JP2010116618A - Method for manufacturing magnesium alloy material - Google Patents

Method for manufacturing magnesium alloy material Download PDF

Info

Publication number
JP2010116618A
JP2010116618A JP2008292072A JP2008292072A JP2010116618A JP 2010116618 A JP2010116618 A JP 2010116618A JP 2008292072 A JP2008292072 A JP 2008292072A JP 2008292072 A JP2008292072 A JP 2008292072A JP 2010116618 A JP2010116618 A JP 2010116618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
magnesium alloy
forging
pass
decreasing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008292072A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5540306B2 (en
Inventor
Hiromi Miura
博己 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electro Communications NUC
Original Assignee
University of Electro Communications NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electro Communications NUC filed Critical University of Electro Communications NUC
Priority to JP2008292072A priority Critical patent/JP5540306B2/en
Publication of JP2010116618A publication Critical patent/JP2010116618A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5540306B2 publication Critical patent/JP5540306B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnesium alloy which has a higher strength than that of a conventional magnesium alloy. <P>SOLUTION: A method for manufacturing the magnesium alloy material includes the steps of: preparing a material to be worked of the magnesium alloy, which contains at least aluminum and zinc as an additive element; subjecting the material to be worked to temperature-lowering multispindle-forging treatment; and rolling the material to be worked which has been subjected to temperature-lowering multispindle-forging treatment, with a rolling reduction of 20% at the maximum. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、マグネシウム合金の製造方法に関し、特に、アルミニウムおよび亜鉛を含むマグネシウム合金の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a magnesium alloy, and more particularly to a method for producing a magnesium alloy containing aluminum and zinc.

マグネシウム合金は、軽量で比強度が高く、構造用材料としての適用が期待されている。これまで、マグネシウム合金は、電子機器用の部品として広く使用されてきたが、最近では、自動車等の構造材料としての需要が急増し始めている。特に、燃費向上のため軽量化が進む自動車分野では、マグネシウム合金は、日本国内の高級車で約5%、西欧では中級車以上で12〜13%まで使用量が増えてきている。今後は、マグネシウム合金の低価格車への適用も期待されている。   Magnesium alloys are lightweight and have high specific strength, and are expected to be applied as structural materials. Until now, magnesium alloys have been widely used as components for electronic devices, but recently, demand for structural materials for automobiles and the like has begun to increase rapidly. In particular, in the automotive field where weight reduction is in progress for improving fuel efficiency, the use of magnesium alloy has increased to about 5% for high-end cars in Japan, and 12 to 13% for middle-class cars or higher in Western Europe. In the future, application of magnesium alloy to low-priced vehicles is also expected.

しかしながら、現在使用されているマグネシウム合金は、構造用材料として十分に高い強度を有するとは言い難い。また、マグネシウム合金は、難加工性材料として知られており、加工硬化による強度向上効果は、期待し難いという問題がある。これは、マグネシウム合金は、室温での活動すべり系の数が少ない上、加工処理を行った場合、生成する集合組織により、更にすべり系の数が減少してしまうためである。従って、マグネシウム合金に対して、圧延処理等の加工を行った場合、割れ等の欠陥が生じる危険性が極めて高くなる。   However, it is difficult to say that magnesium alloys currently used have sufficiently high strength as a structural material. Magnesium alloys are known as difficult-to-work materials, and there is a problem that it is difficult to expect the strength improvement effect by work hardening. This is because a magnesium alloy has a small number of active slip systems at room temperature, and when processing is performed, the number of slip systems is further reduced due to the texture formed. Accordingly, when a process such as a rolling process is performed on the magnesium alloy, the risk of causing defects such as cracks is extremely high.

最近、このようなマグネシウム合金の加工性に関する問題に対処するため、アルミニウムと亜鉛とを含むマグネシウム合金(以下、「AZ系のマグネシウム合金」と称する)を降温多軸鍛造処理することにより、結晶粒を微細化し、これによりAZ系のマグネシウム合金の加工性を向上させることが提案されている(特許文献1)。
特開2007−291488号公報
Recently, in order to cope with the problem relating to the workability of such a magnesium alloy, a magnesium alloy containing aluminum and zinc (hereinafter referred to as “AZ-based magnesium alloy”) is subjected to a temperature-decreasing multiaxial forging process to obtain crystal grains. It has been proposed to improve the workability of AZ-based magnesium alloys (Patent Document 1).
JP 2007-291488 A

しかしながら、前述の特許文献1に記載された方法で製作されたマグネシウム合金においても、その強度(引張強度)は、最大でも320MPa程度に過ぎない。従って、より高い強度を有するマグネシウム合金が要望されている。   However, even in the magnesium alloy manufactured by the method described in Patent Document 1, the strength (tensile strength) is only about 320 MPa at the maximum. Therefore, a magnesium alloy having higher strength is desired.

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、従来のマグネシウム合金に比べて、高い強度を有するマグネシウム合金を製造する方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a background, and it aims at providing the method of manufacturing the magnesium alloy which has high intensity | strength compared with the conventional magnesium alloy.

本発明では、マグネシウム合金材料を製造する方法であって、
少なくともアルミニウムと亜鉛とを添加元素として含む、マグネシウム合金の被加工材料を準備するステップと、
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップと、
前記降温多軸鍛造処理された被加工材料を、最大20%の圧下率で圧延処理するステップと、
を有することを特徴とする方法が提供される。
In the present invention, a method for producing a magnesium alloy material,
Preparing a magnesium alloy work material containing at least aluminum and zinc as additive elements;
Subjecting the work material to a temperature-lowering multi-axis forging process;
Rolling the temperature-decreasing multiaxial forging work material at a rolling reduction of 20% at maximum;
There is provided a method characterized by comprising:

ここで、本発明による方法は、さらに、
前記圧延処理された被加工材料を、時効処理するステップを有しても良い。
Here, the method according to the invention further comprises:
You may have the step which carries out the aging treatment of the said workpiece material by which the rolling process was carried out.

また本発明による方法において、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップは、
573K〜673Kの範囲で第1回目のパスの鍛造を行い、403K〜523Kの範囲で最後のパスの鍛造を行う降温多軸鍛造処理ステップを有しても良い。
Moreover, in the method according to the present invention, the step of performing a temperature-decreasing multi-axis forging process on the work material includes
A temperature-decreasing multi-axis forging process step may be performed in which the first pass forging is performed in the range of 573K to 673K and the final pass is forged in the range of 403K to 523K.

また、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにおいて、
第N回目のパスの鍛造(Nは、1以上の整数)と、第N+1回目のパスの鍛造との温度差は、10K〜100Kの範囲にあっても良い。
Further, in the step of performing the temperature-decreasing multi-axis forging treatment of the work material,
The temperature difference between the N-th pass forging (N is an integer of 1 or more) and the N + 1-th pass forging may be in the range of 10K to 100K.

また本発明による方法において、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップは、
第N回目のパスの鍛造(Nは、1以上の整数)において、3×10−3/sec〜3×10−1/secの範囲のひずみ速度で、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップを有しても良い。
Moreover, in the method according to the present invention, the step of performing a temperature-decreasing multi-axis forging process on the work material includes
In the N-th pass forging (N is an integer of 1 or more), the workpiece is cooled at a strain rate in the range of 3 × 10 −3 / sec to 3 × 10 −1 / sec, and the temperature-lowering multiaxial forging process is performed. You may have the step to do.

また本発明による方法において、最後のパスの鍛造におけるひずみ速度は、第1回目のパスの鍛造におけるひずみ速度よりも大きくても良い。   In the method according to the present invention, the strain rate in the last pass forging may be larger than the strain rate in the first pass forging.

