JP5201570B2

JP5201570B2 - 高強度難燃性マグネシウム合金

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Publication number: JP5201570B2
Application number: JP2007224834A
Authority: JP
Inventors: 富雄佐藤; 英俊上野
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: JP2008081843A

Description

本発明は、難燃性マグネシウム合金の機械的強度を高めた高強度難燃性マグネシウム合金に関する。

マグネシウム合金は、極めて軽量であるため、アルミニウムやその合金の代替材として注目されている。マグネシウム合金は、実用金属の中では最も軽量に属し、強度や弾性率を密度で除した比強度、比弾性率等がかなり高い。このため、軽量化が要求される産業分野において、将来その需要が高まることが予想される。チタンやアルミニウム合金は、十分な強度を有しているものの、マグネシウム合金に比して、軽量性や緩衝性等の特性が低いという欠点がある。

通常のマグネシウム合金は、比強度は比較的高いもののチタンやアルミニウム合金に比して絶対的な強度が低いとともに、発火点が低いので発火しやすい欠点があることは従来から知られている。このため難燃性にするために、マグネシウム合金にカルシウムを添加して発火点を高め、押し出しや圧延等の塑性加工により、発火し難いものにした難燃性マグネシウム合金が開発されている（特許文献１）。

チタンやアルミニウム合金に対応する強度を求めるための改良がなされたマグネシウム合金も種々提案されている。例えば、強度及び比強度が高く、塑性変形後の結晶粒度が小さい特性を有し、ＭｇにＣａ、Ｚｎ、及びＸ（ただし、Ｘは希土類元素であり、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｍｍからなる群から選ばれる１種以上の元素）を所定量添加し、これらの化合物が微細に分散した組織を有するマグネシウム合金とその製造技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。即ち、希土類元素を所定量添加し、急冷凝固アトマイズ法により組織の微細化を図ったものである。

又、高強度と高延性化とを同時に実現したものとして、周期律表２族、３族又はランタノイド系に含まれ、マグネシウムより原子半径が大きい１種の溶質原子０．０３〜０．５４原子％と、残部がマグネシウムとで構成されるマグネシウム合金が開示されている（例えば、特許文献３参照）。このマグネシウム合金は、平均結晶粒度径が１．５μｍ以下で、結晶粒界近傍の溶質原子が結晶粒内の溶質原子の濃度の１．５〜１０．０倍の濃度で偏在している微細結晶粒組織を有しているものである。

更に、高強度と高延性とを兼ね備えるマグネシウム合金として、１．０〜４．０原子％のＺｎと、１．０〜４．５原子％のＹとを所定の組成比でマグネシウムに含有させ、金属間化合物Ｍｇ_３Ｙ_２Ｚｎと長周期構造のＭｇ_１２ＹＺｎとを同時に含む組織にしたものが開示されている（例えば特許文献４参照）。これは、金属間化合物Ｍｇ_３Ｙ_２Ｚｎと、長周期相Ｍｇ_１２ＹＺｎとが同時に存在することにより、耐力、引張強さ、伸びを向上させるものである。

更に、前述のようにマグネシウム合金中にカルシウムを含有させた難燃性マグネシウム合金は、発火点が高く、機械的強度も高く取り扱いやすい特性をもっている。このことから、この利点を利用しこのマグネシウム合金を製品としてヘルメットに適用した技術（例えば特許文献５参照）、又、眼鏡のフレームに適用した技術（例えば特許文献６参照）も提案されている。

特開２０００−１０９９６３号公報特開平９−４１０６５号公報特開２００６−１６６５８号公報特開２００６−９７０３７号公報特開２００５−３５０８０８号公報特開２００５−１９６０９４号公報

