JP2000119787A

JP2000119787A - マグネシウム合金、マグネシウム合金の構造体、およびその製造方法

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Publication number: JP2000119787A
Application number: JP30783798A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Asai; 重美浅井; Takeshi Tamura; 田村　　剛
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2000-04-25
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: JP3499454B2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた軽量性や成形加工性を維持しながら、
経時的な形状安定性に優れたマグネシウム合金、その構
造体、およびその製造方法を提供する。【解決手段】少なくともリチウム元素を含み、表層が
α相１１であり、表層以外がα相１１＋β相１２、ある
いはβ相１２であるように相分離しているものであるマ
グネシウム合金、およびその構造体１、並びに、表層の
α相１１を熱処理により形成する上記構造体１の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子機器
や情報機器等の金属製筐体として有用な、マグネシウム
合金、マグネシウム合金の構造体、およびその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータ
ー、ＭＤプレーヤー、デジタルスチルカメラ、ビデオカ
メラ等に代表されるような携帯型電子機器の筐体素材に
は、樹脂素材に代わり、強度を確保するための剛性と、
携帯性を確保するための軽量性とを備えたマグネシウム
合金が素材として使われるようになってきた。現在、そ
のような素材に用いられるマグネシウム合金としては、
ＡＺ３１が上市されている。

【０００３】しかしながら、前記携帯型電子機器の筐体
においては、剛性を確保しながらも、さらなる軽量化が
要求されている。

【０００４】そこで、上記要求に対し、特開平９−４１
０６６号公報に開示されているように、マグネシウム合
金にリチウム元素を添加したマグネシウム合金（以下、
マグネシウムリチウム合金と称する）の利用が提案され
ている。本明細書では、マグネシウム合金は、マグネシ
ウムリチウム合金を包含するものとする。

【０００５】マグネシウムリチウム合金は、リチウム元
素が６重量％未満の範囲では稠密六方晶となるα相（以
下、α相と称する）の単相であるが、６重量％以上とな
ると体心立方晶となるβ相（以下、β相と称する）が晶
出しはじめてα相とβ相の共晶組織となり、１０．５重
量％以上となるとβ相単相となる。

【０００６】このβ相は、α相より結晶の滑り面が多い
ため、大きな延性をマグネシウムリチウム合金に付与す
るものとなる。このことから、リチウムを６重量％以上
含むマグネシウムリチウム合金は、塑性加工の成形性、
特に冷間プレス加工の成形性に優れている。

【０００７】また、比重に関しては従来のマグネシウム
合金の約１．８に対し、マグネシウムリチウム合金は、
リチウムを６重量％含むもので、約１．５５、リチウム
を１６重量％含むもので、約１．３であるから、このマ
グネシウムリチウム合金を用いることによって、従来の
マグネシウム合金を用いるよりも、さらに、約１５％〜
３０％の軽量化を達成できることが知られている。

【０００８】以上のことから、マグネシウムリチウム合
金は、塑性加工における良好な成形性により生産性に優
れ、軽量化にも優れた素材なので携帯型電子機器等の筐
体素材に対して有望な素材といえる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来公
報に記載のマグネシウムリチウム合金は、それを用いて
携帯型電子機器の筐体を作製し、得られた筐体に低荷重
を印加した状態で放置した場合、筐体に反りが発生し、
やがて筐体は著しく変形いわゆるクリープ変形し易いも
のであるという問題を有している。

【００１０】そこで、本発明者らは、その問題の原因を
調査するべく、素材としてマグネシウムリチウム合金を
用いて試験片を調製し、その試験片に関するクリープ特
性試験を行った。その結果を図１１を用いて説明する。
この試験片に用いた各素材は、特開平９−４１０６６号
公報の開示に準じて調製されたものである。

