JP2004124152A - マグネシウム基合金の圧延線材及びその製造方法 - Google Patents
マグネシウム基合金の圧延線材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004124152A JP2004124152A JP2002288994A JP2002288994A JP2004124152A JP 2004124152 A JP2004124152 A JP 2004124152A JP 2002288994 A JP2002288994 A JP 2002288994A JP 2002288994 A JP2002288994 A JP 2002288994A JP 2004124152 A JP2004124152 A JP 2004124152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- magnesium
- based alloy
- rolled wire
- pass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
【課題】長尺で優れた強度と靭性を具えるマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法を提供する。
【解決手段】重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材を用意する工程と、前記素材を孔型ロールにより圧延加工することで線状にする工程とを具える。圧延加工は、圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を満たすよう行うことを特徴とするマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。
Ｔｒ≧２００のとき Ｒｎ≦Ｔｒ／１０−５×Ａｌ／３＋１２．５
Ｔｒ＜２００のとき ０≦Ｒｎ≦Ｔｒ／１０−５×Ａｌ／３＋２．５
【選択図】 なし
【解決手段】重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材を用意する工程と、前記素材を孔型ロールにより圧延加工することで線状にする工程とを具える。圧延加工は、圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を満たすよう行うことを特徴とするマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。
Ｔｒ≧２００のとき Ｒｎ≦Ｔｒ／１０−５×Ａｌ／３＋１２．５
Ｔｒ＜２００のとき ０≦Ｒｎ≦Ｔｒ／１０−５×Ａｌ／３＋２．５
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺で強度と靭性に優れたマグネシウム基合金の圧延線材、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マグネシウム基合金は、アルミニウムよりも軽く、比強度、比剛性が鋼やアルミニウムよりも優れており、航空機部品、自動車部品などの他、各種電気製品のボディーなどにも広く利用されている。特に、従来は、プレス成形品によく用いられており、このプレス用板材の製造方法として、圧延によるものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２００３４９号公報（特許請求の範囲参照）
【特許文献２】
特開平６−２９３９４４号公報（特許請求の範囲参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
マグネシウム基合金は、上記のように様々な特性に優れており板材だけでなく線材や棒材に利用することが望まれているが、最密六方格子構造であるため延性に乏しく、室温での塑性加工性が極めて悪い。そのため、従来、マグネシウム基合金の線材や棒材は、熱間押出による製造が一般的である。しかし、熱間押出は、生産性を考慮すると有効な製法と言いがたく、重量数ｋｇの長尺線材の製造が検討されているが、数１０ｋｇを越えるような長尺線材、特に、線材の直径の１０００倍以上といった長尺な線材を得ることは極めて困難である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、長尺で優れた強度と靭性を具えるマグネシウム基合金の圧延線材を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の別の目的は、上記マグネシウム基合金の圧延線材を高い生産性にて製造可能な製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、室温での加工性が極めて悪く、熱間押出では少量で短尺な棒材や線材しか得られなかったマグネシウム基合金について種々の検討を行った結果、長尺な線材や棒材を効率よく得るには、孔型圧延が好ましいとの知見を得た。特に、圧延時の圧延加工温度や圧延加工度を特定し、更に、これら温度と加工度とを組み合わせることで、強度と靭性に優れる圧延線材を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明マグネシウム基合金の圧延線材は、重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材の孔型圧延による圧延線材であり、以下の特性を満たすことを特徴とする。
圧延線材の直径：３ｍｍ以上１０ｍｍ以下
圧延線材の長さ：前記直径の１０００倍以上
引張強さ：２２０ＭＰａ以上
伸び：５％以上
絞り：３０％以上
【０００９】
また、更に、重量％でＭｎ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含むマグネシウム基合金素材も適用できる。即ち、本発明圧延線材に用いられるマグネシウム基合金素材は、鋳造用マグネシウム基合金と展伸用マグネシウム基合金のいずれも利用することができる。より具体的には、例えば、ＡＳＴＭ記号におけるＡＭ系、ＡＺ系、ＡＳ系などが利用できる。上記化学成分の他にはＭｇおよび不純物が含まれる合金として利用されることが一般的である。不純物には、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａなどが挙げられる。
【００１０】
ＡＭ系におけるＡＭ６０はＡｌ：５．５〜６．５％、Ｚｎ：０．２２％以下、Ｃｕ：０．３５％以下、Ｍｎ：０．１３％以上、Ｎｉ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．５％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＭ１００はＡｌ：９．３〜１０．７％、Ｚｎ：０．３％以下、Ｃｕ：０．１％以下、Ｍｎ：０．１〜０．３５％、Ｎｉ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．３％以下を含有するマグネシウム基合金である。
【００１１】
ＡＺ系におけるＡＺ１０は重量％でＡｌ：１．０〜１．５％、Ｚｎ：０．２〜０．６％、Ｍｎ：０．２％以上、Ｃｕ：０．１％以下、Ｓｉ：０．１％以下、Ｃａ：０．４％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ２１は重量％でＡｌ：１．４〜２．６％、Ｚｎ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．１５〜０．３５％、Ｎｉ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ３１はＡｌ：２．５〜３．５％、Ｚｎ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．１５％〜０．５％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．１％以下、Ｃａ：０．０４％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ６１はＡｌ：５．５〜７．２％、Ｚｎ：０．４〜１．５％、Ｍｎ：０．１５〜０．３５％、Ｎｉ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．１％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ９１はＡｌ：８．１〜９．７％、Ｚｎ：０．３５〜１．０％、Ｍｎ：０．１３％以上、Ｃｕ：０．１％以下、Ｎｉ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．５％以下を含有するマグネシウム基合金である。