前述したように、マグネシウム合金の機械的特性を向上させる改良技術は種々提案されている。しかしながら、現状のマグネシウム合金はまだ多くの問題点を抱えており、満足すべきものとはなっておらず、実際の製品に適用するにはまだ不十分である。すなわち、特許文献２では高価な希土類元素の添加を必要とし、因って得られた合金も高コストなものにならざるを得ない。更には、急冷凝固アトマイズ法といった特殊、且つ高度な技術を用いなければならない。特許文献２による合金の耐力は５１０〜６３５ＭＰａを示し、高強度化が図られているものの、破断伸びは１．０〜４．０％と極めて小さく、非常に脆性的な材料となっている。

又、特許文献３の技術は、降伏応力、伸びが向上したものとして例示されているが、指定された溶質原子のＣａを除く他の元素は希土類元素であるので、前述したものと同様にコストの高い合金になってしまう。更に、特許文献４に記載されたマグネシウム合金では、金属間化合物Ｍｇ_３Ｙ_２Ｚｎと長周期相Ｍｇ_１２ＹＺｎとが同時に存在する場合にのみ、３９０〜５２０ＭＰａの引張強さと４．５〜１０．３％の破断伸びが得られるというものであり、金属間化合物あるいは長周期相のどちらか片方の存在では、高強度と高延性を兼ね備えることはできないことが示されている。このように、高度な組織制御が必須である。

以上、記述したように特許文献２、３及び４に記載のマグネシウム合金は、それぞれ利点はあるものの機械材料に要求される特性としは不十分であり、いずれにしても添加される元素には高価な希土類元素を使用し、結果的に製造されるマグネシウム合金は高価になる問題点を有している。

本発明は、このような従来の技術背景のもとになされたものであり、次の目的を達成する。本発明の目的は、希土類元素に限定された合金化元素を使用せず、汎用的な元素や化合物の添加により、引張強度が高く、高耐力の高強度特性をもたせた難燃性マグネシウム合金の提供にある。

本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明１の高強度難燃性マグネシウム合金は、
ＡＭ６０系又はＡＺ９１系マグネシウム合金に０．５〜５．０質量％のカルシウム（Ｃａ）が添加された難燃性マグネシウム合金に、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、珪化マグネシウム（Ｍｇ_２Ｓｉ）、及び炭化珪素（ＳｉＣ）から選択される１種以上の追加添加物を添加して得られた高強度難燃性マグネシウム合金であって、
前記高強度難燃性マグネシウム合金は、前記追加添加物を添加した後、塑性加工により製造された合金であり、
前記追加添加物のモリブデン（Ｍｏ）の量は、１．０〜１２．０質量％で、
前記追加添加物のニオブ（Ｎｂ）の量は、０．５〜５．０質量％で、
前記追加添加物のタングステン（Ｗ）の量は、５．０〜４０．０質量％で、
前記追加添加物のアルミナ（Ａｌ _２Ｏ _３）の量は、１．０〜５．０質量％で、
前記追加添加物の珪化マグネシウム（Ｍｇ _２Ｓｉ）の量は、２．０〜６．０質量％で、
前記追加添加物の炭化珪素（ＳｉＣ）の量は、０．７〜２０．０質量％で、
あることを特徴とする。

本発明２の高強度難燃性マグネシウム合金は、本発明１において、前記難燃性マグネシウム合金は、該難燃性マグネシウム合金素材から得られる粉砕物からなることを特徴とする。

本発明３の高強度難燃性マグネシウム合金は、本発明２において、前記粉砕物は、切削加工で得られる切削屑又は粉末体であることを特徴とする。
本発明４の高強度難燃性マグネシウム合金は、本発明１において、前記塑性加工は、押し出し加工、引き抜き加工、回転鍛造加工及び圧延加工から選択される１種、若しくは２種以上の組み合わせであることを特徴とする。

以上説明したように、本発明の高強度難燃性マグネシウム合金によれば、高価な希土類元素に限定された合金化元素を使用せず、汎用的な元素や化合物の追加物添加により、粉砕物の成形、焼結及び塑性加工を施すことによって、引張強度が高く、高耐力の高強度特性をもたせた低コストの難燃性マグネシウム合金となった。

