JP2008001921A - マグネシウム合金およびｏａ機器用部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】引張強度を低下させることなく、鋳造性（ダイキャスト性）が良好で、かつ、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ用部品に適用した場合に機器における誤動作発生率の低いマグネシウム合金を提供すること。
【解決手段】マグネシウム８８．０〜９５．０質量％、アルミニウムを２．０〜６．０質量％、希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であるマグネシウム合金であり、必要に応じて更に、珪素を０．０２〜０．５質量％、マンガンを０．１〜０．５質量％、亜鉛を０．１〜２．０質量％、カルシウムを０．１〜１．０質量％を適宜含有できる。これらマグネシウム合金をダイキャストにより成形してなるＯＡ機器用部品。
【選択図】なし
【解決手段】マグネシウム８８．０〜９５．０質量％、アルミニウムを２．０〜６．０質量％、希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であるマグネシウム合金であり、必要に応じて更に、珪素を０．０２〜０．５質量％、マンガンを０．１〜０．５質量％、亜鉛を０．１〜２．０質量％、カルシウムを０．１〜１．０質量％を適宜含有できる。これらマグネシウム合金をダイキャストにより成形してなるＯＡ機器用部品。
【選択図】なし
Description
本発明はマグネシウム合金および同合金を成形してなるＯＡ機器用部品に関する。さらに詳しくは、軽量で高強度および高熱伝導率を有し、優れた鋳造性（ダイキャスト性）を有するマグネシウム合金および同合金を成形してなるＯＡ機器用部品に関する。
マグネシウム合金は軽くて強いという特性を有しており、この特性を利用して従来より、航空機や自動車用材料などの特殊な用途に使用されてきた。最近ではノートパソコンやＭＤプレーヤー、携帯電話など携帯用情報電子機器のハウジング材として用いられている。マグネシウム合金を使用したこれら製品の優位性はマグネシウム合金がプラスチックより強く、アルミニウム合金より軽いという特性を有していることに基づいている。
さらに、マグネシウム合金は剛性の高さ、熱伝導性の良さ、優れた振動吸収性および電磁波シールド性、ならびにリサイクルの容易さという特性を有しているので、他の用途にも幅広く拡大しつつある。
たとえば、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）用部品等においては、それらの機器の近年における高速化のため部品の軽量化が要求されており、鉄系合金やアルミニウム合金からマグネシウム合金にシフトしつつある。具体的には、ＤＶＤのピックアップベースやピックアップボディ、同ドロワー部品、レンズホルダー等の光ピックアップ部品などにおいては、軽量で耐クリープ特性に優れるマグネシウム合金が使用されるようになってきた。たとえば、マグネシウム合金の中でも極精密成形品を得るために鋳造性に優れるＡＺ９１などが用いられている。
また、一方ではＯＡ機器に使用されるＩＣ回路の高集積化やレーザー光の短波長化により、機器全体として発生する熱量が大きくなり、電子部品や光路部品から速やかに除熱しそれら部品に本来の機能を発揮させるような配慮が必要になってきた。これらの問題を解決するために、高い熱伝導率を有するマグネシウム合金が要求されるようになっている。
マグネシウム合金における熱伝導率を上げる手段としては、マグネシウム合金中のアルミニウムの含有量を下げることが有効であることは非特許文献1に記載されている通りである。
例えば、特許文献１では、マグネシウムにアルミニウムの替わりに銀を４．０〜１０重量％混ぜて熱伝導率を上げ、さらに１重量％以下のカルシウムを混ぜてクリープ強度を高めたマグネシウム合金が記載されているが、銀を多量に混ぜるとマグネシウム合金の軽量化が達成できない。
また、アルミニウムの含有量を０．２〜０．４重量％にすることによりマグネシウム合金の熱伝導率を上げることが特許文献２に記載されている。
しかしながら、アルミニウムの含有量を少なくすると熱伝導率は上がるものの、マグネシウム合金の鋳造性が低下するという不都合がある。上記特許文献２では、鋳造性が低下するのを防ぐために亜鉛を８〜１２重量％混ぜているが、亜鉛を多量に混ぜるとマグネシウム合金の軽量化が達成できない。
マグネシウム合金における上記のような不都合を改善するために、希土類元素を必須成分または任意成分として混ぜることがいくつかの文献に開示されている。たとえば、アルミニウムの含有量を０．１重量％以下とし、亜鉛を０．４〜０．７重量％、ジルコニウムを０．３〜１重量％、マンガンを０．３重量％以下、さらに希土類元素を２．２〜３．１重量％加えることによりマグネシウム合金の熱伝導率を上げ、かつ、高温での耐クリープ性を改善することが特許文献３に記載されている。