【００１２】
ＡＳ系におけるＡＳ２１は、重量％でＡｌ：１．４〜２．６％、Ｚｎ：０．１％以下、Ｃｕ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．３５〜０．６０％、Ｎｉ：０．００１％、Ｓｉ：０．６〜１．４％を含有するマグネシウム基合金である。ＡＳ４１はＡｌ：３．７〜４．８％、Ｚｎ：０．１％以下、Ｃｕ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．３５〜０．６０％、Ｎｉ：０．００１％以下、Ｓｉ：０．６〜１．４％を含有するマグネシウム基合金である。
【００１３】
マグネシウム単体では十分な強度を得ることが難しいが、上記の化学成分を含むことで好ましい強度が得られる。また、後述する製造方法により靭性にも優れた圧延線材を得ることができる。
【００１４】
本発明圧延線材は、上記の引張強度、絞り、伸びを具えることで、強度と靭性を兼ね備えることができる。より好ましい引張強度は２５０ＭＰａ以上である。より好ましい伸びは１０％以上である。より好ましい絞りは４０％以上である。
【００１５】
本発明圧延線材の直径を３ｍｍ未満とすると、偏径差が大きくなりやすく安定した形状を得にくく、圧延後に巻き取る際も困難であることから、直径の下限は、３ｍｍ以上とした。また、圧延加工は、一般に、総加工度を大きく採ることが可能であるため、総加工度が大きい加工に適する。この特徴を生かすには、線材の直径が１０ｍｍ以下のものが好ましく、直径の上限を１０ｍｍ以下とする。
【００１６】
そして、強度と靭性に優れる上記本発明マグネシウム基合金の圧延線材を得るために、マグネシウム基合金素材に孔型圧延を施す。孔型圧延は、一般の金属材料において長尺な線材を製造する方法として知られており、生産性に優れ、線材製造に有効な圧延方法である。しかし、従来は、マグネシウム基合金に孔型圧延を適用した例がなく、また、一般の金属材料と同様の条件で孔型圧延を行っても、加工性に乏しいマグネシウム基合金では、長尺な圧延線材を得ることはできない。そこで、本発明者らは、種々検討した結果、以下の圧延条件を規定する。
【００１７】
即ち、本発明製造方法は、重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材を用意する工程と、前記素材を孔型ロールにより圧延加工することで線状にする工程とを具える。特に、圧延加工は、圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を満たすよう行うことを特徴とする。
【００１８】
【数２】
【００１９】
孔型圧延とは、溝付きロールを２〜４個用い、ロール面を対向させて配置して溝部により形成される孔型の空間に素材を通して、断面形状を拘束しながら所定の形状に圧延するものである。本発明において、圧延時の圧延加工温度とは、ロールによる加工を受ける直前の素材の温度をいう。圧延加工度とは、圧延前の断面積に対する圧延後の断面積の減少割合であり、本発明では、断面減少率にあたる。
【００２０】
本発明は、上記のように圧延時の圧延加工温度と、１パスにおける圧延加工度とが一定の関係を満たした状態で圧延加工を行うことで、長尺で、かつ強度と靭性に優れたマグネシウム基合金の圧延線材を得ることができる。特に、孔型圧延を行うことで、生産性に優れる。
【００２１】
上記製造方法において、特に、前記圧延加工を多パスで行い、圧延時の総加工度を６０％以上とすることが好ましい。孔型ロールによる圧延加工を多パスで行う場合、総加工度が６０％未満では、加工度が小さく、上記圧延加工における高い加工度が得られるという特徴が発揮されない。そこで、本発明では、孔型圧延を多パスで行う場合、圧延時の総加工度を６０％以上とする。より好ましくは、８０％以上である。
【００２２】
本発明の別の構成として、前記圧延加工は、圧延開始時の圧延加工温度を３００℃以上４５０℃以下で行うことを規定する。マグネシウム基合金に孔型圧延を施す場合、合金素材の温度が高いほど、即ち、圧延加工温度が高いほど加工性が高い傾向にある。そこで、特に、孔型圧延を連続して多パスで行う場合、連続加工を行うパス数や、２パス目以降の１パスにおける加工度などを十分大きく取ることを考慮すると、素材は、圧延開始時において３００℃以上に加熱されていることが好ましい。特に、４００℃以上に加熱することがより好ましい。４００℃以上に加熱すると、合金素材は、鋳造により生じた析出物が固溶することで、圧延加工性がより向上する。また、合金素材の温度は、圧延に伴い低下していくが、予め４００℃以上に加熱された合金素材は、圧延加工途中で素材温度がある程度低下しても圧延可能であり、多パスの加工を連続して行う際に有効である。加熱温度の上限（４５０℃以下）を設けたのは、加熱及び圧延加工中に素材の表面が酸化するのを抑えるためである。
【００２３】
本発明の別の構成として、前記圧延加工は、１パス目の圧延加工度を５％以上１５％以下、圧延加工温度を２００℃以上として行うことを規定する。インゴット（合金素材）の結晶粒が極端に粗大である場合、圧延加工途中で割れなどの不良が発生することがある。本発明者らは、１パス目において加工度が５％〜１５％、圧延加工温度が２００℃以上で圧延した合金素材は、加工後、動的な再結晶を生じて微細な結晶粒となり、割れの起点となる粗大な結晶粒がなくなることで、割れの発生を防ぐことができるとの知見を得た。また、１パス目の圧延加工度が５％未満では、再結晶しにくく、１５％超では、加工度が高すぎて１パス目で割れが発生する可能性があり、圧延加工温度が２００℃未満では、圧延加工が行いにくいとの知見を得た。そこで、本発明では、圧延加工途中の割れ発生を防ぐため、１パス目の圧延加工度を５％以上１５％以下、圧延加工温度を２００℃以上に規定する。なお、上記のように圧延加工温度は、高温であるほど加工性が高い傾向にあるが、高温過ぎると素材の表面が酸化する恐れがある。そこで、圧延加工温度は、４５０℃以下であることが好ましい。特に、好ましい圧延加工温度は、３００℃以上４５０℃以下である。
【００２４】
上記において、合金素材として用いるインゴットの大きさや圧延時の圧延加工温度によっては、動的再結晶の発生が不十分である場合も考えられる。そこで、１パス目の加工の後、再加熱して、十分再結晶をさせた後、２パス目以降の加工を行うことが好ましい。加熱温度は、２００℃以上、特に３００℃以上が好ましい。
【００２５】
以上本発明製造方法は、重量％でＭｎ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含むマグネシウム基合金素材においても同様に適用することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
以下に示すＡＺ３１合金（重量％でＡｌ：３．０％、Ｚｎ：１．０％、Ｍｎ：０．１５％を含み、残部がＭｇおよび不純物）のインゴット（試料Ｎｏ．１−１）及び圧延線材（試料Ｎｏ．１−２）を用意し、孔型ロールにより孔型圧延を１パス行い、加工状態を調べてみた。圧延加工は、各試料に対してそれぞれ圧延加工温度、圧延加工度（断面減少率）を変化させて行った。図１に圧延加工温度、圧延加工度、加工状態を示す。また、用いたインゴット、孔型ロールの特性を以下に示す。なお、圧延加工温度は、孔型ロールによる圧延加工を受ける直前のインゴット又は圧延線材の温度とする。以下の実施例２においても同様である。
【００２７】
試料Ｎｏ．１−１：直径φ３０ｍｍのインゴット（本例における孔型圧延が１パス目）
試料Ｎｏ．１−２：直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃で１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材（同５パス目）
孔型ロール：ロール径φ２１５ｍｍのロールを一対対向させて用いる
【００２８】
図１は、割れの発生の有無から判断した加工の可否を示すグラフである。試料Ｎｏ．１−１及び１−２の双方とも割れが生じていない場合を○、試料Ｎｏ．１−２は割れが生じておらず、試料Ｎｏ．１−１は割れが発生した場合を△、試料Ｎｏ．１−１及び１−２の双方とも割れが発生した場合を×で示す。以下に述べる実施例２の図２についても同様である。
