JP2007224389A - 耐熱性、鋳造性、耐食性に優れたダイカスト用マグネシウム合金 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性、鋳造性、耐食性に優れたダイカスト用マグネシウム合金を提供すること。
【解決手段】Ａｌ、希土類元素、及びＭｎを含有する、耐熱性、鋳造性、耐食性に優れたマグネシウム合金である。Ｍｎの含有量は０．０５〜１．０重量％である。Ａｌの含有量をａ質量％、Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とすると、ａ≧２．５、２．５≧ｂ／ａ≧１．５−２．５／ａ、且つ３１．３／ａ−４．３≧ｂ／ａである。残部が、Ｍｇ及び不可避不純物からなる。定常部断面における所定の面積を１００％とすると、所定面積内のＭｇ−Ａｌ化合物の面積率が０．１％以下である。
【選択図】図３

Description

本発明は、ダイカスト鋳造等に用いられるダイカスト用マグネシウム合金に関する。

耐熱性と鋳造性を両立させることを目的として、ダイカスト用耐熱マグネシウム合金や、種々のダイカスト用マグネシウム合金（特許文献１〜３）が提案されている。これらのダイカスト用マグネシウム合金はＡｌや希土類元素（Ｒ．Ｅ．）等を含有しており、耐熱性がある程度向上したため、マグネシウム合金の適用範囲の拡大に寄与した。しかし、より熱負荷の高い部品への適用と低コスト化のためには、汎用合金並のダイカスト鋳造性が求められている。上記ダイカスト用耐熱Ｍｇ合金においては、要求される耐熱性と、鋳造性とを十分にカバーできない。

ダイカスト用マグネシウム合金の最も大きな課題はダイカスト鋳造時の割れである。鋳造割れによる不良品の多発により製造コストアップにつながると同時に、微細な鋳造割れ欠陥により材料本来の耐熱性を発現することができない。従来技術では、この鋳造割れを十分に抑制することができない。そのため、優れた鋳造性と耐熱性を有し、更に耐食性に優れたダイカスト用マグネシウム合金の開発が望まれている。

特開平９−２９１３３２号公報 特開２００１−３１６７５２号公報 特開２００２−１２９２７２号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、耐熱性、鋳造性、耐食性に優れたダイカスト用マグネシウム合金を提供しようとするものである。

本発明は、Ａｌ、希土類元素（以下、Ｒ．Ｅ．とする）、及びＭｎを含有する、耐熱性、鋳造性、耐食性に優れたマグネシウム合金であって、
上記Ｍｎの含有量は０．０５〜１．０重量％であり、
上記Ａｌの含有量をａ質量％、上記Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とすると、ａ≧２．５、２．５≧ｂ／ａ≧１．５−２．５／ａ、且つ３１．３／ａ−４．３≧ｂ／ａであり、
残部が、Ｍｇ及び不可避不純物からなり、
定常部断面における所定の面積を１００％とすると、所定面積内のＭｇ−Ａｌ化合物の面積率が０．１％以下であることを特徴とするダイカスト用マグネシウム合金にある（請求項１）。

本発明のダイカスト用マグネシウム合金（以下、適宜、マグネシウム合金）は、含有する成分とその含有量を適正化することにより、耐熱性、鋳造性、耐食性に優れたマグネシウム合金を得ることができる。

即ち、上記マグネシウム合金は、Ａｌ、Ｒ．Ｅ．、及びＭｎを含有する。
上記Ａｌは、上記マグネシウム合金において、鋳造性、耐食性を向上する効果を有する。
上記Ｒ．Ｅ．は、上記マグネシウム合金中に一部固溶するため、耐食性を大きく向上することができる。

また、ＡｌとＲ．Ｅ．とが、熱的に安定なＡｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物を生成する。該Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物は、腐食の原因となるＦｅやＮｉ等の不純物を化合物中に取り込むため、マグネシウム合金は、優れた耐食性を得ることができる。
また、上記Ｍｎを含有することによって、耐食性を向上することができる。

