CN103370433A - 镁合金材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有良好压制加工性的厚镁合金材料和制造所述镁合金材料的方法。在具有厚度为1.5mm以上的板状部的镁(Mg)合金材料(例如Mg合金板)中，当将从所述板状部的表面起在厚度方向上具有所述板状部厚度的1/4的区域定义为表面区域并将剩余区域定义为内部区域时，所述表面区域中的基面峰比例O_F对所述内部区域中的基面峰比例O_C((002)面的取向程度)之比O_F/O_C满足0.95≤O_F/O_C≤1.05。当板状部由在其厚度方向上的整个区域的均匀织构构成时，实现了大厚度和良好的压制加工性。当将合金材料用作原材料时，得到具有高尺寸精确度的压制加工材料。得到的压制加工材料也由均匀结构构成。通过以25%以上的压下率实施轧制的至少一个道次并以10%以上的压下率实施轧制的剩余道次，得到板状Mg合金材料。

Description

镁合金材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种镁合金材料和制造所述镁合金材料的方法，所述镁合金材料适用于各种构件如输送机械如汽车、铁路车辆和飞机的部件，自行车的部件，电气和电子装置的壳体以及其他结构构件，并且还适用于所述构件的构成材料。特别地，本发明涉及具有良好塑性加工性如压制加工性的厚镁合金材料。

背景技术

作为各种构件诸如移动电气和电子装置如移动电话和笔记本电脑的壳体、汽车部件如轮盖和换挡拨片、铁路车辆部件以及自行车的部件如车架的构成材料，已经对具有高比强度和比刚性的轻质镁合金进行了研究。由镁合金构成的构件主要由通过压模铸造法或触变成型法制造的铸造材料(美国试验与材料协会(ASTM)标准的AZ91合金)形成。近年来，已经使用通过对由可锻镁合金如ASTM标准的AZ31合金构成的板进行压制加工而得到的压制加工材料。专利文献1公开了，通过双辊铸造法制造由诸如AZ91合金的镁合金构成的连续铸造材料，并对通过对连续铸造材料进行轧制而得到的轧制板进行压制加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2006/003899号

发明内容

技术问题

着眼于镁合金的轻质，作为用于塑性加工材料如压制加工材料的原材料，已经对厚度为1mm以下的相对薄的板进行了研究。然而，随着镁合金用途范围的扩大，已经要求不仅开发上述薄板，而且开发着眼于比强度和比刚性的厚板，具体地，具有1.5mm以上厚度的厚板。具有良好塑性加工性的这种厚镁合金板、制造所述厚镁合金板的方法以及使用所述厚镁合金板制造的塑性加工材料如压制加工材料尚未得到充分研究。

通过使用压模铸造法或触变成型法得到了厚镁合金板。然而，在铸造材料如压模铸造材料中，易于形成内部缺陷如空穴，且另外组成和结构易于变得不均匀。例如，添加元素成分局部高度浓缩且晶粒随机取向。此外，在铸造材料如压模铸造材料中，易于在晶粒边界中形成析出物。由于例如所述缺陷和晶粒边界中的析出物成为破坏的起点，所以铸造材料如压模铸造材料的塑性加工性如压制加工性差。此外，铸造材料如压模铸造材料由于上述内部缺陷等而与塑性加工材料如压制加工材料相比具有更差的机械性能如强度和硬度。

因此，本发明的目的在于提供一种具有良好塑性加工性的厚镁合金材料和进行了塑性加工的厚镁合金材料。本发明的另一个目的在于提供一种制造具有良好塑性加工性的厚镁合金材料的方法。

