JP6552111B2 - Method for producing extruded shape of flame retardant magnesium alloy - Google Patents

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Description

この発明は、カルシウムを含有する難燃性マグネシウム合金の押出形材、鉄道車両の構体及び交通輸送手段の構体に関する。   The present invention relates to an extruded form of a flame-retardant magnesium alloy containing calcium, an assembly of a railway vehicle, and an assembly of transportation means.

従来のアルミニウム合金形材は、平行な平板状の面板部の間を複数のウェブ部によって繋ぐ中空形材であり、この中空形材がアルミニウム合金によって一体形成されている(例えば、引用文献1参照)。このような従来のアルミニウム合金形材では、機器を吊り下げる機器吊り受け金を一方の面板部の切欠部にボルトによって固定している。   The conventional aluminum alloy profile is a hollow profile connecting a plurality of parallel flat plate-like face plates by a plurality of webs, and the hollow profile is integrally formed of an aluminum alloy (see, for example, reference 1). ). In such a conventional aluminum alloy shaped material, an equipment suspension holder for suspending the equipment is fixed to a notch of one face plate portion by a bolt.

特開2000-108899号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-108899

従来のアルミニウム合金形材は、2枚の板材の間をコア材によって結合することによって車体構体の外板及び柱などと内側のぎ装用骨組とを一体化した複合構造であるダブルスキン構造である。このため、従来のアルミニウム合金形材では、新幹線車両のような高速車両構体に適用するとトラス状のコア材部分の重量が増加し、車両の軽量化を図ることができない問題点があった。   The conventional aluminum alloy profile has a double skin structure which is a composite structure in which the outer plate and columns of the vehicle body structure and the inner keying frame are integrated by connecting the two plate members by the core material. . For this reason, in the conventional aluminum alloy shaped material, when applied to a high-speed vehicle structure such as a Shinkansen vehicle, the weight of the truss-like core material portion increases, and there is a problem that weight reduction of the vehicle can not be achieved.

この発明の課題は、難燃性マグネシウム合金を用いることによって重量を軽減することができる難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing an extruded material of flame-retardant magnesium alloy whose weight can be reduced by using the flame-retardant magnesium alloy.

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、図1〜図に示すように、カルシウムを含有する難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法であって、前記難燃性マグネシウム合金を均質加熱温度300℃以上400℃以下、均質加熱時間5時間以上10時間以下で均質化処理する均質化処理工程(#130)と、前記均質化処理工程後の前記難燃性マグネシウム合金のビレット(B)をこの難燃性マグネシウム合金が再結晶化する温度より高い温度350℃以上450℃以下に維持してリブ付き形材に押出加工する押出工程(#140)とを含み、前記難燃性マグネシウム合金は、カルシウムを0.5mass%以上2.5mass%以下、アルミニウムを2.0mass%以上10.0mass%以下、亜鉛0.1mass%以上1.5mass%以下、マンガンを0.1mass%以上1.5mass%以下、ケイ素を0.01mass%以上0.1mass%以下、鉄及び銅をそれぞれ0.002mass%未満、ニッケルを0.002mass%未満含有し、残部がマグネシウムであることを特徴とする難燃性マグネシウム合金の押出形材(3)の製造方法(#100)である。
The present invention solves the above problems by means of solutions as described below.
In addition, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this embodiment.
The invention of claim 1 is a method for producing an extruded shape of a flame retardant magnesium alloy containing calcium as shown in FIGS. 1 to 6 , wherein the flame retardant magnesium alloy is heated to a homogeneous heating temperature of 300 ° C. or higher. A homogenization treatment step (# 130) for homogenization treatment at 400 ° C. or less and a homogenization heating time of 5 hours or more and 10 hours or less, and the flame retardant magnesium alloy billet (B) after the homogenization treatment step An extruding step (# 140) of extruding into a ribbed shape while maintaining a temperature higher than the temperature at which the heat-resistant magnesium alloy is recrystallized at 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower , wherein the flame retardant magnesium alloy contains calcium. 0.5 mass% to 2.5 mass%, aluminum 2.0 mass% to 10.0 mass%, zinc 0.1 mass% to 1.5 mass%, manganese 0.1 mass% to 1.5 mass%, silicon 0.01 mass% to 0.1 mass% Hereinafter, iron and copper are each less than 0.002 mass%, The nickel containing less than 0.002%, a method for producing extruded shapes of flame-retardant magnesium alloy and the balance being magnesium (3) (# 100).

