma ex- pressão descrita no método para corte de JIS G 0551 (2005). Em seguida, a placa áspera- laminada foi submetida à laminação de acabamento sob as condições de laminação contro- ladas descritas na Tabela 2, tal que a espessura da placa áspera-laminada foi de 0,6 mm. A laminação de acabamento foi realizada em etapas múltiplas, e pelo menos uma etapa de laminação foi realizada em um sentido inverso à direção de outras etapas de laminação. Em seguida, um tratamento por calor foi realizado na placa de acabamento laminada a 320 0C durante 30 minutos. No processo de nivelamento, o material laminado foi deixado passar através de um rolo nivelador para corrigir a não uniformidade do material laminado e o ali- nhamento das partículas de cristal, etc. No polimento, o polimento com correia do tipo úmido é realizado usando uma correia de polimento #240 para alisar a superfície do material lami- nado. Na prensagem, uma temperatura de um molde foi ajustada a 250 °C, o objeto a ser processado é mantido no molde durante 12 segundos para ser aquecido, e depois a pren- sagem foi realizada a 2,5 mm/s. Graças a esta prensagem, um caso para um PDA para de- monstração foi obtido.
Tabela 1
Fundição de rolo duplo de AZ91
Condições de fundição Temperatura de fundição (0C) 675 °C Taxa de Resfriamento (°C/s) 420 °C/s Espessura do material fundido (mm) 4,2 mm Molde de Fundição Rotação do Rolo Temperatura do Molde de Fundição (0C) 140 0C Características do Mate- rial Fundido Espessura do Material (mm) 4,2 mm Tamanho do Composto Intermetálico (pm) 5,0 pm Variação na Concentração de Al máx-mín (%) 8,8-9,2 % Profundidade do Defeito de Superfície pro- fundidade/espessura 3 % Resistência à Tensão (MPa) 241 MPa Alongamento de Ruptura (%) 1,4% Tabela 2
Laminação de AZ91
Condições de La- minação Espessura antes da laminação (mm) 4,2 mm Espessura depois da Laminação (mm) 0,6 mm Redução de Laminação de Cada Etapa de Laminação na Laminação Áspera (%) máx 35 % min 20 % Redução de Laminação média de Cada etapa c ção na Laminação de Acabamento (%) e Iamina- 7 % Redução de Laminação da Etapa Final de Laminação (%) 7% Temperatura de Superfície da Placa exatamente antes da Laminação de Acabamento (0C) 220 0C Temperatura de Superfície dos Rolos na Laminação de Acabamento (0C) 170 0C Características do Material Laminado Espessura do Material (mm) 0,6 mm Tamanho do Composto Intermetálico (μιτι) 4,2 μιτι Tamanho do Composto Intermetálico de Superfície 5,0 μιτι ou menos Variação na Concentração de Al (%) 8,8-9,1 % Tamanho médio do grão de cristal (μιτι) 5,6 μιτι Profundidade do Defeito de Superfície profundidade/espessura 2 % Comprimento do Defeito de Superfície 20 μιτι ou menos Resistência à Tensão (MPa) 342 MPa Alongamento de Ruptura (%) 10,8 %
(2) Um elemento de liga de magnésio foi produzido de acordo com o Processo 2 usando-se um material fundido tixomoldado de AZ91 como um elemento do material B.
Processo 2: Fundição —> Polimento —> Tratamento de preparação de superfície —»
Tratamento de aplicação de pintura —»Secagem
(3) Um elemento de liga de magnésio foi produzido de acordo com o Processo 1 usando-se um lingote fundido e material laminado de AZ31 como um elemento do material C.
Condições de fundição de lingote para AZ31 são condições conhecidas. Caracterís-
ticas do material fundido obtidas sob as condições conhecidas são descritas na Tabela 3, e as condições de laminação para o material fundido e as características do material laminado são descritas na Tabela 4. Tabela 3
Fundição de Lingote de AZ31
Condições de Fundição Temperatura de Fundição (0C) 695 0C Taxa de Resfriamento (°C/s) 12 °C/s Espessura do material fundido (mm) 150 mm Molde de Fundição Corpo Re- tangular Temperatura do Molde de Fundição (0C) Temperatura Ambiente Características do Mate- rial Fundido Espessura do Material (mm) 150 mm Tamanho do Composto Intermetálico (pm) 20 pm Variação na Concentração de Al máx-mín (%) 2,8-3,5 % Profundidade do Defeito de superfície profundi- dade/espessura 12 % Resistência à Tensão (MPa) 212 MPa Alongamento de Ruptura (%) 2,4 %
Tabela 4
Laminação de AZ31
Condições de Lamina- ção Espessura antes da laminação (mm) 150 mm Espessura depois de Laminação (mm) 0,6 mm Redução de Laminação de Cada Eta- pa de laminação (%) máx 25% min 9 % Redução de Laminação da Etapa Fina nação (%) de Lami- 9 % Características do Mate- rial laminado Espessura do Material (mm) 0,6 mm Tamanho do Composto Intermetálico (pm) 17 pm Variação na Concentração de Al máx-mím (%) 2,8-3,3 % Profundidade do Defeito de superfície profundidade/espessura 6 % Resistência à Tensão (MPa) 263 MPa Alongamento de Ruptura (%) 18,2%
No tratamento de preparação de superfície dos processos de produção supracita- dos, o desengorduramento, o ataque ácido, a decapagem, o ajuste da superfície, o trata- mento químico e a secagem 1 foram seqüencialmente realizados. A limpeza com água foi realizada entre os processos constituindo o tratamento de preparação de superfície. No tra- tamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno, a aplicação de mas- sa, o polimento, o tratamento de revestimento externo e a secagem 2 foram seqüencialmen- te realizados. A aplicação de massa e o polimento foram realizados no caso em que os de- feitos de superfície foram identificados no período de tratamento de revestimento interno. Conforme necessário, estes processos, a aplicação de massa, o polimento, e depois o tra- tamento de revestimento interno, foram repetidos nesta ordem.
O desengorduramento, o ataque ácido, a decapagem, o ajuste da superfície e a se- cagem 1 foram realizados como segue a menos que os seguintes declinem. Concentrações de soluções são expressadas em % em massa.
Desengorduramento: Sob agitação de uma solução 10 % de KOH e uma solução tensoativa não iônica 0,2 %, 60 °C, 10 minutos
Ataque Ácido: Sob agitação de uma solução 5 % de ácido fosfórico, 40 °C, 1 minuto Decapagem: Sob agitação de uma solução 10 % de KOH, 60 °C, 10 minutos Ajuste da superfície: Sob agitação de uma solução de água carbonatada em que o pH é ajustado a 8, 60 0C, 5 minutos
Secagem 1: 120 °C, 20 minutos
O tratamento de aplicação de pintura foi realizado sob as seguintes condições: Tratamento de aplicação de pintura: O tratamento de revestimento interno (trata- mento de base) é realizado usando-se uma pulverização de aderência para um metal não ferroso, fabricado pela Kanpe Hapio Co.,Ltd., e depois o tratamento de revestimento externo é realizado usando-se uma pulverização com verniz acrílico preto A, fabricado pela Kanpe Hapio Co.,Ltd.;
Aplicação de massa: Massa de poliéster; e
Secagem 2: Secagem na temperatura ambiente durante 24 horas.
Condições de produção para os exemplos e os exemplos comparativos são como
segue.
Exemplo 1
Um material prensado de AZ91, submetido aos processos supracitados a partir da fundição contínua de rolo duplo na prensagem a quente, foi usado como um material de ba- se de tratamento. Neste material de base de tratamento, o tratamento de preparação de superfície e o tratamento de aplicação de pintura foram realizados. No tratamento de prepa- ração de superfície, um líquido de tratamento com base em P incluindo 10 % de fosfato co- mo um componente principal e fabricado pela empresa A, e uma solução 10 % de KOH fo- ram usados como líquidos de tratamento para o tratamento de preparação de superfície. Sob agitação ultrassônica dos mesmos, o tratamento químico foi realizado a 40 0C durante 2 minutos. No Exemplo 1 e nos Exemplos 2 a 7 a serem descritos mais tarde, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo foram realizados uma só vez, porém a aplicação de massa e o polimento não foram realizados.
Exemplo 2
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate-
rial de base de tratamento. Neste material de base de tratamento, o tratamento de prepara- ção de superfície e o tratamento de aplicação de pintura foram realizados. No tratamento de preparação de superfície, um líquido de tratamento com base em P incluindo 10 % de fosfa- to como um componente principal e fabricado pela empresa B, e uma solução 1 % de KOH foram usados como líquidos de tratamento para o tratamento de preparação de superfície. Sob agitação ultrassônica dos mesmos, o tratamento químico foi realizado a 90 0C durante 1 minuto.
Exemplo 3
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate- rial de base de tratamento. Neste material de base de tratamento, o tratamento de prepara- ção de superfície e o tratamento de aplicação de pintura foram realizados. No tratamento de preparação de superfície, um líquido de tratamento com base em P-Mn incluindo 10 % de fosfato de manganês como um componente principal e fabricado pela empresa C foi usado como um líquido de tratamento para o tratamento de preparação de superfície. Sob agitação ultrassônica do mesmo, o tratamento químico foi realizado a 40 0C durante 2 minutos.
Exemplo 4
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate- rial de base de tratamento. O tratamento de preparação de superfície e o tratamento de apli- cação de pintura foram realizados da mesma maneira como naqueles do Exemplo 1, exceto que o material de base de tratamento foi submetido a um tratamento com fosfato no proces- so de ataque ácido e depois processado em uma solução 3 % de HF a 30 0C durante 1 mi- nuto. O tratamento químico foi realizado da mesma maneira como naquele do Exemplo 1, exceto que um líquido de tratamento com base em P-Mn incluindo 10 % de fosfato de man- ganês como um componente principal e fabricado pela empresa D foi usado como um líqui- do de tratamento.
Exemplo 5
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate- rial de base de tratamento. Uma liga de magnésio foi processada com referência a um mé- todo de impermeabilização contra corrosão preliminar para uma parte não acabada, que é um método de impermeabilização contra corrosão da liga de magnésio (JIS H 8651 (1995)) do primeiro tipo. Isto é, o material de base de tratamento foi imerso em uma solução de bi- cromato de sódio de 180 g/L e ácido nítrico (60 %) de 260 ml/L em uma temperatura de so- lução de 25 0C durante 1 minuto e depois gotículas foram removidas durante 5 segundos. Subseqüentemente, o material de base de tratamento foi limpo com água, e depois seco, desse modo obtendo uma película de tratamento de conversão química com base em Cr. Todos os tratamentos foram realizados da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto para o tratamento químico.
