JP2005113260A

JP2005113260A - Heat-resistant magnesium die casting alloy and die cast product of the same

Info

Publication number: JP2005113260A
Application number: JP2004150393A
Authority: JP
Inventors: Takumi Hijii; 巧肘井; Tomoyasu Kitano; 智靖北野; Koichi Ohori; 紘一大堀; Sukenori Nakaura; 祐典中浦; Harutoshi Matsuyama; 晴俊松山
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; MA Aluminum Corp
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2024-05-20
Also published as: AU2004274799A1; US20060222556A1; KR20060040745A; DE602004008797D1; EP1685267B1; WO2005028691A1; NO20061193L; AU2004274799B2; CA2536682A1; DE602004008797T2; EP1685267A1; CA2536682C; JP4202298B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat-resistant magnesium die casting alloy with an expanded range of application by improving both of the heat resistance and castability, and to provide a die cast product of the alloy. <P>SOLUTION: The heat-resistant magnesium die casting alloy has a composition comprising, by mass%, over 6 to not more than 10 of Al, 1.8 to 5 of Ca, 0.05 to 1.0 of Sr, 0.1 to 0.6 of Mn and the balance Mg and inevitable impurities, and has 0.3 to 0.5 Ca/Al ratio of the Ca content to the Al content. In order to improve the corrosion resistance, 0.1 to 3% of a REM can be added. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ダイカスト用耐熱マグネシウム合金および同合金のダイカスト製品に関する。 The present invention relates to a heat-resistant magnesium alloy for die casting and a die-cast product of the alloy.

近年、車両軽量化の要請に対応すべく、実用金属中で最軽量であるマグネシウム合金の適用拡大が望まれている。しかしながら、従来のダイカスト用マグネシウム合金は、高温時の変形が大きく、特に高温環境（１２０℃以上）に曝されるボルト締結部を有する部品への適用は進んでいない。これまで、種々のダイカスト用耐熱マグネシウム合金が開発されてきてはいるが、耐熱性（高温強度、耐クリープ性）と鋳造性（ダイカスト時の割れ防止性、焼付き防止性）を同時に向上させることができず、適用範囲に限界があった。 In recent years, in order to meet the demand for vehicle weight reduction, it has been desired to expand the application of magnesium alloy, which is the lightest among practical metals. However, conventional magnesium alloys for die casting are greatly deformed at high temperatures, and their application to parts having bolt fastening portions that are exposed to a high temperature environment (120 ° C. or higher) has not progressed. Various heat-resistant magnesium alloys for die casting have been developed so far, but heat resistance (high-temperature strength, creep resistance) and castability (cracking prevention and seizure prevention during die casting) must be improved at the same time. The application range was limited.

そこで、耐熱性と鋳造性を両立させるために、例えば、特許文献１（特開２００１−３１６７５２号公報）には、Ａｌ：２〜６質量％、Ｃａ：０．３〜２質量％、Ｓｒ：０．０１〜１質量％、Ｍｎ：０．１〜１質量％、および残部：Ｍｇおよび不可避不純物から成るダイカスト用マグネシウム合金が提案されている。これにより、耐熱性と鋳造性を同時に向上させることが可能になり適用範囲が拡大された。 Therefore, in order to achieve both heat resistance and castability, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-316752) includes Al: 2-6 mass%, Ca: 0.3-2 mass%, and Sr: A magnesium alloy for die casting composed of 0.01 to 1% by mass, Mn: 0.1 to 1% by mass, and the balance: Mg and inevitable impurities has been proposed. Thereby, it became possible to improve heat resistance and castability simultaneously, and the application range was expanded.

しかし、上記提案のマグネシウム合金であっても、要請される適用範囲を十分にカバーすることはできないため、更に耐熱性と鋳造性の組合せを向上させたダイカスト用耐熱マグネシウム合金の開発が望まれていた。 However, even the proposed magnesium alloy cannot sufficiently cover the required application range, and it is desired to develop a heat-resistant magnesium alloy for die casting that further improves the combination of heat resistance and castability. It was.

