JP2008536008A - マグネシウム合金 - Google Patents
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Abstract
Description
1つまたは複数の希土類元素1.5〜4.0%、
亜鉛0.3〜0.8%、
アルミニウム0.02〜0.1%、
ベリリウム4〜25ppm、
ジルコニウム0〜0.2%、
マンガン0〜0.3%、
イットリウム0〜0.5%、
カルシウム0〜0.1%、および
残りは付随の不純物を除いてマグネシウム。
本発明による合金は、少なくとも95.5重量%のマグネシウムを含むことが好ましく、95.5重量%〜97重量%のマグネシウムではさらに好ましく、96.1重量%のマグネシウムでは最も好ましい。
亜鉛の含有量は0.3〜0.8重量%、好ましくは0.4〜0.7重量%、さらに好ましくは0.5〜0.6重量%である。
ベリリウムの含有量は4〜25ppm、さらに好ましくは4〜20ppm、さらに好ましくは4〜15ppm、さらに好ましくは6〜13ppm、例えば8〜12ppmである。ベリリウムは一般的に、Al−5%Be合金などのアルミニウム−ベリリウム母合金を経由して導入される。理論に拘束されることを望むことなく、ベリリウムの含有は、合金のダイカスト性を向上すると考えられる。再度、理論に拘束されることを望むことなく、ベリリウムの含有は、合金の中の1つまたは複数の希土類の酸化損失に対する保持率を向上させると考えられる。
カルシウム(Ca)は、特にカバーガス雰囲気の制御による適切な溶融保護が不可能な状況において、含めてもよい任意選択の成分である。これは特に、鋳造工程がクローズドシステムを含まない場合である。
理想的には、付随の不純物含有量はゼロであるが、これは本質的に不可能であることを理解されたい。したがって、付随の不純物含有量は0.15%未満であることが好ましく、さらに好ましくは0.1重量%未満、さらに好ましくは0.01重量%未満、なおさらに好ましくは0.001重量%未満である。
第4態様では、本発明は、本発明の第1または第2態様による合金から形成される内燃機関の構成部分を提供する。内燃機関のこの構成部分は、エンジンブロック、またはそのシュラウドなどの部分であってもよい。
3個の合金を準備し、これらの合金の化学分析を下の表1に示す。ネオジム以外の希土類を、セリウム、ランタン、およびいくらかのネオジムを含んだCeベースのミッシュメタルとして加えた。余分のネオジムと亜鉛をその元素の形態で加えた。ジルコニウムを、AMキャストとして知られている専売のMg−Zr母合金を通じて加えた。アルミニウムとベリリウムを、ベリリウムを5重量%だけ含有したアルミニウム−ベリリウム母合金を通じて加えた。合金の準備全体を通じて標準溶融ハンドリング手順を使用した。
合金A、B、およびCの引張
試験の結果を表3に示し、図2は、室温および177℃における3個の合金の一般的な応力−ひずみ曲線を示す。
ゲート寸法 = 58mm×1mm
プランジャの直径 = 50mm
高速 = 2.25m/秒
低速 = 0.35m/秒
ゲート速度 = Vplunger×Aplunger/Agate
= 76m/秒
AZ91Dは、700℃の溶融金属温度と200℃の推定金型温度を有する鋳造物であり、合金BおよびCは、740℃の溶融金属温度と250℃の推定金型温度を有する鋳造物であった。
すべての合金について、ひび割れ傾向のある考え方を決定できるように、金型内の保持時間を変更した。鋳造材は多くの厚い区画と薄い区画とを有し、区画の厚さが変化する隅部は鋭利であり、これは結果的に得られた鋳造材がひび割れを示すはずであることを意味した。合金BおよびCの鋳造材では、ひび割れの徴候はなかったが、AZ91D鋳造材では、大きなリブの一区画に熱間割れのいくつかの徴候があった。
[実施例2]
一連の合金を製造して、これらの組成を下の表4に列挙した。合金D〜Yの各々において、付随の不純物を除いて、合金の残りはマグネシウムであった。
さまざまな合金に関する引張り試験データを下の表5に総括する。本発明による合金の引張挙動は、考えられる両方の試験温度において非常に良好であることがわかる。
