JP6760584B2 - Extruded member of magnesium alloy - Google Patents

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Description

本発明は、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金を押し出し加工した、マグネシウム合金の押し出し加工部材に関する。 The present invention relates to an extruded member of a magnesium alloy obtained by extruding a magnesium alloy containing magnesium as a main component.

電気製品、自動車や航空機などの輸送機器、精密機器、製造機械など、様々な機器において筐体や構造材などを構成するために種々の金属素材が用いられる。このような様々な機器の筐体などは、鉄やアルミなどの単一金属素材で形成されるだけでなく、様々な合金素材が用いられることが多くなってきている。 Various metal materials are used to form housings and structural materials in various devices such as electric appliances, transportation devices such as automobiles and aircraft, precision devices, and manufacturing machines. The housings of such various devices are not only made of a single metal material such as iron or aluminum, but also various alloy materials are often used.

例えば、電気製品や輸送機器などにおいては、軽量化を目的として合金素材が用いられることがある。精密機器や製造機械などにおいては、耐久性や強度の向上を目的として合金素材が用いられることがある。このように、従来の単一金属素材が使用されていた機器やその機器の構成部分においても、種々の合金素材が用いられるようになってきている。特に、電気製品の分野では使い勝手の良さが求められることから、輸送機器の分野では低燃費が求められることから、軽量でありながら耐久性や強度に優れた合金素材が、これらの機器の様々な部位に使用されるようになっている。 For example, in electrical products and transportation equipment, alloy materials may be used for the purpose of weight reduction. In precision equipment and manufacturing machines, alloy materials may be used for the purpose of improving durability and strength. As described above, various alloy materials have come to be used also in the equipment in which the conventional single metal material is used and the constituent parts of the equipment. In particular, in the field of electrical products, usability is required, and in the field of transportation equipment, low fuel consumption is required. Therefore, alloy materials that are lightweight yet have excellent durability and strength are available in various types of these devices. It is designed to be used for parts.

特に、低燃費や低公害を目的として、輸送機器の軽量化が求められている。輸送機器は、多くの金属製の部品を備えており、これら多くの各種部品のそれぞれが、軽量の金属や合金で製造されることが、輸送機器の軽量化の基本となる。 In particular, weight reduction of transportation equipment is required for the purpose of low fuel consumption and low pollution. Transport equipment is equipped with many metal parts, and it is the basis of weight reduction of transport equipment that each of these many various parts is made of lightweight metal or alloy.

このような状況で、材料として実用可能な金属においては、最も低密度のマグネシウムが注目されている。マグネシウムの室温における密度は、1.7g/cmであり、この密度は鉄の密度の約1/4であり、アルミニウムの密度の約2/3である。また、マグネシウムは、比強度、比剛性、切削性、耐くぼみ性、振動吸収等の性質が優れていることも知られている。 Under these circumstances, magnesium, which has the lowest density, is attracting attention as a metal that can be used as a material. The density of magnesium at room temperature is 1.7 g / cm 3, which is about 1/4 the density of iron and about 2/3 the density of aluminum. It is also known that magnesium is excellent in properties such as specific strength, specific rigidity, machinability, dent resistance, and vibration absorption.

これらの特性により、マグネシウムは、これまでノートパソコンや携帯端末の筐体などの小型の電子機器に用いられてきた。更なる展開として、上述のように、大型製品である輸送機器の各種部品に使用されることが望まれている。 Due to these characteristics, magnesium has been used in small electronic devices such as the housings of notebook computers and mobile terminals. As a further development, as described above, it is desired to be used for various parts of transportation equipment which is a large product.

特に、車両、電車、船舶、航空機などの様々な輸送機器においては、高燃費や操作性を実現するために、軽量化が必要条件となっている。部品点数の削減や、構造材の構造の見直しなどによって軽量化を進めているが、これらの対応では限界がある。求められる軽量化を実現するためには、部品や構造材などに用いられる金属材料そのものを軽量化する必要がある。この中で、金属材料として、上述のようにマグネシウム金属が着目されている。 In particular, in various transportation devices such as vehicles, trains, ships, and aircraft, weight reduction is a necessary condition in order to realize high fuel efficiency and operability. We are working to reduce the weight by reducing the number of parts and reviewing the structure of structural materials, but there are limits to these measures. In order to realize the required weight reduction, it is necessary to reduce the weight of the metal material itself used for parts and structural materials. Among these, magnesium metal has been attracting attention as a metal material as described above.

しかしながら、マグネシウムは低温で発火しやすく、高温環境下での強度特性が低い(難燃性が低い)という問題を有している。輸送機器のように熱を発生させやすい機器にマグネシウム金属を適用する場合には、この難燃性が低いことによる問題が、顕著に表れる。 However, magnesium is easily ignited at a low temperature and has a problem of low strength characteristics (low flame retardancy) in a high temperature environment. When magnesium metal is applied to equipment that easily generates heat, such as transportation equipment, the problem due to its low flame retardancy becomes apparent.

例えば、多くの輸送機器は、エンジン機構によって駆動されることが多い。輸送機器に用いられる各種部品は、このエンジン機構からの熱や駆動による熱を受けやすく、高温環境となりやすい。小型の電子機器と異なり、輸送機器の各部位には、この耐熱性の問題で、マグネシウム金属が適用されにくい状態であった。 For example, many transportation equipment is often driven by an engine mechanism. Various parts used in transportation equipment are susceptible to heat from the engine mechanism and heat from driving, and are likely to be in a high temperature environment. Unlike small electronic devices, it was difficult to apply magnesium metal to each part of the transportation device due to this heat resistance problem.

このようなマグネシウム金属の難燃性に対応するために、マグネシウムにカルシウムを添加したマグネシウム合金が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to cope with such flame retardancy of magnesium metal, a magnesium alloy in which calcium is added to magnesium has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−109963号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-109963

特許文献1は、カルシウム0.1〜15重量%を含む難燃性マグネシウム合金を塑性加工処理するか、又はカルシウム0.1〜15重量%を含む難燃性マグネシウム合金の既存含有量に加えて、融解時にアルミニウム又は亜鉛をさらに添加し、冷却後塑性加工処理することにより高強度難燃性マグネシウム合金を製造するマグネシウム合金を開示する。 Patent Document 1 describes that a flame-retardant magnesium alloy containing 0.1 to 15% by weight of calcium is plastically processed, or in addition to the existing content of the flame-retardant magnesium alloy containing 0.1 to 15% by weight of calcium. Discloses a magnesium alloy for producing a high-strength flame-retardant magnesium alloy by further adding aluminum or zinc at the time of melting and plastically processing after cooling.

マグネシウム合金の難燃性を向上させるために、特許文献1は、マグネシウムにカルシウムを含有させることを目的としている。特許文献1によれば、マグネシウムにカルシウムを含有させるマグネシウム合金は、発火温度が上昇して難燃性が高まる。 In order to improve the flame retardancy of a magnesium alloy, Patent Document 1 aims to contain calcium in magnesium. According to Patent Document 1, in a magnesium alloy containing calcium in magnesium, the ignition temperature rises and the flame retardancy increases.

しかしながら、特許文献1のマグネシウム合金は、難燃性を高めているものの、強度が不足する問題を有している。 However, although the magnesium alloy of Patent Document 1 has improved flame retardancy, it has a problem of insufficient strength.

特許文献1のマグネシウム合金は、マグネシウムにカルシウムとアルミニウムを添加している。この添加によって、製造されるマグネシウム合金には、AlおよびCaを主成分とする金属間化合物(晶出相、代表組成:AlCa)が形成される。この金属間化合物は、その大きさが大きくかつ脆い。このために、マグネシウム合金に強い荷重が付与されると、この金属間化合物を起点として破壊が生じてしまう問題がある。この結果、特許文献1のマグネシウム合金は、強度が不十分であるとの問題を有している。 In the magnesium alloy of Patent Document 1, calcium and aluminum are added to magnesium. By this addition, an intermetallic compound (crystallization phase, representative composition: Al 2 Ca) containing Al and Ca as main components is formed in the produced magnesium alloy. This intermetallic compound is large in size and brittle. For this reason, when a strong load is applied to the magnesium alloy, there is a problem that fracture occurs starting from this intermetallic compound. As a result, the magnesium alloy of Patent Document 1 has a problem of insufficient strength.

また、強い荷重が付与されることで金属間化合物を起点として破壊が生じるということは、例えば押し出しや圧延などの塑性加工を行う際に、破損してしまう可能性が高い。このため、塑性加工に必要となる延性も不十分である問題を有している。 In addition, the fact that the application of a strong load causes fracture starting from the intermetallic compound is highly likely to cause fracture during plastic working such as extrusion or rolling. Therefore, there is a problem that the ductility required for plastic working is also insufficient.

すなわち、特許文献1のマグネシウム合金は、強度および延性の両方で不十分であって、強度と延性のバランスを十分に有していないとの問題を有している。 That is, the magnesium alloy of Patent Document 1 has a problem that it is insufficient in both strength and ductility and does not have a sufficient balance between strength and ductility.

上述したように、近年では、輸送機器の軽量化のためにマグネシウム合金が金属材料として使用されることが求められている。難燃性との問題を解決できても、強度および延性(加工性)が不十分であることで、車両のフレームやボディーといった構造部材に使用することができない問題がある。船舶のフレームや航空機の主構造などの構造部材にも、使用できない問題がある。 As described above, in recent years, magnesium alloys have been required to be used as a metal material in order to reduce the weight of transportation equipment. Even if the problem of flame retardancy can be solved, there is a problem that it cannot be used for structural members such as vehicle frames and bodies due to insufficient strength and ductility (workability). Structural members such as ship frames and aircraft main structures also have problems that cannot be used.

また、延性が不足することで加工性が不十分となり、複雑な形状を必要とする構造部材には、やはり適用が困難である問題がある。機器の様々な部位に使用するには、押し出しや圧延などの様々な塑性加工を行う必要があるが、延性が不十分であることで、この必要となる塑性加工が行えないからである。 Further, there is a problem that it is difficult to apply to structural members that require a complicated shape due to insufficient workability due to insufficient ductility. In order to use it in various parts of equipment, it is necessary to perform various plastic working such as extrusion and rolling, but this is because the required plastic working cannot be performed due to insufficient ductility.

このように、従来技術のマグネシウム合金は、強度および延性が不十分であることで、輸送機器などの構造部材などへの適用が困難である問題を有していた。 As described above, the magnesium alloy of the prior art has a problem that it is difficult to apply it to structural members such as transportation equipment due to insufficient strength and ductility.

本発明は、難燃性を実現しつつ、強度および延性をバランスよく実現できる、マグネシウム合金の塑性加工部材を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a plastic working member made of a magnesium alloy, which can realize flame retardancy while achieving strength and ductility in a well-balanced manner.

上記課題に鑑み、本発明のマグネシウム合金の押し出し加工部材は、全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、
残部のマグネシウムおよび不可避不純物とからなり、
Al Ca相により構成される金属間化合物のビッカース硬度の平均値が、350〜600である。

In view of the above problems, the extruded member of the magnesium alloy of the present invention contains 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al with respect to the whole.
With respect to the whole, 0.0 mass% to 3.0 mass% Zn and
With respect to the whole, 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca,
Mn of 0.0% by mass to 0.6% by mass with respect to the whole,
Consists of the rest of magnesium and unavoidable impurities
The average value of the Vickers hardness of the intermetallic compound composed of the Al 2 Ca phase is 350 to 600.