【００１１】まず、それら各素材として、マグネシウム
にリチウムを６重量％添加したマグネシウムリチウム合
金（以下、Ｌ６と称する）、マグネシウムにリチウムを
９重量％添加したマグネシウムリチウム合金（以下、Ｌ
９と称する）、マグネシウムにリチウムを１６重量％添
加したマグネシウムリチウム合金（以下、Ｌ１６と称す
る）を用いた。

【００１２】まず、上記各素材を用いて、試験片をそれ
ぞれ調製した。次に、試験は引っ張り試験機を用い、先
ず、どの素材を用いた試験片に対しても塑性変形が起こ
らない低荷重にて試験片を引っ張り、その引っ張り状態
を維持して、試験片の両端の位置を変更せずに放置した
時の、試験片における応力変化を測定して行った。

【００１３】その結果、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１６の合金から
なる各試験片は、図１１に示すように、何れも、引張応
力の低下、すなわちクリープ変形がそれぞれ認められ
た。これらの合金のように低荷重で経時的な変形を生じ
る素材は、製品の筐体などに採用することは困難である
ことが判った。

【００１４】また、従来のマグネシウム合金は非常に活
性で酸化され易いため、製品となる、例えば筐体に対す
る、塗装前の下地処理として、耐食性を向上させるため
の化成処理や陽極酸化処理（以下、表面処理と称する）
を筐体の表面に対し施している。

【００１５】発明者らは、マグネシウムリチウム合金か
らなる筐体に対しても同様の表面処理を試みたが、従来
のマグネシウム合金と同様な結果つまり良好な耐食性は
得られなかった。その理由は、表面にリチウムが所定濃
度量以上存在すると、その部分に表面処理膜がうまく形
成されないためであると考えられる。

【００１６】本発明は、上記の問題を解決し、冷間プレ
ス加工後も、得られた製品における形状が経時変化する
ことを抑制でき、その上、表面処理ができて耐食性に優
れて、電子機器等の筐体に使用できるマグネシウム合
金、マグネシウム合金の構造体、およびその製造方法を
提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のマグネシウム合
金は、以上の課題を解決するために、少なくともリチウ
ム元素を含むマグネシウム合金において、表層がα相で
あり、表層以外がα＋β相、あるいはβ相であるように
相分離しているものであることを特徴としている。

【００１８】上記構成によれば、表層がα相であり、表
層以外がα＋β相、あるいはβ相であるように相分離し
ているので、表層の強度つまり剛性をα相により内部よ
り高めることができ、かつ、表層以外がα＋β相、ある
いはβ相であることにより延性を大きくできて、例えば
冷間プレス加工性などの塑性加工性を向上させることが
できる。

【００１９】本発明のマグネシウム合金の構造体は、以
上の課題を解決するために、少なくともリチウム元素を
含むマグネシウム合金の構造体において、構造本体の表
面に、構造本体よりリチウム含有量が低い低リチウム層
を有することを特徴としている。

【００２０】上記構成によれば、マグネシウム合金は、
リチウム元素を含むことにより延性を大きくできて、優
れた塑性加工性を有しているから、成形を簡素化できて
コストダウンを図れる。その上、上記マグネシウム合金
の構造本体は、大きな延性によって曲げ部等のＲを小さ
く設定できるので、内部容積を大きく設定できる。

【００２１】その上、上記構成では、表面に低リチウム
層を有するので、低リチウム層による強度つまり剛性を
構造本体に付与することができる。このことから、上記
構成は、優れた塑性加工性による形状の設計自由度を大
きくでき、コストダウンできると共に、優れた強度つま
り剛性を有することができる。

【００２２】さらに、上記構成においては、表面に低リ
チウム層を有するので、リチウム含有量が大きいことに
よる表面処理の不良を回避、すなわち表面処理による耐
食性皮膜をより確実に形成することが可能となる。よっ
て、上記構成は、優れた耐食性を備えることができる。

