JPH0317890B2

JPH0317890B2 -

Info

Publication number: JPH0317890B2
Application number: JP59121901A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Hirasawa; Shujiro Oki; Ikuji Hashimoto
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1991-03-11
Also published as: JPS613863A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、成分としてカルシウムと珪素を含有
するダイカスト用マグネシウム基合金に関する。
使用に際して加熱を受けやすい部品の製造に本発
明は有利である。純マグネシウムおよびAZ61、AZ91等のアルミ
ニウム−亜鉛系マグネシウム基合金にカルシウム
を添加することによつて、それらの引張強度およ
びクリープ抵抗が増加することは公知である。し
かし、珪素を成分として0.50重量％以上含むマグ
ネシウム基合金についてカルシウムを添加し、こ
の元素がクリープ抵抗を増加させる事実を確認し
た報告は本発明が最初である。本発明のマグネシウム基合金を特徴付ける成分
範囲は次のようにして決定した。カルシウムは少量添加した場合でも、それなり
にクリープ抵抗を増加させるが、カルシウム含有
量が0.5重量％未満の場合、増加は無視できる程
少ない。カルシウム含有量は更に増加させて行く
とクリープ抵抗もそれに比例して増加するが、カ
ルシウム含有量２〜３重量％の場合に最も望まし
い性質が得られる。しかし、カルシウム含有量１
重量％位から、合金中の珪素の歩留りが低下し始
め、４重量％を超すと、合金として実用性がなく
なる程珪素歩留りが低下し、それと共に引張強度
もかなり低下する。以上の理由からカルシウムの
範囲を0.5〜４重量％とした。アルミニウムの含有量は、１重量％付近でクリ
ープ抵抗が最大となるが、アルミニウム含有量が
低くなる程引張強度が減少するので、１重量％よ
り下方は望ましくない。アルミニウム含有量が１
重量％から増加するにつれて引張強度は10重量％
過ぎ迄増加し続ける。クリープ抵抗は６重量％迄
は急激に減少するがそれ以後はなだらかな勾配と
なる。従つて、アルミニウムの範囲を１〜６重量
％とした。珪素含有量は0.5重量％未満ではMg₂Siの共
晶々出量が少なく引張強度が低い。珪素含有量が
0.5重量％以上で増加するにつれて、Mg₂Siの晶
出量は増加し、引張強度およびクリープ抵抗が増
加する。しかし、珪素含有量が1.5重量％以上に
なると液相線温度が高くなり、溶湯の扱いが難し
くなるとともにMg₂Siの一次晶が晶出し、引張強
度の低下が顕著になる。従つて、珪素含有量を
0.5〜1.5重量％とした。マンガン含有量は、ダイカストの場合、溶湯鋳
造温度によつて大体決定される。また、一定の温
度に保持する場合、アルミニウムまたは珪素含有
量が増加すると溶湯中のマンガン含有量は減少す
る傾向がある。マンガン含有量は、一般的には多
い程望ましいが、一次晶が沢山発生するのは良く
ない。これらのことを考慮すると、マンガン含有
量は0.15〜0.5重量％が適当である。亜鉛は、一般には耐食性に寄与するが、クリー
プ抵抗には有害である。しかし、0.30重量％以下
の亜鉛が含有されても本発明のマグネシウム基合
金のクリープ強度には殆ど影響がなく、亜鉛含有
量が0.1重量％以上でないと耐食性に寄与しない。不純物の銅、ニツケルはそれぞれ0.06重量％以
下、0.03重量％以下の場合は無害である。その他の不純物、例えば、Sn、Pbなどは、そ
の元素単独で0.3重量％迄含まれても有害ではな
いので、その他の不純物含有量合計の許容範囲を
0.3重量％とした。少量のベリリウムを溶湯燃焼防止のため添加し
てもよい。本発明の合金の製造においては、従来、マグネ
シウム合金を溶製、ダイカストする場合に使用し
ている一般的技術が使用できるが、カルシウムを
含有するため溶湯が比較的酸化および窒化し易い
ので、保持中の溶湯はその表面の雰囲気ガスを
Ar等の不活性ガスにすることが望ましい。次の例は、本発明の合金におけるカルシウム含
有量と引張強度およびクリープ破断強度の関係に
ついて調べた結果である。カルシウム含有によ
り、クリープ破断強度が著しく増加し、かつ、引
張強度はカルシウムを含有しない場合と余り変わ
らないことが分かる。なお、比較例１のカルシウ