請求項2の発明は、請求項1に記載の難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法において、前記押出工程は、前記難燃性マグネシウム合金Tリブ形材に押出加工する工程であることを特徴とする難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法である。 The invention of claim 2 is the method for producing extruded shapes of flame-retardant magnesium alloy according to claim 1, wherein the extrusion step is a step of extruding said flame retardant magnesium alloy in T rib profile It is a manufacturing method of the extrusion section of a flame-retardant magnesium alloy characterized by the above.

この発明によると、難燃性マグネシウム合金を用いることによって重量を軽減することができる。   According to the invention, the weight can be reduced by using a flame retardant magnesium alloy.

この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材を備える交通輸送手段の構体の一部を破断して示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which fractures | ruptures and shows one part of the structure of a traffic transportation means provided with the extrusion-shaped material of the flame-retardant magnesium alloy which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材の外観図であり、(A)は縦断面図であり、(B)は(A)のIIB部分を拡大して示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view of the extrusion-shaped material of the flame-retardant magnesium alloy which concerns on embodiment of this invention, (A) is a longitudinal cross-sectional view, (B) is sectional drawing which expands and shows the IIB part of (A). is there. この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材を接合部で接合した状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which joined the extrusion shape of the flame-retardant magnesium alloy which concerns on embodiment of this invention by the junction part. この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材を骨組と組み合わせた状態を示す外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は正面図であり、(C)は側面図であり、(D)は(A)のIV-IVD線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view which shows the state which combined the extrusion-shaped material of the flame-retardant magnesium alloy which concerns on embodiment of this invention with frame, (A) is a top view, (B) is a front view, (C) Is a side view, and (D) is a cross-sectional view showing a state of being cut along the IV-IVD line of (A). この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the extrusion-shaped material of the flame-retardant magnesium alloy which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造に使用される押出加工装置を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the extrusion processing apparatus used for manufacture of the extrusion-shaped material of the flame-retardant magnesium alloy which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図1に示す交通輸送手段1は、電車又は気動車などの鉄道車両である。構体2は、交通輸送手段1の主構造である。構体2は、図1に示すように、乗客又は貨物などの重量を支持し車体の床部分又は台枠を構成する床構え2aと、この床構え2aの両縁に固定され車体の側面部分を構成する一対の側構え2b,2cと、この一対の側構え2b,2cの上縁に固定され車体の屋根部分を構成する屋根構え2dと、車両の両端部分を構成する図示しない妻構えなどを備えている。構体2は、図1〜図4に示す外板3と、図1及び図4に示す骨組4などから構成されている。構体2は、骨組4の一部を外板3と一体化させることによって骨組4の簡素化及び製造工程の簡略化を実現するとともに、軽量かつ低コストな構造を実現したシングルスキン構体である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The transportation means 1 shown in FIG. 1 is a railway vehicle such as a train or a train. The structure 2 is the main structure of the traffic transportation means 1. As shown in FIG. 1, the structure 2 supports a weight of a passenger or a cargo and constitutes a floor portion or a frame of the vehicle body, and a floor structure 2a fixed to both edges of the floor structure 2a and a side surface portion of the vehicle body. A pair of side stands 2b, 2c to be constructed, a roof stand 2d which is fixed to the upper edges of the pair of side stands 2b, 2c and constitutes a roof portion of the vehicle body, and a wife stance not shown which constitutes both ends of the vehicle, etc. I have. The structure 2 includes an outer plate 3 shown in FIGS. 1 to 4 and a skeleton 4 shown in FIGS. 1 and 4. The structure 2 is a single skin structure in which a part of the frame 4 is integrated with the outer plate 3 to simplify the frame 4 and the manufacturing process, and realize a lightweight and low-cost structure.