本発明のマグネシウム合金の塑性加工部材は、難燃性を実現しつつ、高い強度および延性を実現できる。この強度および延性は、輸送機器の構造部材などに使用されているアルミニウム合金に置き換え可能なレベルである。 The plastic working member of the magnesium alloy of the present invention can realize high strength and ductility while realizing flame retardancy. This strength and ductility are at a level that can be replaced with aluminum alloys used for structural members of transportation equipment and the like.

また、強度および延性のバランスがよく、いずれかのみではないメリットを有している。 In addition, it has a good balance of strength and ductility, and has merits that are not limited to either one.

これらが相まって、本発明のマグネシウム合金の塑性加工部材は、輸送機器を始めとした様々な機器において、高い荷重に対する耐久性が必要とされる構造部材などの部位に、適用が可能である。結果として、機器の軽量化を実現できる。 Combined with these, the plastically processed member of the magnesium alloy of the present invention can be applied to parts such as structural members that require durability against a high load in various devices such as transportation devices. As a result, the weight of the device can be reduced.

本発明の実施の形態2におけるマグネシウム合金塑性加工部材の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the magnesium alloy plastic working member in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における素材を溶融させる溶融工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the melting process which melts a material in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における溶体化処理を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the solution treatment in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における押し出し加工を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the extrusion process in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態4における溶体化処理の温度の違いについての実験結果を示す表である。It is a table which shows the experimental result about the difference in the temperature of the solution treatment in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4における実施例と比較例のSEM写真(断面組織写真)である。It is an SEM photograph (cross-sectional structure photograph) of an Example and a comparative example in Embodiment 4 of this invention. 金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)のビッカース硬度を測定した際の写真を示す。The photograph when the Vickers hardness of the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase) was measured is shown.

本発明の第1の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材は、全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物とからなり、
AlおよびCaを主成分とする金属間化合物のビッカース硬度の平均値が、350〜600である。
The plastically worked member of the magnesium alloy according to the first invention of the present invention contains 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al with respect to the whole.
With respect to the whole, 0.0 mass% to 3.0 mass% Zn and
With respect to the whole, 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca,
Mn of 0.0% by mass to 0.6% by mass with respect to the whole,
Consists of the rest of magnesium and an unavoidable mixture
The average value of the Vickers hardness of the intermetallic compound containing Al and Ca as main components is 350 to 600.

この構成により、強度および延性のバランスの良いマグネシウム合金の塑性加工部材を実現できる。 With this configuration, a plastic working member of magnesium alloy with a good balance of strength and ductility can be realized.

本発明の第2の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第1の発明に加えて、Mg及びAlを主成分とする金属間化合物(代表組成:Mg17Al12相)がマグネシウム母相内に析出している。 In the plastic working member of a magnesium alloy according to the second invention of the present invention, in addition to the first invention, an intermetallic compound containing Mg and Al as main components (representative composition: Mg 17 Al 12 phase) is a magnesium matrix. It is precipitated inside.

この構成により、マグネシウム合金の塑性加工部材の強度を高めることができる。 With this configuration, the strength of the plastic working member of the magnesium alloy can be increased.

本発明の第3の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第1または第2の発明に加えて、走査型電子顕微鏡によって撮影されたマグネシウム合金の塑性加工部材の断面組織写真において、粒径が1μm以下である金属間化合物の面積率が、2%以上である。 In the magnesium alloy plastic-processed member according to the third invention of the present invention, in addition to the first or second invention, the particle size in the cross-sectional structure photograph of the magnesium alloy plastic-processed member taken by a scanning electron microscope. The area ratio of the intermetallic compound having a value of 1 μm or less is 2% or more.

この構成により、微細な金属間化合物(析出相)の面積率が高く、マグネシウム合金の塑性加工部材の延性を劣化させずに強度を高めることができる。 With this configuration, the area ratio of the fine intermetallic compound (precipitation phase) is high, and the strength can be increased without deteriorating the ductility of the plastically processed member of the magnesium alloy.

本発明の第4の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第1から第3のいずれかの発明に加えて、マグネシウム合金の塑性加工部材のマグネシウム母相再結晶粒の平均粒径が5μm未満である。 In the magnesium alloy plastic working member according to the fourth invention of the present invention, in addition to any one of the first to third inventions, the average particle size of the magnesium matrix recrystallized particles of the magnesium alloy plastic working member is 5 μm. Is less than.

この構成により、マグネシウム母相の粒径が小さいことで、マグネシウム合金の塑性加工部材の強度と延性が高まる。 With this configuration, the particle size of the magnesium matrix is small, so that the strength and ductility of the plastic working member of the magnesium alloy are increased.

本発明の第5の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第1から第4のいずれかの発明に加えて、室温引張り試験において340MPa以上の引張強度および8%以上の破断伸びを有する。 In addition to any one of the first to fourth inventions, the plastically worked member of a magnesium alloy according to the fifth aspect of the present invention has a tensile strength of 340 MPa or more and a breaking elongation of 8% or more in a room temperature tensile test.

この構成により、従来はアルミニウム合金が使用されていた分野でも、マグネシウム合金の塑性加工部材を使用することができる。結果として、様々な部品や構造部材の軽量化などを実現できる。 With this configuration, it is possible to use a plastically processed member of a magnesium alloy even in a field where an aluminum alloy has been conventionally used. As a result, it is possible to reduce the weight of various parts and structural members.

本発明の第6の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第1から第5のいずれかの発明に加えて、塑性加工前のマグネシウム合金が所定温度の加熱による溶体化処理を受けた。 In the plastic working member of the magnesium alloy according to the sixth invention of the present invention, in addition to any one of the first to fifth inventions, the magnesium alloy before the plastic working was subjected to a solution treatment by heating at a predetermined temperature.

この構成により、マグネシウム合金の塑性加工部材の金属間化合物(晶出相、主にAlCa)の硬さを求めるレベルに制御できる。 With this configuration, the hardness of the intermetallic compound (crystallized phase, mainly Al 2 Ca) of the plastic working member of the magnesium alloy can be controlled to a required level.

本発明の第7の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第6の発明に加えて、所定温度は、450℃〜525℃である。 In the magnesium alloy plastic working member according to the seventh aspect of the present invention, in addition to the sixth invention, the predetermined temperature is 450 ° C. to 525 ° C.

この構成により、マグネシウム合金の塑性加工部材の金属間化合物(晶出相、主にAlCa)の硬さ求めるレベルに制御できる。 With this configuration, the hardness of the intermetallic compound (crystallized phase, mainly Al 2 Ca) of the plastic working member of the magnesium alloy can be controlled to the required level.

本発明の第8の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第1から第5のいずれかの発明に加えて、所定の塑性加工を経て製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材であって、塑性加工が、押し出し加工、圧延加工、鍛造加工および引き抜き加工のいずれかである。 The magnesium alloy plastic working member according to the eighth invention of the present invention is a magnesium alloy plastic working member produced through predetermined plastic working in addition to any one of the first to fifth inventions. The plastic working is one of extruding, rolling, forging and drawing.

この構成により、強度と延性のバランスのとれたマグネシウム合金の塑性加工部材を実現できる。 With this configuration, it is possible to realize a plastic working member of magnesium alloy having a good balance between strength and ductility.

本発明の第9の発明に係るマグネシウム合金の塑性加工部材では、第8の発明に加えて、押し出し加工前のマグネシウム合金および押し出し加工用金型が、250℃〜300℃に加熱されてから、押し出し加工が行われる。 In the magnesium alloy plastic working member according to the ninth aspect of the present invention, in addition to the eighth invention, the magnesium alloy before extrusion processing and the extrusion processing die are heated to 250 ° C. to 300 ° C. Extruding is performed.

この構成により、金属間化合物(析出相、代表組成:Mg17Al12相)の粒径や面積率を目的レベルに制御できるとともに、結晶粒径を制御することができる。 With this configuration, the particle size and area ratio of the intermetallic compound (precipitation phase, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) can be controlled to a target level, and the crystal particle size can be controlled.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(発明者の解析)
従来技術で説明したように、マグネシウムにカルシウムやアルミニウムを混合したマグネシウム合金は、難燃性を発揮できるようになる。例えば、アルミニウムとカルシウムを添加元素に含む難燃性のマグネシウム合金であるAMX602やAZX612などは、難燃性を有する。
(Inventor's analysis)
As described in the prior art, a magnesium alloy in which calcium or aluminum is mixed with magnesium can exhibit flame retardancy. For example, AMX602 and AZX612, which are flame-retardant magnesium alloys containing aluminum and calcium as additive elements, have flame-retardant properties.

しかしながら、このような難燃性を有するこれらのマグネシウム合金は、強度が不十分であり、このマグネシウム合金を塑性加工して得られる加工部材も強度が不十分である。強度が不足することで、様々な機器の部品や構造材など、強度や耐久性が要求される分野への適用が困難である。 However, these magnesium alloys having such flame retardancy have insufficient strength, and the processed members obtained by plastic working the magnesium alloy also have insufficient strength. Due to the lack of strength, it is difficult to apply it to fields where strength and durability are required, such as parts and structural materials of various devices.

発明者は、この従来技術の難燃性マグネシウム合金とその塑性加工部材の強度が不足する原因を、次のように解析した。 The inventor analyzed the cause of the insufficient strength of the flame-retardant magnesium alloy of the prior art and its plastically worked member as follows.

マグネシウムに元素を加えて得られるマグネシウム合金は、各元素が反応して生じる金属間化合物(晶出相や析出相)を含む。この金属間化合物は、主成分であるマグネシウムの母相を密に結合する。 The magnesium alloy obtained by adding an element to magnesium contains an intermetallic compound (crystallization phase or precipitation phase) formed by the reaction of each element. This intermetallic compound tightly bonds the parent phase of magnesium, which is the main component.

しかしながら、従来技術の難燃性マグネシウム合金は、凝固中に形成される金属間化合物(主に晶出相、代表組成:AlCa相)の硬度(ビッカース硬度)が低すぎる問題がある。金属間化合物の硬度が低すぎるか高すぎると、脆くなってしまい、マグネシウム合金が、この金属間化合物を起点として破壊されてしまう。すなわち、硬度が低すぎるか高すぎるかする金属間化合物が、破壊起点となって、マグネシウム合金の強度が弱い。 However, the flame-retardant magnesium alloy of the prior art has a problem that the hardness (Vickers hardness) of the intermetallic compound (mainly the crystallization phase, the representative composition: Al 2 Ca phase) formed during solidification is too low. If the hardness of the intermetallic compound is too low or too high, it becomes brittle and the magnesium alloy is destroyed starting from this intermetallic compound. That is, the intermetallic compound whose hardness is too low or too high serves as a fracture starting point, and the strength of the magnesium alloy is weak.

すなわち、難燃性のマグネシウム合金の強度が弱くなるのは、金属間化合物(主に晶出相)の硬度が低すぎるか高すぎることによることを解析した。 That is, it was analyzed that the weakness of the flame-retardant magnesium alloy is due to the hardness of the intermetallic compound (mainly the crystallization phase) being too low or too high.

更に、金属間化合物(主に晶出相)の硬度が低すぎたり高すぎたりするのは、次のようなことに起因すると、発明者は解析した。 Furthermore, the inventor has analyzed that the hardness of the intermetallic compound (mainly the crystallization phase) is too low or too high due to the following reasons.