あるいは本発明による方法において、各パスの鍛造におけるひずみ速度は、実質的に等しくても良い。   Alternatively, in the method according to the present invention, the strain rates in the forging of each pass may be substantially equal.

また本発明による方法において、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにより、前記被加工材料に、1.0〜6.4の範囲の総歪み量が導入されても良い。   Further, in the method according to the present invention, a total strain amount in the range of 1.0 to 6.4 may be introduced into the work material by the step of performing the temperature-decreasing multiaxial forging process on the work material.

また本発明による方法において、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにより、平均結晶粒径が最大2μm以下の被加工材料が得られても良い。   In the method according to the present invention, a workpiece having an average crystal grain size of 2 μm or less may be obtained by subjecting the workpiece to a temperature-decreasing multiaxial forging process.

また本発明による方法において、前記圧延処理するステップは、室温で実施されても良い。   In the method according to the present invention, the rolling step may be performed at room temperature.

また本発明による方法において、前記時効処理するステップは、
前記圧延処理された被加工材料を、373K〜473Kの温度範囲で時効処理するステップを有しても良い。
Also, in the method according to the present invention, the aging treatment step comprises:
You may have the step which carries out the aging process in the temperature range of 373K-473K for the said workpiece material by which the rolling process was carried out.

また本発明による方法において、前記被加工材料は、2〜10質量%のアルミニウムと、0.1〜2質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であっても良い。   In the method according to the present invention, the material to be processed may be a magnesium alloy material containing 2 to 10% by mass of aluminum and 0.1 to 2% by mass of zinc.

また前記被加工材料は、さらに、
マンガン、鉄、シリコン、銅、ニッケルおよびカルシウムからなる群から選定された少なくとも一つの元素を含んでも良い。
The material to be processed further includes
It may contain at least one element selected from the group consisting of manganese, iron, silicon, copper, nickel and calcium.

例えば、前記被加工材料は、2.5〜3.5質量%のアルミニウムと、0.6〜1.4質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であっても良い。   For example, the workpiece material may be a magnesium alloy material containing 2.5 to 3.5 mass% aluminum and 0.6 to 1.4 mass% zinc.

あるいは、前記被加工材料は、5.5〜7.2質量%のアルミニウムと、0.5〜1.5質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であっても良い。   Alternatively, the material to be processed may be a magnesium alloy material containing 5.5 to 7.2% by mass of aluminum and 0.5 to 1.5% by mass of zinc.

あるいは、前記被加工材料は、8.3〜9.7質量%のアルミニウムと、0.35〜1.0質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であっても良い。   Alternatively, the material to be processed may be a magnesium alloy material containing 8.3 to 9.7% by mass of aluminum and 0.35 to 1.0% by mass of zinc.

本発明では、従来のマグネシウム合金に比べて、高い強度を有するマグネシウム合金を製造する方法を提供することができる。   The present invention can provide a method for producing a magnesium alloy having a higher strength than conventional magnesium alloys.

以下、本発明について詳しく説明する。   The present invention will be described in detail below.

従来より、マグネシウム合金は、加工性の悪い難加工性材料として知られている。例えば、AZ系のマグネシウム合金に対して、圧延処理等の加工を行った場合、割れ等の欠陥が生じてしまう。これは、一般に、マグネシウム合金は、すべり面の数が少ない上、集合組織を形成しやすい傾向にあり、すべり変形の発生が極めて生じにくいためである。   Conventionally, magnesium alloys are known as difficult-to-process materials having poor processability. For example, when a process such as a rolling process is performed on an AZ-based magnesium alloy, defects such as cracks are generated. This is because a magnesium alloy generally has a small number of slip surfaces and tends to form a texture, and slip deformation hardly occurs.

これに対して、最近、AZ系のマグネシウム合金材料に対して、降温多軸鍛造処理を行い、結晶粒を微細化させ、これにより、AZ系のマグネシウム合金材料の加工性を高めることが提案されている(前述の特許文献1)。なお、「降温多軸鍛造処理」については、後述する。   On the other hand, recently, it has been proposed that the AZ-based magnesium alloy material is subjected to a temperature-decreasing multiaxial forging process to refine the crystal grains, thereby improving the workability of the AZ-based magnesium alloy material. (Patent Document 1 mentioned above). The “temperature-decreasing multi-axis forging process” will be described later.

しかしながら、この方法では、得られるAZ系のマグネシウム合金材料の加工性は改善されるものの、強度の向上効果は、不十分であり、さらなる強度向上が求められている(引張強度は、最大でも300〜400MPa程度)。   However, in this method, although the workability of the obtained AZ-based magnesium alloy material is improved, the strength improvement effect is insufficient, and further strength improvement is required (the tensile strength is 300 at the maximum). About 400 MPa).

このような背景の下、本願発明者らは、マグネシウム合金材料の強度向上技術について鋭意研究を進め、降温多軸鍛造処理後のマグネシウム合金材料に、さらに冷間圧延処理を適用することにより、材料の強度を向上することができる可能性があるとの思いに至った。ただし、これまで、難加工性のマグネシウム合金材料に対して、冷間圧延を実施した例はほとんどなく、冷間圧延加工がどの程度まで可能であるかについては、不明であった。さらに、その後の塑性加工が困難であるため、冷間圧延による強度上昇が避けられてきた背景がある。そこで、本願発明者らは、実際に、様々な条件下でマグネシウム合金材料の降温多軸鍛造処理を実施するとともに、得られたマグネシウム合金材料に対して、様々な条件下で、冷間圧延処理を行う実験を繰り返した。その結果、降温多軸鍛造処理後のマグネシウム合金材料に対しては、最大20%までの冷間圧延処理が可能であり、このような処理を行うことより、実際に材料の強度が向上すること、および、例えば、引張伸びが損なわれないことを見出し、本願発明に至った。   Under such a background, the inventors of the present application proceeded with earnest research on the strength improvement technology of the magnesium alloy material, and further applied a cold rolling process to the magnesium alloy material after the temperature-decreasing multi-axis forging process, thereby obtaining a material. It came to the thought that there was a possibility that it could improve the strength. However, until now, there have been few examples of cold rolling on difficult-to-work magnesium alloy materials, and it has been unclear how far cold rolling is possible. Furthermore, since subsequent plastic working is difficult, there is a background that an increase in strength due to cold rolling has been avoided. Therefore, the inventors of the present application actually perform a temperature-decreasing multi-axis forging process of the magnesium alloy material under various conditions, and the cold rolling process is performed on the obtained magnesium alloy material under various conditions. The experiment was repeated. As a result, the magnesium alloy material after the temperature-decreasing multi-axis forging process can be cold-rolled up to a maximum of 20%. By performing such a process, the strength of the material is actually improved. And, for example, the inventors found that the tensile elongation is not impaired and reached the present invention.

すなわち、本発明では、マグネシウム合金材料を製造する方法であって、
少なくともアルミニウムと亜鉛とを添加元素として含む、マグネシウム合金の被加工材料を準備するステップと、
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップと、
前記降温多軸鍛造処理された被加工材料を、最大20%の圧下率で圧延処理するステップと、
を有することを特徴とする方法が提供される。
That is, in the present invention, a method for producing a magnesium alloy material,
Preparing a magnesium alloy work material containing at least aluminum and zinc as additive elements;
Subjecting the work material to a temperature-lowering multi-axis forging process;
Rolling the temperature-decreasing multiaxial forging work material at a rolling reduction of 20% at maximum;
There is provided a method characterized by comprising:

本発明による方法で得られるマグネシウム合金材料は、従来の降温多軸鍛造処理された同合金に比べて、有意に高い強度を示す。   The magnesium alloy material obtained by the method according to the present invention exhibits significantly higher strength than the conventional alloy that has been subjected to the temperature-decreasing multiaxial forging process.