【００２３】上記のマグネシウム合金の構造体では、構
造本体の素材は、リチウム元素を６重量％以上含有して
いるマグネシウム合金であることが好ましい。上記構成
によれば、リチウム元素を６重量％以上含有しているこ
とより、優れた塑性加工性に必要な延性を、より確実に
構造本体に付与することができる。

【００２４】リチウム元素の含有量としては、マグネシ
ウム合金を構造体として用いることができる範囲であれ
ば、特に限定されないが、好ましくは６重量％以上２０
重量％以下、さらに好ましくは６重量％以上１６重量％
以下である。リチウム元素の含有量は、６重量％未満の
場合、塑性加工性が劣り、２０重量％を超えると高価な
リチウムをさらに添加しただけの効果に乏しいので不適
である。

【００２５】上記のマグネシウム合金の構造体では、低
リチウム層は、α相となっていることが望ましい。低リ
チウム層がα相となっていることにより、表層におけ
る、強度をより確実に向上できるので、強度の改善をよ
り安定化できる。

【００２６】上記のマグネシウム合金の構造体では、低
リチウム層は、構造本体の表面を覆っていることが好ま
しい。上記構成によれば、構造本体の表面全体を覆う低
リチウム層により、強度をより一層確実に確保すること
が可能となる。

【００２７】上記のマグネシウム合金の構造体では、低
リチウム層の表面に表面処理膜を有することが望まし
い。上記構成によれば、低リチウム層により表面処理膜
をより確実に生成させることができて、上記表面処理膜
によって、耐食性を備えることができる。

【００２８】上記のマグネシウム合金の構造体では、表
面処理膜は、化成処理または陽極酸化処理により得られ
たものであることが好ましい。上記構成によれば、マグ
ネシウム合金を素材とする低リチウム層に対して、化成
処理または陽極酸化処理を用いることによって、表面処
理膜をより一層を安定に生成させることができる。

【００２９】化成処理とは、例えばクロメート処理を挙
げることができる。クロメート処理とは、クロム酸また
は重クロム酸塩を主成分とする溶液に、低リチウム層を
表面に有する構造本体を浸漬し、上記低リチウム層の表
面に耐食性皮膜（防せい皮膜）を生成させる方法であ
る。また、上記クロム酸または重クロム酸塩に代えて、
バナジン酸塩やリン酸塩を用いて、同様な耐食性皮膜を
生成させることも可能である。他の化成処理としては、
クロム酸洗い処理、硝酸第二鉄処理、およびすず酸塩処
理が挙げられる。

【００３０】陽極酸化処理とは、低リチウム層を表面に
有する構造本体を電解質溶液に浸漬し、上記構造本体を
陽極とし、電気化学反応により低リチウム層の表面に酸
化皮膜を耐食性皮膜として生成させる方法である。陽極
酸化処理には、ガルバニック陽極酸化処理が含まれる。
さらに、表面処理としては、亜鉛、銅、ニッケル、クロ
ム等の電気メッキ等も含む。

【００３１】本発明のマグネシウム合金の構造体の製造
方法は、以上の課題を解決するために、少なくともリチ
ウム元素を含むマグネシウム合金を成形して中間構造体
を得た後、中間構造体に対し、マグネシウム合金に対す
る不活性雰囲気または真空中で、加熱処理を行って、構
造体を得ることを特徴としている。

【００３２】上記方法によれば、中間構造体は、少なく
ともリチウム元素を含むマグネシウム合金は、優れた延
性、すわなち成形加工性を有することができるので、上
記マグネシウム合金から成形される中間構造体は、曲げ
部等のＲを小さく設定できて、内部容積を大きく設定で
きる。

【００３３】また、上記方法では、中間構造体に対し、
マグネシウム合金に対する不活性雰囲気中または真空中
で、加熱処理を行うことにより中間構造体の表面からリ
チウムを蒸散させることができる。

