JPH05148565A - 高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシウム合金の製造方法 - Google Patents
高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシウム合金の製造方法Info
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- JPH05148565A JPH05148565A JP31417491A JP31417491A JPH05148565A JP H05148565 A JPH05148565 A JP H05148565A JP 31417491 A JP31417491 A JP 31417491A JP 31417491 A JP31417491 A JP 31417491A JP H05148565 A JPH05148565 A JP H05148565A
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- magnesium alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】マグネシウム材全体への各種性質の付与を可能
として改質自由度の高い高機能マグネシウム合金の製作
する。 【構成】不活性ガス雰囲気中でＭｇとＭｇ以外の１種ま
たは２種以上の金属及び／または１種または２種以上の
セラミックスとを連続的に溶融する。溶融は、アーク熱
源等の高エネルギ密度熱源を用いて行う。そして、溶融
した溶滴を集めて溶湯を形成したのち、溶湯を冷却す
る。
として改質自由度の高い高機能マグネシウム合金の製作
する。 【構成】不活性ガス雰囲気中でＭｇとＭｇ以外の１種ま
たは２種以上の金属及び／または１種または２種以上の
セラミックスとを連続的に溶融する。溶融は、アーク熱
源等の高エネルギ密度熱源を用いて行う。そして、溶融
した溶滴を集めて溶湯を形成したのち、溶湯を冷却す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、所望の性質を得るた
めに金属間化合物やセラミックス粒子等を分散させたマ
グネシウム合金の製造方法、特にアーク熱源等の高エネ
ルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシウム合金の製造
方法に関する。
めに金属間化合物やセラミックス粒子等を分散させたマ
グネシウム合金の製造方法、特にアーク熱源等の高エネ
ルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシウム合金の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｍｇは軽量性等に優れているため、自動
車用素材その他各種用途への適用が試みられている。そ
して、かかるＭｇ材の用途範囲の拡大に応じて、例えば
高硬度、耐熱性、耐摩耗性、中性子吸収性その他の諸性
質をＭｇ材に付与することが要求されるようになってき
ている。
車用素材その他各種用途への適用が試みられている。そ
して、かかるＭｇ材の用途範囲の拡大に応じて、例えば
高硬度、耐熱性、耐摩耗性、中性子吸収性その他の諸性
質をＭｇ材に付与することが要求されるようになってき
ている。
【０００３】従来、上記のようなＭｇ材への特定性質の
付与は、Ｍｇ材の表面にイオンプレーティング、溶射、
肉盛溶接等により表面改質層を形成して表面を部分的に
改質するとか、常法に従う溶解・鋳造法においてマグネ
シウム溶湯へ各種元素を添加するとともに添加元素の種
類や量を変えることにより行っていた。
付与は、Ｍｇ材の表面にイオンプレーティング、溶射、
肉盛溶接等により表面改質層を形成して表面を部分的に
改質するとか、常法に従う溶解・鋳造法においてマグネ
シウム溶湯へ各種元素を添加するとともに添加元素の種
類や量を変えることにより行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面改
質法では、母材となるＭｇ材の表面性状が表面改質層の
形成に際して著しい影響を与えるため、Ｍｇ材の表面性