また、上記Ａｌの含有量をａ質量％、上記Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とすると、ａ≧２．５、２．５≧ｂ／ａ≧１．５−２．５／ａ、且つ３１．３／ａ−４．３≧ｂ／ａである。
上記範囲を満たすことで、Ａｌ及びＲ．Ｅ．の含有量は適正化される。この場合には、上記Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物の晶出の際にＡｌを消費し、熱的に不安定なＭｇ−Ａｌ化合物（以下、β相）の晶出を抑制することができる。それ故、定常部断面における所定の面積を１００％とすると、熱的に不安定なβ相の面積率が０．１％以下となり、優れた耐熱性を得ることができる。更に、上記β相の晶出が抑制されることで、マグネシウム合金は、擬二次元凝固を示す。そのため、固液共存温度範囲が小さくなり、凝固時の温度バランスが良好になるため、鋳造割れを抑制することができる。

本発明のダイカスト用マグネシウム合金は、上述したように、Ｍｎを含有し、その含有量が０．０５〜１．０重量％である。
上記Ｍｎの含有量が０．０５質量％未満の場合には、マグネシウム合金の耐食性が低下するという問題があり、一方、上記Ｍｎの含有量が１．０質量％を超える場合には、溶湯中でＭｎと、Ａｌと、Ｒ．Ｅ．とが比重の大きな化合物を形成して沈降するため、スラッジの発生量を多くすると共に、合金中のＡｌ量及びＲ．Ｅ．量を低下させるという問題がある。

また、上記Ａｌの含有量をａ質量％、上記Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とすると、ａ≧２．５、２．５≧ｂ／ａ≧１．５−２．５／ａ、且つ３１．３／ａ−４．３≧ｂ／ａである。
ａ＜２．５の場合、には、Ａｌ含有による鋳造性向上効果を確保できないと共に、安定なＡｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物相の絶対量が不足して十分な耐熱性が得られないという問題がある。
上記Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物としては、例えば、Ａｌ₂Ｃｅ化合物、Ａｌ₁₁Ｃｅ₃化合物、Ａｌ₂Ｌａ化合物、Ａｌ₁₁Ｌａ₃化合物、Ａｌ₂Ｎｄ化合物、Ａｌ₁₁Ｎｄ₃化合物、Ａｌ₂Ｐｒ化合物、Ａｌ₁₁Ｐｒ₃化合物等が挙げられる。

ｂ／ａ＞２．５、つまりｂ＞２．５ａの場合には、Ｍｇ−Ｒ．Ｅ．系化合物が相対的に増加するため、鋳造性が大きく低下すると共に、耐食性が損なわれるという問題がある。該Ｍｇ−Ｒ．Ｅ．系化合物としては、例えば、Ｍｇ₉Ｃｅ化合物、Ｍｇ₁₂Ｃｅ化合物、Ｍｇ₃Ｃｅ化合物、Ｍｇ₉Ｌａ化合物、Ｍｇ₁₂Ｌａ化合物、Ｍｇ₃Ｌａ化合物、Ｍｇ₉Ｐｒ化合物等がある。一方、ｂ／ａ＜１．５−２．５／ａ、つまり、ｂ＜１．５ａ−２．５の場合には、熱的に不安定なβ相が晶出するため、耐熱性が低下するという問題がある。また、ｂ／ａ＞３１．３／ａ−４．３、つまりｂ＞３１．３−４．３ａの場合には、スラッジ量が増加するのみであり、高Ａｌ、高Ｒ．Ｅ．のマグネシウム合金を得ることができないという問題がある。

また、残部が、Ｍｇ及び不可避不純物からなる。
本発明のダイカスト用マグネシウム合金における必須元素は、マグネシウムの他には、Ａｌ、Ｒ．Ｅ．、Ｍｎである。その他の元素は基本的には不可避不純物として含まれる程度である。

また、定常部断面における所定の面積を１００％とすると、Ｍｇ−Ａｌ化合物の面積率が０．１％以下である。
上記Ｍｇ−Ａｌ化合物しては、例えば、Ｍｇ₁₇Ａｌ₁₂化合物（β層）がある。
上記面積率が０．１％を超える場合には、熱的に不安定な上記β相により、マグネシウム合金の耐熱性が低下するという問題がある。