【００３４】よって、上記方法では、中間構造体の表層
において、リチウムの蒸散による低リチウム層を形成し
て構造体を得ることができるので、得られた構造体の強
度つまり剛性を低リチウム層により高めることが可能と
なる。

【００３５】この結果、上記方法においては、加熱処理
を行うことにより、優れた成形性、特に冷間プレス加工
性を維持しながら、得られた構造体における、強度（剛
性）を向上できて、形状安定性（クリープ特性）を改善
できる。

【００３６】マグネシウム合金に対する不活性雰囲気中
とは、アルゴンガス、ヘリウムガスにより置換された雰
囲気中である。また、真空中とは、圧力が１０^-8Torr〜
１０^-2Torr、より好ましくは１０^-6Torr〜１０^-4Torrで
ある。このような不活性雰囲気または真空中にて加熱処
理を施すことにより、例えば大気中での加熱処理による
急激な酸化すなわち燃焼や、窒素ガス中での加熱処理に
おいて生じる窒化物の生成といった、マグネシウム合金
に対する化学的な変性を、加熱処理時において防止でき
る。

【００３７】上記製造方法では、加熱処理により、中間
構造体の表層に対し、中間構造体よりリチウム含有量が
低い低リチウム層を形成することが望ましい。上記方法
によれば、加熱処理によって、より確実に低リチウム層
を形成できて、得られた構造体における、強度（剛性）
を、低リチウム層によって、より安定に向上でき、形状
安定性をより確実に改善することができる。

【００３８】上記製造方法では、中間構造体は、リチウ
ム元素を６重量％以上含有しているマグネシウム合金か
ら成形されることが好ましい。上記方法によれば、リチ
ウム元素を６重量％以上含有しているマグネシウム合金
は優れた延性つまり塑性加工性を有しているので、中間
構造体の成形を容易化、また、形状の設計自由度を大き
くできる。

【００３９】上記製造方法では、低リチウム層は、加熱
処理によりα相となっていることが望ましい。上記方法
によれば、低リチウム層がα相、すなわち稠密六方晶と
なっているので、より優れた強度を構造体に付与するこ
とができる。

【００４０】上記製造方法では、加熱処理は、１５０℃
〜４００℃、０．５時間〜３時間、より好ましくは１７
５℃〜２５０℃、０．８時間〜２．５時間の条件にて行
われることが好ましい。上記方法によれば、上記の条件
によって、加熱処理を確実化できて、より優れた強度を
構造体に付与することをより一層安定化できる。

【００４１】上記加熱処理の条件は、最高温度におけ
る、その最高温度を維持するときの条件である。また、
上記条件としては、温度と時間の積が、１５０℃・時間
〜５００℃・時間となるように設定されていることが望
ましい。

【００４２】上記製造方法では、中間構造体は、塑性加
工により成形されることが好ましい。上記方法によれ
ば、中間構造体においては、リチウムを含むマグネシウ
ム合金から成形されるので、塑性加工により曲げ部等の
大きな応力が印加される部分においてもひび割れやしわ
の生成といった不良の発生を回避できる。

【００４３】このことから、上記方法では、中間構造体
を、例えばろう付け等により組み上げる手間を省いて、
金型等を用いる塑性加工により一括して成形できるの
で、成形の手間を軽減でき、また、大量生産にも好適で
あることからコストダウンを図れる。

【００４４】上記製造方法では、塑性加工は、冷間プレ
ス加工であることが望ましい。上記方法では、冷間プレ
ス加工を用いることにより、成形工程において加熱工程
などの工程を省けるので、さらに、コストダウンを図れ
る。

【００４５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態について図１ないし図５、および図１０
に基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、試験
に用いたマグネシウム合金の組成について説明する。実
施例１および比較例２では、リチウム元素を８重量％、
残部が、主成分（９０重量％以上）としてのマグネシウ
ムと不純物からなるマグネシウムリチウム合金を用い、
実施例２および比較例３では、リチウム元素を１４重量
％、残部が、主成分（８４重量％以上）としてのマグネ
シウムと不純物からなるマグネシウムリチウム合金を用
いて行った。