解决问题的手段

与压模铸造材料和触变成型材料相比，即使其组成相同，进行了塑性加工(一次加工)如轧制的镁合金材料在机械性能如强度、硬度和韧性，耐腐蚀性和塑性加工性方面仍更优异。这是因为，在这种镁合金材料中，铸造期间缺陷的形成减少且使得晶体更微细。通过对进行了一次加工的镁合金材料实施塑性加工(二次加工)如压制加工而得到的镁合金材料在机械性能和耐腐蚀性方面也优异。特别地，当将通过连续铸造法如双辊铸造法制造的连续铸造材料用作一次加工材料的原材料时，连续铸造材料具有良好的塑性加工性，因为与压模铸造材料相比，偏析或粗大的结晶析出物的产生减少。因此，本发明的发明人已经通过在各种条件下对连续铸造材料进行轧制而制造了具有1.5mm以上厚度的厚镁合金板并测量了塑性加工性。本文中，由镁合金构成的轧制材料(轧制板)通常具有其中镁合金晶体的基面以与轧制方向(被轧制的原材料进行的方向)平行的方式取向的织构。如果织构的取向密度程度高，则存在损害塑性加工如压制加工期间的加工性的缺点。本发明的发明人已经发现了如下两点：(1)当轧制板的表面侧部分中织构的取向密度程度高于轧制板的内部部分中的织构的取向密度程度时，成形性(塑性加工性)大大劣化；和(2)如果通过对厚的原材料实施已知的轧制法而得到厚轧制材料，则与内部部分中的织构相比，开发了表面侧部分中的织构，由此未实现与具有1.5mm以下厚度的薄板基本相当的成形性。此外，本发明的发明人已经发现，在特定条件下制造的镁合金板，尽管厚，但具有良好的塑性加工性如压制加工性。本发明是以上述发现为基础的。

本发明的镁合金材料由镁合金构成且具有板状部，

其中所述板状部具有1.5mm以上的厚度，且

所述板状部满足如下取向，

[取向]

当将从所述板状部的表面起在厚度方向上具有所述板状部厚度的1/4的区域定义为表面区域并将剩余区域定义为内部区域，

将所述表面区域中(002)面、(100)面、(101)面、(102)面、(110)面和(103)面的X射线衍射峰的强度分别定义为I_F(002)、I_F(100)、I_F(101)、I_F(102)、I_F(110)和I_F(103)，

将所述内部区域中(002)面、(100)面、(101)面、(102)面、(110)面和(103)面的X射线衍射峰的强度分别定义为I_C(002)、I_C(100)、I_C(101)、I_C(102)、I_C(110)和I_C(103)，

将所述表面区域中所述(002)面的取向程度：I_F(002)/{I_F(100)+I_F(002)+I_F(101)+I_F(102)+I_F(110)+I_F(103)}定义为基面峰比例O_F，且

将所述内部区域中所述(002)面的取向程度：I_C(002)/{I_C(100)+I_C(002)+I_C(101)+I_C(102)+I_C(110)+I_C(103)}定义为基面峰比例O_C时，

所述表面区域中的基面峰比例O_F对所述内部区域中的基面峰比例O_C之比O_F/O_C满足0.95≤O_F/O_C≤1.05。

本发明的镁合金材料例如可以通过本发明的如下制造方法制造。根据本发明的制造镁合金材料的方法为通过对由镁合金构成的原材料进行轧制而制造镁合金材料的方法，所述方法包括下述准备步骤和轧制步骤。

准备步骤：准备通过双辊铸造法对熔融的镁合金进行连续铸造而得到的板状原材料的步骤；

轧制步骤：对所述原材料进行多道次轧制而制造具有1.5mm以上厚度的板状镁合金材料的步骤。

在所述轧制步骤中，以每道次25%以上的压下率实施轧制的至少一个道次并以每道次10%以上的压下率实施轧制的剩余道次。

本文中将压下率(%)定义为{(轧制之前原材料的厚度t_b-轧制之后原材料的厚度t_a)/轧制之前原材料的厚度t_b}×100。

根据本发明的制造方法，通过使用连续铸造材料作为原材料能够有利地实施每道次的压下率为25%以上的较强加工的轧制，在所述连续铸造材料中会成为裂纹起点的缺陷或结晶析出物、偏析少量存在或基本不存在。在压下率高的这种轧制中，能够在原材料的厚度方向上的整个区域均匀赋予塑性加工。换言之，通过以高压下率实施轧制的至少一个道次，能够从原材料的表面到内部对原材料进行均匀加工。因此，本发明的制造方法提供一种由在厚度方向上的整个区域的均匀结构构成的镁合金材料(典型地为轧制板(本发明的镁合金材料的一种形态))。这种结构是其中镁合金晶体的基面主要以与轧制方向平行的方式取向的织构(镁合金晶体的c轴以与轧制方向垂直的方式取向的织构)。

