CN101269386B - 镁合金塑性加工产品的制造方法、镁合金塑性加工产品及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供确保锻造性、抑制破裂或表面变黑、燃烧的塑性加工产品的制造，同时实现模铸铸造的复杂形状的成形性、锻造产品的高可靠性、高强度性，廉价、高品质的塑性加工产品的制造，以及能够根据需要廉价地制造镁合金板材，包括对该廉价制造的镁合金板材进行塑性加工的镁合金塑性加工产品的制造。

Description

镁合金塑性加工产品的制造方法、镁合金塑性加工产品及其用途
技术领域
本发明涉及一种镁合金塑性加工产品、其制造方法、镁合金挤压型材及其制造方法，更详细地说，本发明涉及(i)在塑性加工中确保塑性加工性、抑制破裂或表面变黑、燃烧、确保塑性加工产品的机械强度的塑性加工产品的制造方法，(ii)通过将模铸铸造和塑性加工复合，同时实现模铸铸造的复杂形状的成形性、塑性加工的高可靠性、高强度性的复合加工技术的塑性加工产品的制造方法，(iii)需要轻量化的汽车等运送器、手机、笔记本型计算机等民用电机信息家电机器、电动工具、通用发动机等产业机械等的镁合金塑性加工产品的制造方法，(iv)由这些制造方法得到的塑性加工产品，(v)制造在耐热性镁合金挤压型材的挤压中确保挤压性、抑制挤压时的变黑、确保挤压型材的机械强度、更廉价高品质的耐热性镁合金挤压型材的方法，(vi)由该制造方法得到的挤压型材。
背景技术
在汽车产业中，由于燃费提高而导致的轻量化的必要性，对轻量材料的需求变高，开始使用树脂材料或轻量金属材料。然而，树脂材料一般由于回收困难，在保护地球环境方面来说有问题。与此相对，由于金属材料一般容易回收，因而特别期待其用途的扩展。轻量金属材料中作为最轻量的镁合金目前在方向盘、安全带、气囊保持器等内装部件上使用。然而，今后寻求向发动机部件或变速器部件等电动车动力传动系部件扩展用途。对于内装品来说，由模铸铸造制造延展性优良的镁合金AM50、AM60系合金。另一方面，对于期待这些用途扩展的电动车动力传动系来说，已开始由模铸铸造来制造强度和150℃前后的耐蠕变性优良的耐热性镁合金。予以说明，作为耐热性镁合金，已知在镁-铝系内添加稀土类金属或钙、锶的各种镁合金(例如参考专利文献1)。
而且，最近，个人计算机、手机外壳、手机机构部件等通过镁合金的冲压成形或者板锻造而成形。在冲压成形或板锻造成形中使用的坯料一般为挤压连续铸造坯段的镁合金板材、或者进一步压延该镁合金板材得到的镁合金薄板(例如，参考专利文献2～3)。
现有的铝构件的用途为在汽车的电动车动力传动系部件中使用活塞、汽缸盖、油压部件等众多锻造品。这些为镁合金模铸制品所不能应付的高强度、高可靠性的用途，现状中镁合金无法应付该用途。与铝模铸制品相比较时，镁模铸制品强度低10％以上，难以用同一尺寸的镁模铸制品代替铝模铸制品，多数情况下需要局部壁厚提高或追加唇缘等确保强度的对策。然而，这些对策与镁模铸制品的重量提高相关联。因此，在镁模铸制品中，需求提高不满足强度要件的部位的强度的技术。
(专利文献1)日本专利第2604670号公报
(专利文献2)日本特开2006-239748号公报
(专利文献3)日本特开2006-239750号公报
发明内容
在用于汽车电动车动力传动系部件中时，从其使用温度环境来说，镁合金塑性加工产品必须是耐热性镁合金。然而，不能生产成为塑性加工坯料的耐热性镁合金的连续铸造型材和挤压型材。实际上，如果挤压耐热性镁合金则会有下面的问题。在耐热性镁合金中，为了改善高温和室温下的蠕变特性，虽然添加了硅、稀土类元素、钙、锶等，但还是因此变得缺乏塑性加工性，生成化合物的晶界部分处容易产生破裂，而且，这些元素由于为活性的，因此在高温下进行挤压加工时，则在模具出口处发生着火或变黑。而且，塑性加工工序中也同样地缺乏塑性加工性，容易产生晶界处的破裂，达到高温时容易着火或变黑，也得不到塑性加工中的强度提高。