【００２９】
その結果、図１に示す○及び△から圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を保つ場合、割れが生じることなく圧延加工が可能であることが分かる。
【００３０】
【数３】
【００３１】
また、図１に示す△から、インゴットを直接圧延加工したもの（試料Ｎｏ．１−１）よりも、圧延加工を一度行った圧延線材に圧延加工を施したもの（試料Ｎｏ．１−２）の方が、加工性が良好であることが分かる。試料Ｎｏ．１−２は、圧延加工温度が２００℃未満であっても、図１の△に示すように加工度の限界が小さいものの圧延加工を行うことができる。このことから、２パス目以降の加工は、圧延加工温度が２００℃未満でも可能であることが分かる。但し、図１の○で示すように２００℃以上の方が好ましいと思われる。
【００３２】
更に、図１の○で示すように１パス目の圧延加工温度は、２００℃以上、特に３００℃以上とすることが好ましいことが分かる。なお、試料Ｎｏ．１−１において圧延加工温度を５００℃とした場合を調べてみると、圧延加工は可能であったが、圧延線材の表面に酸化膜が形成されていた。一方、圧延加工温度が４５０℃の圧延線材の表面には酸化膜が形成されていなかった。このことから、１パス目の圧延加工温度は、４５０℃以下が好ましいことが分かる。
【００３３】
上記実施例１と同様の調査をＡＳ４１合金（重量％でＡｌ：４．２％、Ｍｎ：０．５０％、Ｓｉ：１．１％を含み、残部がＭｇと不純物からなるマグネシウム基合金）の試料Ｎｏ．１−３（直径φ３０ｍｍのインゴット）、Ｎｏ．１−４（直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃、１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材）に対して行ったところ、図１と同様の結果を得た。
【００３４】
これらＡＺ３１合金の試料Ｎｏ．１−１’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）及びＡＳ４１合金の試料Ｎｏ．１−３’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）に対し、それぞれ圧延加工を継続し（１パスにおける圧延加工度約２５％で１２パス行う）、直径φ５．０ｍｍ、長さ約１４０００ｍｍ（重量５００ｇ）の圧延線材を得た（総加工度９９％）。これら圧延線材の引張強度（ＴＳ）、伸び（ＥＬ）、絞り（ＲＡ）を調べてみたところ、試料Ｎｏ．１−１’では、ＴＳ＝２６５ＭＰａ、ＥＬ＝１２％、ＲＡ＝４５．２％であり、試料Ｎｏ．１−３’では、ＴＳ＝２６０ＭＰａ、ＥＬ＝１０．５％、ＲＡ＝３８．６％であった。
【００３５】
また、試料Ｎｏ．１−１、１−３において、１パス目の圧延加工ができたもの（図１において○が付されたもの）に対して、１パスにおける圧延加工度を１０％として、連続して圧延加工を施してみた（５パス）。すると、１パス目の圧延加工温度が３００℃以上である試料は、１パス目の圧延加工度によらず、圧延加工途中に割れなど生じることなく圧延加工が可能であった。
【００３６】
（実施例２）
以下に示すＡＺ６１合金（重量％でＡｌ：６．４％、Ｚｎ：１．０％、Ｍｎ：０．２８％を含み、残部がＭｇおよび不純物）のインゴット（試料Ｎｏ．２−１）及び圧延線材（試料Ｎｏ．２−２）を用意し、孔型ロールにより孔型圧延を１パス行い、加工状態を調べてみた。圧延加工は、各試料に対してそれぞれ圧延加工温度、圧延加工度を変化させて行った。図２に圧延加工温度、圧延加工度、加工状態を示す。また、用いたインゴット、孔型ロールの特性を以下に示す。
【００３７】
試料Ｎｏ．２−１：直径φ３０ｍｍのインゴット（本例における孔型圧延が１パス目）
試料Ｎｏ．２−２：直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃で１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材（同５パス目）
孔型ロール：ロール径φ２１５ｍｍのロールを一対対向させて用いる
【００３８】
その結果、図２に示す○及び△から圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を保つ場合、割れが生じることなく圧延加工が可能であることが分かる。
【００３９】
【数４】
【００４０】
上記実施例１と同様に図２に示す△から、インゴットを直接圧延加工したもの（試料Ｎｏ．２−１）よりも、圧延加工を一度行った圧延線材に圧延加工を施したもの（試料Ｎｏ．２−２）の方が、加工性が良好であることが分かる。試料Ｎｏ．２−２は、圧延加工温度が２００℃未満であっても圧延加工が可能であり、このことから、２パス目以降の加工は、圧延加工温度が２００℃未満でも適用できると推測されるが、図２の○で示すように、２００℃以上の方が好ましいと思われる。
【００４１】
更に、図２の○で示すように１パス目の圧延加工温度は、２００℃以上、特に３００℃以上とすることが好ましいことが分かる。なお、試料Ｎｏ．２−１において圧延加工温度を５００℃とすると、実施例１と同様に圧延線材の表面に酸化膜が形成されていた。これに対し、圧延加工温度が４５０℃の圧延線材は酸化膜が形成されおらず、このことから、１パス目の圧延加工温度は、４５０℃以下が適すると思われる。
【００４２】
上記実施例２と同様の調査をＡＭ６０合金（重量％でＡｌ：６．１％、Ｍｎ：０．４４％を含み、残部がＭｇ及び不純物）の試料Ｎｏ．２−３（直径φ３０ｍｍのインゴット）、Ｎｏ．２−４（直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃、１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材）に対して行ったところ、図２と同様の結果を得た。
【００４３】
これらＡＺ６１合金の試料Ｎｏ．２−１’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）及びＡＭ６０合金の試料Ｎｏ．２−３’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）に対し、それぞれ圧延加工を継続し（１パスにおける圧延加工度約２５％で１２パス行う）、直径φ５．０ｍｍ、長さ１４０００ｍｍ（重量５００ｇ）の圧延線材を得た（総加工度９９％）。これら圧延線材の引張強度（ＴＳ）、伸び（ＥＬ）、絞り（ＲＡ）を調べてみたところ、試料Ｎｏ．２−１’では、ＴＳ＝３１０ＭＰａ、ＥＬ＝９％、ＲＡ＝３９．２％であり、試料Ｎｏ．２−３’では、ＴＳ＝２７０ＭＰａ、ＥＬ＝９％、ＲＡ＝３５．２％であった。
【００４４】
また、試料Ｎｏ．２−１、２−３において、１パス目の圧延加工ができたもの（図２において○が付されたもの）に対して、１パスにおける圧延加工度を１０％として、連続して圧延加工を施してみた（５パス）。すると、１パス目の圧延加工温度が３００℃以上である試料は、１パス目の圧延加工度によらず、圧延加工途中に割れなど生じることなく圧延加工が可能であった。
【００４５】
（実施例３）
ＡＺ６１合金（Ａｌ：６．４％、Ｚｎ：１．０％、Ｍｎ：０．２８％を含み、残部がＭｇおよび不純物）のインゴット（直径φ３０ｍｍ）を複数準備し、圧延加工温度２００℃にて、５％、１０％、１５％、２０％の各圧延加工度で孔型ロールによる圧延加工を実施した。インゴットは、各圧延加工度に対して５本ずつ用意した。また、孔型ロールは、上記実施例１と同様のものを用いた。
【００４６】
その結果、加工度２０％の試料では、割れの発生率が８０％であった（インゴット５本中４本において割れが発生）。そして、割れが発生したインゴットの結晶状態（組織）を調べてみると、数１００μｍの粗大結晶粒が認められた。
【００４７】
加工度１５％以下の試料では、いずれの試料も５本のインゴットすべてに割れが発生せず圧延加工が可能であった。更に、加工度５％以上１５％以下の試料を２５０℃に再加熱し、種々の加工度（約１０％、約１６％、約２０％）で圧延加工を行ったところ、その後の圧延加工では、１パスあたりの加工度が約２０％の加工であっても、問題なく加工可能であった。この再加熱した試料の結晶状態を調べたところ、粗大結晶粒が消滅し、１０μｍ以下の微細な結晶粒となっていた。これらのことから、粗大結晶粒を含むインゴット（鋳造材）は、１パス目の圧延加工によって割れが発生する危険を有しているが、１パス目の圧延加工度を１５％以下、圧延加工温度を２００℃以上とすることで、圧延加工中の割れを回避することができることがわかる。また、圧延加工後、２００℃以上に再加熱して再結晶させ、結晶粒を微細にすることで、再加熱後の圧延加工によって割れが生じることを防止できることがわかる。
