JP2003183794A - マグネシウム合金材の製造方法 - Google Patents

マグネシウム合金材の製造方法

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JP2003183794A
JP2003183794A JP2001386052A JP2001386052A JP2003183794A JP 2003183794 A JP2003183794 A JP 2003183794A JP 2001386052 A JP2001386052 A JP 2001386052A JP 2001386052 A JP2001386052 A JP 2001386052A JP 2003183794 A JP2003183794 A JP 2003183794A
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Jun Mukoyama
準 向山
Tsutomu Murai
勉 村井
Shigeru Yoshida
茂 吉田
Eiji Yasuda
英司 安田
Susumu Miyamoto
宮本  進
Yasushi Takahashi
泰 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観及び機械的性質に優れる幅広薄肉中実形
状のマグネシウム合金材を安価に製造できるマグネシウ
ム合金材の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明のマグネシウム合金材の製造方法
は、JIS規格記号がMS1〜MS6の何れかのマグネ
シウム合金ビレットを440℃以上500℃以下に加熱
した後に、コンテナ温度380℃以上440℃以下、押
出材の出口温度400℃以上480℃以下の温度条件で
押出加工を行い、押出比が130以上670未満で幅寸
法が50mm以上400mm以下で且つ肉厚寸法が0.
3mm以上1.0mm未満の幅広薄肉中実材を製造する
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、軽量、高強度、電
磁波シールド性が高いなどの性質を有することから、携
帯電話やパソコンの本体部材などに使用される幅広薄肉
中実形状のマグネシウム合金材の製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】マグネシウム合金として、JIS規格の
記号で示されるMS1乃至MS6が一般に知られている
が、これらの合金は押出加工する場合、押出加工温度が
高いと表面酸化による外観不良(黒褐色化)や機械的性
質の低下が起こり、場合によっては発火を伴う危険ある
ので、従来は低温(ビレット温度360℃以上400℃
以下、コンテナ温度230℃以上320℃以下)で押出
加工を行っていた。しかし、低温加工条件では、合金の
変形抵抗が高まるため押出圧力が増大し、押出加工性が
著しく低下することから、特に、押出比(押出製造した
形材の断面積/コンテナ断面積)が130以上の幅広薄
肉中実材になると押出により製造することができなかっ
た。そこで、軽量、高強度、電磁波シールド性が高い等
の性質が要求される携帯電話やパソコン本体の部材等に
採用される幅広薄肉中実形状のマグネシウム合金材につ
いては、押出加工性の良好なM1A(JISの規格には
ない、ASTM規格の合金であり、組成は後述の表1に
示す)合金を使用して押出加工により製造するか、若し
くはマグネシウム合金のスラブ(鋳造品)を製造した後
に、粗圧延、熱間圧延、仕上圧延などの複数の圧延工程
を経て製造していた。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、M1A合金を
押出で製造した幅広薄肉中実材は、純Mg(Mgの純度
が99.8%以上)を押出して製造した幅広薄肉金属材
と同様の機械的性質のものしか得られなかった。即ち、
引張強度が劣る為、肉厚が1.0mm以下の携帯電話や
パソコンのケース等の本体部材に使用した場合に、つぶ
れるなどの問題が発生する可能性があり、実質的に1.
0mm以下の幅広薄肉中実材を製造することができなか
った。また、伸びが小さいので、携帯電話やパソコンの
ケース等の本体部材に加工するため、曲げや絞りなどの
成形加工(二次加工)をしたときに割れ等の不良が発生
しやすいという問題があった。一方、圧延加工で製造す
る場合には複数の工程が必要であり、非常にコスト高に
なるという問題があった。 【0004】そこで、本発明は、外観及び機械的性質に
優れる幅広薄肉中実形状のマグネシウム合金材を安価に
製造できるマグネシウム合金材の製造方法の提供を目的
とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、JIS規格記号がMS1〜MS6の何れかのマグネ
シウム合金ビレットを440℃以上500℃以下に加熱
した後に、コンテナ温度380℃以上440℃以下、押
出材の出口温度400℃以上480℃以下の温度条件で
押出加工を行い、押出比が130以上670未満で幅寸
法が50mm以上400mm以下で且つ肉厚寸法が0.