Exemplo 6
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate- rial de base de tratamento. O material de base de tratamento foi processado com referência a um método de impermeabilização contra corrosão preliminar para uma parte não acabada, que é um método de impermeabilização contra corrosão da liga de magnésio (JIS H 8651 (1995)) do oitavo tipo. Isto é, o material de base de tratamento foi imerso em uma solução de fluoreto de sódio ácido de 15 g/L, bicromato de sódio de 180 g/L, sulfato de alumínio de g/L e ácido nítrico (60 %) de 84 ml/L em uma temperatura de solução de 20 0C durante 2 minutos, limpo com água, e depois seco, desse modo obtendo uma película de tratamento de conversão química com base em Cr. Todos os tratamentos foram realizados da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto para o tratamento químico.
Exemplo 7
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate- rial de base de tratamento. Uma liga de magnésio foi processada com referência a um mé- todo de impermeabilização contra corrosão satisfatório para uma parte acabada, que é um método de impermeabilização contra corrosão da liga de magnésio (JIS H 8651 (1995)) do terceiro tipo. Isto é, como um primeiro processo, o material de base de tratamento foi imerso em uma solução de ácido fluorídrico (46 %) de 250 ml/L em uma temperatura de solução de 0C durante 5 minutos e depois limpo com água. Em seguida, como um segundo proces- so, o material de base de tratamento foi imerso em uma solução de bicromato de sódio de 120 a 130 g/L e fluoreto de cálcio de 2,5 g/L em uma temperatura de solução de 90 0C du- rante 60 minutos, limpo com água, imerso em água quente, e depois seco, desse modo ob- tendo uma película de tratamento de conversão química com base em Cr. Todos os trata- mentos foram realizados da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto para o tratamento químico.
Exemplo 8
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate- rial de base de tratamento. No tratamento de preparação de superfície, o desengorduramen- to alcalino, a limpeza ácida, o tratamento por anodização, e a secagem foram sequencial- mente realizados. Para uma solução de desengorduramento alcalino e uma solução de lim- peza de ácido, uma solução de desengorduramento para um tratamento químico e uma so- lução de ataque ácido foram usadas, respectivamente. O tratamento por anodização foi rea- Iizado com referência ao tipo A de um método de impermeabilização contra corrosão satisfa- tório para uma parte acabada, que é um método de impermeabilização contra corrosão da liga de magnésio (JIS H 8651 (1995)) do décimo primeiro tipo. Em mais detalhe, um líquido de tratamento de hidróxido de potássio de 165 g/L, fluoreto de potássio de 35 g/L, fosfato de sódio de 35 g/L, hidróxido de alumínio de 35 g/L e permanganato de potássio de 20 g/L foi usado para imergir o material de base de tratamento neste, em uma temperatura de solução de 20 °C, uma densidade corrente de 2,0 A/dm2 e uma voltagem de 70 V durante 20 minu- tos. Então, o material de base de tratamento foi limpo com água e seco, desse modo obten- do uma película de oxidação anódica com base em P-Mn. Subseqüentemente, o tratamento de aplicação de pintura foi realizado sob as condições descritas acima.
Exemplo 9
Um material prensado, o qual foi o mesmo do Exemplo 1, foi usado como um mate- rial de base de tratamento. Todos os tratamentos foram realizados da mesma maneira como no Exemplo 8, exceto que um líquido de tratamento com base em P incluindo fosfato e fabri- cado pela empresa E foi usado como um líquido de tratamento para anodização.
Exemplos Comparativos 1 a 7
Todos os tratamentos dos Exemplos Comparativos 1 a 7 foram realizados da mes- ma maneira como nos Exemplos 1 a 7, respectivamente, exceto que um material fundido tixomoldado de AZ91 foi usado como um material de base de tratamento. Nos Exemplos Comparativos 1 a 7, o tratamento de revestimento externo foi realizado uma só vez, porém o tratamento de revestimento interno, a aplicação de massa e polimento foram realizados mais do que uma vez.
Exemplos Comparativos 8 a 14
Todos os tratamentos dos Exemplos Comparativos 8 a 14 foram realizados da mesma maneira como nos Exemplos 1 a 7, respectivamente, exceto que um material de lingote fundido de AZ31, e material laminado, polido e prensado de AZ31 foram usados co- mo um material de base de tratamento. Nos Exemplos Comparativos 8 a 14, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo foram realizados uma só vez, porém a aplicação de massa e o polimento não foram realizados. Exemplos Comparativos 15 e 16
Todos os tratamentos dos Exemplos Comparativos 15 e 16 foram realizados da mesma maneira como nos Exemplos 8 e 9, respectivamente, exceto que um material fundi- do tixomoldado de AZ91 foi usado como um material de base de tratamento. Nos Exemplos Comparativos 15 e 16, o tratamento de revestimento externo foi realizado uma só vez, po- rém o tratamento de revestimento interno, a aplicação de massa e o polimento foram reali- zados mais do que uma vez.
Exemplos Comparativos 17 e 18 Todos os tratamentos dos Exemplos Comparativos 17 e 18 foram realizados da mesma maneira como nos Exemplos 8 e 9, respectivamente, exceto que um material de lingote fundido de AZ31, e material laminado, polido e prensado de AZ31 foram usados co- mo um material de base de tratamento. Nos Exemplos Comparativos 17 e 18, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo foram realizados uma só vez, porém a aplicação de massa e o polimento não foram realizados.
A avaliação quanto à resistência elétrica de uma película de tratamento de conver- são química, avaliação quanto à resistência à corrosão, avaliação quanto à aderência de uma película de tratamento de conversão química, avaliação quanto à aderência de uma película de pintura e avaliação quanto à carga ambiental foram realizadas nos Exemplos 1 a 9 e nos Exemplos Comparativos 1 a 18. Cada método de avaliação é como segue.
Avaliação de Resistência Elétrica
A resistência da superfície de uma película obtida foi medida por um método de sonda dupla usando sonda dupla tipo MCP-TPAP com Rolester fabricado pela Mitsubishi Chemical Corporation.
Avaliação de Aderência
A aderência de uma película anticorrosiva e a aderência de uma película de pintura foram avaliadas pelo teste de descascamento do corte transversal JIS (JIS K 5400 8.5.2 (1990)). Uma faca de corte é usada para formar 100 cortes transversais em intervalos de 1 mm em uma película anticorrosiva ou uma película de pintura. Uma fita de aderência de ce- Iofane é firmemente fixada nos cortes transversais e depois é rapidamente removida de uma extremidade dos mesmos. É observado o número de cortes transversais no elemento do material que não são descascados e permanecem.
Avaliação de Resistência à Corrosão
A resistência à corrosão foi avaliada por um teste de névoa salina (SST, JIS Z 2371 (2000)). Em um teste de névoa salina de 24 horas, a água da solução salina de 5 % é pulve- rizada em um vaso de teste, ajustado a uma temperatura de 35 0C, e depois uma peça de teste é deixada no vaso de teste durante 24 horas. A resistência à corrosão da peça de teste é avaliada. Aqui, uma placa do material em que uma película anticorrosiva é formada é usa- da como a peça de teste. As partes corroídas são enegrecidas em comparação com as par- tes normais. Consequentemente, a área corroída pode ser facilmente obtida tomando-se uma imagem da superfície da peça de teste depois do teste e processando-se a imagem. Uma razão da área corroída para a área total da peça de teste é calculada. Quando a razão é 1 % ou menos, a peça de teste é determinada como aceitável.
Carga ambiental
A Não aceitação (Δ ou x) é decidida quando uma substância registrada no PRTR ou uma substância regulada de acordo com RoHS é incluída em um líquido de tratamento para um tratamento químico, e a Aceitação (O) é decidida quando as substâncias não são incluí- das no líquido de tratamento.
Cada resultado de teste é descrito nas Tabelas 5 a 7. Nas Tabelas 5 a 7, a "placa do material" significa o elemento do material mencionado acima.