特開２００１−３１６７５２号公報（特許請求の範囲）JP 2001-316752 A (Claims)

本発明は、耐熱性と鋳造性とを同時に向上させて、適用範囲を拡大したダイカスト用耐熱マグネシウム合金および同合金のダイカスト製品を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a heat-resistant magnesium alloy for die casting and a die-cast product of the same alloy that have improved heat resistance and castability at the same time and have expanded the application range.

上記の目的を達成するために、本発明によれば、質量％で下記の組成：
Ａｌ：６％を超え１０％以下、
Ｃａ：１．８〜５％、
Ｓｒ：０．０５〜１．０％、
Ｍｎ：０．１〜０．６％、および
残部：Ｍｇおよび不可避不純物
から成り、かつ、
Ａｌ含有量に対するＣａ含有量の比Ｃａ／Ａｌが０．３〜０．５であることを特徴とするダイカスト用耐熱マグネシウム合金が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the following composition in mass%:
Al: more than 6% and 10% or less,
Ca: 1.8 to 5%,
Sr: 0.05 to 1.0%,
Mn: 0.1 to 0.6%, and the balance: Mg and inevitable impurities, and
A heat-resistant magnesium alloy for die casting is provided, wherein a ratio Ca / Al of Ca content to Al content is 0.3 to 0.5.

本発明は更に、上記マグネシウム合金から成るダイカスト製品をも提供する。 The present invention further provides a die cast product comprising the above magnesium alloy.

本発明の特徴は、ＡｌとＣａの含有量の比Ｃａ／Ａｌを所定の範囲内に制限したことにより、従来は不適切とされていた高含有量までＡｌとＣａを添加しても特性劣化を起こすことなく、耐熱性と鋳造性の組合せを従来の限界を超えて向上させた点にある。 The feature of the present invention is that the ratio Ca / Al of the content of Al and Ca is limited to a predetermined range, so that characteristics are deteriorated even when Al and Ca are added to a high content which has been considered inappropriate in the past. The combination of heat resistance and castability has been improved beyond the conventional limit without causing any problems.

例えば、前記特許文献１（特開２００１−３１６７５２号公報）では、Ａｌ含有量の上限を６質量％、Ｃａ含有量の上限を２質量％に限定している。限定の理由は、Ａｌ含有量については６質量％を超えるとクリープ特性が急激に低下するからであり、また、Ｃａ含有量については２質量％を超えると鋳造割れが生じ易くなるからである、と説明されている（同公報段落００１０〜００１２参照）。 For example, in the said patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-316752), the upper limit of Al content is limited to 6 mass%, and the upper limit of Ca content is limited to 2 mass%. The reason for the limitation is that when the Al content exceeds 6% by mass, the creep characteristics are drastically lowered, and when the Ca content exceeds 2% by mass, casting cracks are likely to occur. (See paragraphs 0010 to 0012 of the same publication).

これに対して本発明者は、Ａｌ含有量に対するＣａ含有量の比Ｃａ／Ａｌを０．３〜０．５の範囲に限定すれば、上記公報の上限を超えてＡｌおよびＣａを添加しても、高Ａｌ化によるクリープ特性低下も高Ｃａ化による鋳造割れも起こすことなく、高Ａｌ化の主効果である高温強度および鋳造性の向上と、高Ｃａ化の主効果である耐クリープ性の向上とを同時に達成することができることを新規に見出した。本発明はこの新規な知見に基づいて完成したものである。 On the other hand, the present inventor added Al and Ca exceeding the upper limit of the above publication if the ratio Ca / Al of Ca content to Al content is limited to a range of 0.3 to 0.5. However, the deterioration of the creep characteristics due to the high Al content and the occurrence of casting cracks due to the high Ca content do not occur, the high temperature strength and castability which are the main effects of the high Al content, and the creep resistance which is the main effect of the high Ca content. It has been newly found that improvement can be achieved at the same time. The present invention has been completed based on this novel finding.