(1)難燃性の高いマグネシウム合金の組成成分
(2)金属間化合物の粒径。特に、粒径の小さな金属間化合物が、全体の中で少ないこと
(3)母相の粒径
(1) Composition component of highly flame-retardant magnesium alloy (2) Particle size of intermetallic compound. In particular, the number of intermetallic compounds with a small particle size is small in the whole. (3) Particle size of the parent phase

発明者は、これらの解析に基づき、金属間化合物(主に晶出相、代表組成:AlCa相)の硬度を調整して、難燃性を維持しながら機器の部品や構造部材に使用可能なレベルの強度を有するマグネシウム合金の組成加工部材を実現した。 Based on these analyses, the inventor adjusted the hardness of intermetallic compounds (mainly crystallization phase, representative composition: Al 2 Ca phase) and used them for equipment parts and structural members while maintaining flame retardancy. A magnesium alloy composition-processed member having a possible level of strength has been realized.

(実施の形態1) (Embodiment 1)

(全体概要)
実施の形態1におけるマグネシウム合金の塑性加工部材は、
全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物とからなり、
AlおよびCaを主成分とする金属間化合物(代表組成:AlCa)のビッカース硬度の平均値が、350〜600である。
(Overview)
The plastic working member of the magnesium alloy in the first embodiment is
With respect to the whole, 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al and
With respect to the whole, 0.0 mass% to 3.0 mass% Zn and
With respect to the whole, 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca,
Mn of 0.0% by mass to 0.6% by mass with respect to the whole,
Consists of the rest of magnesium and an unavoidable mixture
The average value of the Vickers hardness of an intermetallic compound (typical composition: Al 2 Ca) containing Al and Ca as main components is 350 to 600.

ここで、塑性加工部材とは、必要な素材が溶融・撹拌などで得られたインゴットなどに、何らかの塑性加工が施されて得られる加工部材である。 Here, the plastic working member is a working member obtained by subjecting some kind of plastic working to an ingot or the like obtained by melting or stirring a necessary material.

マグネシウム合金の塑性加工部材は、上述の通り、全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、残部のマグネシウムおよび不可避混合物とからなる。主成分としてのマグネシウムに、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、カルシウム(Ca)、マンガン(Mn)を含有する。不可避混合物は、マグネシウム合金もしくはマグネシウム合金の塑性加工部材の製造工程で、不可避に混合されてしまう成分である。 As described above, the plastically processed members of the magnesium alloy consist of 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al and 0.0% by mass to 3.0% by mass of Zn with respect to the whole. From 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca, 0.0% by mass to 0.6% by mass of Mn, and the balance of magnesium and an unavoidable mixture. Become. Magnesium as a main component contains aluminum (Al), zinc (Zn), calcium (Ca), and manganese (Mn). The unavoidable mixture is a component that is unavoidably mixed in the manufacturing process of the magnesium alloy or the plastically processed member of the magnesium alloy.

実施の形態1のマグネシウム合金の塑性加工部材は(以下、「マグネシウム合金塑性加工部材1」と略す)は、カルシウムを含有していることで、難燃性を有している。これに加えて、上述のような成分比率のアルミニウム、マンガンを含有することで、強度の向上も実現している。 The magnesium alloy plastic working member of the first embodiment (hereinafter, abbreviated as “magnesium alloy plastic working member 1”) contains calcium and thus has flame retardancy. In addition to this, by containing aluminum and manganese in the above-mentioned component ratios, the strength is also improved.

これらの成分比率の成分を有するマグネシウム合金塑性加工部材1は、アルミニウムとカルシウムを主成分とする金属間化合物(晶出相)を含有する。一例として、AlCaの晶出相を生じさせて含有する。このAlCaの金属間化合物は、ビッカース硬度が、350〜600(平均値)である。AlCaの金属間化合物のビッカース硬度が350〜600(平均値)であることで、その硬度が低すぎることがなくなるもなく高すぎることもない。 The magnesium alloy plastic working member 1 having components having these component ratios contains an intermetallic compound (crystallization phase) containing aluminum and calcium as main components. As an example, a crystallized phase of Al 2 Ca is generated and contained. This intermetallic compound of Al 2 Ca has a Vickers hardness of 350 to 600 (average value). When the Vickers hardness of the intermetallic compound of Al 2 Ca is 350 to 600 (average value), the hardness is neither too low nor too high.

金属間化合物(晶出相、代表組成:AlCa相)は、マグネシウム合金の塑性加工部材の主成分であるマグネシウムの母相内部に分布して母相を結合する。金属間化合物(晶出相)の硬度が低すぎると、全体での強度が弱くなり、マグネシウム合金の強度が低下する。 The intermetallic compound (crystallization phase, representative composition: Al 2 Ca phase) is distributed inside the magnesium matrix, which is the main component of the plastic working member of the magnesium alloy, and bonds the matrix. If the hardness of the intermetallic compound (crystallization phase) is too low, the overall strength is weakened, and the strength of the magnesium alloy is lowered.

マグネシウム合金塑性加工部材1は、AlCaの金属間化合物(晶出相)のビッカース硬度が、350〜600(平均値)であることで、硬度が低すぎて強度を下げるたり、硬度が高すぎて脆くなりすぎたりすることを防止できる。結果として、金属間化合物の弱さや脆さに起因すると解析した問題を解決でき、マグネシウム合金塑性加工部材1は、難燃性に加えて、高い強度を実現できる。 The magnesium alloy plastically processed member 1 has a Vickers hardness of 350 to 600 (average value) of the intermetallic compound (crystallization phase) of Al 2 Ca, so that the hardness is too low to reduce the strength or the hardness is high. It is possible to prevent it from becoming too brittle. As a result, the problem analyzed as being caused by the weakness and brittleness of the intermetallic compound can be solved, and the magnesium alloy plastic working member 1 can realize high strength in addition to flame retardancy.

この難燃性と高い強度の両立により、マグネシウム合金塑性加工部材1は、電子機器や輸送機器などの様々な機器での、部品や構造部材に適用することが可能となる。 By achieving both flame retardancy and high strength, the magnesium alloy plastic working member 1 can be applied to parts and structural members in various devices such as electronic devices and transportation devices.

また、金属間化合物(析出物)として、マグネシウムおよびアルミニウムを主成分とする金属間化合物(代表組成としてMg17Al12相)が、塑性加工中に動的析出によってマグネシウム母相に微細に析出する。このMg17Al12相の金属間化合物が微細な状態で一定以上の密度で母相に析出していることで、マグネシウム合金塑性加工部材1の延性を劣化させずに強度を高める。このMg17Al12相の金属間化合物のビッカース硬度も、350〜600(平均値)であるからである。 Further, as an intermetallic compound (precipitate), an intermetallic compound containing magnesium and aluminum as main components (Mg 17 Al 12 phase as a typical composition) is finely precipitated in the magnesium matrix by dynamic precipitation during plastic processing. .. Since the intermetallic compound of the Mg 17 Al 12 phase is precipitated in the matrix phase at a density equal to or higher than a certain level in a fine state, the strength of the magnesium alloy plastic working member 1 is increased without deteriorating the ductility. This is because the Vickers hardness of the Mg 17 Al 12- phase intermetallic compound is also 350 to 600 (average value).

(金属間化合物の面積比率)
具体的には、走査型電子顕微鏡によって撮影されたマグネシウム合金塑性加工部材1の断面組織写真において、粒径が1μm以下である金属間化合物(析出相、代表組成Mg17Al12相)の面積率が、2%以上であることが、好適である。
(Area ratio of intermetallic compounds)
Specifically, in the cross-sectional structure photograph of the magnesium alloy plastic working member 1 taken by a scanning electron microscope, the area ratio of the intermetallic compound (precipitation phase, representative composition Mg 17 Al 12 phase) having a particle size of 1 μm or less. However, it is preferably 2% or more.

粒径が1μm以下との非常に微細である金属間化合物(析出相、代表組成Mg17Al12相)が、マグネシウム合金塑性加工部材1の全体において、一定上の割合を有していることは、母相内の転位の移動を抑制し、強度を向上させることができる。特に、金属間化合物(析出相、代表組成:Mg17Al12相)の粒径が小さいことは、破壊の起点になりにくく延性の劣化を抑制できる。更には、粒径が小さい1μm以下の金属間化合物(析出相)の面積率(マグネシウム合金塑性加工部材1の断面組織写真全体の面積に対して、1μm以下の粒径の金属間化合物(析出相)の割合)が、2%以上であることで、強度を効率的に向上させる。 The fact that the very fine intermetallic compound (precipitated phase, representative composition Mg 17 Al 12 phase) having a particle size of 1 μm or less has a certain ratio in the entire magnesium alloy plastic processed member 1. , The movement of dislocations in the matrix can be suppressed and the strength can be improved. In particular, the small particle size of the intermetallic compound (precipitation phase, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) is unlikely to be the starting point of fracture, and deterioration of ductility can be suppressed. Furthermore, the area ratio of the intermetallic compound (precipitation phase) having a small particle size of 1 μm or less (the intermetallic compound (precipitation phase) having a particle size of 1 μm or less with respect to the total area of the cross-sectional structure photograph of the magnesium alloy plastic processed member 1). ) Is 2% or more, so that the strength is efficiently improved.

また、金属間化合物(析出相、代表組成:Mg17Al12相)の粒径が微細であることおよび微細である粒径1μm以下の金属間化合物の面積率が2%以上であることで、金属間化合物によるマグネシウム合金塑性加工部材の結合力を高めることができる。結合力が高いことで、金属間化合物のみならず、全体の強度(外部圧力や外部衝撃に対する強度)が高くなる。析出相の平均粒径が1μm以下となると、析出相周辺に転位が蓄積しづらくなり(応力集中が起きづらくなり)、析出相の硬度が低かったとしても(ビッカース硬度350以下だったとしても)、破壊の起点とならないためである。 Further, the intermetallic compound (precipitated phase, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) has a fine particle size, and the fine particle size of the intermetallic compound having a particle size of 1 μm or less is 2% or more. The bonding force of the magnesium alloy plastic processed member due to the intermetallic compound can be enhanced. Due to the high bonding force, not only the intermetallic compound but also the overall strength (strength against external pressure and external impact) becomes high. When the average particle size of the precipitated phase is 1 μm or less, dislocations are less likely to accumulate around the precipitated phase (stress concentration is less likely to occur), and even if the hardness of the precipitated phase is low (even if the Vickers hardness is 350 or less). This is because it does not become the starting point of destruction.

粒径の微細な1μm以下の金属間化合物(析出相)が、母相を始めとしたマグネシウム合金塑性加工部材1の断面中に、2%以上の面積で含まれていることで、微細な金属間化合物が、全体の強化剤の役割を果たす。加えて、この強化剤の役割を果たす面積率の高い金属間化合物の粒径が微細であることで、金属間化合物(析出相)周辺での応力集中が起きづらくなる。その結果、優れた強度と延性のバランスが発現する。 An intermetallic compound (precipitated phase) having a fine particle size of 1 μm or less is contained in the cross section of the magnesium alloy plastic processed member 1 including the matrix phase in an area of 2% or more, so that the metal is fine. The intermetallic acts as an overall strengthening agent. In addition, since the particle size of the intermetallic compound having a high area ratio that plays the role of this reinforcing agent is fine, stress concentration is less likely to occur around the intermetallic compound (precipitation phase). As a result, an excellent balance between strength and ductility is developed.