当本发明的镁合金材料为进行了上述特定轧制的轧制板时(即，当本发明的镁合金材料全部由板状部构成时)，镁合金材料由如上所述在其厚度方向上的整个区域(表面～中心～表面)的均匀结构构成。由这种均匀结构构成的本发明的镁合金材料尽管厚，但具有良好的塑性加工性如压制加工性。由此，板状镁合金材料能够适当用作塑性加工如压制加工用原材料。由这种均匀结构构成的镁合金材料还具有均匀的性能(例如机械性能如硬度、强度、耐冲击性和韧性，耐腐蚀性以及抗振动性)。此外，当将板状镁合金材料用作塑性加工用原材料时，得到具有高尺寸精确度的塑性加工材料如压制加工材料(本发明镁合金材料的一种形态)。得到的塑性加工材料也由在其厚度方向上的整个区域的均匀结构构成，即基本保持原材料的结构。因此，得到的塑性加工材料如压制加工材料也具有上述均匀性能。

根据本发明的镁合金材料的实施方式，当将所述表面区域中的平均晶粒尺寸定义为D_F并将所述内部区域中的平均晶粒尺寸定义为D_C时，所述内部区域中的平均晶粒尺寸D_C对所述表面区域中的平均晶粒尺寸D_F之比D_C/D_F满足2/3≤D_C/D_F≤3/2、D_F≥3.5μm且D_C≥3.5μm。

根据上述实施方式，由于在厚度方向上的整个区域实现了均匀的粒径，所以赋予更好的塑性加工性。

根据本发明的镁合金材料的实施方式，当将所述表面区域中的维氏(Vickers)硬度(Hv)定义为H_F并将所述内部区域中的维氏硬度定义为H_C时，所述内部区域中的维氏硬度H_C对所述表面区域中的维氏硬度H_F之比H_C/H_F满足0.85≤H_C/H_F≤1.2。

根据上述实施方式，镁合金材料在厚度方向上的整个区域具有均匀的硬度。因此，例如即使当对镁合金材料的一部分进行研削或化学处理以除去表面侧部分的一部分时，与研削或化学处理之前相比，进行了研削或化学处理的镁合金材料的表面硬度也基本不变，这意味着镁合金材料具有稳定的表面织构。由此，根据上述实施方式，当在下游工艺中实施诸如化学转化处理的表面处理时，能够稳定地实施这种处理。

本发明的镁合金材料可以由含有各种添加元素(剩余物：Mg和杂质)的镁合金构成。特别地，以高浓度含有添加元素的合金，具体地，以5.0质量%以上的总含量含有添加元素的镁合金具有良好的机械性能如强度和硬度、高耐腐蚀性、阻燃性、耐热性等，但取决于添加元素的类型。

添加元素的具体实例包括选自如下中的至少一种元素：Al、Zn、Mn、Si、Be、Ca、Sr、Y、Cu、Ag、Sn、Li、Zr、Ce、Ni、Au以及稀土元素(Y和Ce除外)。杂质的实例为Fe。

含有Al的Mg-Al系列合金具有高耐腐蚀性且还具有良好的机械性能如强度和硬度。因此，根据本发明的镁合金材料的实施方式，镁合金以5.0质量%以上且12质量%以下的含量含有Al作为添加元素。随着Al含量增大，上述效果倾向于增强。Al含量优选为7质量%以上且更优选7.3质量%以上。Al含量的上限为12质量%且优选11质量%，因为当Al含量超过12质量%时，塑性加工性下降。特别地，含有8.3质量%～9.5质量%的Al的镁合金提供高的强度和耐腐蚀性。除了Al之外的元素的总含量为0.01质量%以上且10质量%以下并优选0.1质量%以上且5质量%以下。

Mg-Al系列合金的具体实例包括ASTM标准中的AZ系列合金(Mg-Al-Zn系列合金，Zn：0.2质量%～1.5质量%如AZ31合金、AZ61合金和AZ91合金)、AM系列合金(Mg-Al-Mn系列合金，Mn：0.15质量%～0.5质量%)、AS系列合金(Mg-Al-Si系列合金，Si：0.01质量%～20质量%)、Mg-Al-RE(稀土元素)系列合金、AX系列合金(Mg-Al-Ca系列合金，Ca：0.2质量%～6.0质量%)以及AJ系列合金(Mg-Al-Sr系列合金，Sr：0.2质量%～7.0质量%)。含有8.3质量%～9.5质量%的Al的合金的实例包括还含有0.5质量%～1.5质量%的Zn的Mg-Al-Zn系列合金如AZ91合金。

