CN101512027A - 高强度阻燃性镁合金 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高强度阻燃性镁合金，其是在阻燃性镁合金的小片状块中，添加选自碳(C)、钼(Mo)、铌(Nb)、硅(Si)、钨(W)、氧化铝(Al₂O₃)、硅化镁(Mg₂Si)及碳化硅(SiC)中的至少一种以上作为追加添加物并制成粉碎物后，通过成型、烧结及塑性加工而制造的，其中，所述阻燃性镁合金在镁合金中添加有0.5～5.0质量％的钙。由于其接合性优异，因而应用于焊料时，焊接性提高。

Description

高强度阻燃性镁合金

技术领域

本发明涉及提高了阻燃性镁合金的机械强度的高强度阻燃性镁合金。

背景技术

镁合金由于极轻，因而作为铝及其合金的替代材料而备受关注。镁合金在实用金属中属于最轻的，用强度、弹性模量除以密度而得的比强度、比弹性模量等相当高。因此，预想在要求轻量化的产业领域中，将来其需求将不断高涨。钛、铝合金虽具有充分的强度，但与镁合金相比，具有轻量性、缓冲性等特性低的缺点。

以往以来已知，通常的镁合金虽然比强度比较高，但与钛、铝合金相比，绝对强度低，并且有因燃点低而易于引燃的缺点。因此，开发出为了制成阻燃性，而在镁合金中添加钙来提高燃点，制成难以引燃的阻燃性镁合金，且施加了挤压、压延等塑性加工的阻燃性镁合金(专利文献1)。

还提出了各种进行了改良的镁合金，该改良用以谋求与钛、铝合金相对应的强度。例如，公开了如下的镁合金及其制造技术：所述镁合金强度及比强度高，具有塑性变形后的晶体粒度小的特性，在Mg中添加规定量的Ca、Zn及X(在此，X为稀土类元素，为选自Y、Ce、La、Nd、Pr、Sm、Mm中的一种以上元素)，具有这些化合物微细地分散的组织(例如参照专利文献2)。即，是添加规定量的稀土元素，通过急速冷却凝固雾化(atomize)法来达到组织微细化的镁合金。

另外，作为同时实现了高强度和高延展性的镁合金，公开了由元素周期表第2族、第3族或镧系元素中所含有的、原子半径比镁大的1种溶质原子0.03～0.54原子％、以及其余为镁而构成的镁合金(例如参照专利文献3)。该镁合金的平均晶体粒度为1.5μm以下，具有如下的微细晶粒组织：晶界附近的溶质原子以晶粒内溶质原子浓度的1.5～10.0倍的浓度而偏在。

进而，作为兼具高强度和高延展性的镁合金，公开了如下的镁合金：所述镁合金以规定的组成比在镁中含有1.0～4.0原子％的Zn和1.0～4.5原子％的Y，制成同时含有金属间化合物Mg₃Y₂Zn和长周期结构的Mg₁₂YZn的组织(例如参照专利文献4)。其通过使金属间化合物Mg₃Y₂Zn和长周期相的Mg₁₂YZn同时存在，而使耐力、拉伸强度、伸长率提高。

进而，如上所述在镁合金中含有钙的阻燃性镁合金的燃点高，机械强度也高，具有易于处理的特性。由此，还公开了利用该优点将该镁合金制成制品而应用于头盔的技术(例如参照专利文献5)，或者，应用于眼镜架的技术(例如参照专利文献6)。另一方面，镁合金被期待在汽车、二轮车、铁路车辆、航空器、机器人等移动结构体、福利器械、老年人用器械等的结构部件中的广泛应用。

在这样的各种结构部件中，各部件的接合、特别是焊接技术是不可缺少的。对于镁合金的焊接技术也进行了各种开发，有激光焊接、TIG焊接、MIG焊接等等。公开了非本发明的阻燃性镁合金，例如，在镁基合金的挤压件等母材上施加拉线加工后，在表面实施削匀(shaving)加工使表面清洁性优异的镁焊接线(例如参照专利文献7)。另外，还已知亦非本发明的阻燃性镁合金，而作为强度和韧性优异的镁基合金的金属丝，含有Al、Mn、Zn、Zr、稀土类元素等成分的镁合金(例如参照专利文献8)。

