JP7370166B2 - マグネシウム合金のワイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マグネシウム合金のワイヤ及びその製造方法に関する。

マグネシウム合金は、携帯電話やノート型パソコンの筐体あるいは自動車用部品、各種電気製品のボディーなどにも広く普及し始めている。
また、マグネシウム合金ワイヤについても利用可能性があるものと考えられる。

特許文献１には、線径が０．０５０ｍｍで、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径が１．１μｍのマグネシウム合金ワイヤが開示されている。しかし、このマグネシウム合金ワイヤよりも平均結晶粒径を小さくできれば、より高強度のマグネシウム合金ワイヤを実現できると考えられる。

特開２０１５－１４０４６号（段落０１１５）

本発明の一態様は、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径を１μｍ以下とすることで高強度を有するマグネシウム合金のワイヤまたはその製造方法を提供することを課題とする。

以下に本発明の種々の態様について説明する。
［１］８０原子％以上のＭｇを含有し、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤにおいて、
前記ワイヤの線径をＤとし、前記ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察した前記α－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式４１）及び（式４２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
（式４１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
（式４２）ｄ≦１μｍ（好ましくは、ｄ≦０．５μｍ、より好ましくはｄ≦０．４μｍ、さらに好ましくはｄ≦０．３μｍ、よりさらに好ましくはｄ≦０．２μｍ）

［２］上記［１］において、
前記Ｄ及び前記ｄは下記の（式４３）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
（式４３）ｄ／Ｄ≦２．６５／５００（好ましくは１／５００、より好ましくは、ｄ／Ｄ≦１／６５０、さらに好ましくはｄ／Ｄ≦１／７５０）

［３］上記［１］または［２］において、
前記マグネシウム合金は、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｇｄ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－（Ｙ－Ｇｄ）合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｘ－Ｚ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｇｄ－Ｘ－Ｚ合金、及びＭｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｇｄ－Ｘ－Ｚ合金のいずれかであり、
前記Ｘは、Ａｌ、Ｃａ及びＬｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
前記Ｚは、希土類元素、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｂ、Ｃ及びＢｅからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
前記Ｚｎの含有量をａ原子％、前記Ｙの含有量をｂ原子％、前記Ｇｄの含有量をｂ原子％、前記Ｙ及びＧｄの合計含有量をｂ原子％、前記Ｘの含有量をｃ原子％、前記Ｚの含有量をｄ原子％とすると、下記（式１）～（式６）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
（式１）０．１≦ａ≦３．０
（式２）０．１≦ｂ≦３．０
（式３）ｃ≦３．０
（式４）ｄ≦１．０
（式５）ｂ≦ａ＋２
（式６）ｂ≧ａ－１

［４］上記［１］または［２］において、
前記マグネシウム合金は、Ｃａをｘ原子％含有し、Ａｌをｙ原子％含有し、残部がＭｇからなる組成を有し、
ａとｂが下記（式３１）～（式３３）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
（式３１）３≦ｘ≦７
（式３２）４．５≦ｙ≦１２
（式３３）１．２≦ｙ／ｘ≦３．０

［５］上記［４］において、
前記マグネシウム合金にＺｎをｘ１原子％含有し、ｘ１が下記（式３４）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
（式３４）０＜ｘ１≦３

［６］上記［４］または［５］において、
前記マグネシウム合金にＭｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、及び希土類元素の群から選択された少なくとも一つの元素をｘ２原子％含有し、ｘ２が下記（式３５）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
（式３５）０＜ｘ２≦０．３

［７］上記［１］または［２］において、
前記マグネシウム合金は、下記（Ａ）～（Ｆ）のいずれかの合金であることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
（Ａ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ合金であり、Ａｌの含有量をｅ原子％、Ｍｎの含有量をｆ原子％とすると、下記（式７）及び（式８）を満たす。
（式７）２．７≦ｅ≦９．２
（式８）０．０２≦ｆ≦０．０７
（Ｂ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ－Ｃａ合金であり、Ａｌの含有量をｇ原子％、Ｍｎの含有量をｈ原子％、Ｃａの含有量をｉ原子％とすると、下記（式９）～（式１１）を満たす。
（式９）２．７≦ｇ≦９．２
（式１０）０．０２≦ｈ≦０．０７
（式１１）０．４≦ｉ≦１．６
（Ｃ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ合金であり、Ａｌの含有量をｊ原子％、Ｚｎの含有量をｋ原子％とすると、下記（式１２）及び（式１３）を満たす。
（式１２）２．７≦ｊ≦８．４
（式１３）０．３≦ｋ≦１．２
（Ｄ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｃａ合金であり、Ａｌの含有量をｌ原子％、Ｚｎの含有量をｍ原子％、Ｃａの含有量をｎ原子％とすると、下記（式１４）～（式１６）を満たす。
（式１４）２．７≦ｌ≦８．５
（式１５）０．３≦ｍ≦１．２
（式１６）０．４≦ｎ≦１．６
（Ｅ）Ｍｇ－Ｎｄ－Ｙ合金であり、Ｎｄの含有量をｏ原子％、Ｙの含有量をｐ原子％とすると、下記（式１７）及び（式１８）を満たす。
（式１７）０．３≦ｏ≦０．７
（式１８）０．７≦ｐ≦１．４
（Ｆ）Ｍｇ－Ａｌ－ＲＥ合金であり、Ａｌの含有量をｑ原子％、ＲＥの含有量をｒ原子％とすると、下記（式１９）及び（式２０）を満たす。
（式１９）２．２≦ｑ≦４．２
（式２０）０．２≦ｒ≦０．９

［８］上記［１］乃至［３］のいずれか一項において、
前記マグネシウム合金のワイヤは長周期積層構造相を有し、
前記長周期積層構造相は前記α－Ｍｇ相内に析出されていることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。

［９］上記［１］乃至［９］のいずれか一項において、
前記ワイヤの０．２％耐力は、前記マグネシウム合金と同一組成の鋳造材を押出加工した直後の０．２％耐力の１．３倍以上であることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。