図1〜図4に示す外板3は、構体2の車外側の板部分を構成する部材である。外板3は、図1に示す構体2の側構え2b,2c部分を主として構成する。図1〜図4に示す外板3は、カルシウムを含有する難燃性マグネシウム合金の押出形材である。外板3は、素材特性としての難燃性を確保するために製造時にマグネシウムにカルシウムが添加されている。外板3は、押出法によってリブ付形材に成形されている。外板3は、図2〜図4に示すように、断面形状がT字状のTリブ形材に成形されている。外板3は、図2〜図4に示す板状部3aと、リブ部3bと、図2及び図3に示す開先部3cと、接合部3dなどを備えている。外板3は、図2及び図3に示すように、板状部3a、リブ部3b及び開先部3cが一体に成形されている。   The outer plate 3 shown in FIGS. 1 to 4 is a member constituting a plate portion on the vehicle outer side of the structure 2. The outer plate 3 mainly constitutes the side mounts 2b and 2c of the structure 2 shown in FIG. The outer plate 3 shown in FIGS. 1 to 4 is an extruded shape of a calcium-containing flame-retardant magnesium alloy. In the outer plate 3, calcium is added to magnesium at the time of manufacture in order to ensure flame retardancy as a material property. The outer plate 3 is formed into a ribbed shape by an extrusion method. As shown in FIGS. 2 to 4, the outer plate 3 is formed into a T-shaped rib having a T-shaped cross section. The outer plate 3 includes a plate-like portion 3a shown in FIGS. 2 to 4, a rib portion 3b, a groove portion 3c shown in FIGS. 2 and 3, a joint portion 3d, and the like. As shown in FIGS. 2 and 3, the outer plate 3 is integrally formed with a plate-like portion 3a, a rib 3b and a groove 3c.

図2〜図4に示す板状部3aは、外板3の本体を構成する部分である。板状部3aは、互いに平行な平坦な表面を備えている。リブ部3bは、板状部3aに剛性を付与する部分である。リブ部3bは、板状部3aの一方の表面から突出してこの板状部3aと一体に形成されている。リブ部3bは、外板3の内側表面となる側の板状部3aの表面に形成されている。図2及び図3に示す開先部3cは、板状部3a同士を溶接するためにこの板状部3aの溶接面に形成する溝部である。開先部3cは、板状部3aの長さ方向の両端部に所定の傾斜角度で形成されたV形開先であり、板状部3aと一体に形成されている。接合部3dは、板状部3a同士を接合した部分である。接合部3dは、板状部3aの端部同士を開先部3cで突き合せて溶接し形成された継手部(溶接継手)である。接合部3dは、板状部3aの長さ方向と直交する方向に間隔をあけて形成されている。   The plate-like portion 3 a shown in FIGS. 2 to 4 is a portion that constitutes the main body of the outer plate 3. The plate-like portion 3a has flat surfaces parallel to each other. The rib part 3b is a part which provides rigidity to the plate-like part 3a. The rib 3b protrudes from one surface of the plate 3a and is integrally formed with the plate 3a. The rib portion 3 b is formed on the surface of the plate-like portion 3 a on the side to be the inner surface of the outer plate 3. The groove 3c shown in FIGS. 2 and 3 is a groove formed on the welding surface of the plate-like portion 3a in order to weld the plate-like portions 3a to each other. The groove 3c is a V-shaped groove formed at both ends in the longitudinal direction of the plate 3a at a predetermined inclination angle, and is integrally formed with the plate 3a. The joint portion 3d is a portion where the plate-like portions 3a are joined together. The joint portion 3d is a joint portion (welded joint) formed by butting end portions of the plate-like portion 3a with each other at the groove portion 3c and welding them. The joint portions 3d are formed at intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the plate-like portion 3a.

図1〜図4に示す外板3は、厚さが10mmを超えると軽量化を図ることができず、2mmを下回ると強度が不足するため、厚さを2mm以上10mm以下にすることが好ましい。外板3は、例えば、摩擦撹拌接合(摩擦撹拌溶接)(Friction Stir Welding(FSW))、レーザ溶接、TIG溶接又はMIG溶接などによって端部同士(接合面同士)が接合されて構体2に組み込まれる。   The outer plate 3 shown in FIGS. 1 to 4 can not be reduced in weight when the thickness exceeds 10 mm, and is insufficient in strength when the thickness is less than 2 mm, so the thickness is preferably 2 mm or more and 10 mm or less . The outer plate 3 is assembled into the structure 2 by joining ends (joint surfaces) by, for example, friction stir welding (FSW), laser welding, TIG welding, or MIG welding. Be