3mm以上1.0mm未満の幅広薄肉中実材を製造する
ことを特徴とする。「出口温度」とは、ダイスから出て
きた直後の押出材の温度をいう。 【0006】本発明に適用される合金素材は、JIS規
格の記号でMS1〜MS6のマグネシウム合金である
が、JIS規格のMS1〜MS6に対応するASTM
(アメリカ材料試験協会)の規格記号及びMS1〜MS
6の成分を下記の表1に示す。 【0007】 【表1】 【0008】請求項1に記載の発明では、複数の工程を
経ることなく、マグネシウム合金ビレットから一回の押
出工程で幅広薄肉中実のマグネシウム合金材を製造する
ことができ、工数が少なく製造コストが安価である。ま
た、本発明は、表面酸化による黒褐色化並びに形材高温
化に伴う発火が発生せず、しかも従来押出が不可能とさ
れていた押出比が130以上670未満で、肉厚寸法が
0.3mm以上1.0mm未満の幅広薄肉中実材を、押
出加工条件を所定の値に設定することにより、押出によ
る製造を可能にしたものである。本発明は押出加工条件
を、マグネシウム合金ビレットを440℃以上500℃
以下、コンテナ温度380℃以上440℃以下、押出材
の出口温度400℃以上480℃以下の温度条件にする
ことで達成できたものである。特に、押出材の出口温度
を400℃以上480℃以下としているのは、押出材の
出口温度が480℃を超えると、製造品に表面酸化によ
る黒褐色化が発生し、400℃よりも低いと押出圧力増
加により押出加工ができなくなったからである。 【0009】 【実施例】図1に示す押出装置を用いてマグネシウム合
金材の製造をおこなった。押出装置1は、コンテナ3と
呼ばれる加熱された耐熱容器にビレット5を挿入して、
ステム7によってダミーブロック9を介してビレット5
を押し込み、所定の形状孔を有するダイス11を介して
押出加工するものである。ビレット5には、MS1のマ
グネシウム合金ビレットを用い、各実施例及び後述する
各比較例に共通の固定条件として、押出材の幅寸法10
0mm、押出材の肉厚0.3mm、ビレット長さ300m
mとし、ダイス温度は470℃とし、押出比を665.
7とし、押出速度は5m/minとした。MS1のマグネ
シウム合金ビレットについて、実施例1〜3では、ビレ
ット温度、コンテナ温度、出口温度を種々異なる温度に
設定して、幅広薄肉中実材の押出製造を行い、各実施例
ごとにその評価をおこなった。その結果を下記表2に示
す。評価は、押出の可否、表面酸化の有無、引張強さ、
耐力試験、伸び試験についておこなった。実施例1はビ
レット温度、コンテナ温度、出口温度、をそれぞれ下限
値近くに設定したものであり、実施例3は上限値近くに
設定したものであり、実施例2は下限値と上限値との中
間値近くに設定したものである。 【0010】 【比較例】下記の比較例についても、上述の実施例と同
じ押出装置を用いて、マグネシウム合金ビレットの押出
製造をおこない、その評価をおこなったので、その結果
を上述の実施例とともに表2に示した。比較例1〜4で
は、各実施例と同じマグネシウム合金ビレットMS1を
用いて、ビレット温度、コンテナ温度、出口温度の設定
を変えたものであり、比較例1は実施例1よりもビレッ
ト温度を低くした。比較例2は、実施例1よりもコンテ
ナ温度を低く設定した。比較例3は、実施例3よりもビ
レット温度を高く設定した。比較例4は、実施例3より
もコンテナ温度を高く設定した。比較例5及び6では、
ビレット温度、コンテナ温度、出口温度を実施例2と略
同じ条件として、異なる種類のビレットで押出をおこな
った。 【0011】 【表2】 【0012】この表2から明らかなように、各実施例1
〜3で得た押出製造品には表面酸化がなく製造品の外観
が良いとともに、比較例1〜6のいずれのものよりも機
械的性質に優れるものであった。即ち、引張強さは、各
実施例では270〜273MPa(メガパスカル)であ
り、比較例の220〜232MPaよりも約20%高く
することができた。耐力は各実施例では、197〜19
8MPaであり、比較例の138〜165よりも約30
%高くすることができた。伸びは、各実施例では14.