［１０］８０原子％以上のＭｇを含有するマグネシウム合金の溶湯を急冷凝固させて複数の急冷凝固物を作製する工程（ａ）と、
前記複数の急冷凝固物を熱間押出加工することで固化成形物を作製する工程（ｂ）と、
前記固化成形物を押出加工することでマグネシウム合金母材ワイヤを作製する工程（ｃ）と、
前記マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施すことにより、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤを製造する工程（ｄ）と、
を具備し、
前記マグネシウム合金の溶湯を急冷凝固させる際の冷却速度が１０００Ｋ／秒（好ましくは１００００Ｋ／秒）より速く、
前記複数回の引き抜き加工をそれぞれ施す際の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度が１５０℃以上３５０℃以下（好ましくは２００℃超３００℃以下）で、引き抜き速度が０．１ｍ／分以上１００ｍ／分以下であり、
前記ワイヤの線径をＤとし、前記α－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式１）及び（式２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。
（式１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
（式２）ｄ≦１μｍ（好ましくは、ｄ≦０．５μｍ、より好ましくはｄ≦０．４μｍ、さらに好ましくはｄ≦０．３μｍ、よりさらに好ましくはｄ≦０．２μｍ）

［１１］上記［１０］において、
前記Ｄ及び前記ｄは下記の（式３）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。
（式３）ｄ／Ｄ≦２．６５／５００（好ましくは１／５００、より好ましくは、ｄ／Ｄ≦１／６５０、さらに好ましくはｄ／Ｄ≦１／７５０）

［１２］上記［１０］または［１１］において、
前記複数回の引き抜き加工の少なくとも一回の加工後のマグネシウム合金母材ワイヤに、熱処理を施す工程を含み、
前記熱処理の温度は、前記熱処理の直前の引き抜き加工の直後の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度より５０℃高い温度以上４００℃以下であり、
前記熱処理の時間は１０秒以上１２時間以下であることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。

［１３］上記［１０］乃至［１２］のいずれか一項において、
前記工程（ｄ）で得られたマグネシウム合金のワイヤの０．２％耐力は、前記マグネシウム合金と同一組成の鋳造材を押出加工した直後の０．２％耐力の１．３倍以上であることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。

［１４］上記［１０］乃至［１３］のいずれか一項において、
前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に用いているダイスの温度を２００℃以上３００℃以下にすることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。

本発明の一態様によれば、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径を１μｍ以下とすることで高強度を有するマグネシウム合金のワイヤまたはその製造方法を提供することができる。

本発明の一態様に係るマグネシウム合金のワイヤの製造方法を説明するための断面図である。 実施例１によるサンプル１、サンプル２、サンプル３及びサンプル４それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。 図２に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。 サンプル１～４それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。 サンプル１～４それぞれのワイヤの長手方向に切断した断面（縦断面）で観察した組織写真である。 サンプル１～４それぞれの縦断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径（組織長）を示す図である。 α－Ｍｇ相の結晶粒のアスペクト比を示す図である。 サンプル２～４それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。 実施例２によるサンプル５、サンプル６、サンプル７及びサンプル８それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。 実施例２によるサンプル９、サンプル１０、サンプル１１及びサンプル１２それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。 実施例２によるサンプル１３、サンプル１４、サンプル１５及びサンプル１６それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。 実施例２によるサンプル１７、サンプル１８、サンプル１９及びサンプル２０それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。 実施例２によるサンプル２１、サンプル２２、サンプル２３及びサンプル２４それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。 図９に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。 図１０に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。 図１１に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。 図１２に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。 図１３に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。 サンプル５～８それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。 サンプル９～１２それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。 サンプル１３～１６それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。 サンプル１７～２０それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。 サンプル２１～２４それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。 サンプル１３～１６それぞれのワイヤの長手方向に切断した断面（縦断面）で観察した組織写真である。 サンプル２１～２４それぞれのワイヤの長手方向に切断した断面（縦断面）で観察した組織写真である。 サンプル１３～１６，２１～２４それぞれの縦断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径（組織長）を示す図である。 サンプル１３～１６，２１～２４それぞれのα－Ｍｇ相の結晶粒のアスペクト比を示す図である。 サンプル５～８それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。 サンプル９～１２それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。 サンプル１３～１６それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。 サンプル１７～２０それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。 サンプル２１～２４それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

＜マグネシウム合金のワイヤ＞
本発明の一態様は、線径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲のマグネシウム合金のワイヤである。詳細には、このマグネシウム合金のワイヤは、８０原子％以上のＭｇを含有し、α－Ｍｇ相を有し、ワイヤの線径をＤとし、ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察したα－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式４１）及び（式４２）を満たすものである。このようにα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を１μｍ以下と小さくすることで、ワイヤの高強度または高耐食性を実現することができる。
（式４１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
（式４２）ｄ≦１μｍ（好ましくはｄ≦０．５μｍ、より好ましくはｄ≦０．４μｍ、さらに好ましくはｄ≦０．３μｍ、よりさらに好ましくはｄ≦０．２μｍ）

また、ワイヤの線径Ｄ及びα－Ｍｇ相の平均結晶粒径ｄは下記の（式４３）を満たすとよい。このようにα－Ｍｇ相の平均結晶粒径をワイヤの線径に対して十分に小さくすることで、ワイヤの高強度化を実現することが可能となる。
（式４３）ｄ／Ｄ≦２．６５／５００（好ましくは１／５００、より好ましくは、ｄ／Ｄ≦１／６５０、さらに好ましくはｄ／Ｄ≦１／７５０）