【００４６】比較例１としては、現在上市されている、
圧延できるマグネシウム合金であるＡＺ３１を用いた。
このＡＺ３１は、アルミニウム元素を３重量％、亜鉛元
素を０．７重量％、残部が、主成分（９４重量％以上）
としてのマグネシウムと不純物からなるマグネシウム合
金である。

【００４７】上記試験で用いた原材料は、マグネシウム
合金を溶製後に、１回の圧延による減厚比率が１０％以
下となる条件で、板厚が０．６ｍｍになるまで冷間圧延
を施した圧延材である。

【００４８】上記マグネシウム合金からなる圧延材を用
いて、冷間プレス加工性およびクリープ特性を調べる試
験を行った。まず、冷間プレス加工性の試験について
は、上記圧延材を例えば図１０に示した筐体形状に冷間
プレス法により成形することで判断した。筐体（中間構
造体）の大きさは、例えば９０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍ
ｍであり、板厚を０．６ｍｍ、コーナーＲを３ｍｍ〜１
２ｍｍ、パンチ肩Ｒを１ｍｍとした。このとき、比較例
１の圧延材を用いた試験筐体については、コーナー部に
ひび割れやしわが生じており、不良と判断されたので、
以下の試験を省いた。

【００４９】続いて、実施例１および２の各試験筐体に
ついては、アルゴンガス雰囲気中で加熱し、図１ないし
図４に示すように、試験筐体の表層にα相が析出し均一
な層状になるまで加熱処理を施した。その加熱処理は、
例えば、２０℃／ｍｉｎにて昇温し、表１に示した温度
および時間にて加熱を維持し、続いて、５℃／ｍｉｎに
て冷却（徐冷）して行った。一方、比較例２および３の
各試験筐体に対しては加熱処理を行わなかった。

【００５０】クリープ特性の試験については、水平な試
験台上に、上記作製した試験筐体の開口部を下に向けて
載置し、その試験筐体の上面中央部に、おもりをのせて
荷重を試験筐体に対し印加した。おもりは一辺が約２３
ｍｍの立方体で樹脂コーティングを施した鉄製のおもり
である。その重さは１００ｇｆに設定した。

【００５１】おもりをのせて荷重を印加した状態で、温
度を６０℃、荷重時間を３０日とし、エージング試験
（経時的な過酷試験、時効試験）を施した。

【００５２】上記の実施例１、２、比較例１〜３の組
成、冷間プレス加工性、およびクリープ特性の試験結果
を表１に示す。

【００５３】

【表１】上記試験を行った結果、冷間プレス加工性については実
施例１、２、および比較例２、３は冷間プレス加工が可
能であったが、比較例１に関しては、試験筐体のコーナ
ー部でひび割れ（しわ）が生じた。また、実施例１、
２、および比較例２、３についてクリープ特性を調べる
エージング試験を行った結果、加熱処理を省いた比較例
２、３については、クリープ変形により反りが発生し、
著しく変形した。

【００５４】しかし、表層にα相が析出し均一な層状に
なるまで加熱処理を施した実施例１および２について
は、冷間プレス加工の直後の形状を試験経過後において
も維持しており、筐体の反りの発生も防止されていた。

【００５５】次に、上記クリープ特性試験後、試験筐体
の断面の金属組織の状態観察を行った。実施例１に関す
る断面の金属組織の状態を示す概略図を図１（ａ）に、
また、上記概略図に相当する図面代用写真を図２に、さ
らに実施例２に関する断面の金属組織の状態を示す概略
図を図１（ｂ）に、また、上記概略図に相当する図面代
用写真を図３に示した。一方、比較例２に関する断面の
金属組織の状態を示す図面代用写真を図４に、比較例３
に関する断面の金属組織の状態を示す図面代用写真を図
５に示した。