さらに、マグネシウム合金の熱伝導率を上げることを目的としているわけではないが、アルミニウムの含有量を４．８〜９．２重量％とし、マンガンを０．０８〜０．３８重量％、亜鉛を任意に０．９重量％以下とし、希土類元素を任意に０．８重量％以下加えることによりマグネシウム合金の高温での耐クリープ性を改善することが特許文献４に記載されている。
その他、マグネシウム合金中に希土類元素を混ぜることがいくつかの文献（特許文献５〜９）に開示されているが、これらはいずれも、想定用途が自動車関係の部品用や電子機器等のハウジングであり、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ用部品等を想定しておらず、それら部品に要求される誤動作発生率の低さという特性を満たすことを課題としていない。
マグネシウム技術便覧（２０００年５月１７日発行第１版、６１項、図３．１．４） 特開平７−３１６７１２号公報
特開２００２−２１２６６２号公報
特開２００５−５３００４６号公報
特開２００４−２３８６７８号公報
特開平６−１３６４８０号公報
特開平９−１８３６４号公報
特表平１０−５１３２２５号公報
特開２００１−９５６１号公報
特開２００１−３１６７５２号公報
特開２００６−８９７７２号公報
さらに、マグネシウム合金は剛性の高さ、熱伝導性の良さ、優れた振動吸収性および電磁波シールド性、ならびにリサイクルの容易さという特性を有しているので、他の用途にも幅広く拡大しつつある。
たとえば、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）用部品等においては、それらの機器の近年における高速化のため部品の軽量化が要求されており、鉄系合金やアルミニウム合金からマグネシウム合金にシフトしつつある。具体的には、ＤＶＤのピックアップベースやピックアップボディ、同ドロワー部品、レンズホルダー等の光ピックアップ部品などにおいては、軽量で耐クリープ特性に優れるマグネシウム合金が使用されるようになってきた。たとえば、マグネシウム合金の中でも極精密成形品を得るために鋳造性に優れるＡＺ９１などが用いられている。
また、一方ではＯＡ機器に使用されるＩＣ回路の高集積化やレーザー光の短波長化により、機器全体として発生する熱量が大きくなり、電子部品や光路部品から速やかに除熱しそれら部品に本来の機能を発揮させるような配慮が必要になってきた。これらの問題を解決するために、高い熱伝導率を有するマグネシウム合金が要求されるようになっている。
マグネシウム合金における熱伝導率を上げる手段としては、マグネシウム合金中のアルミニウムの含有量を下げることが有効であることは非特許文献1に記載されている通りである。
例えば、特許文献１では、マグネシウムにアルミニウムの替わりに銀を４．０〜１０重量％混ぜて熱伝導率を上げ、さらに１重量％以下のカルシウムを混ぜてクリープ強度を高めたマグネシウム合金が記載されているが、銀を多量に混ぜるとマグネシウム合金の軽量化が達成できない。
また、アルミニウムの含有量を０．２〜０．４重量％にすることによりマグネシウム合金の熱伝導率を上げることが特許文献２に記載されている。
しかしながら、アルミニウムの含有量を少なくすると熱伝導率は上がるものの、マグネシウム合金の鋳造性が低下するという不都合がある。上記特許文献２では、鋳造性が低下するのを防ぐために亜鉛を８〜１２重量％混ぜているが、亜鉛を多量に混ぜるとマグネシウム合金の軽量化が達成できない。
マグネシウム合金における上記のような不都合を改善するために、希土類元素を必須成分または任意成分として混ぜることがいくつかの文献に開示されている。たとえば、アルミニウムの含有量を０．１重量％以下とし、亜鉛を０．４〜０．７重量％、ジルコニウムを０．３〜１重量％、マンガンを０．３重量％以下、さらに希土類元素を２．２〜３．１重量％加えることによりマグネシウム合金の熱伝導率を上げ、かつ、高温での耐クリープ性を改善することが特許文献３に記載されている。
さらに、マグネシウム合金の熱伝導率を上げることを目的としているわけではないが、アルミニウムの含有量を４．８〜９．２重量％とし、マンガンを０．０８〜０．３８重量％、亜鉛を任意に０．９重量％以下とし、希土類元素を任意に０．８重量％以下加えることによりマグネシウム合金の高温での耐クリープ性を改善することが特許文献４に記載されている。