以0.001质量%以上并优选0.1质量%以上且5质量%以下的总含量含有选自Y、Ce、Ca、Si、Sn和稀土元素(Y和Ce除外)中的至少一种元素并且剩余物为Mg和杂质的镁合金，提供高耐热性和阻燃性。当含有稀土元素时，其总含量优选为0.1质量%以上。特别地，当含有Y时，其含量优选为0.5质量%以上。

发明有利效果

根据本发明的镁合金材料为具有良好塑性加工性的厚镁合金材料。在根据本发明的制造镁合金材料的方法中，能够制造具有良好塑性加工性的厚镁合金材料。

具体实施方式

现在对本发明进行进一步详细说明。

[镁合金材料]

(组成)

本发明的镁合金材料由含有50质量%以上的Mg和典型的上述添加元素的镁合金构成。

(形态)

本发明的镁合金材料中的板状部是指具有一对相互平行的表面且两个表面之间的间隔(距离)基本均匀的部分，即，具有均匀厚度的部分。本发明的镁合金材料在其至少一部分中具有板状部。当满足该条件时，镁合金材料可具有通过诸如切割加工的加工使得一部分的厚度与其他部分的厚度局部不同的形态，例如，包含例如接合到其上的突起的形态、具有凹槽的形态以及具有连接顶部和底部的通孔的形态。

具有所述板状部的本发明镁合金材料的典型形态为镁合金材料整体具有板状形状的形态(镁合金板)。镁合金板的形状(平面形状)可以为矩形、圆形等。镁合金板可以为通过对连续长板进行卷绕而得到的卷材形态或者具有预定长度和形状的短板的形态。镁合金板可根据制造方法而具有各种形态。形态的实例包括轧制板，通过对轧制板实施下述热处理和矫正而分别得到的热处理板和矫正板，以及通过对轧制板、热处理板或矫正板实施研磨和涂布而分别得到的研磨板和涂布板。

本发明的镁合金材料还可以为通过对镁合金板实施塑性加工(二次加工)如压制加工，例如弯曲和拉伸而得到的成形体，或者具有通过对镁合金板部分实施塑性加工而得到的塑性加工部的部分加工材料(本文中，成形体或部分加工材料中的至少一部分为所述板状部)。所述成形体可以为具有U形横截面的箱体或框体、或者包含圆板状顶部和圆筒状侧壁部的有盖筒状体，所述箱体或框体包含顶部(底部)和从顶部(底部)的周边垂直延伸的侧壁部。至少所述顶部与板状部相对应。镁合金材料的形态可根据期望的应用来选择。

(厚度)

在本发明的镁合金材料中，所述板状部具有1.5mm以上的厚度。可以根据期望应用从1.5mm以上的厚度中选择任意厚度。本文中，为了提高所述板状部的厚度，也需要提高充当原材料的铸造材料的厚度。如果提高铸造材料的厚度，则轧制性由于上述缺陷等而下降。因此，为了以高生产率制造厚轧制板(本发明镁合金材料的一种形态)，所述板状部的厚度优选为10mm以下且尤其优选5mm以下。

当本发明的镁合金材料为所述成形体或所述部分加工材料时，在塑性加工期间经历较小变形的部分(例如板状部)中，基本保持了充当塑性加工的原材料的所述镁合金板的结构和机械性能。

(结构)

<取向>

在本发明的镁合金材料中，至少所述板状部由在厚度方向上的整个板状部的具有均匀织构的结构构成。所述基面峰比例之比O_F/O_C特别满足1.00≤O_F/O_C≤1.05的形态具有更好的塑性加工性。塑性加工材料(成形体)或部分加工材料在其整体的机械性能的变化小。

<平均晶粒尺寸>

本发明的镁合金材料的典型形态是其中如上所述晶粒尺寸在厚度方向上的整个区域均匀的形态。在这种形态中，当实施诸如压制加工的塑性加工时，能够实现均匀的变形并由此得到具有高尺寸精确度的塑性加工材料(成形体)或部分加工材料。预期可均匀实施塑性加工，因为表面区域与内部区域之间的平均晶粒尺寸之差变小。因此，平均晶粒尺寸之比D_C/D_F特别满足1≤D_C/D_F≤1.4的形态具有更好的塑性加工性。塑性加工材料(成形体)或部分加工材料在其整体的机械性能的变化小。