本発明のダイカスト用耐熱マグネシウム合金の組成は、下記の理由により組成を限定した。なお、本明細書中では、特に断らない限り、成分含有量の表示における「％」は「質量％」の意である。 The composition of the heat-resistant magnesium alloy for die casting of the present invention was limited for the following reasons. In the present specification, unless otherwise specified, “%” in the component content display means “mass%”.

〔Ａｌ：６％を超え１０％以下〕
Ａｌは、Ａｌ−Ｃａ系、Ａｌ−Ｓｒ系、Ｍｇ−Ａｌ系の金属間化合物を形成して分散強化（特に粒界強化）により室温および高温での強度を高める。また、合金の融点（液相線）を低下させて溶湯の流動性を高め、鋳造性を向上させる。本発明においては、所定範囲内のＣａ／Ａｌ比の下において、６％を超えてＡｌを存在させることにより、従来の限界を超えて室温および高温の強度を高めながら、良好な鋳造性を確保することができる。ただし、Ｃａ／Ａｌ比を本発明の所定範囲内に制限しても、Ａｌが過剰に存在すると耐クリープ性（高温軸力保持特性）が低下するので、Ａｌ含有量の上限は１０％とする。 [Al: more than 6% and 10% or less]
Al forms Al—Ca, Al—Sr, and Mg—Al intermetallic compounds, and increases the strength at room temperature and high temperature by dispersion strengthening (particularly grain boundary strengthening). In addition, the melting point (liquidus) of the alloy is lowered to increase the fluidity of the molten metal and improve the castability. In the present invention, the presence of Al exceeding 6% under a Ca / Al ratio within a predetermined range ensures good castability while increasing the strength at room temperature and high temperature exceeding the conventional limits. can do. However, even if the Ca / Al ratio is limited within the predetermined range of the present invention, if Al is present excessively, creep resistance (high temperature axial force retention characteristics) is lowered, so the upper limit of Al content is 10%. .

〔Ｃａ：１．８％〜５％〕
Ｃａは、Ａｌ−Ｃａ系の金属間化合物による粒界強化により室温および高温での耐力を向上させると同時に、特に耐クリープ性（高温軸力保持特性）を高める。本発明においては、所定範囲内のＣａ／Ａｌ比の下において、Ｃａ含有量を１．８％〜５％とすることにより、Ａｌとの共存において耐力および耐クリープ性を従来の限界を超えて高めることができる。ただし、Ｃａ／Ａｌ比を本発明の所定範囲内に制限しても、Ｃａが過剰に存在するとダイカスト鋳造時に割れや焼付きが発生し易くなるので、Ｃａ含有量の上限を５％とする。Ｃａ含有量は、望ましくは２％を超え５％以下であり、更に望ましくは２．５〜３．５％である。 [Ca: 1.8% to 5%]
Ca improves the yield strength at room temperature and high temperature by grain boundary strengthening with an Al—Ca-based intermetallic compound, and at the same time, particularly increases creep resistance (high temperature axial force retention property). In the present invention, when the Ca content is 1.8% to 5% under a Ca / Al ratio within a predetermined range, the proof stress and creep resistance exceed the conventional limits in coexistence with Al. Can be increased. However, even if the Ca / Al ratio is limited within the predetermined range of the present invention, if Ca is excessively present, cracking and seizure are likely to occur during die casting, so the upper limit of Ca content is 5%. The Ca content is desirably more than 2% and 5% or less, and more desirably 2.5 to 3.5%.

