JP2582027B2 - マグネシウム合金鋳物の製造方法 - Google Patents
マグネシウム合金鋳物の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特性の向上したマグネシ
ウム合金鋳物の製造方法に関し、より詳しくは鋳造欠陥
が抑制されており且つ耐熱性の向上しているマグネシウ
ム合金鋳物の製造方法に関する。
ウム合金鋳物の製造方法に関し、より詳しくは鋳造欠陥
が抑制されており且つ耐熱性の向上しているマグネシウ
ム合金鋳物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車、電機をはじめとして種々
の分野で軽量化のニーズが強く、マグネシウム合金への
関心が高まっている。しかしながら、マグネシウム合金
は水素と結合し易く、その水素に起因して気泡、熱間割
れなどの鋳造欠陥が生じ易く、健全な鋳物を得ることは
一般的に困難である。
の分野で軽量化のニーズが強く、マグネシウム合金への
関心が高まっている。しかしながら、マグネシウム合金
は水素と結合し易く、その水素に起因して気泡、熱間割
れなどの鋳造欠陥が生じ易く、健全な鋳物を得ることは
一般的に困難である。
【０００３】また、汎用のダイカスト用マグネシウム合
金として用いられているＡＺ合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−
Ｍｎ系）、ＡＭ合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系）等は１２０
℃以上では強度が低下するため自動車のエンジン回りに
は使用できないという問題がある。
金として用いられているＡＺ合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−
Ｍｎ系）、ＡＭ合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系）等は１２０
℃以上では強度が低下するため自動車のエンジン回りに
は使用できないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本
発明の目的は、気泡、熱間割れ等の鋳造欠陥が抑制され
ており、且つ同一又はほぼ同一の合金組成を有している
にもかかわらず耐熱性が向上していて１２０℃以上での
耐熱強度が改善されているマグネシウム合金鋳物の製造
方法を提供することにある。
従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本
発明の目的は、気泡、熱間割れ等の鋳造欠陥が抑制され
ており、且つ同一又はほぼ同一の合金組成を有している
にもかかわらず耐熱性が向上していて１２０℃以上での
耐熱強度が改善されているマグネシウム合金鋳物の製造
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
合金中に存在する水素がマグネシウム合金の鋳造欠陥や
耐熱性に影響を及ぼしていることに着目し、更に、カル
シウム、ストロンチウム、スカンジウム、イットリウ
ム、ランタノイド元素（例えば、ランタン、セリウム、
ミッシュメタル）、チタン、ジルコニウム等の活性金属
の水素吸蔵量が、その他の一般的な金属元素とは逆に、
高温では小さいが低温ほど大きくなることに着目し、脱
水素処理したこれらの活性金属をマグネシウム合金溶湯
に添加するか又は他の合金成分と混合し、溶解させるこ
とによって、マグネシウム合金が凝固する際に（即ち溶
湯の温度が低下する際に）放出される水素をこれらの活
性金属に吸蔵させることにより上記の課題が解決される
ことを見出し、本発明に到達した。
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
合金中に存在する水素がマグネシウム合金の鋳造欠陥や
耐熱性に影響を及ぼしていることに着目し、更に、カル
シウム、ストロンチウム、スカンジウム、イットリウ
ム、ランタノイド元素（例えば、ランタン、セリウム、
ミッシュメタル）、チタン、ジルコニウム等の活性金属
の水素吸蔵量が、その他の一般的な金属元素とは逆に、
高温では小さいが低温ほど大きくなることに着目し、脱
水素処理したこれらの活性金属をマグネシウム合金溶湯
に添加するか又は他の合金成分と混合し、溶解させるこ
とによって、マグネシウム合金が凝固する際に（即ち溶
湯の温度が低下する際に）放出される水素をこれらの活
性金属に吸蔵させることにより上記の課題が解決される
ことを見出し、本発明に到達した。
【０００６】即ち、本発明の第一の態様のマグネシウム
合金鋳物の製造方法は、カルシウム、ストロンチウム、
スカンジウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタ
ン及びジルコニウムからなる群から選ばれた活性金属を
脱水素処理して得た添加材料を、マグネシウム合金の特
性を損なわない量でマグネシウム合金溶湯に添加、混合
し、鋳造することを特徴とする。
合金鋳物の製造方法は、カルシウム、ストロンチウム、
スカンジウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタ
ン及びジルコニウムからなる群から選ばれた活性金属を
脱水素処理して得た添加材料を、マグネシウム合金の特
性を損なわない量でマグネシウム合金溶湯に添加、混合
し、鋳造することを特徴とする。
【０００７】本発明の第二の態様のマグネシウム合金鋳
物の製造方法は、カルシウム、ストロンチウム、スカン
ジウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタン及び
ジルコニウムからなる群から選ばれた活性金属を脱水素
処理して得た合金成分を、所望のマグネシウム合金組成
となる量でマグネシウム合金溶湯に添加、混合して、鋳
造することを特徴とする。
物の製造方法は、カルシウム、ストロンチウム、スカン
ジウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタン及び
ジルコニウムからなる群から選ばれた活性金属を脱水素
処理して得た合金成分を、所望のマグネシウム合金組成
となる量でマグネシウム合金溶湯に添加、混合して、鋳
造することを特徴とする。
【０００８】本発明の第三の態様のマグネシウム合金鋳
物の製造方法は、カルシウム、ストロンチウム、スカン
ジウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタン及び
ジルコニウムからなる群から選ばれた活性金属を脱水素
処理して得た合金成分と、他の合金成分とを所望のマグ
ネシウム合金組成となる量で混合し、溶解させた後、鋳
造することを特徴とする。
物の製造方法は、カルシウム、ストロンチウム、スカン
ジウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタン及び
ジルコニウムからなる群から選ばれた活性金属を脱水素
処理して得た合金成分と、他の合金成分とを所望のマグ
ネシウム合金組成となる量で混合し、溶解させた後、鋳
造することを特徴とする。
【０００９】本発明においては、上記活性金属の脱水素
処理は真空中又はアルゴン中でのアーク溶解又はマグネ
シウム合金溶湯温度以上の温度での熱処理によって実施
することが好ましい。このようにして脱水素処理した活
性金属を、一般的には冷却固化させ、粉砕した状態で用
いるが（冷却固化した状態で貯蔵し、使用に先立って粉
砕して使用してもよく、あるいは粉砕した状態で貯蔵し
たものを使用してもよい）、脱水素処理した溶湯状態の
ままでマグネシウム合金溶湯に添加することも可能であ
る。
処理は真空中又はアルゴン中でのアーク溶解又はマグネ
シウム合金溶湯温度以上の温度での熱処理によって実施
することが好ましい。このようにして脱水素処理した活
性金属を、一般的には冷却固化させ、粉砕した状態で用
いるが（冷却固化した状態で貯蔵し、使用に先立って粉
砕して使用してもよく、あるいは粉砕した状態で貯蔵し
たものを使用してもよい）、脱水素処理した溶湯状態の
ままでマグネシウム合金溶湯に添加することも可能であ
る。
【００１０】上記のように脱水素処理した活性金属を、
マグネシウム合金の鋳造欠陥が抑制され且つ耐熱性が向
上するがマグネシウム合金の所望特性が損なわれない量
で、又はマグネシウム合金の鋳造欠陥が抑制され、耐熱
性が向上し、且つマグネシウム合金にその他の所望特性
が付与される量で（即ち、合金成分として）マグネシウ
ム合金溶湯に添加、混合するか、又は他の合金成分と所
望のマグネシウム合金組成となる量で混合し、溶解させ
る。このようにして得た溶湯を鋳造し、冷却、凝固させ
ると、この際に、マグネシウムに吸蔵されていた水素が
放出されるが、この水素は添加された脱水素処理済活性
金属によって吸蔵される。
マグネシウム合金の鋳造欠陥が抑制され且つ耐熱性が向
上するがマグネシウム合金の所望特性が損なわれない量
で、又はマグネシウム合金の鋳造欠陥が抑制され、耐熱
性が向上し、且つマグネシウム合金にその他の所望特性
が付与される量で（即ち、合金成分として）マグネシウ
ム合金溶湯に添加、混合するか、又は他の合金成分と所
望のマグネシウム合金組成となる量で混合し、溶解させ
る。このようにして得た溶湯を鋳造し、冷却、凝固させ
ると、この際に、マグネシウムに吸蔵されていた水素が
放出されるが、この水素は添加された脱水素処理済活性
金属によって吸蔵される。
【００１１】このように水素が活性金属によって吸蔵さ