さらに、金属化合物(晶出相)が一定以上の硬度(ビッカース硬さ350〜600)を有することで、仮に金属間化合物(晶出相)の粒径が粗大(1μm)以上であったとしても破壊の起点になりにくくなる。晶出相の役割に加えて、析出物の役割が重畳することで、マグネシウム合金塑性加工部材1の強度を効率的に向上させることができる。 Further, since the metal compound (crystallization phase) has a certain hardness (Vickers hardness 350 to 600) or more, even if the particle size of the intermetallic compound (crystallization phase) is coarse (1 μm) or more. It is less likely to be the starting point of destruction. By superimposing the role of the precipitate in addition to the role of the crystallization phase, the strength of the magnesium alloy plastic working member 1 can be efficiently improved.

(母相再結晶粒の粒径)
マグネシウム合金塑性加工部材1は、マグネシウムを主成分とする母相を含む。この母相は、塑性加工を加えた際に生じる再結晶粒を含んでおり、マグネシウム合金塑性加工部材1は、母相再結晶粒を含んでいることになる。
(Grain size of recrystallized mother phase)
The magnesium alloy plastic working member 1 contains a matrix containing magnesium as a main component. This matrix contains recrystallized grains generated when plastic working is applied, and the magnesium alloy plastic working member 1 contains recrystallized grains of the matrix.

ここで、実施の形態1で説明するマグネシウム合金塑性加工部材1の母相再結晶粒の平均粒径は、5μm未満である。母相再結晶粒の平均粒径が5μm未満であることで、母相を構成する再結晶粒が微細であり(大きすぎなく)、母相が衝撃や応力に対して高い強度を示すことができる。特に、母相を構成する再結晶粒が、5μm未満と微細であることで、これを含むマグネシウム合金塑性加工部材1は、引っ張られる際の引張強度を強くできる。 Here, the average particle size of the matrix recrystallized grains of the magnesium alloy plastic working member 1 described in the first embodiment is less than 5 μm. When the average particle size of the recrystallized particles of the matrix is less than 5 μm, the recrystallized grains constituting the matrix are fine (not too large), and the matrix exhibits high strength against impact and stress. it can. In particular, since the recrystallized grains constituting the matrix are as fine as less than 5 μm, the magnesium alloy plastic working member 1 containing the recrystallized grains can increase the tensile strength when pulled.

また、同様に母相を構成する再結晶粒が微細であることで、マグネシウム合金塑性加工部材1は、高い破断伸びを有するようになる。 Similarly, since the recrystallized grains constituting the matrix are fine, the magnesium alloy plastic working member 1 has a high elongation at break.

母相再結晶粒の平均粒径が5μm未満と微細となるのは、マグネシウム合金塑性加工部材が、
全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物とからなることが、その一つの前提である。これは、AlCaを主成分とする金属間化合物(晶出相)のビッカース硬度が350〜600(平均値)となることについても同様である。
The average particle size of the matrix recrystallized grains is as fine as less than 5 μm because of the magnesium alloy plastic working member.
With respect to the whole, 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al and
With respect to the whole, 0.0 mass% to 3.0 mass% Zn and
With respect to the whole, 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca,
Mn of 0.0% by mass to 0.6% by mass with respect to the whole,
One premise is that it consists of the rest of magnesium and an unavoidable mixture. This also applies to the Vickers hardness of the intermetallic compound (crystallization phase) containing Al 2 Ca as a main component being 350 to 600 (average value).

マグネシウム合金塑性加工部材1は、母相と金属間化合物(晶出相及び析出相)を含む。母相を構成する母相再結晶粒の平均粒径が、このように5μm未満であり、金属間化合物(晶出相)のビッカース硬度が350〜600であり、粒径が1μm未満である金属間化合物(析出相)の面積率が、断面全体の2%以上であることと、が相まって、マグネシウム合金塑性加工部材1は、高い引張強度と破断伸びを有することができるようになる。 The magnesium alloy plastic working member 1 contains a matrix phase and an intermetallic compound (crystallization phase and precipitation phase). A metal having an average particle size of the recrystallized particles of the parent phase constituting the matrix phase of less than 5 μm, a Vickers hardness of an intermetallic compound (crystallization phase) of 350 to 600, and a particle size of less than 1 μm. Combined with the fact that the area ratio of the intermetallic compound (precipitated phase) is 2% or more of the entire cross section, the magnesium alloy plastic processed member 1 can have high tensile strength and breaking elongation.

引張強度が高いことで、マグネシウム合金塑性加工部材1は、荷重や応力の掛かりやすい部位に使用される構造部材や部品などにも好適に利用できる。また、高い破断伸びを有することで、マグネシウム合金塑性加工部材1は、種々の形状に加工することができる。これらの結果、マグネシウム合金塑性加工部材1は、加工のしやすさと強度の確保とが両立され、従来では使用が難しいと考えられていた輸送機器の構造部材などにも使用可能となる。 Due to its high tensile strength, the magnesium alloy plastic working member 1 can be suitably used for structural members and parts used in parts where a load or stress is easily applied. Further, by having a high breaking elongation, the magnesium alloy plastic working member 1 can be machined into various shapes. As a result, the magnesium alloy plastic working member 1 has both ease of processing and securing of strength, and can be used for structural members of transportation equipment, which have been considered difficult to use in the past.

この輸送機器の構造部材などは、従来は加工のしやすさと強度の点から、鉄、アルミニウムなどが使用されていた。これに対して、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金塑性加工部材1は、鉄やアルミニウムよりも軽量であるメリットがある。また、既述した通り、組成によりマグネシウム合金塑性加工部材1は、難燃性を確保している。 Conventionally, iron, aluminum, etc. have been used for the structural members of this transportation equipment from the viewpoint of ease of processing and strength. On the other hand, the magnesium alloy plastic working member 1 containing magnesium as a main component has an advantage that it is lighter than iron or aluminum. Further, as described above, the magnesium alloy plastic working member 1 secures flame retardancy depending on the composition.

この難燃性も相まって、使用の際に熱が加わる部位においても、構造部材や部品として、マグネシウム合金塑性加工部材1を使用することができる。 Combined with this flame retardancy, the magnesium alloy plastic working member 1 can be used as a structural member or a part even in a portion where heat is applied during use.

(引き張り強度と破断伸び)
一例として、本発明のマグネシウム合金塑性加工部材1は、室温引張り試験において340MPa以上の引張強度を有する。更には、8%以上の破断伸びを有する
(Tension strength and breaking elongation)
As an example, the magnesium alloy plastic working member 1 of the present invention has a tensile strength of 340 MPa or more in a room temperature tensile test. Furthermore, it has a breaking elongation of 8% or more.

340MPa以上の引張り強度を有することで、現在においては、鉄やアルミニウムなど(これらの合金を含む)が使用されている部品や構造部材と同等の強度を実現できるからである。特に、輸送機器の構造部材においては、輸送機器が移動する特性上、変形圧力や応力が強く加わる。あるいは衝撃も加わる。この場合には、構造部材には、引張り応力や圧縮応力が加わることになる。すなわち、引張り圧力が一定値以上を有することは、これらの構造部材や部品に使用される場合に必要である。室温引張り試験において340MPa以上の引き張り強度を有することで、現在使用されている鉄やアルミニウムを、マグネシウム合金塑性加工部材に置き換えることが可能となる。 This is because having a tensile strength of 340 MPa or more can realize the same strength as parts and structural members in which iron, aluminum, etc. (including alloys thereof) are currently used. In particular, in the structural members of transportation equipment, deformation pressure and stress are strongly applied due to the characteristics of movement of transportation equipment. Or a shock is also applied. In this case, tensile stress and compressive stress are applied to the structural member. That is, it is necessary that the tensile pressure has a certain value or more when used for these structural members and parts. Having a tensile strength of 340 MPa or more in the room temperature tensile test makes it possible to replace the currently used iron and aluminum with magnesium alloy plastic working members.

また、このような引張り応力が加わったり、圧縮応力が加わったりすることで、構造部材に破断が生じうる可能性がある。破断は、破損に繋がるので、破断に繋がる応力に対する柔軟性が高いことが好適である。加えて、様々な構造、形状の構造部材や部品に加工するには、様々な加工を受けることが必要である。この加工における柔軟性も必要である。これらの応力や加工に対する柔軟性を示す基準の一つが破断伸びであり、8%以上の破断伸びを有することで、一般的な構造部材や部品に適用する際に十分である。特に現在の鉄やアルミニウムが使用されている構造部材や部品は、この程度の破断伸びを有する。このため8%以上の破断伸びを有することで、従来は、鉄やアルミニウム(合金を含む)が使用されていた構造部材や部品に、本発明のマグネシウム合金塑性部材1を使用できるようになる。 In addition, there is a possibility that the structural member may be broken due to the application of such tensile stress or compressive stress. Since fracture leads to fracture, it is preferable that the flexibility to the stress leading to fracture is high. In addition, in order to process structural members and parts having various structures and shapes, it is necessary to undergo various processing. Flexibility in this process is also required. One of the criteria for showing flexibility against stress and machining is fracture elongation, and having a fracture elongation of 8% or more is sufficient when applied to general structural members and parts. In particular, the current structural members and parts in which iron and aluminum are used have a breaking elongation of this degree. Therefore, by having a breaking elongation of 8% or more, the magnesium alloy plastic member 1 of the present invention can be used for structural members and parts in which iron and aluminum (including alloys) have been conventionally used.

一方、強度は鉄やアルミニウム程(引張強度340MPa以上)必要ないが、高い伸びが必要とする構造部材も存在する。例えば、自動車のボディーの内板や外板等は高い強度は必要ないが、プレス成形により複雑な形状を付与する必要があるため、高い延性が必要とされている。 On the other hand, although the strength is not as high as that of iron or aluminum (tensile strength of 340 MPa or more), there are some structural members that require high elongation. For example, the inner plate and the outer plate of an automobile body do not need to have high strength, but high ductility is required because a complicated shape needs to be given by press molding.

これらの部品にマグネシウム合金を適用するために必要となる指標が破断伸びとなり、17%以上の破断伸びを有することで、従来は軟質鋼板が使用されてきた構造部材や部品(自動車の内板や外板等)にも、本発明のマグネシウム合金塑性部材1を使用できるようになる。 The index required to apply the magnesium alloy to these parts is the breaking elongation, and by having a breaking elongation of 17% or more, structural members and parts (inner plates of automobiles and automobiles) where soft steel sheets have been conventionally used have been used. The magnesium alloy plastic member 1 of the present invention can also be used for the outer plate, etc.).

このように、室温引張り試験において340MPa以上の引張り強度を有し、8%以上の破断伸びを有することで、マグネシウム合金塑性加工部材1は、高熱や高圧力(衝撃なども含む)の付与がありうる機器の構造部材や部品にも好適に使用できる。また、引張り試験において310MPa以上の引張り強度を有し、17%以上の破断伸びを有することで、マグネシウム合金塑性加工部材1は、高熱や複雑形状の付与がありうる器機の構造部材や部品にも好適に適用できる。従来の鉄やアルミニウムに置き換えが可能であることで、軽量化やこれに伴う低コスト化も実現できる。 As described above, the magnesium alloy plastic working member 1 is subjected to high heat and high pressure (including impact) by having a tensile strength of 340 MPa or more and a breaking elongation of 8% or more in the room temperature tensile test. It can also be suitably used for structural members and parts of plastic working equipment. Further, in the tensile test, the magnesium alloy plastic working member 1 has a tensile strength of 310 MPa or more and a breaking elongation of 17% or more, so that the magnesium alloy plastic working member 1 can also be used for structural members and parts of equipment that can be imparted with high heat and complicated shapes. It can be suitably applied. By being able to replace conventional iron and aluminum, it is possible to reduce the weight and cost accordingly.