另外，如上所述在镁合金中含有钙的阻燃性镁合金的燃点高，机械强度高，具有易于处理的特性。作为利用该优点的具体事例，在上述专利文献5、6中公开了将分割的部件在对合的状态下，通过激光焊接、TIG焊接、MIG焊接等熔融焊接来进行焊接而一体化的焊接技术。

专利文献1：日本特开2000-109963号公报

专利文献2：日本特开平9-41065号公报

专利文献3：日本特开2006-16658号公报

专利文献4：日本特开2006-97037号公报

专利文献5：日本特开2005-350808号公报

专利文献6：日本特开2005-196094号公报

专利文献7：日本特开2006-263744号公报

专利文献8：日本特许第3592310号公报

发明内容

如上所述，提出了各种使镁合金的机械特性提高的改良技术。然而，目前的镁合金仍有很多问题，并不如意，用于实际的制品还不理想。专利文献1的技术是本申请人的申请，高强度阻燃性镁合金是含有0.1～15质量％的Ca、并添加一部分Al、Zn而得到的合金。本发明发展了该技术，是进一步实现强化的合金。另外，在专利文献2中，必须要添加高价的稀土类元素，由此得到的合金也必然是高成本的。进而，必须使用急速冷却凝固雾化法这样特殊且高难的技术。根据专利文献2的合金的耐力显示为510～635MPa，虽实现了高强度化，但断裂伸长率为1.0～4.0％，极小，成为非常脆的材料。

另外，专利文献3的技术作为屈服应力、伸长率得到提高的技术而例示出来，但由于被指定的溶质原子除钙以外的其它元素是稀土类元素，因此与上述合金一样成为成本高的合金。进而，对于专利文献4所记载的镁合金，仅在金属间化合物Mg₃Y₂Zn和长周期相Mg₁₂YZn同时存在的情况下，可以得到390～520MPa的拉伸强度和4.5～10.3％的断裂伸长率，而在金属间化合物或长周期相中的任一单方存在的情况下，显示出不能兼具高强度和高延展性。

进而，专利文献7的技术是涉及镁焊接线的技术，是为了提高焊接线的表面清洁性的技术，并不涉及焊接线、焊接棒这种所谓的焊料的组成。而且，这种焊接线并不是阻燃性镁合金。进而，专利文献8的技术公开了镁基合金金属丝的技术，含有Al、Mn、Zn、Zr、稀土类元素等成分，与本发明的高强度阻燃性镁合金焊料的组成不同。专利文献8的内容的目的在于提供使用金属丝的弹簧，公开了作为焊接线来利用的可能性，但并未记载其具体的实施例。进而，该焊接线也不涉及阻燃性镁合金。

进而，在专利文献5中，公开了将阻燃性镁合金用于头盔，根据需要进行该镁合金的激光焊剂、TIG焊接、MIG焊接等熔融焊接，从而公开了阻燃性镁合金焊接的可能性。但是，并无具体实施例的记载。进而，该专利文献5所记载的是阻燃性镁合金为被焊接侧的被焊接材料，而不是用于焊接的焊料。

以上，如上述那样在专利文献2、3和4中记载的镁合金虽然具有各自的优点，但作为机械材料所要求的特性是不充分的，所添加的元素都是使用高价的稀土类元素，结果有制造的镁合金成为高价的问题。另外，在专利文献5、6中，公开了接合技术，但对象阻燃性镁合金并不是本发明的高强度阻燃性镁合金。进而，专利文献7、8所记载的技术改善焊接线的表面性状、使用高价的稀土类元素、而且涉及金属丝自身的机械特性的改善，都不是本发明的高强度阻燃性镁合金，其特性不充分。

本发明是以这样的以往的技术背景为基础而完成的，达成如下目的。

本发明的目的是提供一种阻燃性镁合金，其不使用限于稀土类元素的合金化元素，通过添加通用的元素、化合物，而使其拉伸强度高，具有高耐力的高强度特性。

本发明的其它目的在于提供一种阻燃性镁合金，其可以以低成本来实现稳定的焊接性提高，可以用作焊料。

本发明为实现上述目的而采用如下技术方案。

本发明1的高强度阻燃性镁合金是如下得到的，即，在阻燃性镁合金中，添加选自碳(C)、钼(Mo)、铌(Nb)、硅(Si)、钨(W)、氧化铝(Al₂O₃)、硅化镁(Mg₂Si)及碳化硅(SiC)中的至少一种以上追加添加物，其中，所述阻燃性镁合金在镁合金中添加有0.5～5.0质量％的钙。

