JP3666822B2 - Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金 - Google Patents
Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＭｇ合金中へＺｒを添加するための母合金に関し、特にＭｇ合金中へのＺｒの添加を容易にし且つＭｇ合金鋳物の品質を向上させることのできるＺｎ−Ｚｒ母合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｍｇ合金中にＺｒを添加する目的はＭｇ合金の組織を微細化させ、機械的特性を向上させることにある。このようなＺｒ含有Ｍｇ合金の実用例としてはＷＥ合金（Ｍｇ−Ｙ−Ｎｄ−Ｚｒ）、ＥＫ合金（Ｍｇ−ＲＥ−Ｚｒ）、ＺＫ合金（Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ）、ＱＥ合金（Ｍｇ−Ａｇ−ＲＥ−Ｚｒ）などが挙げられる。
【０００３】
Ｍｇ合金中にＺｒを添加する場合、Ｚｒを単独でＭｇ合金溶湯中へ添加してもＭｇ合金溶湯中でのＺｒの溶解、拡散が困難であるため、従来は、「四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ4 ）とマグネシウムとを溶解し、置換反応によりＭｇ−Ｚｒ母合金を作製し、この母合金をＭｇ合金中へ添加することによってＺｒをＭｇ合金中に添加する」方法が最も一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記添加方法では、母合金を製造する際にフラックスを使用しているためＭｇ−Ｚｒ母合金中に混入したフラックスによりＭｇ合金溶湯が汚染され、損失が生じる。さらには、鋳造品にもフラックスが混入するため鋳造品の品質の悪化、強度の低下といった問題が生じる。従って、Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための添加剤としてフラックスを含まない添加剤を用いる必要がある。
本発明の目的は、Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための、フラックスを含まないＺｒ含有母合金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、Ｍｇ合金の成分元素であるＺｎに着目し、状態図よりＺｎはＭｇよりもＺｒとの合金化が比較的容易に行なえるのではという判断に基づき、鋭意検討した結果、Ｚｎ−Ｚｒ母合金を添加剤とすることで上記の目的が達成され且つＭｇ合金中へのＺｒの添加が容易に行えることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明の、Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金は、１５重量％以下のＺｒを含有するＺｎ−Ｚｒ合金からなることを特徴とする。
本発明の母合金のＺｒ含有量については、母合金中におけるＺｒの固溶性、微細析出状態等を考慮すると、Ｚｎ−Ｚｒ母合金の場合にはＺｒの含有量を１５重量％以下にすることが必須である。またＲＥ−Ｚｒ母合金の場合にはＺｒの含有量を２０重量％以下にすることが好ましい。
【０００７】
ＲＥ−Ｚｒ母合金において、ＲＥとしてはＭｇ合金に使用されるものであれば如何なる元素でもよいが、Ｚｒとの二元状態図から判断してＧｄ、Ｎｄ、Ｄｙ等が好ましい。
本発明の母合金は、ＺｎとＺｒとを比較的低い溶湯温度（６００〜７００℃）で溶融混合して合金化することによって得られる。本発明の母合金は、例えば、非晶質金属作製装置などを用いる急冷品作製方法によって製造して、母合金中のＺｒを微細化させることにより一層有効な母合金とすることができる。
【０００８】
【実施例】
以下に参考例、実施例、比較例によって本発明を更に説明する。
参考例１
非晶質金属作製装置を用いて、Ｇｄ−１５重量％Ｚｒを目標組成にしたリボン状のＧｄ−Ｚｒ母合金の急冷品を製造した。得られたＧｄ−Ｚｒ母合金の分析値を表１に示す。表中の数値は重量％であり、以下同様である。
【０００９】
上記の母合金とＭｇ、Ｇｄ及びＮｄの各原料を用いて、以下の手順によりＭｇ−１０重量％Ｇｄ−２重量％Ｎｄ−０.６重量％Ｚｒを目標組成とした合金を１ｋｇ製造した。まず、Ｍｇのみを黒鉛坩堝中で溶解温度７００℃で溶解させ、溶解後その溶湯中にＧｄ及びＮｄを添加し、約１０分程７００℃に保持した。次に溶湯温度を６５０℃とした後、その溶湯中に上記のＧｄ−Ｚｒ母合金を添加し、約１５分程６５０℃に保持した後鋳型に鋳造した。その鋳造品の分析値を表２に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
実施例−１
通常の大気溶解によってＺｎ−１０重量％Ｚｒを目標組成にした母合金を製造した。得られたＺｎ−Ｚｒ母合金の分析値を表３に示す。この母合金とＭｇ及びＺｎの各原料を用いて実施例１と同様の手順によりＺＫ６１（Ｍｇ−６重量％Ｚｎ−０．６重量％Ｚｒ）合金を鋳造した。その鋳造品の分析値を表４に示す。