また、ワイヤの長手方向に切断した断面で観察したα－Ｍｇ相の平均結晶粒径をＬとした場合に、アスペクト比である下記（式４４）を満たすとよい。
（式４４）５≦Ｌ／ｄ（好ましくは７≦Ｌ／ｄ）
アスペクト比については、細線加工を進めると平均結晶粒径ｄが小さくなり、組織長（平均結晶粒径）Ｌが長くなる傾向にあるため、アスペクト比が大きくなる。その結果、ワイヤの強度を高くできる。従って、ワイヤの特性を向上させることが可能となる。
なお、本実施形態では、アスペクト比を式４４のようにしているが、ワイヤの線径Ｄが式４１の範囲では、Ｌ／ｄが９５以下となることも多く、さらにＬ／ｄが７５以下となることも多く、またさらにＬ／ｄが５４以下となることも多い。

また、本明細書においてワイヤの線径とは、例えば図１に示すワイヤ１２の線径Ｄを意味し、ワイヤの断面形状が円形でない場合はワイヤの断面の最大の外径を意味する。

また、本明細書において、ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察したα－Ｍｇ相の平均結晶粒径ｄとは、ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面のＥＢＳＤ観察像の測定結果より得られた粒度分布の平均値を意味する。

また、本明細書において、ワイヤの長手方向に切断した断面で観察したα－Ｍｇ相の平均結晶粒径Ｌの求め方は次のとおりである。ＣＰ処理を施した断面のＳＥＭ観察により明瞭に組織が観察出来る視野を選択し、視野内の組織長を測定時のレンジを元に測長していく。その際、見え方が曖昧なものは測長から除外する。この測長の合計と測定数の算術平均により求めた値を平均結晶粒径Ｌとする。

上記のマグネシウム合金は、以下の［１］～［５］のいずれかの合金を用いることができる。

［１］マグネシウム合金は、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｇｄ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－（Ｙ－Ｇｄ）合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｘ－Ｚ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｇｄ－Ｘ－Ｚ合金、及びＭｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｇｄ－Ｘ－Ｚ合金のいずれかであり、
前記Ｘは、Ａｌ、Ｃａ及びＬｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
前記Ｚは、希土類元素、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｂ、Ｃ及びＢｅからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
前記Ｚｎの含有量をａ原子％、前記Ｙの含有量をｂ原子％、前記Ｇｄの含有量をｂ原子％、前記Ｙ及びＧｄの合計含有量をｂ原子％、前記Ｘの含有量をｃ原子％、前記Ｚの含有量をｄ原子％とすると、下記（式１）～（式６）を満たすとよい。
（式１）０．１≦ａ≦３．０
（式２）０．１≦ｂ≦３．０
（式３）ｃ≦３．０
（式４）ｄ≦１．０
（式５）ｂ≦ａ＋２
（式６）ｂ≧ａ－１
なお、希土類元素はすべての希土類元素を含む意味である。

［２］マグネシウム合金は、Ｃａをｘ原子％含有し、Ａｌをｙ原子％含有し、残部がＭｇからなる組成を有し、
ａとｂが下記（式３１）～（式３３）を満たすとよい。
（式３１）３≦ｘ≦７
（式３２）４．５≦ｙ≦１２
（式３３）１．２≦ｙ／ｘ≦３．０

［３］上記［２］において、
前記マグネシウム合金にＺｎをｘ１原子％含有し、ｘ１が下記（式３４）を満たすとよい。
（式３４）０＜ｘ１≦３

［４］上記［２］または［３］において、
前記マグネシウム合金にＭｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、及び希土類元素の群から選択された少なくとも一つの元素をｘ２原子％含有し、ｘ２が下記（式３５）を満たすとよい。
（式３５）０＜ｘ２≦０．３

［５］マグネシウム合金は、下記（Ａ）～（Ｆ）のいずれかの合金であるとよい。
（Ａ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ合金であり、Ａｌの含有量をｅ原子％、Ｍｎの含有量をｆ原子％とすると、下記（式７）及び（式８）を満たす。
（式７）２．７≦ｅ≦９．２
（式８）０．０２≦ｆ≦０．０７
（Ｂ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ－Ｃａ合金であり、Ａｌの含有量をｇ原子％、Ｍｎの含有量をｈ原子％、Ｃａの含有量をｉ原子％とすると、下記（式９）～（式１１）を満たす。
（式９）２．７≦ｇ≦９．２
（式１０）０．０２≦ｈ≦０．０７
（式１１）０．４≦ｉ≦１．６
（Ｃ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ合金であり、Ａｌの含有量をｊ原子％、Ｚｎの含有量をｋ原子％とすると、下記（式１２）及び（式１３）を満たす。
（式１２）２．７≦ｊ≦８．４
（式１３）０．３≦ｋ≦１．２
（Ｄ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｃａ合金であり、Ａｌの含有量をｌ原子％、Ｚｎの含有量をｍ原子％、Ｃａの含有量をｎ原子％とすると、下記（式１４）～（式１６）を満たす。
（式１４）２．７≦ｌ≦８．５
（式１５）０．３≦ｍ≦１．２
（式１６）０．４≦ｎ≦１．６
（Ｅ）Ｍｇ－Ｎｄ－Ｙ合金であり、Ｎｄの含有量をｏ原子％、Ｙの含有量をｐ原子％とすると、下記（式１７）及び（式１８）を満たす。
（式１７）０．３≦ｏ≦０．７
（式１８）０．７≦ｐ≦１．４
（Ｆ）Ｍｇ－Ａｌ－ＲＥ合金であり、Ａｌの含有量をｑ原子％、ＲＥの含有量をｒ原子％とすると、下記（式１９）及び（式２０）を満たす。
（式１９）２．２≦ｑ≦４．２
（式２０）０．２≦ｒ≦０．９

なお、上記のマグネシウム合金は、その合金特性に影響を与えない程度の不純物を含有しても良い。

上記の［１］のマグネシウム合金は、α－Ｍｇ相及び長周期積層構造相の結晶組織を有し、前記長周期積層構造相は前記α－Ｍｇ相内に析出されていることが好ましい。このようにα－Ｍｇ相内に長周期積層構造相が析出されるのは、マグネシウム合金の溶湯を急冷凝固させて複数の急冷凝固物を作製し、その複数の急冷凝固物を熱間押出加工することで固化成形物を作製するような急冷凝固粉末冶金（ＲＳ－Ｐ／Ｍ）法によって製造されたマグネシウム合金の特徴である。また、上記の［１］のマグネシウム合金のワイヤは、長周期積層構造相を有することで高強度、高延性及び高靭性の機械的特性を備えることができる。