その他、マグネシウム合金中に希土類元素を混ぜることがいくつかの文献（特許文献５〜９）に開示されているが、これらはいずれも、想定用途が自動車関係の部品用や電子機器等のハウジングであり、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ用部品等を想定しておらず、それら部品に要求される誤動作発生率の低さという特性を満たすことを課題としていない。
マグネシウム技術便覧（２０００年５月１７日発行第１版、６１項、図３．１．４）
本発明は、このような状況下で提案されたものであって、ある値以上の熱伝導率と引張強度を有し、鋳造性（ダイキャスト性）が良好で、かつ、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ用部品に適用した場合に機器における誤動作発生率の低いマグネシウム合金を提供することを目的とするものでる。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、アルミニウム及び希土類元素を特定量必須成分として配合することにより各特性をバランスよく有するマグネシウム合金が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記（１）〜（７）
（１）マグネシウム８８．０〜９５．０質量％、アルミニウムを２．０〜６．０質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金（合金１と称する）、
（２）マグネシウム８５．０〜９２．０質量％、アルミニウムを４．０〜６．０質量％、珪素を０．０２〜０．５質量％、マンガンを０．１〜０．５質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金（合金２と称する）、
（３）マグネシウム８７．０〜９４．０質量％、アルミニウムを２．０〜５．０質量％、亜鉛を０．１〜２．０質量％、カルシウムを０．１〜１．０質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金（合金３と称する）、
（４）希土類金属中、ネオジウムおよび/またはセリウムの割合が５０質量％以上である上記（１）〜（３）のいずれかに記載のマグネシウム合金、
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載のマグネシウム合金をダイキャストにより成形してなるＯＡ機器用部品、
（６）ＤＶＤ用部品である上記（５）に記載のＯＡ機器用部品および
（７）記録および再生に青色レーザーを用いる上記（６）に記載のＯＡ機器用部品を提供するものである。
すなわち、本発明は、下記（１）〜（７）
（１）マグネシウム８８．０〜９５．０質量％、アルミニウムを２．０〜６．０質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金（合金１と称する）、
（２）マグネシウム８５．０〜９２．０質量％、アルミニウムを４．０〜６．０質量％、珪素を０．０２〜０．５質量％、マンガンを０．１〜０．５質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金（合金２と称する）、
（３）マグネシウム８７．０〜９４．０質量％、アルミニウムを２．０〜５．０質量％、亜鉛を０．１〜２．０質量％、カルシウムを０．１〜１．０質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金（合金３と称する）、
（４）希土類金属中、ネオジウムおよび/またはセリウムの割合が５０質量％以上である上記（１）〜（３）のいずれかに記載のマグネシウム合金、
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載のマグネシウム合金をダイキャストにより成形してなるＯＡ機器用部品、
（６）ＤＶＤ用部品である上記（５）に記載のＯＡ機器用部品および
（７）記録および再生に青色レーザーを用いる上記（６）に記載のＯＡ機器用部品を提供するものである。
本発明により、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、かつ引張強度が２００ＭＰａ以上であって、鋳造性（ダイキャスト性）などに優れたマグネシウム合金が提供され、このマグネシウム合金を適用することにより、機器における誤動作発生率の低いＯＡ機器用部品、特に、誤動作発生率の低いＤＶＤ用部品が提供される。
以下、本発明を詳細に説明する。
金属マグネシウムは、通常マグネシウム酸化物を溶融し、電気分解することにより製造されているが、本発明のマグネシウム合金に用いる金属マグネシウムは純度９９．８質量％以上のものが好ましく、９９．９質量％以上のものがさらに好ましい。