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
比較例１
Ｍｇ−１０重量％Ｇｄ−２重量％Ｎｄ−０.６重量％Ｚｒを目標組成にした合金を通常の製造方法で製造した。即ち、Ｚｒ以外の各原料を所定量溶解し、その溶湯に溶湯温度約８００℃で金属Ｚｒを単独添加し、しばらく攪拌した後、その溶湯を約１時間約８００℃に保持した。保持後鋳型に鋳造した。その鋳造品の分析値を表５に示す。
【００１６】
【表５】
比較例２
ＺＫ６１（Ｍｇ−６重量％Ｚｎ−０.６重量％Ｚｒ）を目標組成にした合金を比較例１と同様の手順により製造し、鋳型に鋳造した。その鋳造品の分析値を表６に示す。
【００１７】
【表６】
【００１８】
上記の実施例、比較例のデータから明らかなように、本発明の母合金を用いることによりほぼ目標通りの組成を有する合金を得ることが可能であり、さらに比較的低い溶湯温度での添加が可能であることからコストや安全性の点でも有効である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のＺｎ−Ｚｒ母合金を用いることにより溶湯の汚染、損失を最小限に抑えることができ、さらには比較的低い溶湯温度（６００〜７００℃）での合金化が可能である。また、本発明の母合金はフラックスを使用することなしで製造されるので、フラックスの混入による鋳造品の内部欠陥の発生や強度の低下といった従来技術での問題を阻止できる。
【産業上の利用分野】
本発明はＭｇ合金中へＺｒを添加するための母合金に関し、特にＭｇ合金中へのＺｒの添加を容易にし且つＭｇ合金鋳物の品質を向上させることのできるＺｎ−Ｚｒ母合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｍｇ合金中にＺｒを添加する目的はＭｇ合金の組織を微細化させ、機械的特性を向上させることにある。このようなＺｒ含有Ｍｇ合金の実用例としてはＷＥ合金（Ｍｇ−Ｙ−Ｎｄ−Ｚｒ）、ＥＫ合金（Ｍｇ−ＲＥ−Ｚｒ）、ＺＫ合金（Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ）、ＱＥ合金（Ｍｇ−Ａｇ−ＲＥ−Ｚｒ）などが挙げられる。
【０００３】
Ｍｇ合金中にＺｒを添加する場合、Ｚｒを単独でＭｇ合金溶湯中へ添加してもＭｇ合金溶湯中でのＺｒの溶解、拡散が困難であるため、従来は、「四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ4 ）とマグネシウムとを溶解し、置換反応によりＭｇ−Ｚｒ母合金を作製し、この母合金をＭｇ合金中へ添加することによってＺｒをＭｇ合金中に添加する」方法が最も一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記添加方法では、母合金を製造する際にフラックスを使用しているためＭｇ−Ｚｒ母合金中に混入したフラックスによりＭｇ合金溶湯が汚染され、損失が生じる。さらには、鋳造品にもフラックスが混入するため鋳造品の品質の悪化、強度の低下といった問題が生じる。従って、Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための添加剤としてフラックスを含まない添加剤を用いる必要がある。
本発明の目的は、Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための、フラックスを含まないＺｒ含有母合金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、Ｍｇ合金の成分元素であるＺｎに着目し、状態図よりＺｎはＭｇよりもＺｒとの合金化が比較的容易に行なえるのではという判断に基づき、鋭意検討した結果、Ｚｎ−Ｚｒ母合金を添加剤とすることで上記の目的が達成され且つＭｇ合金中へのＺｒの添加が容易に行えることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明の、Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金は、１５重量％以下のＺｒを含有するＺｎ−Ｚｒ合金からなることを特徴とする。
本発明の母合金のＺｒ含有量については、母合金中におけるＺｒの固溶性、微細析出状態等を考慮すると、Ｚｎ−Ｚｒ母合金の場合にはＺｒの含有量を１５重量％以下にすることが必須である。またＲＥ−Ｚｒ母合金の場合にはＺｒの含有量を２０重量％以下にすることが好ましい。
【０００７】
ＲＥ−Ｚｒ母合金において、ＲＥとしてはＭｇ合金に使用されるものであれば如何なる元素でもよいが、Ｚｒとの二元状態図から判断してＧｄ、Ｎｄ、Ｄｙ等が好ましい。
本発明の母合金は、ＺｎとＺｒとを比較的低い溶湯温度（６００〜７００℃）で溶融混合して合金化することによって得られる。本発明の母合金は、例えば、非晶質金属作製装置などを用いる急冷品作製方法によって製造して、母合金中のＺｒを微細化させることにより一層有効な母合金とすることができる。
【０００８】
【実施例】
以下に参考例、実施例、比較例によって本発明を更に説明する。
参考例１