在如上所述通过实施轧制制造具有1.5mm以上厚度的厚板状镁合金材料的情况中，在厚度方向上的整个区域实现均匀且微细的粒径受到限制。最小平均晶粒尺寸为约3.5μm。然而，由于塑性加工性倾向于随晶粒尺寸的下降而提高，所以所述板状部的平均晶粒尺寸优选为20μm以下并尤其优选10μm以下。平均晶粒尺寸随轧制步骤中的压下率和原材料的加热温度而变化，并倾向于随压下率增大和加热温度下降而下降。在轧制期间充分赋予塑性加工的表面区域中的平均晶粒尺寸倾向于小于内部区域中的平均晶粒尺寸。

(机械性能)

本发明的镁合金材料与铸造材料如压模铸造材料相比具有更好的机械性能如强度、硬度和韧性，并且在其厚度方向上的整个区域具有均匀的机械性能，因为对镁合金材料进行了轧制。例如，如上所述，本发明的镁合金材料具有均匀的维氏硬度。当表面区域与内部区域之间的维氏硬度差小时，机械弱点(低硬度部分)基本不存在。因此，维氏硬度(Hv)之比H_C/H_F更优选满足0.95≤H_C/H_F≤1.1。维氏硬度的绝对值倾向于随添加元素含量的增大而增大，但取决于轧制条件如压下率和原材料的加热温度。在轧制期间充分赋予塑性加工的表面区域中的维氏硬度倾向于高于内部区域中的维氏硬度。当本发明的镁合金材料为塑性加工材料(成形体)或部分加工材料时，硬度倾向于因加工硬化而进一步提高。

(其他结构)

通过对本发明镁合金材料的表面的至少一部分进行防腐蚀处理如化学转化处理或阳极氧化处理以形成防腐蚀层，实现了更高的耐腐蚀性。此外，通过对本发明镁合金材料的表面的至少一部分进行涂布以形成涂层，提高了设计和商业价值。

[制造方法]

现在对本发明上述制造方法的各个步骤进行进一步详细说明。

(准备步骤)

<铸造>

在本发明的制造方法中，将连续铸造材料用作起始材料。在连续铸造法中，能够实施快速凝固。因此，即使当以大量包含添加元素时，仍能够减少偏析和氧化物的形成，这能够抑制会作为裂纹起点的具有大于10μm尺寸的粗大的结晶析出物的产生。由此，能够制造具有良好塑性加工性如轧制性的铸造材料。在连续铸造法中，还能够以连续方式制造长铸造材料。能够将通过连续铸造法制造的长材料用作轧制用原材料。当使用长的原材料时，能够制造长轧制材料。连续铸造法的实例包括双辊法、双带法和带轮法。双辊法或双带法适用于制造板状铸造材料，且双辊法是特别适合的。优选使用通过专利文献1中描述的铸造方法制造的连续铸造材料。可以以得到期望的轧制材料(轧制板)的方式适当选择铸造材料的厚度、宽度和长度。铸造材料的厚度优选为10mm以下并尤其优选5mm以下，因为在过厚的铸造材料中易于造成偏析。当将得到的连续铸造材料用作长材料时，以圆筒形状对这种连续铸造材料进行卷绕，因为易于将连续铸造材料转移至下一步骤。当在将铸造材料的卷绕开始部分加热至约100℃～约200℃的同时对铸造材料进行卷绕时，即使含有大量添加元素并易于产生裂纹的合金如AZ91合金仍易于弯曲。即使在卷绕直径小的情况中，仍能够在不产生裂纹的情况下对铸造材料进行卷绕。可以将得到的连续铸造材料切割成具有期望长度的板材以得到轧制用原材料。在此情况中，得到具有期望长度的轧制材料(轧制板)。

<溶体化处理>

通过在对铸造材料进行轧制之前实施溶体化处理，可以使铸造材料的组成匀化并可以将诸如Al的元素充分固溶而提高韧性。在350℃以上并尤其在380℃以上且420℃以下的加热温度下将溶体化处理实施1小时以上且40小时以下的保持时间。在Mg-Al系列合金的情况中，保持时间优选随Al含量的增大而延长。在所述保持时间之后从所述加热温度起的冷却步骤中，通过使用加速冷却如水冷却或鼓风冷却提高冷却速率(优选50℃/分钟以上)，能够抑制粗大析出物的析出。