以上のように、実施の形態1におけるマグネシウム合金塑性加工部材は、従来は鉄やアルミニウムが使用されていた分野の構造部材や部品に好適に使用できる。 As described above, the magnesium alloy plastic working member according to the first embodiment can be suitably used for structural members and parts in fields where iron and aluminum have been conventionally used.

(実施の形態2) (Embodiment 2)

次に、実施の形態2について説明する。実施の形態2では、実施の形態1で説明したマグネシウム合金塑性加工部材1の製造方法について説明する。 Next, the second embodiment will be described. In the second embodiment, the method for manufacturing the magnesium alloy plastic working member 1 described in the first embodiment will be described.

図1は、本発明の実施の形態2におけるマグネシウム合金塑性加工部材の製造工程を示すフローチャートである。実施の形態1で説明されたマグネシウム合金塑性加工部材1は、図1のフローチャートを基本的な製造工程として製造される。 FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of a magnesium alloy plastic working member according to a second embodiment of the present invention. The magnesium alloy plastic working member 1 described in the first embodiment is manufactured using the flowchart of FIG. 1 as a basic manufacturing process.

まず、ステップST1にて、マグネシウム合金2に必要となる素材が混合されて溶融される溶融工程が実施される。ここで、図2のように、溶融容器100に、必要となる次の素材が投入される。 First, in step ST1, a melting step is carried out in which the materials required for the magnesium alloy 2 are mixed and melted. Here, as shown in FIG. 2, the following materials required are charged into the melting container 100.

全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAl、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZn、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCa、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMn、
残部のマグネシウム。
8.0% by mass to 11.0% by mass of Al, based on the whole
0.0% by mass to 3.0% by mass of Zn, based on the whole
0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca, based on the whole
0.0% by mass to 0.6% by mass of Mn, based on the whole
The rest of magnesium.

図2は、本発明の実施の形態2における素材を溶融させる溶融工程を示す模式図である。溶融容器100に、上述の組成比率となる各素材が投入される。これらが溶融する温度で溶融容器100が加熱されることで、溶融する。溶融容器100の中で、これらの素材は溶融されて撹拌される。この撹拌によって、均一に混合して溶融合金が製造される。 FIG. 2 is a schematic view showing a melting step of melting a material according to the second embodiment of the present invention. Each material having the above-mentioned composition ratio is put into the melting container 100. The melting vessel 100 is heated at a temperature at which these melt, so that the melting vessel 100 melts. In the melting vessel 100, these materials are melted and stirred. By this stirring, a molten alloy is produced by uniformly mixing.

次に、ステップST2にて、溶融容器100で製造された溶融合金が冷却固化される。冷却固化によって、上記の組成と組成比率を有するマグネシウム合金2が製造される。この段階でのマグネシウム合金2は、インゴットやその他の形態を有している。 Next, in step ST2, the molten alloy produced in the melting vessel 100 is cooled and solidified. By cooling and solidifying, a magnesium alloy 2 having the above composition and composition ratio is produced. The magnesium alloy 2 at this stage has an ingot or other form.

次に、ステップST3にて、マグネシウム合金2に所定の塑性加工が行われる。すなわち、塑性加工工程が実施される。塑性加工工程における塑性加工によって、インゴットなどの形態を有していたマグネシウム合金2は、実施の形態1で説明したマグネシウム合金塑性加工部材1が得られる。 Next, in step ST3, a predetermined plastic working is performed on the magnesium alloy 2. That is, the plastic working process is carried out. By plastic working in the plastic working step, the magnesium alloy plastic working member 1 described in the first embodiment can be obtained from the magnesium alloy 2 having a form such as an ingot.

このようにステップST1〜ST3を基本的な製造工程として、マグネシウム合金塑性加工部材1が製造される。この製造工程で得られたマグネシウム合金塑性加工部材1は、実施の形態1で説明した通り、次のような特性を有する。 As described above, the magnesium alloy plastic working member 1 is manufactured by using steps ST1 to ST3 as the basic manufacturing steps. The magnesium alloy plastic working member 1 obtained in this manufacturing process has the following characteristics as described in the first embodiment.

(組成比率)
組成比率は、次の通りである。
全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAl、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZn、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCa、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMn、
残部のマグネシウムと不可避混合物。
(Composition ratio)
The composition ratio is as follows.
8.0% by mass to 11.0% by mass of Al, based on the whole
0.0% by mass to 3.0% by mass of Zn, based on the whole
0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca, based on the whole
0.0% by mass to 0.6% by mass of Mn, based on the whole
The rest of magnesium and an unavoidable mixture.

(金属間化合物の硬度)
金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa)のビッカース硬度が、350〜600(平均値)である。このような硬度を有することで、金属間化合物が脆すぎたり、衝撃に対してセンシティブになりすぎたりしないようになる。結果として、マグネシウム合金塑性加工部材1においては、金属間化合物(晶出物)を基点として生じうる破壊や破損が生じにくい。
(Hardness of intermetallic compound)
The Vickers hardness of the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca) is 350 to 600 (average value). Having such hardness prevents the intermetallic compound from becoming too brittle or too sensitive to impact. As a result, the magnesium alloy plastic working member 1 is less likely to be broken or broken from the intermetallic compound (crystallized product) as a base point.

(微細な金属間化合物の面積率)
走査型電子顕微鏡によって撮影されたマグネシウム合金塑性加工部材1の断面組織写真において、粒径が1μm以下である金属間化合物(析出物、代表組成:Mg17Al12相)の面積率が、断面組織全体に対して2%以上である。微細である粒径1μm以下の金属間化合物(析出物)が、母相を含んだ断面組織全体で、2%以上の面積率を有することで、母相の延性を劣化させずに強度が高まる。微細であることで、析出物の硬度が低かったとしても、析出物周辺での応力集中が起こりづらくなり、脆さや衝撃に対する弱さが低減するからである。
(Area ratio of fine intermetallic compounds)
In the cross-sectional structure photograph of the magnesium alloy plastic working member 1 taken by a scanning electron microscope, the area ratio of the intermetallic compound (precipitate, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) having a particle size of 1 μm or less is the cross-sectional structure. It is 2% or more of the whole. Since the fine intermetallic compound (precipitate) having a particle size of 1 μm or less has an area ratio of 2% or more in the entire cross-sectional structure including the matrix, the strength is increased without deteriorating the ductility of the matrix. .. This is because the fineness makes it difficult for stress concentration to occur around the precipitate even if the hardness of the precipitate is low, and the brittleness and weakness to impact are reduced.

また、微細な粒径の金属間化合物(析出物)の面積率が2%以上であることで、析出物を含有するマグネシウム合金塑性加工部材1の強度を高め、引張強度を高める効果を奏する。 Further, when the area ratio of the intermetallic compound (precipitate) having a fine particle size is 2% or more, the strength of the magnesium alloy plastic working member 1 containing the precipitate is increased, and the tensile strength is increased.

(母相再結晶粒の平均粒径)
マグネシウム合金塑性加工部材1の母相再結晶粒の平均粒径は、5μm未満である。母相再結晶粒の平均粒径が、5μm未満と微細であることで、母相そのものの強度と延性がバランスよく高まる。
(Average particle size of mother phase recrystallized grains)
The average particle size of the matrix recrystallized grains of the magnesium alloy plastic working member 1 is less than 5 μm. When the average particle size of the recrystallized matrix grains is as fine as less than 5 μm, the strength and ductility of the matrix itself are enhanced in a well-balanced manner.

他の特性との結果と合わせて、図1の製造工程で製造されたマグネシウム合金塑性加工部材1は、高い強度と延性を実現できる。 Combined with the results with other properties, the magnesium alloy plastic working member 1 manufactured in the manufacturing process of FIG. 1 can achieve high strength and ductility.

(強度と延性)
図1の製造工程で製造されたマグネシウム合金塑性加工部材1は、室温引張り試験において340MPa以上の引張強度を有する。更には、8%以上の破断伸びを有する。このような引張強度と破断伸びを有することで、加工の容易性、圧力や衝撃に対する強度、延性を発揮できる。
(Strength and ductility)
The magnesium alloy plastic working member 1 manufactured in the manufacturing process of FIG. 1 has a tensile strength of 340 MPa or more in a room temperature tensile test. Furthermore, it has a breaking elongation of 8% or more. By having such tensile strength and breaking elongation, it is possible to exhibit ease of processing, strength against pressure and impact, and ductility.

次に、製造工程において、追加的な工程について説明する。 Next, in the manufacturing process, an additional process will be described.

(溶体化処理)
図3は、本発明の実施の形態2における溶体化処理を説明する模式図である。ステップST4における溶体化処理は、図1のステップST2とステップST3との間において実施される。
(Solution treatment)
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the solution treatment according to the second embodiment of the present invention. The solution treatment in step ST4 is carried out between step ST2 and step ST3 in FIG.

ステップST2の冷却工程によって、マグネシウム合金2が製造される。図3では、溶融容器100で溶融されて冷却されたマグネシウム合金2が示されている。溶融工程、冷却工程を経て製造されるマグネシウム合金2は、インゴットやビレットなどの形態を有している。 Magnesium alloy 2 is produced by the cooling step of step ST2. In FIG. 3, the magnesium alloy 2 melted and cooled in the melting vessel 100 is shown. The magnesium alloy 2 produced through the melting step and the cooling step has a form such as an ingot or a billet.

ステップST4において、このマグネシウム合金2は、溶体化処理を受ける。溶体化処理は、マグネシウム合金に対して加熱を行う。このとき、所定温度の加熱による溶体化処理がなされる。 In step ST4, the magnesium alloy 2 undergoes a solution treatment. In the solution treatment, the magnesium alloy is heated. At this time, solution treatment is performed by heating at a predetermined temperature.

所定温度としては、450℃〜525℃であることが好ましい。この所定温度の範囲で加熱される溶体化処理によって、実施の形態1で説明したような、金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)の硬度が実現できるからである。また、上記温度の熱処理を経ることにより、AlやMgを主成分とする晶出物(代表組成:Mg17Al12相)を母相に固溶させることができるからである。 The predetermined temperature is preferably 450 ° C to 525 ° C. This is because the hardness of the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase) as described in the first embodiment can be realized by the solution heat treatment in the predetermined temperature range. Further, by undergoing the heat treatment at the above temperature, a crystallized product containing Al or Mg as a main component (representative composition: Mg 17 Al 12 phase) can be solid-solved in the matrix phase.

溶体化処理によって、金属間化合物(晶出物、代表組成:Mg17Al12相)が母相に固溶する。特に、450℃〜525℃の加熱温度で溶体化処理されることで、このような作用が確実に実現され、後の塑性加工において微細な析出相として生成しやすくなる。また、450℃〜525℃の加熱温度で溶体化処理されることで、金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)内部の欠陥が拡散により効果的に消滅し、硬度が増加する。 By the solution treatment, the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) is solid-solved in the matrix phase. In particular, by the solution treatment at a heating temperature of 450 ° C. to 525 ° C., such an action is surely realized, and it becomes easy to form as a fine precipitation phase in the subsequent plastic working. Further, by the solution treatment at a heating temperature of 450 ° C. to 525 ° C., the defects inside the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase) are effectively eliminated by diffusion, and the hardness is increased. To do.