非晶質金属作製装置を用いて、Ｇｄ−１５重量％Ｚｒを目標組成にしたリボン状のＧｄ−Ｚｒ母合金の急冷品を製造した。得られたＧｄ−Ｚｒ母合金の分析値を表１に示す。表中の数値は重量％であり、以下同様である。
【０００９】
上記の母合金とＭｇ、Ｇｄ及びＮｄの各原料を用いて、以下の手順によりＭｇ−１０重量％Ｇｄ−２重量％Ｎｄ−０.６重量％Ｚｒを目標組成とした合金を１ｋｇ製造した。まず、Ｍｇのみを黒鉛坩堝中で溶解温度７００℃で溶解させ、溶解後その溶湯中にＧｄ及びＮｄを添加し、約１０分程７００℃に保持した。次に溶湯温度を６５０℃とした後、その溶湯中に上記のＧｄ−Ｚｒ母合金を添加し、約１５分程６５０℃に保持した後鋳型に鋳造した。その鋳造品の分析値を表２に示す。
【００１０】
【表１】
【表２】
実施例−１
通常の大気溶解によってＺｎ−１０重量％Ｚｒを目標組成にした母合金を製造した。得られたＺｎ−Ｚｒ母合金の分析値を表３に示す。この母合金とＭｇ及びＺｎの各原料を用いて実施例１と同様の手順によりＺＫ６１（Ｍｇ−６重量％Ｚｎ−０．６重量％Ｚｒ）合金を鋳造した。その鋳造品の分析値を表４に示す。
【００１３】
【表３】
【表４】
比較例１
Ｍｇ−１０重量％Ｇｄ−２重量％Ｎｄ−０.６重量％Ｚｒを目標組成にした合金を通常の製造方法で製造した。即ち、Ｚｒ以外の各原料を所定量溶解し、その溶湯に溶湯温度約８００℃で金属Ｚｒを単独添加し、しばらく攪拌した後、その溶湯を約１時間約８００℃に保持した。保持後鋳型に鋳造した。その鋳造品の分析値を表５に示す。
【００１６】
【表５】
ＺＫ６１（Ｍｇ−６重量％Ｚｎ−０.６重量％Ｚｒ）を目標組成にした合金を比較例１と同様の手順により製造し、鋳型に鋳造した。その鋳造品の分析値を表６に示す。
【００１７】
【表６】
上記の実施例、比較例のデータから明らかなように、本発明の母合金を用いることによりほぼ目標通りの組成を有する合金を得ることが可能であり、さらに比較的低い溶湯温度での添加が可能であることからコストや安全性の点でも有効である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のＺｎ−Ｚｒ母合金を用いることにより溶湯の汚染、損失を最小限に抑えることができ、さらには比較的低い溶湯温度（６００〜７００℃）での合金化が可能である。また、本発明の母合金はフラックスを使用することなしで製造されるので、フラックスの混入による鋳造品の内部欠陥の発生や強度の低下といった従来技術での問題を阻止できる。
Claims (1)
- Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金であって、該母合金はＺｒ含有量が１５重量％以下のＺｎ−Ｚｒ合金であることを特徴とするＭｇ合金中へＺｒを添加するための母合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00994195A JP3666822B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00994195A JP3666822B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199268A JPH08199268A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3666822B2 true JP3666822B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=11734043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00994195A Expired - Fee Related JP3666822B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Ｍｇ合金中へＺｒを添加するための母合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3666822B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102703741B (zh) * | 2012-06-25 | 2014-05-28 | 济南大学 | Zn-Zr中间合金在细化亚共晶锌-铝合金中的应用 |
| CN110846687A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-02-28 | 龙南龙钇重稀土科技股份有限公司 | 一种Mg-Zn-Zr中间合金及其制备方法 |
| CN115948669B (zh) * | 2023-01-19 | 2025-02-21 | 包头稀土研究院 | 含有锆和镁的中间合金及其生产方法和用途 |
-
1995
- 1995-01-25 JP JP00994195A patent/JP3666822B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08199268A (ja) | 1996-08-06 |
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