<轧制>

对所述铸造材料或进行了溶体化处理的材料进行多道次轧制。优选通过在将原材料(铸造材料、进行了溶体化处理的材料或正在进行轧制的加工材料)加热至150℃以上且400℃以下的同时实施的温轧制或通过热轧制，实施至少一个道次。通过将原材料加热至上述温度，即使每道次的压下率提高，在轧制期间仍不易产生裂纹等。随着所述温度升高，裂纹的形成减少。通过将所述温度设定为400℃以下，可以抑制由原材料表面的咬粘（焼付き）造成的劣化和轧薄辊的热劣化。因此，所述加热温度优选为350℃以下，更优选300℃以下，尤其优选150℃以上且280℃以下。除了原材料之外，还可对轧薄辊进行加热。轧薄辊的加热温度为例如100℃～250℃。

在本发明的制造方法中，以每道次25%以上的压下率实施一道次或多道次轧制(下文中将这种轧制称作强加工轧制)。压下率高的这种强加工轧制优选为上述温轧制或热轧制。以更高的压下率，能够从表面到内部对原材料充分赋予塑性加工并得到由均匀结构构成的轧制材料。因此，强加工轧制的压下率优选为每道次30%以上并能够在不对原材料造成裂纹的范围内适当选择。当以每道次10%以上的压下率实施强加工轧制之外的轧制(下文中将这种轧制称作普通轧制)时，能够在原材料的厚度方向上的整个区域均匀且充分地实施轧制。如上所述，由于随着普通轧制的每道次的压下率提高，能够充分赋予塑性加工，所以可以将每道次的压下率设定为15%以上且进一步20%以上。强加工轧制和普通轧制的道次数和压下率可以根据总压下率适当选择。

诸如原材料的加热温度、轧薄辊的温度、和压下率的条件对于各个道次可以发生改变。因此，各个道次的压下率可以相同或不同。可以在道次之间实施中间热处理。通过实施中间热处理，能够将在中间热处理之前引入原材料中的应变和残余应力除去或降低以使得在中间热处理之后易于进行轧制。可以在150℃～350℃(优选300℃以下，更优选250℃～280℃)的加热温度下将中间热处理实施0.5～3小时的保持时间。在轧制之后，可在上述条件下实施最终热处理。此外，通过适当使用润滑剂可易于实施轧制，因为可以降低轧制期间的摩擦抵抗且可以防止原材料的咬粘。

另外，可对轧制之前的铸造材料的边缘进行修剪以防止在轧制期间在边缘处可能存在的裂纹扩展。可在轧制期间或在轧制之后实施这种修剪以适当调节宽度。

<其他加工>

<<研磨>>

在轧制之后，可实施研磨。为了除去或减少在轧制期间使用的润滑剂以及存在于轧制材料表面上的刮痕和氧化物膜而实施研磨。优选利用研削带实施研磨，因为即使长材料，也可以容易地以连续方式对其进行研磨。优选通过湿式工艺实施研磨以防止粉末的飞散。

<<矫正>>

在轧制之后或在研磨之后，可实施矫正。为了提高平坦度并精确实施塑性加工如压制加工而实施矫正。在矫正时，能够适当使用包含以交错方式布置的多个辊的辊式矫正机。可在将原材料加热至例如100℃～300℃且尤其150℃～280℃的同时实施矫正(温矫正)。

<<塑性加工>>

当将本发明的镁合金材料加工为成形体或具有塑性加工部的部分加工材料时，可以通过如下制造方法制造这种成形体或部分加工材料，所述制造方法包括对进行了上述轧制步骤的原材料(上述轧制材料、研磨材料或矫正材料)的至少一部分实施塑性加工如压制加工的塑性加工步骤。优选在200℃～300℃的温度范围内实施塑性加工以提高原材料的塑性加工性。可在塑性加工之后实施热处理以除去在塑性加工期间引入的应变和残余应力并提高机械性能。在100℃～300℃的加热温度下将热处理实施约5～约60分钟的加热时间。

<<表面处理>>

当本发明的镁合金材料包含上述防腐蚀层或涂层时，可以通过如下制造方法实施制造，所述制造方法包括对进行了轧制步骤的原材料的至少一部分或进行了塑性加工步骤的原材料的至少一部分实施防腐蚀处理或涂布的表面处理步骤。此外，可对原材料的至少一部分实施选自发丝磨光、金刚石切割、喷砂处理、腐蚀和旋转切割中的至少一种。实施这种表面处理以提高耐腐蚀性和机械保护功能并提高设计、金属质感和商业价值。