〔Ａｌ含有量に対するＣａ含有量の比Ｃａ／Ａｌ：０．３〜０．５〕
本発明においては、Ｃａ／Ａｌ比をこの範囲内に制限したことにより、高Ａｌによる耐クリープ性の低下や高Ｃａによる鋳造性の劣化を生ずることなく、従来の限界を超えてＡｌ含有量およびＣａ含有量を増加させることが可能となり、それにより従来より更に高温強度および耐クリープ性を高めつつ、良好な鋳造性を確保できる。高い耐クリープ性を安定に確保するためにはＣａ／Ａｌ比を０．３以上とする必要があり、ダイカスト鋳造時の割れ発生を安定して低減するためにはＣａ／Ａｌ比を０．５以下にする必要がある。 [Ratio of Ca content to Al content Ca / Al: 0.3 to 0.5]
In the present invention, by limiting the Ca / Al ratio within this range, the content of Al exceeds the conventional limit without causing deterioration in creep resistance due to high Al and deterioration in castability due to high Ca. It becomes possible to increase the Ca content, thereby ensuring good castability while further increasing the high temperature strength and creep resistance. In order to stably secure high creep resistance, the Ca / Al ratio needs to be 0.3 or more, and in order to stably reduce cracking during die casting, the Ca / Al ratio is 0.5. Must be:

〔Ｓｒ：０．０５％〜１．０％〕
Ｓｒは、鋳造割れ防止と耐クリープ性確保の効果を更に高めるために添加する。この効果を得るにはＳｒを０．０５％以上添加する必要があり、添加量の増加に応じて効果も大きくなるが、１．０％を超えて添加しても効果はほとんど増大しなくなる。 [Sr: 0.05% to 1.0%]
Sr is added to further enhance the effects of preventing casting cracks and ensuring creep resistance. In order to obtain this effect, it is necessary to add 0.05% or more of Sr, and the effect increases as the addition amount increases, but the effect hardly increases even if it exceeds 1.0%.

〔Ｍｎ：０．１％〜０．６％〕
Ｍｎは良好な耐食性を確保するために添加する。この効果を得るためにはＭｎ含有量を０．１％以上とする必要がある。ただし、Ｍｎが過剰に存在するとＭｎ単相が析出して脆化するので、Ｍｎ含有量の上限を０．６％とする。 [Mn: 0.1% to 0.6%]
Mn is added to ensure good corrosion resistance. In order to obtain this effect, the Mn content needs to be 0.1% or more. However, if Mn is present excessively, the Mn single phase precipitates and becomes brittle, so the upper limit of the Mn content is set to 0.6%.

本発明のマグネシウム合金は、上記組成に更に希土類金属（ＲＥＭ）を０．１〜３％の範囲で添加することにより、耐食性が顕著に向上する。この効果を発現させるためにはＲＥＭ添加量を０．１％以上とする必要がある。ただし、ＲＥＭ添加量が３％を超えると鋳造性が急激に悪化し、鋳造割れや湯廻り不良が発生してしまい、健全な鋳造品が得られないので、ＲＥＭ添加量は３％を上限とする。 In the magnesium alloy of the present invention, the corrosion resistance is remarkably improved by adding rare earth metal (REM) in the range of 0.1 to 3% to the above composition. In order to exhibit this effect, the REM addition amount needs to be 0.1% or more. However, if the amount of REM added exceeds 3%, the castability deteriorates rapidly, casting cracks and poor hot water occur, and a sound cast product cannot be obtained. Therefore, the amount of REM added is limited to 3%. To do.

本発明の耐熱マグネシウム合金は特にダイカスト用に限定する。ダイカスト加工を行なうことにより、Ａｌ−Ｃａ系やＡｌ−Ｓｒ系の金属間化合物から構成される微細なネットワークが形成され、良好な耐熱性を確保できる。 The heat-resistant magnesium alloy of the present invention is particularly limited to die casting. By performing die casting, a fine network composed of Al—Ca and Al—Sr intermetallic compounds is formed, and good heat resistance can be secured.

本発明の合金をダイカスト加工に適用して製品を得るための基本的な工程は下記のとおりである。 The basic steps for obtaining a product by applying the alloy of the present invention to die casting are as follows.

合金地金→坩堝投入(*1)→溶解→温度調整→ダイカスト(*2)→製品取り出し
*1) 坩堝は鉄製を使用する。 Alloy metal → Crucible input (* 1) → Melting → Temperature adjustment → Die casting (* 2) → Product removal
* 1) Use crucible made of iron.

*2) ダイカストは、コールドチャンバー、ホットチャンバー等による。 * 2) Die casting is based on cold chamber, hot chamber, etc.