【００４８】
圧延加工温度を３５０℃として上記実施例３と同様に圧延加工度を変えて圧延加工を２パス行い、圧延加工後の各圧延線材の組織を調べたところ、上記のように再加熱していなくても再結晶化していた。このことから、圧延加工温度によっては、１パス目の圧延加工後の再加熱を行わなくても連続圧延が可能であることがわかる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明製造方法によれば、マグネシウム基合金素材に対して所定の条件にて孔型圧延を施すことで、長尺で、強度及び靭性に優れたマグネシウム基合金の圧延線材を得ることができるという優れた効果を奏し得る。特に、本発明製造方法は、マグネシウム基合金において従来から行われていた押出加工と比較して高い生産性を有する。また、得られた本発明圧延線材は、加工性にも優れ、その後の引き抜き加工などの加工素材としても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＺ３１合金に圧延加工温度と圧延加工度とを変化させて孔型圧延を施した際の圧延加工の可否を示すグラフである。
【図２】ＡＺ６１合金に圧延加工温度と圧延加工度とを変化させて孔型圧延を施した際の圧延加工の可否を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺で強度と靭性に優れたマグネシウム基合金の圧延線材、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マグネシウム基合金は、アルミニウムよりも軽く、比強度、比剛性が鋼やアルミニウムよりも優れており、航空機部品、自動車部品などの他、各種電気製品のボディーなどにも広く利用されている。特に、従来は、プレス成形品によく用いられており、このプレス用板材の製造方法として、圧延によるものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２００３４９号公報（特許請求の範囲参照）
【特許文献２】
特開平６−２９３９４４号公報（特許請求の範囲参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
マグネシウム基合金は、上記のように様々な特性に優れており板材だけでなく線材や棒材に利用することが望まれているが、最密六方格子構造であるため延性に乏しく、室温での塑性加工性が極めて悪い。そのため、従来、マグネシウム基合金の線材や棒材は、熱間押出による製造が一般的である。しかし、熱間押出は、生産性を考慮すると有効な製法と言いがたく、重量数ｋｇの長尺線材の製造が検討されているが、数１０ｋｇを越えるような長尺線材、特に、線材の直径の１０００倍以上といった長尺な線材を得ることは極めて困難である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、長尺で優れた強度と靭性を具えるマグネシウム基合金の圧延線材を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の別の目的は、上記マグネシウム基合金の圧延線材を高い生産性にて製造可能な製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、室温での加工性が極めて悪く、熱間押出では少量で短尺な棒材や線材しか得られなかったマグネシウム基合金について種々の検討を行った結果、長尺な線材や棒材を効率よく得るには、孔型圧延が好ましいとの知見を得た。特に、圧延時の圧延加工温度や圧延加工度を特定し、更に、これら温度と加工度とを組み合わせることで、強度と靭性に優れる圧延線材を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明マグネシウム基合金の圧延線材は、重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材の孔型圧延による圧延線材であり、以下の特性を満たすことを特徴とする。
圧延線材の直径：３ｍｍ以上１０ｍｍ以下
圧延線材の長さ：前記直径の１０００倍以上
引張強さ：２２０ＭＰａ以上
伸び：５％以上
絞り：３０％以上
【０００９】
また、更に、重量％でＭｎ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含むマグネシウム基合金素材も適用できる。即ち、本発明圧延線材に用いられるマグネシウム基合金素材は、鋳造用マグネシウム基合金と展伸用マグネシウム基合金のいずれも利用することができる。より具体的には、例えば、ＡＳＴＭ記号におけるＡＭ系、ＡＺ系、ＡＳ系などが利用できる。上記化学成分の他にはＭｇおよび不純物が含まれる合金として利用されることが一般的である。不純物には、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａなどが挙げられる。
【００１０】
ＡＭ系におけるＡＭ６０はＡｌ：５．５〜６．５％、Ｚｎ：０．２２％以下、Ｃｕ：０．３５％以下、Ｍｎ：０．１３％以上、Ｎｉ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．５％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＭ１００はＡｌ：９．３〜１０．７％、Ｚｎ：０．３％以下、Ｃｕ：０．１％以下、Ｍｎ：０．１〜０．３５％、Ｎｉ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．３％以下を含有するマグネシウム基合金である。
【００１１】
ＡＺ系におけるＡＺ１０は重量％でＡｌ：１．０〜１．５％、Ｚｎ：０．２〜０．６％、Ｍｎ：０．２％以上、Ｃｕ：０．１％以下、Ｓｉ：０．１％以下、Ｃａ：０．４％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ２１は重量％でＡｌ：１．４〜２．６％、Ｚｎ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．１５〜０．３５％、Ｎｉ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ３１はＡｌ：２．５〜３．５％、Ｚｎ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．１５％〜０．５％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．１％以下、Ｃａ：０．０４％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ６１はＡｌ：５．５〜７．２％、Ｚｎ：０．４〜１．５％、Ｍｎ：０．１５〜０．３５％、Ｎｉ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．１％以下を含有するマグネシウム基合金である。ＡＺ９１はＡｌ：８．１〜９．７％、Ｚｎ：０．３５〜１．０％、Ｍｎ：０．１３％以上、Ｃｕ：０．１％以下、Ｎｉ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．５％以下を含有するマグネシウム基合金である。
【００１２】
ＡＳ系におけるＡＳ２１は、重量％でＡｌ：１．４〜２．６％、Ｚｎ：０．１％以下、Ｃｕ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．３５〜０．６０％、Ｎｉ：０．００１％、Ｓｉ：０．６〜１．４％を含有するマグネシウム基合金である。ＡＳ４１はＡｌ：３．７〜４．８％、Ｚｎ：０．１％以下、Ｃｕ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．３５〜０．６０％、Ｎｉ：０．００１％以下、Ｓｉ：０．６〜１．４％を含有するマグネシウム基合金である。
【００１３】
マグネシウム単体では十分な強度を得ることが難しいが、上記の化学成分を含むことで好ましい強度が得られる。また、後述する製造方法により靭性にも優れた圧延線材を得ることができる。
【００１４】
