JP5692847B2 - 常温成形性と強度を改善したマグネシウム合金板材及びその作製方法 - Google Patents
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Description
(1)質量%で、Znを2.61〜6.20%含有し、Caを0.1〜0.5%含有し、あるいは、これらの成分に加え、更に、Sr、Zr、Mnの1種以上をそれぞれSr0.5%以下、Zr0.3%以下、Mn0.3%以下の範囲で含有し、残部が、Mg及び不可避不純物からなるMg合金を、試料表面温度250〜450℃まで加熱した状態で、少なくとも圧延率20%以上の圧延を施し、圧延後に、300〜450℃にて、10分以上の焼鈍条件で焼鈍を行う工程により、板幅方向に対して、平行に引張り変形を行う準静的室温引張り試験において、得られる0.2%耐力が、90MPa以上である圧延材を製造することを特徴とする易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
(2)質量%で、Srを0.05〜0.5%付加したMg合金を用いる、前記(1)に記載の易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
(3)質量%で、Zr及び/又はMnを、0.01〜0.3%付加したMg合金を用いる、前記(1)又は(2)に記載の易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
(4)上記Mg合金を、試料表面温度250〜420℃まで加熱した状態で圧延する、前記(1)から(3)のいずれか一項に記載の易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
(5)質量%で、Znを2.61〜6.20%含有し、Caを0.01〜0.5%含有し、あるいは、これらの成分に加え、更に、Sr、Zr、Mnの1種以上をそれぞれSr0.5%以下、Zr0.3%以下、Mn0.3%以下の範囲で含有し、残部が、Mg及び不可避不純物からなるMg合金圧延材であり、常温におけるエリクセン値が、少なくとも7.0以上であり、板幅方向に対して、平行に引張り変形を行う準静的室温引張り試験において、得られる0.2%耐力が、90MPa以上であることを特徴とする易成形性マグネシウム合金板材。
(6)質量%で、Srを0.05〜0.5%付加したMg合金である、前記(5)に記載の易成形性マグネシウム合金板材。
(7)質量%で、Zr及び/又はMnを0.01〜0.3%付加したMg合金である、前記(5)又は(6)に記載の易成形性マグネシウム合金板材。
(8)XRD法(シュルツの反射法)による測定で、(0002)面集合組織の板幅方向に極を有する、前記(5)から(7)のいずれか一項に記載の易成形性マグネシウム合金板材。
(9)前記(5)から(8)のいずれかに記載の易成形性マグネシウム合金板材の成形体からなることを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
(10)前記(9)に記載のマグネシウム合金製プレス成形体からなることを特徴とするマグネシウム合金製部材。
本発明は、常温(30℃)で、エリクセン値が、7.0以上の優れた成形性を有し、かつTD方向の引張り降伏応力が90MPa以上の、優れた強度を有する、易成形性マグネシウム合金板材を製造する方法であって、Znの総量が、2.61〜6.20mass%(以下、質量%をmass%と記載する。)であり、Caの総量が、0.1〜0.5mass%であり、もしくは、Caを、0.1〜0.5mass%含有した上で、Srを、0.05〜0.5mass%含有し、必要に応じて、Zr及び/又はMnを、0.01〜0.3mass%含有し、残部が、Mg及び不可避不純物からなる組成を有するマグネシウム合金板材を、150〜450℃、より好ましくは、150〜420℃の試料温度まで昇温した上で、圧延率20%以上の圧延行い、圧延後に、焼鈍を行うことを特徴とするものである。
(1)Zn添加量を、2.61〜6.20mass%に限定し、微量添加する元素を、Ca(もしくは、CaとSr)に限定した上で、Caを、0.1〜0.5mass%(もしくは、Caを、0.1〜0.5mass%添加し、更に、Srを、0.05〜0.5mass%)添加し、必要に応じて、Zr及び/又はMnを、0.01〜0.3mass%添加した合金を、試料表面温度150〜450℃、より好ましくは、150〜420℃で圧延し、焼鈍を行うことにより、優れた常温成形性と強度を有するマグネシウム合金板材を作製することができる。
(2)本発明を利用すると、試料表面温度150〜450℃、より好ましくは、150〜420℃の圧延により、優れた常温成形性と強度を有するマグネシウム合金板材を作製することができ、圧延時の試料の発火を懸念することなく、圧延を行うことができ、更に、試料表面の酸化を懸念することなく、圧延を行うことができる。
(3)得られた板材は、優れた常温成形性(エリクセン値7.0以上)を示し、更に、優れた強度(圧延方向と引張り方向が90°の条件で得られる降伏応力が、90MPa以上)を示すマグネシウム合金板材であり、幅広い用途に適用可能なマグネシウム合金板材を提供することができる。
(4)本発明を利用すると、既存の圧延装置を利用して、優れた常温成形性と優れた強度を示す板材を作製することが可能であり、低コストで板材を作製することができる。
(5)上記マグネシウム合金板材を、常温成形することにより、マグネシウム合金製プレス成形体を作製し、提供することができる。
(6)上記マグネシウム合金製プレス成形体からなる筐体等のマグネシウム合金製部材を作製し、提供することができる。
実施例1〜6では、Zn添加量を、2.61〜6.20mass%に設定し、Ca添加量を、0.01〜0.9mass%に設定した合金試料を、試料表面温度150〜450℃まで加熱して、圧延した。請求項に規定した合金組成で、所定の圧延を実施すると、優れた常温成形性と、優れた強度が同時に発現した。