［高強度難燃性マグネシウム合金］
以下、本発明の難燃性マグネシウム合金の実施の形態について詳細に説明する。先ず、本発明の理解を容易にするため、マグネシウム合金について説明する。マグネシウム合金については、米国材料試験協会（以下、「ＡＳＴＭ」と称す。）あるいは日本工業規格（以下、「ＪＩＳ」と称す。）等により規格化されている。マグネシウム合金は大別して、鋳造用マグネシウム合金と展伸用マグネシウム合金がある。各々について、ＡＳＴＭ及びＪＩＳで規格化されている機械的特性の最小値から最大値の範囲は以下のとおりである。これら規格化された合金の化学成分の組成は、規格化され、かつ公知技術であるのでその説明は省略する。

鋳造用マグネシウム合金の機械的特性は、次の通りである。引張強さ：１４０ＭＰａ（ＡＭ１００Ａ―Ｆ材）〜２７０ＭＰａ（ＺＫ６１Ａ―Ｔ５、Ｔ６処理材）。耐力：７０ＭＰａ（ＡＭ１００Ａ―Ｆ材）〜１８０ＭＰａ（ＺＫ６１Ａ―Ｔ５、Ｔ６処理材）。伸び：ほぼ０％（ＡＭ１００Ａ―Ｆ材）〜１０％（ＡＭ５０Ａ―Ｆ材）。

展伸用マグネシウム合金の機械的特性は、次の通りである。引張強さ：１９０ＭＰａ（ＡＺ３１Ｃ―Ｏ材）〜３１０ＭＰａ（ＺＫ６０Ａ―Ｔ５処理材）。耐力：９０ＭＰａ（ＡＺ３１Ｃ―Ｏ材）〜２３０ＭＰａ（ＺＫ６０Ａ―Ｔ５処理材）。伸び：４％（ＡＺ３１Ｃ―Ｈ１４処理材）〜１３％（ＡＺ３１Ｃ―Ｏ材）。

一般に、金属の場合、鋳造用合金に比して展伸用合金は、塑性加工や加工熱処理の効果によって、強度や延性等の機械的性質が大幅に向上する。マグネシウム合金においても前述のように向上はしているものの、強度、延性ともに向上程度は少ないのが現状である。このため、さらなる技術開発が行われて前述の特許技術の事例のようにその技術が開示されている。本実施の形態の高強度難燃性マグネシウム合金は、Ｃａが添加されて難燃化が図られた難燃性マグネシウム合金に、低価格の元素や化合物の追加添加物を添加して、その機械的強度を向上させるものである。本実施の形態は、難燃性マグネシウム合金の粉砕物を利用し、成形、焼結及び塑性加工により、室温における引張強さが４１９ＭＰａ以上、耐力が３６０ＭＰａ以上の機械的特性を有する高強度難燃性マグネシウム合金を提案するものである。

ここで、本実施の形態の高強度難燃性マグネシウム合金おいて、引張強さを４１９ＭＰａ以上、耐力を３６０ＭＰａ以上とした理由は以下の通りである。代表的な軽量・高強度型のアルミニウム合金としてジュラルミンが知られている。ジュラルミンはＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金であり、例えばその中の１種であるＡ２０２４−Ｔ３あるいはＴ４熱処理の押出し材（棒径６ｍｍ以下）の引張強さは３９０ＭＰａ以上、耐力２９５ＭＰａ以上と規定されている（ＪＩＳＨ４０４０−２００６）。これらの数値に鑑みて、本発明における合金では、引張強さを４１９ＭＰａ以上、耐力を３６０ＭＰａ以上とした。次に本発明における合金及びその製造技術について説明する。

本実施の形態で示すマグネシウム合金は、ＡＳＴＭのＡＭ６０Ｂ等で表示される鋳造用マグネシウム合金である。ただし、本発明の実施が可能な合金としては、必ずしもこの鋳造用マグネシウム合金［ＡＭ６０Ｂ］に限定されるものではなく、他のマグネシウム合金であってもよい。この合金に０．５〜５．０質量％のＣａを添加する。本実施の形態においては２質量％のＣａを添加する。