図1には、本発明による方法で得られたAZ系のマグネシウム合金サンプル(AZ61)の、室温における引張試験結果の一例を示す。試験の際のひずみ速度は、8.3×10−2/secとした。なお、降温多軸鍛造処理直後の材料の平均結晶粒径は、約2μm以下であった。また合金サンプルの圧延処理時の圧下率は、15%とした。 FIG. 1 shows an example of a tensile test result at room temperature of an AZ-based magnesium alloy sample (AZ61) obtained by the method according to the present invention. The strain rate during the test was 8.3 × 10 −2 / sec. In addition, the average crystal grain size of the material immediately after the temperature-decreasing multiaxial forging process was about 2 μm or less. The rolling reduction rate during the rolling process of the alloy sample was 15%.

この図から、本発明による方法で得られた合金サンプルでは、引張強度が約450MPaを超え、極めて良好な強度が得られることがわかる。   From this figure, it can be seen that the alloy sample obtained by the method according to the present invention has a tensile strength exceeding about 450 MPa and an extremely good strength can be obtained.

また、図において、本発明の合金サンプルは、約30%程度の伸びを示すことがわかる。一般に、降温多軸鍛造処理後のAZ系のマグネシウム合金材料の伸びは、20%程度である。従って、本発明による方法では、マグネシウム合金材料の強度の向上の他、加工性の改善にも効果があることがわかる。これは、一般的な粗粒マグネシウム合金材料とは全く異なる特徴であり、超微細粒マグネシウム合金の特徴である。   In the figure, it can be seen that the alloy sample of the present invention exhibits an elongation of about 30%. Generally, the elongation of the AZ-based magnesium alloy material after the temperature-decreasing multiaxial forging process is about 20%. Therefore, it can be seen that the method according to the present invention is effective in improving the workability as well as improving the strength of the magnesium alloy material. This is a characteristic completely different from a general coarse-grained magnesium alloy material, and is a characteristic of an ultrafine-grained magnesium alloy.

なお、本発明による方法においては、降温多軸鍛造されたマグネシウム合金材料を、最大20%の圧下率で圧延処理した後、さらに、時効処理を行うことが好ましい。これにより、マグネシウム合金材料の強度は、より一層向上する。   In the method according to the present invention, it is preferable to perform an aging treatment after rolling the magnesium alloy material that has been subjected to temperature-decreasing multiaxial forging at a rolling reduction of 20% at the maximum. Thereby, the strength of the magnesium alloy material is further improved.

図2には、そのような合金サンプルを用いて実施した、図1と同様の条件による引張試験結果の一例を示す。この合金サンプルは、図1の試験に用いた合金サンプルに対して、約423Kで1時間、時効処理を行ったものである。この図から、時効処理ステップを追加することにより、合金サンプルの強度がさらに向上することがわかる。   FIG. 2 shows an example of a tensile test result performed using such an alloy sample under the same conditions as in FIG. This alloy sample was obtained by subjecting the alloy sample used in the test of FIG. 1 to an aging treatment at about 423 K for 1 hour. From this figure, it can be seen that the strength of the alloy sample is further improved by adding an aging treatment step.

このように、本発明による方法では、従来の降温多軸鍛造処理された材料に比べて、有意に高い強度を有するマグネシウム合金材料を得ることができる。   Thus, in the method according to the present invention, a magnesium alloy material having a significantly higher strength can be obtained as compared with a material subjected to conventional temperature-decreasing multiaxial forging treatment.

(本発明によるマグネシウム合金材料の製造方法)
以下、図面により本発明について詳しく説明する。図3には、本発明によるマグネシウム合金を製造する方法のフローチャートの一例を示す。
(Manufacturing method of magnesium alloy material according to the present invention)
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 3, an example of the flowchart of the method of manufacturing the magnesium alloy by this invention is shown.

図3に示すように、本発明による方法は、AZ系のマグネシウム合金からなる被加工材料を準備するステップS110と、被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップS120と、降温多軸鍛造処理後の材料を冷間圧延処理するステップS130とを有する。また、前述のように、本発明による方法は、さらに任意で、冷間圧延処理された材料を時効処理するステップS140を含んでも良い。   As shown in FIG. 3, the method according to the present invention includes a step S110 for preparing a work material made of an AZ-based magnesium alloy, a step S120 for performing a temperature lowering multiaxial forging process on the work material, and a temperature lowering multiaxial forging process. Step S130 for cold rolling the material. Further, as described above, the method according to the present invention may further optionally include step S140 of aging the cold-rolled material.

以下、各ステップについて、詳しく説明する。   Hereinafter, each step will be described in detail.

(1.被加工材料を準備するステップ)
まず最初に、AZ系のマグネシウム合金からなる被加工材料が準備される。この被加工材料は、AZ系のマグネシウム合金(すなわちアルミニウムと亜鉛とを含むマグネシウム合金)である限り、いかなるマグネシウム合金であっても良く、その組成は、特に限られない。例えば、被加工材料は、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、シリコン(Si)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、および/またはカルシウム(Ca)等の元素を含んでも良い。
(1. Step of preparing work material)
First, a work material made of an AZ-based magnesium alloy is prepared. The material to be processed may be any magnesium alloy as long as it is an AZ-based magnesium alloy (that is, a magnesium alloy containing aluminum and zinc), and the composition is not particularly limited. For example, the work material may include elements such as manganese (Mn), iron (Fe), silicon (Si), copper (Cu), nickel (Ni), and / or calcium (Ca).

被加工材料は、例えば、約3質量%のアルミニウムと約1質量%の亜鉛を含むマグネシウム合金(AZ31合金)、約6質量%のアルミニウムと約1質量%の亜鉛を含むマグネシウム合金(AZ61合金)、約8質量%のアルミニウムと約1質量%未満の亜鉛を含むマグネシウム合金(AZ80合金)、または約9質量%のアルミニウムと約1質量%の亜鉛を含むマグネシウム合金(AZ91合金)等であっても良い。   The material to be processed is, for example, a magnesium alloy (AZ31 alloy) containing about 3 mass% aluminum and about 1 mass% zinc, a magnesium alloy containing about 6 mass% aluminum and about 1 mass% zinc (AZ61 alloy). A magnesium alloy (AZ80 alloy) containing about 8 wt% aluminum and less than about 1 wt% zinc, or a magnesium alloy containing about 9 wt% aluminum and about 1 wt% zinc (AZ91 alloy), etc. Also good.

AZ31合金の例としては、例えば、さらに0.20〜1.0質量%のMnを含むAZ31B、または0.025〜0.06質量%のCaを含むAZ31Mがある。AZ61合金は、例えば、0.15〜0.40質量%のMnを含んでも良い。AZ80合金は、例えば、0.10〜0.40質量%のMnを含んでも良い。AZ91合金は、例えば、0.15質量%以上のMnを含んでも良い。   Examples of the AZ31 alloy include AZ31B further containing 0.20 to 1.0% by mass of Mn or AZ31M containing 0.025 to 0.06% by mass of Ca. The AZ61 alloy may contain, for example, 0.15 to 0.40 mass% of Mn. The AZ80 alloy may contain, for example, 0.10 to 0.40 mass% of Mn. The AZ91 alloy may contain, for example, 0.15% by mass or more of Mn.

被加工材料の平均結晶粒径は、特に限られないが、平均結晶粒径が大きい被加工材料ほど、次工程の降温多軸鍛造処理ステップにおいて、より多くの歪みを被加工材料に導入する必要が生じる。そうでなければ、降温多軸鍛造処理後に、微細な結晶粒からなるマグネシウム合金組織を得ることができないからである。   The average crystal grain size of the work material is not particularly limited. However, the work material having a larger average crystal grain size needs to introduce more strain into the work material in the subsequent cooling down multi-axis forging process step. Occurs. Otherwise, a magnesium alloy structure composed of fine crystal grains cannot be obtained after the temperature-decreasing multiaxial forging process.