状が良くない場合は良質な改質層の形成が困難になると
いう欠点があった。しかも、表面改質層を厚肉に形成す
ることが容易でないため経時的な摩耗等により甚しい場
合は製品寿命を縮めるというような問題もあった。一
方、溶解・鋳造法による場合は、Ｍｇ材全体に所望の性
質を付与できる利点はあるが、鋳造温度に制約を受ける
ため添加元素等の種類や量にも制限を受け、改質の自由
度に欠けるという問題があった。
質法では、母材となるＭｇ材の表面性状が表面改質層の
形成に際して著しい影響を与えるため、Ｍｇ材の表面性
状が良くない場合は良質な改質層の形成が困難になると
いう欠点があった。しかも、表面改質層を厚肉に形成す
ることが容易でないため経時的な摩耗等により甚しい場
合は製品寿命を縮めるというような問題もあった。一
方、溶解・鋳造法による場合は、Ｍｇ材全体に所望の性
質を付与できる利点はあるが、鋳造温度に制約を受ける
ため添加元素等の種類や量にも制限を受け、改質の自由
度に欠けるという問題があった。
【０００５】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、マグネシウム材全体への各種性質
の付与を可能として改質自由度の高い高機能マグネシウ
ム合金の製作提供を目的とする。
されたものであって、マグネシウム材全体への各種性質
の付与を可能として改質自由度の高い高機能マグネシウ
ム合金の製作提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、アーク熱源等の高エネルギ密度熱源を
用いて、不活性ガス雰囲気中で、ＭｇとＭｇ以外の１種
または２種以上の金属及び／または１種または２種以上
のセラミックスとを連続的に溶融するとともにその溶滴
を集めて溶湯を形成したのち、これを冷却することを特
徴とする高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシ
ウム合金の製造方法を要旨とする。
に、この発明は、アーク熱源等の高エネルギ密度熱源を
用いて、不活性ガス雰囲気中で、ＭｇとＭｇ以外の１種
または２種以上の金属及び／または１種または２種以上
のセラミックスとを連続的に溶融するとともにその溶滴
を集めて溶湯を形成したのち、これを冷却することを特
徴とする高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシ
ウム合金の製造方法を要旨とする。
【０００７】本発明に用いる高エネルギ密度熱源とは熱
源の入力密度の比較的高いものをいう。本発明において
は、Ｍｇ、他の金属、セラッミックスを溶融する必要の
あることから、熱源のエネルギー密度は１５ｋＷ／cm2
程度以上であることが望ましい。高エネルギー密度熱源
の代表的なものとしてプラズマアーク、ＭＩＧアーク、
ＴＩＧアーク等のアーク熱源や、レーザビーム熱源等を
挙げうる。この高エネルギー密度熱源を用いてＭｇと改
質材としてのＭｇ以外の他の金属及び／またはセラミッ
クスの溶融を行う。溶融は、Ｍｇと改質材とをアーク中
に供給することにより行いうるが、ＭＩＧアーク溶接の
ような消耗式電極を用いる場合には電極ワイヤとして合
金マトリックスとなるＭｇを用いるのが良い。これは、
電極ワイヤをＭｇで構成することにより、ワイヤの溶融
が即ちＭｇの溶湯になるため効率が良いこと、電極をＭ
ｇ以外で構成した場合の電極形成物の溶湯への混入を避
けうること等の理由による。また、Ｍｇは活性で酸化し
やすいため、雰囲気は酸化を防止すべくＡｒ、Ｎ2 ガス
等の不活性ガス雰囲気としなければならない。大気中雰
囲気では酸化を生じ、真空中ではＭｇの蒸発を招いてい
ずれも所期するマグネシウム合金を得ることができな
い。
源の入力密度の比較的高いものをいう。本発明において
は、Ｍｇ、他の金属、セラッミックスを溶融する必要の
あることから、熱源のエネルギー密度は１５ｋＷ／cm2
程度以上であることが望ましい。高エネルギー密度熱源
の代表的なものとしてプラズマアーク、ＭＩＧアーク、
ＴＩＧアーク等のアーク熱源や、レーザビーム熱源等を
挙げうる。この高エネルギー密度熱源を用いてＭｇと改
質材としてのＭｇ以外の他の金属及び／またはセラミッ
クスの溶融を行う。溶融は、Ｍｇと改質材とをアーク中