ＡＭ６０Ｂは、ダイカスト用合金であり、耐食性向上のため、不純物Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕの含有量を少なくした高純度マグネシウム合金である。その基本化学組成はＡｌ５．５〜６．５質量％、Ｍｎ０．２４〜０．６０質量％、残部マグネシウムからなるものである。これにカルシウムを添加し、難燃性マグネシウム合金としている。カルシウムの添加量は、前述のように０．５〜５．０質量％が望ましい。

［高強度難燃性マグネシウム合金の製造方法］
次に本発明の高強度難燃性マグネシウム合金の製造方法について説明する。ベースとなるマグネシウム合金は、本実施の形態では２質量％のＣａが添加された難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ合金」を用いた。ＡＭ６０Ｂは本来鋳造用（ダイカスト）のマグネシウム合金であるが、熱間においては押し出し等の塑性加工を可能とするものである。このＡＭ６０Ｂに２質量％のＣａを添加することにより、この難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ合金」の発火温度を２００〜３００℃上昇させることができる。

このため、大気中での溶解作業も安全に行うことができる。この難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ合金」から、次工程の粉砕に適する形態を有する小片状ブロックを求める。本実施の形態においては、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ合金」の切削加工による切削屑を便宜的に使用した。小片状ブロックとして、切削加工による切削屑に限定されるものではないことはいうまでもなく、種々の機械加工で排出される切削屑や研削屑、切断・打抜き等のプレス屑、破砕機による破砕屑、鋳物・鋳造材の小片状ブロック等を粉砕したものであっても良い。これらの小片状ブロックから粉砕物を得るが、これにはボールミル等を用いる。

本実施の形態における難燃性マグネシウム合金の場合、Ｃａの添加によって難燃化が図られているので、粉砕物の状態で常温で大気中で放置しても安全である。例えば、１４６μｍの平均粒径を有する難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ合金」の粉砕物の爆発下限濃度の値は１００ｍｇ／ｍ^３であり、アルミニウム粉末（３５ｍｇ／ｍ^３）よりも大きく、鉄粉末（＜１２０ｍｇ／ｍ^３）程度になり、爆発の危険性は大幅に軽減され取り扱いが容易となっている。

次に、小片状ブロックから粉砕物を得るに際して、本実施の形態の特徴である追加添加物として所定元素あるいは化合物を添加する。この追加添加物は、希土類元素に限定されるものではなく、その割合を含めて示すと、０．１〜０．３質量％Ｃ、１．０〜１２．０質量％Ｍｏ、０．５〜５．０質量％Ｎｂ、０．５〜６．０質量％Ｓｉ、５．０〜４０．０質量％Ｗ、１．０〜５．０質量％Ａｌ_２Ｏ_３、２．０〜６．０質量％Ｍｇ_２Ｓｉ、０．７〜２０．０質量％ＳｉＣの各元素、あるいはこれらの所定化合物である。

これらの元素あるいは化合物の種類と添加量を限定しているのは、製造される難燃性マグネシウム合金が高強度化が達成できる範囲を示すもので、この範囲を外れると高強度化の効果は薄れるためである。これらの１種または選択される複数種を追加添加し、小片状ブロックの粉砕と元素あるいは化合物の複合化を同時に行う。即ち、この粉砕工程において、小片状ブロックの難燃性マグネシウム合金は、凝固組織が破壊され微細均質な組織に改質する。同時に追加添加物は、難燃性マグネシウム合金の粉末と微細・均質に複合化される。