本発明圧延線材は、上記の引張強度、絞り、伸びを具えることで、強度と靭性を兼ね備えることができる。より好ましい引張強度は２５０ＭＰａ以上である。より好ましい伸びは１０％以上である。より好ましい絞りは４０％以上である。
【００１５】
本発明圧延線材の直径を３ｍｍ未満とすると、偏径差が大きくなりやすく安定した形状を得にくく、圧延後に巻き取る際も困難であることから、直径の下限は、３ｍｍ以上とした。また、圧延加工は、一般に、総加工度を大きく採ることが可能であるため、総加工度が大きい加工に適する。この特徴を生かすには、線材の直径が１０ｍｍ以下のものが好ましく、直径の上限を１０ｍｍ以下とする。
【００１６】
そして、強度と靭性に優れる上記本発明マグネシウム基合金の圧延線材を得るために、マグネシウム基合金素材に孔型圧延を施す。孔型圧延は、一般の金属材料において長尺な線材を製造する方法として知られており、生産性に優れ、線材製造に有効な圧延方法である。しかし、従来は、マグネシウム基合金に孔型圧延を適用した例がなく、また、一般の金属材料と同様の条件で孔型圧延を行っても、加工性に乏しいマグネシウム基合金では、長尺な圧延線材を得ることはできない。そこで、本発明者らは、種々検討した結果、以下の圧延条件を規定する。
【００１７】
即ち、本発明製造方法は、重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材を用意する工程と、前記素材を孔型ロールにより圧延加工することで線状にする工程とを具える。特に、圧延加工は、圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を満たすよう行うことを特徴とする。
【００１８】
【数２】
孔型圧延とは、溝付きロールを２〜４個用い、ロール面を対向させて配置して溝部により形成される孔型の空間に素材を通して、断面形状を拘束しながら所定の形状に圧延するものである。本発明において、圧延時の圧延加工温度とは、ロールによる加工を受ける直前の素材の温度をいう。圧延加工度とは、圧延前の断面積に対する圧延後の断面積の減少割合であり、本発明では、断面減少率にあたる。
【００２０】
本発明は、上記のように圧延時の圧延加工温度と、１パスにおける圧延加工度とが一定の関係を満たした状態で圧延加工を行うことで、長尺で、かつ強度と靭性に優れたマグネシウム基合金の圧延線材を得ることができる。特に、孔型圧延を行うことで、生産性に優れる。
【００２１】
上記製造方法において、特に、前記圧延加工を多パスで行い、圧延時の総加工度を６０％以上とすることが好ましい。孔型ロールによる圧延加工を多パスで行う場合、総加工度が６０％未満では、加工度が小さく、上記圧延加工における高い加工度が得られるという特徴が発揮されない。そこで、本発明では、孔型圧延を多パスで行う場合、圧延時の総加工度を６０％以上とする。より好ましくは、８０％以上である。
【００２２】
本発明の別の構成として、前記圧延加工は、圧延開始時の圧延加工温度を３００℃以上４５０℃以下で行うことを規定する。マグネシウム基合金に孔型圧延を施す場合、合金素材の温度が高いほど、即ち、圧延加工温度が高いほど加工性が高い傾向にある。そこで、特に、孔型圧延を連続して多パスで行う場合、連続加工を行うパス数や、２パス目以降の１パスにおける加工度などを十分大きく取ることを考慮すると、素材は、圧延開始時において３００℃以上に加熱されていることが好ましい。特に、４００℃以上に加熱することがより好ましい。４００℃以上に加熱すると、合金素材は、鋳造により生じた析出物が固溶することで、圧延加工性がより向上する。また、合金素材の温度は、圧延に伴い低下していくが、予め４００℃以上に加熱された合金素材は、圧延加工途中で素材温度がある程度低下しても圧延可能であり、多パスの加工を連続して行う際に有効である。加熱温度の上限（４５０℃以下）を設けたのは、加熱及び圧延加工中に素材の表面が酸化するのを抑えるためである。
【００２３】
本発明の別の構成として、前記圧延加工は、１パス目の圧延加工度を５％以上１５％以下、圧延加工温度を２００℃以上として行うことを規定する。インゴット（合金素材）の結晶粒が極端に粗大である場合、圧延加工途中で割れなどの不良が発生することがある。本発明者らは、１パス目において加工度が５％〜１５％、圧延加工温度が２００℃以上で圧延した合金素材は、加工後、動的な再結晶を生じて微細な結晶粒となり、割れの起点となる粗大な結晶粒がなくなることで、割れの発生を防ぐことができるとの知見を得た。また、１パス目の圧延加工度が５％未満では、再結晶しにくく、１５％超では、加工度が高すぎて１パス目で割れが発生する可能性があり、圧延加工温度が２００℃未満では、圧延加工が行いにくいとの知見を得た。そこで、本発明では、圧延加工途中の割れ発生を防ぐため、１パス目の圧延加工度を５％以上１５％以下、圧延加工温度を２００℃以上に規定する。なお、上記のように圧延加工温度は、高温であるほど加工性が高い傾向にあるが、高温過ぎると素材の表面が酸化する恐れがある。そこで、圧延加工温度は、４５０℃以下であることが好ましい。特に、好ましい圧延加工温度は、３００℃以上４５０℃以下である。
【００２４】
上記において、合金素材として用いるインゴットの大きさや圧延時の圧延加工温度によっては、動的再結晶の発生が不十分である場合も考えられる。そこで、１パス目の加工の後、再加熱して、十分再結晶をさせた後、２パス目以降の加工を行うことが好ましい。加熱温度は、２００℃以上、特に３００℃以上が好ましい。
【００２５】
以上本発明製造方法は、重量％でＭｎ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含むマグネシウム基合金素材においても同様に適用することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
以下に示すＡＺ３１合金（重量％でＡｌ：３．０％、Ｚｎ：１．０％、Ｍｎ：０．１５％を含み、残部がＭｇおよび不純物）のインゴット（試料Ｎｏ．１−１）及び圧延線材（試料Ｎｏ．１−２）を用意し、孔型ロールにより孔型圧延を１パス行い、加工状態を調べてみた。圧延加工は、各試料に対してそれぞれ圧延加工温度、圧延加工度（断面減少率）を変化させて行った。図１に圧延加工温度、圧延加工度、加工状態を示す。また、用いたインゴット、孔型ロールの特性を以下に示す。なお、圧延加工温度は、孔型ロールによる圧延加工を受ける直前のインゴット又は圧延線材の温度とする。以下の実施例２においても同様である。
【００２７】
試料Ｎｏ．１−１：直径φ３０ｍｍのインゴット（本例における孔型圧延が１パス目）
試料Ｎｏ．１−２：直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃で１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材（同５パス目）
孔型ロール：ロール径φ２１５ｍｍのロールを一対対向させて用いる
【００２８】
図１は、割れの発生の有無から判断した加工の可否を示すグラフである。試料Ｎｏ．１−１及び１−２の双方とも割れが生じていない場合を○、試料Ｎｏ．１−２は割れが生じておらず、試料Ｎｏ．１−１は割れが発生した場合を△、試料Ｎｏ．１−１及び１−２の双方とも割れが発生した場合を×で示す。以下に述べる実施例２の図２についても同様である。
【００２９】
その結果、図１に示す○及び△から圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を保つ場合、割れが生じることなく圧延加工が可能であることが分かる。
【００３０】
【数３】
また、図１に示す△から、インゴットを直接圧延加工したもの（試料Ｎｏ．１−１）よりも、圧延加工を一度行った圧延線材に圧延加工を施したもの（試料Ｎｏ．１−２）の方が、加工性が良好であることが分かる。試料Ｎｏ．１−２は、圧延加工温度が２００℃未満であっても、図１の△に示すように加工度の限界が小さいものの圧延加工を行うことができる。このことから、２パス目以降の加工は、圧延加工温度が２００℃未満でも可能であることが分かる。但し、図１の○で示すように２００℃以上の方が好ましいと思われる。
【００３２】
更に、図１の○で示すように１パス目の圧延加工温度は、２００℃以上、特に３００℃以上とすることが好ましいことが分かる。なお、試料Ｎｏ．１−１において圧延加工温度を５００℃とした場合を調べてみると、圧延加工は可能であったが、圧延線材の表面に酸化膜が形成されていた。一方、圧延加工温度が４５０℃の圧延線材の表面には酸化膜が形成されていなかった。このことから、１パス目の圧延加工温度は、４５０℃以下が好ましいことが分かる。