【００５６】この試験結果から、図１ないし図３に示す
ように、実施例１および実施例２の各試験筐体である各
構造体１では、その表層部において、白く析出したα相
１１が、図２および図３の図面代用写真では、表層とな
る上部において帯状に白く写った部分である低リチウム
層１ａとして観察され、内部にα相１１とβ相１２の共
晶金属組織、またはβ相１２の単相の金属組織が、高リ
チウム部である構造本体１ｂとして観察された。

【００５７】したがって、実施例１および実施例２の各
試験筐体である各構造体１では、表層部にα相１１を表
面の面方向に沿って層状に析出した低リチウム層１ａを
表面全体が覆われるように有することで、従来のマグネ
シウム合金の性質（強度や剛性）に近くなり、クリープ
特性試験における温間でのクリープ変形の発生が防止さ
れていた。

【００５８】しかしながら、比較例２および比較例３の
各試験筐体では、図４および図５に示すように、表層部
分にα相の形成が観察されなかった。このため、比較例
２および比較例３の各試験筐体は、クリープ特性が悪
く、クリープ特性試験における温間にてクリープ変形を
発生したものと判断された。

【００５９】（第２の実施の形態）以下に、第２の実施
の形態について、図６ないし図９に基づいて説明する。
まず、試験に用いたマグネシウム合金の組成について説
明する。Ｌ８、Ｌ１４は、第１の実施の形態で示したも
のと同じ合金である。冷間プレス加工と加熱処理につい
ては、第１の実施の形態と同様に行った。

【００６０】次に、比較例４、５、および実施例３、４
の各試験筐体の表面に、それぞれ化成処理（クロメート
処理）を施した。クロメート処理に用いた溶液には、ダ
ウケミカル社のＤｏｗ２０を用いた。Ｄｏｗ２０を用い
たクロメート処理は、マグネシウム合金の防食処理とし
て一般に広く使用されているものである。全ての試験筐
体は、同一条件で化成処理（クロメート処理）を施し
た。

【００６１】このように化成処理を施した各試験筐体に
関する耐食性を評価するために、濃度が１重量％のＮａ
Ｃｌ水溶液（以下、塩水と称する）を調製し、比較例
４、５、および実施例３、４の試験筐体を、その全体が
塩水内に完全に浸漬するよう配置した。続いて、上記各
試験筐体を浸漬した状態にて３０分間経過した後に各試
験筐体を塩水から取り出し純水にて水洗した。

【００６２】上記に示した比較例４、５、および実施例
３、４の試験筐体の組成、冷間プレス加工性、塩水浸漬
試験に関する結果を表２に示す。

【００６３】

【表２】塩水浸漬試験の結果は、比較例４、５、および実施例
３、４の試験筐体における金属組織の表面を示す図６な
いし図９に示した。

【００６４】まず、図６に示す比較例４の表面には、塩
水浸漬試験前には観察されなかった帯状の黒い部分、つ
まり試験後において、表面より厚さ方向に窪んで帯状に
連なっている腐食部分が観察された。また、比較例５の
表面における金属組織を図７に示す。比較例５では、比
較例４と同様に、帯状に連なって窪んだ腐食部分が黒い
部分として観察された。

【００６５】これらの腐食部分は、明らかに、試験筐体
の表面に形成されていた化成処理皮膜が途切れて、試験
筐体の素材生地のマグネシウムリチウム合金が露出して
いて、塩水により腐食されたことが判る。

【００６６】一方、実施例３および実施例４の表面にお
ける金属組織は、図８および図９に示すように、それぞ
れ、厚さ方向に窪んだ腐食部分が観察されず、表面全体
に均等に化成処理皮膜が生成されていることが判る。