れることにより、マグネシウム合金中には遊離の水素が
少なくなり、その結果としてマグネシウム合金鋳物の気
泡、熱間割れ等の鋳造欠陥が抑制され、しかも、後記の
実施例からも明らかなように、同一又はほぼ同一の合金
組成を有しているにもかかわらず耐熱性が向上していて
１２０℃以上での耐熱強度が改善されることになる。
れることにより、マグネシウム合金中には遊離の水素が
少なくなり、その結果としてマグネシウム合金鋳物の気
泡、熱間割れ等の鋳造欠陥が抑制され、しかも、後記の
実施例からも明らかなように、同一又はほぼ同一の合金
組成を有しているにもかかわらず耐熱性が向上していて
１２０℃以上での耐熱強度が改善されることになる。
【００１２】なお、ＡＺ合金、ＡＭ合金などのマグネシ
ウム合金に上記のような活性金属を添加すると合金の耐
熱強度が改善されることは公知であるが、本発明の製造
方法を採用することにより、後記の実施例からも明らか
なように、合金の耐熱強度が更に改善される。
ウム合金に上記のような活性金属を添加すると合金の耐
熱強度が改善されることは公知であるが、本発明の製造
方法を採用することにより、後記の実施例からも明らか
なように、合金の耐熱強度が更に改善される。
【００１３】本発明の製造方法とは異なって、脱水素処
理されていない活性金属を用いた場合には、これらの活
性金属をマグネシウム合金溶湯に添加した時に低温から
高温になるので、マグネシウム合金溶湯に添加した際に
逆に水素を放出することになり、本発明で目的としてい
る効果は十分には達成できない。従って、本発明の製造
方法においては、脱水素処理した上記の活性金属、好ま
しくは真空中又はアルゴン中でアーク溶解させるか又は
マグネシウム合金溶湯温度以上の温度で熱処理した上記
の活性金属を用いる。
理されていない活性金属を用いた場合には、これらの活
性金属をマグネシウム合金溶湯に添加した時に低温から
高温になるので、マグネシウム合金溶湯に添加した際に
逆に水素を放出することになり、本発明で目的としてい
る効果は十分には達成できない。従って、本発明の製造
方法においては、脱水素処理した上記の活性金属、好ま
しくは真空中又はアルゴン中でアーク溶解させるか又は
マグネシウム合金溶湯温度以上の温度で熱処理した上記
の活性金属を用いる。
【００１４】
実施例１ ＡＺ９１合金（Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ−０．７Ｍｎ系）
の溶湯に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処
理したミッシュメタル（Ｍｍ）を１mass％添加した。こ
の溶湯の温度は７２０℃であり、溶湯周囲の雰囲気は１
vol％のＳＦ6を含有するアルゴンであった。Ｍｍの添
加後その溶解を確認し、撹拌し、３分間保持した後にそ
の溶湯を砂型に鋳込み、１５０mm×１５０mm×２０mmの
鋳物を得た。鋳造欠陥については、３号試験片を用いて
シャルピー衝撃試験を実施し（Ｎ＝５）、衝撃強度と破
面観察で判定した。また、ＪＩＳ４号試験片を用い、ク
ロスヘッド速度１０mm／min で引張試験を実施した（Ｎ
＝３）。その結果は表１に示す通りであった。
の溶湯に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処
理したミッシュメタル（Ｍｍ）を１mass％添加した。こ
の溶湯の温度は７２０℃であり、溶湯周囲の雰囲気は１
vol％のＳＦ6を含有するアルゴンであった。Ｍｍの添
加後その溶解を確認し、撹拌し、３分間保持した後にそ
の溶湯を砂型に鋳込み、１５０mm×１５０mm×２０mmの
鋳物を得た。鋳造欠陥については、３号試験片を用いて
シャルピー衝撃試験を実施し（Ｎ＝５）、衝撃強度と破
面観察で判定した。また、ＪＩＳ４号試験片を用い、ク
ロスヘッド速度１０mm／min で引張試験を実施した（Ｎ
＝３）。その結果は表１に示す通りであった。
【００１５】
【表１】 ＡＺ９１合金 ＡＺ９１合金＋Ｍｍ 室温での引張強度、MPa １６５ １７５ 室温での伸び、％ ２ ３．５ １５０℃での引張強度、MPa １３０ １４５ 衝撃値、kgf・m/cm2 ０．２ ０．４ 破面観察、気泡の個数 １０以上 ３
【００１６】実施例２ ＡＭ６０合金（Ｍｇ−６Ａｌ−０．２Ｍｎ系）の溶湯
に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処理した
Ｃａ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ又はＳｒを１mass％添加した以外
は実施例１と同様に実施して、同様に試験した。その結
果は表２に示す通りであった。
に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処理した