Tabela 5
Material Materi- Líquido Resistên- Resistên- Aderên- Ade- Impacto no de Tes- al de Tra- cia da Su- cia à Cor- cia da rência Meio- te tamen- perfície rosão (Ra- Película do Re- ambiente to Anti- (Qcm) zão da Anticor- vesti- corro- Área Cor- rosiva mento sivo roída) (X/100) (X/100) Exem- Placa Com 0,1 1 % ou 100 100 O plo 1 do Ma- base menos terial A em P Exem- Placa Com 0,2 1 % ou 100 100 O plo 2 do Ma- base menos terial A em P Exem- Placa Com 0,2 1 % ou 100 100 Δ plo 3 do Ma- base menos Substância terial A em P- registrada Mn no PRTR (Mn) Exem- Placa Com 0,3 1 % ou 100 100 Δ~χ plo 4 do Ma- base menos Substância terial A em P- registrada Mn no PRTR (Mn) HF Poison Exem- Placa Com 0,2 1 % ou 100 100 X plo 5 do Ma- base menos Substância terial A em Cr regulada de acordo com RoHS (Cr^-Cr6+) Exem- Placa Com 0,2 1 % ou 100 100 X plo 6 do Ma- base menos Substância terial A em Cr regulada de acordo com RoHS (Cr-»Cr6+) Exem- plo 7 Placa do Ma- terial A Com base em Cr 0,6 1 % ou menos 100 100 X Substância regulada de acordo com RoHS (Cr—»Cr6+) Exem- plo 8 Placa do Ma- terial A Com base em P- Mn 10 1 % ou menos 100 100 Δ Substância registrada no PRTR (Mn) Exem- plo 9 Placa do Ma- terial A Com base em P 0,2 1 % ou menos 100 100 O
Tabela 6
Material Material Líquido Resistên- Resistên- Aderên- Aderên- Impacto de Teste de Tra- cia da cia à cor- cia da cia do no Meio- tamento superfície rosão Película Revesti- ambiente Anticor- (Ocm) (Razão da Anticor- mento rosivo Área Cor- roída) rosiva (X/100) (X/100) Exemplo Placa Com 0,1 10 % 100 100 O Compa- do ma- base em rativo 1 terial B P Exemplo Placa Com 0,2 5% 100 100 O Compa- do ma- base em rativo 2 terial B P Exemplo Placa Com 0,2 1 % ou 100 100 Δ Compa- do ma- base em menos Substân- rativo 3 terial B P-Mn cia regis- trada no PRTR (Mn) Exemplo Compa- rativo 4 Placa do ma- terial B Com base em P-Mn 0,3 1 % ou menos 100 100 Δ~χ Substân- cia regis- trada no PRTR (Mn) HF Poison Exemplo Compa- rativo 5 Placa do ma- terial B Com base em Cr 0,2 1 % ou menos 100 100 X Substân- cia regu- lada de acordo com RoHS (Cr-^Cr6+) Exemplo Compa- rativo 6 Placa do ma- terial B Com base em Cr 0,2 1 % ou menos 100 100 X Substân- cia regu- lada de acordo com RoHS (Cr^-Cr6+) Exemplo Compa- rativo 7 Placa do ma- terial B Com base em Cr 0,6 1 % ou menos 100 100 X Substân- cia regu- lada de acordo com RoHS (Cr->Cr6+)
Tabela 7
Material Material Líquido Resistên- Resistên- Aderên- Aderên- Impacto de Teste de Tra- cia da cia à cor- cia da cia do no Meio- tamento superfície rosão Película Revesti- ambiente Anticor- (Qcm) (Razão da Anticor- mento rosivo Área Cor- roída) rosiva (X/100) (X/100) Exemplo Placa Com 0,3 30 % 100 100 O Compa- rativo 8 do ma- terial C base em P Exemplo Compa- rativo 9 Placa do ma- terial C Com base em P 4 20 % 100 100 O Exemplo Compa- rativo 10 Placa do ma- terial C Com base em P-Mn 0,5 15% 99 100 Δ Substân- cia regis- trada no PRTR (Mn) Exemplo Compa- rativo 11 Placa do ma- terial C Com base em P-Mn 0,5 5% 99 100 Δ~χ Substân- cia regis- trada no PRTR (Mn) HF Poison Exemplo Compa- rativo 12 Placa do ma- terial C Com base em Cr 0,5 1 % ou menos 96 97 χ Subs- tância re- gulada de acordo com RoHS (Cr->Cr6+) Exemplo Compa- rativo 13 Placa do ma- terial C Com base em Cr 0,5 1 % ou menos 94 93 x Subs- tância re- gulada de acordo com RoHS (Cr—»Cr6+) Exemplo Compa- rativo 14 Placa do ma- terial C Com base em Cr 0,7 1 % ou menos 98 95 χ Subs- tância re- gulada de acordo com RoHS (Cr-^Cr6+) Exemplo Placa Com 10 1 % ou 100 100 Δ Compa- rativo 15 do ma- terial B base em P-Mn menos Substân- cia regis- trada no PRTR (Mn) Exemplo Compa- rativo 16 Placa do ma- terial B Com base em P 0,2 1 % ou menos 100 100 O Exemplo Compa- rativo 17 Placa do ma- terial C Com base em P-Mn 20 10 % 95 96 Δ Substân- cia regis- trada no PRTR (Mn) Exemplo Compa- rativo 18 Placa do ma- terial C Com base em P 0,6 20% 92 94 O
Como descrito na Tabela 5, pode ser observado que resistências à corrosão, ade- rências de películas anticorrosivas e aderências de revestimentos excelentes são obtidas nos Exemplos de 1 a 9. Além disso, cada resistência da superfície de uma película anticor- rosiva é 0,2 Ω cm ou menos nos Exemplos, exceto para os exemplos 4, 7 e 8. Além disso, o impacto no meio-ambiente é pequeno em cada Exemplo em que um líquido de tratamento com base em P é usado como um líquido de tratamento para um tratamento anti-corrosão. Em cada Exemplo, a aplicação de massa e o polimento subsequente não são necessários porque o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo do tra- tamento de aplicação de pintura são realizados uma só vez. Por outro lado, como mostrado na Tabela 6, aderências excelentes de películas de
tratamento de conversão química e aderências de películas de pintura são obtidas nos E- xemplos Comparativos de 1 a 7, pois AZ91 é usada. Entretanto, visto que esta é um material fundido, a resistência de cada Exemplo Comparativo é menor do que aquela dos Exemplos 1 a 9. Além disso, os Exemplos Comparativos 1 e 2 são deteriorados na resistência à corro- são em comparação com os Exemplos 1 e 2. Visto que os materiais fundidos são usados nos Exemplos Comparativos 1 a 7, um grande número de defeitos de superfície são obtidos nos Exemplos Comparativos. Portanto, a aplicação de massa e o polimento subsequente são necessários no tratamento de aplicação de pintura e o tratamento de revestimento inter- no é repetido mais do que uma vez nos Exemplos Comparativos. Além disso, como mostrado na Tabela 7, visto que AZ31 é usada no Exemplo Comparativo 8a 14, 17e 18, resistências à corrosão ou aderências de películas de trata- mento de conversão química (oxidação anódica) e películas de pintura são menores do que aquelas dos Exemplos. Além disso, resistências de superfície de películas de tratamento de conversão química são substancialmente altas. Visto que AZ91 é usada no Exemplo Com- parativo 15 e 16, aderências de películas de oxidação anódica e aderências de películas de pintura são excelentes. Entretanto, visto que AZ91 é um material fundido, as resistências são menores do que aquelas dos Exemplos 1 a 9.
Nos Exemplos acima, elementos do material submetidos à moldagem por prensa são exemplificados e explicados. Entretanto, mesmo se o processo de embutimento profun- do, o processo de forjamento, o processo de sopro, e o processo de dobramento são reali- zados no elemento do material, além da moldagem por prensa, a simplificação do tratamen- to de superfície pode ser esperada como nos casos dos Exemplos.
Exemplo de Teste 2
Em seguida, placas do material (elementos do material) de AZ91, obtidas sob as condições de laminação de acabamento diferentes daquelas do Exemplo de Teste 1, foram usadas e a moldagem por prensa e o tratamento de superfície (tratamento de preparação de superfície e tratamento de aplicação de pintura) foram realizados nas placas do material. As características depois da laminação e as propriedades de formação de película de uma ca- mada de tratamento de superfície em cada placa do material foram avaliadas. Condições de fundição, nivelador, polimento e condições de tratamento por calor depois da laminação, ou condições de prensagem são as mesmas como aquelas para o elemento do material A do Exemplo de Teste 1. As condições de tratamento de superfície são as mesmas como no Exemplo 1 do Exemplo de Teste 1. As condições de laminação e os resultados de avaliação são descritos na Tabela 8.
Tabela 8
Redução Amos- tra N2 Tempe- ratura da Placa (0C) Tempe- ratura dos Ro- los (0C) Dire- ção de Lami- nação de Lami- nação Média de Cada Etapa de Lamina- ção (%) Esta- do da Super- fície Rup- tura da Borda Diâme- tro Mé- dio do Grão (A/m) Embuti- bilidade Profun- da 2-1 210 169 R 8 O O 4,3 O 2-2 230 167 R 7 O O 4,4 O 2-3 240 170 R 8 O O 4,5 O 2-4 2-5
225 230
166 160
15 Τί5~
4,0 ~4?Γ
Direção da Laminação: "R" significa que a Direção da Laminação é reversa.
Na Tabela 8, "temperatura da placa" significa uma temperatura da superfície de uma placa exatamente antes da laminação de acabamento; "temperatura dos rolos" significa uma temperatura da superfície de rolos Iaminadores para a laminação de acabamento; dire- ção de laminação "R" significa que uma direção de laminação é reversa a cada etapa de laminação; e "redução de laminação média de cada etapa de laminação" significa (redução de laminação total)/(número da etapa de laminação) na laminação de acabamento (aqui, a laminação de acabamento é realizada tal que uma espessura de uma placa se modifica de 1 mm para 0,6 mm). Além disso, em "estado da superfície", "O" significa que não existe fenda ou ruga no material laminado; em "ruptura da borda", "O" significa que não existe fenda em uma borda do material laminado e "Δ" significa que existe um número muito pequeno de fendas na borda do material laminado; e em "embutibilidade profunda", "O" significa que não existe fenda em uma parte angular de um produto processado. Estes significados e critérios de avaliação da Tabela 8 são idênticos àqueles para outros Exemplos de Teste a serem descritos mais tarde.
Como mostrado na Tabela 8, todas as amostras têm um tamanho médio do grão de cristal pequeno e são excelentes em processabilidade. Além disso, foi descoberto que o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, porém a aplicação de massa e o polimento não são necessários quando o tra- tamento de preparação de superfície e o tratamento de aplicação de pintura são realizados em uma placa prensada e moldada.
Exemplo de Teste 3
Em seguida, usando-se materiais fundidos por rolo duplo tendo um teor diferente de Al daquele do Exemplo de Teste 1, avaliações sobre os efeitos de uma temperatura de uma placa, uma temperatura dos rolos e semelhantes no período da laminação de acabamento foram realizados como o Exemplo de Teste 2. As placas do Exemplo de Teste 3 incluem 9,8 % em massa de Al, 1,0 % em massa de Zn, e outros elementos adicionais exceto para Al e Zn, que são permissivos em AZ91. O equilíbrio inclui Mg e impurezas inevitáveis. Condições de fundição e condições para o nivelador, polimento e tratamento por calor depois da Iami- nação são as mesmas como aquelas para o elemento do material A do Exemplo de Teste 1. A mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados em amostras depois do tratamento por calor, e depois uma avaliação quanto aos estados do tratamento de superfície foi realizada. Condições de laminação e resultados de avaliação são descritos na Tabela 9. Tabela 9
Redução Amos- tra N2 Tempe- ratura da Placa (0C) Tem- peratu- ra dos Rolos (0C) Direção de la- mina- ção de lamina- ção Média de Cada Etapa de Laminação (%) Esta- do da Super- fície Ruptu- ra da Borda Diâme- tro Mé- dio do Grão (/vm) Embuti- bilidade profun- da 3-1 230 170 R 7 O O 4,4 O 3-2 230 175 R 15 O O 4,2 O
Direção de laminação: "R" significa que a direção de laminação é reversa.
Como mostrado na Tabela 9, mesmo no caso de uma placa do material de uma liga de magnésio incluindo 9,8 % em massa de Al, a placa do material é excelente em processa- bilidade como AZ91. Além disso, como o Exemplo de Teste 2, quando o tratamento de pre- paração de superfície e o tratamento de aplicação de pintura são realizados na placa do material depois da moldagem por prensa, o tratamento de revestimento interno e o trata- mento de revestimento externo são realizados uma só vez, porém a aplicação de massa e o polimento não são necessários.