【００６７】このような本発明のマグネシウム合金、マ
グネシウム合金の構造体では、リチウムを６重量％から
２０重量％までと高含量にて有することにより、優れた
軽量性と塑性加工性（特に、低コストとなる冷間プレス
加工性）を維持しながら、表層に生成させた低リチウム
層１ａ（α相）により、常温で塑性変形し難い、優れた
耐クリープ歪み特性、つまり経時的な形状安定性を備え
ることができる。

【００６８】また、上記構造体の製造方法では、不活性
雰囲気中または真空中における加熱処理によって、優れ
た軽量性、塑性加工性および経時的な形状安定性を有す
る構造体を安定に、かつ簡便に製造することができる。

【００６９】その上、上記構成および方法では、従来の
マグネシウム合金と同様に、構造本体１ｂ（中間構造
体）の表面に表面処理を施すことができて、従来と同等
の耐食性を安定に、確実に得ることが可能となる。

【００７０】以上から、本発明によれば、軽量で、優れ
た塑性加工性（特に冷間プレス加工性）が得られ、か
つ、優れたクリープ特性や耐食性を有するマグネシウム
リチウム合金からなる構造体を安定に、かつ、簡便に得
ることができる。

【００７１】

【発明の効果】本発明のマグネシウム合金は、以上のよ
うに、少なくともリチウム元素を含むマグネシウム合金
において、表層がα相であり、表層以外がα＋β相、あ
るいはβ相であるように相分離している構成である。

【００７２】それゆえ、上記構成によれば、上記マグネ
シウム合金からなる構造体は、常温で塑性変形し難い形
態であるα層を表層に有するので、構造体におけるクリ
ープ変形（歪み）を抑制できる。その結果、上記構成で
は、リチウムを含むことによる優れた軽量性および塑性
加工性を維持しながら、経時的な形状安定性を向上でき
るという効果を奏する。

【００７３】本発明のマグネシウム合金の構造体は、以
上のように、少なくともリチウム元素を含むマグネシウ
ム合金の構造体において、構造本体の表面に、構造本体
よりリチウム含有量が低い低リチウム層を有する構成で
ある。

【００７４】それゆえ、上記構成によれば、低リチウム
層を有する構造本体は、常温で塑性変形し難い形態であ
る低リチウム層を表面に有するので、クリープ変形（歪
み）を抑制できる。その結果、上記構成では、リチウム
を含むことによる優れた軽量性および塑性加工性を維持
しながら、経時的な形状安定性を向上できるという効果
を奏する。

【００７５】本発明のマグネシウム合金の構造体の製造
方法は、以上のように、少なくともリチウム元素を含む
マグネシウム合金を成形して中間構造体を得た後、中間
構造体を、マグネシウム合金に対する不活性雰囲気中ま
たは真空中で、加熱処理を行って構造体を得る方法であ
る。

【００７６】それゆえ、上記方法によれば、加熱処理に
より、中間構造体の表層に低リチウム層を生成させて構
造体を得ることができ、その低リチウム層を有する構造
体は、低リチウム層によって常温で塑性変形し難いの
で、クリープ変形（歪み）を抑制できる。

【００７７】一方、加熱処理前においては、マグネシウ
ム合金はリチウムを高含量に設定して、得られた中間構
造体を軽量化できると共に、圧延性を高リチウム含量に
より改善できて、鋳物等による成形性と比べて簡便であ
る、塑性加工性、例えば冷間プレス加工性を向上でき
る。

【００７８】この結果、上記方法では、リチウムを含む
ことによる優れた軽量性および成形加工性を維持しなが
ら、経時的な形状安定性を向上できる構造体を安定に、
かつ、簡便に製造できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマグネシウム合金およびマグネシウム
合金の構造体の厚さ方向断面における金属組織を示す説
明図であり、（ａ）は実施例１の試験筐体の断面、
（ｂ）は実施例２の試験筐体の断面を示す。

