JP5210590B2 - 高比強度Mg合金材およびその製造方法ならびにMg合金海中構造用部材 - Google Patents
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Description
ただし、Mg合金材は、一般的に強度が十分ではなく、このためMg合金にひずみを加えることにより強度を上げる試みがなされている(例えば特許文献2)。またMg合金材は耐食性が良好ではなく一般には表面塗装が施されるが、深海では、水深が増すほど外圧が増加するため、塗料と部材の材質の違いによる収縮率の相違により剥離してしまう。これに対しては、特許文献3に示すように、Mg合金表面にメッキを施す技術が提案されており、この技術の採用によって深海でのMg合金の耐食性を改善することが可能と考えられる。
好適例として、(Zn:4〜6%、Y:6〜8%、Zr:0〜1.5%、残部Mgおよび不可避不純物)の組成(質量%)が挙げられる。
また、本発明の高比強度Mg合金材の製造方法は、Mg合金インゴットから切削した粒を加圧成形により固めて成形体とし、該成形体を450℃以下で押出加工するので、減衰性能を損なうことなく、切削粒の歪みを残存させて高い強度を得ることが可能になる。
所望の組成(好適例Zn:4〜6%、Y:6〜8%、Zr:0〜1.5%、残部Mgおよび不可避不純物)としたインゴット1を常法により溶製し、切削バイト30などにより好適には最大粒長10mm以下の粒に切削する。この切削により得られる切削粒1aを室温で加圧して固め、成形体2を得る。該成形体2を押出型10に納め、ラム11によって押し出して、押出品3を得る。この際の押出温度は、450℃以下とする。これにより切削粒の歪みが残留したままで高い比強度が得られる。なお、押出温度以外のその他の押出条件(押出比、押出速度など)は、本発明としては特に限定されるものではなく、適宜設定が可能である。
質量%で、Yを7%、Znを5%、Zrを1%配合したMg合金(残部Mgおよび不可避不純物)を金型に鋳込み、その鋳造材(インゴット)を機械で切削することにより1〜2mmの大きさにチップ化した。その切削粒を、加圧成形により直径305mm×高さ400mmの円柱状に室温固化成形し、押出温度375℃、押出比10、押出速度3mm/sで押出し、さらに鍛造温度300℃、鍛造比2、ひずみ速度10−2/sで後方押出鍛造を加えた後、機械加工することにより、高さ142mm、内径70mm、外径88mmの円筒を得た。表面処理として、既知の方法により合計150μm厚で、それぞれ同程度の厚さとなるように、無電解によるNiめっきと電解によるCrめっきを施し、供試材を得た。
(比強度)=(引張強度)÷(合金密度)
図2では、発明材が従来のチタン合金と比較して比強度が1.1倍となり、また、鋳造ままのMg合金材料を押出加工したものよりも比強度の優れるマグネシウム合金が得られていることが分かる。
透過損失=10×loge(Ii/It)(dB)
Ii:入射音の強さ(供試体をはずした状態)
It:透過した音波の強さ
評 価:(透過損失)÷(合金密度)(dB・g−1・m3)
以上の結果から、軽量で比強度、耐食性、防音効果に優れたMg合金海中構造用部材を製造することができた。
2 切削粒
3 押出品
5 高比強度Mg合金材
6 めっき層
Claims (6)
- 質量%でZn:4〜6%、Y:6〜8%、Zr:0.2〜1.5%を含有し、残りがMgおよび不可避不純物からなる組成のMg合金インゴットから切削した粒で構成される成形体を押し出した押出材であることを特徴とする高比強度Mg合金材。
- 請求項1に記載の高比強度Mg合金材表面にメッキが施されていることを特徴とするMg合金海中構造用部材。
- Mg合金インゴットから切削した粒を、外部から熱を加えることなく加圧成形する室温固化により成形体とし、該成形体を450℃以下で押出加工することを特徴とする高比強度Mg合金材の製造方法。
- 前記押出加工後、さらに、250〜450℃で二次歪み加工を行うことを特徴とする請求項3記載の高比強度Mg合金材の製造方法。
- 前記二次歪み加工が押出加工であることを特徴とする請求項4記載の高比強度Mg合金材の製造方法。
- 前記二次歪み加工が後方押出加工であることを特徴とする請求項4記載の高比強度Mg合金材の製造方法。
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