Exemplo de Teste 4
Em seguida, fornecendo-se materiais fundidos por rolo duplo tendo uma espessura de 4,0 mm e realizando-se a laminação áspera nos materiais fundidos de modo a ter uma espessura pré-determinada, placas ásperas-laminadas tendo uma espessura diferente da espessura acima foram obtidas. Na laminação áspera, materiais fundidos foram pré- aquecidos na faixa de 300 a 380 0C e laminados por rolos Iaminadores tendo temperatura ambiente. A laminação de acabamento foi realizada nas placas ásperas-laminadas com re- duções de laminação totais diferentes tal que a espessura de cada placa áspera-laminada foi de 0,5 mm. Assim, materiais de acabamento laminados foram obtidos. Na laminação de acabamento, uma temperatura de superfície de cada placa áspera-laminada exatamente antes da laminação de acabamento foi controlada de 210 a 240 °C, e neste período, uma temperatura de superfície dos rolos Iaminadores para acabamento foi controlada de 150 a 180 °C. Portanto, como o Exemplo de Teste 1, um tratamento por calor foi realizado nos materiais de acabamento laminados a 320 0C durante 30 minutos. Como um resultado, a- mostras foram obtidas. Condições de fundição são as mesmas como aquelas para o ele- mento do material A do Exemplo de Teste 1, exceto para a espessura do material fundido, e condições para o nivelador e o polimento depois da laminação também são as mesmas co- mo aquelas para o elemento do material A do Exemplo de Teste 1. A mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados nas amostras obtidas e depois uma avaliação quanto aos esta- dos do tratamento de superfície foi realizada.
De acordo com o mesmo método usado no Exemplo de Teste 2, a medição de um tamanho médio do grão de cristal, a avaliação de um estado de uma superfície da placa e a avaliação da ruptura da borda foram realizadas para cada amostra. Condições para a Iami- nação de acabamento e resultados de avaliação são descritos na Tabela 10. "Redução de laminação total" significa uma redução de laminação total na laminação de acabamento rea- lizada de uma maneira tal que a espessura do material áspero-laminado é reduzida até a espessura do material de acabamento laminado. Em outras palavras, isto significa uma re- dução de laminação total na laminação em que a temperatura de superfície da placa é con- trolada de 210 a 240 °C.
Tabela 10
Amostra N2 Redução de Laminação Média de Cada Etapa de Lamina- ção (%) Redução de La- minação Total na Laminação em que a Tempera- tura de Superfí- cie da Placa está na Faixa de 210 a 240 0C (%) Estado da Superfície Ruptura da Borda Diâmetro Mé- dio do Grão (jjm) 4- 1 5 10 O O 5,2 4-2 8 18 O O 4,8 4-3 7 20 O O 4,8 4-4 9 24 O O 4,6 4-5 12 24 O O 4,5 4-6 10 28 O O 4,8 4-7 14 28 O Δ 4,7 4-8 9 35 O O 4,4 4-9 8 40 O O 4,4 4-10 8 45 O O 4,4 4-11 15 45 O O 4,0 4-12 8 50 O O 4,5
Como mostrado na Tabela 10, os resultados excelentes podem ser obtidos quando uma redução de laminação média de cada etapa de laminação estiver na faixa de 5 a 15 % e uma redução de laminação total estiver na faixa de 10 a 50 % na laminação controlada. Além disso, no caso em que uma placa do material depois da moldagem por prensa é sub- metida ao tratamento de preparação de superfície e ao tratamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, e a aplicação de massa e o polimento não são necessários.
Exemplo de Teste 5
Em seguida, usando-se materiais fundidos por rolo duplo de uma liga de magnésio tendo um teor diferente de Al daquele do Exemplo de Teste 4, efeitos de uma redução de laminação total e uma redução de laminação média de cada etapa de laminação na Iamina- ção de acabamento foram avaliados como o Exemplo de Teste 4. As placas do Exemplo de Teste 5 incluem 9,8 % em massa de Al, 1,0 % em massa de Zn, e outros elementos adicio- nais exceto para Al e Zn, que são permissivos em AZ91. O equilíbrio inclui Mg e impurezas inevitáveis. Na laminação de acabamento, uma temperatura de superfície de cada placa áspera-laminada exatamente antes da laminação de acabamento foi controlada de 217 a 247 °C, e neste período, uma temperatura de superfície dos rolos Iaminadores para o aca- bamento foi controlada de 150 a 180 °C. Condições de produção e métodos de avaliação das placas de liga de magnésio são os mesmos como no Exemplo de Teste 4, exceto para os componentes químicos das ligas de magnésio e as condições de laminação áspera. A mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados em amostras obtidas e depois uma ava- Nação quanto aos estados do tratamento de superfície foi realizada. As condições de lami- nação de acabamento e os resultados de teste são descritos na Tabela 11.
Tabela 11
Redução de Amostra N2 Redução de Laminação Média de Ca- da Etapa de Laminação (%) Laminação Total na Laminação em que a Tem- peratura de Su- perfície da Placa está na Faixa de 217 a 247 0C (%) Estado da Superfície Ruptura da Borda Diâmetro do Grão Médio O^m) 5-1 8 18 O O 4,8 5-2 10 28 O O 4,9 5-3 8 40 O O 4,4 5-4 8 50 O O 4,5
Como mostrado na Tabela 11, os resultados excelentes podem ser obtidos quando uma redução de laminação média de cada etapa de laminação estiver na faixa de 8 a 10 % e uma redução de laminação total estiver na faixa de 18 a 50 % na laminação controlada. Além disso, no caso em que uma placa do material depois da moldagem por prensa é sub- metida ao tratamento de preparação de superfície e ao tratamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, e a aplicação de massa e o polimento não são necessários.
Resumo dos Exemplos de Teste 1 a 5
A partir dos resultados dos Exemplos de Teste 1 a 5, um gráfico da relação entre Tb e M foi feito e resumido. Tb (0C) é uma temperatura de superfície de um material fundido exatamente antes do material fundido ser inserido em rolos laminadores, e M (% em massa) é um teor de Al incluído em uma liga de magnésio constituindo o material fundido. Como um resultado, quando a laminação controlada em que a temperatura de superfície de uma placa do material Tb satisfaz a seguinte expressão e a temperatura de superfície dos rolos lami- nadores Tr é controlada de 150 a 180 0C é realizada, uma placa de liga de magnésio tendo processabilidade do plástico excelente pode ser obtida, pois o diâmetro do grão da mesma é pequeno.
8,33 χ M + 135 <Tb <8,33 χ M + 165
aqui, 8,3 <M <9,8
Nestes Exemplos de Teste, avaliações não são realizadas em uma liga de magné- sio tendo um teor de Al menor do que aquele de AZ91 e uma liga de magnésio tendo um teor de Al maior do que 9,8 % em massa. Entretanto, considerando que aquela tendo um grande teor de Al é reduzida em processabilidade e aquela tendo um pequeno teor de Al é reduzida em resistência à corrosão, a expressão acima é satisfeita quando o teor de Al esti- ver na faixa de 5,0 a 11,0 % em massa. Exemplo de Teste 6
Em seguida, pela fundição contínua de rolo duplo com uma composição incluindo 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e correspondente a AZ91, uma placa do material de liga de magnésio tendo uma espessura de 4 mm foi preparada. A laminação áspera foi realizada nas placas do material sob condições diferentes tal que uma espessura de cada placa do material foi reduzida até 1 mm. Assim, uma pluralidade de placas ásperas- Iaminadas foi obtida. Portanto, a pluralidade de placas ásperas-laminadas foi submetida à laminação de acabamento sob as mesmas condições tal que uma espessura de cada placa finalmente obtida foi reduzida até 0,5 mm. Como um resultado, placas de liga de magnésio foram obtidas. Na laminação de acabamento, uma temperatura de superfície de cada placa áspera-laminada exatamente antes da laminação de acabamento foi controlada de 210 a 240 0C e uma temperatura de superfície dos rolos laminadores para o acabamento foi con- trolada de 150 a 180 °C. Neste período, a laminação de acabamento foi realizada tal que uma redução de laminação de cada etapa de laminação foi de 15 %. As placas de liga de magnésio obtidas pela laminação de acabamento foram submetidas ao tratamento por calor a 320 cC durante 30 minutos. Como um resultado, amostras foram obtidas. De acordo com o mesmo método usado no Exemplo de Teste 2, a medição de um tamanho médio do grão de cristal, a avaliação de um estado de uma superfície da placa e a avaliação de ruptura da borda foram realizadas em cada amostra. Condições de fundição e condições para o nivela- dor e o polimento depois da laminação são as mesmas como aquelas para o elemento do material A do Exemplo de Teste 1. A mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados nas amostras obtidas e depois uma avaliação quanto aos estados do tratamento de superfície foi realizada.
As condições de laminação áspera e os resultados de teste são descritos na Tabela 12. Na Tabela 12, "temperatura da placa de laminação áspera" significa uma temperatura de superfície de uma placa exatamente antes da laminação áspera; "temperatura dos rolos pa- ra laminação áspera" significa uma temperatura de superfície dos rolos Iaminadores para a laminação áspera; e "(redução de laminação)/(etapa de laminação) significa (redução de laminação)/(etapa de laminação) na laminação realizada tal que uma espessura de uma placa modificou-se de 4 mm para 1,0 mm.
Tabela 12
Amostra N9 Temperatura da Placa de Laminação Áspera (°C) Temperatura dos Rolos para Lamina- ção Áspera (0C) Redução de Lamina- ção/Etapa de Lami- nação (%) Estado da Su- perfície Ruptura da Borda Diâmetro Médio do Grão (/vm) 6-1 300 180 20 O O 4,9 6-2 300 200 20 O O 5,0 6-3 300 250 20 O O 4,8 6-4 320 180 20 O O 4,8 6-5 320 200 20 O O 4,9 6-6 350 200 20 O O 4,6 6-7 350 250 20 O O 4,7 6-8 380 180 20 O O 4,5 6-9 380 250 20 O O 4,6 6-10 380 250 30 O O 4,4 6-11 380 300 30 O O 4,4 6-12 380 300 35 O O 4,2 Como mostrado na Tabela 12, um material laminado tendo um estado da superfície excelente pode ser obtido controlando-se uma temperatura de uma placa de laminação ás- pera de 300 a 380 0C e controlando-se uma temperatura dos rolos Iaminadores para a lami- nação áspera de 180 a 300 °C. Quando uma redução de laminação de cada etapa de lami- nação estiver na faixa de 20 a 35 % na laminação áspera, é possível reduzir um tamanho médio do grão de cristal de uma placa de liga de magnésio submetida à laminação áspera e depois à laminação de acabamento. Além disso, no caso em que uma placa do material de- pois da moldagem por prensa é submetida ao tratamento de preparação de superfície e ao tratamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, e a aplicação de massa e o polimento não são necessários.