＜マグネシウム合金のワイヤの製造方法＞
本発明の一態様に係るマグネシウム合金のワイヤの製造方法について図１を参照しつつ説明する。

まず、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径の小さいマグネシウム合金母材ワイヤを作製する。
詳細には、８０原子％以上のＭｇを含有するマグネシウム合金の溶湯を急冷凝固させて複数の急冷凝固物を作製する。この際の冷却速度は、１０００Ｋ／秒（好ましくは１００００Ｋ／秒）より速いとよい。複数の急冷凝固物は、例えばＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された粉末（またはＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された薄片、薄帯または細線、溶湯抽出法で作製された細線）である。

次いで、複数の急冷凝固物を熱間押出加工することで固化成形物を作製する。詳細には、粉末を銅製の缶に充填し、それを真空封入することでビレットを作製し、それを押出成形することで固化成形物を作製できる。その他の固化成形の方法としては、粉末を溝ロールによって圧延する方法がある。
次いで、前記固化成形物を押出加工することで、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径の小さいマグネシウム合金母材ワイヤを作製する。

なお、本実施形態では、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径の小さいマグネシウム合金母材ワイヤを急冷凝固粉末冶金（ＲＳ－Ｐ／Ｍ）法で作製しているが、例えばＥＣＡＥ(equal-channel-angular-extrusion)加工法のように素材に巨大歪を加えられる方法でα－Ｍｇ相の平均結晶粒径の小さいマグネシウム合金母材ワイヤを作製してもよい。

ＥＣＡＥ加工法は、試料に均一なひずみを導入するためにパス毎に試料長手方向を９０°ずつ回転させる方法である。具体的には、断面形状がＬ字状の成形孔を形成した成形用ダイの前記成形孔に、成形用材料であるマグネシウム合金鋳造物を強制的に進入させて、特にＬ状成形孔の９０°に曲げられた部分で前記マグネシウム合金鋳造物に応力を加えて成形体を得る方法である。ＥＣＡＥのパス回数は複数回が好ましい。ＥＣＡＥの加工時の温度は例えば２５０℃以上５００℃以下が好ましい。

上記のマグネシウム合金母材ワイヤを作製した後、マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施すことにより、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤを製造する。なお、本明細書において「マグネシウム合金母材ワイヤ」及び「マグネシウム合金のワイヤ」は次のように定義する。マグネシウム合金のワイヤは、複数回の引き抜き加工が終了した後のワイヤを意味する。マグネシウム合金母材ワイヤは、複数回の引き抜き加工前のワイヤ及び複数回の引き抜き加工の途中のワイヤを意味する。つまり、マグネシウム合金母材ワイヤは、複数回の引き抜き加工が終了する前の全てのワイヤを意味する。例えば、図１に示す加工工程が、複数回の引き抜き加工が終了する最後の引き抜き加工である場合は、この最後の引き抜き加工前がマグネシウム合金母材ワイヤ１１となり、引き抜き加工後がマグネシウム合金のワイヤ１２となる。また、図１に示す加工工程が、複数回の引き抜き加工の途中の引き抜き加工である場合は、この途中の引き抜き加工前がマグネシウム合金母材ワイヤ１１となり、引き抜き加工後もマグネシウム合金母材ワイヤ１２となる。

上記のマグネシウム合金母材ワイヤは、温度が３００℃の熱処理で粒成長がしない（又はしにくい）マグネシウム合金によって形成されているとよく、具体的には上記の［１］～［５］のいずれかの合金によって形成されているとよい。

図１に示すように、線径が例えば１ｍｍ超３ｍｍ以下のマグネシウム合金母材ワイヤ１１を、ダイス１３を用いて矢印の方向に０．１ｍ／分以上１００ｍ／分以下の引き抜き速度（例えば７ｍ／分の引き抜き速度）で引き抜き加工を施すことによりマグネシウム合金のワイヤ（複数回の引き抜き加工の途中の場合はマグネシウム合金母材ワイヤ）１２を形成する。その引き抜き加工を施す際のマグネシウム合金母材ワイヤ１１の温度（即ちダイス１３を通過するときのマグネシウム合金母材ワイヤ１１の温度）は１５０℃以上３５０℃以下（好ましくは２００℃超３００℃以下）の範囲とするとよい。このような温度範囲とする理由は、引き抜き加工の際にマグネシウム合金母材ワイヤが断線しにくく、また引き抜き加工後に歪を除去するための熱処理の温度または時間を小さくするためである。熱処理の温度または時間を小さくする理由は、それが小さいとα－Ｍｇ相の粒成長を抑制することができるからである。

なお、本明細書においてマグネシウム合金母材ワイヤの線径とは、例えば図１に示すマグネシウム合金母材ワイヤ１１の線径ｄ３を意味し、マグネシウム合金母材ワイヤの断面形状が円形でない場合はマグネシウム合金母材ワイヤの断面の最大の外径を意味する。

室温のマグネシウム合金母材ワイヤ１１に１回目の引き抜き加工を施すと、ダイス１３を通過する際にダイス１３とマグネシウム合金母材ワイヤ１１との摩擦による熱が引き抜き後のマグネシウム合金母材ワイヤ１２に加えられることを考慮し、ダイス１３の温度を制御する。例えば、ダイス１３の温度を２００℃以上３００℃以下に制御する。これにより、引き抜き加工を施す際のマグネシウム合金母材ワイヤの温度を上記の範囲にすることができる。

２回目の引き抜き加工を施す際に、マグネシウム合金母材ワイヤ１１の温度を室温に戻し、室温のマグネシウム合金母材ワイヤ１１に温度が制御されたダイス１３を通過させて引き抜き加工を施す。マグネシウム合金のワイヤ１２の線径Ｄが下記（式４１）を満たすまで、このような引き抜き加工を複数回繰り返す。下記（式４１）を満たすマグネシウム合金のワイヤ１２はα－Ｍｇ相を有し、そのα－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記（式４２）を満たすとよい。