本发明2的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物碳(C)的量为0.1～0.3质量％。

本发明3的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物钼(Mo)的量为1.0～12.0质量％。

本发明4的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物铌(Nb)的量为0.5～5.0质量％。

本发明5的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物硅(Si)的量为0.5～6.0质量％。

本发明6的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物钨(W)的量为5.0～40.0质量％。

本发明7的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物氧化铝(Al₂O₃)的量为1.0～5.0质量％。

本发明8的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物硅化镁(Mg₂Si)的量为2.0～6.0质量％。

本发明9的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述追加添加物碳化硅(SiC)的量为0.7～20.0质量％。

本发明10的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述镁合金是含有0～12.0质量％的铝、0～5.0质量％的锌及0.5质量％以下的锰的镁合金。

本发明11的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述镁合金是选自美国材料试验协会(ASTM)所规定的AZ31系、AZ61系、AZ80系、AZ91系、AZ92系、AM50系、AM60系及AM100系中的一种镁合金。

本发明12的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述阻燃性镁合金是由得自该阻燃性镁合金原材料的粉碎物形成的阻燃性镁合金。

本发明13的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1中，所述高强度阻燃性镁合金是在添加所述追加添加物后，通过塑性加工而制造的合金。

本发明14的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明12中，所述粉碎物是用切削加工而得到的切削屑或其粉末体。

本发明15的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明13中，所述塑性加工是选自挤压加工、拉拔加工、回转锻造加工及压延加工中的一种、或2种以上的组合的加工。

本发明16的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明1～15中，所述以添加追加添加物而构成的合金是形成焊料构成的合金。

本发明17的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，在本发明16中，所述焊料为线状或棒状的焊接材料。

如以上说明所述，本发明的高强度阻燃性镁合金，不使用限定于稀土类元素的合金化元素，通过通用元素、化合物的追加物添加，另外，通过实施粉碎物的成型、烧结及塑性加工，而使其成为拉伸强度高、具有高耐力的高强度特性的、低成本的阻燃性镁合金。进而，作为焊料，通过添加钙而燃点增高，能在通常的状态下接合，成为在焊接作业时产生的烟尘(因焊接或切断时的热而蒸发的物质被冷却而成的固体微粒)的发生少的高强度阻燃性镁合金。进而，通过有效利用切削屑等粉碎物，而成为以低成本使接合性提高的高强度阻燃性镁合金。

附图说明

图1是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加C时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图2是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加Mo时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图3是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加Nb时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图4是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加Si时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图5是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加W时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图6是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加Al₂O₃时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图7是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加Mg₂Si时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图8是在阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的粉碎物中添加SiC时的高强度阻燃性镁合金的拉伸强度试验结果的数据图。

图9表示使用含有追加添加元素的高强度阻燃性镁合金作为焊料而焊接的被焊接板材的拉伸强度试验结果，是包括比较例的数据图。

图10表示使用含有追加添加化合物的高强度阻燃性镁合金作为焊料而焊接的被焊接板材的拉伸强度试验结果，是包括比较例的数据图。

具体实施方式

[高强度阻燃性镁合金]

以下，对本发明的阻燃性镁合金的实施方式进行详细说明。首先，为便于理解本发明，对镁合金进行说明。关于镁合金，是根据美国材料试验协会(以下称为“ASTM”)或日本工业标准(以下称为“JIS”)等而规格化的。镁合金大致上有铸造用镁合金和延展用镁合金。对它们而言，由ASTM和JIS规格化的机械特性的最小值到最大值的范围如下。这些规格化的合金的化学成分的组成因已规格化且为公知技术，因而省略其详细说明。

铸造用镁合金的机械特性如下。拉伸强度：140MPa(AM100A-F材)～270MPa(ZK61A-T5、T6处理材)。耐力：70MPa(AM100A-F材)～180MPa(ZK61A-T5、T6处理材)。伸长率：约0％(AM100A-F材)～10％(AM50A-F材)。