また、上記Ｒ．Ｅ．としてＣｅを主成分とするミッシュメタル（以下、Ｍｍとする）を用いることが好ましい（請求項２）。
上記Ｒ．Ｅ．は高価な合金元素であるため、多量の添加はコストアップにつながる。そのため、安価なＭｍを用いることが経済的であり、有効である。ここで、主成分とは、５０重量％以上を占める成分と定義する。

また、上記ダイカスト用マグネシウム合金は、更に、Ｓｒ：１．５重量％以下、Ｃａ：１．０重量％以下、Ｓｉ：１．０重量％以下、及びＳｎ：２．０重量％以下から選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物相と異なる相ではあるが、耐熱性に関して上記Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物相と同様の効果を示す相が形成されるため、耐熱性を向上することができる。

上記Ｓｒを添加する場合には、更に、鋳物の耐食性を向上することができる。
上記Ｓｒの含有量が１．５質量％を超える場合には、晶出するＭｇ−Ｓｒ系化合物が増加するため、鋳造性が大きく低下するおそれがある。
また、上記Ｃａを添加する場合には、更に、溶湯の防燃効果を得ることができる。
上記Ｃａの含有量が１．０質量％を超える場合には、晶出するＭｇ−Ｃａ系化合物が増加するため、鋳造性が大きく低下するおそれがある。

また、上記Ｓｉ、Ｓｎを添加する場合には、更に、鋳造性を向上することができる。
上記Ｓｉの含有量が１．０質量％を超える場合には、溶湯中でＳｉとＲ．Ｅ．とが比重の大きな化合物を形成して沈降するため、合金中のＲ．Ｅ量を低下させるおそれがあり、上記Ｓｎの含有量が２．０質量％を超える場合には、溶湯中でＳｎとＲ．Ｅ．とが比重の大きな化合物を形成して沈降するため、合金中のＲ．Ｅ．量を低下させるおそれがある。

また、晶出する化合物の定常部断面における合計面積を１００％とすると、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物の面積率が９５％以上であることが好ましい（請求項４）。
上記Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物は熱的に安定であるため、マグネシウム合金の耐熱性を向上することができる。該Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物は、マグネシウム合金中の不純物を化合物内に取り込むため、ダイカスト用マグネシウム合金の耐食性を向上することができる。そのため、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物の面積率が９５％以上であることが好ましい。
上記Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物の面積率が９５％未満の場合には、ダイカスト用マグネシウム合金の耐熱性及び耐食性が低下するおそれがある。

また、上記Ａｌの含有量をａ質量％、上記Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とすると、ａ≧２．５、２．３≧ｂ／ａ≧１．６−２．３／ａ、且つ３１．３／ａ−４．３≧ｂ／ａであることが好ましい（請求項５）。
この場合には、Ａｌ及びＲ．Ｅ．の含有量が更に適正化される。熱的に不安定なＭｇ−Ａｌ化合物は晶出せず、熱的に安定なＡｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物が晶出し、優れた耐熱性を得ることができる。また、固液共存温度範囲が更に小さくなり、凝固時の温度バランスが良好になるため、鋳造割れを抑制することができる。

ｂ／ａ＞２．３の場合には、Ｍｇ−Ｒ．Ｅ．系化合物が相対的に増加するため、鋳造性が低下するおそれがあり、一方、ｂ／ａ＜１．６−２．３／ａの場合には、熱的に不安定なβ相が晶出、あるいは析出して、耐熱性が低下するおそれがある。

（実施例１）
本発明のダイカスト用マグネシウム合金にかかる実施例について、説明する。
本例では、表１に示す組成のマグネシウム合金を用いて鋳造を行い、組成分析を行った。
上記鋳造は、まず、ＳＵＳ４３０製溶解るつぼを用いて溶湯を準備した。純Ｍｇ（９９．９％）インゴット、純Ａｌ（９９．９％）インゴット、Ｍｇ−３．３Ｍｎ合金を上記るつぼに投入し、その後、炉において、防燃ガスとして少量のＳＦ₆ガスを吹き付けた状態で溶解を行い、溶湯温度が７５０℃に至るまで加熱した。更に、所定量のＭｍ（５２％Ｃｅ−２５％Ｌａ−１６％Ｎｄ−６％Ｐｒ合金）を上記るつぼ内に投入して溶湯の攪拌を行った。溶湯温度を７２０℃とした後、炉中で３０分間沈静保持した。その後、るつぼを炉から取り出し、堅型ダイカスト機を用いて鋳造を行い、ダイカスト鋳物を作製した。