本発明のダイカスト用耐熱マグネシウム合金は、例えば自動車エンジンの部品のうち特にオイルパン、ヘッドカバーなどの他、トランスミッションケース等の耐熱性を必要とする部品に適用すると特に有利である。 The heat-resistant magnesium alloy for die casting of the present invention is particularly advantageous when applied to, for example, parts such as an oil pan and a head cover among parts of an automobile engine, such as a transmission case, which require heat resistance.

〔実施例１〕
本発明の合金組成による鋳造性および耐熱性の向上効果を確認するために以下の実験を行なった。
表１に示す組成のＭｇ合金を、１３５Ｔｏｎコールドチャンバーダイカストマシンを用い、下記条件にてダイカスト鋳造した。 [Example 1]
In order to confirm the effect of improving the castability and heat resistance by the alloy composition of the present invention, the following experiment was conducted.
An Mg alloy having the composition shown in Table 1 was die-cast under the following conditions using a 135 Ton cold chamber die casting machine.

＜ダイカスト鋳造条件＞
型の形状・寸法：７０ｗ×１５０Ｌ（ゲート側から３、２、１ｔ）…平板
１５φ×１２０Ｌ…丸棒
型予熱：２００℃
鋳造温度：７００〜７２０℃
鋳造雰囲気：１％ＳＦ₆ ＋ＣＯ₂ <Die casting conditions>
Mold shape / dimensions: 70w x 150L (3, 2, 1t from the gate side): Flat plate
15φ × 120L… Round bar Preheating: 200 ° C
Casting temperature: 700-720 ° C
Casting atmosphere: 1% SF ₆ + CO ₂

得られた各合金サンプルについて、引張試験（試験温度：室温（ＲＴ）、１５０℃）、鋳造時割れ長さ、高温軸力保持特性を測定した。高温軸力保持特性としては、下記の条件により軸力保持率を測定した。測定結果を表２および表３に一括して示す。 About each obtained alloy sample, the tension test (test temperature: room temperature (RT), 150 degreeC), the crack length at the time of casting, and the high temperature axial force retention characteristic were measured. As the high temperature axial force retention characteristics, the axial force retention rate was measured under the following conditions. Tables 2 and 3 collectively show the measurement results.

＜高温軸力保持率の測定条件＞
初期軸力：８ｋＮ、保持温度：１５０℃、保持時間：３００時間
保持率：高温保持前後の軸力を室温で測定し、軸力残存率として算出 <Measurement conditions for high temperature axial force retention>
Initial axial force: 8 kN, holding temperature: 150 ° C., holding time: 300 hours Retention ratio: axial force before and after holding at high temperature is measured at room temperature and calculated as the remaining axial force ratio

また、図１に個々の合金サンプルの高温軸力保持率、図２に高温軸力保持率とＣａ／Ａｌ比との関係、図３に鋳造割れ長さとＣａ／Ａｌ比との関係をそれぞれグラフで示す。 FIG. 1 is a graph showing the high temperature axial force retention of each alloy sample, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the high temperature axial force retention and the Ca / Al ratio, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between the casting crack length and the Ca / Al ratio. It shows with.

特に、図２の結果から、高温軸力保持率はＣａ／Ａｌ比の増加に伴い増加し、実用上必要である軸力保持率７０％以上を確保するには、Ｃａ／Ａｌ比≧０．３が必要であることが分かる。 In particular, the results shown in FIG. 2 indicate that the high temperature axial force retention increases with an increase in the Ca / Al ratio, and in order to ensure a practically necessary axial force retention of 70% or more, the Ca / Al ratio ≧ 0. 3 is necessary.

また図３の結果から、鋳造割れ長さはＣａ／Ａｌ比の増加に伴い増加し、実用上必要である割れ長さ６００ｍｍ以下を確保するためには、Ｃａ／Ａｌ比≦０．５が必要であることが分かる。 Further, from the results of FIG. 3, the casting crack length increases with an increase in the Ca / Al ratio, and in order to secure a crack length of 600 mm or less, which is practically necessary, a Ca / Al ratio ≦ 0.5 is necessary. It turns out that it is.