なお、本願において、「平均結晶粒径」は、光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡を用い、直線横断法により測定した値である。   In the present application, the “average crystal grain size” is a value measured by a linear crossing method using an optical microscope and a transmission electron microscope.

(2.降温多軸鍛造処理ステップ)
次に、前述の被加工材料が降温多軸鍛造処理される。
(2. Falling temperature multi-axis forging process step)
Next, the above-mentioned work material is subjected to a temperature-decreasing multi-axis forging process.

ここで、「降温多軸鍛造処理」とは、「多軸鍛造処理」の各鍛造毎に、被加工材料の温度を、徐々にあるいはステップ状に低下させながら、「多軸鍛造処理」を行う方法の総称を意味する。また、「多軸鍛造処理」とは、1方向での鍛造処理毎に、長軸方向が圧縮方向となるようにして、被加工材料の鍛造方向を変えて圧縮を繰り返す加工処理方法を言う。   Here, “temperature-decreasing multi-axis forging process” means performing “multi-axis forging process” while gradually or stepwise reducing the temperature of the work material for each forging of “multi-axis forging process”. Means the generic name of the method. The “multi-axis forging process” refers to a processing method that repeats compression by changing the forging direction of the work material so that the major axis direction becomes the compression direction for each forging process in one direction.

このような「降温多軸鍛造処理」方法の特徴をより良く理解するため、まず最初に、図4を参照して、「多軸鍛造処理」方法の具体例を説明する。   In order to better understand the characteristics of such a “temperature-decreasing multi-axis forging process” method, first, a specific example of the “multi-axis forging process” method will be described with reference to FIG.

図4は、多軸鍛造処理方法を概略的に説明する図である。まず最初に、図4(1)に示すような矩形状の被加工材料4が準備される。次に、この被加工材料4が第1の方向(X軸方向)に沿って鍛造される(第1のパス)。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the multi-axis forging method. First, a rectangular work material 4 as shown in FIG. 4A is prepared. Next, the work material 4 is forged along the first direction (X-axis direction) (first pass).

次に図4(2)に示すように、被加工材料4が第2の方向(Y軸方向)に沿って鍛造される(第2のパス)。さらに、図4(3)に示すように、被加工材料4が第3の方向(Z軸方向)に沿って鍛造される(第3のパス)。3回分のパスによって、被加工材料4は、外観上、実質的に最初の形状に戻る(図4(4))。   Next, as shown in FIG. 4B, the work material 4 is forged along the second direction (Y-axis direction) (second pass). Further, as shown in FIG. 4 (3), the work material 4 is forged along the third direction (Z-axis direction) (third pass). The material 4 to be processed returns to the initial shape in appearance by three passes (FIG. 4 (4)).

ここで、被加工材料4のアスペクト比は、図4(1)〜(3)に示す各圧縮軸方向(X、YおよびZ方向)からの鍛造による圧縮率によって決まる。換言すれば、被加工材料4のアスペクト比は、採用するパス毎の圧縮率によって変化させることができる。例えば、図4の例では、被加工材料4のアスペクト比は、1.0(Z方向):1.49(Y方向):2.22(X方向)となっており、これは、各方向での1回のパスにおいて、被加工材料4に導入される加工ひずみεが、いずれも0.8の場合に相当する。従って、図4の例において、被加工材料4に導入される総ひずみ量Σεを3.2とするには、合計4パスの加工処理が必要ということになる。   Here, the aspect ratio of the work material 4 is determined by the compression ratio by forging from each compression axis direction (X, Y, and Z directions) shown in FIGS. In other words, the aspect ratio of the work material 4 can be changed by the compression rate for each pass to be adopted. For example, in the example of FIG. 4, the aspect ratio of the workpiece 4 is 1.0 (Z direction): 1.49 (Y direction): 2.22 (X direction). This corresponds to the case where the processing strain ε introduced into the workpiece 4 is 0.8 in one pass. Therefore, in the example of FIG. 4, in order to set the total strain amount Σε introduced into the workpiece 4 to 3.2, a total of four passes of processing is necessary.

なお、ここで示した加工ひずみεおよび総ひずみ量Σεの数値が一例に過ぎないことは、当業者には明らかである。この処理により導入される総ひずみ量Σεは、1.0〜6.4の範囲であることが好ましく、例えば、1.2〜4.0の範囲である。   It is obvious to those skilled in the art that the numerical values of the processing strain ε and the total strain amount Σε shown here are only examples. The total strain amount Σε introduced by this treatment is preferably in the range of 1.0 to 6.4, for example, in the range of 1.2 to 4.0.

一般に、このような「多軸鍛造処理」方法では、被加工材料4中に大きなひずみが導入され、微細な結晶粒からなる組織を得ることができる。   In general, in such a “multi-axis forging process” method, a large strain is introduced into the work material 4 and a structure composed of fine crystal grains can be obtained.

しかしながら、AZ系のマグネシウム合金材料のような、難加工性のマグネシウム合金材料の場合、一定温度下で「多軸鍛造処理」を行っても、微細な結晶粒を均一な状態で得、さらに強度を上昇させることは極めて難しいという問題がある。   However, in the case of a difficult-to-process magnesium alloy material such as an AZ-based magnesium alloy material, even if the “multi-axis forging process” is performed at a constant temperature, fine crystal grains can be obtained in a uniform state and further improved in strength. There is a problem that it is extremely difficult to raise.

従って本発明では、「降温多軸鍛造処理」方法が適用される。図5には、「降温多軸鍛造処理」方法における、処理温度とパス(時間)の関係を模式的に示す。   Therefore, in the present invention, the “temperature-decreasing multi-axis forging process” method is applied. FIG. 5 schematically shows the relationship between the processing temperature and the pass (time) in the “temperature-decreasing multi-axis forging process” method.

降温多軸鍛造処理において、第1回目のパスは、温度Tで実施される。次に、第2回目のパスは、温度T(T<T)で実施される。以下同様に、各温度Tで第N回目のパスが実施され、最後に温度Tで、最後のパスが実施される。 In cooling multiaxial forging, the first pass is carried out at a temperature T 1. Next, the second pass is performed at a temperature T 2 (T 2 <T 1 ). Similarly, the N-th pass is performed at each temperature T N , and finally the last pass is performed at the temperature T L.

この方法では、鍛造処理の際の温度をパス毎に低下させて、マグネシウム合金の多軸鍛造処理を行うため、微細な結晶粒からなる均一組織を比較的容易に形成することができる。   In this method, since the temperature during the forging process is lowered for each pass and the multi-axis forging process of the magnesium alloy is performed, a uniform structure composed of fine crystal grains can be formed relatively easily.

第1回目のパスの際の温度Tは、例えば、573K〜673Kの範囲である。また、最終パスの際の温度Tは、例えば、403K〜523Kの範囲であり、各パス間の温度差ΔTは、例えば10K〜100Kの範囲である。なお、各パス間の温度差ΔTは、一定であっても、パスとともに変化しても良い。 Temperatures T 1 during the first time pass, for example, in the range of 573K~673K. Further, the temperature TL at the final pass is, for example, in the range of 403K to 523K, and the temperature difference ΔT between the passes is, for example, in the range of 10K to 100K. Note that the temperature difference ΔT between the passes may be constant or may change with the passes.

なおこれらの温度の例は、一例であって、合金材料の結晶粒の微細化に適した、いかなる温度条件を利用しても良いことは、当業者には明らかであろう。   It will be apparent to those skilled in the art that these temperature examples are merely examples, and any temperature conditions suitable for refining the crystal grains of the alloy material may be used.

