JP2006083435A - 高強度マグネシウム合金の改質方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 摩擦撹拌プロセスという簡便な手法を用いて高強度マグネシウム合金素材の結晶粒を微細化し、機械的特性を向上させる。
【解決手段】 軸線11まわりに回転するツールを高強度マグネシウム合金板2の表面に圧入し、ツールとの摩擦によって高強度マグネシウム合金板2を加熱軟化して摩擦撹拌し、高強度マグネシウム合金板2に対して回転するツールを相対的に移動させて、摩擦撹拌領域14aを形成し、該領域の結晶粒を微細化する。
【選択図】 図3
Description
高強度マグネシウム合金素材の軟化部分を摩擦撹拌する摩擦撹拌ステップと、
高強度マグネシウム合金素材に対して回転するツールを相対的に移動させることによって、高強度マグネシウム合金素材に摩擦撹拌領域を形成する摩擦撹拌領域形成ステップとを含むことを特徴とする高強度マグネシウム合金の改質方法である。
少なくとも圧入ステップ、摩擦撹拌ステップおよび摩擦撹拌領域形成ステップの一連のステップが複数回実行されることを特徴とする。
また本発明は、前記ツール先端の突出部が、円錐台形状を有することを特徴とする。
本実施例では、Mg−Zn−Y合金素材に図1に示す摩擦撹拌装置1によって、1パスおよび2パスのFSP処理を施し、該処理部の組織観察と硬さ試験とを実施した。
表1に示す組成のMg−Zn−Y合金を不活性ガス雰囲気中で溶製し、7kgの鋳造ブロックを得た。該鋳造ブロックを、450℃×95hourの均質化処理後水冷した。水冷後のブロックから、厚さ:10mm、幅:100mm、長さ:120mmの板状試片を切出し、Mg−Zn−Y合金素材とした。
図1に示す摩擦撹拌装置1を用いて、表2に示す条件にてMg−Zn−Y合金素材にFSP処理を施した。FSP処理を2パス行う場合、表2に示す条件を繰返し用い、形成される摩擦撹拌領域が一部重なるようにして処理を施した。
FSP処理が施された高強度マグネシウム合金素材から処理部を含む試片を切出し、摩擦撹拌領域が延びる方向に対して垂直な方向の断面を研磨後エッチングして顕微鏡にて組織観察し、結晶粒微細化の程度を判定した。またJIS−Z2244に規定されるビッカース硬さ試験を行い、高強度マグネシウム合金試片における非処理部と処理が施された部分の各位置の硬さを測定した。
FSP処理を1パス施した高強度マグネシウム合金試片の組織観察結果を図5に示す。図5(a)は、断面のマクロ組織を示す。図5(b)は摩擦撹拌部分(Stir Zone)のミクロ組織を示し、図5(c)は摩擦撹拌部と非処理部との境界部分(Bondと呼ぶ)のミクロ組織を示し、図5(d)は摩擦撹拌部分に隣接し、摩擦撹拌によって熱影響を受けた熱影響部(Heat Affected Zone)のミクロ組織を示し、図5(e)は摩擦撹拌も受けず熱影響も受けていない非処理部分(Parent Material:母材と呼ぶ)のミクロ組織を示す。
2 高強度マグネシウム合金板
3 テーブル
4 FSヘッド
5 門構ヘッド
9 ピン
10 ショルダー
13 軟化部分
14 摩擦撹拌部分
15 摩擦撹拌領域
16 重畳部
Claims (4)
- 軸線まわりに回転するツールを高強度マグネシウム合金素材の表面に圧入し、回転するツールとの摩擦によって高強度マグネシウム合金素材を加熱して軟化させる圧入ステップと、
高強度マグネシウム合金素材の軟化部分を摩擦撹拌する摩擦撹拌ステップと、
高強度マグネシウム合金素材に対して回転するツールを相対的に移動させることによって、高強度マグネシウム合金素材に摩擦撹拌領域を形成する摩擦撹拌領域形成ステップとを含むことを特徴とする高強度マグネシウム合金の改質方法。 - 摩擦撹拌領域が少なくとも部分的に重なるように、
少なくとも圧入ステップ、摩擦撹拌ステップおよび摩擦撹拌領域形成ステップの一連のステップが複数回実行されることを特徴とする請求項1記載の高強度マグネシウム合金の改質方法。 - 前記ツール先端の突出部が、
円錐台形状を有することを特徴とする請求項1または2記載の高強度マグネシウム合金の改質方法。 - 高強度マグネシウム合金素材が、
亜鉛およびイットリウムを含むマグネシウム基合金であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の高強度マグネシウム合金の改質方法。
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JP2004270130A JP2006083435A (ja) | 2004-09-16 | 2004-09-16 | 高強度マグネシウム合金の改質方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170266707A1 (en) * | 2014-10-15 | 2017-09-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Plastic working method for magnesium alloy |
CN111719100A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-09-29 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种镁合金表面韧化处理工艺方法及其装置 |
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2004
- 2004-09-16 JP JP2004270130A patent/JP2006083435A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10898936B2 (en) * | 2014-10-15 | 2021-01-26 | Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. | Plastic working method for magnesium alloy |
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CN111719100B (zh) * | 2020-07-06 | 2021-08-24 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种镁合金表面韧化处理工艺方法及其装置 |
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