以上の結果から、各成分の含有量が本発明の範囲内であって、かつ、Ｃａ／Ａｌ比も本発明の範囲内である場合にのみ、鋳造割れを安定して低減しながら、強度（室温、高温）および耐クリープ性（高温軸力保持率）を向上できることが分かる。 From the above results, only when the content of each component is within the scope of the present invention and the Ca / Al ratio is also within the scope of the present invention, the strength ( It can be seen that room temperature, high temperature) and creep resistance (high temperature axial force retention) can be improved.

〔実施例２〕
本発明の合金組成においてＲＥＭ添加による耐食性の向上効果を確認するために以下の実験を行なった。 [Example 2]
In order to confirm the effect of improving corrosion resistance by adding REM in the alloy composition of the present invention, the following experiment was conducted.

表４に示す組成のＭｇ合金を実施例１と同様にしてダイカスト鋳造した。表４に示したNo.１０１〜１０５の合金組成は、基本組成（狙い値）を７％Ａｌ−３％Ｃａ−０．５％Ｓｒ−０．３％Ｍｎとし、これに対するＲＥＭ添加量（狙い値）を順次０％（無添加）、０．１％、０．５％、２．０％、３．０％としたものである（添加材の分析値はそれぞれ０．０８％、０．４４％、１．７７％、２．６８％であった）。ＲＥＭ添加には、Ｃｅリッチ（５０％）のミッシュメタルを用いた。 A Mg alloy having the composition shown in Table 4 was die cast in the same manner as in Example 1. The alloy compositions of Nos. 101 to 105 shown in Table 4 have a basic composition (target value) of 7% Al-3% Ca-0.5% Sr-0.3% Mn, and the REM addition amount (target) Value) were sequentially set to 0% (no addition), 0.1%, 0.5%, 2.0%, and 3.0% (analytical values of the additive were 0.08% and 0.00%, respectively). 44%, 1.77%, 2.68%). Ce-rich (50%) misch metal was used for REM addition.

得られた各合金サンプルについて、下記の条件により塩水噴霧試験を行なって耐食性を評価した。
＜塩水噴霧試験方法＞
１．鋳造したままの状態のダイカスト鋳造品から試験片（幅７０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ３ｍｍ）を切り出した。
２．試験片をアセトン中に浸漬して１５分間超音波洗浄した後、重量（初期重量）を測定した。
３．重量測定を済ませた試験片の鋳肌面（試験表面）以外の表面を樹脂コーティングによりマスクした。
４．塩水噴霧試験を、５％ＮａＣｌ水溶液中にて、ＪＩＳＺ２３７１に規定された条件で行なった。
５．試験終了後、試験片を１５％クロム酸水溶液中で１分間煮沸洗浄することにより、試験片表面の腐食生成物を除去した。
６．乾燥後、試験片の重量を測定して、初期重量との差を腐食減量とした。また腐食減量の値を試験面積と試験日数で除した値を腐食速度とした。 About each obtained alloy sample, the salt spray test was done on condition of the following, and corrosion resistance was evaluated.
<Salt spray test method>
1. A test piece (width 70 mm × length 50 mm × thickness 3 mm) was cut out from the die-cast casting as-cast.
2. The test piece was immersed in acetone and subjected to ultrasonic cleaning for 15 minutes, and then the weight (initial weight) was measured.
3. The surface other than the cast skin surface (test surface) of the test piece that had been subjected to weight measurement was masked with a resin coating.
4). The salt spray test was conducted in a 5% NaCl aqueous solution under the conditions specified in JIS Z2371.
5). After completion of the test, the test piece was boiled and washed in a 15% chromic acid aqueous solution for 1 minute to remove corrosion products on the surface of the test piece.
6). After drying, the weight of the test piece was measured, and the difference from the initial weight was defined as corrosion weight loss. The value obtained by dividing the value of corrosion weight loss by the test area and the test days was defined as the corrosion rate.