［成形及び焼結］
次に、このように微細均質な組織になった粉砕物の難燃性マグネシウム合金を成形及び焼結する。この成形は、冷間成形あるいは熱間成形のいずれも可能であるが、工程の短縮化を考慮すると、焼結も同時に行える熱間成形が好ましい。熱間成形にはパルス通電焼結法が適する。パルス通電焼結法は、黒鉛モールドに対象となる試料を充填し、加圧しながらパルス状に通電を行って焼結する公知の処理方法である。本例においては、この試料は前述した難燃性マグネシウム合金製の粉砕物となる。この処理方法は粉砕物を効率よく加熱し、短時間で焼結できる利点がある。

次に、この成形及び焼結された難燃性マグネシウム合金粉砕物の焼結体をビレットとして塑性加工を施す。この塑性加工は、焼結体にせん断変形を付与することによって、粉砕物同士の固着を焼結体以上により強固にするとともに、焼結体のミクロ組織も微細化する効果がある。塑性加工を施す手段として、押し出し、圧延、引き抜き、鍛造、回転鍛造等の各種加工法があるが、本例においては材料の再結晶温度以上で行われる熱間押し出し加工を用いる。これは、押し出し加工では大きなせん断変形を加工物に付与することができるためである。又、この際の押し出し比は、ある程度高い方が得られる材料の機械的強度が増すが、いたずらに大きくすると押し出し金型の寿命低下や破損、押し出し設備の大型化等を招くため、押し出し比の最高は１２０程度が好ましい。

この押し出し成形により焼結体中の粉砕物同士はせん断変形を受けてより強固に結合し、難燃性マグネシウム合金に元々含まれる金属間化合物の粒子、ならびに追加添加物がマグネシウムマトリックス中に均一に分散した組織形態となる。又、熱間押し出し加工中に再結晶が生じてマグネシウムのマトリックス結晶粒は微細化される。これらによって機械的特性が向上し、高強度化が図られる。

使用するマグネシウム合金は、前述の実施の形態で開示した以外に、０〜１２．０質量％のアルミニウムと、０〜５．０質量％の亜鉛と、０．５質量％以下のマンガンを含むマグネシウム合金でも有効な結果が可能である。更に、マグネシウム合金は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格表示のＡＺ３１系、ＡＺ６１系、ＡＺ８０系、ＡＺ９１系、ＡＺ９２系、ＡＭ５０系、ＡＭ６０系、及びＡＭ１００系から選択されるいずれか１種を使用しても有効な結果が可能である。以上、実施の形態について説明したが、本発明は、本実施の形態に限定されないことはいうまでもない。

本実施例１の合金は、ＡＭ６０Ｂ合金に難燃性付与のため、２．０質量％Ｃａが添加された難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」をベースにした。これに追加添加物として、Ｃ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｍｇ_２Ｓｉ、ＳｉＣ、の元素、あるいは化合物を表１に示す組成になるように添加した。本実施例１では、該合金の小片状ブロックとして、旋削の切粉である切削屑を用いた。この切削屑をボールミルにより粉砕して粉砕物を得た。この際、追加添加物も同時に添加して、添加物の均質分散複合化を行った。

次に、このボールミルによって調製された難燃性マグネシウム合金の粉砕物をパルス通電焼結法により焼結温度４８０℃、時間は２０分、大気中で固化形成した。次いで、これをビレットとして押し出し比を１１０、押し出し温度を４８０℃で熱間押し出し加工を行った。得られた押し出し材の長手方向に試験片を採取して室温にて引張強さ、耐力、破断伸びの試験を行った。その試験結果を表２に一括してまとめた。この結果によれば、いずれの試験片においても、引張強さが４１９ＭＰａ以上、耐力が３８０ＭＰａ以上であり、本発明の効果を確認した。

この結果の各元素あるいは化合物毎のデータを図１から図８に示す。図１はＣを添加した場合、図２はＭｏを添加した場合、図３はＮｂを添加した場合、図４はＳｉを添加した場合、図５はＷを添加した場合、図６はＡｌ_２Ｏ_３を添加した場合、図７はＭｇ_２Ｓｉを添加した場合、図８はＳｉＣを添加した場合で、添加量に応じた各引張強さ、耐力、破断伸びについて表示したデータ図である。
ちなみに、各図において、添加量が０％における値は比較例１の結果を示している。