另外，预将铝模铸部材代替为镁模铸部材时，对于机械特性而言，刚性、拉伸强度比铝模铸部材低10％左右，特别是在汽车电动车动力传动系部材中，虽然从其使用温度环境出发使用耐热性镁合金，但对于蠕变强度来说，虽然在机油的温度范围(150℃附近)内与铝模铸材相同，但由于刚性、压缩强度相对地低，例如对于螺栓紧固来说，残存轴力比铝模铸部材下降20％左右。刚性是材料一时的物理特性，不能使其发生较大地变化，将强度特性提高10％以上成为课题。另一方面，镁锻造部材由于锻造用坯料高价而在汽车产业等中不能广泛使用。而且，通用镁合金在标准锻造温度下不希望加工硬化，不希望像铝合金锻造部材那样的高强度化。而且，在耐热性镁合金中还没有生产锻造用坯料。
进一步地，镁合金的塑性变形能力低劣，挤压速度慢，需要热间压延，进一步地，由于镁合金板材的使用量少不适合大量生产，镁合金连续铸造坯段的获得必须依赖于进口等，因此镁合金板材的成本非常昂贵。而且，这成为镁合金的挤压成形或板锻造成形不广泛的主要原因。
本发明鉴于这些传统技术所具有的课题而完成，其目的在于提供一种制造在耐热性镁合金挤压型材的挤压中确保挤压性、抑制挤压时的变黑、确保挤压型材的机械强度、更廉价高品质的耐热性镁合金挤压型材的方法，由该制造方法得到的挤压型材，而且，在将该挤压型材作为坯料的塑性加工中确保塑性加工性、抑制破裂或表面变黑、燃烧、确保机械强度的塑性加工产品的制造方法，通过该制造方法获得的塑性加工产品。
而且，本发明的目的还在于提供一种通过将镁合金的模铸铸造和塑性加工复合，同时实现模铸铸造的复杂形状的成形性、塑性加工的高可靠性、高强度性的复合加工技术，更廉价高品质的塑性加工产品的制造方法，由该制造方法得到的塑性加工产品。
进一步地，本发明的目的在于提供一种根据需要能够廉价地制造镁合金板材，对该廉价制造的镁合金板材进行塑性加工得到的镁合金塑性加工产品的制造方法和镁合金塑性加工产品。
用于解决问题的方法
本发明人等为了达成上述各个目的进行了各种研究，结果发现，通过控制铸造时、挤压加工时、塑性加工时的温度条件、气氛条件，得到了所期望的结果，而且，通过组合镁合金的模铸铸造和塑性加工组合的复合加工技术，达成镁合金模铸部件的高强度化，进而完成了本发明。而且，得到了下面的发现。即，优选由模铸铸造方法制造作为挤压成形或板锻造成形等塑性加工坯料的镁合金板材和镁合金薄板，或者为了使得由该模铸铸造而制造的板材的厚度均匀或为了达到规定厚度而进行压延制造。
即，本发明的耐热性镁合金挤压型材的制造方法，其特征在于将包含
(1)选自铝1～10质量％、锌0.2～5质量％和银0.2～5质量％中的至少一种、
(2)选自稀土类金属0.2～5质量％、钙0.02～5质量％、锶0.02～5质量％和硅0.2～5质量％的至少一种、
(3)选自锰1.5质量％以下、锆1.5质量％以下中的至少一种、其余部分由镁和不可避免的杂质构成的镁合金的熔液在惰性气氛下维持在温度650～700℃，通过铸型铸造或连续铸造由该熔液制造圆柱状的铸造坯段，对该铸造坯段在坯段温度350～450℃、容器温度350～450℃、模具温度450～550℃的条件下进行挤压加工。
而且，本发明的耐热性镁合金挤压型材为由上述制造方法得到的耐热性镁合金挤压型材。
本发明的第一实施方式的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法为以如下内容为特征的在150℃的拉伸强度180MPa以上的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法：将由上述耐热性镁合金挤压型材的制造方法得到的挤压型材维持在300～500℃、将铸模温度维持在低于该挤压型材保持温度10～30℃的情况下，对该挤压型材进行锻造、压延、挤压等塑性加工。
而且，本发明的第二实施方式的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法的特征在于，将镁合金的模铸铸造坯料保持在250～550℃下，将铸模温度维持在低于该模铸铸造坯料的保持温度10～50℃的温度下，部分地或全部地实施锻造、压延、冲压、挤压等塑性加工，使得强度提高。
而且，本发明的第三实施方式的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法的特征在于，通过镁合金熔液的模铸铸造制造板厚0.2mm～100mm的镁合金板材，对该镁合金板材进行锻造、压延、冲压、挤压等塑性加工。