なお本発明では、「降温多軸鍛造処理」における各パスのひずみ速度は、通常、3×10−3/sec〜3×10−1/secの範囲である。 In the present invention, the strain rate of each pass in the “cooling multiaxial forging process” is usually in the range of 3 × 10 −3 / sec to 3 × 10 −1 / sec.

このひずみ速度は、各パスにおいて実質的に一定であっても良い。   This strain rate may be substantially constant in each pass.

あるいは、最後のパスの鍛造におけるひずみ速度は、第1回目のパスの鍛造におけるひずみ速度よりも大きくても良い。通常の場合、鍛造パスを繰り返す度に、材料の結晶粒は、微細化する。従って、最後のパスまたはこの近傍のパスでは、第1回目のパスよりも大きなひずみ速度で処理を実施しても、材料にクラックやワレが生じる危険性は少ない。また、これにより、より迅速な「降温多軸鍛造処理」処理が可能になる。   Alternatively, the strain rate in the last pass forging may be larger than the strain rate in the first pass forging. In normal cases, the crystal grains of the material are refined every time the forging pass is repeated. Therefore, in the last pass or a pass in the vicinity thereof, even if processing is performed at a strain rate larger than that in the first pass, there is little risk that the material will crack or crack. In addition, this makes it possible to perform the “temperature-decreasing multi-axis forging process” more quickly.

なお、前述の表現では、第1回目のパスと最後のパスにおけるひずみ速度の関係しか、示されていない。しかしながら、材料にクラックやワレが生じない限り、この間の各パスにおけるひずみ速度の関係が、いかなる関係であっても良いことは、当業者には明らかであろう。例えば、2回目以降のパスの鍛造におけるひずみ速度は、第1回目のパスの鍛造におけるひずみ速度よりも大きくても良い。また、例えば、ひずみ速度は、パス毎に徐々に(線形的にまたは非線形的に)上昇させても良い。あるいは、ひずみ速度は、最初の数回のパスは、比較的小さなひずみ速度(例えば、10−3/secのオーダー)で実施し、次の数回のパスは、中程度のひずみ速度(例えば、10−2/secのオーダー)で実施し、最後の数回のパスは、比較的大きなひずみ速度(例えば、10−1/secのオーダー)で実施するなど、「不連続」に変化させても良い。 In the above expression, only the relationship between the strain rate in the first pass and the last pass is shown. However, it will be apparent to those skilled in the art that the relationship between strain rates in each pass during this period may be any relationship as long as the material does not crack or crack. For example, the strain rate in the second and subsequent passes of forging may be greater than the strain rate in the first pass of forging. Further, for example, the strain rate may be gradually increased (linearly or nonlinearly) for each pass. Alternatively, the first few passes are performed at a relatively low strain rate (eg, on the order of 10 −3 / sec) for the first few passes, and the next few passes are moderate strain rates (eg, 10-2 was performed in / sec order), the last few passes, the relatively large strain rate (for example, carried out in 10 -1 / sec order), be changed to "discontinuous" good.

この「降温多軸鍛造処理」後に得られる被加工材料の平均結晶粒径は、例えば、2μm以下、あるいは1μm以下(例えば、0.8μm)である。なお、2μmを超える平均結晶粒径を有する被加工材料では、次の冷間圧延処理ステップの際に、材料にクラックやワレが生じる危険性が高くなる可能性がある。   The average crystal grain size of the work material obtained after the “temperature-decreasing multiaxial forging process” is, for example, 2 μm or less, or 1 μm or less (for example, 0.8 μm). In addition, in the work material having an average crystal grain size exceeding 2 μm, there is a possibility that the risk of causing cracks and cracks in the material during the next cold rolling process step is increased.

(3.冷間圧延処理ステップ)
次に、鍛造処理された材料が冷間圧延処理される。冷間圧延処理の方法は、特に限られず、例えば、従来のような、搬送ベルトを用いて、1組の圧延ロールの間に被加工材料を通し、被加工材料を圧延する方法(いわゆるロール圧延法)等が使用されても良い。冷間圧延処理の温度は、特に限られず、例えば、室温である。圧延速度(搬送ベルトによる材料の送り速度)は、これに限られるものではないが、例えば、約1×10−1cm/秒程度である。
(3. Cold rolling process step)
Next, the forged material is cold-rolled. The method of the cold rolling treatment is not particularly limited. For example, a conventional method of rolling a work material by passing the work material between a pair of rolling rolls using a conveyor belt (so-called roll rolling). Or the like) may be used. The temperature of the cold rolling treatment is not particularly limited, and is, for example, room temperature. The rolling speed (material feed speed by the conveyor belt) is not limited to this, but is, for example, about 1 × 10 −1 cm / second.

図6には、降温多軸鍛造処理後のマグネシウム合金サンプルに対する各圧下率での冷間圧延処理後の硬さ変化を示す。冷間圧延処理は、室温で実施した。三角のシンボルは、降温多軸鍛造処理を2パス実施後のサンプル(AZ61マグネシウム合金)による結果を表しており、丸および四角形のシンボルは、それぞれ、降温多軸鍛造処理を合計4パスおよび5パス実施した後のサンプル(AZ61マグネシウム合金)での結果を表している。   In FIG. 6, the hardness change after the cold rolling process in each rolling reduction with respect to the magnesium alloy sample after a temperature fall multiaxial forge process is shown. The cold rolling process was performed at room temperature. The triangle symbol represents the result of the sample (AZ61 magnesium alloy) after two passes of the temperature-decreasing multi-axis forging process, and the round and square symbols represent the total of four passes and five passes of the temperature-decreasing multi-axis forging process, respectively. The result in the sample (AZ61 magnesium alloy) after implementation is shown.

図に示すように、いずれの降温多軸鍛造処理のパス数においても、冷間圧延処理時の圧下率の上昇により、材料の硬度が増加していることがわかる。なお図において、降温多軸鍛造処理のパス数が多いサンプルほど、冷間圧延処理前の材料の硬度が上昇しているが、これは、降温多軸鍛造処理の繰り返しにより、結晶粒が微細化されたことによるものである。例えば、圧延処理直前(すなわち降温多軸鍛造処理後)のサンプルの平均結晶粒径は、それぞれ、0.8μm(四角印:5パス)、1.20μm(丸印:4パス)、および3.7μm(三角印:2パス)であった。   As shown in the figure, it can be seen that the hardness of the material is increased due to the increase in the rolling reduction during the cold rolling process in any number of passes in the temperature-decreasing multiaxial forging process. In the figure, the hardness of the material before the cold rolling process increases as the number of passes in the temperature-decreasing multi-axis forging process increases. This is because the crystal grains are refined by repeating the temperature-decreasing multi-axis forging process. It is because it was done. For example, the average crystal grain sizes of the samples immediately before the rolling process (that is, after the temperature-decreasing multiaxial forging process) are 0.8 μm (square mark: 5 passes), 1.20 μm (circle mark: 4 passes), and 3. 7 μm (triangle mark: 2 passes).

このような材料の硬度上昇は、従来より加工が難しいと言われてきたマグネシウム合金においても、降温多軸鍛造処理後の適正な追加圧延処理により、加工硬化の効果、さらには強度の向上を図ることができることを示すものである。   Even in the case of magnesium alloys, which have been said to be harder to process than before, the increase in hardness of such materials is intended to improve the work hardening effect and further improve the strength by appropriate additional rolling after the temperature-decreasing multi-axis forging process. It shows that it can be done.

このように、本発明では、降温多軸鍛造処理されたマグネシウム合金材料を冷間圧延処理することにより、材料の強度をより向上させることができる。   Thus, in this invention, the intensity | strength of material can be improved more by carrying out the cold rolling process of the magnesium alloy material by which the temperature fall multiaxial forge process was carried out.