0〜14.5%であり、比較例の4.0〜10.3より
も40%以上も高く、特に、各実施例は比較例5及び6
よりも3倍近く高い。比較例1では実施例1と同様にコ
ンテナ温度が380℃であってもビレット温度が430
では押出ができなかった。比較例2では、実施例1と同
様にビレット温度が440℃であってもコンテナ温度が
370℃では押出ができなかった。尚、MS2〜MS6
についても、上述した実施例と同様な押出条件で実施し
たところMS1の場合と同様な結果を得ることができ
た。 【0013】上述した実施例及び比較例との対比から、
MS1〜MS6のマグネシウム合金材による幅広薄肉中
実の押出し製造材に必要な最適値を以下のように導き出
すことができた。実施例1と比較例1との対比から、ビ
レット温度が440℃よりも低いと押出ができないこと
が明らかであり、実施例3と比較例3の対比から、ビレ
ット温度が500℃よりも高いと製造品に表面酸化が生
じるとともに引張強さ等の機械的性質が劣ることがわか
る。従って、本発明では、ビレット温度は、440℃以
上500℃であることが必要である。また、コンテナ温
度の下限値について考察すると、ビレット温度が440
℃であってもコンテナ温度が370℃では押出できず、
コンテナ温度が380℃ならば押出できるとともに所定
の機械的強度を得ることができたので、コンテナ温度の
下限値は380℃である。コンテナ温度の上限値につい
て考察すると、実施例3と、比較例4及び5との対比か
ら、ビレット温度が500℃以下の場合、コンテナ温度
が450℃では表面酸化が起こり、440℃では表面酸
化が発生しないからコンテナ温度の上限値は440℃で
ある。即ち、コンテナ温度は、380℃以上440℃以
下である。次に、出口温度について考察すると、実施例
1と比較例1及び2との対比から、出口温度が405℃
で押出ができ、ビレット温度とコンテナ温度との関係を
考慮すると、ビレット温度かコンテナ温度のいずれかが
実施例1よりも低くなると押出できなくなり、押出がで
きなくなる出口温度は400℃が境界になり400℃よ
りも低いと押出しできなくなる。また、実施例3と比較
例3及び4との対比から出口温度が483℃では表面酸
化が生じ、477℃では表面酸化が生じなかったので、
表面酸化が発生する境界はこれらの中間の480℃であ
り、480℃以下であれば表面酸化が発生しない。従っ
て、本発明では、押出材の出口温度は、400℃以上4
80℃以下であることが必要である。また、各実施例と
比較例5及び6の対比からわかるように、実施例1〜3
と同様な押出条件であっても、ビレットとして純Mgや
M1Aを用いた場合には、引張強さ、や耐力等の機械的
性質に劣り、伸びにあっては実施例の1/3以下であ
る。従って、純MgやM1Aは、本明細書の従来技術の
欄で説明したように、曲げや絞りなどの成形加工(二次
加工)をしたときに割れ等の不良が発生しやすく、携帯
電話やパソコンのケース等の本体部材に使用することが
できない。 【0014】 【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、押出比
が130以上670未満で幅寸法が50mm以上400
mm以下で且つ肉厚寸法が0.3mm以上1.0mm未
満の非常に薄肉の幅広薄肉中実形状のマグネシウム合金
材を押出で製造できるので、少ない工程で安価に提供で
きる。更に、本発明により押出製造した幅広薄肉中実形
材は、表面酸化による黒褐色化がなく、外観が非常に良
好であることや、引張強さ、耐力、伸びの機械的性質に
も優れることから、携帯電話やパソコン本体に加工した
場合にも、要求される品質を全て満足できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】図1は本発明の実施の形態に用いられる押出成
形装置の概略的な構成を示した図である。 【符号の説明】 1 押出装置 3 コンテナ 5 ビレット 11 ダイス
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/00 691 C22F 1/00 691B 694 694A 694B (72)発明者 吉田 茂 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内 (72)発明者 安田 英司 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内 (72)発明者 宮本 進 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内 (72)発明者 高橋 泰 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 JIS規格記号がMS1〜MS6の何れ
    かのマグネシウム合金ビレットを440℃以上500℃
    以下に加熱した後に、コンテナ温度380℃以上440
    ℃以下、押出材の出口温度400℃以上480℃以下の
    温度条件で押出加工を行い、押出比が130以上670
    未満で幅寸法が50mm以上400mm以下で且つ肉厚
    寸法が0.3mm以上1.0mm未満の幅広薄肉中実材
    を製造することを特徴とするマグネシウム合金材の製造
    方法。
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