Ｃａ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ又はＳｒを１mass％添加した以外
は実施例１と同様に実施して、同様に試験した。その結
果は表２に示す通りであった。
【００１７】
【表２】 衝撃値 破面観察 １５０℃での引張強度 kgf・m/cm2 気泡の個数 MPa ＡＭ６０ ０．４ １０以上 １２５ ＋Ｃａ ０．５ ２ １４０ ＋Ｌａ ０．６ ３ １４０ ＋Ｙ ０．６ ３ １４０ ＋Ｓｃ ０．６ ４ １３５ ＋Ｓｒ ０．５ ２ １３５
【００１８】実施例３ ＡＥ４２合金組成からＭｍを除いた組成の合金の溶湯
に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処理した
Ｍｍ又は脱水素処理してないＭｍを２mass％添加してＡ
Ｅ４２合金（Ｍｇ−４Ａｌ−２Ｍｍ−０．６Ｍｎ系）の
溶湯とした以外は実施例１と同様に実施して、同様に試
験した。その結果は表３に示す通りであった。
に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処理した
Ｍｍ又は脱水素処理してないＭｍを２mass％添加してＡ
Ｅ４２合金（Ｍｇ−４Ａｌ−２Ｍｍ−０．６Ｍｎ系）の
溶湯とした以外は実施例１と同様に実施して、同様に試
験した。その結果は表３に示す通りであった。
【００１９】実施例４ ＺＥ４２合金組成からＺｒを除いた組成の合金の溶湯
に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処理した
Ｚｒ又は脱水素処理してないＺｒを０．７mass％添加し
てＺＥ４２合金（Ｍｇ−４Ｚｎ−２Ｍｍ−０．７Ｍｎ
系）の溶湯とした以外は実施例１と同様に実施して、同
様に試験した。その結果は表３に示す通りであった。
に、アルゴン雰囲気中でのアーク溶解で脱水素処理した
Ｚｒ又は脱水素処理してないＺｒを０．７mass％添加し
てＺＥ４２合金（Ｍｇ−４Ｚｎ−２Ｍｍ−０．７Ｍｎ
系）の溶湯とした以外は実施例１と同様に実施して、同
様に試験した。その結果は表３に示す通りであった。
【００２０】
【表３】 衝撃値 破面観察 １５０℃での引張強度 kgf・m/cm2 気泡の個数 MPa ＡＥ４２（無処理） ０．３ １０以上 １２０ ＡＥ４２（脱水素） ０．４ ５ １３０ ＺＥ４２（無処理） ０．３ １０以上 １２０ ＺＥ４２（脱水素） ０．３５ ２ １３０
【００２１】
【発明の効果】本発明の製造方法により、気泡、熱間割
れ等の鋳造欠陥が抑制されており、且つ同一又はほぼ同
一の合金組成を有しているにもかかわらず耐熱性が向上
していて１２０℃以上での耐熱強度が改善されているマ
グネシウム合金鋳物を得ることができ、自動車、電機を
はじめとして種々の分野で求められている軽量材料を提
供することができる。
れ等の鋳造欠陥が抑制されており、且つ同一又はほぼ同
一の合金組成を有しているにもかかわらず耐熱性が向上
していて１２０℃以上での耐熱強度が改善されているマ
グネシウム合金鋳物を得ることができ、自動車、電機を
はじめとして種々の分野で求められている軽量材料を提
供することができる。
フロントページの続き (72)発明者 久保田 耕平 埼玉県上尾市原市1333−２ 三井金属鉱 業株式会社総合研究所内 (72)発明者 二宮 隆二 埼玉県上尾市原市1333−２ 三井金属鉱 業株式会社総合研究所内 (72)発明者 尾城 武司 埼玉県上尾市原市1333−２ 三井金属鉱 業株式会社総合研究所内 (72)発明者 ギュンター ナイテ ドイツ連邦共和国 Ｄ−6350 バッド ナウハイム マイヌスストラッセ ９ (72)発明者 エバハード イー シュミット ドイツ連邦共和国 Ｄ−8755 アルゼナ ウ アイ ウンターフランクフルト イ グラウワー ストラッセ ２イー (56)参考文献 特開 昭62−287034（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−38806（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 カルシウム、ストロンチウム、スカンジ
ウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタン及びジ
ルコニウムからなる群から選ばれた活性金属にあらかじ
め脱水素処理を施し、この脱水素処理された添加材料
を、マグネシウム合金溶湯に添加、混合し、鋳造するこ
とを特徴とするマグネシウム合金鋳物の製造方法。 - 【請求項２】 カルシウム、ストロンチウム、スカンジ
ウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタン及びジ