而且，本发明的第四实施方式的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法的其特征在于，通过镁合金熔液的模铸铸造制造板厚0.2mm～100mm的镁合金板材，在室温～400℃下对该镁合金板材在一个方向或两个方向上进行一次(one-pass)以上的压延，制造规定壁厚的镁合金板材，对该规定壁厚的镁合金板材进行锻造、压延、冲压、挤压等塑性加工。
本发明的耐热性镁合金塑性加工产品为由上述第一实施方式～第四实施方式的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法得到的耐热性镁合金塑性加工产品。
发明效果
在本发明中，获得了在耐热性镁合金的连续铸造中确保健全的铸造品质、在挤压型材的挤压中确保挤压性、抑制挤压时的变黑、确保挤压型材的机械强度、更廉价高品质的耐热性镁合金挤压型材，而且，在以该挤压型材作为坯料的锻造、压延、冲压、挤压等塑性加工中，确保塑性加工性，抑制破裂或表面变黑、燃烧，确保塑性加工产品的机械强度。
而且，在本发明中，通过将镁合金的模铸铸造和锻造、压延、冲压、挤压等塑性加工复合，可以同时实现模铸铸造的复杂形状的成形性、塑性加工的高可靠性、高强度性，获得廉价、高品质的塑性加工产品。
而且，在本发明中，由于镁合金板材能够廉价地获得，对廉价的镁合金板材进行塑性加工，因此能够廉价地制造需要轻量化的汽车等运送器、手机、笔记本型计算机等民用电机·信息家电机器、电动工具、通用发动机等产业机械等的镁合金塑性加工产品，由塑性加工得到的镁合金成形品的用途变广泛。
具体实施方式
对于本发明的耐热性镁合金挤压型材及其制造方法、本发明第一实施方式的耐热性镁合金塑性加工产品及其制造方法来说，需要使用作为原料镁合金的耐热性镁合金，优选使用包含
(1)选自铝1～10质量％、锌0.2～5质量％和银0.2～5质量％的至少一种、
(2)选自稀土类金属0.2～5质量％、钙0.02～5质量％、锶0.02～5质量％和硅0.2～5质量％的至少一种、
(3)选自锰1.5质量％以下、锆1.5质量％以下的至少一种，其余部分由镁和不可避免的杂质构成的镁合金。
当在连续铸造坯段的铸造时的熔液保持中使用熔剂的话，则容易产生熔剂的混入，而且，在气体保护的情况下，当熔液温度超过700℃时，则保护效果减弱，燃烧不充分而且容易生成氧化物，成为坯段中混入异物的原因。另一方面，如果不满650℃，则通过热摇动生成的化合物相粗大，成为挤压时或者塑性加工时破裂的主要原因。
另外，对于排除浇铸时的空气进入、凝固时的缩孔的残存或偏析、凝固破裂、粗大化合物的产生、上述异物的混入等的铸造条件必需与通用合金的情况相同的铸造条件。
从而，对于本发明第一实施方式的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法而言，必须将镁合金的熔液在惰性氛围气体下维持到温度650～700℃，通过铸型铸造或者连续铸造由该熔液制造圆柱状的铸造坯段。
对于坯段的挤压来说，通过塑性加工的发热，挤压后的挤压型材的温度比坯段的设定温度升高。如果使模具出口处的挤压型材的温度为500℃左右，则需要通过冷却等将模具温度控制在450～550℃、优选450～500℃。而且，为了抑制在模具出口处的挤压型材的氧化、变黑，由二氧化碳、氩气进行的挤压型材的冷却、防止氧化也有效。另一方面，由于为了控制模具出口处的挤压型材而降低坯段的温度，则挤压加工变得困难，因此实际上需要将坯段的温度设定为比通用合金中的挤压温度高的350～450℃、优选350～400℃。而且，设定容器温度在350～450℃。予以说明，坯段需要通过外部切削除去铸件表面、冷隔。虽然随着挤压比或挤压型材的形状而变化，但优选挤压压力为100～250kgf/cm2，挤压速度为2～10m/分钟。进一步地，防止挤压时的弯曲或确保表面性等用于确保挤压型材的品质的挤压条件必须为与通用合金的情况相同的挤压条件。