（式４１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
（式４２）ｄ≦１μｍ（好ましくは、ｄ≦０．５μｍ、より好ましくはｄ≦０．４μｍ、さらに好ましくはｄ≦０．３μｍ、よりさらに好ましくはｄ≦０．２μｍ）

上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に、ダイス１３に潤滑油としてノンシリコン系の油を供給するとよく、例えば食用油を供給するとよい。これにより、ダイス１３とマグネシウム合金母材ワイヤ１１との摩擦熱を低減することができ、引き抜き加工時にワイヤが切れるのを抑制することができる。

上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の断面減少率ＲＡは、下記（式４５）を満たすとよく、好ましくは下記（式４５'）を満たすとよい。
（式４５）３％≦ＲＡ≦１５％
（式４５'）５％≦ＲＡ≦１２％
なお、断面減少率とは、引き抜き加工前の線径をｄ３とし、引き抜き加工後の線径をＤとすると、(１－（Ｄ／ｄ３）^２)×１００の値をいう。

また、マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施していくうちにマグネシウム合金母材ワイヤ１１の線径が徐々に小さくなっていく。複数回の引き抜き加工の少なくとも一回の加工後のマグネシウム合金母材ワイヤに熱処理を施す。この熱処理の温度は、前記熱処理の直前の引き抜き加工の直後のマグネシウム合金母材ワイヤの温度より５０℃高い温度以上４００℃以下であるとよく、熱処理の時間は１０秒以上１２時間以下であるとよい。

熱処理を施すタイミングとしては、複数回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤのα－Ｍｇ相の平均結晶粒径が、複数回の引き抜き加工前のマグネシウム合金母材ワイヤのα－Ｍｇ相の平均結晶粒径よりかなり小さくなった時である。また、熱処理を施す回数は、複数回でもよく、適宜調整するとよい。

例えば、引き抜き加工を施した後ごとに熱処理を施してもよいし、引き抜き加工を施した後ごとではなく、引き抜き加工を施した後に熱処理を行うときと行わないときがあってもよい。また、例えば、熱処理温度を３５０℃とし、熱処理時間を３０分とすると、大気雰囲気で熱処理を施しても、マグネシウム合金のワイヤ１２の表面に酸化膜が形成されるのを低減することができる。つまり、熱処理を施しても酸化被膜の形成は低減する。

このようにして０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の線径Ｄで、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径ｄが１μｍ以下（好ましくは０．５μｍ以下）のマグネシウム合金のワイヤ１２を製造することができる。この場合、線径Ｄ及び平均結晶粒径ｄは下記（式４３）を満たすとよい。
（式４３）ｄ／Ｄ≦２．６５／５００（好ましくは１／５００、より好ましくは、ｄ／Ｄ≦１／６５０、さらに好ましくはｄ／Ｄ≦１／７５０）

また、上記のようにして得られたマグネシウム合金のワイヤの０．２％耐力は、そのマグネシウム合金と同一組成の鋳造材を押出加工した直後の０．２％耐力の１．３倍以上となる。

上記実施形態によれば、急冷凝固粉末冶金法によって結晶粒径の小さいマグネシウム合金母材ワイヤを作製し、その後、なるべく再結晶や粒成長を抑制するようなマグネシウム合金母材ワイヤの引き抜き加工及び熱処理工程を繰り返すことで、所定の線径においてα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を１μｍ以下とすることができる。これにより、高強度または高耐食性を有するマグネシウム合金のワイヤを実現することができる。

図２は、実施例１によるサンプル１、サンプル２、サンプル３及びサンプル４それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤ（Electron Back Scatter Diffraction）により測定した際の粒径分布を示す組織写真である。

サンプル１は、ＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された粉末、薄片、薄帯または細線を固化成形し、その固化成形物を押出加工した後のマグネシウム合金母材ワイヤであり、その合金組成はＭｇ_９７－Ｚｎ_１－Ｙ_２である。サンプル２は、サンプル１のマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径１．０ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル３は、サンプル２にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．５ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル４は、サンプル３にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．１ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。

サンプル１の作製方法は次のとおりである。
Ｍｇ_９７－Ｚｎ_１－Ｙ_２合金をアルゴンガス雰囲気でガス加熱により溶解し、約２×１０^５Ｋ／ｓｅｃの冷却速度で冷却することで、合金粉末を作製する。次いで、その合金粉末を６０～１７０ＭＰａの圧力で予備成形し、２５０℃の温度で２時間の真空脱ガスを行うことで、ビレットを作製する。次いで、ダイスとコンテナを固定し、ビレットをダイスに押しつけて押出加工を行う。この際、押出加工条件は、以下のとおりである。
押出速度 ： ２．５ｍｍ／分
コンテナ、ダイス及びビレットの温度 ： ３５０℃
押出比 ： １５
サンプル１のマグネシウム合金母材ワイヤの線径 ： ３～１５ｍｍ
なお、本実施例では、約２×１０^５Ｋ／ｓｅｃの冷却速度を用いているが、１×１０^５Ｋ／ｓｅｃ以上２×１０^５Ｋ／ｓｅｃ以下の範囲の冷却速度を用いることも可能である。