本発明で用いるマグネシウムは一般に不可避不純物を含んであり、不可避不純物とは、亜鉛、珪素、鉄、銅およびニッケル等である。不可避不純物の含有量は０．２質量％以下、好ましくは、０．０５質量％以下、さらに好ましくは、０．０１質量％以下であり、少なければ少ないほど好ましい。これら不可避不純物はガルバニック腐食の原因物質となってマグネシウム合金の耐腐食性を低下させる。
金属マグネシウムは、通常マグネシウム酸化物を溶融し、電気分解することにより製造されているが、本発明のマグネシウム合金に用いる金属マグネシウムは純度９９．８質量％以上のものが好ましく、９９．９質量％以上のものがさらに好ましい。
本発明で用いるマグネシウムは一般に不可避不純物を含んであり、不可避不純物とは、亜鉛、珪素、鉄、銅およびニッケル等である。不可避不純物の含有量は０．２質量％以下、好ましくは、０．０５質量％以下、さらに好ましくは、０．０１質量％以下であり、少なければ少ないほど好ましい。これら不可避不純物はガルバニック腐食の原因物質となってマグネシウム合金の耐腐食性を低下させる。
合金１において、マグネシウムの含有量は８８．０〜９５．０質量％、好ましくは８９．０〜９３．５質量％、さらに好ましくは９０．０〜９３．５質量％である。
マグネシウムの含有量を８８．０質量％以上とすることにより、軽量性を損なうことなしに高熱伝導率を確保し、９５．０質量％以下とすることにより、機械的性質が向上するとともに鋳造温度を低下させることができる。
合金１において、アルミニウムの含有量は２．０〜６．０質量％、好ましくは
３．０〜５．０質量％、さらに好ましくは３．５〜４．５質量％である。アルミニウムの含有量を２．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率と鋳造性（ダイキャスト性）をバランスよく発揮させることができる。
合金１において、希土類元素の含有量は３．０〜６．０質量％、好ましくは３．５〜５．０質量％、さらに好ましくは４．０〜４．５質量％である。希土類元素の含有量を３．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率を上げ、かつ、１００〜１５０℃におけるクリープ変形を小さくすることができる。
マグネシウムの含有量を８８．０質量％以上とすることにより、軽量性を損なうことなしに高熱伝導率を確保し、９５．０質量％以下とすることにより、機械的性質が向上するとともに鋳造温度を低下させることができる。
合金１において、アルミニウムの含有量は２．０〜６．０質量％、好ましくは
３．０〜５．０質量％、さらに好ましくは３．５〜４．５質量％である。アルミニウムの含有量を２．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率と鋳造性（ダイキャスト性）をバランスよく発揮させることができる。
合金１において、希土類元素の含有量は３．０〜６．０質量％、好ましくは３．５〜５．０質量％、さらに好ましくは４．０〜４．５質量％である。希土類元素の含有量を３．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率を上げ、かつ、１００〜１５０℃におけるクリープ変形を小さくすることができる。
合金２において、マグネシウムの含有量は８５．０〜９２．０質量％、好ましくは８６．０〜９１．０質量％、さらに好ましくは８７．０〜９０．０質量％である。
マグネシウムの含有量を８５．０質量％以上とすることにより、軽量性を損なうことなしに高熱伝導率を確保し、９２．０質量％以下とすることにより、機械的性質が向上するとともに鋳造温度を低下させることができる。
合金２において、アルミニウムの含有量は４．０〜６．０質量％、好ましくは
４．５〜５．２質量％、さらに好ましくは４．７〜５．０質量％である。アルミニウムの含有量を４．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率と鋳造性（ダイキャスト性）をバランスよく発揮させることができる。
合金２において、珪素の含有量は０．０２〜０．５質量％、好ましくは０．０．５〜０．２質量％、さらに好ましくは０．０５〜０．１５質量％である。珪素の含有量を０．０２〜０．５質量％とすることにより、マグネシウム合金におけるダイキャスト性を高め、優れたクリープ特性を発揮させることができる。
合金２において、マンガンの含有量は０．１〜０．５質量％、好ましくは０．１５〜０．４５質量％、さらに好ましくは０．２〜０．４質量％である。マンガンの含有量を０．１〜０．５質量％とすることにより、マグネシウム合金における結晶を微細化することができる。
合金２において、希土類元素の含有量は３．０〜６．０質量％、好ましくは４．０〜５．５質量％、さらに好ましくは４．３〜５．０質量％である。