次に、本実施例１に対応する比較を行ったので、その比較例１〜３を示す。本実施例１の結果は、次に示す比較例１〜３のいずれをも上回っている。
（比較例１）
この比較例１は、実施例１と同じ化学組成の難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の鋳造材からの旋削による切削屑を、ボールミルによって粉砕物とした後、実施例１と全く同じ条件の下で、パルス通電焼結法によりこの粉砕物を成形及び焼結した。これをビレットとして実施例１と同じ条件の下で、押し出し比Ｒ＝１１０、押し出し温度Ｔ＝４８０℃で熱間押し出し加工し、得られた押し出し材の長手方向に室温にて引張強度試験を行った。その引張強度試験の結果は、
引張強さ＝４１５ＭＰａ、耐力＝３６４ＭＰａ、破断伸び＝２３％であった。
これらの値は、実施例１における結果を示した図１〜図８において、各添加物の量が０％である左端に図示されている。

（比較例２）
この比較例２は、実施例１と全く同じ化学組成の難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の鋳造材を、実施例１と同じ条件の下で、押し出し比Ｒ＝１１０、押し出し温度Ｔ＝４８０℃で押し出し加工し、押し出し材の長手方向に室温にて引張強度試験を行った。その引張強度試験の結果は、
引張強さ＝３０５ＭＰａ、耐力＝２４２ＭＰａ、破断伸び＝１８％であった。

（比較例３）
この比較例３は、実施例１と全く同じ化学組成の難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の鋳造材を、熱間にて押し出し加工後、次いで熱間にて引き抜き加工を施して作製した引き抜き材をその長手方向に室温にて引張強度試験を行った。その引張強度試験の結果は、
引張強さ＝２８６ＭＰａ、耐力＝１９８ＭＰａ、破断伸び＝１６％であった。

本実施例２の合金は、ＡＺ９１Ｄ合金に難燃性付与のため、２．０質量％Ｃａが添加された難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」をベースにした。これに追加添加物として、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｍｇ_２Ｓｉ、ＳｉＣ、の元素、あるいは化合物を表３に示す組成になるように添加した。本実施例２では、該合金の小片状ブロックとして、旋削の切粉である切削屑を用いた。この切削屑をボールミルにより粉砕して粉砕物を得た。この際、追加添加物も同時に添加して、添加物の均質分散複合化を行った。

次にこのボールミルによって調製された難燃性マグネシウム合金の粉砕物をパルス通電焼結法により焼結温度４５０℃、時間は２０分、大気中で固化形成した。次いで、これをビレットとして押し出し比を１１０、押し出し温度を４００℃で熱間押し出し加工を行った。得られた押し出し材の長手方向に試験片を採取して室温にて引張強さ、耐力、破断伸びの試験を行った。その試験結果を表４に一括してまとめた。この結果によれば、いずれの試験片においても、引張強さが４１９ＭＰａ以上、耐力が３６０ＭＰａ以上であり、本発明の効果を確認した。

この結果の各元素あるいは化合物毎のデータを図９から図１４に示す。図９はＭｏを添加した場合、図１０はＮｂを添加した場合、図１１はＷを添加した場合、図１２はＡｌ_２Ｏ_３を添加した場合、図１３はＭｇ_２Ｓｉを添加した場合、図１４はＳｉＣを添加した場合で、添加量に応じた各引張強さ、耐力、破断伸びについて表示したデータ図である。ちなみに、各図において、添加量が０％における値は比較例４の結果を示している。次に、本実施例２に対応する比較を行ったので、その比較例を示す。