サンプル２の作製方法は次のとおりである。
マグネシウム合金母材ワイヤの引き抜き加工時の温度 ： マグネシウム合金母材ワイヤの線径が１．０８ｍｍまで３００℃、それ以下の線径からは２２５℃
引き抜き速度 ： ０．１～１．０ｍ／分
熱処理の温度 ： ３５０℃
熱処理時間 ： １０分
熱処理の頻度 ： マグネシウム合金母材ワイヤの線径が１．６５ｍｍまでは引き抜き加工毎、それ以下の線径では２回の引き抜き加工につき１回実施
ダイスの材質 ： マグネシウム合金母材ワイヤの線径が２．１３ｍｍまで超硬ダイス、それ以下の線径からはダイヤモンドダイスを使用
ダイス温度 ： マグネシウム合金母材ワイヤの線径が１ｍｍ程度．０８ｍｍまで３００℃、それ以下の線径からは２２５℃
ダイスの潤滑剤 ： 食用油
引き抜き方向 ： ２つの方向
サンプル２のワイヤの線径 ： １．０ｍｍ
なお、引き抜き方向とは、図１に示す矢印の方向を意味する。引き抜き方向が２つの方向を有するとは、１つの方向が図１に示す矢印の方向である場合、もう１つの方向はマグネシウム合金母材ワイヤ１１の向きを１８０°回転させて逆向きに配置した引き抜き方向を意味する。

サンプル３の作製方法は次のとおりである。
マグネシウム合金母材ワイヤの引き抜き加工時の温度 ： ２２５℃
引き抜き速度 ： １．０ｍ／分
熱処理の温度 ： ３５０℃
熱処理時間 ： １０分
熱処理の頻度 ： ２～４回の加工ステップで１回実施
ダイスの材質 ：ダイヤモンドダイス
ダイスの温度 ：２２５℃
ダイスの潤滑剤 ： 食用油
引き抜き方向 ： ２つの方向
サンプル３のワイヤの線径 ： ０．５ｍｍ

サンプル４の作製方法は次のとおりである。
マグネシウム合金母材ワイヤの引き抜き加工時の温度 ：２２５℃
引き抜き速度 ： １．０～５．０ｍ／分
熱処理の温度 ： ３５０℃
熱処理時間 ： １０分
熱処理の頻度 ： ３～１０回の加工ステップで１回実施
ダイスの材質 ： ダイヤモンドダイスを使用
ダイスの温度 ： ２２５℃
ダイスの潤滑剤 ： 食用油
引き抜き方向 ： ２つの方向
サンプル４のワイヤの線径 ： ０．１ｍｍ

図３は、図２に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。図４は、サンプル１～４それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。図５は、サンプル１～４それぞれのワイヤの長手方向に切断した断面（縦断面）で観察した組織写真である。図６は、サンプル１～４それぞれの縦断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径（組織長）を示す図である。図７は、α－Ｍｇ相の結晶粒のアスペクト比を示す図である。

図４に示す横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径ｄの測定方法は次のとおりである。
ワイヤの長手方向に対して垂直方向にワイヤを切断し、その切断した断面のＥＢＳＤ観察像を測定する。その測定結果より得られたα－Ｍｇ相の粒度分布の平均値をα－Ｍｇ相の平均結晶粒径ｄとした。

図６に示す組織長（平均結晶粒径Ｌ）の測定方法は次のとおりである。
ＣＰ処理を施した断面のＳＥＭ観察により明瞭に組織が観察出来る視野を選択し、視野内の組織長を測定時のレンジを元に測長していく。その際、見え方が曖昧なものは測長から除外する。この測長の合計と測定数の算術平均により求めた値を平均結晶粒径Ｌとした。

図８は、サンプル２～４それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。図８に示すように、サンプル２のワイヤは５７１ＭＰａの０．２％耐力を有し、サンプル３のワイヤは５８３ＭＰａの０．２％耐力を有し、サンプル４のワイヤは６３８ＭＰａの０．２％耐力を有する。これらの０．２％耐力は、同一組成の鋳造材を押出加工した直後の０．２％耐力と比べると十分に１．３倍以上になる。

このようにマグネシウム合金のワイヤを高強度とすることができる理由は、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径を図４に示すように小さくしたこと、ワイヤの線径をＤとし、ワイヤの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合にｄ／Ｄを１／５００以下としたことが考えられる。

図９は、実施例２によるサンプル５、サンプル６、サンプル７及びサンプル８それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。

サンプル５は、ＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された粉末、薄片、薄帯または細線を固化成形し、その固化成形物を押出加工した後のマグネシウム合金母材ワイヤであり、その合金組成はＡＭＸ６０２である。ＡＭＸ６０２は、例えば９１．７Ｍｇ－６．０Ａｌ－０．３Ｍｎ－２．０Ｃａ（ｗｔ％）または９３．１４Ｍｇ－５．４９Ａｌ－０．１３Ｍｎ－１．２３Ｃａ（ａｔ％）であるが、各元素には含有量に幅がある。サンプル６は、サンプル５のマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径１．０ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル７は、サンプル６にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．５ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル８は、サンプル７にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．１ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。

サンプル５の作製方法はサンプル１の作製方法と同様である。
サンプル６の作製方法はサンプル２の作製方法と同様である。
サンプル７の作製方法はサンプル３の作製方法と同様である。
サンプル８の作製方法はサンプル４の作製方法と同様である。

図１０は、実施例２によるサンプル９、サンプル１０、サンプル１１及びサンプル１２それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。

サンプル９は、ＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された粉末、薄片、薄帯または細線を固化成形し、その固化成形物を押出加工した後のマグネシウム合金母材ワイヤであり、その合金組成はＡＳＴＭ記号のＡＺ９１Ｄである。ＡＺ９１Ｄは、例えば９０Ｍｇ－９Ａｌ－０．７Ｚｎ―０．３Ｍｎ（ｗｔ％）または９１．３７Ｍｇ－８．２３Ａｌ－０．２６Ｚｎ－０．１３Ｍｎ（ａｔ％）であるが、各元素には含有量に幅がある。サンプル１０は、サンプル９のマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径１．０ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル１１は、サンプル１０にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．５ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル１２は、サンプル１１にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．１ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。

サンプル９の作製方法はサンプル１の作製方法と同様である。
サンプル１０の作製方法はサンプル２の作製方法と同様である。
サンプル１１の作製方法はサンプル３の作製方法と同様である。
サンプル１２の作製方法はサンプル４の作製方法と同様である。

図１１は、実施例２によるサンプル１３、サンプル１４、サンプル１５及びサンプル１６それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。