ここで、本発明では、冷間圧延処理による材料の圧下率は、約20%以下に抑制される。20%を超える圧下率では、冷間圧延処理後に、材料にクラックやワレが生じる危険性が高くなるからである。また、冷間圧延処理による材料の圧下率は、5%以上であることが好ましい。5%を下回ると、冷間圧延処理の効果が小さくなる。   Here, in the present invention, the reduction ratio of the material by the cold rolling process is suppressed to about 20% or less. This is because when the rolling reduction exceeds 20%, there is a high risk that the material will be cracked or cracked after the cold rolling process. Moreover, it is preferable that the reduction rate of the material by the cold rolling process is 5% or more. If it is less than 5%, the effect of the cold rolling treatment is reduced.

(4.時効処理ステップ)
次に、必要な場合、冷間圧延処理された材料が、さらに時効処理されても良い。時効処理の温度は、これに限られるものではないが、例えば、373K〜473Kの範囲である。また、時効処理の時間は、これに限られるものではないが、例えば、数分〜数時間の範囲である。時効処理は、例えば、オイルバス中で実施されても良い。
(4. Aging process step)
Next, if necessary, the cold-rolled material may be further aged. Although the temperature of an aging treatment is not restricted to this, For example, it is the range of 373K-473K. Moreover, the time of an aging treatment is not limited to this, For example, it is the range of several minutes-several hours. The aging treatment may be performed, for example, in an oil bath.

このような工程を経て、高い強度を有するマグネシウム合金材料を得ることができる。   Through such steps, a magnesium alloy material having high strength can be obtained.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
表1に示す組成のAZ系のマグネシウム合金材料(大阪冨士工業株式会社製:AZ61)を準備した。合金材料の寸法は、縦(X方向)31mm×横(Y方向)21mm×高さ(Z方向)14mmである。平均結晶粒径は、約57μmであった。
Example 1
An AZ-based magnesium alloy material (Osaka Fuji Industrial Co., Ltd .: AZ61) having the composition shown in Table 1 was prepared. The dimensions of the alloy material are vertical (X direction) 31 mm × horizontal (Y direction) 21 mm × height (Z direction) 14 mm. The average grain size was about 57 μm.

Figure 2010116618
次に、この合金材料を用いて、降温多軸鍛造処理を実施した。まず最初に、温度623Kで、合金材料の縦方向(X方向)に沿って、合金材料を鍛造した(第1パス)。第1パスにより導入された歪み量εは、0.8であった(すなわち、鍛造後のX方向の寸法は、14mm)。次に、合金材料の横方向(Y方向)に沿って、温度573Kで、合金材料を鍛造した(第2パス)。第2パスにより導入された歪み量εは、0.8であった(すなわち、鍛造後のY方向の寸法は、14mm)。次に、合金材料の高さ方向(Z方向)に沿って、温度523Kで、合金材料を鍛造した(第3パス)。第3パスにより導入された歪み量εは、0.8であった(すなわち、鍛造後のZ方向の寸法は、14mm)。次に、再度合金材料の縦方向(X方向)に沿って、温度503Kで、合金材料を鍛造した(第4パス)。第4パスにより導入された歪みεは、0.8であった。以上の降温多軸鍛造工程により、合金材料には、合計3.2の累積歪みΣεが導入された。各パスにおいて、ひずみ速度は、いずれも3×10−/secとした。
Figure 2010116618
Next, a temperature-decreasing multiaxial forging process was performed using this alloy material. First, the alloy material was forged at a temperature of 623 K along the longitudinal direction (X direction) of the alloy material (first pass). The strain amount ε introduced by the first pass was 0.8 (that is, the dimension in the X direction after forging was 14 mm). Next, the alloy material was forged at a temperature of 573 K along the transverse direction (Y direction) of the alloy material (second pass). The strain amount ε introduced by the second pass was 0.8 (that is, the dimension in the Y direction after forging was 14 mm). Next, the alloy material was forged at a temperature of 523 K along the height direction (Z direction) of the alloy material (third pass). The strain amount ε introduced by the third pass was 0.8 (that is, the dimension in the Z direction after forging was 14 mm). Next, the alloy material was forged again at a temperature of 503 K along the longitudinal direction (X direction) of the alloy material (fourth pass). The strain ε introduced by the fourth pass was 0.8. Through the above temperature-decreasing multiaxial forging process, a total of 3.2 cumulative strain Σε was introduced into the alloy material. In each pass, the strain rate was 3 × 10 −3 / sec.

なお、降温多軸鍛造処理後の合金材料の平均結晶粒径は、1.2μm程度であった。   The average crystal grain size of the alloy material after the temperature-decreasing multiaxial forging process was about 1.2 μm.

次に、得られた合金材料を用いて、冷間圧延処理を行った。冷間圧延処理は、室温における従来のロール圧延法により実施し、圧下率は、15%とした。   Next, cold rolling treatment was performed using the obtained alloy material. The cold rolling treatment was performed by a conventional roll rolling method at room temperature, and the reduction rate was 15%.

次に、圧延後の合金材料を用いて、時効処理を実施した。時効処理は、温度423Kのオイルバス中に、1時間、圧延後の合金材料を保持することにより実施した。   Next, an aging treatment was performed using the alloy material after rolling. The aging treatment was performed by holding the rolled alloy material for 1 hour in an oil bath having a temperature of 423K.

以上の工程を経て、実施例1に係るサンプルが得られた。   The sample according to Example 1 was obtained through the above steps.

(実施例2)
実施例1と同様の方法により、実施例2に係るサンプルを作製した。ただし、この実施例2では、圧延後の合金材料に対して、時効処理は、実施しなかった。
(Example 2)
A sample according to Example 2 was produced in the same manner as in Example 1. However, in this Example 2, the aging treatment was not performed on the alloy material after rolling.

(比較例1)
表1に示す組成のAZ系のマグネシウム合金材料(大阪冨士工業株式会社製:AZ61)を準備した。合金材料の寸法は、縦(X方向)31mm×横(Y方向)21mm×高さ(Z方向)14mmである。平均結晶粒径は、約57μmであった。
(Comparative Example 1)
An AZ-based magnesium alloy material (Osaka Fuji Industrial Co., Ltd .: AZ61) having the composition shown in Table 1 was prepared. The dimensions of the alloy material are vertical (X direction) 31 mm × horizontal (Y direction) 21 mm × height (Z direction) 14 mm. The average grain size was about 57 μm.

次に、この合金材料を用いて、実施例1と同様の条件により、合計4パスの降温多軸鍛造処理を実施した。累積歪みΣεは、3.2であった。各パスにおいて、ひずみ速度は、いずれも3×10−/secとした。また降温多軸鍛造処理後の合金材料の平均結晶粒径は、1.2μm程度であった。 Next, using this alloy material, a temperature-decreasing multiaxial forging process of a total of 4 passes was performed under the same conditions as in Example 1. The cumulative strain Σε was 3.2. In each pass, the strain rate was 3 × 10 −3 / sec. The average crystal grain size of the alloy material after the temperature-decreasing multiaxial forging process was about 1.2 μm.

このようにして得られた合金サンプルを比較例1に係るサンプルと称する。なお比較例1に係るサンプルでは、冷間圧延処理および時効処理は、実施していない。   The alloy sample thus obtained is referred to as a sample according to Comparative Example 1. In the sample according to Comparative Example 1, the cold rolling process and the aging process are not performed.

(比較例2)
比較例1に係るサンプルを用いて、時効処理を実施した。時効処理は、温度423Kのオイルバス中に、1時間、圧延後の合金材料を保持することにより実施した。
(Comparative Example 2)
An aging treatment was performed using the sample according to Comparative Example 1. The aging treatment was performed by holding the rolled alloy material for 1 hour in an oil bath having a temperature of 423K.