Exemplo de Teste 7
Em seguida, usando-se materiais fundidos por rolo duplo de uma liga de magnésio tendo um teor diferente de Al daquele do Exemplo de Teste 6, avaliações sobre os efeitos de uma temperatura de uma placa, uma temperatura dos rolos e semelhantes no período de laminação áspera foram realizadas. As placas do Exemplo de Teste 7 incluem 9,8 % em massa de Al, 1,0 % em massa de Zn, e outros elementos adicionais exceto para Al e Zn, que são permissivos em AZ91. O equilíbrio inclui Mg e impurezas inevitáveis. A produção de condições e métodos de avaliação das placas de liga de magnésio são os mesmos como no Exemplo de Teste 6, exceto para os componentes químicos das ligas de magnésio e as condições de laminação áspera. A mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados em amostras obtidas e depois uma avaliação quanto aos estados do tratamento de superfície foi realizada. As condições de laminação áspera e os resultados de teste são descritos na Ta- bela 13.
Tabela 13
Amostra N2 Temperatura da Placa de Laminação Áspera (0C) Temperatura dos Rolos para Lamina- ção Áspera (0C) Redução de Lamina- ção/Etapa de Lami- nação (%) Estado da Su- perfície Ruptura da Borda Diâmetro Médio do Grão (/vm) 7-1 300 180 20 O O 4,9 7-2 300 250 20 O O 4,8 7-3 320 200 20 O O 4,9 7-4 350 250 20 O O 4,7 7-5 380 300 30 O O 4,4 Como mostrado na Tabela 13, um material laminado tendo um estado da superfície excelente pode ser obtido controlando-se uma temperatura de uma placa áspera-laminada de 300 a 380 0C e controlando-se uma temperatura dos rolos Iaminadores para a laminação áspera de 180 a 300 °C. Quando uma redução de laminação de cada etapa de laminação estiver na faixa de 20 a 30 % na laminação áspera, é possível reduzir um tamanho médio do grão de cristal de uma placa de liga de magnésio submetida à laminação áspera e depois laminação de acabamento. Além disso, no caso em que uma placa do material depois da moldagem por prensa é submetida ao tratamento de preparação de superfície e ao trata- mento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de re- vestimento externo são realizados uma só vez, e a aplicação de massa e o polimento não são necessários.
Exemplo de Teste 8
Em seguida, materiais fundidos de AZ91 (4 mm de espessura) idênticos aos mate- riais fundidos usados no Exemplo de Teste 6 foram preparados. Os materiais fundidos foram submetidos à laminação áspera sob condições diferentes tal que uma espessura de cada placa do material foi reduzida até 1 mm. Assim, placas ásperas-laminadas foram obtidas. As placas ásperas-laminadas foram submetidas à laminação de acabamento sob as mesmas condições tal que uma espessura de cada placa finalmente obtida foi reduzida até 0,5 mm. Como um resultado, placas de liga de magnésio foram obtidas.
Na laminação áspera, uma temperatura de superfície de cada placa exatamente an- tes da laminação áspera foi controlada a 350 °C, e neste período, uma temperatura de su- perfície dos rolos Iaminadores para a laminação áspera foi controlada na faixa de 200 a 230 °C. Além disso, uma redução de laminação de cada etapa de laminação foi modificada. Na laminação de acabamento, uma temperatura de superfície de cada placa áspera-laminada exatamente antes da laminação de acabamento foi controlada de 210 a 240 0C e uma tem- peratura de superfície dos rolos Iaminadores para a laminação de acabamento foi controlada de 150 a 180 °C. Além disso, uma redução de laminação de cada etapa de laminação foi de 15%.
Em seguida, os materiais de acabamento laminados foram submetidos ao trata- mento por calor a 320 0C durante 30 minutos como o Exemplo de Teste 1. Como um resul- tado, amostras foram obtidas. De acordo com o mesmo método usado no Exemplo de Teste 6, uma medição de um tamanho médio do grão de cristal, a avaliação de um estado de uma superfície da placa e a avaliação da ruptura da borda foram realizadas em cada amostra. No Exemplo de Teste 8, uma avaliação de uma variação no diâmetro do grão foi adicionalmente realizada. Critérios de avaliação quanto à variação no diâmetro do grão são como segue:
L ... (maior diâmetro do grão)/(menor diâmetro do grão) >2;
M ... 2 > (maior diâmetro do grão)/(menor diâmetro do grão) >1,5; e S ... (maior diâmetro do grão)/(menor diâmetro do grão) <1,5 A mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tra- tamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados nas amostras obtidas e as propriedades de formação de película das camadas de tratamento de superfície também foram avaliadas.
O número de laminação na laminação áspera realizada com uma redução de Iami- nação de cada etapa de laminação de 20 a 40 % e resultados de avaliação são descritos na Tabela 14. Na Tabela 14, "número de laminação áspera com redução de laminação de 20 a 40 %" significa o número de laminação áspera em que uma redução de laminação de Iami- nação áspera única apresentou-se na faixa de 20 a 40 %, e "(redução de laminação máxi- ma)/(etapa de laminação)" significa a redução de laminação máxima de cada etapa de lami- nação na laminação áspera realizada em etapas múltiplas.
Tabela 14
Amostra N2 Número de Laminação Áspera com Redução de Laminação de 20 a 40 % Redução de Laminação Máxi- ma/Etapa de Lamina- ção (%) Redução de Lamina- ção/Etapa de Lami- nação (%) Estado da Superfície Ruptura da Borda Variação no Diâme- tro do Grão 8-1 2 20 O O 4,9 S 8-2 2 27 O O 4,8 S 8-3 2 30 O O 4,7 S 8-4 2 36 O O 4,6 S 8-5 2 40 O O 4,5 S 8-6 3 20 O O 4,9 S 8-7 3 30 O O 4,8 S 8-8 3 40 O O 4,6 S 8-9 4 20 O O 4,9 S 8-10 4 30 O O 4,8 S 8-11 4 35 O O 4,6 S 8- 12 5 20 O O 4,8 S 8-13 5 30 O O 4,7 S 8-14 5 40 O O 4,3 S 8-15 6 20 O O 4,6 S
Como mostrado na Tabela 14, quando a laminação realizada com uma redução de laminação de cada etapa de laminação de 20 a 40 % é incluída na laminação áspera, a não uniformidade nos diâmetros do grão de uma placa de liga de magnésio submetida à lamina- ção áspera e depois à laminação de acabamento pode ser reduzida. Consequentemente, um material laminado tendo um estado da superfície excelente pode ser obtido. Além disso, no caso em que uma placa do material depois da moldagem por prensa é submetida ao tra- tamento de preparação de superfície e ao tratamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, e a aplicação de massa e o polimento não são necessários.
Exemplo de Teste 9
Em seguida, usando-se materiais fundidos por rolo duplo de uma liga de magnésio
tendo um teor diferente de Al daquele do Exemplo de Teste 8, avaliações sobre os efeitos de uma temperatura de uma placa do material, uma temperatura dos rolos e semelhantes no período de laminação áspera foram realizadas como o Exemplo de Teste 8. A produção de condições e os métodos de avaliação da placa de liga de magnésio são os mesmos como no Exemplo de Teste 8, exceto para os componentes químicos dos materiais fundidos. As placas do Exemplo de Teste 9 incluem 9,8 % em massa de Al, 1,0 % em massa de Zn, e outros elementos adicionais exceto para Al e Zn, que são permissivos em AZ91. O equilíbrio inclui Mg e impurezas inevitáveis. As condições de laminação e os resultados de teste são descritos na Tabela 15. A mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados em amostras obtidas e as propriedades de formação de película das camadas de tratamento de superfície também foram avaliadas.
Tabela 15
Amostra N2 Número de Laminação Áspera com Redução de Laminação de 20 a 40 % Redução de Laminação Máxi- ma/Etapa de Lamina- ção (%) Redução de Lamina- ção/Etapa da Lamina- ção (%) Estado da Superfície Ruptura da Bor- da Variação no Diâme- tro do Grão 9-1 2 20 O O 4,9 S 9-2 2 28 O O 4,8 S 9-3 2 38 O O 4,5 S 9-4 2 20 O O 4,9 S 9-5 4 20 O O 4,9 S 9-6 5 20 O O 4,9 S 9-7 5 30 O O 4,7 S 9-8 5 38 O O 4,4 S Como mostrado na Tabela 15, quando uma redução de laminação de cada etapa de laminação estiver na faixa de 20 a 38 % na laminação áspera, uma variação no diâmetro do grão de uma placa de liga de magnésio submetido à laminação áspera e depois à lami- nação de acabamento pode ser reduzida. Consequentemente, um material laminado tendo um estado da superfície excelente pode ser obtido. Além disso, no caso em que uma placa do material depois da moldagem por prensa é submetida ao tratamento de preparação de superfície e ao tratamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, e a aplicação de massa e o polimento não são necessários.
Resumo dos Exemplos de Teste de 6 a 9
A conclusão dos resultados dos Exemplos de Teste 6 a 9 é que uma placa de liga de magnésio em que uma variação no diâmetro do grão é pequena e que não tem proble- mas incluindo defeitos de superfície e ruptura da borda e tem processabilidade do plástico excelente é obtida realizando-se a laminação áspera sob as condições apropriadas.
Exemplo de Teste 10
Em seguida, materiais fundidos de uma liga de magnésio (espessura de 4,0 mm) tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e uma com- posição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn foram obtidos pela fundição contínua de rolo duplo como no caso do elemento do material A do Exemplo de Teste 1. A largura máxima da segregação da linha central de cada material fundido obtido foi de 50 /vm em uma direção de espessura da placa. Os materiais fundidos foram tratados de acordo com os três tipos seguintes de condições e depois laminados.
Para os materiais fundidos tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn
Amostra 10- 1 ... 405 0C χ 1 hora (tratamento de solução); e
Amostra 10 - 2 ... 405 0C χ 10 horas (tratamento de solução)
Para os materiais fundidos tendo uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn
Amostra 10 - 3 ... 405 0C χ 1 hora (tratamento de solução); e
Amostra 10 - 4 ... 405 0C χ 10 horas (tratamento de solução)
As placas de liga de magnésio obtidas realizando-se os tratamentos acima mencio- nados foram laminadas sob as seguintes condições tal que suas espessuras foram reduzi- das até 0,6 mm, respectivamente. Portanto, as placas de liga de magnésio foram submeti- das ao tratamento por calor sob as condições apropriadas. Como um resultado, placas ten- do um tamanho médio do grão de cristal de 5,0 //m foram obtidas.