延展用镁合金的机械特性如下。拉伸强度：190MPa(AZ31C-O材)～310MPa(ZK60A-T5处理材)。耐力：90MPa(AZ31C-O材)～230MPa(ZK60A-T5处理材)。伸长率：4％(AZ31C-H14处理材)～13％(AZ31C-O材)。

一般而言，金属的情况下，与铸造用合金相比，延展用合金由于塑性加工、加工热处理的效果而使强度、延展性等机械性质大幅提高。镁合金也如上述那样提高，但是现状是强度、延展性比其它金属提高的程度都少。因此，进行了进一步的技术开发，公开了如上述专利文献所示的技术。

本实施方式为，在添加有钙而实现阻燃化的阻燃性镁合金中添加低价的元素、化合物的追加添加物，使其机械强度提高。本实施方式提出了如下的高强度阻燃性镁合金，即，利用阻燃性镁合金的粉碎物，通过成型、烧结及塑性加工，得到具有在室温下拉伸强度为419MPa以上、耐力为380MPa以上的机械特性的高强度阻燃性镁合金。

下面，对该合金进行说明。本发明的实施方式中所示的镁合金为用ASTM的“AM60B”表示的铸造用镁合金。但是，作为可以实施本发明的合金，并不一定限于该铸造用镁合金“AM60B”，也可以是其它的镁合金。在该合金中添加0.5～5.0质量％的Ca。在本实施方式中添加2质量％的钙。

AM60B是压铸用合金，为了提高耐腐蚀性，是使杂质Fe、Ni、Cu的含量减少的高纯度镁合金。其基本化学组成为含有Al5.5～6.5质量％、Mn0.24～0.60质量％、其余为镁。向其中添加钙，制成阻燃性镁合金。钙的添加量为0.5～5.0质量％是理想的。

由于镁的结晶构造为稠密六方晶，因而在室温下其塑性加工性极差，现状为不能进行冷加工。加热后虽然其塑性加工性也得到很大提高，但与其它金属相比，也还是难以进行精密形状的加工。因此，镁合金的制造主要采用铸造法。另外，将用铸造法得到的铸造品、用塑性加工得到的锻造材、延展材等向最终形状加工时，多要实施切削加工。然而，切削加工时所产生的切削屑的处理有成本等增大的制约，另一方面，作为循环材料而直接再利用时存有很多问题。

近年来，为实现该切削屑的有效利用而进行了研究，还未公开对实用而言有决定性意义的事例。在本例中，以阻燃性镁合金的切削屑为基材。该阻燃性镁合金的切削性良好，因而可以高速切削，因此可以使切削屑大量产生。但是，本发明中并不限定于切削屑，只要是相当于切削屑的物质，也可以是各种粉状物、小片状块。

[高强度阻燃性镁合金的制造方法]

下面，对本发明的高强度阻燃性镁合金的制造方法进行说明。在本实施方式中，成为基材的镁合金使用添加有2质量％的Ca的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”。AM60B原本为铸造用的镁合金，在加热时能进行挤压等塑性加工。该塑性加工有挤压加工、拉拔加工、锻造加工、回转锻造加工、压延加工等。通过在该AM60B中添加2质量％的Ca，可以使在该AM60B中添加了2质量％Ca的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca合金”的引燃温度提高200～300℃。

因此，即使在大气中的熔解作业也可以安全地进行。由该阻燃性镁合金“AM60B+2Ca合金”，希望得到具有适于下面工序的粉碎的形态的小片状块。在本实施方式中，方便地使用因阻燃性镁合金“AM60B+2Ca合金”的切削加工所产生的切削屑。作为小片状块，当然并不限定于因切削加工而产生的切削屑，也可以是在各种机械加工中排出的切削屑、研削屑、切断或冲压等的挤压屑、破碎机产生的破碎屑、将铸造物、铸造件的小片状块等粉碎而得的小片状块。由这些的小片状块得到粉碎物，其使用球磨机等。

本实施方式中的阻燃性镁合金的情况下，因添加Ca而实现阻燃化，因此即使将粉碎物在常温状态下放置于大气中也是安全的。例如，具有146μm的平均粒径的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca合金”的粉碎物的爆炸下限浓度值为100mg/m³，比铝粉末(35mg/m³)大，与铁粉末(<120mg/m³)相近，爆炸的危险性大幅减轻，处理变得容易。