【００３３】
上記実施例１と同様の調査をＡＳ４１合金（重量％でＡｌ：４．２％、Ｍｎ：０．５０％、Ｓｉ：１．１％を含み、残部がＭｇと不純物からなるマグネシウム基合金）の試料Ｎｏ．１−３（直径φ３０ｍｍのインゴット）、Ｎｏ．１−４（直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃、１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材）に対して行ったところ、図１と同様の結果を得た。
【００３４】
これらＡＺ３１合金の試料Ｎｏ．１−１’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）及びＡＳ４１合金の試料Ｎｏ．１−３’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）に対し、それぞれ圧延加工を継続し（１パスにおける圧延加工度約２５％で１２パス行う）、直径φ５．０ｍｍ、長さ約１４０００ｍｍ（重量５００ｇ）の圧延線材を得た（総加工度９９％）。これら圧延線材の引張強度（ＴＳ）、伸び（ＥＬ）、絞り（ＲＡ）を調べてみたところ、試料Ｎｏ．１−１’では、ＴＳ＝２６５ＭＰａ、ＥＬ＝１２％、ＲＡ＝４５．２％であり、試料Ｎｏ．１−３’では、ＴＳ＝２６０ＭＰａ、ＥＬ＝１０．５％、ＲＡ＝３８．６％であった。
【００３５】
また、試料Ｎｏ．１−１、１−３において、１パス目の圧延加工ができたもの（図１において○が付されたもの）に対して、１パスにおける圧延加工度を１０％として、連続して圧延加工を施してみた（５パス）。すると、１パス目の圧延加工温度が３００℃以上である試料は、１パス目の圧延加工度によらず、圧延加工途中に割れなど生じることなく圧延加工が可能であった。
【００３６】
（実施例２）
以下に示すＡＺ６１合金（重量％でＡｌ：６．４％、Ｚｎ：１．０％、Ｍｎ：０．２８％を含み、残部がＭｇおよび不純物）のインゴット（試料Ｎｏ．２−１）及び圧延線材（試料Ｎｏ．２−２）を用意し、孔型ロールにより孔型圧延を１パス行い、加工状態を調べてみた。圧延加工は、各試料に対してそれぞれ圧延加工温度、圧延加工度を変化させて行った。図２に圧延加工温度、圧延加工度、加工状態を示す。また、用いたインゴット、孔型ロールの特性を以下に示す。
【００３７】
試料Ｎｏ．２−１：直径φ３０ｍｍのインゴット（本例における孔型圧延が１パス目）
試料Ｎｏ．２−２：直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃で１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材（同５パス目）
孔型ロール：ロール径φ２１５ｍｍのロールを一対対向させて用いる
【００３８】
その結果、図２に示す○及び△から圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を保つ場合、割れが生じることなく圧延加工が可能であることが分かる。
【００３９】
【数４】
上記実施例１と同様に図２に示す△から、インゴットを直接圧延加工したもの（試料Ｎｏ．２−１）よりも、圧延加工を一度行った圧延線材に圧延加工を施したもの（試料Ｎｏ．２−２）の方が、加工性が良好であることが分かる。試料Ｎｏ．２−２は、圧延加工温度が２００℃未満であっても圧延加工が可能であり、このことから、２パス目以降の加工は、圧延加工温度が２００℃未満でも適用できると推測されるが、図２の○で示すように、２００℃以上の方が好ましいと思われる。
【００４１】
更に、図２の○で示すように１パス目の圧延加工温度は、２００℃以上、特に３００℃以上とすることが好ましいことが分かる。なお、試料Ｎｏ．２−１において圧延加工温度を５００℃とすると、実施例１と同様に圧延線材の表面に酸化膜が形成されていた。これに対し、圧延加工温度が４５０℃の圧延線材は酸化膜が形成されおらず、このことから、１パス目の圧延加工温度は、４５０℃以下が適すると思われる。
【００４２】
上記実施例２と同様の調査をＡＭ６０合金（重量％でＡｌ：６．１％、Ｍｎ：０．４４％を含み、残部がＭｇ及び不純物）の試料Ｎｏ．２−３（直径φ３０ｍｍのインゴット）、Ｎｏ．２−４（直径φ５０ｍｍのインゴットに圧延加工温度約３５０℃、１パスにおける圧延加工度約２０％の孔型圧延を４パス行った直径φ３０ｍｍの圧延線材）に対して行ったところ、図２と同様の結果を得た。
【００４３】
これらＡＺ６１合金の試料Ｎｏ．２−１’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）及びＡＭ６０合金の試料Ｎｏ．２−３’（１パス目の圧延加工温度３００℃、圧延加工度１５％）に対し、それぞれ圧延加工を継続し（１パスにおける圧延加工度約２５％で１２パス行う）、直径φ５．０ｍｍ、長さ１４０００ｍｍ（重量５００ｇ）の圧延線材を得た（総加工度９９％）。これら圧延線材の引張強度（ＴＳ）、伸び（ＥＬ）、絞り（ＲＡ）を調べてみたところ、試料Ｎｏ．２−１’では、ＴＳ＝３１０ＭＰａ、ＥＬ＝９％、ＲＡ＝３９．２％であり、試料Ｎｏ．２−３’では、ＴＳ＝２７０ＭＰａ、ＥＬ＝９％、ＲＡ＝３５．２％であった。
【００４４】
また、試料Ｎｏ．２−１、２−３において、１パス目の圧延加工ができたもの（図２において○が付されたもの）に対して、１パスにおける圧延加工度を１０％として、連続して圧延加工を施してみた（５パス）。すると、１パス目の圧延加工温度が３００℃以上である試料は、１パス目の圧延加工度によらず、圧延加工途中に割れなど生じることなく圧延加工が可能であった。
【００４５】
（実施例３）
ＡＺ６１合金（Ａｌ：６．４％、Ｚｎ：１．０％、Ｍｎ：０．２８％を含み、残部がＭｇおよび不純物）のインゴット（直径φ３０ｍｍ）を複数準備し、圧延加工温度２００℃にて、５％、１０％、１５％、２０％の各圧延加工度で孔型ロールによる圧延加工を実施した。インゴットは、各圧延加工度に対して５本ずつ用意した。また、孔型ロールは、上記実施例１と同様のものを用いた。
【００４６】
その結果、加工度２０％の試料では、割れの発生率が８０％であった（インゴット５本中４本において割れが発生）。そして、割れが発生したインゴットの結晶状態（組織）を調べてみると、数１００μｍの粗大結晶粒が認められた。
【００４７】
加工度１５％以下の試料では、いずれの試料も５本のインゴットすべてに割れが発生せず圧延加工が可能であった。更に、加工度５％以上１５％以下の試料を２５０℃に再加熱し、種々の加工度（約１０％、約１６％、約２０％）で圧延加工を行ったところ、その後の圧延加工では、１パスあたりの加工度が約２０％の加工であっても、問題なく加工可能であった。この再加熱した試料の結晶状態を調べたところ、粗大結晶粒が消滅し、１０μｍ以下の微細な結晶粒となっていた。これらのことから、粗大結晶粒を含むインゴット（鋳造材）は、１パス目の圧延加工によって割れが発生する危険を有しているが、１パス目の圧延加工度を１５％以下、圧延加工温度を２００℃以上とすることで、圧延加工中の割れを回避することができることがわかる。また、圧延加工後、２００℃以上に再加熱して再結晶させ、結晶粒を微細にすることで、再加熱後の圧延加工によって割れが生じることを防止できることがわかる。
【００４８】
圧延加工温度を３５０℃として上記実施例３と同様に圧延加工度を変えて圧延加工を２パス行い、圧延加工後の各圧延線材の組織を調べたところ、上記のように再加熱していなくても再結晶化していた。このことから、圧延加工温度によっては、１パス目の圧延加工後の再加熱を行わなくても連続圧延が可能であることがわかる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明製造方法によれば、マグネシウム基合金素材に対して所定の条件にて孔型圧延を施すことで、長尺で、強度及び靭性に優れたマグネシウム基合金の圧延線材を得ることができるという優れた効果を奏し得る。特に、本発明製造方法は、マグネシウム基合金において従来から行われていた押出加工と比較して高い生産性を有する。また、得られた本発明圧延線材は、加工性にも優れ、その後の引き抜き加工などの加工素材としても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＺ３１合金に圧延加工温度と圧延加工度とを変化させて孔型圧延を施した際の圧延加工の可否を示すグラフである。