Laminação áspera de 4,0 mm a 1,0 mm
Temperatura de superfície dos rolos: 200 °C; Temperatura de aquecimento da placa: 330 a 360 °C; e Redução de laminação de cada etapa de laminação: 20 a 25 %. Laminação de acabamento de 1,0 mm a 0,6 mm Temperatura de superfície dos rolos: 180 °C;
Temperatura de aquecimento da placa: 230 0C; e
Redução de laminação de cada etapa de laminação: 10 a 15 %. Tratamento por Calor 320 0C χ 30 minutos.
Em seguida, amostras para um teste de tensão regulado conforme JIS Z 2201 13B (1998) foram experimentadas a partir destas placas e depois submetidas ao teste de tensão em uma taxa de deformação de 1,4 χ 10"3(s"1) sob a condição de temperatura ambiente. A- lém disso, estruturas de liga das seções transversais da placa tendo um tamanho de 0,6 mm foram observadas e depois quantidades de segregação da linha central (largura máxima em uma direção de espessura) foram medidas, respectivamente. Métodos de teste e significa- dos são como segue. Resultados de teste são descritos na Tabela 16.
Resistência à tensão = (carga no período de ruptura)/(espessura χ largura da amos- tra);
Limite de elasticidade = medido pela tensão de prova 0,2 %; Razão de rendimento = (Limite de elasticidade)/(resistência à tensão); e Taxa de alongamento de ruptura = (distância entre pontos de calibração no período
que as extremidades de corte são ligadas entre si - 50 mm)/50 mm *1.
*1: uma distância (50 mm) entre dois pontos de calibração ajustados antes do teste e uma distância entre os pontos de calibração no período que as extremidades de corte de uma amostra rompida depois do teste são ligadas entre si, são usadas para medir uma taxa de alongamento de ruptura. Isto é, a taxa de alongamento de ruptura é medida por um mé- todo de ligação.
Tabela 16
Amostra N2 Segregação da linha cen- tral (μιη) Resistência à tensão (Mpa) Limite de elasticidade (Mpa) Alogamento de Ruptura (%) Razão de Rendimento (%) 10-1 18 365 280 17 76,5 10-2 10 380 300 20 79,0 10-3 19 370 284 16 76,8 10-4 12 386 305 20 79,0
Como mostrado na Tabela 16, foi confirmado que uma largura em uma direção de espessura de segregação da linha central é reduzida realizando-se o tratamento de solução a um material fundido produzido pela fundição contínua de rolo duplo e como um resultado, uma placa de liga de magnésio tendo propriedades mecânicas excelentes pode ser obtida. Particularmente, no caso de uma liga de magnésio incluindo uma grande quantidade de Al, incluindo uma liga de magnésio correspondente a AZ91, esta é submetida ao tratamento de solução durante um período de tempo longo. Como um resultado, uma placa de liga de magnésio tendo mais propriedades mecânicas excelentes pode ser obtida.
Além disso, a mesma moldagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 foram realizados nos materiais la- minados obtidos e depois uma avaliação quanto aos estados de formação da película das camadas de tratamento de superfície foi realizada. Como um resultado, foi descoberto que no caso em que as amostras são submetidas ao tratamento de preparação de superfície e ao tratamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, e a aplicação de massa e o polimento não são necessários. Exemplo de Teste 11
Materiais fundidos de uma liga de magnésio (espessura de 4,0 mm) tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn foram obtidos pela fundição contínua de rolo duplo. Os materiais fundidos foram submetidos ao tratamento de solução a 405 0C durante 10 horas e depois os materiais de liga de magnésio foram obtidos. Os materiais de liga de magnésio foram laminados sob as seguintes condições tal que as espessuras dos materiais de liga de magnésio foram reduzidas até 0,6 mm, respectivamente. Assim, placas de liga de magnésio foram obtidas. O tamanho máximo da segregação da linha central em uma direção de espessura de cada placa de liga de magnésio foi de 20 //m. Laminação áspera de 4,00 mm a 1,0 mm
Temperatura de superfície dos rolos: 200 °C; Temperatura de aquecimento da placa: 330 a 360 °C; e Redução de laminação de cada etapa de laminação: 20 a 25 %. Laminação de acabamento de 1,0 mm a 0,6 mm Temperatura de superfície dos rolos: 180 °C;
Temperatura de aquecimento da placa: 230 °C; e Redução de laminação de cada etapa de laminação: 10 a 15 %. As placas de liga de magnésio laminadas e obtidas sob as condições acima men- cionadas foram submetidas ao tratamento por calor a 320 0C durante 30 minutos. Assim, placas para uma avaliação foram obtidas.
Em seguida, amostras para um teste de tensão regulado conforme JIS Z 2201 13B (1998) foram experimentadas a partir destas placas e depois submetidas ao teste de tensão em uma taxa de deformação de 1,4x10 3(s"1) sob as três condições de temperatura (tempe- ratura ambiente (25 °C), 200 0C e 250 °C). Além disso, estruturas de liga das seções trans- versais da placa tendo um tamanho de 0,6 mm antes e depois do teste de tensão foram ob- servadas, respectivamente. Métodos de teste e significados dos termos são idênticos àque- Ies do Exemplo de Teste 10. Resultados de teste são descritos na Tabela 17. As amostras N211 -1 a 11 - 3 indicam resultados de teste das placas de liga de magnésio tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e as amostras N2 11 - 4 a 11 - 6 indicam resultados de teste das placas de liga de magnésio tendo uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn.
Tabela 17
Amostra N2 Tratamento por Calor Depois da Laminação Estrutura metálica Temperatu- ra de Teste Resistên- cia à ten- são (MPa) Limite de Elastici- dade (MPa) Alogamento de Ruptura (%) 11 - 1 30 minutos a 320 0C Recristali- zação Completa 25 0C 365 280 16-18 11 -2 30 minutos a 320 0C Recristali- zação Completa 200 0C 140 130 80-86 11 -3 30 minutos a 320 0C Recristali- zação Completa 250 °C 90 80 100-110 11 -4 30 minutos a 320 0C Recristali- zação Completa 25 0C 368 285 16-19 11 -5 30 minutos a 320 0C Recristali- zação Completa 200 0C 145 129 84-90 11 -6 30 minutos a 320 °C Recristali- zação Completa 250 0C 92 80 105-114
Como mostrado na Tabela 17, nas placas submetidas ao tratamento por calor a 320 0C durante 30 minutos, deformações que ocorrem pela laminação e acumuladas nas placas de liga de magnésio foram eliminadas e a recristalização foi completamente realizada. Em cada placa em que a recristalização foi completamente realizada devido ao tratamento por calor, partículas de cristal de uma estrutura da placa não tornaram-se grossas e uma dife- rença de tamanho médio do grão de cristal antes e depois do processo foi raramente criada mesmo com o aumento de temperatura (250 0C ou menos) na realização do estiramento. Consequentemente, é deduzível que uma parte da placa deformada na realização do esti- ramento apresente deformação de processamento e seja aperfeiçoada na dureza e na resis- tência e uma parte da placa não deformada na realização do estiramento não apresente mudança na dureza e na resistência. As placas submetidas ao tratamento por calor a 320 0C durante 30 minutos foram superiores na resistência à tensão, no limite de elasticidade e na taxa de alongamento de ruptura na temperatura ambiente, e foram estavelmente superiores na taxa de alongamento de ruptura a 200 0C e 250 °C.
Os resultados descritos acima mostram que existe mudança pequena na estrutura metálica completamente recristalizada da placa antes e depois de um processo. Conse- quentemente, a placa tem processabilidade do plástico estável. Além disso, é deduzível que propriedades mecânicas de uma parte deformada por um processo são aperfeiçoadas e propriedades mecânicas de uma parte não deformada são mantidas. Portanto, mesmo se a placa em que a deformação de processamento acumulada na laminação é diminuída, é submetida a um processo intensivo tal como moldagem por prensa, a placa tem proprieda- des mecânicas estáveis. Consequentemente, a placa é adequada para alojamento, o qual é fabricado pela moldagem por prensa.
Portanto, os materiais tratados por calor obtidos foram submetidos à mesma mol- dagem por prensa realizada no Exemplo de Teste 1 e o mesmo tratamento de superfície realizado no Exemplo 1 e depois uma avaliação quanto aos estados de formação da película das camadas de tratamento de superfície foi realizada. Como um resultado, foi descoberto que no caso em que as amostras são submetidas ao tratamento de preparação de superfí- cie e ao tratamento de aplicação de pintura, o tratamento de revestimento interno e o trata- mento de revestimento externo são realizadas uma só vez, e a aplicação de massa e o po- Iimento não são necessários.
Exemplo de Teste 12
Em seguida, a fundição, a laminação áspera e a laminação de acabamento foram realizadas sob as condições descritas no Exemplo de Teste 11 para produzir placas de liga de magnésio tendo uma espessura de 0,6 min (tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn). Portanto, as placas de liga de magnésio depois da laminação de a- cabamento foram submetidas ao tratamento por calor a 320 0C durante 30 minutos, e assim, amostras para uma avaliação foram produzidas. Um teste de dobramento foi realizado nes- tas amostras. No teste de dobramento, cada amostra foi sustentada em dois pontos e de- pois uma força foi aplicada em uma direção oposta aos pontos de suporte por uma ferra- menta para dobrar e formar (punção), tal que a amostra foi dobrada. Isto é, um teste de do- bramento de três pontos foi usado como o teste de dobramento. Condições para o teste de dobramento são como segue.
Condições para Teste
Tamanho da amostra ... largura de 20 mm, comprimento de 120 mm, espessura de
0,6 mm;
Temperatura de teste ... 200 °C, 250 0C;
Ângulo da ponta final do punção ... 30°;
Raio do punção (= raio de dobramento da amostra)... 0,5 mm;
Distância entre os pontos ... 30 mm;
Profundidade de inserção do punção de 40 mm; e
Velocidade de inserção do punção (velocidade de processamento)... 1,0 m/min, 5,0
m/min.
Através da realização do teste sob as condições acima mencionadas, um estado da superfície em uma parte do raio de dobramento de cada amostra e uma quantidade de dis- tensão foram observadas. A distensão é um fenômeno em que a deformação em uma a- mostra na forma de placa, causada por uma força aplicada por um punção, retorna ao nor- mal depois que a força aplicada pelo punção é removida. Isto é, quando uma quantidade de distensão da amostra é grande, é determinado que a deformabilidade é baixa e quando a quantidade de distensão da amostra é pequena, é determinado que a deformabilidade é alta. Portanto, é possível determinar a processabilidade da amostra medindo-se a quantida- de de distensão. "O" significa que a superfície não tem fendas. A quantidade de distensão é obtida por uma expressão de (ângulo formado pelas superfícies de amostra no raio de do- bramento quando a força é aplicada na amostra pelo punção) - (ângulo formado pelas su- perfícies de amostra no raio de dobramento quando a força é removida). "S" significa que uma diferença entre os ângulos é menor do que 10°.
