JP5565617B2 - マグネシウム合金材の製造方法及びマグネシウム合金材 - Google Patents
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特に、自動車に関連する用途の部品においては、高い機械的特性が要求されるため、GdやZn等の元素を添加したマグネシウム合金として、片ロール法、急速凝固法により特定の形態の材料を製造することが行われている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
そして、熱処理後に塑性加工を行う第2の塑性加工工程によって、板状のLPSO相にキンク帯を導入することができ、優れた引張強度を実現することができる。なお、LPSO相が板状であるために良好な延性をも実現することとなる。
1.第1の実施の形態(押出加工の場合)
2.第2の実施の形態(圧延加工の場合)
3.変形例
図1は本発明のマグネシウム合金材の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。図1で示す様に、本発明のマグネシウム合金材の製造方法の一例では、先ず、鋳造工程S1により鋳造を行う。ここで、鋳造工程S1では、ZnとYを含有し、残部がMgと不可避的不純物とからなるMg−Zn−Y系合金を鋳造して、LPSO相とαMg相とを含む鋳造材を形成する。
図8は本発明のマグネシウム合金材の製造方法の他の一例を説明するためのフローチャートである。図8で示す様に、本発明のマグネシウム合金材の製造方法の他の一例では、上記した第1の実施の形態と同様に、鋳造工程S1、塑性加工工程S2及び熱処理工程S3を施して、塑性加工物のLPSO相を板状(プレート状)とする。
第1の実施の形態では第2の塑性加工として押出加工を行う場合を例に挙げて説明を行い、第2の実施の形態では第2の塑性加工として圧延加工を行う場合を例に挙げて説明を行っている。
しかしながら、熱処理を施した塑性加工物に再び塑性加工を行うことで、マグネシウム合金材の機械的特性(引張強度、0.2%耐力及び伸び)を向上させることができれば充分であり、第2の塑性加工工程で施す塑性加工については、必ずしも押出加工や圧延加工に限定されるものではない。
先ず、本発明の第1の実施例であるマグネシウム合金材の製造方法として、Znを2原子%、Yを2原子%とし、残部がMgと不可避的不純物のMg−Zn−Y系合金を高周波溶解炉内で溶解を行った。次に、加熱溶解した材料を金型で鋳造し、φ69mm×L200mmのインゴット(鋳造材)を作成した。更に、押出温度350℃において押出比5として塑性加工(押出加工)を行い、続いて、100℃〜500℃の熱処理温度にて1時間の熱処理(焼きなまし)を行ってLPSO相を板状(プレート状)とした。その後、φ29mm×L60mmビレットに切削し、押出温度350℃において押出比10、押出速度(ラム速度)2.5mm/secで押出加工を施して試験片を作成した。
次に、本発明の第2の実施例であるマグネシウム合金材の製造方法として、Znを2原子%、Yを2原子%とし、残部がMgと不可避的不純物のMg−Zn−Y系合金を高周波溶解炉内で溶解を行った。次に、加熱溶解した材料を金型で鋳造し、φ69mm×L200mmのインゴット(鋳造材)を作成した。更に、押出温度350℃において押出比10として塑性加工(押出加工)を行い板形状にし、続いて、100℃〜500℃の熱処理温度にて1時間の熱処理(焼きなまし)を行ってLPSO相を板状(プレート状)とした。その後、圧延加工を施して試験片を作成した。
しかしながら、熱処理後の圧延加工を施さない場合には、熱処理前の素材に対して強度の面において劣ってしまう。これに対して、本発明の実施例のマグネシウム合金材では、LPSO相を含むマグネシウム合金材において、合金組成を変更することなく強度と延性を同時に向上することが可能である。
Claims (8)
- 長周期積層構造相とαMg相とを有する鋳造材を形成する鋳造工程と、
前記鋳造材に塑性加工を行う第1の塑性加工工程と、
該第1の塑性加工工程により塑性加工を施した前記鋳造材に熱処理を施すことにより、前記長周期積層構造をプレート状にする熱処理工程と、
該熱処理を施した前記鋳造材に押出加工若しくは圧延加工を行うことにより、前記長周期積層構造相にキンク帯を導入する第2の塑性加工工程とを備える
マグネシウム合金材の製造方法。 - 必須成分としてZn、Cu、Ni若しくはCoから選択される元素(TM)と希土類元素(RE)を含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるMg−TM−RE系合金を鋳造して、長周期積層構造相とαMg相とを有する鋳造材を形成する鋳造工程と、
前記鋳造材に塑性加工を行う第1の塑性加工工程と、
該第1の塑性加工工程により塑性加工を施した前記鋳造材に熱処理を施すことにより、前記長周期積層構造をプレート状にする熱処理工程と、
該熱処理を施した前記鋳造材に押出加工若しくは圧延加工を行うことにより、前記長周期積層構造相にキンク帯を導入する第2の塑性加工工程とを備える
マグネシウム合金材の製造方法。 - 必須成分としてZnと希土類元素(RE)を含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるMg−Zn−RE系合金を鋳造して、長周期積層構造相とαMg相とを有する鋳造材を形成する鋳造工程と、
前記鋳造材に塑性加工を行う第1の塑性加工工程と、
該第1の塑性加工工程により塑性加工を施した前記鋳造材に熱処理を施すことにより、前記長周期積層構造をプレート状にする熱処理工程と、
該熱処理を施した前記鋳造材に押出加工若しくは圧延加工を行うことにより、前記長周期積層構造相にキンク帯を導入する第2の塑性加工工程とを備える
マグネシウム合金材の製造方法。 - 少なくとも一部の組織が熱処理により板状とされた長周期積層構造相と、
前記板状とされた長周期積層構造相に押出加工若しくは圧延加工により導入されたキンク帯と、
少なくとも一部が前記長周期積層構造相とラメラ状に存在するαMg相とを備える
マグネシウム合金材。 - 前記長周期積層構造相内若しくは前記αMg相内の少なくとも一方に金属間化合物を有している
請求項4に記載のマグネシウム合金材。 - 必須成分としてZn、Cu、Ni若しくはCoから選択される元素(TM)と希土類元素(RE)を含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるMg−TM−RE系合金から構成されるマグネシウム合金材であって、
Mg−TM−RE系合金の合金組織中に、少なくとも一部の組織が熱処理により板状とされた長周期積層構造相と、前記板状とされた長周期積層構造相に押出加工若しくは圧延加工により導入されたキンク帯と、少なくとも一部が前記長周期積層構造相とラメラ状に存在するαMg相とを備える
マグネシウム合金材。 - 必須成分としてZnと希土類元素(RE)を含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるMg−Zn−RE系合金から構成されるマグネシウム合金材であって、
Mg−Zn−RE系合金の合金組織中に、少なくとも一部の組織が熱処理により板状とされた長周期積層構造相と、前記板状とされた長周期積層構造相に押出加工若しくは圧延加工により導入されたキンク帯と、少なくとも一部が前記長周期積層構造相とラメラ状に存在するαMg相とを備える
マグネシウム合金材。 - 前記長周期積層構造相内若しくは前記αMg相内の少なくとも一方に、Mg、Zn及びREから構成される金属間化合物を有している
請求項7に記載のマグネシウム合金材。
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