このようにして得られた合金サンプルを比較例2に係るサンプルと称する。   The alloy sample thus obtained is referred to as a sample according to Comparative Example 2.

(各サンプルの強度評価)
前述の方法により作製した各サンプルを用いて、引張試験を実施した。引張試験機には、インストロン型引張試験機(型番TENSILON UCT−10T)を使用した。サンプルに加えるひずみ速度は、8.3×10−2/secとした。なお試験は、室温で実施した。
(Strength evaluation of each sample)
A tensile test was carried out using each sample produced by the method described above. An Instron type tensile tester (model number TENSILON UCT-10T) was used as the tensile tester. The strain rate applied to the sample was 8.3 × 10 −2 / sec. The test was conducted at room temperature.

図7には、各サンプルにおいて得られた結果(応力−歪み曲線)をまとめて示す。   FIG. 7 collectively shows the results (stress-strain curves) obtained for each sample.

まず、比較例1に係るサンプル(降温多軸鍛造処理のみ実施したサンプル)では、引張強度は、約400MPa程度であり、伸びは、20%程度であった。また比較例2に係るサンプル(降温多軸鍛造処理後に、時効処理を実施したサンプル)では、引張強度は、約400MPa程度で、比較例1に係るサンプルと同様であった。なお伸びは、比較例1に係るサンプルに比べて、約2倍となった。   First, in the sample according to Comparative Example 1 (sample in which only the temperature-decreasing multiaxial forging process was performed), the tensile strength was about 400 MPa and the elongation was about 20%. Further, the sample according to Comparative Example 2 (the sample subjected to the aging treatment after the temperature-decreasing multiaxial forging process) had a tensile strength of about 400 MPa, which was the same as the sample according to Comparative Example 1. The elongation was about twice that of the sample according to Comparative Example 1.

一方、実施例2に係るサンプル(降温多軸鍛造の後に、冷間圧延処理のみを実施したサンプル)では、引張強度は、約450MPa程度まで上昇した。また伸びは、比較例1の値に比べて、約1.5倍となった。また、実施例1に係るサンプル(降温多軸鍛造の後に、冷間圧延処理および時効処理を実施したサンプル)では、引張強度は、約550MPaに達した。また伸びも、比較例1に係るサンプルに比べて、約1.5倍上昇した。   On the other hand, in the sample according to Example 2 (sample in which only cold rolling treatment was performed after the temperature-decreasing multi-axis forging), the tensile strength increased to about 450 MPa. Also, the elongation was about 1.5 times that of Comparative Example 1. Further, in the sample according to Example 1 (the sample subjected to the cold rolling treatment and the aging treatment after the temperature-decreasing multiaxial forging), the tensile strength reached about 550 MPa. Also, the elongation increased about 1.5 times compared to the sample according to Comparative Example 1.

このように、実施例1、2に係るサンプルでは、いずれも比較例1、2に比べて、強度が有意に上昇することがわかった。   Thus, in the samples according to Examples 1 and 2, it was found that the strength was significantly increased as compared with Comparative Examples 1 and 2.

以上示したように、本発明による方法では、マグネシウム合金の加工性を損なうことなく、マグネシウム合金の強度を有意に向上させることができる。   As described above, according to the method of the present invention, the strength of the magnesium alloy can be significantly improved without impairing the workability of the magnesium alloy.

本発明は、マグネシウム合金の製造方法に適用することができる。   The present invention can be applied to a method for producing a magnesium alloy.

本発明による方法によって得られたマグネシウム合金の引張試験結果の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the tension test result of the magnesium alloy obtained by the method by this invention. 本発明による別の方法によって得られたマグネシウム合金の引張試験結果の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the tension test result of the magnesium alloy obtained by another method by this invention. 本発明によるマグネシウム合金の製造方法のフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart of the manufacturing method of the magnesium alloy by this invention. 多軸鍛造処理法の一例を概略的に示した図である。It is the figure which showed schematically an example of the multi-axis forge processing method. 降温多軸鍛造処理方法における温度と時間の関係の一例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically an example of the relationship between the temperature and time in the temperature fall multi-axis forge processing method. 降温多軸鍛造処理後のサンプルにおいて、冷間圧延処理の際の圧下率とサンプルの硬度の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the reduction rate in the case of a cold rolling process, and the hardness of a sample in the sample after temperature-fall multi-axis forging process. 各サンプルの引張試験結果を示した図である。It is the figure which showed the tension test result of each sample.

符号の説明Explanation of symbols

4 被加工材料   4 Work material

Claims (16)

マグネシウム合金材料を製造する方法であって、
少なくともアルミニウムと亜鉛とを添加元素として含む、マグネシウム合金の被加工材料を準備するステップと、
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップと、
前記降温多軸鍛造処理された被加工材料を、最大20%の圧下率で圧延処理するステップと、
を有することを特徴とする方法。
A method for producing a magnesium alloy material comprising:
Preparing a magnesium alloy work material containing at least aluminum and zinc as additive elements;
Subjecting the work material to a temperature-lowering multi-axis forging process;
Rolling the temperature-decreasing multiaxial forging work material at a rolling reduction of 20% at maximum;
A method characterized by comprising:
さらに、
前記圧延処理された被加工材料を、時効処理するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
further,
The method according to claim 1, further comprising the step of aging treatment of the rolled workpiece material.
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップは、
573K〜673Kの範囲で第1回目のパスの鍛造を行い、403K〜523Kの範囲で最後のパスの鍛造を行う降温多軸鍛造処理ステップを有することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
The step of subjecting the workpiece material to a temperature-decreasing multi-axis forging process includes:
The temperature-decreasing multi-axis forging process step of forging the first pass in the range of 573K to 673K and forging the final pass in the range of 403K to 523K is provided. Method.
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにおいて、
第N回目のパスの鍛造(Nは、1以上の整数)と、第N+1回目のパスの鍛造との温度差は、10K〜100Kの範囲にあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の方法。
In the step of subjecting the work material to a temperature-lowering multi-axis forging process,
The temperature difference between the forging of the Nth pass (N is an integer of 1 or more) and the forging of the (N + 1) th pass is in the range of 10K to 100K. The method as described in one.
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップは、
第N回目のパスの鍛造(Nは、1以上の整数)において、3×10−3/sec〜3×10−1/secの範囲のひずみ速度で、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
The step of subjecting the workpiece material to a temperature-decreasing multi-axis forging process includes:
In the N-th pass forging (N is an integer of 1 or more), the workpiece is cooled at a strain rate in the range of 3 × 10 −3 / sec to 3 × 10 −1 / sec, and the temperature-lowering multiaxial forging process is performed. The method according to claim 1, further comprising the step of:
最後のパスの鍛造におけるひずみ速度は、第1回目のパスの鍛造におけるひずみ速度よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 5, wherein a strain rate in the last pass forging is larger than a strain rate in the first pass forging. 各パスの鍛造におけるひずみ速度は、実質的に等しいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法。   6. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the strain rates in the forging of each pass are substantially equal. 前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにより、前記被加工材料に、1.0〜6.4の範囲の総歪み量が導入されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の方法。   The total strain amount in the range of 1.0 to 6.4 is introduced into the work material by the step of performing the temperature-decreasing multiaxial forging process on the work material. The method according to one. 前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにより、平均結晶粒径が最大2μm以下の被加工材料が得られることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the material to be processed having an average crystal grain size of 2 µm or less is obtained by performing the temperature-decreasing multiaxial forging process on the material to be processed. 前記圧延処理するステップは、室温で実施されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一つに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the rolling is performed at room temperature. 前記時効処理するステップは、
前記圧延処理された被加工材料を、373K〜473Kの温度範囲で時効処理するステップを有することを特徴とする請求項2乃至10のいずれか一つに記載の方法。
The aging treatment step includes:
The method according to any one of claims 2 to 10, further comprising the step of aging the rolled material to be processed in a temperature range of 373K to 473K.
前記被加工材料は、2〜10質量%のアルミニウムと、0.1〜2質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一つに記載の方法。   The said work material is a magnesium alloy material containing 2-10 mass% aluminum and 0.1-2 mass% zinc, It is any one of Claim 1 thru | or 11 characterized by the above-mentioned. Method. 前記被加工材料は、さらに、
マンガン、鉄、シリコン、銅、ニッケルおよびカルシウムからなる群から選定された少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
The workpiece material further includes:
13. The method of claim 12, comprising at least one element selected from the group consisting of manganese, iron, silicon, copper, nickel and calcium.
前記被加工材料は、2.5〜3.5質量%のアルミニウムと、0.6〜1.4質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。   The work material is a magnesium alloy material containing 2.5 to 3.5% by mass of aluminum and 0.6 to 1.4% by mass of zinc. the method of. 前記被加工材料は、5.5〜7.2質量%のアルミニウムと、0.5〜1.5質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。   The said work material is a magnesium alloy material containing 5.5-7.2 mass% aluminum and 0.5-1.5 mass% zinc, The Claim 12 or 13 characterized by the above-mentioned. the method of. 前記被加工材料は、8.3〜9.7質量%のアルミニウムと、0.35〜1.0質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。   14. The work material is a magnesium alloy material containing 8.3 to 9.7% by mass of aluminum and 0.35 to 1.0% by mass of zinc. the method of.
JP2008292072A 2008-11-14 2008-11-14 Method for producing a magnesium alloy material Expired - Fee Related JP5540306B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008292072A JP5540306B2 (en) 2008-11-14 2008-11-14 Method for producing a magnesium alloy material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008292072A JP5540306B2 (en) 2008-11-14 2008-11-14 Method for producing a magnesium alloy material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010116618A true JP2010116618A (en) 2010-05-27
JP5540306B2 JP5540306B2 (en) 2014-07-02