【図２】ＡＺ６１合金に圧延加工温度と圧延加工度とを変化させて孔型圧延を施した際の圧延加工の可否を示すグラフである。
Claims (8)
- 重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材の孔型圧延による圧延線材であり、
圧延線材の直径が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下、
圧延線材の長さが前記直径の１０００倍以上、
引張強さが２２０ＭＰａ以上、
伸びが５％以上、
絞りが３０％以上であることを特徴とするマグネシウム基合金の圧延線材。 - 更に、重量％でＭｎ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含むことを特徴とする請求項１記載のマグネシウム基合金の圧延線材。
- 重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材を用意する工程と、
前記素材を孔型ロールにより圧延加工することで線状にする工程とを具え、
前記圧延加工は、
圧延時の圧延加工温度をＴｒ（℃）、１パスにおける圧延加工度をＲｎ（％）、含有Ａｌ量をＡｌ（重量％）としたとき、以下の関係を満たすよう行うことを特徴とするマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。
- 前記圧延加工は、多パスで行い、圧延時の総加工度を６０％以上で行うことを特徴とする請求項３記載のマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。
- 重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材を用意する工程と、
前記素材を孔型ロールにより圧延加工することで線状にする工程とを具え、
前記圧延加工は、
圧延開始時の圧延加工温度を３００℃以上４５０℃以下として行うことを特徴とするマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。 - 重量％で、Ａｌ：０．１〜１２．０％を含むマグネシウム基合金素材を用意する工程と、
前記素材を孔型ロールにより圧延加工することで線状にする工程とを具え、
前記圧延加工は、
１パス目の圧延加工度を５％以上１５％以下、圧延加工温度を２００℃以上として行うことを特徴とするマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。 - ２パス目以降の圧延加工は、素材を２００℃以上に再加熱して行うことを特徴とする請求項６記載のマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。
- 更に、重量％でＭｎ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含む素材を用いることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のマグネシウム基合金の圧延線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002288994A JP2004124152A (ja) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | マグネシウム基合金の圧延線材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002288994A JP2004124152A (ja) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | マグネシウム基合金の圧延線材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004124152A true JP2004124152A (ja) | 2004-04-22 |
Family
ID=32281333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002288994A Pending JP2004124152A (ja) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | マグネシウム基合金の圧延線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004124152A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006152400A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金素材 |
| EP1775037A1 (en) * | 2004-06-30 | 2007-04-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing magnesium alloy product |
| JP2007098470A (ja) * | 2005-03-28 | 2007-04-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金板の製造方法 |
| JP2007186766A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金ねじの製造方法及びマグネシウム合金ねじ |
| JP2011127224A (ja) * | 2011-01-24 | 2011-06-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金ねじ |
| JP2012197490A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toyota Industries Corp | 高熱伝導性マグネシウム合金 |
| JP2016524538A (ja) * | 2013-05-18 | 2016-08-18 | ブルーンケ・ウルリヒ | 金属板を製造するための方法および設備 |
| CN114888089A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-08-12 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种棒材共用切分孔型轧制方法及孔型系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282232A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Showa Denko Kk | 塑性加工用高強度マグネシウム合金とその製法 |
| JPH01241302A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Hitachi Metals Ltd | 電極用チタン線の製造方法 |
| JP2001200349A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-24 | Nisshin Manufacturing Kk | Ｍｇ−Ａｌ系合金の熱間仕上圧延方法 |
-
2002
- 2002-10-01 JP JP2002288994A patent/JP2004124152A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282232A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Showa Denko Kk | 塑性加工用高強度マグネシウム合金とその製法 |
| JPH01241302A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Hitachi Metals Ltd | 電極用チタン線の製造方法 |
| JP2001200349A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-24 | Nisshin Manufacturing Kk | Ｍｇ−Ａｌ系合金の熱間仕上圧延方法 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2168695A1 (en) | 2004-06-30 | 2010-03-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of producing a magnesium-alloy meterial |