Como um indicador que indica um grau de processamento, um valor de caracterís- tica de dobramento foi fornecido. A característica de dobramento é expressada por uma ex- pressão de (raio de dobramento da amostra (mm))/(espessura da amostra (mm)). Como o raio de dobramento da amostra é menor, uma pressão é localmente aplicada no raio de do- bramento. Consequentemente, danificações tais como fendas são facilmente geradas na amostra. Além disso, quanto mais grossa a espessura da amostra, menor é a moldabilidade da amostra. Assim, danificações tais como fendas também são facilmente geradas. Portan- to, se a valor de característica de dobramento expressado pela expressão acima for menor, isto significa que um processo intensivo tendo condições de processo complicadas é neces- sário.
Resultados do estado da superfície, distensão e valor de característica de dobra- mento acima descritos são expostos na Tabela 18. As amostras N2 12 - 1 a 12 - 4 indicam resultados de teste das placas de liga de magnésio tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e as amostras N2 12 - 5 a 12 - 8 indicam resulta- dos de teste das placas de liga de magnésio tendo uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn.
Tabela 18
Amostra N2 Temperatura de Teste Raio de Dobra- mento (mm) Velocidade de Proces- samento (m/min) Rai- o/Espessura Distensão Estado da Super- fície 12-1 200 0C 0,5 1,0 0,83 S O 12-2 200 0C 0,5 5,0 0,83 S O 12-3 250 0C 0,5 1,0 0,83 S O 12-4 250 0C 0,5 5,0 0,83 S O 12-5 200 0C 0,5 1,0 0,83 S O 12-6 200 0C 0,5 5,0 0,83 S O 12-7 250 0C 0,5 1,0 0,83 S O 12-8 250 0C 0,5 5,0 0,83 S O
Quando a temperatura de teste é 200 0C ou mais, as quantidades de distensão fo- ram pequenas e os estados da superfície foram satisfatórios nas amostras tendo uma com- posição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e as amostras tendo uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn, respectivamente. Foi descoberto que a moldabilidade é satisfatória quando o processo de dobramento é realizado em uma temperatura de 200 0C ou mais.
As amostras depois do processo de dobramento foram submetidas ao mesmo tra- tamento de superfície realizado no Exemplo 1 e depois as propriedades de formação de película das camadas de tratamento de superfície também foram avaliadas. Como um resul- tado, foi descoberto que o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimen- to externo são realizados uma só vez, porém a aplicação de massa e o polimento não são necessários quando o tratamento de preparação de superfície e o tratamento de aplicação de pintura são realizados em um material processado por dobramento. Exemplo de Teste 13
Em seguida, a fundição, a laminação áspera e a laminação de acabamento foram realizadas sob as condições descritas nos Exemplos de Teste 11 e 12 para produzir placas de liga de magnésio tendo uma espessura de 0,6 mm (tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn). Portanto, as placas de liga de magnésio foram submetidas ao tratamento por calor a 320 0C durante 30 minutos, e assim, as amostras para uma avaliação foram produzidas. Um teste de prensagem foi realizado nestas amostras e os estados da superfície das amostras, às quais a prensagem foi realizada, foram observados.
As amostras foram prensadas por uma máquina de prensagem com sistema servo.
A prensagem foi realizada de uma maneira que a amostra foi disposta em uma parte inferior retangular tendo uma depressão de modo a cobrir a depressão, e depois a amostra foi pren- sada contra uma parte superior retangular. A parte superior tem uma forma retangular tendo um tamanho de 60 mm χ 90 mm, e os 4 cantos da mesma, os quais limitam a amostra, são arredondados. Cada canto tem um raio de dobramento fornecido. As partes superiores e inferiores têm um aquecedor e um par termoelétrico, respectivamente. Consequentemente, é possível ajustar uma temperatura no período de prensagem a uma temperatura desejada quando a prensagem é realizada.
Condições de Teste Raio de dobramento da parte superior... 0,5 mm;
Temperatura de teste ... 200 0C, 250 °C; e
Velocidade de processamento ... 0,8 m/min, 1,7 m/min, 3,4 m/min, 5,0 m/min
Sob as condições acima mencionadas, a moldagem por prensa foi realizada e de- pois os estados da superfície das partes do raio de dobramento das amostras foram obser- vados. Os resultados são descritos na Tabela 19. AS amostras N-13-1 a13-4 indicam os resultados de teste das placas de liga de magnésio tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn e as amostras Ne13-5a13-8 indicam os resul- tados de teste das placas de liga de magnésio tendo uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn. Os significados do estado da superfície são idênticos àqueles usados no Exemplo de Teste 12. Um valor de característica de dobramento de cada amostra foi obtido por uma expressão de (raio de dobramento da parte superior)/(espessura da amostra).
Tabela 19
Amostra N2 Tratamento por Calor Depois da laminação Tempera- tura de Teste Raio de Dobra- mento (mm) Velocidade de Proces- samento (m/min) Valor de Caracte- rística de Dobra- mento Estado da Superfície 13-1 30 minutos a 320 0C 200 0C 0,5 0,8 0,83 O 13-2 30 minutos a 320 0C 250 0C 0,5 1,7 0,83 O 13 - 3 30 minutos a 320 0C 250 0C 0,5 3,4 0,83 O 13-4 30 minutos a 320 0C 200 0C 0,5 5,0 0,83 O 13-5 30 minutos a 320 0C 200°C 0,5 0,8 0,83 O 13-6 30 minutos a 320 0C 250 0C 0,5 1,7 0,83 O 13-7 30 minutos a 320 0C 250 0C 0,5 3,4 0,83 O 13-8 30 minutos a 320 0C 250 0C 0,5 5,0 0,83 O
No caso em que as amostras tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn recebem uma temperatura de 200 0C no período de prensagem, os estados da superfície das amostras foram satisfatórios quando a velocidade de proces- samento foi baixa (amostra Ns 13 - 1). Além disso, no caso em que as amostras tendo uma composição de 9,0 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn recebem uma tempera- tura de 250 0C no período de prensagem, os estados da superfície das amostras também foram satisfatórios, mesmo quando a velocidade de processamento foi alta. No caso em que as amostras tendo uma composição de 9,8 % em massa de Mg, 1,0 % em massa de Al e Zn recebem uma temperatura alta no período da moldagem por prensa, a superfície estabeleci- da das amostras foi satisfatória, mesmo quando a velocidade de processamento foi alta. É evidente que no caso em que a placa de liga de magnésio submetida ao tratamento por ca- lor é submetida à moldagem por prensa em uma temperatura de 250 °C, a moldabilidade por prensa é satisfatória, mesmo quando um processo intensivo (valor de característica de dobramento 0,83) é realizado em uma velocidade de processamento de 5,0 m/min. As placas formadas por prensa obtidas foram submetidas ao mesmo tratamento de
superfície realizado no Exemplo 1. Como um resultado, foi descoberto que o tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são realizados uma só vez, porém a aplicação de massa e o polimento não são necessários quando o tratamento de preparação de superfície, o tratamento de revestimento e o tratamento de aplicação de pin- tura são realizados nas placas formadas por prensa.
Resumo dos Exemplos de Teste 11 a 13
A partir dos resultados dos Exemplos de Teste 11 a 13, foi descoberto que a placa de liga de magnésio depois da laminação é submetida ao tratamento por calor em uma tem- peratura apropriada para recristalizar a estrutura da placa de liga, e assim, a moldabilidade torna-se estável. A razão de estabilidade na moldabilidade é aquela tal que a estrutura me- tálica é recristalizada antes do processo de plasticidade (incluindo moldagem por prensa), a estrutura metálica raramente varia, mesmo se uma temperatura aumenta no processo de plasticidade.
Exemplo de Teste 14
Em seguida, placas do material de AZ91, submetidas à fundição e à laminação, fo- ram preparadas. Portanto, uma placa do material, uma placa formada por prensa em que a placa do material foi submetida à moldagem por prensa e uma placa revestida em que a placa do material foi submetida à moldagem por prensa, tratamento de preparação de su- perfície e tratamento de aplicação de pintura foram usados como amostras. O tamanho mé- dio do grão de cristal, a resistência à tensão, a tensão de prova 0,2 % (limite de elasticidade) e a taxa de alongamento de cada amostra foram avaliados. A parte da superfície e a parte central da placa do material são cortadas por um método de corte de acordo com JIS G 0551 (2005) e depois os diâmetros do grão das partes são medidos. O valor médio dos diâ- metros é usado como o tamanho médio do grão de cristal. Aqui, a placa formada por prensa e a placa revestida são casos para um PDA de demonstração. Os tamanhos médios do grão de cristal da parte plana, a qual o processo de dobramento não é realizado e a parte R, a qual o processo de dobramento da placa moldada (placa revestida) são medidos. Uma peça de teste é experimentada a partir da parte plana da placa do material, da placa formada por prensa ou da placa revestida de acordo com JIS Z 2201 13B (1998) e depois a peça de tes- te é submetida ao teste de tensão para obter a resistência à tensão, a tensão de prova 0,2 % e a taxa de alongamento.
Para a peça de teste, as condições de laminação descritas na Tabela 2 do Exemplo de Teste 1 e as condições de tratamento por calor depois da laminação de acabamento fo- ram modificadas como segue e outras condições de fundição, condições de laminação e condições de prensagem foram idênticas àquelas para o elemento do material A do Exem- plo de Teste 1.
Redução de laminação de cada etapa de laminação na laminação áspera: 20 a 30 %; Temperatura de superfície dos rolos para laminação de acabamento: 180 °C; Tratamento por calor depois da laminação de acabamento;
Amostra 14 - 1: 340 0C χ 30 minutos;
Amostra 14-2: 360 0C χ 30 minutos; e
Amostra 14-3: 380 0C χ 30 minutos.
Além disso, as condições de tratamento de preparação de superfície, as condições de tratamento de aplicação de pintura foram idênticas àquelas do Exemplo 1 descrito no Exemplo de Teste 1. Resultados de teste são descritos na Tabela 20.