難燃性マグネシウム合金は、例えば、Mg-Al-Zn-Ca合金又はMg-Al-Mn-Ca合金が好ましく、Mg-Al-Zn-Ca合金が特に好ましい。このような難燃性マグネシウム合金としては、AZX311(Mg-3Al-Zn-Ca)、AMX602(Mg-6Al-Mn-2Ca)、AZX611(Mg-6Al-Zn-Ca)、AZX612(Mg-6Al-Zn-2Ca) 又はAZX911(Mg-9Al-Zn-Ca)が好ましい。難燃性マグネシウム合金は、カルシウムの含有量が0.5mass%未満であると十分な難燃性の効果を発揮することができず、2.5mass%を超えると難燃性が飽和し圧延等の加工が困難になるため、カルシウムを0.5mass%以上2.5mass%以下含有することが好ましい。   The flame retardant magnesium alloy is, for example, preferably a Mg-Al-Zn-Ca alloy or a Mg-Al-Mn-Ca alloy, and particularly preferably a Mg-Al-Zn-Ca alloy. Such flame retardant magnesium alloys include AZX 311 (Mg-3Al-Zn-Ca), AMX602 (Mg-6Al-Mn-2Ca), AZX611 (Mg-6Al-Zn-Ca), AZX612 (Mg-6Al-). Zn-2Ca) or AZX 911 (Mg-9Al-Zn-Ca) is preferred. If the content of calcium is less than 0.5 mass%, the flame retardant magnesium alloy can not exhibit sufficient flame retardancy effects, and if it exceeds 2.5 mass%, the flame retardancy is saturated and processing such as rolling is performed. It is preferable to contain calcium in an amount of 0.5 mass% or more and 2.5 mass% or less.

難燃性マグネシウム合金は、アルミニウムの含有量が2.0mass%未満であると強度が低下し、10.0mass%を超えると金属間化合物の量が増加して加工性が低下するため、アルミニウムを2.0mass%以上10.0mass%以下含有することが好ましい。難燃性マグネシウム合金は、亜鉛の含有量が0.1mass%未満であると耐食性、鋳造性、塑性加工性が低下し、1.5mass%を超えるとアーク溶接性が悪くなる他、耐食性や鋳造性に効果が少なくなるため、亜鉛を0.1mass%以上1.5mass%以下含有することが好ましい。難燃性マグネシウム合金は、マンガンの含有量が0.1mass%未満であると耐食性と鋳造性が悪くなり、1.5mass%を超えると加工性が低下するため、マンガンを0.1mass%以上1.5mass%以下含有することが好ましい。   If the content of aluminum is less than 2.0 mass%, the strength of the flame retardant magnesium alloy decreases, and if it exceeds 10.0 mass%, the amount of intermetallic compounds increases and the workability decreases, so 2.0 mass of aluminum is used. Preferably, it is contained in an amount of not less than% and not more than 10.0 mass%. Flame retardant magnesium alloy has low corrosion resistance, castability and plastic workability when the zinc content is less than 0.1 mass%, while arc weldability deteriorates when the zinc content exceeds 1.5 mass%. In order to reduce the effect, it is preferable to contain zinc in an amount of 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less. Flame retardant magnesium alloy, if the manganese content is less than 0.1 mass%, the corrosion resistance and castability will deteriorate, and if it exceeds 1.5 mass%, the workability will deteriorate, so manganese is 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less It is preferable to contain.

難燃性マグネシウム合金は、ケイ素の含有量が0.1mass%を超えると不純物として強度に影響を及ぼすため、ケイ素を0.01mass%以上0.1mass%以下含有することが好ましい。難燃性マグネシウム合金は、鉄及び銅の含有量がそれぞれ0.002mass%以上であると耐食性の問題があるため、鉄及び銅をそれぞれ0.002mass%未満含有することが好ましい。難燃性マグネシウム合金は、ニッケルの含有量が0.002mass%以上になると耐食性及び溶接性の問題があるため、ニッケルの含有量を0.002mass%未満含有することが好ましい。   The flame-retardant magnesium alloy preferably has a silicon content of 0.01 mass% or more and 0.1 mass% or less because the content of silicon exceeds 0.1 mass% to affect the strength as an impurity. The flame-retardant magnesium alloy has a problem of corrosion resistance when the content of each of iron and copper is 0.002 mass% or more, and therefore, it is preferable that each of iron and copper be less than 0.002 mass%. The flame retardant magnesium alloy has problems of corrosion resistance and weldability when the content of nickel is 0.002 mass% or more, and therefore, the content of nickel is preferably less than 0.002 mass%.