（比較例４）
この比較例４は、実施例２と同じ化学組成の難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」の鋳造材からの旋削による切削屑を、ボールミルによって粉砕物とした後、実施例２と全く同じ条件の下で、パルス通電焼結法によりこの粉砕物を成形及び焼結した。これをビレットとして実施例２と同じ条件の下で、押し出し比Ｒ＝１１０、押し出し温度Ｔ＝４００℃で熱間押し出し加工し、得られた押し出し材の長手方向に室温にて引張強度試験を行った。その引張強度試験の結果は、引張強さ＝４６１ＭＰａ、耐力＝４５１ＭＰａ、破断伸び＝８％であった。これらの値は、実施例２における結果を示した図９〜図１４において、各添加物の量が０％である左端に図示されている。

（比較例５）
この比較例５は、実施例２と全く同じ化学組成の難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」の鋳造材を、実施例２と同じ条件の下で、押し出し比Ｒ＝１１０、押し出し温度Ｔ＝４００℃で押し出し加工し、押し出し材の長手方向に室温にて引張強度試験を行った。その引張強度試験の結果は、引張強さ＝３６０ＭＰａ、耐力＝２６０ＭＰａ、破断伸び＝１０％であった。

図１は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＣを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図２は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＭｏを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図３は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＮｂを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図４は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＳｉを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図５は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＷを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図６は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＡｌ_２Ｏ_３を添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図７は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＭｇ_２Ｓｉを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図８は、難燃性マグネシウム合金「ＡＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＳｉＣを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図９は、難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」の粉砕物にＭｏを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図１０は、難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」の粉砕物にＮｂを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図１１は、難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」の粉砕物にＷを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図１２は、難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２ＣａＭ６０Ｂ＋２Ｃａ」の粉砕物にＡｌ_２Ｏ_３を添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図１３は、難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」の粉砕物にＭｇ_２Ｓｉを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。図１４は、難燃性マグネシウム合金「ＡＺ９１Ｄ＋２Ｃａ」の粉砕物にＳｉＣを添加した場合の高強度難燃性マグネシウム合金の引張強度試験結果のデータ図である。

Claims

ＡＭ６０系又はＡＺ９１系マグネシウム合金に０．５〜５．０質量％のカルシウム（Ｃａ）を添加した難燃性マグネシウム合金をベースとして、これに、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、珪化マグネシウム（Ｍｇ_２Ｓｉ）、及び炭化珪素（ＳｉＣ）から選択される１種以上の追加添加物を添加して構成される高強度難燃性マグネシウム合金であって、
前記高強度難燃性マグネシウム合金は、前記追加添加物を添加した後、外力を加えて永久変形を起こさせる塑性加工により製造された合金であり、
前記追加添加物のモリブデン（Ｍｏ）の量は、１．０〜１２．０質量％で、
前記追加添加物のニオブ（Ｎｂ）の量は、０．５〜５．０質量％で、
前記追加添加物のタングステン（Ｗ）の量は、５．０〜４０．０質量％で、
前記追加添加物のアルミナ（Ａｌ _２Ｏ _３）の量は、１．０〜５．０質量％で、
前記追加添加物の珪化マグネシウム（Ｍｇ _２Ｓｉ）の量は、２．０〜６．０質量％で、
前記追加添加物の炭化珪素（ＳｉＣ）の量は、０．７〜２０．０質量％で、
あることを特徴とする高強度難燃性マグネシウム合金。
請求項１に記載された高強度難燃性マグネシウム合金において、
前記難燃性マグネシウム合金は、該難燃性マグネシウム合金素材から得られる粉砕物からなることを特徴とする高強度難燃性マグネシウム合金。
請求項２に記載された高強度難燃性マグネシウム合金において、
前記粉砕物は、切削加工で得られる切削屑又はその粉末体であることを特徴とする高強度難燃性マグネシウム合金。
請求項１に記載された高強度難燃性マグネシウム合金において、
前記塑性加工は、押し出し加工、引き抜き加工、回転鍛造加工及び圧延加工から選択される１種、若しくは２種以上の組み合わせであることを特徴とする高強度難燃性マグネシウム合金。