| EP1775037A1 (en) * | 2004-06-30 | 2007-04-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing magnesium alloy product |
| JP4735986B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2011-07-27 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金材の製造方法 |
| JPWO2006003833A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2008-04-17 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金材の製造方法 |
| EP1775037A4 (en) * | 2004-06-30 | 2008-04-30 | Sumitomo Electric Industries | PROCESS FOR PRODUCING MAGNESIUM ALLOY PRODUCT |
| US7666351B2 (en) | 2004-06-30 | 2010-02-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of producing a magnesium-alloy material |
| JP2006152400A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金素材 |
| US7879165B2 (en) | 2005-03-28 | 2011-02-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing magnesium alloy plate and magnesium alloy plate |
| JP4730601B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2011-07-20 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金板の製造方法 |
| JP2007098470A (ja) * | 2005-03-28 | 2007-04-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金板の製造方法 |
| KR101290932B1 (ko) | 2005-03-28 | 2013-08-07 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 마그네슘합금판의 제조방법 및 마그네슘합금판 |
| JP2007186766A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金ねじの製造方法及びマグネシウム合金ねじ |
| JP2011127224A (ja) * | 2011-01-24 | 2011-06-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金ねじ |
| JP2012197490A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toyota Industries Corp | 高熱伝導性マグネシウム合金 |
| JP2016524538A (ja) * | 2013-05-18 | 2016-08-18 | ブルーンケ・ウルリヒ | 金属板を製造するための方法および設備 |
| CN114888089A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-08-12 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种棒材共用切分孔型轧制方法及孔型系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6339616B2 (ja) | 展伸用途のマグネシウム系合金 | |
| JP4189687B2 (ja) | マグネシウム合金材 | |
| JP5515167B2 (ja) | 常温成形性を改善した商用マグネシウム合金板材およびその作製方法 | |
| JP6380855B2 (ja) | 銅合金の製造方法および銅合金 | |
| JP5648885B2 (ja) | マグネシウム合金板、マグネシウム合金部材、及びマグネシウム合金板の製造方法 | |
| CN108472699B (zh) | 镁合金板材及其制造方法 | |
| JP2003293069A (ja) | マグネシウム基合金ワイヤおよびその製造方法 | |
| WO2008069049A1 (ja) | マグネシウム合金材およびその製造方法 | |
| JP4332889B2 (ja) | マグネシウム基合金成形体の製造方法 | |
| JP2021130878A (ja) | アルミニウム基合金から変形半製品の製造方法 | |
| JP5215710B2 (ja) | 高温でのクリープ特性に優れたマグネシウム合金およびその製造方法 | |
| JP7157158B2 (ja) | マグネシウム合金板材およびその製造方法 | |
| JP2004124152A (ja) | マグネシウム基合金の圧延線材及びその製造方法 | |
| JP4864413B2 (ja) | 高強度マグネシウム合金押出し材 | |
| JP2004124154A (ja) | マグネシウム基合金の圧延線材及びその製造方法 | |
| JP5327664B2 (ja) | ニッケル系金属間化合物、当該金属間化合物圧延箔および当該金属間化合物圧延板または箔の製造方法 | |
| JP5688674B2 (ja) | マグネシウム合金コイル材、マグネシウム合金板、及びマグネシウム合金コイル材の製造方法 | |
| JP7410542B2 (ja) | マグネシウム合金板 | |
| RU2734675C1 (ru) | Способ изготовления катаных изделий из термически неупрочняемых сплавов системы алюминий-магний и изделие, полученное указанным способом | |
| JP2017078220A (ja) | マグネシウム合金圧延材およびその製造方法ならびにプレス成型品 | |
| JP6136037B2 (ja) | マグネシウム合金鋳造材、マグネシウム合金鋳造コイル材、マグネシウム合金展伸材、マグネシウム合金接合材、マグネシウム合金鋳造材の製造方法、マグネシウム合金展伸材の製造方法、及びマグネシウム合金部材の製造方法 | |
| WO2021215241A1 (ja) | マグネシウム合金、マグネシウム合金板、マグネシウム合金棒およびこれらの製造方法、マグネシウム合金部材 | |
| JP4253846B2 (ja) | マグネシウム合金線材及びその製造方法、並びにマグネシウム合金成形体 | |
| JP2003268477A (ja) | 高延性Ｍｇ合金 | |
| RU2579861C1 (ru) | Способ получения деформированных полуфабрикатов из сплава на основе алюминия |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20050622 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070327 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070525 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070830 |