図1及び図4に示す骨組4は、外板3と組み合わせて構体2を構成する主要部材である。骨組4は、図1に示すように、外板3と直交するように外板3の内側(車内側)に配置されており、図1及び図4に示すように外板3の長さ方向に所定の間隔をあけて配置されている。骨組4は、図4に示すように、外板3のリブ部3bが貫通するようにこの骨組4の両縁部を切り欠いた切欠部4aを備えている。骨組4は、断面形状が略U字状に形成されている。骨組4は、切欠部4aに外板3のリブ部3bを貫通させた状態で、この骨組4とこの外板3とを隅肉溶接することによってこの外板3と接合されている。骨組4は、例えば、外板3と同様の難燃性マグネシウム合金を押出法によって成形した押出形材、又は難燃性マグネシウム合金をプレス成形法によって成形した形材である。骨組4には、この骨組4の上端面に内装材などが取り付けられる。   The framework 4 shown in FIGS. 1 and 4 is a main member that constitutes the assembly 2 in combination with the outer plate 3. The frame 4 is disposed on the inner side (inside of the vehicle) of the outer plate 3 so as to be orthogonal to the outer plate 3 as shown in FIG. 1, and the length direction of the outer plate 3 as shown in FIGS. Are arranged at predetermined intervals. As shown in FIG. 4, the framework 4 is provided with a notch 4a in which both edges of the framework 4 are cut out so that the rib 3b of the outer plate 3 penetrates. The framework 4 has a substantially U-shaped cross section. The frame 4 is joined to the outer plate 3 by fillet welding the frame 4 and the outer plate 3 in a state where the rib 3b of the outer plate 3 penetrates the notch 4a. The framework 4 is, for example, an extruded shape obtained by forming a flame retardant magnesium alloy similar to the outer plate 3 by an extrusion method, or a shape obtained by forming a flame retardant magnesium alloy by a press forming method. An interior material or the like is attached to the frame 4 on the upper end surface of the frame 4.

次に、この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法について説明する。
図5に示す製造方法#100は、図1及び図2に示す難燃性マグネシウム合金の押出形材を製造する方法であり、加熱溶解工程#110と、鋳造工程#120と、均質化処理工程#130と、押出工程#140などを含む。
Next, a method for producing an extruded shape of a flame retardant magnesium alloy according to an embodiment of the present invention will be described.
Manufacturing method # 100 shown in FIG. 5 is a method for manufacturing an extruded shape of the flame retardant magnesium alloy shown in FIGS. 1 and 2, and includes a heating and melting step # 110, a casting step # 120, and a homogenization treatment step. # 130, extrusion process # 140, and the like.

図5に示す加熱溶解工程#110は、マグネシウム合金とカルシウムとを加熱溶解する工程である。加熱溶解工程#110では、Mg-Al-Zn系のマグネシウム合金とカルシウムとを真空又はアルゴンガス雰囲気化で600〜750℃の範囲内で加熱溶解する。   The heating and melting step # 110 shown in FIG. 5 is a step of heating and melting a magnesium alloy and calcium. In the heating and melting step # 110, the Mg—Al—Zn-based magnesium alloy and calcium are heated and melted in a range of 600 to 750 ° C. in a vacuum or argon gas atmosphere.

鋳造工程#120は、加熱溶解工程#110後のマグネシウム合金の溶融金属を鋳造する工程である。鋳造工程#120では、加熱溶解工程#110後のマグネシウム合金の溶融金属を押出成形するために、所定の形状及び寸法のマグネシウム合金の鋳塊(金属塊)に鋳造した後に、このマグネシウム合金の鋳塊を分塊圧延して正方形又は丸型断面の小型のマグネシウム合金の鋼片(鋳造ビレット)に加工する。   The casting step # 120 is a step of casting the molten metal of the magnesium alloy after the heating and melting step # 110. In the casting step # 120, in order to extrude the molten metal of the magnesium alloy after the heating and melting step # 110, the magnesium alloy is cast into a magnesium alloy ingot (metal lump) having a predetermined shape and size, and then the magnesium alloy is cast. The mass is rolled into small size magnesium alloy billets (cast billets) of square or round cross section.