合金YのBLR挙動を、150℃および177℃において8kNおよび11kNの負荷によって測定した。結果を下記の2つのグラフに示す。
・室温に戻った後に保持された全体%負荷(図8)、および
・全体挙動のクリープ成分である、試験温度に保持された%負荷(図9)。
Claims (22)
- 重量パーセントによって
1つまたは複数の希土類元素1.5〜4.0%、
亜鉛0.3〜0.8%、
アルミニウム0.02〜0.1%、
ベリリウム4〜25ppm、
ジルコニウム0〜0.2%、
マンガン0〜0.3%、
イットリウム0〜0.5%、
カルシウム0〜0.1%、および
残りは付随の不純物を除いてマグネシウム
から構成されることを特徴とするマグネシウムベースの合金。 - 2.2〜3.3重量%の1つまたは複数の希土類含有量を有することを特徴とする請求項1記載の合金。
- 前記1つまたは複数の希土類が、ネオジム、セリウム、ランタン、プラセオジウム、またはこれらの任意の組合せから選択されることを特徴とする請求項1又は2記載の合金。
- 1.0〜2.5重量%のネオジム含有量を有することを特徴とする請求項1記載の合金。
- 1.4〜2.1重量%のネオジム含有量を有することを特徴とする請求項4記載の合金。
- ネオジム以外の前記1つまたは複数の希土類含有量が0.5〜1.5重量%であることを特徴とする請求項4又は5記載の合金。
- ネオジム以外の前記1つまたは複数の希土類含有量が0.8〜1.2重量%であることを特徴とする請求項6記載の合金。
- 0.4〜0.7重量%の亜鉛含有量を有することを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の合金。
- 0.2重量%以下の量のジルコニウムを含むことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の合金。
- 0.5重量%以下の量のイットリウムを含むことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載の合金。
- 0.1〜0.4重量%のイットリウムを含むことを特徴とする請求項10記載の合金。
- 0.1〜0.3重量%のイットリウムを含むことを特徴とする請求項11記載の合金。
- 0.3重量%以下の量のマンガンを含むことを特徴とする請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載の合金。
- 0.1重量%以下の量のカルシウムを含むことを特徴とする請求項1乃至13のうちいずれか一項に記載の合金。
- 0.03〜0.09重量%のアルミニウム含有量を有することを特徴とする請求項1乃至14のうちいずれか一項に記載の合金。
- 0.04〜0.08重量%のアルミニウム含有量を有することを特徴とする請求項1乃至15のうちいずれか一項に記載の合金。
- 0.05〜0.07重量%のアルミニウム含有量を有することを特徴とする請求項1乃至16のうちいずれか一項に記載の合金。
- 4〜15ppmのベリリウム含有量を有することを特徴とする請求項1乃至17のうちいずれか一項に記載の合金。
- 8〜12ppmのベリリウム含有量を有することを特徴とする請求項18記載の合金。
- ネオジム1.7〜2.1重量%、セリウム0.5〜0.7重量%、ランタン0.3〜0.5重量%、アルミニウム0.03〜0.09重量%、亜鉛0.3〜0.8重量%、ベリリウム4〜15ppm、付随の不純物を除いてマグネシウムである残り、ならびに任意選択でネオジム、セリウム、およびランタン以外の微量の希土類元素から構成されることを特徴とするマグネシウムベースの合金。
- 請求項1から請求項20までのいずれか一項に記載の合金から形成された内燃機関または自動車パワートレインの構成部分。
- 請求項1から請求項20までのいずれか一項に記載の合金の高圧ダイカスティングによって製造されるエンジンブロックまたはその一部分。
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