ルコニウムからなる群から選ばれた活性金属にあらかじ
めを脱水素処理を施し、この脱水素処理された合金成分
を、マグネシウム合金溶湯に添加、混合して、鋳造する
ことを特徴とするマグネシウム合金鋳物の製造方法。 - 【請求項３】 カルシウム、ストロンチウム、スカンジ
ウム、イットリウム、ランタノイド元素、チタン及びジ
ルコニウムからなる群から選ばれた活性金属にあらかじ
めを脱水素処理を施し、この脱水素処理された合金成分
と、他の合金成分とを混合し、溶解させた後、鋳造する
ことを特徴とするマグネシウム合金鋳物の製造方法。 - 【請求項４】 脱水素処理を真空中又はアルゴン中での
アーク溶解又はマグネシウム合金溶湯温度以上の温度で
の熱処理によって実施する請求項１、２又は３記載の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5090453A JP2582027B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | マグネシウム合金鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5090453A JP2582027B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | マグネシウム合金鋳物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279890A JPH06279890A (ja) | 1994-10-04 |
| JP2582027B2 true JP2582027B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=13999045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5090453A Expired - Fee Related JP2582027B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | マグネシウム合金鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582027B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4296158B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2009-07-15 | 株式会社日本製鋼所 | Ｍｇ合金の製造方法 |
| KR100768323B1 (ko) * | 2006-06-30 | 2007-10-18 | 주식회사 포스코 | 마그네슘 용탕 내의 용존 수소함량 제어방법 |
| KR101133775B1 (ko) * | 2009-09-21 | 2012-08-24 | 한국생산기술연구원 | 마그네슘 모합금, 이의 제조 방법, 이를 이용한 금속 합금, 및 이의 제조 방법 |
| JP6094867B2 (ja) * | 2013-01-24 | 2017-03-15 | 住友電気工業株式会社 | Ｍｇ合金の鋳造材の製造方法 |
| DE102013006169A1 (de) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Ulrich Bruhnke | Aluminiumfreie Magnesiumlegierung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287034A (ja) * | 1986-06-04 | 1987-12-12 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 超塑性Ｍｇ−Ａ１系共晶合金 |
| DE4125014A1 (de) * | 1990-09-22 | 1992-03-26 | Metallgesellschaft Ag | Bauteile fuer motoren und fahrzeuge |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5090453A patent/JP2582027B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06279890A (ja) | 1994-10-04 |
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Legal Events
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