実施例7〜19では、Zn添加量を、2.61〜6.20mass%に設定し、Caを0.01〜0.9mass%含有し、また、CaとSrの総量が0.01〜1.5mass%になるようにSrを含有した合金試料を、試料表面温度150〜450℃まで加熱して、圧延した。請求項に規定した合金組成で、所定の圧延を実施すると、優れた常温成形性と、優れた強度が同時に発現した。
実施例20〜21では、Zn添加量を、2.61〜6.20mass%に設定し、Caを0.01〜0.9mass%含有し、また、CaとSrの総量が0.01〜1.5mass%になるようにSrを含有し、更に、Zr及び/又はMnを、0.01〜0.7mass%含有した合金試料を、試料表面温度150〜450℃まで加熱して、圧延した。請求項に規定した合金組成で、所定の圧延を実施すると、優れた常温成形性と、優れた強度が同時に発現した。
比較例1、2では、Zn添加量を、2.61mass%未満に設定した。Caを添加していない[比較例1]の(0002)面集合組織は、TD方向の極を持たないため、低いエリクセン値を示した。また、[比較例2]の(0002)面集合組織には、TD方向の極が確認できるため、優れた常温成形性が発現した。しかし、Zn濃度が低いため、降伏応力は、低い値を示した。
比較例3、4では、Zn添加量を、2.61mass%以上に設定したが、Caは、添加していない。いずれも、圧延材の0.2%耐力は、90MPa以上の高い強度を示した。一方、[比較例3]及び[比較例4]の(0002)面集合組織には、TD方向の極が発現しないため、低いエリクセン値を示した。
比較例5では、Zn添加量を、2.61mass%以上に設定し、Caを0.1mass%添加した合金試料を、請求項で規定した圧延温度よりも高温で、圧延した。450℃を超える温度で圧延を実施すると、わずかな圧下を加えただけで、試料は、破壊してしまい、圧延材を作製することはできなかった。
比較例6、7では、Zn添加量を、2.61mass%以上に設定し、Caを0.9mass%以上(1.0mass%)添加し、Srを所定量(0.1mass%)添加した合金試料を、それぞれ、試料温度300℃及び350℃で、圧延した。いずれの試料も、厚み5mmから1mmの圧延を実施すると、激しい耳割れが起こり、試料評価を行うための圧延材を作製することができなかった。このように、請求項に規定したCa添加量よりも、高濃度のCaを添加すると、圧延中に、試料に激しい耳割れが発生し、圧延を行うことは困難であった。
比較例8では、Zn添加量を、2.61mass%以上に設定し、Caを0.8mass%、Srを0.8mass%添加した合金試料を、それぞれ、試料温度350℃で、圧延した。[比較例8]の(0002)面集合組織は、TD方向の極を有するが、圧延材のエリクセン値は、低い値を示した。このように、請求項に規定したCaとSrの添加量よりも、高濃度のCaとSrを添加すると、圧延材内部に、粗大な金属間化合物が形成され、常温成形性が、著しく劣化してしまうことが分かった。
Claims (10)
- 質量%で、Znを2.61〜6.20%含有し、Caを0.1〜0.5%含有し、あるいは、これらの成分に加え、更に、Sr、Zr、Mnの1種以上をそれぞれSr0.5%以下、Zr0.3%以下、Mn0.3%以下の範囲で含有し、残部が、Mg及び不可避不純物からなるMg合金を、試料表面温度250〜450℃まで加熱した状態で、少なくとも圧延率20%以上の圧延を施し、圧延後に、300〜450℃にて、10分以上の焼鈍条件で焼鈍を行う工程により、板幅方向に対して、平行に引張り変形を行う準静的室温引張り試験において、得られる0.2%耐力が、90MPa以上である圧延材を製造することを特徴とする易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
- 質量%で、Srを0.05〜0.5%付加したMg合金を用いる、請求項1に記載の易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
- 質量%で、Zr及び/又はMnを、0.01〜0.3%付加したMg合金を用いる、請求項1又は2に記載の易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
- 上記Mg合金を、試料表面温度250〜420℃まで加熱した状態で圧延する、請求項1から3のいずれか一項に記載の易成形性マグネシウム合金板材の製造方法。
- 質量%で、Znを2.61〜6.20%含有し、Caを0.01〜0.5%含有し、あるいは、これらの成分に加え、更に、Sr、Zr、Mnの1種以上をそれぞれSr0.5%以下、Zr0.3%以下、Mn0.3%以下の範囲で含有し、残部が、Mg及び不可避不純物からなるMg合金圧延材であり、常温におけるエリクセン値が、少なくとも7.0以上であり、板幅方向に対して、平行に引張り変形を行う準静的室温引張り試験において、得られる0.2%耐力が、90MPa以上であることを特徴とする易成形性マグネシウム合金板材。
- 質量%で、Srを0.05〜0.5%付加したMg合金である、請求項5に記載の易成形性マグネシウム合金板材。
- 質量%で、Zr及び/又はMnを0.01〜0.3%付加したMg合金である、請求項5又は6に記載の易成形性マグネシウム合金板材。
- XRD法(シュルツの反射法)による測定で、(0002)面集合組織の板幅方向に極を有する、請求項5から7のいずれか一項に記載の易成形性マグネシウム合金板材。
- 請求項5から8のいずれかに記載の易成形性マグネシウム合金板材の成形体からなることを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
- 請求項9に記載のマグネシウム合金製プレス成形体からなることを特徴とするマグネシウム合金製部材。
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