当塑性加工时的挤压型材(坯料)的温度超过500℃时，坯料镁合金的晶晶界面熔解燃烧或者由氧化而变黑。因此，在塑性加工时的坯料温度超过500℃的情况下，需要使用二氧化碳、氩气防止氧化、燃烧。需要使塑性加工时的坯料温度为比通用合金中的坯料温度高的300～500℃，如果考虑塑性加工导致的塑性加工产品的强度提高，则优选为300℃～400℃。而且，铸模的温度设定为比该坯料的温度低10～30℃。虽然均热处理并非必需，但是需要把握坯料为均热的加热条件(保持时间)。予以说明，防止塑性加工时的热破裂、冷破裂、确保表面性等用于确保作为塑性加工产品品质的塑性加工条件并非仅限于上述温度条件，与通用合金的情况相同，必须研究铸型设计、成形条件等总体条件。
下面，说明镁合金的挤压型材和塑性加工产品的机械性能。镁合金的塑性加工性差，挤压加工时和塑性加工时例如与铝材相比较需要保持高温。而且，在加工温度区域中镁合金容易进行回复、重结晶。例如，通用合金(AZ31)的挤压型材的拉伸强度为250～280MPa，延伸率15％左右，对于拉伸强度来说，不过与作为铸造产品的模铸型材相同。而且，对于塑性加工产品来说，拉伸强度为300MPa左右、延伸率为15％左右，未得到期望的大幅度强度提高。虽然在耐热性镁合金中，一般抑制了回复、重结晶，但为了确保塑性加工性，要同时在高温下进行加工。本发明使用的耐热性镁合金在铸造型材的阶段具有超过通用合金的拉伸强度、延伸率，通过调整挤压和塑性加工的各个条件，特别是尽量地在低温下进行加工，从而能够实现大幅度的拉伸强度的提高，挤压型材的拉伸强度250MPa以上，塑性加工产品的拉伸强度310MPa以上，150℃时的拉伸强度为180MPa以上。
在本发明第二实施方式的镁合金塑性加工产品的制造方法中，虽然将镁合金的模铸铸造坯料保持在250～550℃，将铸型温度保持在比该模铸铸造坯料的保持温度低10～50℃且部分或全部地实施塑性加工使强度提高，但是精确检查该条件的结果为，通过在塑性加工中将模铸铸造坯料的温度保持在250～550℃、优选250～400℃，将铸型温度保持在比模铸铸造坯料的保持温度低10～50℃、优选10～30℃，观察到可以进行模铸铸造坯料的塑性加工。而且，塑性加工所需要的压力在通用合金中为4～10kgf/mm2或以上。
虽然模铸物品的部分塑性加工的情况一般产生不了大的塑性加工率，但是AM50模铸型材中塑性加工率50％的情况与模铸铸造坯料相比较，拉伸强度提高10％以上，延伸率提高20％以上。
在本发明第二实施方式的镁合金塑性加工产品的制造方法中，可以连续地进行模铸铸造和塑性加工，在成本方面上优选此时在模铸铸造之后不再实施加热而实施塑性加工。
在本发明第二实施例的镁合金塑性加工产品的制造方法中，可以使用各种镁合金。耐热性镁合金虽然其特性上塑性加工性差，但是作为兼顾耐热性和塑性加工性(延伸率5％以上)的耐热性镁合金，优选使用下述的镁合金。
包含(1)选自铝1～10质量％、锌0.2～5质量％和银0.2～5质量％的至少一种、
(2)选自稀土类金属0.2～5质量％、钙0.02～5质量％、锶0.02～5质量％和硅0.2～5质量％的至少一种、
(3)选自锰1.5质量％以下、锆1.5质量％以下的至少一种，其余部分由镁和不可避免的杂质构成的镁合金。
在日本特开平6-200348号公报中虽然记载了包含上述耐热性镁合金的各种耐热性镁合金，但是本发明也可以使用这些耐热性镁合金。
在对上述耐热性镁合金进行塑性加工的情况下，虽然塑性加工的所需压力为10～20kgf/mm2或以上，但对于其它条件来说在与通用合金的情况基本相同的条件即可进行塑性加工，能够得到塑性加工率50％、150℃的拉伸强度160MPa以上的塑性加工产品。而且，上述螺栓紧固残留轴力在150℃时得到10％的提高。
作为用于制造在本发明第二实施方式的制造方法中使用的模铸铸造坯料的模铸铸造方法，可以使用各种模铸铸造方法。虽然高压模铸铸造方法具有壁厚受限的问题，挤压模铸铸造方法、低压(模铸)铸造方法、层流模铸铸造方法等是适于抑制气孔等内部缺陷、并获得壁厚部件的铸造法。作为用于制造在本发明第二实施方式的制造方法中使用的模铸铸造坯料的模铸铸造方法，例如可以使用日本特开2001-009561号公报中记载的模铸铸造方法。在本发明的第二实施方式的镁合金塑性加工产品的制造方法中，优选使这些模铸铸造和塑性加工同时地进行、并且不进行再加热的连续生产的系统。