现在基于试验例对本发明的具体实施方式进行进一步说明。

[试验例]

在各种条件下对由具有如下组成的镁合金构成的原材料进行轧制以制造具有1.5mm以上厚度的镁合金板。对镁合金板的取向、晶粒尺寸和维氏硬度进行了测量。

在本试验中，制造了由组成与AZ91合金相当的镁合金(Mg-8.9质量%Al-0.6质量%Zn)构成的镁合金板和组成与AZ31合金相当的镁合金(Mg-3.0质量%Al-0.7质量%Zn)构成的镁合金板。

通过双辊连续铸造法由具有上述组成的上述镁合金制造了长铸造板(厚度4.5mm(4.50mm～4.51mm)×宽度320mm)。对长铸造板进行临时卷绕以制造铸造卷材。在400℃下将各铸造卷材溶体化处理24小时。在表I中所示的轧制条件下对通过对进行了溶体化处理的固溶卷材进行开卷而得到的原材料进行多道次轧制，以制造具有2.0mm(2.00mm～2.01mm)或1.5mm(1.50mm～1.51mm)厚度的轧制材料(镁合金板)。通过温轧制实施各个道次(原材料的加热温度：250℃～280℃，轧薄辊的温度：100℃～250℃)。将铸造材料的厚度、正在进行轧制的加工材料的厚度以及得到的镁合金板的厚度确定为被测量板的宽度方向上的中央部以及在宽度方向上距边缘50mm的位置处的两个点的总计3点的厚度的平均值。

[表I]

[取向]

通过X射线衍射对得到的各镁合金板进行分析以确定表面区域中的基面峰比例O_F对内部区域中的基面峰比例O_C之比O_F/O_C。表II显示了结果。通过对镁合金板的表面实施X射线衍射，对表面区域中的基面峰比例O_F进行测量。通过将在厚度方向上具有镁合金板厚度的1/4的区域(表面区域)从镁合金板的表面上化学除去以露出内部并然后对露出表面实施X射线衍射，对内部区域中的基面峰比例O_C进行测量。对各区域中(002)面、(100)面、(101)面、(102)面、(110)面和(103)面的峰强度进行测量以确定比例O_F/O_C。

基面峰比例O_F：I_F(002)/{I_F(100)+I_F(002)+I_F(101)+I_F(102)+I_F(110)+I_F(103)}

基面峰比例O_C：I_C(002)/{I_C(100)+I_C(002)+I_C(101)+I_C(102)+I_C(110)+I_C(103)}

[平均晶粒尺寸]

根据“钢-表观晶粒度的显微照相测定(Steels-Micrographicdetermination of the apparent grain size)JIS G0551(2005)”对得到的各镁合金板的内部区域和表面区域中的平均晶粒尺寸(μm)进行测量。截取各镁合金板在厚度方向上的截面(横截面和纵截面)并利用光学显微镜(400倍)对各截面进行观察以确定表面区域(在厚度方向上从表面起具有1/4厚度的区域)和内部区域(通过除去表面区域得到的剩余区域)的截面中三个视野(在各区域中视野的总数：6)各自的平均晶粒尺寸。表II显示了表面区域中总共六个视野中的平均晶粒尺寸的平均值(D_F)和内部区域中总共六个视野中的平均晶粒尺寸的平均值(D_C)。还确定了内部区域中的平均晶粒尺寸D_C对表面区域中的平均晶粒尺寸D_F之比D_C/D_F。表II显示了结果。

[维氏硬度]

对得到的各镁合金板的内部区域和表面区域的维氏硬度(Hv)进行测量。如同平均晶粒尺寸的测量的情况中，截取各镁合金板在厚度方向上的截面(横截面和纵截面)。通过将压头压靠在表面区域的各截面上对表面区域中的维氏硬度H_F进行测量。通过将压头压靠在内部区域的各截面上对内部区域中的维氏硬度H_F进行测量。表II显示了表面区域的截面中维氏硬度的平均值(H_F)和内部区域的截面中维氏硬度的平均值(H_C)。还确定了内部区域中的维氏硬度H_C对表面区域中的维氏硬度H_F之比H_C/H_F。表II显示了结果。