Tabela 20 Placa do material Placa formada por Prensa Placa revestida GS (/vm) TS (MPa) YP (MPa) EL (%) GS (//m) TS (MPa) YP (MPa) _ι ILl Sb GS (jjm) TS (MPa) YP (MPa) EL (%) A- most ra 14 - 1 Par te Pla na 6,1 345 245 12 6,2 344 244 11 6,1 346 245 12 Par te R - - - - 6,0 - - - 5,9 - - - A- most ra 14 - 2 Par te Pla na 7,9 336 241 11 7,8 337 245 10 8,0 335 241 11 Par te R - - - - 7,6 - - - 7,8 - - - A- most ra 14 - 3 Par te Pla na 10,1 326 240 10 10,0 337 256 11 10,2 337 254 10 Par te R - - - - 9,8 - - - 9,8 - - -
GS indica um tamanho médio do grão de cristal, TS indica uma resistência à ten- são, YP indica uma tensão de prova 0,2 %, e EL indica uma taxa de alongamento.
Como mostrado na Tabela 20, foi descoberto que a placa do material, a placa mol- dada e a placa revestida apresentaram pequenas mudanças no tamanho médio do grão de cristal, resistência à tensão, tensão de prova 0,2 % e taxa de alongamento. Além disso, foi descoberto que o tamanho médio do grão de cristal da parte R submetida ao processo de dobramento foi levemente menor do que aquele da parte plana.
Exemplo de Teste 15
Uma placa de AZ91 submetida à fundição contínua de rolo duplo, laminação a quente, processo de nivelamento, e polimento no Processo 1 do Exemplo de Teste 1 foi u- sada como um material de base de tratamento. Como o tratamento de preparação de super- fície, o tratamento químico foi realizado agitando-se o material de base de tratamento e a mesma solução de tratamento usada no Exemplo 1 a 40 0C durante 2 minutos. O material de base submetido ao tratamento químico foi submetido ao mesmo processo de prensagem realizado no Exemplo 1. A superfície do caso para um PDA de demonstração depois do pro- cesso de prensagem foi observada por um microscópio. Os resultados observados são mos- trados na Fig. 1. A partir dos resultados, foi descoberto que a parte plana (fig. 1(a)) e a parte R (Fig. 1(b)) depois do processo de prensagem não apresentam fendas e perda na película de tratamento de conversão química e a película de tratamento de conversão química é uni- formemente formada. Os resultados do teste de valor de resistência da superfície e de ade- rência da película de tratamento de conversão química foram 0,1 Q cm e 100/100, respecti- vamente. Além disso, o mesmo tratamento de aplicação de pintura realizado no Exemplo de Teste 1 foi realizado no produto prensado. Isto é, no Exemplo de Teste 15, a fundição contí- nua de rolo duplo, a laminação a quente, o processo de nivelamento, o polimento, o trata- mento químico, o corte, o processo de prensagem e o tratamento de aplicação de pintura são realizados. O resultado do teste de aderência da película de pintura foi 100/100 e o re- sultado de teste da resistência à corrosão, isto é, a razão da área corroída foi 1 % ou me- nos. A partir dos resultados, foi descoberto que o elemento de liga de magnésio submetido ao tratamento antí-corrosão antes do processo de prensagem e submetido ao tratamento de aplicação de pintura depois do processo de prensagem tem o mesmo desempenho como aquele em que o processo de prensagem, o tratamento anti-corrosão e o tratamento de apli- cação de pintura são seqüencialmente realizados.
Exemplo de Teste 16
No Processo 1 descrito no Exemplo de Teste 1, uma solução coloidal metálica des-
crita na JP-A-2005-248204 é misturada em uma composição de revestimento para revesti- mento externo para o tratamento de aplicação de pintura (fabricado pela Kanpe Hapio Co., Ltd, pulverização com verniz acrílico preto A). A composição de revestimento mista é usada para realizar o tratamento de revestimento externo. A solução coloidal metálica é produzida como segue.
24 g de nitrato de prata foram dissolvidos em 150 g de água pura. Portanto, água amoníacal foi adicionada para ajustar o pH da mistura a 11,0. Como um resultado, uma so- lução amoniacal de nitrato de prata foi preparada. Em seguida, 12 g de polivinilpirrolidona (peso molecular: 30.000) como um dispersante foram adicionados à solução amoniacal de nitrato de prata e dissolvidos. 100 g de etileno glicol como um agente redutor foram adicio- nados e agitados em uma velocidade de agitação de 1.000 rpm para reação a 40 0C durante 180 minutos. Como um resultado, uma solução coloidal de prata com base em água de colo- ração amarela tendo absorção do plásmon foi obtida.
Em seguida, 20.000 g da solução coloidal de prata obtida foram centrifugados du- rante 20 minutos e um processo de remoção de impurezas mais leves do que partículas de prata foi repetido. As partículas de prata separadas foram limpas com água. Portanto, a dis- tribuição do tamanho de partícula das partículas de prata foi medida usando-se um analisa- dor da distribuição do tamanho de partícula (fabricado pela NIKKISO CO., LTD., marca re- gistrada: Microtrac UPA150EX) utilizando um método laser Doppler. Como um resultado da medição, um pico acentuado pode ser reconhecido em um ponto de 5 nm.
Em seguida, a solução coloidal de prata foi concentrada usando-se um evaporador rotatório e o teor de água foi reduzido até 20 %. Acetona como um solvente orgânico solúvel em água foi adicionada para produzir uma solução coloidal de prata incluindo um solvente misto de água e acetona. Nesta solução coloidal de prata, uma razão da composição de partículas de prata (Ag), água (W) e acetona (Ac) foi de 80:20:100 (Ag:W:Ac), com base em uma razão em peso.
partes em peso desta solução coloidal de prata e 20 partes em peso da compo- sição de revestimento para revestimento externo foram misturadas para produzir uma com- posição de revestimento mista. O tratamento de revestimento interno foi realizado usando a composição de revestimento mista e depois o tratamento de revestimento externo foi reali- zado. O tratamento de revestimento interno e o tratamento de revestimento externo são rea- lizados uma só vez, porém a aplicação de massa o polimento não foram realizados.
Quando um tal tratamento de aplicação de pintura é realizado, uma camada de re- vestimento externo incluindo partículas de prata que são partículas metálicas antibacteria- nas pode ser formada como uma camada superior. Consequentemente, espera-se que a película de pintura tenha uma propriedade antibacteriana.
Aplicabilidade Industrial
Espera-se que um elemento de liga de magnésio da invenção seja usado para uma variedade de campos que exigem resistência à corrosão, propriedades mecânicas e quali- dade de superfície. Especificamente, o elemento de liga de magnésio pode ser adequada- mente usado para alojamento para telefones celulares, PDAs, computadores portáteis, ou televisões de LCD ou PDP ou partes de veículos de transporte.

Claims (30)

1. Elemento de liga de magnésio, CARACTERIZADO pelo fato de que compreen- de: um material de base fabricado de uma liga de magnésio; e uma película anticorrosiva formada no material de base, em que o material de base é uma liga de magnésio laminada compreendendo 5 a 11 % em massa de Al, e a liga de magnésio satisfaz as seguintes exigências: (1) um tamanho médio do grão de cristal é 30 /vm ou menos; (2) compostos intermetálicos têm um tamanho de 20 μπ\ ou menos; e (3) a profundidade de um defeito de superfície é 10 % ou menos de uma espessura do material de base.
2. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de liga de magnésio tem uma parte proces- sada por cisalhamento.
3. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de liga de magnésio compreende uma par- te processada por plasticidade.
4. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte processada por plasticidade é moldada por um processo de prensagem.
5. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte processada por plasticidade é moldada por pelo menos um de um processo de embutimento profundo, um processo de forjamento, um pro- cesso de sopro, e um processo de dobramento.
6. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a película anticorrosiva é uma película de tra- tamento de conversão química.
7. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a película anticorrosiva é uma película de oxi- dação anódíca.
8. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o teor de Cr na película anticorrosiva é 0,1 % em massa ou menos.
9. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o teor de Mn na película anticorrosiva é 0,1 % em massa ou menos.
10. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a película anticorrosiva é uma película de fos- fato.
11. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma razão de uma área corroída para a área total da película anticorrosiva depois de um teste de névoa salina de 24 horas (JIS Z 2371) é 1 % ou menos e a resistência elétrica da película anticorrosiva medida por um método de sonda du- pla é 0,2 Ω cm ou menos.
12. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma película de pintura é formada na película anticorrosiva.
13. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a película de pintura compreende uma camada de re- vestimento interno e uma camada de revestimento externo, a película de pintura não inclui uma massa para compensar os defeitos de superfí- cie da camada de revestimento interno.
14. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma película antibacteria- na como uma camada superior, em que a película antibacteriana inclui substâncias particuladas metálicas finas an- tibacterianas.
15. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a película antibacteriana é a película de pintura forma- da na película anticorrosiva.
16. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que as substâncias particuladas metálicas finas antibacteri- anas são formadas de níquel, cobre, prata, ouro, platina, paládio, ou uma liga contendo dois ou mais destes metais.
17. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de liga de magnésio tem uma re- sistência à tensão de 280 MPa ou mais, uma tensão de prova 0,2 % de 200 MPa ou mais, e uma taxa de alongamento de 10 % ou mais.
18. Elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que é usado como um chassi de um equipamento eletrônico.
19. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: preparar um elemento do material formado de uma liga de magnésio laminada in- cluindo 5 a 11 % em massa de Al; e realizar um tratamento anticorrosão no elemento do material.
20. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de realizar um processo de cisalhamento no elemento do material antes de realizar o tratamento anticorrosão.
21. Elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de realizar um processo de plasticidade no elemento do material cisalhado depois da etapa de realizar o processo de cisalhamento e antes da etapa de realizar o tratamento anticorrosão.
22. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindi- cação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de realizar um processo de cisalhamento no elemento do material tratado por anticorrosão.
23. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindi- cação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de realizar um processo de plasticidade no elemento do material cisalhado.
24. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 19 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de realizar um tratamento de aplicação de pintura no elemento do material trata- do por anticorrosão.
25. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindi- cação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de realizar um tratamento de aplicação de pintura no elemento do material cisalhado.
26. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindi- cação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de realizar um tratamento de aplicação de pintura no elemento do material plasticizado.
27. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindi- cação 25 ou 26, CARACTERIZADO pelo fato de que o tratamento de aplicação de pintura inclui um tratamento de revestimento interno e um tratamento de revestimento externo e os tratamentos de revestimento interno e de revestimento externo são realizados uma só vez.
28. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindi- cação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de preparar um elemento do material inclui uma etapa de obter um material fundido incluindo 5 a 11 % em massa de Al e uma etapa de laminação a quente do material fundido.
29. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindi- cação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de obter um material fundido é reali- zada por fundição por solidificação com resfriamento rápido em uma taxa de resfriamento de 50 K/s ou mais.
30. Método de fabricar um elemento de liga de magnésio, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que a fundição por solidificação com resfriamento rápido é a fundição de rolo duplo.
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