＜鋳造条件＞
射出速度：０．３ｍ／ｓ
射出圧力：２８ＭＰａ
加圧時間：５ｓ
金型温度：室温
射出溶湯温度：液相線温度＋３０℃
金型形状：２０ｍｍ×２０ｍｍ×４８ｍｍ（以下、Ａ形状）

上記組成分析は、上記鋳造によって得られたダイカスト鋳物の一部から試料を削り出して、誘導プラズマ（ＩＣＰ）発光分析により上記ダイカスト鋳物の組成分析を行った。結果を表１に示す。また、図１にダイカスト鋳物のＡｌとＭｍ（Ｃｅ＋Ｌａ＋Ｎｄ＋Ｐｒ）の配合値と分析値との関係を示す。図１において、横軸はＡｌ量、縦軸はＭｍ量とし、配合値（○印）と、分析値（●印）とを示す。

図１より知られるごとく、Ａｌ及びＭｍの配合量が破線Ｋを上回ると、ＡｌとＭｍはＡｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物として晶出、沈降してるつぼ底にスラッジとして検出され、ダイカスト鋳物のＡｌ及びＭｍの分析値は、配合量に比べて大きく低下した。これにより、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｍ−Ｍｎ合金は、図１に示した破線Ｋ（３１．３／ａ−４．３＝ｂ／ａ、Ａｌの含有量をａ質量％、上記Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とする）以上のＡｌとＭｍを加えてもスラッジ量が増加するのみであり、高Ａｌ、高Ｍｍのマグネシウム合金鋳物を得られないことがわかる。

（実施例２）
本例は、表２に示す組成のマグネシウム合金を用いて鋳造を行い、組織観察、β相面積率、軸力保持率、鋳造性を測定した。
まず、上記実施例１と同様にして、表２に示す組成のマグネシウム合金を溶製して、上記Ａ形状のダイカスト鋳物を作製した。得られたダイカスト鋳物の一部を切り出した試料について、組織観察を行い、組織写真によりβ相の面積を測定し、β相率（面積率）を算出した。

図２に、試料Ｅ１〜試料Ｅ８及び試料Ｃ１〜試料Ｃ１０のＡｌ、Ｍｍの含有量を示す。同図は、横軸にＡｌの含有量（ａ、質量％）、縦軸にＭｍの含有量（ｂ、質量％）をとる。直線Ｌはａ＝２．５を示し、直線Ｍはｂ／ａ＝２．５を示し、直線Ｎはｂ／ａ＝１．５−２．５／ａを示し、直線Ｏはｂ／ａ＝３１．３／ａ−４．３示す。そのため、これらの直線に囲まれた領域Ｓは本発明の範囲を示す。また、図２において、符号Ｐ（○印）は本発明における実施例を示し、符号Ｑ（×印）は本発明における比較例を示す。
また、Ａ点は試料Ｅ５、Ｂ点は試料Ｃ４、Ｃ点は試料Ｃ７、Ｄ点は試料Ｃ８における点である。

上記組織観察は、上記試料を研磨し、１０％酢酸水溶液を用いてエッチングした後、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて行った。晶出部位、晶出形態から化合物を分類した。エネルギー分散形Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）による分析も併せて行い、β相の確認を行った。

ダイカスト鋳物の組織の一例を図３〜図６に示す。
上記図３、図４、図５、図６はそれぞれ、試料Ｅ５（図２におけるＡ点）、試料Ｃ４（図２におけるＢ点）、試料Ｃ７（図２におけるＣ点）、試料Ｅ８（図２におけるＤ点）の組織の写真である。