根据表I和II可清楚，通过对连续铸造材料实施每道次25%以上的压下率的一道次以上轧制和每道次10%以上的压下率的轧制两种轧制，提供一种厚镁合金板(镁合金材料)，其具有1.5mm以上的厚度并由具有特定取向的厚度方向上的均匀结构构成。还清楚，镁合金板具有均匀的机械性能。

对得到的各镁合金板进行压制加工。通过将镁合金板的加热温度设定为250℃～270℃而实施压制加工。结果，由具有特定取向的厚度方向上的均匀结构构成的试样编号A、B、D、E、G、H、J和K具有良好的压制加工性和高尺寸精确度。在试样编号A、B、D、E、G、H、J和K中的平坦部分的结构的测量中，平坦部分的结构与压制加工之前的镁合金板的结构基本相同，且所述试样具有上述的取向和平均晶粒尺寸。

根据上述试验结果确认了，具有厚度为1.5mm以上的厚板状部且其中板状部由具有特定取向的厚度方向上的均匀结构构成的镁合金材料具有良好的压制加工性。还确认了，进行了压制加工的镁合金材料由均匀结构构成。

上述实施方式能够在不背离本发明范围的条件下进行适当变更且不限于上述构造。例如，镁合金的组成、镁合金材料的厚度和形状、以及轧制步骤中各个道次的压下率和道次数能够适当变更。

产业实用性

本发明的镁合金材料能够适当用于各种领域中的构件如汽车部件、铁路车辆部件、飞机部件、自行车部件、以及电气和电子装置的部件；所述构件用构成材料；以及它们的袋和原材料。根据本发明的制造镁合金材料的方法能够适当用于制造本发明的上述镁合金材料。

Claims (5)

1.一种镁合金材料，其由镁合金构成且具有板状部，

其中所述板状部具有1.5mm以上的厚度，且

所述板状部满足如下取向，

[取向]

当将从所述板状部的表面起在厚度方向上具有所述板状部厚度的1/4的区域定义为表面区域并将剩余区域定义为内部区域，

将所述表面区域中(002)面、(100)面、(101)面、(102)面、(110)面和(103)面的X射线衍射峰的强度分别定义为I_F(002)、I_F(100)、I_F(101)、I_F(102)、I_F(110)和I_F(103)，

将所述内部区域中(002)面、(100)面、(101)面、(102)面、(110)面和(103)面的X射线衍射峰的强度分别定义为I_C(002)、I_C(100)、I_C(101)、I_C(102)、I_C(110)和I_C(103)，

将所述表面区域中所述(002)面的取向程度：I_F(002)/{I_F(100)+I_F(002)+I_F(101)+I_F(102)+I_F(110)+I_F(103)}定义为基面峰比例O_F，且

将所述内部区域中所述(002)面的取向程度：I_C(002)/{I_C(100)+I_C(002)+I_C(101)+I_C(102)+I_C(110)+I_C(103)}定义为基面峰比例O_C时，

所述表面区域中的基面峰比例O_F对所述内部区域中的基面峰比例O_C之比O_F/O_C满足0.95≤O_F/O_C≤1.05。

2.根据权利要求1所述的镁合金材料，其中，当将所述表面区域中的平均晶粒尺寸定义为D_F并将所述内部区域中的平均晶粒尺寸定义为D_C时，所述内部区域中的平均晶粒尺寸D_C对所述表面区域中的所述平均晶粒尺寸D_F之比D_C/D_F满足2/3≤D_C/D_F≤3/2、D_F≥3.5μm和D_C≥3.5μm。

3.根据权利要求1或2所述的镁合金材料，其中，当将所述表面区域中的维氏硬度(Hv)定义为H_F并将所述内部区域中的维氏硬度(Hv)定义为H_C时，所述内部区域中的维氏硬度H_C对所述表面区域中的维氏硬度H_F之比H_C/H_F满足0.85≤H_C/H_F≤1.2。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的镁合金材料，其中所述镁合金以5.0质量%以上且12质量%以下的含量含有Al作为添加元素。

5.一种通过对由镁合金构成的原材料进行轧制而制造镁合金材料的方法，所述方法包括：

准备通过双辊铸造法对熔融的镁合金进行连续铸造而得到的板状原材料的准备步骤；和

对所述原材料进行多道次轧制而制造具有1.5mm以上厚度的板状镁合金材料的轧制步骤，

其中，在所述轧制步骤中，以每道次25%以上的压下率实施轧制的至少一个道次并以每道次10%以上的压下率实施轧制的剩余道次。