図４（Ａ）および図４（Ｂ）に、試験時間（日数）に対する腐食減量および腐食速度の変化をそれぞれ示す。ＲＥＭ無添加材１０１に比べて、ＲＥＭ添加材１０２〜１０５はいずれも腐食減量が小さく、腐食速度が小さい。腐食減量の経時変化を示す図４（Ａ）では各曲線は上に凸であり、これを腐食速度の経時変化に変換した図４（Ｂ）では各曲線は下に凸であり、試験時間の経過に伴い腐食の進行が遅くなる傾向があることを示している。 FIGS. 4A and 4B show changes in corrosion weight loss and corrosion rate with respect to the test time (days), respectively. Compared to the REM additive-free material 101, each of the REM additive materials 102 to 105 has a smaller corrosion weight loss and a lower corrosion rate. In FIG. 4 (A) showing the time-dependent change in corrosion weight loss, each curve is convex upward, and in FIG. 4 (B), which is converted to the time-dependent change in corrosion rate, each curve is convex downward, and the test time It shows that the progress of corrosion tends to be slow with progress.

図５は、腐食の進行に対するＲＥＭ添加量の影響を示すグラフであり、試験時間１日と１０日についてＲＥＭ添加量に対して腐食速度をプロットした。いずれの試験時間についても、ＲＥＭ無添加（０％）に対して、ＲＥＭを０．０８％添加することにより腐食速度が明瞭に減少しており、添加量を０．４４％、１．７７％と増加させるに伴い腐食速度が更に減少する。しかし、添加量を２．６８％に増加させると腐食速度は逆に増加傾向に転ずるが、それでも無添加に比べて遥かに小さい腐食速度である。このように、本発明により０．１％〜３％の範囲でＲＥＭを添加することにより、無添加時に比べて耐食性が顕著に向上することが分かる。 FIG. 5 is a graph showing the influence of the REM addition amount on the progress of corrosion. The corrosion rate is plotted against the REM addition amount for the test times of 1 day and 10 days. In any test time, the corrosion rate was clearly reduced by adding 0.08% of REM to the case where REM was not added (0%), and the addition amount was 0.44%, 1.77%. As the rate increases, the corrosion rate further decreases. However, when the addition amount is increased to 2.68%, the corrosion rate turns to an increasing tendency, but it is still a much smaller corrosion rate than that without addition. Thus, it turns out that corrosion resistance improves notably compared with the time of no addition by adding REM in 0.1 to 3% of range by this invention.

次に、ＲＥＭ添加による強度特性と耐クリープ特性への影響を調べた。
ＲＥＭ添加材の代表組成として０．４４％添加材（１０３）を無添加材（１０１）と比較した。図６に、室温から２５０℃までの試験温度における（Ａ）０．２％耐力および引張強さと（Ｂ）伸びを示す。いずれの試験温度においても０．４４％ＲＥＭ添加材（◆プロット）は無添加材（〇プロット）と同等の強度特性を備えていることが分かる。 Next, the influence of the addition of REM on strength characteristics and creep resistance characteristics was examined.
As a representative composition of the REM additive, 0.44% additive (103) was compared with the additive-free material (101). FIG. 6 shows (A) 0.2% proof stress and tensile strength and (B) elongation at test temperatures from room temperature to 250 ° C. It can be seen that the 0.44% REM additive (♦ plot) has the same strength characteristics as the additive-free material (◯ plot) at any test temperature.