図３より知られるごとく、本発明における実施例である試料Ｅ５は、化合物として、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物３が観察された。
図４より知られるごとく、本発明の比較例である試料Ｃ４は、化合物としてＡｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物３、及びＭｇ−Ｒ．Ｅ．系化合物４が観察された。
また、図５より知られるごとく、本発明の比較例である試料Ｃ７は、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物３、及びＭｇ−Ａｌ化合物５が観察された。
また、図６より知られるごとく、本発明の比較例である試料Ｃ８は、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物３、及びＭｇ−Ａｌ化合物５が観察された。

次に、β相率の測定は、ＳＥＭ及び光学顕微鏡を用いて組織写真を撮影し、画像解析ソフト（ＩｍａｇｅＰｒｏ）を用いてβ相の面積率（β相率）を求めた。β相率は５視野の平均値とした。結果を表２に示す。

次に、軸力保持試験について説明する。後述の条件で鋳造を行い、２本の棒状部位を有するU字型形状のマグネシウムダイカスト鋳物を作製した。そして、上記ダイカスト鋳物の一方の棒状部位から、外径２０ｍｍ、内径（ボルト貫通穴）９ｍｍ、高さ約１０ｍｍのリング形状の試料１１（図８参照）を切り出した。
＜鋳造条件＞
射出速度：（プランジャー移動速度）を０．３〜０．３５ｍ／ｓ
射出圧力：２８ＭＰａ
金型温度：室温〜４０℃

軸力の測定は、図８に示すように、試料１１を、ボルト８１に符合するようにネジをきったアルミニウム合金製のブロック８３に、アルミニウム合金製のワッシャ８２を介した状態で、鋼製のボルト８１を用いて締結した。このときボルト８１にかかる軸力（初期軸力）は８ｋＮとする。軸力はボルト８１に取り付けた歪ゲージ８４を用いて測定した。この歪ゲージ８４は、上記ボルト８１の軸表面（表裏の二か所）に二枚取り付けた。そのゲージリード線８５を、ボルト８１の頭に設けた穴に通して外部へ引き出してある。

上記試料１１を上記ブロック８３に締結した状態のまま、１７５℃に設定した高温恒温槽内に挿入し、３００時間保持した後、高温恒温槽より取り出し、室温まで冷却した。その後、ボルト８１の軸力を再び測定し、これを残留軸力とした。上記初期軸力に対する残留軸力の割合を算出して、これを軸力保持率とした。軸力保持率は４〜１０個の平均値として算出した。

その後、算出した軸力保持率について、同様の軸力保持試験により求めたダイカスト用アルミニウム合金ＡＤＣ１２の軸力保持率を１００としたときの割合（ＡＤＣ１２合金比）を算出し、耐熱性を評価した。評価が○のものを合格、評価が×のものを不合格とした。結果を表２に示す。
（評価基準）
○：軸力保持率の割合（ＡＤＣ１２合金比）が７０を超えるもの
×：軸力保持率の割合（ＡＤＣ１２合金比）が７０以下のもの

次に、鋳造性について説明する。以下の条件で鋳造を行い、図７に示す形状（以下、Ｂ形状）のダイカスト鋳物を作製した。鋳造時にダイカスト鋳物に生じる割れの有無を観察し、鋳造性を評価した。結果を表２に示す。
＜鋳造条件＞
射出速度：１ｍ／ｓ
射出圧力：６４ＭＰａ
加圧時間：５ｓ
金型温度：２００℃
射出溶湯温度：液相線温度＋３０℃
金型形状：厚みｖ（２ｍｍ）、幅ｗ（５０ｍｍ）、高さｘ（８０ｍｍ）の板の上部に、厚みｚ（３ｍｍ）、幅ｗ（５０ｍｍ）、高さ（３０ｍｍ）の肉厚部を有する形状

表２より知られるごとく、本発明の実施例である試料Ｅ１〜試料Ｅ８は、いずれの評価においても良好な結果を示した。
本発明の比較例である試料Ｃ１及び試料Ｃ２は、Ａｌの含有量が本発明の下限を下回るため、熱的に安定なＡｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物の晶出が不十分であり、軸力保持率が低下し、耐熱性が不合格であった。

