JP6756086B2 - マグネシウム合金鋳造品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
本発明に係るマグネシウム合金鋳造品は、1.5質量%以上4.0質量%以下のMn(マンガン)を含み、残部がMg(マグネシウム)と不可避的不純物からなるマグネシウム合金鋳造品である。
本発明に係る他のマグネシウム合金鋳造品は、1.0質量%以上2.5質量%以下のMnと、10質量%のGd(ガドリウム)とを含み、残部がMgと不可避的不純物からなるマグネシウム合金鋳造品である。このマグネシウム合金鋳造品は、第1実施形態のマグネシウム合金鋳造品に対して、更に10質量%のGdが含有されている点と、Mnの含有率とが相違している。
溶解素材には、不純物(Fe、Ni、C等)を含む金属Mgを用いた。金属Mgをルツボに入れ、大気溶解により溶解して溶湯とした。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した。金属Mnについては、溶湯に対して金属Mnの添加率が、比較例1では0.01質量%、比較例2では0.1質量%、比較例3では0.2質量%、比較例4では0.5質量%、比較例5では1.0質量%、実施例1では1.5質量%、実施例2では2.0質量%、実施例3では3.0質量%、実施例4では4.0質量%の範囲となるように添加した。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した後、5分間静置することにより沈静化して溶湯を調製した。
溶解素材には、Mg―Gd合金を用いた。Mg−Gd合金の合金組成については、10質量%のGdを含み、残部がMgと不純物(Fe、Ni、C等)とから構成されている。Mg―Gd合金をルツボに入れ、大気溶解により溶解して溶湯とした。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した。金属Mnについては、溶湯に対して金属Mnの添加率が、比較例7では0.5質量%、実施例5では1.0質量%、実施例6では1.5質量%、実施例7では2.0質量%、実施例8では2.5質量%の範囲となるように添加した。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した後、5分間静置することにより沈静化して溶湯を調製した。調製した溶湯の溶湯温度については、720℃とした。なお、調製した溶湯の鋳造については、Mg−Mn合金の鋳造方法と同じであるので詳細な説明を省略する。また、比較例8として、金属Mnを添加しないものについても鋳造した。
溶解素材には、不純物(Fe、Ni、C等)を含む金属Mgを用いた。金属Mgをルツボに入れ、大気溶解により溶解して溶湯とした。溶湯にマグネシウム エレクトロン社(Magnesium Electron Ltd.)製のZr−max(ZrCl4をMgに溶かしたもの)を添加して撹拌した。Zr−maxについては、溶湯に対してZr−maxの添加率が、比較例9では0.05質量%、比較例10では0.1質量%、比較例11では0.2質量%、比較例12では0.4質量%、比較例13では0.6質量%の範囲となるように添加した。溶湯にZr−maxを添加して撹拌した後、5分間静置することにより沈静化して溶湯を調製した。調製した溶湯の溶湯温度については、720℃とした。なお、調製した溶湯の鋳造については、Mg−Mn合金の鋳造方法と同じであるので詳細な説明を省略する。また、比較例14として、Zr−maxを添加しないものについても鋳造した。
Mg−Mn合金、Mg−Mn−Gd合金及びMg−Zr合金の各鋳造品について結晶粒径を測定し、結晶粒微細化について評価した。なお、各鋳造品の結晶粒径については、鋳造品から試料を切り出し、試料を埋込樹脂に埋め込んだ後に研磨とエッチィングとを行って、光学顕微鏡により複数箇所測定した後にこれらを平均して求めた。
次に、Mg−Mn合金、Mg−Mn−Gd合金及びMg−Zr合金の各鋳造品について、光学顕微鏡により金属組織観察を行って、不純物(Fe、Ni、C等)との反応による化合物の形成を評価した。代表として、実施例5の鋳造品(Mg−Mn−Gd合金、金属Mnの添加量が1.0質量%)と、比較例12の鋳造品(Mg−Zr合金、Zr−maxの添加量が0.4質量%)とについて説明する。図5は、比較例12の鋳造品(Mg−Zr合金、Zr−maxの添加量が0.4質量%)の金属組織観察結果を示す写真である。図6は、実施例5の鋳造品(Mg−Mn−Gd合金、金属Mnの添加量が1.0質量%)の金属組織観察結果を示す写真である。
Claims (4)
- 1.0質量%以上2.5質量%以下のMnと、9.8〜9.9質量%のGdとを含み、残部がMgと不可避的不純物からなり、
結晶粒径が100μm以下であることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品。 - 請求項1に記載のマグネシウム合金鋳造品であって、
Mnの含有率は、2.0質量%以上2.5質量%以下であることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品。 - 請求項1に記載のマグネシウム合金鋳造品の製造方法であって、
10質量%Gdを含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるMg―Gd合金を溶解した溶湯に、金属Mn、Mg−Mn合金またはMnO2を、Mnの含有率が1.0質量%以上2.5質量%以下となるように添加して前記溶湯を調製する溶湯調製工程と、
前記調製された溶湯を鋳型に注湯して鋳込む鋳込み工程と、
を備えることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品の製造方法。 - 請求項3に記載のマグネシウム合金鋳造品の製造方法であって、
前記鋳込み工程において、鋳型温度は、100℃以上400℃以下であることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品の製造方法。
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