Family

ID=42304446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008292072A Expired - Fee Related JP5540306B2 (en) 2008-11-14 2008-11-14 Method for producing a magnesium alloy material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5540306B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102581058A (en) * 2012-02-27 2012-07-18 江苏诚德钢管股份有限公司 Production method for forging magnesium alloy plate under conditions of temperature reduction and large pressing quantity
CN105586553A (en) * 2016-03-18 2016-05-18 成都青元泛镁科技有限公司 Magnesium alloy stepped cooling multi-direction forging process
CN109266933A (en) * 2018-12-05 2019-01-25 吉林大学 A kind of room temperature high-strength plasticity extrusion magnesium alloy and preparation method thereof
CN109666879A (en) * 2019-02-22 2019-04-23 洛阳华陵镁业有限公司 A kind of space flight and aviation ZK61M magnesium alloy

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004115863A (en) * 2002-09-26 2004-04-15 Toyo Kohan Co Ltd Magnesium thin sheet for expansion excellent in formability and its manufacturing method
WO2004085692A1 (en) * 2003-03-26 2004-10-07 Campus Create Co., Ltd. PROCESS OF WORKING Mg ALLOY AND Mg ALLOY
JP2006130527A (en) * 2004-11-05 2006-05-25 Toyo Kohan Co Ltd Method for producing magnesium alloy sheet and magnesium alloy sheet
JP2007291488A (en) * 2006-03-30 2007-11-08 Univ Of Electro-Communications Method and device for producing magnesium alloy material, and magnesium alloy material
JP2009275274A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Magnesium alloy and method for producing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004115863A (en) * 2002-09-26 2004-04-15 Toyo Kohan Co Ltd Magnesium thin sheet for expansion excellent in formability and its manufacturing method
WO2004085692A1 (en) * 2003-03-26 2004-10-07 Campus Create Co., Ltd. PROCESS OF WORKING Mg ALLOY AND Mg ALLOY
JP2006130527A (en) * 2004-11-05 2006-05-25 Toyo Kohan Co Ltd Method for producing magnesium alloy sheet and magnesium alloy sheet
JP2007291488A (en) * 2006-03-30 2007-11-08 Univ Of Electro-Communications Method and device for producing magnesium alloy material, and magnesium alloy material
JP2009275274A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Magnesium alloy and method for producing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102581058A (en) * 2012-02-27 2012-07-18 江苏诚德钢管股份有限公司 Production method for forging magnesium alloy plate under conditions of temperature reduction and large pressing quantity
CN105586553A (en) * 2016-03-18 2016-05-18 成都青元泛镁科技有限公司 Magnesium alloy stepped cooling multi-direction forging process
CN109266933A (en) * 2018-12-05 2019-01-25 吉林大学 A kind of room temperature high-strength plasticity extrusion magnesium alloy and preparation method thereof
CN109666879A (en) * 2019-02-22 2019-04-23 洛阳华陵镁业有限公司 A kind of space flight and aviation ZK61M magnesium alloy

Also Published As

Publication number Publication date
JP5540306B2 (en) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5024705B2 (en) Magnesium alloy material and method for producing the same
JP5880811B2 (en) Magnesium alloy cast material, magnesium alloy cast coil material, magnesium alloy wrought material, magnesium alloy joint material, method for producing magnesium alloy cast material, method for producing magnesium alloy wrought material, and method for producing magnesium alloy member
JP4189687B2 (en) Magnesium alloy material
WO2012063504A1 (en) Method for subjecting difficult-to-process metal material to multiaxial forging, device for carrying out said method, and metal material
JP6860235B2 (en) Magnesium-based alloy wrought material and its manufacturing method
JP6278379B2 (en) Magnesium alloy sheet manufacturing method, magnesium alloy sheet and press-molded body using the same
JP6465338B2 (en) Magnesium alloy, magnesium alloy plate, magnesium alloy member, and method for producing magnesium alloy
JP2007291488A (en) Method and device for producing magnesium alloy material, and magnesium alloy material
JP6860236B2 (en) Magnesium-based alloy wrought material and its manufacturing method
JP5565617B2 (en) Method for producing magnesium alloy material and magnesium alloy material
EP2447381A1 (en) Magnesium alloy plate
JP2017160542A (en) Magnesium alloy casting material, magnesium alloy cast coil material, wrought magnesium alloy material, magnesium alloy member, magnesium alloy joint material, and method for producing magnesium alloy casting material
EP1645651B1 (en) Method for producing magnesium base alloy formed article
EP2453031A1 (en) Magnesium alloy plate
WO2013180122A1 (en) Magnesium alloy, magnesium alloy member and method for manufacturing same, and method for using magnesium alloy
JP5540306B2 (en) Method for producing a magnesium alloy material
JP6587174B2 (en) High toughness magnesium-based alloy extender and method for producing the same
JP2016089228A (en) Magnesium-based alloy extension material and manufacturing method therefor
JP4756974B2 (en) Ni3 (Si, Ti) -based foil and method for producing the same
JP2011099140A (en) Magnesium alloy and method for producing the same
Ding et al. Effect of finish-rolling conditions on mechanical properties and texture characteristics of AM50 alloy sheet
JP2009275274A (en) Magnesium alloy and method for producing the same
KR102069361B1 (en) Method of manufacturing for magnesium alloy sheet with improved total elongation
JP6136037B2 (en) Magnesium alloy cast material, magnesium alloy cast coil material, magnesium alloy wrought material, magnesium alloy joint material, method for producing magnesium alloy cast material, method for producing magnesium alloy wrought material, and method for producing magnesium alloy member
JP4253846B2 (en) Magnesium alloy wire, method for producing the same, and magnesium alloy molded body

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130820

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131015

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140401

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5540306

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees