JP2003027173A - マグネシウム合金薄板及びその製造方法 - Google Patents
マグネシウム合金薄板及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 延性を向上させて塑性加工により適するマグ
ネシウム合金薄板及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｘ線回折パターンにおける（１１０）面
のピーク及びこれと等価なピークの比率が最も高くなる
ようなマグネシウム合金薄板を用いる。好ましくは、マ
グネシウム合金薄板において、全ピーク強度の総和に対
する（１１０）面のピーク及びこれと等価なピークの強
度の和の比率を３０〜７０％とする。かかるマグネシウ
ム合金薄板は、マグネシウム合金を液状もしくは固液共
存状態に融解する工程と、これを板状に成形すると同時
に板厚方向に圧縮応力を加えながら凝固させる工程とを
有する製造方法によって得られる。
ネシウム合金薄板及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｘ線回折パターンにおける（１１０）面
のピーク及びこれと等価なピークの比率が最も高くなる
ようなマグネシウム合金薄板を用いる。好ましくは、マ
グネシウム合金薄板において、全ピーク強度の総和に対
する（１１０）面のピーク及びこれと等価なピークの強
度の和の比率を３０〜７０％とする。かかるマグネシウ
ム合金薄板は、マグネシウム合金を液状もしくは固液共
存状態に融解する工程と、これを板状に成形すると同時
に板厚方向に圧縮応力を加えながら凝固させる工程とを
有する製造方法によって得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム合金
薄板及びその製造方法に関するものである。
薄板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、大量生産される家電製品に対して
は、リサイクル処理や環境問題などの対策の一つとし
て、家電製品の外装部品を従来の樹脂材料に代えて金属
材料で製作することが注目されている。樹脂のリサイク
ル性が２０％程度であるのに対し、金属材料は９０％が
リサイクル可能である。
は、リサイクル処理や環境問題などの対策の一つとし
て、家電製品の外装部品を従来の樹脂材料に代えて金属
材料で製作することが注目されている。樹脂のリサイク
ル性が２０％程度であるのに対し、金属材料は９０％が
リサイクル可能である。
【０００３】金属材料の中で特にマグネシウム合金は、
他の金属と比較して軽量、高強度であり、振動減衰性や
加工性にも優れ、比較的低融点であることからリサイク
ルに要するエネルギーも少なくて済むという特徴を有し
ている。
他の金属と比較して軽量、高強度であり、振動減衰性や
加工性にも優れ、比較的低融点であることからリサイク
ルに要するエネルギーも少なくて済むという特徴を有し
ている。
【０００４】このマグネシウム合金を材料とする製品
は、一般に金型に高圧力で溶融させたマグネシウム合金
を急速に流し込み鋳造するダイカスト法で作られてきた
が、近年になって、固液共存状態の半溶融合金にせん断
力を与えることによってチクソトロピー性を発現させ、
これを金型内で射出成形するチクソモールド法も実用化
され、家電製品の薄肉成形品などへの適用が促進されて
いる。
は、一般に金型に高圧力で溶融させたマグネシウム合金
を急速に流し込み鋳造するダイカスト法で作られてきた
が、近年になって、固液共存状態の半溶融合金にせん断
力を与えることによってチクソトロピー性を発現させ、
これを金型内で射出成形するチクソモールド法も実用化
され、家電製品の薄肉成形品などへの適用が促進されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイカ
スト法やチクソモールド法による金属成形は生産設備が
高価であり、金型内で成形の際に発生する湯道などの製
品にはならない不要部分が比較的大量に発生し、材料歩
留りが悪いという問題点があった。特に、形状があまり
複雑でない製品を作る場合、プレス加工に比べて製造コ
ストが高くなってしまう。また、成形時に気泡の巻き込
み等により内部に巣が生じることがあるため塗装不良の
原因となったり、付着した離型剤の処理工程が必要であ
るなどの課題を抱えている。
スト法やチクソモールド法による金属成形は生産設備が
高価であり、金型内で成形の際に発生する湯道などの製
品にはならない不要部分が比較的大量に発生し、材料歩
留りが悪いという問題点があった。特に、形状があまり
複雑でない製品を作る場合、プレス加工に比べて製造コ
ストが高くなってしまう。また、成形時に気泡の巻き込
み等により内部に巣が生じることがあるため塗装不良の
原因となったり、付着した離型剤の処理工程が必要であ
るなどの課題を抱えている。
【０００６】また、マグネシウム合金は、一般にアルミ
ニウム合金や鉄系材料に比べると、延性に乏しいために
曲げやせん断力を加えるとより容易に破断する傾向を有
する。そのため、マグネシウム合金を素材とするプレス
加工はほとんど実用化されていないのが実状である。因
みに、金属の延性を示す物性値とされている「伸び」の
数値を比較したとき、アルミニウム合金が３５％である
のに対して、マグネシウム合金の場合には、鋳造材（Ａ
Ｚ９１Ｄ）で３％、展伸材（ＡＺ３１）で１５〜２０
％、特殊材料（ＬＡ１４１）で２２％と低い値である。
ニウム合金や鉄系材料に比べると、延性に乏しいために
曲げやせん断力を加えるとより容易に破断する傾向を有
する。そのため、マグネシウム合金を素材とするプレス
加工はほとんど実用化されていないのが実状である。因
みに、金属の延性を示す物性値とされている「伸び」の
数値を比較したとき、アルミニウム合金が３５％である
のに対して、マグネシウム合金の場合には、鋳造材（Ａ
Ｚ９１Ｄ）で３％、展伸材（ＡＺ３１）で１５〜２０
％、特殊材料（ＬＡ１４１）で２２％と低い値である。
【０００７】最近になって一部で前記展伸材（ＡＺ３
１）や特殊材料（ＬＡ１４１）のような特殊なマグネシ
ウム合金を用いて鍛造やプレス加工によって成形するこ
とが試みられている。また、マグネシウム合金の塑性加
工性が劣るのは、その結晶構造が最密六方格子構造であ
るために変形のすべり面が少ないことが原因とされてい
る。これらに対して山野井らが日本金属学会２０００年
秋季大会講演概要４９５頁に、結晶粒径や方位などの金
属組織の差異によって延性に違いが現れ、改善できるこ
とを報告している。たとえば、結晶粒を細かくするこ
と、（１００）方位を弱くすること、例えば（１０１）
方位など他の方位を強くすることなどである。しかし、
これらの延性を改善した材料は、例えばＥＣＡＥ（Equa
l-Channel-Angular-Extrusion）法と呼ばれる材料を直
角に折り曲げながら押出す方法で製作されるが、この方
法は製造工程が複雑で、材料歩留りも低く量産製造法と
しては適さない。
１）や特殊材料（ＬＡ１４１）のような特殊なマグネシ
ウム合金を用いて鍛造やプレス加工によって成形するこ
とが試みられている。また、マグネシウム合金の塑性加
工性が劣るのは、その結晶構造が最密六方格子構造であ
るために変形のすべり面が少ないことが原因とされてい
る。これらに対して山野井らが日本金属学会２０００年
秋季大会講演概要４９５頁に、結晶粒径や方位などの金
属組織の差異によって延性に違いが現れ、改善できるこ
とを報告している。たとえば、結晶粒を細かくするこ
と、（１００）方位を弱くすること、例えば（１０１）
方位など他の方位を強くすることなどである。しかし、
これらの延性を改善した材料は、例えばＥＣＡＥ（Equa
l-Channel-Angular-Extrusion）法と呼ばれる材料を直
角に折り曲げながら押出す方法で製作されるが、この方
法は製造工程が複雑で、材料歩留りも低く量産製造法と
しては適さない。
【０００８】本発明は、以上のような従来技術の問題点
に鑑みてなされたもので、プレス加工等を可能とする延
性に富むマグネシウム合金薄板及びその製造方法を提供
することを目的とするものである。
に鑑みてなされたもので、プレス加工等を可能とする延
性に富むマグネシウム合金薄板及びその製造方法を提供
することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この出願に係るマグネシ
ウム合金薄板の発明は、１つの要旨において、Ｘ線回折
パターンにおいて、ミラー指数により表される各結晶方
位の中で、（１１０）面のピーク及びこれと等価なピー
クの比率が最も高いマグネシウム合金薄板であって、当
該合金の組成から計算される理論的密度の９５〜１００
％の比重を示すことを特徴とする。
ウム合金薄板の発明は、１つの要旨において、Ｘ線回折
パターンにおいて、ミラー指数により表される各結晶方
位の中で、（１１０）面のピーク及びこれと等価なピー
クの比率が最も高いマグネシウム合金薄板であって、当
該合金の組成から計算される理論的密度の９５〜１００
％の比重を示すことを特徴とする。
【００１０】これは、マグネシウム合金薄板は、その板
面に平行な面のＸ線回折パターンにおける（１１０）面
のピーク及びこれと等価なピークの比率が高ければ高い
程、より延性に富む傾向を示すことを見出したことに基
づいて、そのような延性のために好ましい結晶方位を有
するようにマグネシウム合金薄板を形成しようとするも
のである。従って、この発明のマグネシウム合金薄板は
（１１０）面のピーク及びこれと等価なピークを高い比
率で含むことによって延性に富んでいるため、プレス加
工や鍛造加工等を容易に行うことができる薄板として利
用できる。しかも、マグネシウム合金としては比較的安
価な材料から製造することが出来る。
面に平行な面のＸ線回折パターンにおける（１１０）面
のピーク及びこれと等価なピークの比率が高ければ高い
程、より延性に富む傾向を示すことを見出したことに基
づいて、そのような延性のために好ましい結晶方位を有
するようにマグネシウム合金薄板を形成しようとするも
のである。従って、この発明のマグネシウム合金薄板は
（１１０）面のピーク及びこれと等価なピークを高い比
率で含むことによって延性に富んでいるため、プレス加
工や鍛造加工等を容易に行うことができる薄板として利
用できる。しかも、マグネシウム合金としては比較的安
価な材料から製造することが出来る。
【００１１】上記マグネシウム合金薄板は、板面に平行
な面のＸ線回折パターンにおける（１１０）面のピーク
及びこれと等価なピークの強度の和の比率が全ピーク強
度の総和に対して３０〜７０％であることを特徴とする
ことができる。このようなマグネシウム合金薄板の結晶
構造は、すべり変形が容易な結晶方位を主として含むこ
とに加えて、更に他の方位も適度に含むことから、種々
の変形に対して対応できることとなる。
な面のＸ線回折パターンにおける（１１０）面のピーク
及びこれと等価なピークの強度の和の比率が全ピーク強
度の総和に対して３０〜７０％であることを特徴とする
ことができる。このようなマグネシウム合金薄板の結晶
構造は、すべり変形が容易な結晶方位を主として含むこ
とに加えて、更に他の方位も適度に含むことから、種々
の変形に対して対応できることとなる。
【００１２】上記マグネシウム合金薄板は、内部に存在
する微小空隙の比率をできるだけ小さくすることが好ま
しい。そのためには、マグネシウム合金薄板の比重を、
マグネシウム合金の組成から計算される理論的密度の９
５％以上、例えば９５〜１００％範囲とすることが好ま
しい。
する微小空隙の比率をできるだけ小さくすることが好ま
しい。そのためには、マグネシウム合金薄板の比重を、
マグネシウム合金の組成から計算される理論的密度の９
５％以上、例えば９５〜１００％範囲とすることが好ま
しい。
【００１３】上記マグネシウム合金薄板は、平均結晶粒
径が０．１〜６０μｍの範囲にあることが好ましい。平
均結晶粒径がこの範囲にあれば、結晶粒微細化効果によ
って延性をより一層増すことが出来る。
径が０．１〜６０μｍの範囲にあることが好ましい。平
均結晶粒径がこの範囲にあれば、結晶粒微細化効果によ
って延性をより一層増すことが出来る。
【００１４】上記マグネシウム合金薄板は、アルミニウ
ム含有量を４％以下とすることが好ましい。アルミニウ
ム含有量が４％以下である場合には、展伸性に優れたマ
グネシウム合金薄板の延性を一層向上させることができ
る。
ム含有量を４％以下とすることが好ましい。アルミニウ
ム含有量が４％以下である場合には、展伸性に優れたマ
グネシウム合金薄板の延性を一層向上させることができ
る。
【００１５】上記マグネシウム合金薄板は、アルミニウ
ム含有量を４〜２０％とすることができる。アルミニウ
ム含有量が４〜２０％である場合には、耐食性と延性の
両特性に優れたマグネシウム合金薄板を提供することが
出来る。
ム含有量を４〜２０％とすることができる。アルミニウ
ム含有量が４〜２０％である場合には、耐食性と延性の
両特性に優れたマグネシウム合金薄板を提供することが
出来る。
【００１６】この出願に係るマグネシウム合金薄板の製
造方法の発明は、１つの要旨において、マグネシウム合
金を液状もしくは固液共存状態に融解する工程と、これ
を板状に成形すると同時に板厚方向に圧縮応力を加えな
がら凝固する工程とによりマグネシウム合金薄板を形成
することを特徴とする。この方法によれば、凝固過程に
おいて薄板を構成するマグネシウム合金の結晶方位を所
望する方位に富むように制御するとともに、凝固時に発
生する微小空隙を消滅せしめることによて、延性に優れ
たマグネシウム合金薄板を形成することができる。
造方法の発明は、１つの要旨において、マグネシウム合
金を液状もしくは固液共存状態に融解する工程と、これ
を板状に成形すると同時に板厚方向に圧縮応力を加えな
がら凝固する工程とによりマグネシウム合金薄板を形成
することを特徴とする。この方法によれば、凝固過程に
おいて薄板を構成するマグネシウム合金の結晶方位を所
望する方位に富むように制御するとともに、凝固時に発
生する微小空隙を消滅せしめることによて、延性に優れ
たマグネシウム合金薄板を形成することができる。
【００１７】この出願に係るマグネシウム合金薄板の製
造方法の発明は、もう１つの要旨において、マグネシウ
ム合金を液状もしくは固液共存状態に融解する工程と、
これを板状に成形すると同時に板厚方向に圧縮応力を加
えながら凝固する工程と、この薄板材を加熱処理する熱
処理工程とによりマグネシウム合金薄板を形成すること
を特徴とする。この方法によれば、結晶方位が所望する
方位に富むように保持したまま加熱処理を行うことによ
って、内部に残留する歪や析出物の低減したマグネシウ
ム合金薄板を形成することができる。
造方法の発明は、もう１つの要旨において、マグネシウ
ム合金を液状もしくは固液共存状態に融解する工程と、
これを板状に成形すると同時に板厚方向に圧縮応力を加
えながら凝固する工程と、この薄板材を加熱処理する熱
処理工程とによりマグネシウム合金薄板を形成すること
を特徴とする。この方法によれば、結晶方位が所望する
方位に富むように保持したまま加熱処理を行うことによ
って、内部に残留する歪や析出物の低減したマグネシウ
ム合金薄板を形成することができる。
【００１８】上記製造方法において、加熱処理する温度
を１００〜５００℃とすれば、方位を変化させることな
く、更に結晶粒も小さく保ったまま、内部に残留する歪
や析出物の低減したマグネシウム合金薄板を形成するこ
とができる。
を１００〜５００℃とすれば、方位を変化させることな
く、更に結晶粒も小さく保ったまま、内部に残留する歪
や析出物の低減したマグネシウム合金薄板を形成するこ
とができる。
【００１９】上記の各製造方法において、凝固時に板厚
方向に与える圧縮率を１０％以下、例えば０〜１０％と
すれば、薄板内の微小空隙を低減させると共に、緻密な
構造であって、結晶方位も所望する方位に富むように制
御されたマグネシウム合金薄板が得られる。
方向に与える圧縮率を１０％以下、例えば０〜１０％と
すれば、薄板内の微小空隙を低減させると共に、緻密な
構造であって、結晶方位も所望する方位に富むように制
御されたマグネシウム合金薄板が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。な
お、以下に示す実施形態は本発明を具現化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。な
お、以下に示す実施形態は本発明を具現化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２１】本実施例に係るマグネシウム合金薄板１
は、アルミニウム含有量が３％、亜鉛含有量が１％であ
るマグネシウム合金ＡＺ３１を後述する製造方法によっ
て、板厚が０．６ｍｍ、平均結晶粒径が約１５μｍとな
るように形成したものである。
は、アルミニウム含有量が３％、亜鉛含有量が１％であ
るマグネシウム合金ＡＺ３１を後述する製造方法によっ
て、板厚が０．６ｍｍ、平均結晶粒径が約１５μｍとな
るように形成したものである。
【００２２】図１は、このマグネシウム合金薄板１のＸ
線回折パターンを示すもので、（１０１）面のピークの
回折強度が最も高い。全体のピーク強度の総和に対して
（１０１）面のピークが占める割合は約４２％である。
また、（１０１）面のピークと（１１０）面のピークと
は互いに等価であることから、全体のピーク強度の総和
に対する（１０１）面のピーク及び（１１０）面のピー
クの強度の和は、約４６％である。
線回折パターンを示すもので、（１０１）面のピークの
回折強度が最も高い。全体のピーク強度の総和に対して
（１０１）面のピークが占める割合は約４２％である。
また、（１０１）面のピークと（１１０）面のピークと
は互いに等価であることから、全体のピーク強度の総和
に対する（１０１）面のピーク及び（１１０）面のピー
クの強度の和は、約４６％である。
【００２３】また、（１００）面のピークと（００２）
面のピークも互いに等価であって、全体のピーク強度の
総和に対して、（１００）面のピーク及び（００２）面
のピークの強度の和を求めると、約３９％になる。
面のピークも互いに等価であって、全体のピーク強度の
総和に対して、（１００）面のピーク及び（００２）面
のピークの強度の和を求めると、約３９％になる。
【００２４】図２は、このマグネシウム合金薄板１の金
属組織の状態を模式的に示すものであって、平均結晶粒
径は約１０μｍ程度であって、板の内部には部分的に微
小空隙２が存在するところもある。この微小空隙２が存
在する割合は少ないほど延性の低下は小さい。
属組織の状態を模式的に示すものであって、平均結晶粒
径は約１０μｍ程度であって、板の内部には部分的に微
小空隙２が存在するところもある。この微小空隙２が存
在する割合は少ないほど延性の低下は小さい。
【００２５】微小空隙が存在することによってマグネシ
ウム薄板の比重は小さくなるが、後述する製造方法によ
れば、当該合金の組成から計算される理論的密度の９５
％以上の密度を有するマグネシウム合金薄板を形成する
ことができる。
ウム薄板の比重は小さくなるが、後述する製造方法によ
れば、当該合金の組成から計算される理論的密度の９５
％以上の密度を有するマグネシウム合金薄板を形成する
ことができる。
【００２６】このように、組織が密であって内部空隙の
少ない構成を採用することによって、内部から現れる空
隙の問題や、塗装の乾燥工程における内部気泡の破裂に
よる表面欠陥の問題を回避することができる。
少ない構成を採用することによって、内部から現れる空
隙の問題や、塗装の乾燥工程における内部気泡の破裂に
よる表面欠陥の問題を回避することができる。
【００２７】一方、図３は市販されている従来のＡＺ３
１薄板のＸ線回折パターンであって、この薄板のマグネ
シウム合金においては、（００２）面のピークの回折強
度が最も強いことが判る。このマグネシウム合金ＡＺ３
１は、既存のマグネシウム合金の中でも比較的延性に富
むとされているものである。マグネシウム合金薄板の延
性は、結晶粒径や結晶方位の影響、特に結晶方位の影響
を大きく受けるということが近年見出されており、マグ
ネシウム合金についてはＸ線回折パターンに現れる（１
００）面と等価な面の強度を小さくすると延性が良くな
るとされている。更に、この実施形態のように（１０
１）面の強度が高くなるように加工処理することによっ
て、延性が更に向上してプレス加工や鍛造に好適なマグ
ネシウム合金薄板を得ることができる。
１薄板のＸ線回折パターンであって、この薄板のマグネ
シウム合金においては、（００２）面のピークの回折強
度が最も強いことが判る。このマグネシウム合金ＡＺ３
１は、既存のマグネシウム合金の中でも比較的延性に富
むとされているものである。マグネシウム合金薄板の延
性は、結晶粒径や結晶方位の影響、特に結晶方位の影響
を大きく受けるということが近年見出されており、マグ
ネシウム合金についてはＸ線回折パターンに現れる（１
００）面と等価な面の強度を小さくすると延性が良くな
るとされている。更に、この実施形態のように（１０
１）面の強度が高くなるように加工処理することによっ
て、延性が更に向上してプレス加工や鍛造に好適なマグ
ネシウム合金薄板を得ることができる。
【００２８】図４は、本実施例に係るマグネシウム合金
薄板１ｂのＸ線回折パターンを示すもので、アルミニウ
ム含有量が９％、亜鉛含有量が１％であるマグネシウム
合金ＡＺ９１を用いて、後述する製造方法によって板厚
０．６ｍｍの薄板を形成したものである。このマグネシ
ウム合金薄板１ｂは、上述の図１と同様に（１０１）面
の回折強度が最も高い。図４に示す比較的大きな回折ピ
ークの間には小さな回折ピークが見られるが、これらは
アルミニウム成分の増加によって発生するピークであ
る。このようにアルミニウム含有量４％以上のマグネシ
ウム合金を適用することにより、既存のマグネシウム合
金ＡＺ３１、ＬＡ１４１に比べて耐食性に優れたマグネ
シウム合金薄板を用いたプレス加工や鍛造が可能とな
る。
薄板１ｂのＸ線回折パターンを示すもので、アルミニウ
ム含有量が９％、亜鉛含有量が１％であるマグネシウム
合金ＡＺ９１を用いて、後述する製造方法によって板厚
０．６ｍｍの薄板を形成したものである。このマグネシ
ウム合金薄板１ｂは、上述の図１と同様に（１０１）面
の回折強度が最も高い。図４に示す比較的大きな回折ピ