在本发明的第三和第四实施方式的镁合金塑性加工产品的制造方法中，最初，通过镁合金熔液的模铸铸造来制造板厚0.2mm～100mm的镁合金板材。
利用该模铸铸造制造板材的优点首先是能够实现小批量板材的低价生产。即，即使在镁合金板材或薄板的需要非常少的情况下，由于在利用模铸铸造机生产必要量的板材之后，可以将该模铸铸造机转向该板材以外的多种形状的部材的生产，所以没必要使得模铸铸造机空闲。而且，与传统的连续铸造→挤压→压延相比，利用模铸铸造的板材制造工序少，在生产成本这一点上也有利。予以说明，连续铸造和压延为大量生产同一物件的系统，不适合小批量生产。而且，即便为了改善锻造或冲压等的塑性加工性、想要将板材和薄板的金属组织变为加工组织时，可以在通过模铸铸造制造板材之后施加压延。该压延能够对通过模铸铸造制造的板材在室温～400℃下在一个方向或两个方向上进行一次以上的压延来实施，制造规定壁厚的镁合金板材。在该情况下也可以省略连续铸造→挤压，通过从利用模铸铸造制造的任意厚度的板材开始，可以消减压延数量，因此这是有利的。
而且，利用模铸铸造的板材制造的优点为可以实现模铸铸造的镁合金的多样性以及可以进行熔液处理。利用模铸铸造的板材制造能够生产含有稀土类金属或钙、锶的高强度并具有耐热性的镁合金板材，而且，通过氩气沸腾等熔液处理或微量添加0.1～1.0质量％的稀土金属的熔液处理，能够根据用途和需要量生产耐腐蚀性优于铝板材的镁合金板材。
利用模铸铸造能够制造的板材的厚度虽然也依赖于面积，但一般为0.5mm以上15mm以下。特别地，在想制造薄板的情况下，通过在铸造时减少厚度等，能够薄到0.2mm左右，而且如果包括使用大型机、真空铸造或层流模铸、挤压模铸的话，则也能够制造70～100mm左右厚度的板，能够制造的板厚度范围广泛。
而且，由于模铸铸造为骤冷，因此利用模铸铸造制造的板材与从连续铸造挤压的板材或将该板材进一步压延得到的板材相比，初期的金属组织细微，虽然也依赖于金属种类，但也能够实现平均结晶粒度50μm以下。这首先提高了该板材的耐腐蚀性和机械强度，同时提高了塑性变形性。而且，在个人电脑等信息家电制品中使用的厚度1mm以下的模铸铸造薄板的金属组织的结晶粒度平均为50μm以下，虽然也依赖于合金种类，但具体地为20～30μm至10μm左右，而且塑性变形性提高，并且使加工温度300℃以下，具体地能够下降到200～300℃。对模铸薄板施加压延加工时，可以得到由其它制造方法不能得到的细微的加工组织。
进一步，在镁合金板材的模铸铸造中，通过实施脱模型剂少的铸造，在缩短铸造周期的同时可以期待铸型寿命的延长、表面性的提高、不使用脱模剂所产生的板材的耐腐蚀性提高、抑制由脱模型剂引起的燃烧。
在本发明第三和第四实施例的镁合金塑性加工产品的制造方法中，如上所述，对利用模铸铸造制造的板材进行塑性加工并制造镁合金塑性加工产品。作为该塑性加工，实施挤压、压延、锻造或冲压等成形。这些塑性加工为公知的，可以根据公知的技术实施。
本发明也包含通过该塑性加工获得的镁合金塑性加工产品。作为由本发明的塑性加工得到的镁合金塑性加工产品，优选为锻造成形部材。在该镁合金锻造成形部材中，镁合金的金属组织的结晶粒度可以达到通过其它制造方法难于实现的平均50μm以下，优选30μm以下。
下面基于实施例和比较例具体地说明本发明。
实施例1和比较例1～2
熔解Mg-5Al-2Ca-2MM(铈合金)-0.2Mn合金，使用铸型在下述条件下制造φ168×500mm的圆柱状的铸造坯段。
在实施例1中，以一定的速度连续地进行浇铸，在收缩部分进行补充熔液。在比较例1中，在熔液保持中发生小的火花。而且，在比较例2中，虽然在与实施例1相同的条件下以一定的速度连续地进行浇铸，但是在侧面上显著地产生了熔液皱缩(凹凸)。
第1表
  熔解温度   铸型材料  气氛   铸造品质
 实施例1比较例1比较例2   680℃750℃600℃   SKD61SKD61SKD61  Ar气体SF<sub>6</sub>稀释气体Ar气体   良好上面有氧化物混入粗大的Al-Fe-Mn化合物
实施例2和比较例3-4