サンプル１３は、ＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された粉末、薄片、薄帯または細線を固化成形し、その固化成形物を押出加工した後のマグネシウム合金母材ワイヤであり、その合金組成はＭｇ_{９６．７５}－Ｚｎ_０．８５－Ｙ_２．０５－Ａｌ_０．３５である。サンプル１４は、サンプル１３のマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径１．０ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル１５は、サンプル１４にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．５ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル１６は、サンプル１５にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．１ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。

サンプル１３の作製方法はサンプル１の作製方法と同様である。
サンプル１４の作製方法はサンプル２の作製方法と同様である。
サンプル１５の作製方法はサンプル３の作製方法と同様である。
サンプル１６の作製方法はサンプル４の作製方法と同様である。

図１２は、実施例２によるサンプル１７、サンプル１８、サンプル１９及びサンプル２０それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。

サンプル１７は、ＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された粉末、薄片、薄帯または細線を固化成形し、その固化成形物を押出加工した後のマグネシウム合金母材ワイヤであり、その合金組成はＡＳＴＭ記号のＷＥ４３Ｂである。ＷＥ４３Ｂは、例えば９１．６５Ｍｇ－２．２５Ｙー１．９ＲＥ－０．２Ｚｒ（ｗｔ％）であるが、各元素には含有量に幅がある。サンプル１８は、サンプル１７のマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径１．０ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル１９は、サンプル１８にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．５ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル２０は、サンプル１９にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．１ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。

サンプル１７の作製方法はサンプル１の作製方法と同様である。
サンプル１８の作製方法はサンプル２の作製方法と同様である。
サンプル１９の作製方法はサンプル３の作製方法と同様である。
サンプル２０の作製方法はサンプル４の作製方法と同様である。

図１３は、実施例２によるサンプル２１、サンプル２２、サンプル２３及びサンプル２４それぞれのワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面（横断面）でＥＢＳＤにより測定した際の粒径分布を示す組織写真である。

サンプル２１は、ＲＳ－Ｐ／Ｍ法で作製された粉末、薄片、薄帯または細線を固化成形し、その固化成形物を押出加工した後のマグネシウム合金母材ワイヤであり、その合金組成はＭｇ_９６．６－Ｚｎ_０．８５－Ｙ_２．０５－Ａｌ_０．３５－Ｃａ_０．１５である。サンプル２２は、サンプル２１のマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径１．０ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル２３は、サンプル２２にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．５ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。サンプル２４は、サンプル２３にさらに複数回の引き抜き加工及び熱処理を施して得られた線径０．１ｍｍのマグネシウム合金のワイヤである。

サンプル２１の作製方法はサンプル１の作製方法と同様である。
サンプル２２の作製方法はサンプル２の作製方法と同様である。
サンプル２３の作製方法はサンプル３の作製方法と同様である。
サンプル２４の作製方法はサンプル４の作製方法と同様である。

図１４は、図９に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。図１５は、図１０に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。図１６は、図１１に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。図１７は、図１２に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。図１８は、図１３に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。

図１９は、サンプル５～８それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。図２０は、サンプル９～１２それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。図２１は、サンプル１３～１６それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。図２２は、サンプル１７～２０それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。図２３は、サンプル２１～２４それぞれの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す図である。

図２４は、サンプル１３～１６それぞれのワイヤの長手方向に切断した断面（縦断面）で観察した組織写真である。図２５は、サンプル２１～２４それぞれのワイヤの長手方向に切断した断面（縦断面）で観察した組織写真である。

図２６は、サンプル１３～１６，２１～２４それぞれの縦断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径（組織長）を示す図である。図２７は、サンプル１３～１６，２１～２４それぞれのα－Ｍｇ相の結晶粒のアスペクト比を示す図である。

図１９～図２３に示す横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径ｄの測定方法は実施例１と同様である。
図２６に示す組織長（平均結晶粒径Ｌ）の測定方法は実施例１と同様である。

図２８は、サンプル５～８それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。
図２９は、サンプル９～１２それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。
図３０は、サンプル１３～１６それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。
図３１は、サンプル１７～２０それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。
図３２は、サンプル２１～２４それぞれの０．２％耐力を測定した結果を示す図である。

マグネシウム合金のワイヤを高強度とすることができる理由は、α－Ｍｇ相の平均結晶粒径を図１９～図２３に示すように小さくしたこと、ワイヤの線径をＤとし、ワイヤの横断面のα－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合にｄ／Ｄを２．６５／５００以下（好ましくは１／５００以下）としたことが考えられる。

１１…マグネシウム合金母材ワイヤ
１２…マグネシウム合金のワイヤまたはマグネシウム合金母材ワイヤ
１３…ダイス
Ｄ…マグネシウム合金のワイヤの線径
ｄ３…マグネシウム合金母材ワイヤの線径

Claims (13)