希土類元素の含有量を上記範囲とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率を上げ、かつ、１００〜１５０℃におけるクリープ変形を小さくすることができる。
マンガンと珪素はマグネシウム合金において結晶を微細化する効果を有する。
マグネシウムの含有量を８５．０質量％以上とすることにより、軽量性を損なうことなしに高熱伝導率を確保し、９２．０質量％以下とすることにより、機械的性質が向上するとともに鋳造温度を低下させることができる。
合金２において、アルミニウムの含有量は４．０〜６．０質量％、好ましくは
４．５〜５．２質量％、さらに好ましくは４．７〜５．０質量％である。アルミニウムの含有量を４．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率と鋳造性（ダイキャスト性）をバランスよく発揮させることができる。
合金２において、珪素の含有量は０．０２〜０．５質量％、好ましくは０．０．５〜０．２質量％、さらに好ましくは０．０５〜０．１５質量％である。珪素の含有量を０．０２〜０．５質量％とすることにより、マグネシウム合金におけるダイキャスト性を高め、優れたクリープ特性を発揮させることができる。
合金２において、マンガンの含有量は０．１〜０．５質量％、好ましくは０．１５〜０．４５質量％、さらに好ましくは０．２〜０．４質量％である。マンガンの含有量を０．１〜０．５質量％とすることにより、マグネシウム合金における結晶を微細化することができる。
合金２において、希土類元素の含有量は３．０〜６．０質量％、好ましくは４．０〜５．５質量％、さらに好ましくは４．３〜５．０質量％である。
希土類元素の含有量を上記範囲とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率を上げ、かつ、１００〜１５０℃におけるクリープ変形を小さくすることができる。
マンガンと珪素はマグネシウム合金において結晶を微細化する効果を有する。
合金３において、マグネシウムの含有量は８７．０〜９４．０質量％、好ましくは８８〜９４質量％である。
マグネシウムの含有量を８７．０質量％以上とすることにより、軽量性を損なうことなしに高熱伝導率を確保し、９４．０質量％以下とすることにより、機械的性質が向上するとともに鋳造温度を低下させることができる。
合金３において、アルミニウムの含有量は２．０〜５．０質量％、好ましくは
３．０〜４．０質量％、さらに好ましくは３．２〜３．９質量％である。
アルミニウムの含有量を２．０〜５．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率と鋳造性（ダイキャスト性）をバランスよく発揮させることができる。
合金３において、亜鉛の含有量は０．１〜２．０質量％、好ましくは０．３〜１．５質量％、さらに好ましくは０．８〜１．２質量％である。亜鉛の含有量を０．１〜２．０質量％とすることにより、マグネシウム合金におけるダイキャスト性を高め、優れた引張強度を発揮させることができる。
合金３において、カルシウムの含有量は０．１〜２．０質量％、好ましくは０．３〜１．５質量％、さらに好ましくは０．８〜１．２質量％である。カルシウムの含有量を０．１〜２．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における結晶を微細化することができる。
合金３において、希土類元素の含有量は３．０〜６．０質量％、好ましくは４．０〜５．０質量％、さらに好ましくは４．２〜４．８質量％である。希土類元素の含有量を３．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率を上げ、かつ、１００〜１５０℃におけるクリープ変形を小さくすることができる。
マグネシウムの含有量を８７．０質量％以上とすることにより、軽量性を損なうことなしに高熱伝導率を確保し、９４．０質量％以下とすることにより、機械的性質が向上するとともに鋳造温度を低下させることができる。
合金３において、アルミニウムの含有量は２．０〜５．０質量％、好ましくは
３．０〜４．０質量％、さらに好ましくは３．２〜３．９質量％である。
アルミニウムの含有量を２．０〜５．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率と鋳造性（ダイキャスト性）をバランスよく発揮させることができる。
合金３において、亜鉛の含有量は０．１〜２．０質量％、好ましくは０．３〜１．５質量％、さらに好ましくは０．８〜１．２質量％である。亜鉛の含有量を０．１〜２．０質量％とすることにより、マグネシウム合金におけるダイキャスト性を高め、優れた引張強度を発揮させることができる。