将实施例1中制造的圆柱状连续铸造坯段加工成φ150×400mm的圆柱状的挤压用坯段，使用挤压机1650T，在下述条件下制造φ30的棒材。
在实施例2中，为了控制模具温度，设置冷却管，使得200℃的油循环并调节模具温度，将模具出口处的坯料温度管理在470℃以下，向坯料吹氩气。在比较例3和4中，未控制模具温度。
第2表
  坯段温度   容器温度   模具温度   挤压品质
 实施例2比较例3比较例4   370℃300℃470℃   370℃300℃450℃   450℃300℃550℃   良好不可挤压模具出口处部分地燃烧
在实施例2中，挤压速度为5m/分，所得的挤压型材的拉伸强度为270MPa，延伸率为10％(长度方向)。
实施例3和比较例5～6
切断实施例2中制造的挤压型材并制成φ30×50的锻造用坯料，使用冲压锻造机100T，在下述条件下通过密闭型锻造制造φ42.5×25的圆柱。
第3表
  均热化处理时间   坯料温度   模型温度   铸造品质
  实施例3比较例5比较例6   1小时1小时1小时  320℃270℃550℃  300℃250℃530℃   良好产生破裂变黑
实施例3中得到的锻造产品的拉伸强度为300MPa，延伸率为10％，150℃的拉伸强度为160MPa。
实施例4～12
使用下述镁合金，通过与实施例1～3相同的过程，在如表4所示的条件下制造锻造产品。予以说明，任一种情况下均使用SF6稀释气体作为熔解时的熔液保持气氛，挤压时的模具由冷却管进行温度调节，在模具出口处吹入氩气，在锻造时的锻造温度超过400℃时也同时吹入Ar气体。所得锻造产品的特性在第4表中示出。
(1)Mg-10Al-5MM-5Ca-0.2Mn、
(2)Mg-10Al-5MM-5Sr-0.5Ca-0.2Mn、
(3)Mg-7Al-2.5MM-2.5Ca-0.5Sr-0.2Mn、
(4)Mg-1Al-0.2MM-0.02Ca-0.8Mn、
(5)Mg-5Zn-1Y-0.5Sr-0.8Zr、
(6)Mg-0.2Zn-0.2Y-0.5Sr-0.6Zr-0.02Ca、
(7)Mg-5Ag-2MM-0.6Zr、
(8)Mg-0.2Ag-2MM-0.6Zr-0.02Ca、
(9)Mg-1Zn-5.5Y-2MM-1.5Sr-0.6Zr-0.02Ca
MM为铈合金(Ce、La作为主要成分的稀土类金属混合物)
第4表
 合金  熔解温度  坯段温度  容器温度  模具温度  锻造温度   铸型温度   锻造品质   拉伸强度(室温)   拉伸强度(150℃)
 实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9  (1)(2)(3)(4)(5)(6)  650℃650℃670℃700℃650℃700℃  450℃450℃400℃350℃400℃350℃  450℃450℃400℃350℃400℃350℃  500℃500℃450℃400℃450℃400℃  500℃500℃350℃300℃400℃300℃   490℃490℃330℃290℃390℃290℃   良好良好良好良好良好良好   330MPa330MPa310MPa260MPa300MPa270MPa   200MPa200MPa180MPa160MPa180MPa170MPa
  实施例10实施例11实施例12  (7)(8)(9)   650℃700℃700℃   400℃350℃450℃   400℃350℃400℃   500℃400℃450℃   400℃300℃450℃   370℃290℃420℃   良好良好良好   260MPa250MPa300MPa   180MPa180MPa220MPa
实施例13
使用通用合金AZ91(Mg-9Al-0.7Zn-0.2Mn)，在模铸铸造条件：
冷腔模铸机350T、熔液温度660℃(SF6稀释气体)，
铸造压力600kgf/mm2、填充之后加压400kgf/mm2，
喷出速度4m/秒、腔的填充时间5/100秒、紧固部分壁厚15mm，