均質化処理工程#130は、鍛造工程#120後のマグネシウム合金の金属材料の合金元素がこの金属材料中に均質に分布するように、この金属材料を所定の温度に加熱して一定時間保持する工程である。均質化処理工程#130では、鍛造工程#120後のマグネシウム合金のビレットを均質加熱(均質化処理)により熱処理する。均質化処理工程#130では、マグネシウム合金の鋼片の均質加熱温度が300℃未満であると均質不十分の問題があり、400℃を超えると結晶粒粗大化の問題があるため、均質加熱温度を300℃以上400℃以下で均質化処理することが好ましい。また、均質化処理工程#130では、マグネシウム合金の鋼片の均質加熱時間が5時間未満であると均質不十分及び合金元素の偏析の問題があり、10時間を超えると結晶粒粗大化の問題があるため、均質加熱温度を5時間以上10時間以下で均質化処理することが好ましい。   The homogenization treatment step # 130 heats the metal material to a predetermined temperature and holds it for a certain period of time so that the alloying elements of the metal material of the magnesium alloy after forging step # 120 are homogeneously distributed in the metal material. It is a process. In the homogenization treatment step # 130, the billet of the magnesium alloy after the forging step # 120 is heat-treated by homogeneous heating (homogenization treatment). In homogenization processing step # 130, there is a problem of insufficient homogenization if the temperature for homogeneous heating of magnesium alloy billets is below 300 ° C, and there is a problem of coarsening if it exceeds 400 ° C, so the temperature for homogeneous heating is Is preferably homogenized at 300 ° C. to 400 ° C. In addition, in homogenization process # 130, there is a problem of insufficient homogenization and segregation of alloying elements if the homogeneous heating time of magnesium alloy billet is less than 5 hours, and if it exceeds 10 hours, the problem of coarsening of crystal grains Because of this, it is preferable to homogenize the heating temperature for 5 hours or more and 10 hours or less.

図6に示す押出加工装置5は、所定の形状の金型に素材を押し出して所定の断面形状の連続体を成形する装置である。押出加工装置5は、難燃性マグネシウム合金のビレット(素材)Bを加熱し収容する耐熱容器のコンテナ5aと、このコンテナ5aの出口に装着されてビレットBを通過させながら所定の断面形状の押出形材Eに成形するダイ(金型)5bと、コンテナ5a内のビレットBをダイ5bに向かって押し出すラム(ステム)5cと、ビレットBとラム5cとの間に挟み込まれてコンテナ5aの内周面と密着してラム5cとともに移動するダミーブロック5dなどを備えている。   The extrusion processing apparatus 5 shown in FIG. 6 is an apparatus which extrudes a raw material to the metal mold | die of predetermined shape, and shape | molds the continuous body of predetermined cross-sectional shape. The extrusion apparatus 5 is a heat-resistant container 5a that heats and stores a billet (material) B of a flame-retardant magnesium alloy, and an extrusion having a predetermined cross-sectional shape while being attached to the outlet of the container 5a and passing the billet B. A die (die) 5b to be molded into the profile E, a ram (stem) 5c that pushes billet B in the container 5a toward the die 5b, and the container 5a is sandwiched between the billet B and the ram 5c. It has a dummy block 5d etc. which moves closely with the circumferential surface and moves with the ram 5c.

図5に示す押出工程#140は、カルシウムを含有する難燃性のマグネシウム合金を押出加工する工程である。押出工程#140は、均質化処理工程#130後の難燃性マグネシウム合金のビレットBを図5に示す押出加工装置5によって圧力を加えて押し出し所定の形状の押出形材(素形材)Eに加工する。押出工程#140では、例えば、均質化処理工程#130後の難燃性マグネシウム合金のビレットBをコンテナ5a内に入れラム5cによってダイ5bに向かって押し出す直接押出(前方押出)によって押出形材Eが製造される。押出工程#140では、例えば、熱間押出の場合には、加工硬化を防ぎ難燃性マグネシウム合金のビレットBがダイ5bを容易に通過するように、均質化処理工程#130後の難燃性マグネシウム合金が再結晶化する温度より高い温度(例えば、350〜450℃)にビレットBを維持する。   The extrusion step # 140 shown in FIG. 5 is a step of extruding a calcium-containing flame-retardant magnesium alloy. The extrusion process # 140 is performed by applying pressure to the billet B of the flame retardant magnesium alloy after the homogenization process # 130 by the extrusion processing apparatus 5 shown in FIG. Process to In the extrusion step # 140, for example, the extruded shape E is obtained by direct extrusion (forward extrusion) in which the billet B of the flame retardant magnesium alloy after the homogenization step # 130 is placed in the container 5a and extruded toward the die 5b by the ram 5c. Is manufactured. In the extrusion step # 140, for example, in the case of hot extrusion, the flame retardancy after the homogenization treatment step # 130 so that work hardening is prevented and the billet B of the flame-retardant magnesium alloy passes easily through the die 5b. The billet B is maintained at a temperature (eg, 350 to 450 ° C.) higher than the temperature at which the magnesium alloy recrystallizes.