其次，在由小片状块得到粉碎物时，作为属于本实施方式特征的追加添加物而添加规定的元素或化合物。该追加添加物并不限定于稀土类元素，若包括其比例地示出，则为0.1～0.3质量％C、1.0～12.0质量％Mo、0.5～5.0质量％Nb、0.5～6.0质量％Si、5.0～40.0质量％W、1.0～5.0质量％Al₂O₃、2.0～6.0质量％Mg₂Si、0.7～20.0质量％SiC的各元素、或它们的规定化合物。

将这些元素或化合物的种类和添加量进行限定，是为示出制造的阻燃性镁合金能达到高强度化的范围，因为，若超出该范围，将降低高强度化的效果。将它们中的1种或选择数种进行追加添加，并同时进行小片状块的粉碎和元素或化合物的复合化。即，在该粉碎工序中，小片状块的阻燃性镁合金的凝固组织被破坏，改质为微细均质的组织。同时，追加添加物均匀地进入粉末内部，阻燃性镁合金的组织变为微细、均质。

[成型及烧结]

接着，将如此成为微细均质组织的粉碎物的阻燃性镁合金成型及烧结。该成型可以为冷成型或热成型中的任一种。考虑到工序的短缩，优选烧结也能同时进行的热成型。对于热成型，适用脉冲通电烧结法。脉冲通电烧结法是如下的公知处理方法：在石墨铸模中填充成为对象的试样，边加压边进行脉冲状通电来进行烧结。在本例中，该试样为上述阻燃性镁合金制的粉碎物。该处理方法具有能高效地加热粉碎物，以短时间进行烧结的优点。

接着，将该成型及烧结的阻燃性镁合金粉碎物的烧结体作为坯料实施塑性加工。该塑性加工通过对烧结体赋予剪切变形，具有将粉碎物之间的固着强固到烧结体以上的水平、并且使烧结体的微组织也微细化的效果。作为实施塑性加工的方法，有挤压、压延、拉拔、锻造、回转锻造等各种加工方法，在本例中，使用在材料的重结晶温度以上进行的热挤压加工。这是因为，挤压加工可以对加工物赋予大的剪切变形。另外，此时的挤压比由于在高至一定程度的情况下所得材料的机械强度增加，而增大至必要以上时，则导致挤压模具的寿命降低、破损、挤压设备的大型化等，因而挤压比的最高优选为120左右。

通过该挤压，成型烧结体中的粉碎物之间受到剪切变形而更牢固地结合，成为阻燃性镁合金中原本所含的金属间化合物的粒子以及追加添加物在镁基质中均匀分散的组织形态。另外，在热挤压加工中发生重结晶，镁的基质晶粒被微细化。因此，机械特性提高，实现了高强度化。

除上述实施方式所公开的以外，使用的镁合金为含有0～12.0质量％的铝、0～5.0质量％的锌及0.5质量％以下的锰的镁合金也可得到有效的结果。进而，镁合金使用选自美国材料试验协会(ASTM)标准表示的AZ31系、AZ61系、AZ80系、AZ91系、AZ92系、AM50系、AM60系和AM100系中的任一种，也可得到有效的结果。

本发明将具有这样性质的高强度阻燃性镁合金作为原材料，也可适用于焊料。在焊接作业时使用的焊料、即焊接棒或焊接线(也称为“焊接金属丝”)等，是在镁合金中添加0.5～5质量％的钙(Ca)的基础上进而追加添加C、Mo、Nb、Si、W、Al₂O₃、Mg₂Si、SiC中的任一种以上的本发明的高强度镁合金，是燃点高、强度得到增加的合金。

伴随着阻燃化，即使在接合时，伴随火花等的产生的火灾等的危险性变少，可以安全地进行接合作业。一般而言，已知在焊接作业时，因焊接时的热而蒸发的物质被冷却产生成为固体微粒的烟尘，而通过使用采用本发明的焊料，可以抑制其发生。这样，在实际的焊接现场，也可以期待其焊接环境的提高。

焊料通过实施例如挤压加工、用特定用于拉线的滚轮拉丝模等进行的拉线加工的加工方式而得到。通过实施这些加工，本发明焊料中所含的追加添加物可以在镁基质中进一步均匀分散，其结果为，在焊接组织中也可以达成均质组织，可以提高机械特性。