ークの間には小さな回折ピークが見られるが、これらは
アルミニウム成分の増加によって発生するピークであ
る。このようにアルミニウム含有量４％以上のマグネシ
ウム合金を適用することにより、既存のマグネシウム合
金ＡＺ３１、ＬＡ１４１に比べて耐食性に優れたマグネ
シウム合金薄板を用いたプレス加工や鍛造が可能とな
る。
【００２９】次に、上記構成になるマグネシウム合金薄
板１の製造方法について説明する。図５は、第１の製造
方法を示すもので、各製造工程（Ｓ１〜Ｓ３）毎にそれ
ぞれの処理構造の概要を示している。
板１の製造方法について説明する。図５は、第１の製造
方法を示すもので、各製造工程（Ｓ１〜Ｓ３）毎にそれ
ぞれの処理構造の概要を示している。
【００３０】まず、鋳造によってマグネシウム合金の板
材３を成形する（工程Ｓ１）。板材３の成形は、完全液
状に溶融させたマグネシウム合金をダイカスト機によっ
て鋳造する方法、又は、固液共存状態に融解させたマグ
ネシウム合金にせん断力を与えることによってチクソト
ロピー性を発現させて金型１０内に射出する射出成形機
によって鋳造する方法のいずれの方法によって行うこと
もできる。
材３を成形する（工程Ｓ１）。板材３の成形は、完全液
状に溶融させたマグネシウム合金をダイカスト機によっ
て鋳造する方法、又は、固液共存状態に融解させたマグ
ネシウム合金にせん断力を与えることによってチクソト
ロピー性を発現させて金型１０内に射出する射出成形機
によって鋳造する方法のいずれの方法によって行うこと
もできる。
【００３１】図５は射出成形機５による板材３の成形過
程を示している。まず、金型１０内にマグネシウム合金
を射出すると同時に成形機により保圧をかけ、型締め作
用により成形品の板厚方向に圧力が発生するようにしな
がら凝固させると、板厚の面積にもよるが金型１０内に
板厚０．５ｍｍ程度以上の板材３が成形される。
程を示している。まず、金型１０内にマグネシウム合金
を射出すると同時に成形機により保圧をかけ、型締め作
用により成形品の板厚方向に圧力が発生するようにしな
がら凝固させると、板厚の面積にもよるが金型１０内に
板厚０．５ｍｍ程度以上の板材３が成形される。
【００３２】次に、板材３から不要となる湯道９やオー
バーフロー等を分離させるために、プレス機６によって
ゲートカットし、板材３のトリミングを行う（工程Ｓ
２）。
バーフロー等を分離させるために、プレス機６によって
ゲートカットし、板材３のトリミングを行う（工程Ｓ
２）。
【００３３】次いで、板材３に熱処理を加える。Ｘ線回
折のパターンにおいてミラー指数によって表される主要
な結晶面のピーク強度の比率が、熱処理を加える前後で
どのように変化したかを、表１に示す。
折のパターンにおいてミラー指数によって表される主要
な結晶面のピーク強度の比率が、熱処理を加える前後で
どのように変化したかを、表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】金型１０から取り出された状態の板材３の
Ｘ線回折のパターンにおける（１１０）面及びこれと等
価な面のピークの割合は、既に原材料のマグネシウム合
金についての割合よりも高くなっている。しかし、その
板材３に対して更に熱処理を加えることによって、例え
ば表１に示すＡＺ３１を用いた例の場合のように、４３
０℃で１時間熱処理することによって、（１１０）面及
びこれと等価な面のピーク強度の割合が高くなる。しか
し、高温で長時間の処理をすると結晶粒径が大きくなる
ため、最適な処理の温度と時間を選択する必要が有る。
Ｘ線回折のパターンにおける（１１０）面及びこれと等
価な面のピークの割合は、既に原材料のマグネシウム合
金についての割合よりも高くなっている。しかし、その
板材３に対して更に熱処理を加えることによって、例え
ば表１に示すＡＺ３１を用いた例の場合のように、４３
０℃で１時間熱処理することによって、（１１０）面及
びこれと等価な面のピーク強度の割合が高くなる。しか
し、高温で長時間の処理をすると結晶粒径が大きくなる
ため、最適な処理の温度と時間を選択する必要が有る。
【００３６】また、ＡＺ９１のようにＡｌ含有量が多く
なると、図６に示すように成形直後の薄板における結晶
粒界に化合物４が存在して、破壊時の発生源となりやす
い。このような化合物は、ＡｌとＭｇとの金属間化合
物、及びその他の不純物などである。このようなマグネ
シウム合金薄板を熱処理することにより、この化合物層
を減少させることができる。
なると、図６に示すように成形直後の薄板における結晶
粒界に化合物４が存在して、破壊時の発生源となりやす
い。このような化合物は、ＡｌとＭｇとの金属間化合
物、及びその他の不純物などである。このようなマグネ
シウム合金薄板を熱処理することにより、この化合物層
を減少させることができる。
【００３７】図７は、ＡＺ９１マグネシウム合金薄板を
４３０℃で３時間熱処理した後のＸ線回折パターンであ
る。また、表２は主要な結晶面のピーク強度の比率が熱
処理を加える前後でどのように変性剤化したかを示した
ものである。図４に示す熱処理前のＸ線回折パターンと
比較すると、回折ピークの位置に変化はないが、ピーク
全体の総和に対する（１０１）面と等価なピークの割合
が約４６％から約５４％へ高まっている。このように、
従来は薄板化することが困難であったアルミニウム含量
の多いマグネシウム合金を用いる場合にも、プレス加工
に好ましい結晶構造を有する薄板の作製が可能となっ
た。
４３０℃で３時間熱処理した後のＸ線回折パターンであ
る。また、表２は主要な結晶面のピーク強度の比率が熱
処理を加える前後でどのように変性剤化したかを示した
ものである。図４に示す熱処理前のＸ線回折パターンと
比較すると、回折ピークの位置に変化はないが、ピーク
全体の総和に対する（１０１）面と等価なピークの割合
が約４６％から約５４％へ高まっている。このように、
従来は薄板化することが困難であったアルミニウム含量
の多いマグネシウム合金を用いる場合にも、プレス加工
に好ましい結晶構造を有する薄板の作製が可能となっ
た。
【００３８】
【表２】
【００３９】次にマグネシウム合金薄板の第２の製造方
法について、図８を参照して説明する。この第２の製造
方法は、鋳型１６により溶融させたマグネシウム合金を
押圧してマグネシウム合金板材１７を形成するものであ
って、板材に対して一層効果的な圧縮作用を与えること
ができる。
法について、図８を参照して説明する。この第２の製造
方法は、鋳型１６により溶融させたマグネシウム合金を
押圧してマグネシウム合金板材１７を形成するものであ
って、板材に対して一層効果的な圧縮作用を与えること
ができる。
【００４０】図８（ａ）に示すように、成形する板材１
７の形状に対応する鋳型１６内に溶融マグネシウム合金
１３を投入する。次に、図８（ｂ）に示すように鋳型１
６を閉じ、図８（ｃ）に示すように、マグネシウム合金
が凝固すると同時に板厚方向に圧縮を加えてマグネシウ
ム合金板材１７を成形する。板厚方向に加える圧縮率を
板厚の１０％以下、場合によって０％〜１０％の範囲と
することによって、凝固時に導入される空隙を縮小さ
せ、又は消滅させることができる。また、板材１７に塑
性変形をほとんど与えることがないため、板材１７の結
晶方位もほとんど変化することが無い。
７の形状に対応する鋳型１６内に溶融マグネシウム合金
１３を投入する。次に、図８（ｂ）に示すように鋳型１
６を閉じ、図８（ｃ）に示すように、マグネシウム合金
が凝固すると同時に板厚方向に圧縮を加えてマグネシウ
ム合金板材１７を成形する。板厚方向に加える圧縮率を
板厚の１０％以下、場合によって０％〜１０％の範囲と
することによって、凝固時に導入される空隙を縮小さ
せ、又は消滅させることができる。また、板材１７に塑
性変形をほとんど与えることがないため、板材１７の結
晶方位もほとんど変化することが無い。
【００４１】このように成形されたマグネシウム合金板
材には、第１の製造方法と同様に熱処理を行うことによ
って、同様の効果が得られる。また、圧縮率を精密に制
御することによって、優先する結晶方位の比率を制御す
ることも可能である。
材には、第１の製造方法と同様に熱処理を行うことによ
って、同様の効果が得られる。また、圧縮率を精密に制
御することによって、優先する結晶方位の比率を制御す
ることも可能である。
【００４２】次に、マグネシウム合金薄板の第３の製造
方法について、図９を参照して説明する。この第３の製
造方法は、上記第１および第２の製造方法では所定の寸
法を有する板材を１枚毎に成形していたものを、連続的
に成形できることを特徴とする。
方法について、図９を参照して説明する。この第３の製
造方法は、上記第１および第２の製造方法では所定の寸
法を有する板材を１枚毎に成形していたものを、連続的
に成形できることを特徴とする。
【００４３】図９において、溶解炉１１内でマグネシウ
ム合金を溶解させ、溶融マグネシウム合金１３を形成す
る。マグネシウム合金のように活性な金属を溶かす場合
には、燃焼や酸化を防ぐため溶解炉１１内にガス導入口
１２からアルゴンガスを導入し、溶解炉１１内にアルゴ
ンガスを充満させる。
ム合金を溶解させ、溶融マグネシウム合金１３を形成す
る。マグネシウム合金のように活性な金属を溶かす場合
には、燃焼や酸化を防ぐため溶解炉１１内にガス導入口
１２からアルゴンガスを導入し、溶解炉１１内にアルゴ
ンガスを充満させる。
【００４４】溶解炉１１の底から流し出される溶融マグ
ネシウム合金１３は、相反する方向に回転する一対のロ
ーラ１４に達したとき、ローラ１４上に堆積すると同時
に、ローラ１４に熱を奪われて凝固し始める。連続した
帯状に凝固したマグネシウム合金１３ａは、ローラ１４
の間を通る間に板厚方向についてロール回転数と板厚に
よって決定される圧縮率０〜１０％の圧縮変形を受け、
凝固時に板材内に導入される空隙は縮小または消滅す
る。この帯状マグネシウム合金１３ａは、切断機１５に
よって適当な寸法及び形状の板材１３ｂに切り取られ
る。また、圧縮変形の代わりに、図９において矢印Ａに
示すような引張応力を与えても、上述の圧縮変形と同等
の効果を与えることができる。
ネシウム合金１３は、相反する方向に回転する一対のロ
ーラ１４に達したとき、ローラ１４上に堆積すると同時
に、ローラ１４に熱を奪われて凝固し始める。連続した
帯状に凝固したマグネシウム合金１３ａは、ローラ１４
の間を通る間に板厚方向についてロール回転数と板厚に
よって決定される圧縮率０〜１０％の圧縮変形を受け、
凝固時に板材内に導入される空隙は縮小または消滅す
る。この帯状マグネシウム合金１３ａは、切断機１５に
よって適当な寸法及び形状の板材１３ｂに切り取られ
る。また、圧縮変形の代わりに、図９において矢印Ａに
示すような引張応力を与えても、上述の圧縮変形と同等
の効果を与えることができる。
【００４５】このように成形されたマグネシウム合金板
材には、第１および第２の製造方法と同様に熱処理を行
うことができ、そうすることによって第１および第２の
製造方法と同様の効果が得られる。
材には、第１および第２の製造方法と同様に熱処理を行
うことができ、そうすることによって第１および第２の
製造方法と同様の効果が得られる。
【００４６】上記の各製造方法により製造されたマグネ
シウム合金薄板は、図１や図４に示したように結晶方位
を制御できるため、従来のマグネシウム合金では困難で
あった延性に優れた薄板を得ることができる。このマグ
ネシウム合金薄板はプレス加工や鍛造に適しており、マ
グネシウム合金によるプレス加工成形品又は鍛造成形品
を容易に製造することができる。
シウム合金薄板は、図１や図４に示したように結晶方位
を制御できるため、従来のマグネシウム合金では困難で
あった延性に優れた薄板を得ることができる。このマグ
ネシウム合金薄板はプレス加工や鍛造に適しており、マ
グネシウム合金によるプレス加工成形品又は鍛造成形品
を容易に製造することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明した通り、この出願の発明に
よれば、延性に優れたマグネシウム合金薄板を形成する
ことができ、これをプレス加工や鍛造加工により任意の
形状に成形することが可能となり、マグネシウム合金に
よる加工範囲の拡大を図ることができる。また、従来の
製造方法では困難であったアルミニウム含有量の多いマ
グネシウム合金を用いることによって、耐食性にも優れ
た薄板材を提供することができる。
よれば、延性に優れたマグネシウム合金薄板を形成する
ことができ、これをプレス加工や鍛造加工により任意の
形状に成形することが可能となり、マグネシウム合金に
よる加工範囲の拡大を図ることができる。また、従来の
製造方法では困難であったアルミニウム含有量の多いマ
グネシウム合金を用いることによって、耐食性にも優れ
た薄板材を提供することができる。
【図１】 この発明に係るマグネシウム合金薄板の１つ
の好ましい実施形態におけるＸ線回折パターンである。
の好ましい実施形態におけるＸ線回折パターンである。
【図２】 マグネシウム合金薄板の金属組織の状態を示
す模式図である。
す模式図である。
【図３】 従来のＡＺ３１マグネシウム合金薄板のＸ線
回折パターンである。
回折パターンである。
【図４】 この発明に係るマグネシウム合金薄板のもう
１つの好ましい実施形態におけるＸ線回折パターンであ
る。
１つの好ましい実施形態におけるＸ線回折パターンであ
る。
【図５】 この出願の第１の製造方法によるマグネシウ
ム合金薄板の製造工程を示す工程図である。
ム合金薄板の製造工程を示す工程図である。
【図６】 もう１つの実施形態におけるマグネシウム合
金薄板の金属組織の状態を示す模式図である。
金薄板の金属組織の状態を示す模式図である。
【図７】 もう１つの実施形態における熱処理後のマグ
ネシウム合金薄板のＸ線回折パターンである。
ネシウム合金薄板のＸ線回折パターンである。
【図８】 この出願の第２の製造方法によるマグネシウ
ム合金薄板の製造工程を示す工程図である。
ム合金薄板の製造工程を示す工程図である。
【図９】 この出願の第３の製造方法によるマグネシウ
ム合金薄板の製造工程を示す工程図である。
ム合金薄板の製造工程を示す工程図である。
１…マグネシウム合金薄板、 ２…微小空隙、 ３
…板材、４…析出物、 ７…圧延機、 ８…加熱
炉、 １０…金型、１１…溶解炉、 １３…溶融マグネ
シウム合金、 １４…ローラ、１５…切断機、 １６…
鋳型。
…板材、４…析出物、 ７…圧延機、 ８…加熱
炉、 １０…金型、１１…溶解炉、 １３…溶融マグネ
シウム合金、 １４…ローラ、１５…切断機、 １６…
鋳型。
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 1/00 ６２３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２３
６３０ ６３０Ｋ
６７３ ６７３
６８１ ６８１
６９１ ６９１Ｂ
６９４ ６９４Ａ
(72)発明者 山崎 幸一
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 島 和生
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 Ｘ線回折パターンにおいて、ミラー指数
により表される各結晶方位の中で、（１１０）面のピー
ク及びこれと等価なピークの比率が最も高いマグネシウ
ム合金薄板であって、当該合金の組成から計算される理
論的密度の９５〜１００％の比重を示すことを特徴とす
るマグネシウム合金薄板。 - 【請求項２】 Ｘ線回折パターンにおいて、全ピーク強
度の総和に対して、（１１０）面のピーク及びこれと等
価なピークの強度の和の比率が、３０〜７０％であるこ
とを特徴とする請求項１記載のマグネシウム合金薄板。 - 【請求項３】 板面に平行な面についてＸ線回折パター
ンを測定することを特徴とする請求項１又は２記載のマ
グネシウム合金薄板。 - 【請求項４】 内部に微小空隙を有することを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載のマグネシウム合金薄
板。 - 【請求項５】 平均結晶粒径が０．１〜６０μｍの範囲
にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
のマグネシウム合金薄板。 - 【請求項６】 アルミニウム含有量が４％以下であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマグネ
シウム合金薄板。 - 【請求項７】 アルミニウム含有量が４〜２０％である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマグ
ネシウム合金薄板。 - 【請求項８】 マグネシウム合金を液状もしくは固液共
存状態に融解する工程と、これを板状に成形すると同時