また、溶体化処理における所定温度は、450℃〜525℃が好適であるが、より絞り込んだ490℃〜520℃であることも更に好適である。この絞り込んだ所定温度での溶体化処理が行われることで、金属間化合物(晶出物、代表組成:Mg17Al12相)の固溶、および金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)の硬度増加などが、更によりよい方向に進むからである。 Further, the predetermined temperature in the solution treatment is preferably 450 ° C. to 525 ° C., but more preferably 490 ° C. to 520 ° C., which is narrowed down. By performing the solution treatment at the narrowed-down predetermined temperature, the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) is solid-solved, and the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al) is dissolved. This is because the increase in hardness of the 2 Ca phase) proceeds in a better direction.

更には、所定温度を510℃とした溶体化処理が行われることは、更に好適である。 Further, it is more preferable that the solution treatment is performed at a predetermined temperature of 510 ° C.

(塑性加工)
ステップST3にて、マグネシウム合金2には、塑性加工工程が施される。この塑性加工工程での塑性加工によって、マグネシウム合金塑性加工部材1が得られる。
(Plastic working)
In step ST3, the magnesium alloy 2 is subjected to a plastic working step. By the plastic working in this plastic working step, the magnesium alloy plastic working member 1 is obtained.

塑性加工としては、押し出し加工、圧延加工、鍛造加工および引き抜き加工のいずれかが適用される。マグネシウム合金2を一定の形態に加工するには、これらのいずれかの加工が適当であるからである。また、一定の形態に加工された後で、最終的な成型等の加工がされて得られる構造部材や部品などの特性に合わせて、押し出し加工、圧延加工、鍛造加工および引き抜き加工のいずれかが適用される。 As the plastic working, any one of extrusion, rolling, forging and drawing is applied. This is because any of these processes is appropriate for processing the magnesium alloy 2 into a certain form. In addition, after being processed into a certain form, either extrusion processing, rolling processing, forging processing, or drawing processing is performed according to the characteristics of structural members and parts obtained by processing such as final molding. Applies.

これらいずれかの(場合によっては組み合わされる)塑性加工によって、マグネシウム合金2は、マグネシウム合金塑性加工部材1に加工される。加工された状態となることで、マグネシウム合金2の際には各種の特性が不十分である場合でも、塑性加工後のマグネシウム合金塑性加工部材1は、実施の形態1で説明した各種特性を実現できる。 By any of these (possibly combined) plastic working, the magnesium alloy 2 is machined into the magnesium alloy plastic working member 1. By being in the processed state, even if various properties are insufficient in the case of the magnesium alloy 2, the magnesium alloy plastic working member 1 after plastic working realizes the various properties described in the first embodiment. it can.

すなわち、金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)の硬度、微細な粒径の金属間化合物の面積率(析出物、代表組成:Mg17Al12相)、母相再結晶粒の平均粒径の特性を実現したマグネシウム合金塑性加工部材1が製造できる。結果として、室温引き張り試験において340MPa以上の引張強度を有し、8%以上の破断伸びを有するマグネシウム合金塑性加工部材1が製造される。 That is, the hardness of the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase), the area ratio of the intermetallic compound having a fine particle size (precipitate, representative composition: Mg 17 Al 12 phase), and the matrix recrystallization. A magnesium alloy plastic processed member 1 that realizes the characteristics of the average grain size of grains can be manufactured. As a result, a magnesium alloy plastic working member 1 having a tensile strength of 340 MPa or more and a breaking elongation of 8% or more in a room temperature tensile test is produced.

(加熱工程)
図4は、本発明の実施の形態2における押し出し加工を示す模式図である。上述の通り、塑性加工については、押し出し加工、圧延加工、鍛造加工、引き抜き加工などがある。このうち、ステップST4を経て製造されたマグネシウム合金2は、押し出し加工されて押し出し材とされることがある。
(Heating process)
FIG. 4 is a schematic view showing the extrusion process according to the second embodiment of the present invention. As described above, plastic working includes extrusion, rolling, forging, drawing and the like. Of these, the magnesium alloy 2 produced through step ST4 may be extruded to be an extruded material.

図4は、押し出し加工用金型10に、ビレット形態のマグネシウム合金21が押し込まれて押し出し加工される状態を示している。押し出し加工用金型10は、次第に先が細くなる内径を有している。この内径の上部からマグネシウム合金21が押し付けられる。押しつけに際しては、圧力が付与される。 FIG. 4 shows a state in which the magnesium alloy 21 in the form of a billet is pushed into the extrusion die 10 and is extruded. The extrusion die 10 has an inner diameter that gradually tapers. The magnesium alloy 21 is pressed from the upper part of the inner diameter. Pressure is applied when pressing.

図4の矢印は、この圧力の付与(加圧)を示している。 The arrow in FIG. 4 indicates the application (pressurization) of this pressure.

加圧されることで、マグネシウム合金21は、押し出し加工用金型10の内部空間11に押し込まれる。内部空間11に押し込まれる過程で、マグネシウム合金21は、内部空間11の形状や内径に合わせた形状に加工される。すなわち、押し出し加工用金型10によって、マグネシウム合金塑性加工材1が得られる(塑性加工が押し出し加工である)。 By being pressurized, the magnesium alloy 21 is pushed into the internal space 11 of the extrusion die 10. In the process of being pushed into the internal space 11, the magnesium alloy 21 is processed into a shape that matches the shape and inner diameter of the internal space 11. That is, the magnesium alloy plastic working material 1 is obtained by the extrusion die 10 (the plastic working is the extrusion work).

このとき、押し出し加工に用いられるマグネシウム合金21および押し出し加工用金型10のそれぞれは、押し出し加工の前に、250℃〜300℃に加熱されることが好適である。図4では、マグネシウム合金21および押し出し加工用金型10のそれぞれに加熱が施されている状態を示している。加熱は、250℃〜300℃の範囲であることが好適である。 At this time, it is preferable that each of the magnesium alloy 21 used for the extrusion process and the die 10 for the extrusion process is heated to 250 ° C. to 300 ° C. before the extrusion process. FIG. 4 shows a state in which each of the magnesium alloy 21 and the extrusion die 10 is heated. The heating is preferably in the range of 250 ° C to 300 ° C.

押し出し加工前に、押し出し加工対象のマグネシウム合金21と押し出し加工用金型10とが、250℃〜300℃の範囲で加熱されることで、押し出し加工されて製造されるマグネシウム合金塑性加工部材1は、実施の形態1で説明した特性を有することができる。 Before extrusion, the magnesium alloy 21 to be extruded and the die 10 for extrusion are heated in the range of 250 ° C. to 300 ° C., so that the magnesium alloy plastic working member 1 manufactured by extrusion is , Can have the properties described in Embodiment 1.

すなわち、上記加工温度に設定することによって、微細な金属間化合物(析出物、代表組成:Mg17Al12相)の面積率、母相再結晶粒の平均粒径の微細化がより確実に実現できる。この実現によって、製造される押し出し加工されたマグネシウム合金塑性加工部材1は、室温引き張り試験において340MPa以上の引張強度を有し、8%以上の破断伸びを有することが、確実にできる。 That is, by setting the above processing temperature, the area ratio of the fine intermetallic compound (precipitate, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) and the average particle size of the recrystallized matrix grains can be more reliably reduced. it can. By this realization, the extruded magnesium alloy plastic working member 1 to be manufactured can surely have a tensile strength of 340 MPa or more and a breaking elongation of 8% or more in a room temperature tensile test.

以上のような実施の形態2における製造方法によって、従来は鉄やアルミニウムが使用されていた分野の構造部材や部品においても、マグネシウム合金塑性加工部材1を使用することができる。置き換えが可能となる。この置き換えによって、より軽量で低コストの機器を実現することができる。 According to the manufacturing method according to the second embodiment as described above, the magnesium alloy plastic working member 1 can be used even in the structural members and parts in the field where iron and aluminum have been conventionally used. It can be replaced. By this replacement, a lighter weight and lower cost device can be realized.

(実施の形態3) (Embodiment 3)

実施の形態1、2で説明されたマグネシウム合金塑性加工部材1は、様々な用途に使用される。特に、電子機器、工作機械、輸送機器、精密機器など様々な機器の、所定用途の部品や構造部材に使用できる。特に、荷重や負荷に対応する必要があって強度や耐久性が要求される構造部材にも、好適に使用できる。 The magnesium alloy plastic working member 1 described in the first and second embodiments is used for various purposes. In particular, it can be used for parts and structural members of various devices such as electronic devices, machine tools, transportation devices, and precision devices. In particular, it can be suitably used for a structural member that needs to cope with a load and a load and requires strength and durability.

例えば、自動車などの輸送機器のシャーシやボディー、あるいはフレームなどの構造部材に使用できる。航空機や船舶のシャーシ、ボディー、フレームなどの構造部材に使用できる。 For example, it can be used for a chassis or body of a transportation device such as an automobile, or a structural member such as a frame. It can be used for structural members such as chassis, body, and frame of aircraft and ships.

これらの構造部材は、機器の骨格をなすものであるので、強度や耐久性を必要とするが、軽量化されることで、機器全体の軽量化を実現できる。特に、軽量化のステップアップが極めて大きい要素である。 Since these structural members form the skeleton of the device, they require strength and durability, but by reducing the weight, the weight of the entire device can be reduced. In particular, the step-up of weight reduction is an extremely large factor.

これらのようなシャーシ、ボディー、フレームなどの構造部材に使用できることで、機器の軽量化を実現し、機器の運転コストや運転エネルギーを低減できるようになる。 Since it can be used for structural members such as chassis, body, and frame, the weight of the equipment can be reduced, and the operating cost and energy of the equipment can be reduced.

これらも、難燃性に加えて、実施の形態1、2で説明した通りの特性を有するマグネシウム合金塑性加工部材1であることで使用できる。 These can also be used because they are magnesium alloy plastic working members 1 having the characteristics as described in the first and second embodiments in addition to the flame retardancy.

(実施の形態4) (Embodiment 4)

次に、実施の形態4について説明する。実施の形態4では、実施の形態1〜3で説明したマグネシウム合金の塑性加工部材について行った実験結果について説明する。 Next, the fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, the results of experiments performed on the plastically worked members of the magnesium alloy described in the first to third embodiments will be described.

図5は、本発明の実施の形態4における溶体化処理の温度の違いについての実験結果を示す表である。図5の表には、組成比率および溶体化処理での温度の違いによって、比較例1〜5、実施例1〜11の結果を示している。 FIG. 5 is a table showing the experimental results regarding the difference in temperature of the solution treatment in the fourth embodiment of the present invention. The table of FIG. 5 shows the results of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 11 depending on the composition ratio and the difference in temperature in the solution treatment.

比較例1〜5、実施例1〜11のいずれも、それぞれに対応する組成と組成比率によって製造されたマグネシウム合金であって、塑性加工前に、それぞれに対応する温度で溶体化処理を施したものである。更に、塑性加工が押し出し加工であって、押し出し加工に用いられる押し出し加工用金型を、それぞれに対応する所定温度にして押し出し加工がされたものである。 Both Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 11 are magnesium alloys produced with the respective compositions and composition ratios, and were subjected to solution treatment at the corresponding temperatures before plastic working. It is a thing. Further, the plastic working is extruding, and the extruding die used for extruding is extruded at a predetermined temperature corresponding to each.

(各例の製造について)
以下に、それぞれの製造されたものを説明する。
(About the production of each example)
The manufactured products will be described below.