【図２】上記実施例１の構造体における断面の金属組織
を示す図面代用写真である。

【図３】上記実施例２の構造体における断面の金属組織
を示す図面代用写真である。

【図４】本発明を説明するための比較例２の構造体にお
ける断面の金属組織を示す図面代用写真である。

【図５】本発明を説明するための比較例３の構造体にお
ける断面の金属組織を示す図面代用写真である。

【図６】本発明を説明するための、クロメート処理され
た比較例４の構造体における表面の金属組織を示す図面
代用写真である。

【図７】本発明を説明するための、クロメート処理され
た比較例５の構造体における表面の金属組織を示す図面
代用写真である。

【図８】本発明のマグネシウム合金の構造体に係る、ク
ロメート処理された実施例３の構造体における表面の金
属組織を示す図面代用写真である。

【図９】本発明のマグネシウム合金の構造体に係る、ク
ロメート処理された実施例４の構造体における表面の金
属組織を示す図面代用写真である。

【図１０】上記構造体に係る試験片の説明図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【図１１】従来のマグネシウム合金における各リチウム
含有量での、各クリープ特性の試験結果を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１構造体１ａ低リチウム層１ｂ構造本体１１ α相１２ β相

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９１Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９１Ｂ６９１Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともリチウム元素を含むマグネシウ
ム合金において、表層がα相であり、表層以外がα＋β相、あるいはβ相
であるように相分離しているものであることを特徴とす
るマグネシウム合金。
【請求項２】少なくともリチウム元素を含むマグネシウ
ム合金の構造体において、構造本体の表面に、構造本体よりリチウム含有量が低い
低リチウム層を有することを特徴とするマグネシウム合
金の構造体。
【請求項３】構造本体の素材は、リチウム元素を６重量
％以上含有しているマグネシウム合金であることを特徴
とする請求項２記載のマグネシウム合金の構造体。
【請求項４】低リチウム層は、α相となっていることを
特徴とする請求項２または３記載のマグネシウム合金の
構造体。
【請求項５】低リチウム層は、構造本体の表面を覆って
いることを特徴とする請求項２、３または４に記載のマ
グネシウム合金の構造体。
【請求項６】低リチウム層の表面に表面処理膜を有する
ことを特徴とする請求項２ないし５の何れか一つに記載
のマグネシウム合金の構造体。
【請求項７】表面処理膜は、化成処理または陽極酸化処
理により得られたものであることを特徴とする請求項６
に記載のマグネシウム合金の構造体。
【請求項８】少なくともリチウム元素を含むマグネシウ
ム合金を成形して中間構造体を得た後、中間構造体に対し、マグネシウム合金に対する不活性雰
囲気中または真空中で、加熱処理を行って、構造体を得
ることを特徴とするマグネシウム合金の構造体の製造方
法。
【請求項９】加熱処理により、中間構造体の表層に対
し、中間構造体よりリチウム含有量が低い低リチウム層
を形成することを特徴とする請求項８記載のマグネシウ
ム合金の構造体の製造方法。
【請求項１０】中間構造体は、リチウム元素を６重量％
以上含有しているマグネシウム合金から成形されること
を特徴とする請求項８または９記載のマグネシウム合金
の構造体の製造方法。
【請求項１１】低リチウム層は、加熱処理によりα相と
なっていることを特徴とする請求項８ないし１０の何れ
か一つに記載のマグネシウム合金の構造体の製造方法。
【請求項１２】加熱処理は、１５０℃〜４００℃、１時
間〜３時間の条件にて行われることを特徴とする請求項
８ないし１１の何れか一つに記載のマグネシウム合金の
構造体の製造方法。
【請求項１３】中間構造体は、塑性加工により成形され
ることを特徴とする請求項８ないし１２の何れか一つに
記載のマグネシウム合金の構造体の製造方法。
【請求項１４】塑性加工は、冷間プレス加工であること
を特徴とする請求項１３記載のマグネシウム合金の構造
体の製造方法。