に供給することにより行いうるが、ＭＩＧアーク溶接の
ような消耗式電極を用いる場合には電極ワイヤとして合
金マトリックスとなるＭｇを用いるのが良い。これは、
電極ワイヤをＭｇで構成することにより、ワイヤの溶融
が即ちＭｇの溶湯になるため効率が良いこと、電極をＭ
ｇ以外で構成した場合の電極形成物の溶湯への混入を避
けうること等の理由による。また、Ｍｇは活性で酸化し
やすいため、雰囲気は酸化を防止すべくＡｒ、Ｎ2 ガス
等の不活性ガス雰囲気としなければならない。大気中雰
囲気では酸化を生じ、真空中ではＭｇの蒸発を招いてい
ずれも所期するマグネシウム合金を得ることができな
い。
【０００８】マトリックスとなるＭｇは純Ｍｇでも良い
しＭｇ合金であっても良い。また、改質材としてのＭｇ
以外の１または２以上の金属は、Ｍｇマトリックスに金
属間化合物として晶出し、マグネシウム合金に高硬度、
耐摩耗性、耐熱性等の各種性質を付与する役割を果た
す。従って、該金属は金属間化合物を形成するものであ
れば何でも良い。一例としてはマグネシウムと比較的濡
れ性の良いＮｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｚｒ、Ｍｏ、
Ｃｒ等の各元素を挙げうる。また金属は単体の形で供給
する必要はなく、Ｍｇを含む他金属との合金の形で供給
しても良い。また、「金属」にはＢ、Ｓｉ等のいわゆる
半金属も包含される。Ｂは溶融によりＭｇと金属間化合
物を形成し、硬度の向上等の性質をもたらす。またＳｉ
はＭｇとの関係では金属間化合物としてではなくＳｉ粒
子としてＭｇマトリックス中に存在することとなるが、
やはり耐摩耗性、硬度の向上等の改質効果をもたらすこ
とから有益である。一方、改質材としてセラミックスを
用いる場合、該セラミックスはＭｇマトリックス中に分
散し、合金化してマグネシウム合金に所望の性質を付与
する。かかるセラミックスとしては、マグネシウムと濡
れ性の良いＴｉＣ、ＳｉＣ、ＷＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、Ｔ
ｉＢ2 、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ2 、ＴｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 その
他のセラミックスを、マグネシウム合金に付与すべき性
質との関係で適宜用いれば良い。例えば、マグネシウム
合金に高硬度を付与したい場合には、ＴｉＣ、ＺｒＣ、
ＷＣ、ＴｉＮ、ＣｒＢ2 、ＺｒＢ2 等を用いれば良い
し、耐熱性を付与したい場合にはＴｉＣ、ＳｉＣ、Ｚｒ
Ｎ、ＡｌＮ等を用いれば良いし、中性子吸収性、電気抵
抗性を付与したい場合にはＢ4 Ｃ等を用いれば良い。こ
のように、Ｍｇマトリックス中に分散されるセラミック
スの種類に応じて該セラミックスの有する特性、性質を
マグネシウム合金に付与することができる。
しＭｇ合金であっても良い。また、改質材としてのＭｇ
以外の１または２以上の金属は、Ｍｇマトリックスに金
属間化合物として晶出し、マグネシウム合金に高硬度、
耐摩耗性、耐熱性等の各種性質を付与する役割を果た
す。従って、該金属は金属間化合物を形成するものであ
れば何でも良い。一例としてはマグネシウムと比較的濡
れ性の良いＮｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｚｒ、Ｍｏ、
Ｃｒ等の各元素を挙げうる。また金属は単体の形で供給
する必要はなく、Ｍｇを含む他金属との合金の形で供給
しても良い。また、「金属」にはＢ、Ｓｉ等のいわゆる
半金属も包含される。Ｂは溶融によりＭｇと金属間化合
物を形成し、硬度の向上等の性質をもたらす。またＳｉ
はＭｇとの関係では金属間化合物としてではなくＳｉ粒
子としてＭｇマトリックス中に存在することとなるが、
やはり耐摩耗性、硬度の向上等の改質効果をもたらすこ
とから有益である。一方、改質材としてセラミックスを
用いる場合、該セラミックスはＭｇマトリックス中に分
散し、合金化してマグネシウム合金に所望の性質を付与
する。かかるセラミックスとしては、マグネシウムと濡
れ性の良いＴｉＣ、ＳｉＣ、ＷＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、Ｔ