本发明的高强度阻燃性镁合金，在作为焊料焊接镁、镁合金原材料时，不依赖于焊接的种类而可以全部适用，但可以特别优选利用于TIG焊接、MIG焊接。以下，还一并示出用TIG焊接进行的接合的实施例。以上，对实施方式进行了说明，当然，本发明并不限于这些实施方式。

实施例1

本实施例的合金以为了对AM60B合金赋予阻燃性而添加有2.0质量％Ca的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”为基材。以达到表1所示组成的方式向其中添加作为追加添加物的C、Mo、Nb、Si、W、Al₂O₃、Mg₂Si、SiC元素或化合物。在本实施例中，作为该合金的小片状块，使用属于车削的切粉的切削屑。用球磨机粉碎该切削屑，得到粉碎物。此时，也同时添加追加添加物，进行添加物的均质分散复合化。

接着，将用该球磨机调制的阻燃性镁合金的粉碎物用脉冲通电烧结法以烧结温度480℃、时间20分钟、在大气中进行固化形成。接着，将其作为坯料以挤压比110、挤压温度480℃进行热挤压加工。在得到的挤压件的长边方向上取得试验片，在室温下进行拉伸强度、耐力、断裂伸长率的试验。将该试验结果总结概括于表2。根据该结果，所有试验片的拉伸强度均为419MPa以上，耐力均为380MPa以上，确认了本发明的效果。

[表1]

[表2]

将该结果的各元素或化合物的每种数据示于图1到图8。图1为添加C的情况，图2为添加Mo的情况，图3为添加Nb的情况、图4为添加Si的情况、图5为添加W的情况、图6为添加Al₂O₃的情况、图7为添加Mg₂Si的情况、图8为添加SiC的情况，是表示与添加量相应的各拉伸强度、耐力、断裂伸长率的数据图。

根据该结果，与没有追加添加物的专利文献1所示的以往的添加Ca的高强度阻燃性镁合金相比，本例的情况也如数据图所表明，在加入了任何追加添加物的情况下机械强度都提高了。例如，拉伸强度在加入了任何追加添加物的情况下都显示为419MPa以上。因此，作为原材料的高强度阻燃性镁合金可以称为强度进一步得到提高的合金。在各图中，添加量为0％的值是显示下面所示的比较例的结果。

下面，进行了与本实施例对应的比较，因而示出其的比较例。本实施例的结果高于下面所示的任何比较例。

(比较例1)

比较例1是对没有本发明的追加添加物的以往的阻燃性镁合金而进行的。使用球磨机，将来自与实施例相同化学组成的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的铸造件的、用车削得到的切削屑制成粉碎物后，在与实施例完全相同的条件下，用脉冲通电烧结法将该粉碎物成型并烧结。将其作为坯料，在与实施例相同的条件下，以挤压比R＝110、挤压温度T＝480℃进行热挤压加工，在室温下对得到的挤压件的长边方向进行拉伸强度试验。该拉伸强度试验的结果为，拉伸强度＝415MPa、耐力＝364MPa、断裂伸长率＝23％。这些值在显示实施例结果的图1～图8中，各添加物的量作为0％而图示于左端。

(比较例2)

比较例2是对没有本发明的追加添加物的以往的阻燃性镁合金而进行的。将来自与实施例完全相同的化学组成的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的铸造件，在与实施例相同的条件下，以挤压比R＝110、挤压温度T＝480℃进行挤压加工，在室温下对挤压件的长边方向进行拉伸强度试验。该拉伸强度试验的结果为，拉伸强度＝305MPa、耐力＝242MPa、断裂伸长率＝18％。

(比较例3)

比较例3是对没有本发明的追加添加物的以往的阻燃性镁合金而进行的。将来自与实施例完全相同的化学组成的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca”的铸造件，用热进行挤压加工后，接着用热实施拉拔加工，在室温下对如此制作的拉拔件的长边方向进行拉伸强度试验。该拉伸强度试验的结果为，拉伸强度＝286MPa、耐力＝198MPa、断裂伸长率＝16％。