この発明の実施形態に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金の押出法によってリブ付き形材に外板3が成形されている。このため、アルミニウム合金よりも軽量である難燃性マグネシウム合金のリブ付き形材を適用することによって、従来のアルミニウム合金の中空形材に比べて軽量化を図りつつ難燃性を確保することができる。また、交通輸送手段1に適用する場合には、難燃性マグネシウム合金の比重を利用することによって構体2の重量を軽減することができる。例えば、従来のアルミニウム合金製の構体に比べて最大2割程度の軽量化を図ることができる。
The extruded shape of the flame retardant magnesium alloy according to the embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In this embodiment, the outer plate 3 is formed into a ribbed shape by an extrusion method of a flame retardant magnesium alloy. Therefore, by applying a ribbed shape of a flame-retardant magnesium alloy that is lighter than an aluminum alloy, it is possible to ensure flame retardancy while reducing the weight compared to the conventional hollow shape of an aluminum alloy. it can. Moreover, when applying to the transportation means 1, the weight of the structure 2 can be reduced by utilizing specific gravity of a flame-retardant magnesium alloy. For example, the weight can be reduced by up to about 20% compared to a conventional aluminum alloy structure.

(2) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金のTリブ形材に外板3が成形されている。このため、従来のアルミニウム合金の中空形材と同等の強度及び剛性を維持することができる。 (2) In this embodiment, the outer plate 3 is formed of a T-shaped rib of a flame retardant magnesium alloy. For this reason, it is possible to maintain the same strength and rigidity as the hollow section of the conventional aluminum alloy.

(3) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金がMg-Al-Zn-Ca合金又はMg-Al-Mn-Ca合金である。このため、従来のアルミニウム合金に比べて難燃性を向上させることができる。 (3) In this embodiment, the flame retardant magnesium alloy is a Mg-Al-Zn-Ca alloy or a Mg-Al-Mn-Ca alloy. For this reason, a flame retardance can be improved compared with the conventional aluminum alloy.

次に、この発明の実施例について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

Figure 0006552111
Figure 0006552111

試験材は、表1に示す実施例に係る難燃性マグネシウム合金の押出形材を用いた。表1に示す単位は、質量パーセントである。
表1に示す実施例は、カルシウムを添加したMg-Al-Zn-Ca系の難燃性マグネシウム合金(AZX611(Mg-6Al-Zn-Ca))をTリブ形材に成形した板材である。実施例は、マグネシウム合金を電気炉によって加熱し、マグネシウム合金を溶融させた後にカルシウムを1.01mass%添加して鋳造しビレットを作製し、加熱温度300〜400℃で5〜10時間加熱して均質化処理した後に、ビレット温度430℃、押出ダイス温度480℃、コンテナ温度425℃、押出製品速度0.5m/minで押出加工装置によって押出加工して作製した。
As the test material, an extruded shape of a flame retardant magnesium alloy according to the examples shown in Table 1 was used. The unit shown in Table 1 is mass percent.
Examples shown in Table 1 are plate materials obtained by molding a Mg-Al-Zn-Ca-based flame-retardant magnesium alloy (AZX611 (Mg-6Al-Zn-Ca)) to which calcium is added into a T-rib shape. In the embodiment, a magnesium alloy is heated by an electric furnace, and after the magnesium alloy is melted, 1.01 mass% of calcium is added and cast to produce a billet, and heated at a heating temperature of 300 to 400 ° C. for 5 to 10 hours to be homogeneous. After the crystallization treatment, it was produced by extruding with an extruder at a billet temperature of 430 ° C., an extrusion die temperature of 480 ° C., a container temperature of 425 ° C., and an extrusion product speed of 0.5 m / min.

(機械的性質) (mechanical nature)

Figure 0006552111
Figure 0006552111

実施例について機械的性質を確認した。表2に示す耐力、引張強さ及び伸びは、引張試験装置(インストロン社製万能試験機 Model 4206)によって実施例の試験材をJIS Z 2241によって測定したときの測定値である。その結果、表2に示すように、実施例は耐力、引張強さ及び伸びの諸性質について、従来のアルミニウム合金形材と同様に優れていることが確認された。   The mechanical properties were confirmed for the examples. The proof stress, tensile strength and elongation shown in Table 2 are measured values when the test material of the example is measured according to JIS Z 2241 by a tensile test apparatus (Instron universal tester Model 4206). As a result, as shown in Table 2, it was confirmed that the examples were excellent in various properties of proof stress, tensile strength and elongation as in the conventional aluminum alloy profile.