図７に、０．４４％ＲＥＭ添加材（１０３）、無添加材（１０１）、およびＡＺ９１Ｄ（代表的な公知のダイカスト用耐熱Ｍｇ合金）について、高温軸力保持率を比較して示す。試験方法は実施例１と同様である。
まず、本発明の合金はＲＥＭの添加有無によらず汎用合金ＡＺ９１Ｄに比べて遥かに軸力保持率が遥かに大きいことが分かる。
また、本発明の合金において、０．４４％ＲＥＭ添加材（１０３）は無添加材（１０１）に比べて軸力保持率が１０％程度低下しているが、実用上の必要値とである７０％以上を十分に確保しているので、実用上十分に耐熱性と耐食性とを兼備しており、同時に、良好な鋳造性も備えており何ら問題無くダイカスト鋳造を行なうことができた。 FIG. 7 shows a comparison of the high temperature axial force retention for 0.44% REM additive (103), additive-free material (101), and AZ91D (a typical known heat-resistant Mg alloy for die casting). The test method is the same as in Example 1.
First, it can be seen that the alloy of the present invention has a much higher axial force retention than the general-purpose alloy AZ91D regardless of the presence or absence of REM.
In addition, in the alloy of the present invention, the axial force retention rate of the 0.44% REM additive (103) is about 10% lower than that of the additive-free material (101). Since 70% or more is sufficiently secured, it has both heat resistance and corrosion resistance practically sufficient, and at the same time, it has good castability and can be die cast without any problem.

本発明によれば、耐熱性と鋳造性とを同時に向上させて、従来よりも広い用途範囲に適用可能なダイカスト用耐熱マグネシウム合金が提供される。
更にＲＥＭ添加により、耐熱性と鋳造性に加えて耐食性も同時に向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, heat resistance and castability are improved simultaneously, and the heat-resistant magnesium alloy for die-casting applicable to the use range wider than before is provided.
Furthermore, by adding REM, in addition to heat resistance and castability, corrosion resistance can be improved at the same time.

図１は、各種Ｍｇ合金の高温軸力保持率を比較して示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a comparison of high temperature axial force retention rates of various Mg alloys. 図２は、高温軸力保持率とＣａ／Ａｌ比との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the high temperature axial force retention and the Ca / Al ratio. 図３は、鋳造割れ長さとＣａ／Ａｌ比との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the casting crack length and the Ca / Al ratio. 図４（Ａ）および（Ｂ）は、種々のＲＥＭ添加量のＭｇ合金について、塩水噴霧試験の試験時間に対する（Ａ）腐食減量の変化および（Ｂ）腐食速度の変化をそれぞれ示すグラフである。4A and 4B are graphs showing (A) change in corrosion weight loss and (B) change in corrosion rate with respect to the test time of the salt spray test for Mg alloys with various REM addition amounts, respectively. 図５は、特定の試験時間（日数）について、ＲＥＭ添加量に対する腐食速度の変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the change in corrosion rate with respect to the amount of REM added for a specific test time (days). 図６（Ａ）および（Ｂ）は、０．４４％ＲＥＭ添加材と無添加材について、室温〜２５０℃の温度範囲における（Ａ）０．２％耐力と引張強さおよび（Ｂ）伸びをそれぞれ示すグラフである。6A and 6B show (A) 0.2% proof stress and tensile strength and (B) elongation in a temperature range of room temperature to 250 ° C for 0.44% REM additive and no additive. It is a graph shown, respectively. 図７は、本発明の合金のうち０．４４％ＲＥＭ添加材および無添加材の高温軸力保持率を両者間で比較すると共に汎用合金ＭＺ９１Ｄと比較して示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a comparison between the high temperature axial force retention ratios of 0.44% REM additive and no additive in the alloy of the present invention and the general-purpose alloy MZ91D.

Claims

The following composition in mass%:
Al: more than 6% and 10% or less,
Ca: 1.8 to 5%,
Sr: 0.05 to 1.0%,
Mn: 0.1 to 0.6%, and the balance: Mg and inevitable impurities, and
A heat-resistant magnesium alloy for die casting, wherein a ratio Ca / Al of Ca content to Al content is 0.3 to 0.5.

The heat-resistant magnesium alloy for die casting according to claim 1, wherein Ca is more than 2% and 5% or less.

2. The heat-resistant magnesium alloy for die casting according to claim 1, wherein Ca: 2.5 to 3.5%.

The heat-resistant magnesium alloy for die casting according to any one of claims 1 to 3, further comprising 0.1 to 3% by mass of a rare earth metal.

A die-cast product made of the magnesium alloy according to any one of claims 1 to 4.