に板厚方向に圧縮応力を加えながら凝固させる工程とに
よりマグネシウム合金薄板を形成することを特徴とする
マグネシウム合金薄板の製造方法。 - 【請求項９】 マグネシウム合金を液状もしくは固液共
存状態に融解する工程と、これを板状に成形すると同時
に板厚方向に圧縮応力を加えながら凝固する工程と、こ
の薄板材を加熱処理する熱処理工程とによりマグネシウ
ム合金薄板を形成することを特徴とするマグネシウム合
金薄板の製造方法。 - 【請求項１０】 加熱処理する温度が１００〜５００℃
の範囲であることを特徴とする請求項９記載のマグネシ
ウム合金薄板の製造方法。 - 【請求項１１】 凝固時に板厚方向に与える圧縮率は１
０％以下であることを特徴とする請求項８又は９記載の
マグネシウム合金薄板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001210782A JP4955158B2 (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | マグネシウム合金板材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001210782A JP4955158B2 (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | マグネシウム合金板材 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003027173A true JP2003027173A (ja) | 2003-01-29 |
| JP2003027173A5 JP2003027173A5 (ja) | 2008-07-31 |
| JP4955158B2 JP4955158B2 (ja) | 2012-06-20 |
Family
ID=19046199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001210782A Expired - Fee Related JP4955158B2 (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | マグネシウム合金板材 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4955158B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004060048A (ja) * | 2002-06-05 | 2004-02-26 | Sumitomo Denko Steel Wire Kk | マグネシウム合金板およびその製造方法 |
| KR100739636B1 (ko) * | 2005-07-06 | 2007-07-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 |
| US7879165B2 (en) | 2005-03-28 | 2011-02-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing magnesium alloy plate and magnesium alloy plate |
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|---|---|---|---|---|
| JP2001073059A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Mazda Motor Corp | マグネシウム合金成形部材 |
| JP2001158930A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Hitachi Ltd | 高強度Ｍｇ基合金とＭｇ基鋳造合金及び物品 |
-
2001
- 2001-07-11 JP JP2001210782A patent/JP4955158B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101006303B1 (ko) * | 2002-06-05 | 2011-01-06 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 마그네슘 합금판 및 그 제조방법 |
| KR101051194B1 (ko) | 2002-06-05 | 2011-07-21 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 마그네슘 합금판 및 그 제조방법 |
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| DE112006000023B4 (de) * | 2005-03-28 | 2018-10-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Verfahren zur Herstellung eines Magnesiumlegierungsblechs |
| KR100739636B1 (ko) * | 2005-07-06 | 2007-07-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 |
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