实施例2

本实施例显示将图1～图8所示的高强度阻燃性镁合金作为镁合金焊接的焊料的焊接金属丝而使用时的接合结果。对于被焊接件，使用为对AM60B镁合金赋予阻燃性而添加有2质量％的钙的阻燃性镁合金“AM60B+2Ca合金”的挤压板材(板厚2mm)。用TIG法进行焊接。主要的焊接条件如下。

即，使用直径为2.4mm的纯钨电极，电极与母材间的距离为2mm、交流式电流100A、焊接速度200mm/min，惰性气体使用氩气，其流量为12L/min。焊接后，去除焊接的多余部分而制成试验片形状后，进行拉伸强度试验，确认接合强度。将该拉伸强度试验结果示于表3、图9及图10。图9为各个追加添加元素的结果，另外，图10为各个追加添加化合物的结果。图9及图10的横轴表示各种追加添加物的种类及其组成。实施例的结果为，除了追加添加物5Si和9Mg₂Si外，都为高于比较例的结果，确认了本发明的效果。另外，追加添加物5Si和9Mg₂Si时的结果确认是由于粗大的焊接缺陷所致的焊接不良导致的，不是正规的强度试验结果。

[表3]

 

焊料组成	拉伸强度(MPa)
		0.1C	224
0.2C	228
		1Mo	222
6Mo	231
		11Mo	222
1Nb	241
		5Nb	231
1Si	193
		5Si	59
5W	191
		18W	196
36W	176
		1Al2O3	226
4Al2O3	188
		2Mg2Si	230
5Mg2Si	199
		9Mg2Si	75
2SiC	181
		9SiC	192
17SiC	178
		比较例	173

[比较例4]

在本比较例中，显示将没有本发明的追加添加物的以往的阻燃性镁合金作为焊料使用的接合结果。作为焊料、即本比较例中的焊接金属丝，使用由阻燃性镁合金“AM60B+2Ca合金”的铸造件经过用热进行的挤压加工、接着用热进行的拉拔加工而制作的拉拔件。将被焊接件及各种焊接条件设为与实施例相同，进行TIG焊接。与实施例同样，在焊接后，去除焊接的多余部分而制成试验片形状后，进行拉伸强度试验，确认接合强度。将其结果示于表3的“比较例”、图9及图10的“比较例”中。比较例的焊接板材的接合拉伸强度都比实施例的小，为173MPa。

Claims (17)

1.一种高强度阻燃性镁合金，其特征在于，是通过向阻燃性镁合金中添加追加添加物而得到的，所述追加添加物是选自碳C、钼Mo、铌Nb、硅Si、钨W、氧化铝Al₂O₃、硅化镁Mg₂Si及碳化硅SiC中的至少一种以上，所述阻燃性镁合金在镁合金中添加有0.5～5.0质量％的钙。

2.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物碳C的量为0.1～0.3质量％。

3.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物钼Mo的量为1.0～12.0质量％。

4.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物铌Nb的量为0.5～5.0质量％。

5.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物硅Si的量为0.5～6.0质量％。

6.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物钨W的量为5.0～40.0质量％。

7.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物氧化铝Al₂O₃的量为1.0～5.0质量％。

8.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物硅化镁Mg₂Si的量为2.0～6.0质量％。

9.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述追加添加物碳化硅SiC的量为0.7～20.0质量％。

10.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述镁合金是含有0～12.0质量％的铝、0～5.0质量％的锌及0.5质量％以下的锰的镁合金。

11.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述镁合金是选自美国材料试验协会ASTM所规定的AZ31系、AZ61系、AZ80系、AZ91系、AZ92系、AM50系、AM60系及AM100系中的一种镁合金。

12.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述阻燃性镁合金是由得自该阻燃性镁合金原材料的粉碎物形成的。

13.根据权利要求1所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述高强度阻燃性镁合金是在添加所述追加添加物后，通过施加外力使其发生永久变形的塑性加工而制造的合金。

14.根据权利要求12所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述粉碎物是用切削加工而得到的切削屑或其粉末体。

15.根据权利要求13所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述塑性加工是选自挤压加工、拉拔加工、回转锻造加工、压延加工中的一种、或2种以上的组合的加工。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，以添加所述追加添加物而构成的合金是形成焊料构成的合金。

17.根据权利要求16所述的高强度阻燃性镁合金，其特征在于，所述焊料为线状或棒状的焊接材料。

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