(比較例1)
比較例1のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理はなされず、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Comparative Example 1)
The plastic working member of the magnesium alloy of Comparative Example 1 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
No solution treatment,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(比較例2)
比較例2のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
12.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が480℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Comparative Example 2)
The plastic working member of the magnesium alloy of Comparative Example 2 is
12.0% by mass Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 480 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(比較例3)
比較例3のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
6.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が420℃、
押し出し加工での処理温度が300℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Comparative Example 3)
The plastic working member of the magnesium alloy of Comparative Example 3 is
6.0% by mass Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 420 ° C,
The processing temperature in extrusion is 300 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(比較例4)
比較例4のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が420℃、
押し出し加工での処理温度が350℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(比較例5)
比較例5のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
6.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が510℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Comparative Example 4)
The plastic working member of the magnesium alloy of Comparative Example 4 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 420 ° C,
The processing temperature in extrusion is 350 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.
(Comparative Example 5)
The plastic working member of the magnesium alloy of Comparative Example 5 is
6.0% by mass Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 510 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例1)
実施例1のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が450℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 1)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 1 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 450 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例2)
実施例2のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が480℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 2)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 2 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 480 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例3)
実施例3のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が510℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 3)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 3 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 510 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例4)
実施例4のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が525℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 4)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 4 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 525 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例5)
実施例5のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
11.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が480℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 5)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 5 is
11.0% by mass Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 480 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例6)
実施例6のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
0.5質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が480℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 6)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 6 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
0.5% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 480 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例7)
実施例7のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
9.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.5質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が510℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 7)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 7 is
9.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.5% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 510 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例8)
実施例8のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
7.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が510℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 8)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 8 is
7.0% by mass Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 510 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例9)
実施例9のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
8.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が510℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 9)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 9 is
8.0% by mass Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 510 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

(実施例10)
実施例10のマグネシウム合金の塑性加工部材は、
10.0質量%のAl、
0.7質量%のZn、
2.0質量%のCa、
0.2質量%のMn、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物で製造され、
溶体化処理での処理温度が495℃、
押し出し加工での処理温度が280℃、
で製造されたマグネシウム合金の塑性加工部材である。
(Example 10)
The plastic working member of the magnesium alloy of Example 10 is
10.0 mass% Al,
0.7% by mass Zn,
2.0% by mass Ca,
0.2% by mass Mn,
Manufactured with the rest of magnesium and an unavoidable mixture,
The treatment temperature in the solution treatment is 495 ° C,
The processing temperature in extrusion is 280 ° C,
It is a plastic working member of magnesium alloy manufactured in.

ここで、押し出し加工は、次の通りの条件で行われた。 Here, the extrusion process was performed under the following conditions.

上述の各例の組成に応じて製造された合金鋳造材を、
1 溶体化処理なし(比較例1)
2 420℃で48時間の溶体化処理の後、水冷する(溶体化処理が420℃の例)
3 まず420℃で48時間の溶体化処理の後、水冷する。これに次いで、450℃〜525℃で48時間の溶体化処理の後、水冷する(溶体化処理が450℃〜525℃の例)
の、いずれかで(溶体化処理の温度によって1〜3のいずれかが行われる)溶体化処理がなされる。
An alloy casting material produced according to the composition of each of the above examples,
1 No solution treatment (Comparative Example 1)
2 After 48 hours of solution treatment at 420 ° C, water cooling (example of solution treatment at 420 ° C)
3 First, after a solution treatment at 420 ° C. for 48 hours, it is cooled with water. This is followed by a 48-hour solution treatment at 450 ° C to 525 ° C and then water cooling (example of solution treatment at 450 ° C to 525 ° C).
The solution treatment is performed in any of the above (one of 1 to 3 is performed depending on the temperature of the solution treatment).

この溶体化処理を経て得られる合金は、ビレット材であり、ビレットは、直径(38〜39)×高さ(35〜41)mmである。 The alloy obtained through this solution treatment is a billet material, and the billet has a diameter (38 to 39) × a height (35 to 41) mm.

押し出し加工に用いられる押し出し用金型は、直径が40mmである。 The extrusion die used for extrusion processing has a diameter of 40 mm.

押し出し比は、44(直径40mmを直径6mmに絞り込む)である。 The extrusion ratio is 44 (40 mm in diameter is narrowed down to 6 mm in diameter).

押し出し時のラム速度は、5mm/分(素材押し出し速度:222mm/分)である。 The ram speed at the time of extrusion is 5 mm / min (material extrusion speed: 222 mm / min).

押し出し温度は、各例の押し出し加工での処理温度に対応する。 The extrusion temperature corresponds to the processing temperature in the extrusion process of each example.

このようにして製造された各例のマグネシウム合金の塑性加工部材のそれぞれについて、次の条件で、AlCaの金属間化合物のビッカース硬度と機械的特性(引張り強度、耐力、破断伸び)を測定した。 For each of the plastically worked members of the magnesium alloy of each example produced in this way, the Vickers hardness and mechanical properties (tensile strength, proof stress, elongation at break) of the intermetallic compound of Al 2 Ca were measured under the following conditions. did.

(ビッカース硬度の測定条件)
装置:マイクロビッカース硬度試験機(Mitutoyo HM−200)
荷重:0.0005kgf
負荷時間:10秒
測定点:5〜10点
測定面:押出し方向に平行な断面
(Vickers hardness measurement conditions)
Equipment: Micro Vickers hardness tester (Mitutoyo HM-200)
Load: 0.0005kgf
Load time: 10 seconds Measurement points: 5 to 10 points Measurement surface: Cross section parallel to the extrusion direction

(機械的特性の測定条件)
装置:インストロン万能試験機(INSTRON 5565Q6662)
試験片平行部寸法:直径2.5mm、長さ14mm(JIS14A準拠)
クロスヘッド速度:2mm/分(初期歪み速度:2.4×10−3−1
ひずみゲージ使用
(Measurement conditions for mechanical properties)
Equipment: Instron universal testing machine (INSTRON 5565Q6662)
Specimen parallel part dimensions: diameter 2.5 mm, length 14 mm (JIS14A compliant)
Crosshead speed: 2 mm / min (initial strain rate: 2.4 x 10 -3 S -1 )
Strain gauge used

以上の測定条件に基づいて、比較例1〜5、実施例1〜11のビッカース硬度と機械的特性は、図5の通りである。 Based on the above measurement conditions, the Vickers hardness and mechanical properties of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 11 are as shown in FIG.

(比較例1)
ビッカース硬度:186−268(平均:236)
引張強度:373MPa
耐力:284MPa
破断伸び:11%
(Comparative Example 1)
Vickers hardness: 186-268 (average: 236)
Tensile strength: 373 MPa
Proof stress: 284 MPa
Breaking elongation: 11%

(比較例2)
ビッカース硬度:397−801(平均:617)
引張強度:393MPa
耐力:277MPa
破断伸び:4%
(Comparative Example 2)
Vickers hardness: 397-801 (average: 617)
Tensile strength: 393 MPa
Proof stress: 277 MPa
Breaking elongation: 4%

(比較例3)
ビッカース硬度:212−295(平均:259)
引張強度:317MPa
耐力:208MPa
破断伸び:14%
(Comparative Example 3)
Vickers hardness: 212-295 (average: 259)
Tensile strength: 317 MPa
Proof stress: 208 MPa
Breaking elongation: 14%

(比較例4)
ビッカース硬度:228−310(平均:274)
引張強度:316MPa
耐力:208MPa
破断伸び:12%
(比較例5)
ビッカース硬度:344−425(平均:379)
引張強度:318MPa
耐力:210MPa
破断伸び:19%
(Comparative Example 4)
Vickers hardness: 228-310 (average: 274)
Tensile strength: 316 MPa
Proof stress: 208 MPa
Breaking elongation: 12%
(Comparative Example 5)
Vickers hardness: 344-425 (average: 379)
Tensile strength: 318 MPa
Proof stress: 210 MPa
Breaking elongation: 19%

(実施例1)
ビッカース硬度:337−572(平均:415)
引張強度:359MPa
耐力:246MPa
破断伸び:15%
(Example 1)
Vickers hardness: 337-572 (average: 415)
Tensile strength: 359 MPa
Proof stress: 246 MPa
Breaking elongation: 15%

(実施例2)
ビッカース硬度:386−583(平均:465)
引張強度:366MPa
耐力:241MPa
破断伸び:16%
(Example 2)
Vickers hardness: 386-583 (average: 465)
Tensile strength: 366 MPa
Proof stress: 241 MPa
Breaking elongation: 16%

(実施例3)
ビッカース硬度:377−566(平均:483)
引張強度:367MPa
耐力:265MPa
破断伸び:17%
(Example 3)
Vickers hardness: 377-566 (average: 483)
Tensile strength: 367 MPa
Proof stress: 265 MPa
Breaking elongation: 17%

(実施例4)
ビッカース硬度:397−658(平均:516)
引張強度:344MPa
耐力:236MPa
破断伸び:19%
(Example 4)
Vickers hardness: 397-658 (average: 516)
Tensile strength: 344 MPa
Proof stress: 236 MPa
Breaking elongation: 19%

(実施例5)
ビッカース硬度:361−688(平均:565)
引張強度:386MPa
耐力:277MPa
破断伸び:8%
(Example 5)
Vickers hardness: 361-688 (average: 565)
Tensile strength: 386 MPa
Proof stress: 277 MPa
Breaking elongation: 8%

(実施例6)
ビッカース硬度:360−577(平均:470)
引張強度:384MPa
耐力:240MPa
破断伸び:14%
(Example 6)
Vickers hardness: 360-577 (average: 470)
Tensile strength: 384 MPa
Proof stress: 240 MPa
Breaking elongation: 14%

(実施例7)
ビッカース硬度:395−682(平均:475)
引張強度:358MPa
耐力:241MPa
破断伸び:15%
(Example 7)
Vickers hardness: 395-682 (average: 475)
Tensile strength: 358 MPa
Proof stress: 241 MPa
Breaking elongation: 15%

(実施例8)
ビッカース硬度:513−612(平均:573)
引張強度:317MPa
耐力:202MPa
破断伸び:17%
(Example 8)
Vickers hardness: 513-612 (average: 573)
Tensile strength: 317 MPa
Proof stress: 202 MPa
Breaking elongation: 17%

(実施例9)
ビッカース硬度:395−602(平均:513)
引張強度:342MPa
耐力:221MPa
破断伸び:18%
(Example 9)
Vickers hardness: 395-602 (average: 513)
Tensile strength: 342 MPa
Proof stress: 221 MPa
Break elongation: 18%

(実施例10)
ビッカース硬度:436−516(平均:486)
引張強度:379MPa
耐力:265MPa
破断伸び:14%
(Example 10)
Vickers hardness: 436-516 (average: 486)
Tensile strength: 379 MPa
Proof stress: 265 MPa
Breaking elongation: 14%

以上の実験結果より、マグネシウム合金の組成比率は、実施の形態1で説明した通り、 From the above experimental results, the composition ratio of the magnesium alloy is as described in the first embodiment.

全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、
残部のマグネシウムおよび不可避混合物であることが適切であると確認された。
With respect to the whole, 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al and
With respect to the whole, 0.0 mass% to 3.0 mass% Zn and
With respect to the whole, 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca,
Mn of 0.0% by mass to 0.6% by mass with respect to the whole,
It was confirmed that the remaining magnesium and an unavoidable mixture were appropriate.

また、溶体化処理での処理温度が、450℃〜525℃であることが好適であることも確認された。更に、押し出し加工における押し出し加工用金型の処理温度が、250℃〜300℃であることが好適であることも確認された。これらの条件を満たすことで、強度と延性との両立が図られる。 It was also confirmed that the treatment temperature in the solution treatment is preferably 450 ° C. to 525 ° C. Furthermore, it was also confirmed that the processing temperature of the extrusion die in the extrusion process is preferably 250 ° C. to 300 ° C. By satisfying these conditions, both strength and ductility can be achieved.