合金３において、カルシウムの含有量は０．１〜２．０質量％、好ましくは０．３〜１．５質量％、さらに好ましくは０．８〜１．２質量％である。カルシウムの含有量を０．１〜２．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における結晶を微細化することができる。
合金３において、希土類元素の含有量は３．０〜６．０質量％、好ましくは４．０〜５．０質量％、さらに好ましくは４．２〜４．８質量％である。希土類元素の含有量を３．０〜６．０質量％とすることにより、マグネシウム合金における熱伝導率を上げ、かつ、１００〜１５０℃におけるクリープ変形を小さくすることができる。
本発明で使用される希土類元素としては、例えば、ネオジウム、セリウム、イットリウム、プロセシウム、ランタン、テルビウム等通常知られている１７種類のもの、およびそれらの混合物の一つであるセリウムミッシュメタルおよびセリウム欠損ミッシュメタルを使用できるが、比較的安価に入手できるという観点からネオジウムおよびセリウムが好ましく、それらを全希土類元素中５０質量％使用することが好ましい。
本発明で使用されるマグネシウム以外の各金属の純度は９９質量％以上のものが好ましく、９９．５質量％以上のものがさらに好ましい。各金属とも、通常の製法によって製造されたものであれば使用可能である。
本発明のマグネシウム合金（たとえば、インゴット製造）は、通常、以下のような工程で製造される。
原料精錬→合金成分秤量→坩堝（ポット）に装入→原料溶融→成分調整
→撹拌均質化→鋳造→冷却→型バラシ→スラッジ除去
マグネシウム合金を製造する際のマグネシウムの溶融温度は約６６０℃（マグネシウムの融点）〜約７５０℃、好ましくは、約６９０℃〜約７２０℃、さらに好ましくは、７００℃程度である。上記の温度範囲でマグネシウムを溶融後、上記の工程を経て合金が得られる。上記の温度範囲とすることが合金化効率が良好で、かつ、エネルギー経済性の観点から好ましい。溶融は電気炉を使用して行なうのが好ましい。
上記の工程の中で、生成する不溶金属酸化物等不純物のせん断による微細化（沈降の遅れ）を引き起こさないようにするという観点で撹拌均質化工程では電磁ポンプを用いることが好ましい。
上記工程において、原料溶融から冷却までは金属の酸化物等の発生を抑制するため、酸化防止用保護ガス（たとえば、ＳＦ6、二酸化炭素および空気の混合物等）雰囲気でおこなうことが好ましい。
原料精錬→合金成分秤量→坩堝（ポット）に装入→原料溶融→成分調整
→撹拌均質化→鋳造→冷却→型バラシ→スラッジ除去
マグネシウム合金を製造する際のマグネシウムの溶融温度は約６６０℃（マグネシウムの融点）〜約７５０℃、好ましくは、約６９０℃〜約７２０℃、さらに好ましくは、７００℃程度である。上記の温度範囲でマグネシウムを溶融後、上記の工程を経て合金が得られる。上記の温度範囲とすることが合金化効率が良好で、かつ、エネルギー経済性の観点から好ましい。溶融は電気炉を使用して行なうのが好ましい。
上記の工程の中で、生成する不溶金属酸化物等不純物のせん断による微細化（沈降の遅れ）を引き起こさないようにするという観点で撹拌均質化工程では電磁ポンプを用いることが好ましい。
上記工程において、原料溶融から冷却までは金属の酸化物等の発生を抑制するため、酸化防止用保護ガス（たとえば、ＳＦ6、二酸化炭素および空気の混合物等）雰囲気でおこなうことが好ましい。
本発明のマグネシウム合金をダイキャスト成形するには、通常、以下のような工程が適用される。
インゴット溶融→金型離型剤塗布→型締め→射出成形
→型開き→ダイキャスト製品取り出し
上記工程において、インゴット溶融から型締めまでは金属の酸化物等の発生を抑制するため、酸化防止用保護ガス（たとえば、ＳＦ6、二酸化炭素および空気の混合物等）雰囲気でおこなうことが好ましい。
インゴットの溶融は、通常６６０〜７５０℃、好ましくは６９０〜７２０℃、さらに好ましくは７００℃程度で行われる。溶融されたインゴットはダイキャスト成形機に供給され、通常１０〜２０ＭＰａ、好ましくは１４〜１６ＭＰａ、さらに好ましくは１５ＭＰａ程度の圧力で射出成形される。射出速度は
通常１０〜５０ｍ/秒、好ましくは２０〜４０ｍ/秒、さらに好ましくは約３０ｍ/秒程度である。成形サイクルは通常１０〜２０秒、好ましくは１３〜１７秒、さらに好ましくは１５秒程度である。
インゴット溶融→金型離型剤塗布→型締め→射出成形
→型開き→ダイキャスト製品取り出し
上記工程において、インゴット溶融から型締めまでは金属の酸化物等の発生を抑制するため、酸化防止用保護ガス（たとえば、ＳＦ6、二酸化炭素および空気の混合物等）雰囲気でおこなうことが好ましい。
インゴットの溶融は、通常６６０〜７５０℃、好ましくは６９０〜７２０℃、さらに好ましくは７００℃程度で行われる。溶融されたインゴットはダイキャスト成形機に供給され、通常１０〜２０ＭＰａ、好ましくは１４〜１６ＭＰａ、さらに好ましくは１５ＭＰａ程度の圧力で射出成形される。射出速度は