ｉＢ2 、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ2 、ＴｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 その
他のセラミックスを、マグネシウム合金に付与すべき性
質との関係で適宜用いれば良い。例えば、マグネシウム
合金に高硬度を付与したい場合には、ＴｉＣ、ＺｒＣ、
ＷＣ、ＴｉＮ、ＣｒＢ2 、ＺｒＢ2 等を用いれば良い
し、耐熱性を付与したい場合にはＴｉＣ、ＳｉＣ、Ｚｒ
Ｎ、ＡｌＮ等を用いれば良いし、中性子吸収性、電気抵
抗性を付与したい場合にはＢ4 Ｃ等を用いれば良い。こ
のように、Ｍｇマトリックス中に分散されるセラミック
スの種類に応じて該セラミックスの有する特性、性質を
マグネシウム合金に付与することができる。
【０００９】Ｍｇとともに溶融する金属、セラミックス
は、その１種のみを用いても良く、あるいは異種の金属
どうし、セラミックスどうしを２種以上組合せて用いて
も良い。また金属とセラミックスとを混合して用いても
良い。アークへ供給するＭｇ、改質材はその溶融を促進
するため細径線材あるいは粉末状にしておくのが好まし
い。もとより、ＭＩＧアーク溶接等の消耗式電極を用い
るものにおいて、電極としてＭｇを用いる場合には、Ｍ
ｇをワイヤー形状に成形する必要があるのは勿論であ
る。
は、その１種のみを用いても良く、あるいは異種の金属
どうし、セラミックスどうしを２種以上組合せて用いて
も良い。また金属とセラミックスとを混合して用いても
良い。アークへ供給するＭｇ、改質材はその溶融を促進
するため細径線材あるいは粉末状にしておくのが好まし
い。もとより、ＭＩＧアーク溶接等の消耗式電極を用い
るものにおいて、電極としてＭｇを用いる場合には、Ｍ
ｇをワイヤー形状に成形する必要があるのは勿論であ
る。
【００１０】Ｍｇと溶融するＭｇ以外の金属及び／また
はセラミックスの量は、鋳造後のアルミニウム合金全体
に占めるこれら金属やセラミックス等の合計量が１〜７
５wt％となるように設定すべきである。１wt％未満で
は、Ｍｇマトリックス中に分散される金属間化合物やセ
ラミックス等の分散量が少なすぎて所期する改質効果が
得られない虞れがあるからである。一方７５wt％を超え
るとＭｇとの濡れ性が悪くなり強度低下等の欠点を派生
する虞れがあるからである。また、押出、圧延、切削等
の加工が困難となる虞れもある。
はセラミックスの量は、鋳造後のアルミニウム合金全体
に占めるこれら金属やセラミックス等の合計量が１〜７
５wt％となるように設定すべきである。１wt％未満で
は、Ｍｇマトリックス中に分散される金属間化合物やセ
ラミックス等の分散量が少なすぎて所期する改質効果が
得られない虞れがあるからである。一方７５wt％を超え
るとＭｇとの濡れ性が悪くなり強度低下等の欠点を派生
する虞れがあるからである。また、押出、圧延、切削等
の加工が困難となる虞れもある。
【００１１】上記のようにしてＭｇと改質材とを溶融し
たのち、次いでそれらの溶滴を鋳型に集めて溶湯を製作
する。溶湯は、改質材をＭｇマトリックス中に均一に分
散させるため、これを電磁力等で撹拌するのが望まし
い。こうして製作した溶湯は、自然冷却によりあるいは
要すれば水冷装置等の強制冷却装置を用いて冷却し、マ
グネシウム合金鋳塊とする。なお、溶湯を連続的に製作
しつつその底部から連続的に冷却することにより、連続
鋳造を行うものとしても良い。
たのち、次いでそれらの溶滴を鋳型に集めて溶湯を製作
する。溶湯は、改質材をＭｇマトリックス中に均一に分
散させるため、これを電磁力等で撹拌するのが望まし
い。こうして製作した溶湯は、自然冷却によりあるいは
要すれば水冷装置等の強制冷却装置を用いて冷却し、マ
グネシウム合金鋳塊とする。なお、溶湯を連続的に製作
しつつその底部から連続的に冷却することにより、連続
鋳造を行うものとしても良い。
【００１２】上記により製作したマグネシウム合金鋳塊
は、マグネシウムマトリックス中に金属間化合物、Ｓｉ
粒子、セラミックス粒子等が均一に分散した組織状態を
有しており、これら分散粒子により所期する性質を具備
するものとなっている。
は、マグネシウムマトリックス中に金属間化合物、Ｓｉ
