JP5293975B2 - マグネシウム長尺材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明マグネシウム長尺材、及びこの長尺材を用いて得られるマグネシウム伸線材、マグネシウム鍛造材の「マグネシウム」とは、Mg及び不純物からなるいわゆる純マグネシウム、又は添加元素とMg及び不純物からなるマグネシウム合金とする。添加元素としては、例えば、Al,Zn,Mn,Si,Cu,Ag,Y,Zrなどの元素群のうち、少なくとも1種の元素が挙げられる。上記元素群から選択される複数の元素を含有していてもよい。このような添加元素を含有させることで、本発明長尺材は、強度、伸び、高温強度、耐食性などに優れた材料となる。添加元素の含有量は、合計で20質量%以下が望ましい。添加元素が20質量%超となると、鋳造時に割れなどが生じる原因となる。添加元素を含有したより具体的な組成としては、例えば、以下の組成が挙げられる。
I. Al:0.1〜12質量%を含み、残部がMg及び不純物
II. Al:0.1〜12質量%と、質量%でMn:0.1〜2.0%、Zn:0.1〜5.0%、Si:0.1〜5.0%からなる3元素群から選択された1種以上の元素とを含み、残部がMg及び不純物
III. 質量%でZn:0.1〜10%、Zr:0.1〜2.0%を含み、残部がMg及び不純物
なお、不純物は、有意的に添加しない元素のみとしてもよいし、有意的に添加する元素(添加元素)を含んでいてもよい。
(試験例1)
ホイール-ベルト方式鋳型を具える連続鋳造装置を用いて、溶解したマグネシウム合金を連続鋳造し、マグネシウム合金からなる鋳造材(横断面積:約300mm2,幅18mm,高さ17mm)を作製した。本例で用いたマグネシウム合金は、AZ31合金相当材(質量%で、Al:3.0%、Zn:1.0%、Mn:0.15%を含み、残部がMg及び不純物、組成は化学分析により調べた)とした。
試験例1により得られた伸線材(線径φ8mm)から高さ12mmの試験片を20個切り出し、各試験片にそれぞれ据え込み試験を行った。据え込み試験条件は、据え込み速度:12mm/sec,据え込み率:70%(高さ:3.6mm),温度:300℃とした。
試験例1と同様の条件で連続鋳造により鋳造材(横断面積:約300mm2,幅18mm,高さ17mm)を作製し、この鋳造材に400℃で熱間スウェージング加工を実施し、横断面円形状の熱間加工材(線径φ13.2mm)を作製した。そして、得られた熱間加工材に皮剥ぎダイスを用いて、表面から深さが0.1mmまでの領域(表面層)を除去した試料を作製した。これら表面層を除去した試料(線径φ13mm)と、表面層の除去を行っていない熱間加工材(線径φ13.2mm)とから高さ16mmの試験片を20個切り出し、各試験片にそれぞれ据え込み試験を行った。据え込み試験条件は、据え込み速度:16mm/sec,据え込み率:70%(高さ:4.8mm),温度:300℃とした。
上記試験例1で用いたマグネシウム合金と異なる組成の金属材料を用意し、同様に連続鋳造して鋳造材を作製した後、熱間圧延を実施し、圧延材を作製した。以下に組成を示す。
(材料組成)
純マグネシウム相当材:99.9質量%以上のMgと不純物からなる
AM60合金相当材:質量%でAl:6.1%、Mn:0.44%を含み、残部がMgと不純物からなるマグネシウム合金
AZ61合金相当材:質量%でAl:6.4%、Zn:1.0%、Mn:0.28%を含み、残部がMgおよび不純物からなるマグネシウム合金
ZK60合金相当材:質量%でZn:5.5%、Zr:0.45%を含み、残部がMgおよび不純物からなるマグネシウム合金
更に、上記AM60合金相当材、AZ61合金相当材、ZK60合金相当材にCa:0.01質量%含有させた合金
Claims (11)
- 純マグネシウム又はマグネシウム合金を鋳造して鋳造材を作製する工程と、
前記鋳造材に1次塑性加工を施して長尺な加工材を作製する工程と、
前記加工材の表面層を除去して、2次塑性加工が施される展伸用素材とする工程とを具え、
前記鋳造は、鋳造時の冷却速度を1℃/sec以上として行い、
前記1次塑性加工は、断面減少を伴い、250℃以上の温度で行う熱間加工を含み、
前記表面層は、加工材の横断面において表面から深さ0.01mm以上0.5mm以下までの領域とすることを特徴とするマグネシウム長尺材の製造方法。 - 前記1次塑性加工は、圧延加工、鍛造加工、及び伸線加工の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載のマグネシウム長尺材の製造方法。
- 前記熱間加工には、非相似加工を含み、
前記非相似加工は、その加工の前後で横断面形状が非相似形となる加工であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマグネシウム長尺材の製造方法。 - 前記熱間加工は、350℃以上の温度で行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマグネシウム長尺材の製造方法。
- 前記鋳造は、エンドレス可動鋳型を用いた連続鋳造であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマグネシウム長尺材の製造方法。
- 前記可動鋳型は、ホイール-ベルト方式鋳型であることを特徴とする請求項5に記載のマグネシウム長尺材の製造方法。
- 前記非相似加工は、複数のロールを用いた孔型圧延であることを特徴とする請求項3に記載のマグネシウム長尺材の製造方法。
- 前記表面層の除去は、皮剥ぎダイスを用いて行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のマグネシウム長尺材の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするマグネシウム長尺材。
- 請求項9に記載のマグネシウム長尺材に、2次塑性加工として伸線加工を施して得られたことを特徴とするマグネシウム伸線材。
- 請求項9に記載のマグネシウム長尺材に、2次塑性加工として鍛造加工を施して得られたことを特徴とするマグネシウム鍛造材。
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