铸型温度(固定、可变动)170℃下制造二轮车用发动机的ACG(交流发电机)盖子，但是，形状由模铸成形，紧固边缘的紧固孔部对于φ30来说相对设计壁厚5mm成形为10mm，通过锻造条件：冲压锻造机100T、锻造温度300℃、上下冲头的温度270℃的冲压锻造，使紧固边缘的紧固孔部的壁厚为5mm，此后对紧固孔进行机械加工。在锻造、机械加工中不会发生破裂等缺陷。而且，虽然在硬球直径10mm、试验载荷500kg、保持时间30秒的条件下测定的表面硬度(布氏硬度)在铸造后为65，但是锻造加工后变为73。
实施例14
使用通用合金AM50(Mg-5Al-0.2Mn)，在模铸铸造条件：
冷腔模铸机350T、熔液温度680℃(SF6稀释气体)，
铸造压力600kgf/mm2、填充之后加压400kgf/mm2，
喷出速度4m/秒、腔的填充时间3/100秒、紧固部分壁厚15mm，
铸型温度(固定、可变动)180℃下制造四轮车用气囊保持器，但是，形状由模铸成形，紧固边缘的紧固孔部对于φ30来说相对设计壁厚3mm成形为6mm，通过锻造条件：冲压锻造机100T、锻造温度300℃、上下冲头的温度270℃的冲压锻造，使紧固边缘的紧固孔部的壁厚为3mm，此后对紧固孔进行机械加工。在锻造、机械加工中不会发生破裂等缺陷。而且，虽然在硬球直径10mm、试验载荷500kg、保持时间30秒的条件下测定的表面硬度(布氏硬度)在铸造后为55，但是锻造加工后变为62。
实施例15～21
使用下述组成的镁合金：
(10)Mg-10Al-5MM-5Ca-0.2Mn、
(11)Mg-10Al-5MM-5Sr-0.5Ca-0.2Mn、
(12)Mg-7Al-2.5MM-2.5Ca-0.5Sr-0.2Mn、
(13)Mg-1Al-0.2MM-0.02Ca-0.8Mn、
(14)Mg-5Zn-2MM-1.5Sr-0.8Zr、
(15)Mg-0.2Zn-0.2MM-0.5Ca-0.6Zr、
(16)Mg-1Zn-5.5Y-2MM-1.5Sr-0.5Zr-0.02Ca
在模铸铸造条件：
冷腔模铸机250T、熔液温度设定为如第5表所示温度，
铸造压力600kgf/mm2、填充之后加压400kgf/mm2，
喷出速度5m/秒、腔的填充时间2/100秒，
铸型温度(固定、可变动)180℃下制造150mm×150rmm×6mm的试验用板材，在锻造条件：
冲压锻造机100T、自由锻造地延展锻延，
锻造温度、冲头温度根据各合金设定在如第5表所示的温度，使30mm×30mm×6mm的试验片变为3mm厚。
予以说明，任一种情况下均使用SF6稀释气体作为熔解时的熔液保持气氛，挤压时的模具使用冷却管进行温度调节，锻造时锻造温度超过400℃时也同时吹入Ar气体。得到的锻造产品的特性如第5表所示。
第5表
  合金   熔液温度   锻造温度   冲压(温度)   拉伸强度(室温)   拉伸强度(150℃)
  实施例15实施例16实施例17实施例18实施例19实施例20实施例21   (10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)   650℃650℃670℃700℃650℃700℃700℃   450℃450℃400℃350℃400℃300℃400℃   400℃400℃370℃340℃370℃290℃390℃   350MPa350MPa330MPa280MPa300MPa260MPa320MPa   220MPa220MPa200MPa180MPa200MPa180MPa270MPa
实施例22～31和比较例7～10
在实施例22～31和比较例7～10中使用下述组成(质量％)的镁合金。
AZ31：Mg-3％Al-0.7％Zn-0.2％Mn、
AZ61：Mg-6％Al-0.7％Zn-0.2％Mn、
AM50：Mg-5％Al-0.2％Mn、
ACM522：Mg-5％Al-2％Ca-2％铈合金-0.2％Mn。
在铸钢铸造物制的坩锅内装入上述任一种镁合金原料并使其熔解，为了改善合金的耐腐蚀性，在该熔液中添加0.2质量％的铈合金并且使Ar气体沸腾，而且，使得稀释SF6流过该熔液表面。将熔液温度维持在650～700℃，在铸型温度200℃、喷出速度4.5m/秒、喷出压力450kfg/cm2的条件下由模铸铸造来制造口100mm×100m、厚度0.2～5mm的板材。而且，对于一部分板材来说，使坯料温度为350℃，使得压延方向在各路径每90度转动地实施压延。其压下程度如第6表所示。使用合金的种类、板材的制造方法、压延情况下的压下程度、最终板厚、最终板材的金属组织的平均结晶粒度如第6表所示。