通常１０〜５０ｍ/秒、好ましくは２０〜４０ｍ/秒、さらに好ましくは約３０ｍ/秒程度である。成形サイクルは通常１０〜２０秒、好ましくは１３〜１７秒、さらに好ましくは１５秒程度である。
上記のようにして得られた本発明の合金１〜３およびそれから得られたダイキャスト製品は、いずれも熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上である。熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上であれば、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ用部品に適用した場合、機器における蓄熱を抑制し、その結果、部品の熱によるひずみの発生による誤作動が防止される。したがって、ブルーレイレーザーを使用する機器のように一部または全体が高温になっても誤作動なしに安定な状態で使用することができる。
好ましい熱伝導率は８０Ｗ/ｍＫ以上であり、特に９０Ｗ/ｍＫ以上が好ましい。また、熱伝導率の上限については特に制限はないが、他の特性の低下を考慮すると、通常９５Ｗ/ｍＫ程度である。
好ましい熱伝導率は８０Ｗ/ｍＫ以上であり、特に９０Ｗ/ｍＫ以上が好ましい。また、熱伝導率の上限については特に制限はないが、他の特性の低下を考慮すると、通常９５Ｗ/ｍＫ程度である。
上記のようにして得られた本発明のマグネシウム合金（合金１〜３）は、いずれも引張強度が２００ＭＰａ以上であり、好ましい引張強度は２２０ＭＰａ以上、特に２５０ＭＰａ以上が好ましい。また、上限については特に制限はないが、他の特性の低下を考慮すると、通常２８０ＭＰａ程度である。得られた本発明のマグネシウム合金において、引張強度が２００ＭＰａ以上であれば、ＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ用部品に適用した場合の機械的強度としては十分である。
本発明のＯＡ機器用部品としては、具体的には、ＤＶＤ用部品、ＨＤＤ用部品、ＭＤ用部品等であり、さらに具体的には、ピックアップベース、ピックアップボディ、ドロワー、レンズホルダーのようなＤＶＤ用ピックアップ部品、ＨＤＤ用ケーシング、ＭＤ用ピックアップボディ等がある。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
合金の製造は下記のように行った。
容量５０リットルの低不純物純鉄製の坩堝内で、酸化及び燃焼防止用保護ガス（二酸化炭素および空気の等量混合物にＳＦ6を約０．５容量％含む）雰囲気大気圧でマグネシウムインゴット（純度：９９．８％以上）を約７５０℃で溶融し、これにアルミニウム、希土類元素等を加えて電磁ポンプを用いて１０分間撹拌して合金中の金属を均質化せしめるとともに、金属酸化物や同塩化物のような不溶性汚染物を沈降させ、合金の溶融物を室温まで冷却して不溶性汚染物をスラッジとして分離除去してマグネシウム合金を製造した。
容量５０リットルの低不純物純鉄製の坩堝内で、酸化及び燃焼防止用保護ガス（二酸化炭素および空気の等量混合物にＳＦ6を約０．５容量％含む）雰囲気大気圧でマグネシウムインゴット（純度：９９．８％以上）を約７５０℃で溶融し、これにアルミニウム、希土類元素等を加えて電磁ポンプを用いて１０分間撹拌して合金中の金属を均質化せしめるとともに、金属酸化物や同塩化物のような不溶性汚染物を沈降させ、合金の溶融物を室温まで冷却して不溶性汚染物をスラッジとして分離除去してマグネシウム合金を製造した。
部品（テストピース）の成形は、上記のようにして製造したマグネシウム合金を用いて下記のように行った。
篠塚製作所社製のダイキャスト成形機（ＳＤ−１５ＭＡ）を用いて温度７５０℃、射出速度４０ｍ/秒、射出圧力１５ＭＰａ、成形サイクル１５秒で各実施例および比較例で製造されたマグネシウム合金を用いて部品を成形した。
篠塚製作所社製のダイキャスト成形機（ＳＤ−１５ＭＡ）を用いて温度７５０℃、射出速度４０ｍ/秒、射出圧力１５ＭＰａ、成形サイクル１５秒で各実施例および比較例で製造されたマグネシウム合金を用いて部品を成形した。
上記のようにして製造、次いで成形された合金または部品を用いて各特性を以下のように測定した。
(1) 熱伝導率（Ｗ/ｍＫ）
ＪＩＳ Ｒ１６１１に準拠して測定した。各実施例および比較例ともサンプル数は５個である。
(2) 引張り強度（ＭＰａ）
ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して測定した。各実施例および比較例ともサンプル数は５個である。
(3) 鋳造性（ダイキャスト性）
