JP5939382B2 - マグネシウム合金コイル材の製造方法 - Google Patents
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Description
準備工程:温間圧延が施された圧延板を温間でコイル状に巻き取って、圧延コイル材を準備する工程。
均熱工程:コイル状に巻き取られた状態の上記圧延コイル材に、上記温間圧延時の圧延温度よりも高い温度で熱処理を施す工程。
[製造方法]
(準備工程)
本発明の製造方法では、まず、金属板が渦巻き状に巻き取られてなる圧延コイル材を準備する。特に、この圧延コイル材は、1パス以上の温間圧延が施されたものとし、かつ最終の巻き取りも温間で行ったものとする。
金属板の構成金属は、種々の金属が挙げられる。特に、一般に、室温〜100℃程度といった低温での加工性に劣る金属であるマグネシウム合金に対して本発明の製造方法を適用すると、上述の低温での矯正が可能なコイル材を生産性よく製造できる。
上述の適宜な組成からなる圧延コイル材は、代表的には鋳造材に圧延を施すことで得られる。鋳造材は、双ロール鋳造法のような連続鋳造法、インゴット鋳造法などによって製造されたものが挙げられる。特に、連続鋳造法は、(1)長手方向に均一的な品質の鋳造材を安定して得られる、(2)急冷凝固が可能であるため、酸化物や偏析などの内部欠陥を低減できる、(3)圧延時などで割れの起点と成り得る10μm超といった粗大な晶析出物の生成を抑制でき、圧延性に優れた鋳造材が得られる、(4)長尺な鋳造材が得られる、といった利点を有する。とりわけ、双ロール鋳造法は、偏析が少ない板状の鋳造材を形成し易い。鋳造材の断面積や厚さ、幅、長さは適宜選択することができるが、厚過ぎると偏析が生じ易いため、厚さは10mm以下、更に7mm以下、特に5mm以下が好ましい。長さが30m以上、更に50m以上、とりわけ100m以上といった長尺な鋳造材や、幅が100mm以上、更に250mm以上、とりわけ600mm以上といった広幅な鋳造材とすると、長尺な圧延板や広幅な圧延板を製造できる。
上述の鋳造材(又は溶体化が施された溶体化材)に1パス以上の温間圧延を施す。圧延を施すことで、所望の厚さの圧延板や厚さがより薄い圧延板とすることができる上に、巣などの鋳造欠陥(内部欠陥)が少ない、或いは小さい、或いは実質的に存在しない組織とすることができる。また、圧延を施すことで、加工硬化による強度の向上などが望める。
上述の圧延コイル材は、圧延により導入された加工歪み(せん断帯)が存在することから、100℃未満といった低温での伸びが十分に大きくなく、当該低温で矯正を行うと破断する恐れがある。また、圧延などの塑性加工によって上記加工歪みが残存する状態に比較して、結晶化した金属は、室温における伸び特性が大きい。そこで、本発明の製造方法では、この圧延コイル材に熱処理を施し、当該加工歪みを除去すると共に、この熱処理によって結晶化(再結晶化)を行って再結晶組織を得る。
上記特定の熱処理を経て得られたコイル材(本発明金属コイル材の一形態。以下、熱処理コイル材と呼ぶ)は、温間で巻き取った上に巻き取られた状態で当該熱処理が施されたことで、特に、巻き半径が小さい内周側に位置する圧延板には巻き癖がついている。しかし、矯正加工を施すことで、平坦性に優れるコイル材が得られる。上記熱処理コイル材は、上述のように加工歪みが除去されていると共に再結晶組織(好ましくは微細な組織)を有し、室温といった低温でも十分な伸びを有する。そこで、本発明では、矯正加工を低温、具体的には100℃未満で行う。矯正加工時の温度が低いほど、矯正設備における熱負荷の低減、加熱エネルギーの低減を図ることができるため、室温が好ましい。
矯正工程を経た金属コイル材は、そのままの状態で、塑性加工(2次加工)が施される加工成形体の素材に使用できるが、更に、表面状態を良好にするために、研磨ベルトなどを利用して表面研磨を行ったり、耐食性を高めるために、マグネシウム合金やアルミニウム合金などでは防食処理(陽極酸化処理や化成処理)などを行ったりすることができる。
上述の特定の熱処理が施されて得られた金属コイル材:熱処理コイル材は、上述のように再結晶組織を有し、厚さ、幅、長さなどの仕様は圧延コイル材の仕様を実質的に維持する。特に、再結晶組織における平均結晶粒径が8μm以下であると、割れなどが生じることなく上述の低温矯正を良好に行える上に、矯正後のコイル材も、割れの起点となる粗大粒が少なく、塑性加工性に優れる。熱処理コイル材の結晶粒径は、熱処理時の温度を低くするほど小さくすることができる。また、上記平均結晶粒径が小さいほど、矯正や塑性加工などの加工性を高められることから、7μm以下、更に6μm以下が好ましい。
マグネシウム合金からなる圧延コイル材を作製し、種々の条件で熱処理を施した後、矯正加工を施した。得られたマグネシウム合金コイル材について、平坦性、塑性加工性、生産性を評価した。
AZ91合金からなる双ロール鋳造法によって作製した鋳造コイル材
板厚:4.0mm 質量:200kg
鋳造後に溶体化:400℃×20時間
〔圧延条件〕
圧延温度:250℃
圧延速度:20m/min
圧延後の板厚:0.8mm 総圧下率:80% 各パスの圧下率:20%/パス〜25%/パス
巻き取り温度:150℃〜280℃
Claims (2)
- マグネシウム合金板がコイル状に巻き取られてなるマグネシウム合金コイル材の製造方法であって、
温間圧延が施された圧延板を温間でコイル状に巻き取って圧延コイル材を準備する工程と、
コイル状に巻き取られた状態の前記圧延コイル材に、前記温間圧延時の圧延温度よりも高い温度で熱処理を施す工程とを具え、
前記マグネシウム合金はAZ91合金であり、
前記熱処理は、加熱温度を280℃以上350℃未満、保持時間を1時間以上とするマグネシウム合金コイル材の製造方法。 - 前記熱処理が施されたコイル材を巻き戻して、室温以上100℃未満で矯正加工を施す工程を具える請求項1に記載のマグネシウム合金コイル材の製造方法。
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