而且，准备来自如第7表所示连续铸造坯段的挤压板材和压延型材，作为比较例。
第6表
  合金   板材制造方法   压下   最终板厚   结晶粒度
  实施例22实施例23实施例24实施例25实施例26实施例27实施例28实施例29实施例30实施例31   AZ31AZ31AZ31AZ31AZ31AM50AM50AM50ACM522ACM522   模铸模铸模铸+压延模铸模铸+压延模铸模铸+压延模铸模铸模铸+压延 5→1.5mm1.5→0.5mm1.5→0.5mm1→0.5mm   5mm1.5mm1.5mm0.5mm0.5mm0.8mm0.8mm0.2mm1mm0.8mm   100μm70μm70μm40μm30μm25μm25μm20μm10μm10μm
第7表
  合金   板材制造方法   板厚
 比较例7比较例8   AZ31AZ31   挤压板材压延材   5mm1.5mm
  比较例9比较例10   AZ31AZ61   压延材压延材   0.8mm1.5mm
使用上述实施例和比较例，分别在如第8表所示的加工温度，由冲压(板锻造)制造底面直径20mm、高度30mm以上、侧面冲压斜面5度的杯形试件。此时，端面未进行处理。由下述标准评价冲压(板锻造)的塑性加工性和耐腐蚀性。这些评价结果在第8表中示出。
<塑性加工性>
○：试件没有裂缝等缺陷，
△：试件虽然没有裂缝，但是具有皱缩等外观上的问题，
×：试件具有裂缝。
<耐腐蚀性>
观察板材盐水喷雾72小时后的表面状态。
◎：白锈发生面积率10％以下(比AZ91耐腐蚀性优良)，
○：白锈发生面积率10％以上20％以下(耐腐蚀性AZ91的程度)，
△：白锈发生面积率20％以上50％以下，
×：白锈发生面积率超过50％。
第8表
  加工温度   塑性加工性   耐腐蚀性
  实施例22实施例23实施例24实施例25实施例26实施例27实施例28实施例29实施例30实施例31比较例7比较例8比较例9-1比较例9-2比较例10   350℃300℃250℃250℃250℃250℃250℃200℃250℃250℃350℃350℃300℃250℃300℃   ○○○△○△○○○○○○○△×   △△△△△○○○◎◎××××△

Claims (5)

1.一种在150℃的拉伸强度180MPa以上的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法，其特征在于，将包含
(1)选自铝1～10质量％、锌0.2～5质量％和银0.2～5质量％的至少一种，
(2)选自稀土类金属0.2～5质量％、钙0.02～5质量％、锶0.02～5质量％和硅0.2～5质量％的至少一种，以及
(3)选自锰1.5质量％以下、锆1.5质量％以下的至少一种，其余部分由镁和不可避免的杂质构成的镁合金熔液在惰性气氛下维持在温度650～700℃，通过铸型铸造或连续铸造由该熔液制造圆柱状的铸造坯段，在坯段温度350～450℃、容器温度350～450℃、模具温度450～550℃的条件下对该铸造坯段进行挤压加工，并制造挤压型材，将该挤压型材温度维持在300～500℃，将铸型温度维持在低于该挤压型材保持温度10～30℃的温度下，并进行塑性加工。
2.如权利要求1所述的耐热性镁合金塑性加工产品的制造方法，其特征在于，在挤压加工时对模具出口部分的镁合金挤压型材吹拂氩气或二氧化碳气体。
3.如权利要求1或2所述的镁合金塑性加工产品的制造方法，其特征在于，塑性加工为挤压、压延、锻造或冲压。
4.根据权利要求3所述的制造方法得到的镁合金塑性加工产品。
5.使用由权利要求3所述的制造方法得到的镁合金塑性加工产品的运送器、信息家电、产业机器的部件。
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