ムを含有しない合金は、ASTM B93−76におい
て、AS41Aとして知られる合金であり、比較例
３のカルシウムを含有しない合金は、Light
Metal Age誌1980年８月号p22−29記載の論文
“Magnesium in the Volkswagen”の中で述べ
られているAS21合金であり（上記文献中のAS21
よりマンガン含有量が低いが、その違いはクリー
プ抵抗にはほとんど影響を及ぼさない）、いずれ
も良好なクリープ抵抗を有する合金である。カル
シウムを含有する本発明の合金はこれらの合金よ
り優れたクリープ抵抗を有する。実施例１〜３、比較例１、２通常の方法で、カルシウム0.52重量％、アルミニウム4.1重
量％、珪素1.3重量％、マンガン0.24重量％お
よび残部がマグネシウムからなる合金（実施例
１）、カルシウム2.07重量％、アルミニウム4.0重
量％、珪素0.9重量％、マンガン0.26重量％お
よび残部がマグネシウムからなる合金（実施例
２）、カルシウム2.83重量％、アルミニウム3.9重
量％、珪素0.8重量％、マンガン0.27重量％お
よび残部がマグネシウムからなる合金（実施例
３）、カルシウム０重量％、アルミニウム4.0重量
％、珪素1.3重量％、マンガン0.27重量％およ
び残部がマグネシウムからなる合金（比較例
１）、カルシウム0.38重量％、アルミニウム4.2重
量％、珪素1.2重量％、マンガン0.28重量％お
よび残部がマグネシウムからなる合金（比較例
２）、を溶製し、720℃に保持し、それぞれ溶湯鋳造機
の１種であるスクイズカステイング竪型ダイカス
トマシンにより高さ110mm、外径100mm、肉厚10mm
の鉢状鋳物をダイカストした。この鋳物から試験
片を切出し、常温での引張試験および引張応力
5.5Kg／mm²、250℃でのクリープ破断試験を行つ
た。試験結果は第１表および第２表のとおりであ
る。実施例４〜６、比較例３、４通常の方法で、カルシウム0.92重量％、アルミニウム1.8重
量％、珪素0.9重量％、マンガン0.27重量％、
亜鉛0.18重量％および残部がマグネシウムから
なる合金（実施例４）、カルシウム2.08重量％、アルミニウム2.0重
量％、珪素1.0重量％、マンガン0.29重量％、
亜鉛0.17重量％および残部がマグネシウムから
なる合金（実施例５）、カルシウム3.30重量％、アルミニウム1.9重
量％、珪素0.8重量％、マンガン0.30重量％、
亜鉛0.17重量％および残部がマグネシウムから
なる合金（実施例６）、カルシウム０重量％、アルミニウム1.8重量
％、珪素1.2重量％、マンガン0.28重量％、亜
鉛0.18重量％および残部がマグネシウムからな
る合金（比較例３）、カルシウム0.40重量％、アルミニウム1.9重
量％、珪素1.1重量％、マンガン0.27重量％、
亜鉛0.18重量％および残部がマグネシウムから
なる合金（比較例４）、を溶製し、720℃に保持し、それぞれ溶湯鍛造機
の１種であるスクイズガステイング竪型ダイカス
トマシンにより高さ110mm、外径100mm、肉厚10mm
の鉢状鋳物をダイカストした。この鋳物から試験
片を切出し、常温での引張試験および引張応力
5.5Kg／mm²、250℃でのクリープ破断試験を行つ
た。試験結果は第３表および第４表のとおりであ
る。第１〜４表からも分かるように、本発明のダイ
カスト鋳物は、カルシウム含有量が０重量％のも
のあるいは0.40重量％のものに比べて、引張試験
における引張強度や伸びは余り変わらないが、ク
リープ破断試験における破断時間は大幅に良くな
る。従つて、本発明はダイカスト鋳物として適して
おり、良好な引張強度と高いクリープ抵抗を有す
るマグネシウム基合金であることが分かる。

【表】

【表】＊：破断後の測定値

【表】

【表】＊：破断後の測定値

Claims

【特許請求の範囲】１アルミニウム、珪素、カルシウムおよびマン
ガンを含有するマグネシウム基合金であつて、上
記成分の重量％がカルシウム0.5〜４％、アルミ
ニウム１〜６％、珪素0.5〜1.5％、マンガン0.15
〜0.5％、残りマグネシウムである高いクリープ
抵抗を有するダイカスト用マグネシウム基合金。２アルミニウム、珪素、カルシウム、マンガン
および亜鉛を含有するマグネシウム基合金であつ
て、上記成分の重量％がカルシウム0.5〜４％、
アルミニウム１〜６％、珪素0.5〜1.5％、マンガ
ン0.15〜0.5％、亜鉛0.1〜0.3％、残りマグネシウ
ムである高いクリープ抵抗を有するダイカスト用
マグネシウム基合金。