一般的なピックアップベース金型で成形し、未充填発生がない場合を「良好」、同条件で未充填が発生した場合を「鋳造不可」とした。
各実施例および比較例ともサンプル数は２０である。
(4) 誤動作発生率（％）
各実施例および比較例で鋳造（ダイキャスト）された光ピックアップ部品に対して、青色レーザー光を用いてＤＶＤレコーダーで書き込みと読み取りを行ない、ＤＶＤディスクの読み取り誤動作の１時間あたりの発生率を測定した。測定条件は下記の通りである。
常温にて１時間録画したディスクを同一の機械にて１時間読み取りを行ない、トラッキングエラーが発生した回数を測定回数で除した数値に１００をかけて発生率とした。
各実施例および比較例ともサンプル数は１０万ケースである。
(5) 金属成分の分析
理学電機工業株式会社製の蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＸ３０００、Ｒｈ−Ｘ線管球使用）を用いて測定した。
(1) 熱伝導率（Ｗ/ｍＫ）
ＪＩＳ Ｒ１６１１に準拠して測定した。各実施例および比較例ともサンプル数は５個である。
(2) 引張り強度（ＭＰａ）
ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して測定した。各実施例および比較例ともサンプル数は５個である。
(3) 鋳造性（ダイキャスト性）
一般的なピックアップベース金型で成形し、未充填発生がない場合を「良好」、同条件で未充填が発生した場合を「鋳造不可」とした。
各実施例および比較例ともサンプル数は２０である。
(4) 誤動作発生率（％）
各実施例および比較例で鋳造（ダイキャスト）された光ピックアップ部品に対して、青色レーザー光を用いてＤＶＤレコーダーで書き込みと読み取りを行ない、ＤＶＤディスクの読み取り誤動作の１時間あたりの発生率を測定した。測定条件は下記の通りである。
常温にて１時間録画したディスクを同一の機械にて１時間読み取りを行ない、トラッキングエラーが発生した回数を測定回数で除した数値に１００をかけて発生率とした。
各実施例および比較例ともサンプル数は１０万ケースである。
(5) 金属成分の分析
理学電機工業株式会社製の蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＸ３０００、Ｒｈ−Ｘ線管球使用）を用いて測定した。
＜実施例１〜４＞
上記のよう方法でマグネシウム合金を製造し、それを射出成形して部品を製造し、各特性を測定して表１に示した。
上記のよう方法でマグネシウム合金を製造し、それを射出成形して部品を製造し、各特性を測定して表１に示した。
＜比較例１〜４＞
実施例１〜４と同様に行い得られた結果を併せて表１に示す。
実施例１〜４と同様に行い得られた結果を併せて表１に示す。
表１に示された結果から分かるように、本発明のマグネシウム合金は、比較例のものに比べて、引張強度の低下がなく熱伝導性良好で、それを用いてダイキャスト成形したＤＶＤ用ピックアップは鋳造性（ダイキャスト性）が良好で、青色レーザーＤＶＤ用として誤動作発生率が低く、優れていることが明らかである。
本発明のマグネシウム合金はＯＡ機器用部品、特にＤＶＤ用部品として好ましく使用される。
Claims (7)
- マグネシウム８８．０〜９５．０質量％、アルミニウムを２．０〜６．０質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金。
- マグネシウム８５．０〜９２．０質量％、アルミニウムを４．０〜６．０質量％、珪素を０．０２〜０．５質量％、マンガンを０．１〜０．５質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金。
- マグネシウム８７．０〜９４．０質量％、アルミニウムを２．０〜５．０質量％、亜鉛を０．１〜２．０質量％、カルシウムを０．１〜１．０質量％および希土類金属を３．０〜６．０質量％含み、かつ、熱伝導率が８０Ｗ/ｍＫ以上で、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウム合金。
- 希土類金属中、ネオジウムおよび/またはセリウムの割合が５０質量％以上である請求項１〜３のいずれかに記載のマグネシウム合金。
- 請求項１〜４のいずれかに記載のマグネシウム合金をダイキャストにより成形してなるＯＡ機器用部品。
- ＤＶＤ用部品である請求項５に記載のＯＡ機器用部品。
- 記録および再生に青色レーザーを用いる請求項６に記載のＯＡ機器用部品。
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-
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