また、本発明の比較例である試料Ｃ３及び試料Ｃ４は、Ａｌの含有量が本発明の下限を下回り、且つ、ｂ／ａが本発明の上限であるｂ／ａ＝２．５を上回り、Ｍｇ−Ｒ．Ｅ．系化合物が生成し、鋳造時に割れが生じたため、鋳造性が不合格であった。
また、本発明の比較例である試料Ｃ５、試料Ｃ７、試料Ｃ９は、ｂ／ａが本発明の下限であるｂ／ａ＝１．５−２．５／ａを下回るため、熱的に不安定なβ相の晶出を抑制することができず、また、β相率が本発明の上限を上回るため、軸力保持率が低下し、耐熱性が不合格であった。

また、本発明の比較例である試料Ｃ６は、ｂ／ａが本発明の上限であるｂ／ａ＝２．５を上回り、Ｍｇ−Ｒ．Ｅ．系化合物が晶出し、鋳造時に割れが生じたため、鋳造性が不合格であった。
また、本発明の比較例である試料Ｃ８は、ｂ／ａが本発明の上限であるｂ／ａ＝３１．３／ａ−４．３を上回るため、熱的に不安定なβ相の晶出を抑制することができず、また、β相率が本発明の上限を上回り、軸力保持率が低下したため、耐熱性が不合格であった。
また、本発明の比較例である試料Ｃ１０は、ｂ／ａが本発明の上限であるｂ／ａ＝３１．３／Ａｌ−４．３を上回るため、軸力保持率が低下し、耐熱性が不合格であった。

（実施例３）
本例は、表３〜表５に示す組成のマグネシウム合金を用いて鋳造を行い、実施例２と同様にして軸力保持率を測定し、耐熱性を評価した。
Ａｌ量、Ｍｍ量、ＳＲ量、Ｃａ量、Ｓｉ量、Ｓｎ量、Ｍｎ量を変えた、表３〜表５に示す組成のマグネシウム合金を、上記実施例１と同様にして溶製し、上記実施例１と同様の方法で形状Ａのダイカスト鋳物を鋳造した。また、上記実施例２と同様の方法で軸力保持率を求め、耐熱性を評価した。結果を表３〜表５にあわせて示す。評価が○のものを合格、評価が×のものを不合格とする。
（評価基準）
○：軸力保持率の割合（ＡＤＣ１２比）が７０を超えるもの
×：軸力保持率の割合（ＡＤＣ１２比）が７０以下のもの

表３〜表５より知られるごとく、本発明の実施例である試料Ｅ９〜試料Ｅ５１は、いずれの評価においても、良好な結果を示した。
本発明の比較例である試料Ｃ１１、試料Ｃ１２、及び試料Ｃ１３は、ｂ／ａが本発明の下限であるｂ／ａ＝１．５−２．５／ａを下回るため、軸力保持率が低下し、耐熱性が不合格であった。

（実施例４）
本例は、表６に示す組成のマグネシウム合金を用いて鋳造を行い、腐食速度を測定した。
表６に示す、Ａｌ量、Ｍｍ量を変えた種々の組成のマグネシウム合金を、上記実施例１と同様にして溶製し、上記実施例２と同様の方法で、Ｂ形状のダイカスト鋳物を鋳造した。肉厚部分から、試験片を切り出して、以下の条件で、５％ＮａＣｌ水溶液中への浸漬腐食試験を行い、腐食速度を求め、耐食性を評価した。
＜浸漬腐食試験条件＞
試験片形状：２０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍ
測定温度：２４℃
測定時間：３００ｈ

具体的には、図９に示すごとく、５％ＮａＣｌ水溶液９３を入れたビーカ９１に、試験片保持台９２を配設し、試験片保持台９２上に試料１２を載置する。試験片１２は、５％ＮａＣｌ水溶液９３中で、以下の式１で示す反応を起こし、水素９４の発生を伴って、試料１２の腐食が進行する。
式１：Ｍｇ＋２Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＯＨ）₂＋Ｈ₂