この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、鉄道車両に難燃性マグネシウム合金の押出形材を適用した場合を例に挙げて説明したが、自動車、船舶、航空機又は飛翔体などの他の交通輸送手段についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、鉄道車両の構体2に難燃性マグネシウム合金の押出形材を適用する場合を例に挙げて説明したが、鉄道車両の床材、パンタグラフカバー又は台車塞ぎ板などについても、この発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications or changes may be made as described below, which are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the case where an extruded shape of a flame retardant magnesium alloy is applied to a railway vehicle is described as an example, but other transportation means such as an automobile, a ship, an aircraft, or a flying object are also described. The present invention can be applied. Moreover, in this embodiment, the case where the extruded shape of the flame retardant magnesium alloy is applied to the structure 2 of the railway vehicle has been described as an example. However, the floor material of the railway vehicle, the pantograph cover, the carriage closing plate, etc. The present invention can be applied.

(2) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金をTリブ形材に成形する場合を例に挙げて説明したが、I型形材に成形することもできる。また、この実施形態では、直接押出(前方押出)によって押出形材Eを製造する場合を例に挙げて説明したが、ビレットをコンテナとともに移動させて静止した金型から押し出す間接押出によって押出形材を製造することもできる。 (2) In this embodiment, although the case where a flame-retardant magnesium alloy was shape | molded to T rib shape was mentioned as an example and demonstrated, it can also be shape | molded to I shape material. In this embodiment, the case where the extruded shape E is manufactured by direct extrusion (forward extrusion) has been described as an example. However, the extruded shape is formed by indirect extrusion in which the billet is moved together with the container and extruded from a stationary mold. Can also be manufactured.

1 交通輸送手段(鉄道車両)
2 構体
3 外板(押出形材)
3a 板状部
3b リブ部
3c 開先部
3d 接合部
4 骨組
4a 切欠部
5 押出加工装置
5a コンテナ
5b ダイ
5c ラム
5d ダミーブロック
B ビレット
E 押出形材
1 Transportation means (railcar)
2 Structure 3 Outer plate (extrusion profile)
3a Plate-shaped part 3b Rib part 3c Groove part 3d Joint part 4 Frame 4a Notch part 5 Extrusion apparatus 5a Container 5b Die 5c Ram 5d Dummy block B Billet E Extrusion shape

Claims (2)

カルシウムを含有する難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法であって、
前記難燃性マグネシウム合金を均質加熱温度300℃以上400℃以下、均質加熱時間5時間以上10時間以下で均質化処理する均質化処理工程と、
前記均質化処理工程後の前記難燃性マグネシウム合金のビレットをこの難燃性マグネシウム合金が再結晶化する温度より高い温度350℃以上450℃以下に維持してリブ付き形材に押出加工する押出工程とを含み、
前記難燃性マグネシウム合金は、カルシウムを0.5mass%以上2.5mass%以下、アルミニウムを2.0mass%以上10.0mass%以下、亜鉛0.1mass%以上1.5mass%以下、マンガンを0.1mass%以上1.5mass%以下、ケイ素を0.01mass%以上0.1mass%以下、鉄及び銅をそれぞれ0.002mass%未満、ニッケルを0.002mass%未満含有し、残部がマグネシウムであること、
を特徴とする難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法
What is claimed is: 1. A method for producing an extruded form of flame-retardant magnesium alloy containing calcium, comprising:
A homogenization treatment step of homogenizing the flame retardant magnesium alloy at a homogeneous heating temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a homogeneous heating time of 5 hours to 10 hours;
Extrusion in which the billet of the flame retardant magnesium alloy after the homogenization treatment process is extruded into a ribbed shape while maintaining a temperature higher than 350 ° C. and lower than 450 ° C. above the temperature at which the flame retardant magnesium alloy recrystallizes. Process,
The flame-retardant magnesium alloy is 0.5 mass% to 2.5 mass% calcium, 2.0 mass% to 10.0 mass% aluminum, 0.1 mass% to 1.5 mass% zinc, 0.1 mass% to 1.5 mass% manganese , 0.01mass% or more and 0.1mass% or less of silicon, less than 0.002mass% iron and copper respectively, less than 0.002mass% nickel, the balance being magnesium,
A method for producing an extruded material of flame-retardant magnesium alloy characterized by
請求項1に記載の難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法において、
前記押出工程は、前記難燃性マグネシウム合金Tリブ形材に押出加工する工程であること
を特徴とする難燃性マグネシウム合金の押出形材の製造方法
In the method for producing an extruded material of a flame retardant magnesium alloy according to claim 1,
Said extruding step is a step of extruding said flame retardant magnesium alloy in T rib profile,
A method for producing an extruded material of flame-retardant magnesium alloy characterized by
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