このとき、金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)のビッカース硬度が、平均値として、350〜600であること、引張強度が340MPa以上であること、および、破断伸びが8%以上であることが、実施例において確認された。 At this time, the Vickers hardness of the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase) is 350 to 600 on average, the tensile strength is 340 MPa or more, and the elongation at break is 8. It was confirmed in the examples that it was% or more.

(SEM写真による確認)
また、実施例と比較例との比較において、強度および延性を両立させるマグネシウム合金の組成加工部材が実現される態様を、SEM写真からも確認した。
(Confirmation by SEM photo)
In addition, in comparison between Examples and Comparative Examples, it was confirmed from SEM photographs that a magnesium alloy composition-processed member having both strength and ductility was realized.

図6は、本発明の実施の形態4における実施例と比較例のSEM写真(断面組織写真)である。図6(A)は、図5において説明した比較例3のマグネシウム合金の組成加工部材のSEM写真である。図6(C)は、図6(A)のSEM写真で解析されたマグネシウム合金の組成加工部材の断面において、直径1μm以下の析出物(代表組成:Mg17Al12相)の金属間化合物の部分を枠で囲った写真である。 FIG. 6 is an SEM photograph (cross-sectional structure photograph) of an example and a comparative example in the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6A is an SEM photograph of the composition processing member of the magnesium alloy of Comparative Example 3 described in FIG. FIG. 6C shows an intermetallic compound of a precipitate (representative composition: Mg 17 Al 12 phase) having a diameter of 1 μm or less in the cross section of the magnesium alloy composition processed member analyzed by the SEM photograph of FIG. 6 (A). It is a photograph in which the part is surrounded by a frame.

図6(B)は、図5において説明した実施例3のSEM写真(断面組織写真)である。図6(D)は、図6(B)のSEM写真で解析されたマグネシウム合金の組成加工部材の断面において、直径1μm以下の析出物(代表組成:Mg17Al12相)の金属間化合物の部分を枠で囲った写真である。 FIG. 6B is an SEM photograph (cross-sectional structure photograph) of Example 3 described in FIG. FIG. 6 (D) shows an intermetallic compound of a precipitate (representative composition: Mg 17 Al 12 phase) having a diameter of 1 μm or less in the cross section of the magnesium alloy composition processed member analyzed by the SEM photograph of FIG. 6 (B). It is a photograph in which the part is surrounded by a frame.

比較例3と実施例3のそれぞれをImage−Pro Analyzer(ver.7)の画像解析ソフトを用いて解析すると、比較例3では、粒径1μm以下の析出物(代表組成:Mg17Al12相)の金属間化合物の面積率は、1.9%であり、2%未満である。また、平均粒径は、0.41μmである。これに対して、実施例3では、粒径1μm以下の析出物(代表組成:Mg17Al12相)の金属間化合物の面積率は、6.6%である。また、平均粒径は、0.26μmである。 When each of Comparative Example 3 and Example 3 was analyzed using the image analysis software of Image-Pro Analyzer (ver. 7), in Comparative Example 3, a precipitate having a particle size of 1 μm or less (representative composition: Mg 17 Al 12 phase) was analyzed. ), The area ratio of the intermetallic compound is 1.9%, which is less than 2%. The average particle size is 0.41 μm. On the other hand, in Example 3, the area ratio of the intermetallic compound of the precipitate having a particle size of 1 μm or less (representative composition: Mg 17 Al 12 phase) is 6.6%. The average particle size is 0.26 μm.

比較例3のビッカース硬度の平均値は259であり、引張強度は317MPaであって、強度において十分ではない。これに対して、実施例3のビッカース硬度の平均値は483であり、引張強度は367MPaである。強度において十分である。 The average value of the Vickers hardness of Comparative Example 3 is 259, and the tensile strength is 317 MPa, which is not sufficient in terms of strength. On the other hand, the average value of the Vickers hardness of Example 3 is 483, and the tensile strength is 367 MPa. Sufficient in strength.

このように、比較例と実施例とで、強度が十分に実現できるか否かにおいて、金属間化合物(析出物、代表組成:Mg17Al12相)の粒径、粒径1μm以下の面積率が2%以上であることが必要であることが確認された。この前提として、金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)のビッカース硬度が硬いことで、強度を実現できることと延性も両立できることが確認された。 As described above, in the comparative example and the example, the particle size of the intermetallic compound (precipitate, representative composition: Mg 17 Al 12 phase) and the area ratio of the particle size of 1 μm or less are determined depending on whether or not the strength can be sufficiently realized. Was confirmed to be required to be 2% or more. As a premise of this, it was confirmed that the Vickers hardness of the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase) is hard, so that both strength and ductility can be achieved.

以上の実験結果により、実施の形態1〜3で説明したマグネシウム合金の組成加工部材の製造条件と結果との関係の確認、強度と延性の両立ができることの理由の確認ができた。 From the above experimental results, it was possible to confirm the relationship between the manufacturing conditions and the results of the magnesium alloy composition processed members described in the first to third embodiments, and to confirm the reason why both strength and ductility can be achieved.

なお、図7に、金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)のビッカース硬度を測定した際の写真を示す。図7に示される通り、比較例および実施例のそれぞれにおいて、矢印に示された金属間化合物(晶出物、代表組成:AlCa相)におけるビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度の測定値はそれぞれ247と564であった。比較例に比べ、実施例は明らかに小さい圧痕を呈しており、高い硬度を示すことが確認できる。 In addition, FIG. 7 shows a photograph when the Vickers hardness of an intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase) was measured. As shown in FIG. 7, the Vickers hardness of the intermetallic compound (crystallized product, representative composition: Al 2 Ca phase) indicated by the arrow was measured in each of Comparative Examples and Examples. The measured Vickers hardness was 247 and 564, respectively. It can be confirmed that the examples clearly show smaller indentations as compared with the comparative examples, and show high hardness.

なお、実施の形態1〜4で説明されたマグネシウム合金の塑性加工部材は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。 The plastic working members of the magnesium alloy described in the first to fourth embodiments are an example for explaining the gist of the present invention, and include deformation and modification within a range not deviating from the gist of the present invention.

10 押し出し加工用金型
11 内部空間
21 マグネシウム合金
10 Extrusion die 11 Internal space 21 Magnesium alloy

Claims (10)

全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、
残部のマグネシウムおよび不可避不純物とからなり、
Al Ca相により構成される金属間化合物のビッカース硬度の平均値が、350〜600である、マグネシウム合金の押し出し加工部材。
With respect to the whole, 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al and
With respect to the whole, 0.0 mass% to 3.0 mass% Zn and
With respect to the whole, 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca,
Mn of 0.0% by mass to 0.6% by mass with respect to the whole,
Consists of the rest of magnesium and unavoidable impurities
An extruded member of a magnesium alloy having an average Vickers hardness of an intermetallic compound composed of an Al 2 Ca phase of 350 to 600.
Mg 17 Al 12 相により構成される金属間化合物がマグネシウム母相内に析出している、請求項1記載のマグネシウム合金の押し出し加工部材。 The extruded member of a magnesium alloy according to claim 1, wherein an intermetallic compound composed of Mg 17 Al 12 phases is precipitated in the magnesium matrix. 走査型電子顕微鏡によって撮影された前記マグネシウム合金の押し出し加工部材の断面組織写真において、粒径が1μm以下である前記金属間化合物の面積率が、2%以上である、請求項1または2記載のマグネシウム合金の押し出し加工部材。 The first or second claim, wherein the area ratio of the intermetallic compound having a particle size of 1 μm or less is 2% or more in a cross-sectional structure photograph of the extruded member of the magnesium alloy taken by a scanning electron microscope. Extruded member of magnesium alloy. 前記マグネシウム合金の押し出し加工部材のマグネシウム母相再結晶粒の平均粒径が5μm未満である、請求項1から3のいずれか記載のマグネシウム合金の押し出し加工部材。 The average particle size of the magnesium matrix recrystallized grains of extrusion member magnesium alloy is less than 5 [mu] m, extrusion member magnesium alloy according to any of claims 1 to 3. 室温引張り試験において340MPa以上の引張強度および8%以上の破断伸びを有する、請求項1から4のいずれか記載のマグネシウム合金の押し出し加工部材。 The magnesium alloy extruded member according to any one of claims 1 to 4, which has a tensile strength of 340 MPa or more and a breaking elongation of 8% or more in a room temperature tensile test. 請求項1からのいずれか記載のマグネシウム合金の押し出し加工部材を用いて、所定用途に使用される構造部材。 A structural member used for a predetermined purpose by using the magnesium alloy extruded member according to any one of claims 1 to 5 . 前記所定用途は、電子機器、精密機器、工作機械および輸送機器のいずれかである、請求項記載の構造部材。 The structural member according to claim 6 , wherein the predetermined use is any of electronic equipment, precision equipment, machine tools and transportation equipment. 全体に対して、8.0質量%〜11.0質量%のAlと、
全体に対して、0.0質量%〜3.0質量%のZnと、
全体に対して、0.5質量%〜2.5質量%のCaと、
全体に対して、0.0質量%〜0.6質量%のMnと、
残部のマグネシウムおよび不可避不純物とが溶融される溶融工程と、
前記溶融されて得られる溶融合金を冷却固化してマグネシウム合金を得る冷却工程と、
前記マグネシウム合金に所定の押し出し加工を行う押し出し加工工程と、を備え、
Al Ca相により構成される金属間化合物のビッカース硬度が、350〜600であり、
前記押し出し加工前の前記マグネシウム合金が、450℃〜525℃の加熱による溶体化工程を更に備える、マグネシウム合金の押し出し加工部材の製造方法。
With respect to the whole, 8.0% by mass to 11.0% by mass of Al and
With respect to the whole, 0.0 mass% to 3.0 mass% Zn and
With respect to the whole, 0.5% by mass to 2.5% by mass of Ca,
Mn of 0.0% by mass to 0.6% by mass with respect to the whole,
A melting process in which the remaining magnesium and unavoidable impurities are melted,
A cooling step of cooling and solidifying the molten alloy obtained by melting to obtain a magnesium alloy,
And a extrusion step of performing a predetermined extrusion into the magnesium alloy,
The Vickers hardness of the intermetallic compound composed of the Al 2 Ca phase is 350 to 600.
A method for manufacturing a magnesium alloy extrusion member, wherein the magnesium alloy before extrusion further includes a solution step by heating at 450 ° C. to 525 ° C.
走査型電子顕微鏡によって撮影された前記マグネシウム合金の押し出し加工部材の断面組織写真において、粒径が1μm以下であるMg 17 Al 12 相により構成される前記金属間化合物の面積率が2%以上である、請求項記載のマグネシウム合金の押し出し加工部材の製造方法。 In the cross-sectional structure photograph of the extruded member of the magnesium alloy taken by a scanning electron microscope, the area ratio of the intermetallic compound composed of the Mg 17 Al 12 phase having a particle size of 1 μm or less is 2% or more. The method for manufacturing a magnesium alloy extruded member according to claim 8 . 前記押し出し加工前において、前記マグネシウム合金および押し出し加工用金型が、250℃〜300℃に加熱される事前加熱工程を、更に備える、請求項9記載のマグネシウム合金の押し出し加工部材の製造方法。 Before the extrusion, the magnesium alloy and extrusion mold is a pre-heating step is heated to 250 ° C. to 300 ° C., further comprising, a manufacturing method of the extrusion member 9. Symbol mounting of magnesium alloy.
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