上記試験片保持台９２上に漏斗９５を載置し、漏斗９５の径が小さい側が管内に入るように、活栓付きビュレット９７をスタンド９６で保持した。上記活栓付きビュレット９７内に発生した水素９４を捕集した。下記の式２より、腐食速度としてマグネシウムの腐食減量を算出し、耐食性を評価した。評価が○のものを合格、評価が×のものを不合格とした。
式２：Ｙ＝Ｘ×２４．３２／（２２．４×１０³）
（Ｙ：溶出Ｍｇ量（ｇ）、Ｘ：発生水素ガス量（ｍＬ））

（評価基準）
汎用ダイカスト合金ＡＺ９１Ｄ合金は、耐食性に優れており、実用上耐食性の問題はないとされていることから、同様の浸漬腐食試験により求めたＡＺ９１Ｄ合金の腐食速度を評価の基準とした。
○：腐食速度がＡＺ９１Ｄの腐食速度以下の場合
×：腐食速度がＡＺ９１Ｄの腐食速度より大きい場合
結果を表６に示す。

表６より知られるごとく、本発明の実施例である試料Ｅ５２〜試料Ｅ５６は、いずれの評価においても、良好な結果を示した。
本発明の比較例である試料Ｃ１４は、Ａｌの含有量が本発明の下限を下回り、且つ、ｂ／ａが本発明の上限であるｂ／ａ＝２．５を上回るため、耐食性が不合格であった。
本発明の比較例である試料Ｃ１５は、ｂ／ａが本発明の上限であるｂ／ａ＝２．５を上回るため、耐食性不合格であった。

本発明の比較例である試料Ｃ１６、試料Ｃ１７、試料Ｃ１８は、Ｒ．Ｅを含有していないため、耐食性が低下し、不合格であった。

実施例１における、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｍ合金のＡｌ及びＭｍの配合量と鋳物のＡｌ及びＭｍの分析値との関係を示すグラフ図。 実施例２における、ＡｌとＭｍの含有量を示すグラフ図。 実施例２における、試料Ｅ５の組織を示す図。 実施例２における、試料Ｃ４の組織を示す図。 実施例２における、試料Ｃ７の組織を示す図。 実施例２における、試料Ｃ８の組織を示す図。 実施例２における、金型形状を示す説明図。 実施例２における、軸力保持試験を示す説明図 実施例４における、浸漬腐食試験を示す説明図。

符号の説明

２ マグネシウム
３ Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物

Claims (5)

1. Ａｌ、希土類元素（以下、Ｒ．Ｅ．とする）、及びＭｎを含有する、耐熱性、鋳造性、耐食性に優れたマグネシウム合金であって、
   上記Ｍｎの含有量は０．０５〜１．０重量％であり、
   上記Ａｌの含有量をａ質量％、上記Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とすると、ａ≧２．５、２．５≧ｂ／ａ≧１．５−２．５／ａ、且つ３１．３／ａ−４．３≧ｂ／ａであり、
   残部が、Ｍｇ及び不可避不純物からなり、
   定常部断面における所定の面積を１００％とすると、所定面積内のＭｇ−Ａｌ化合物の面積率が０．１％以下であることを特徴とするダイカスト用マグネシウム合金。
2. 請求項１において、上記Ｒ．Ｅ．としてＣｅを主成分とするミッシュメタル（以下、Ｍｍとする）を用いることを特徴とするダイカスト用マグネシウム合金。
3. 請求項１又は２において、更に、Ｓｒ：１．５重量％以下、Ｃａ：１．０重量％以下、Ｓｉ：１．０重量％以下、及びＳｎ：２．０重量％以下から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とするダイカスト用マグネシウム合金。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、晶出する化合物の定常部断面における合計面積を１００％とすると、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．系化合物の面積率が９５％以上であることを特徴とするダイカスト用マグネシウム合金。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記Ａｌの含有量をａ質量％、上記Ｒ．Ｅ．の含有量をｂ質量％とすると、ａ≧２．５、２．３≧ｂ／ａ≧１．６−２．３／ａ、且つ３１．３／ａ−４．３≧ｂ／ａであることを特徴とするダイカスト用マグネシウム合金。