1. ８０原子％以上のＭｇを含有し、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤにおいて、
   前記マグネシウム合金は、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｇｄ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－（Ｙ－Ｇｄ）合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｘ－Ｚ合金、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｇｄ－Ｘ－Ｚ合金、及びＭｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｇｄ－Ｘ－Ｚ合金のいずれかであり、
   前記Ｘは、Ａｌ、Ｃａ及びＬｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
   前記Ｚは、希土類元素、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｂ、Ｃ及びＢｅからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
   前記Ｚｎの含有量をａ原子％、前記Ｙの含有量をｂ原子％、前記Ｇｄの含有量をｂ原子％、前記Ｙ及びＧｄの合計含有量をｂ原子％、前記Ｘの含有量をｃ原子％、前記Ｚの含有量をｄ原子％とすると、下記（式１）～（式６）を満たし、
   前記ワイヤの線径をＤとし、前記ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察した前記α－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式４１）及び（式４２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
   （式１）０．１≦ａ≦３．０
   （式２）０．１≦ｂ≦３．０
   （式３）ｃ≦３．０
   （式４）ｄ≦１．０
   （式５）ｂ≦ａ＋２
   （式６）ｂ≧ａ－１
   （式４１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
   （式４２）ｄ≦１μｍ
2. ８０原子％以上のＭｇを含有し、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤにおいて、
   前記マグネシウム合金のワイヤは長周期積層構造相を有し、
   前記長周期積層構造相は前記α－Ｍｇ相内に析出されており、
   前記ワイヤの線径をＤとし、前記ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察した前記α－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式４１）及び（式４２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
   （式４１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
   （式４２）ｄ≦１μｍ
3. 請求項１において、
   前記マグネシウム合金のワイヤは長周期積層構造相を有し、
   前記長周期積層構造相は前記α－Ｍｇ相内に析出されていることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
4. ８０原子％以上のＭｇを含有し、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤにおいて、
   前記マグネシウム合金は、Ｃａをｘ原子％含有し、Ａｌをｙ原子％含有し、残部がＭｇからなる組成を有し、
   ａとｂが下記（式３１）～（式３３）を満たし、
   前記ワイヤの線径をＤとし、前記ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察した前記α－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式４１）及び（式４２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
   （式３１）３≦ｘ≦７
   （式３２）４．５≦ｙ≦１２
   （式３３）１．２≦ｙ／ｘ≦３．０
   （式４１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
   （式４２）ｄ≦１μｍ
5. 請求項４において、
   前記マグネシウム合金にＺｎをｘ１原子％含有し、ｘ１が下記（式３４）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
   （式３４）０＜ｘ１≦３
6. 請求項４または５において、
   前記マグネシウム合金にＭｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、及び希土類元素の群から選択された少なくとも一つの元素をｘ２原子％含有し、ｘ２が下記（式３５）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
   （式３５）０＜ｘ２≦０．３
7. ８０原子％以上のＭｇを含有し、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤにおいて、
   前記マグネシウム合金は、下記（Ａ）～（Ｅ）のいずれかの合金であり、
   前記ワイヤの線径をＤとし、前記ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察した前記α－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式４１）及び（式４２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
   （式４１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
   （式４２）ｄ≦１μｍ
   （Ａ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ合金であり、Ａｌの含有量をｅ原子％、Ｍｎの含有量をｆ原子％とすると、下記（式７）及び（式８）を満たす。
   （式７）２．７≦ｅ≦９．２
   （式８）０．０２≦ｆ≦０．０７
   （Ｂ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ－Ｃａ合金であり、Ａｌの含有量をｇ原子％、Ｍｎの含有量をｈ原子％、Ｃａの含有量をｉ原子％とすると、下記（式９）～（式１１）を満たす。
   （式９）２．７≦ｇ≦９．２
   （式１０）０．０２≦ｈ≦０．０７
   （式１１）０．４≦ｉ≦１．６
   （Ｃ）Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｃａ合金であり、Ａｌの含有量をｌ原子％、Ｚｎの含有量をｍ原子％、Ｃａの含有量をｎ原子％とすると、下記（式１４）～（式１６）を満たす。
   （式１４）２．７≦ｌ≦８．５
   （式１５）０．３≦ｍ≦１．２
   （式１６）０．４≦ｎ≦１．６
   （Ｄ）Ｍｇ－Ｎｄ－Ｙ合金であり、Ｎｄの含有量をｏ原子％、Ｙの含有量をｐ原子％とすると、下記（式１７）及び（式１８）を満たす。
   （式１７）０．３≦ｏ≦０．７
   （式１８）０．７≦ｐ≦１．４
   （Ｅ）Ｍｇ－Ａｌ－ＲＥ合金であり、Ａｌの含有量をｑ原子％、ＲＥの含有量をｒ原子％とすると、下記（式１９）及び（式２０）を満たす。
   （式１９）２．２≦ｑ≦４．２
   （式２０）０．２≦ｒ≦０．９
8. 請求項１乃至７のいずれか一項において、
   前記Ｄ及び前記ｄは下記の（式４３）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤ。
   （式４３）ｄ／Ｄ≦２．６５／５００
9. ８０原子％以上のＭｇを含有するマグネシウム合金の溶湯を急冷凝固させて複数の急冷凝固物を作製する工程（ａ）と、
   前記複数の急冷凝固物を熱間押出加工することで固化成形物を作製する工程（ｂ）と、
   前記固化成形物を押出加工することでマグネシウム合金母材ワイヤを作製する工程（ｃ）と、
   前記マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施すことにより、α－Ｍｇ相を有するマグネシウム合金のワイヤを製造する工程（ｄ）と、
   を具備し、
   前記マグネシウム合金の溶湯を急冷凝固させる際の冷却速度が１０００Ｋ／秒より速く、
   前記複数回の引き抜き加工をそれぞれ施す際の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度が１５０℃以上３５０℃以下で、引き抜き速度が０．１ｍ／分以上１００ｍ／分以下であり、
   前記ワイヤの線径をＤとし、前記ワイヤの長手方向に対して垂直方向に切断した断面で観察した前記α－Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄとした場合に下記の（式１）及び（式２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。
   （式１）０．１ｍｍ≦Ｄ≦１ｍｍ
   （式２）ｄ≦１μｍ
10. 請求項９において、
    前記Ｄ及び前記ｄは下記の（式３）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。
    （式３）ｄ／Ｄ≦２．６５／５００
11. 請求項９または１０において、
    前記複数回の引き抜き加工の少なくとも一回の加工後のマグネシウム合金母材ワイヤに、熱処理を施す工程を含み、
    前記熱処理の温度は、前記熱処理の直前の引き抜き加工の直後の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度より５０℃高い温度以上４００℃以下であり、
    前記熱処理の時間は１０秒以上１２時間以下であることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。
12. 請求項９乃至１１のいずれか一項において、
    前記工程（ｄ）で得られたマグネシウム合金のワイヤの０．２％耐力は、前記マグネシウム合金と同一組成の鋳造材を押出加工した直後の０．２％耐力の１．３倍以上であることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。
13. 請求項９乃至１２のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に用いているダイスの温度を２００℃以上３００℃以下にすることを特徴とするマグネシウム合金のワイヤの製造方法。

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