粒子、セラミックス粒子等が均一に分散した組織状態を
有しており、これら分散粒子により所期する性質を具備
するものとなっている。
【００１３】こうして製作したマグネシウム合金は、必
要に応じて圧延、押出、切削等の二次加工を施し、実製
品に供される。
要に応じて圧延、押出、切削等の二次加工を施し、実製
品に供される。
【００１４】図１はこの発明を実施する装置を例示した
ものである。同図において、（１）はＭＩＧ溶接機であ
り、電源（11）、金属板電極（12）、電極ワイヤ（1
3）、電極ワイヤ供給装置（14）を備えている。この実
施例では、電極ワイヤ（13）を合金マトリックスとなる
Ｍｇにより形成している。（２）は改質材供給装置であ
り、該改質材供給装置（２）はＭＩＧ溶接機（１）の電
極ワイヤ（13）と金属板電極（12）の間に発生させたア
ーク（３）の中に、金属、セラミックスの改質材（４）
を要すればキャリアガス等に乗せて粉末、線材あるいは
これらの混合形態にて連続的に供給するものとなされて
いる。
ものである。同図において、（１）はＭＩＧ溶接機であ
り、電源（11）、金属板電極（12）、電極ワイヤ（1
3）、電極ワイヤ供給装置（14）を備えている。この実
施例では、電極ワイヤ（13）を合金マトリックスとなる
Ｍｇにより形成している。（２）は改質材供給装置であ
り、該改質材供給装置（２）はＭＩＧ溶接機（１）の電
極ワイヤ（13）と金属板電極（12）の間に発生させたア
ーク（３）の中に、金属、セラミックスの改質材（４）
を要すればキャリアガス等に乗せて粉末、線材あるいは
これらの混合形態にて連続的に供給するものとなされて
いる。
【００１５】（５）は溶融滴下したＭｇと改質材の溶滴
を集める鋳型であり、該鋳型（５）の底板はこれを前記
ＭＩＧ溶接機（１）の金属板電極（12）が兼用してい
る。そして、鋳型（５）は連続鋳造を可能とするためそ
の全体が上下に移動可能となされている。
を集める鋳型であり、該鋳型（５）の底板はこれを前記
ＭＩＧ溶接機（１）の金属板電極（12）が兼用してい
る。そして、鋳型（５）は連続鋳造を可能とするためそ
の全体が上下に移動可能となされている。
【００１６】（６）は電磁コイルであり、該電磁コイル
（６）は鋳型（５）内の溶湯を電磁撹拌して改質材をＭ
ｇマトリックス中に均一分散させる役割を担う。この電
磁コイル（６）は低周波交流電源により駆動されるもの
となされている。
（６）は鋳型（５）内の溶湯を電磁撹拌して改質材をＭ
ｇマトリックス中に均一分散させる役割を担う。この電
磁コイル（６）は低周波交流電源により駆動されるもの
となされている。
【００１７】そして、上記の各装置がＡｒガスあるいは
Ｎ2 ガス等不活性ガス雰囲気中に配置されている。
Ｎ2 ガス等不活性ガス雰囲気中に配置されている。
【００１８】図示した製造装置を用いてマグネシウム合
金を製造するには、まずＭＩＧ溶接機（１）を作動して
電極ワイヤ（13）と金属板電極（12）との間にアーク
（３）を発生させ、電極ワイヤ（13）を形成するＭｇを
溶融し、その溶滴を鋳型（５）に落下させる。同時に改
質材供給装置（２）から、改質材（４）をアーク（３）
中に供給してそのエネルギによりこれらを溶融する。溶
融した改質材の溶滴はＭｇ溶滴とは別にあるいは一体と
なって鋳型（４）に落下する。この操作を連続的に行う
ことにより、鋳型（４）内には溶滴の集合からなる溶湯
（７）が生成される。この溶湯（７）は電磁コイル
（６）により電磁撹拌され、改質材はＭｇ溶湯中で均一
に分散する。溶湯の生成量が多くなるに伴い、鋳型
（５）を下降させるとともに鋳型周囲に配置した図示し
ない冷却装置により溶湯を順次冷却して所期するマグネ
シウム合金鋳塊（８）を連続的に鋳造する。
金を製造するには、まずＭＩＧ溶接機（１）を作動して
電極ワイヤ（13）と金属板電極（12）との間にアーク
（３）を発生させ、電極ワイヤ（13）を形成するＭｇを
溶融し、その溶滴を鋳型（５）に落下させる。同時に改
質材供給装置（２）から、改質材（４）をアーク（３）
中に供給してそのエネルギによりこれらを溶融する。溶
融した改質材の溶滴はＭｇ溶滴とは別にあるいは一体と
なって鋳型（４）に落下する。この操作を連続的に行う
ことにより、鋳型（４）内には溶滴の集合からなる溶湯
（７）が生成される。この溶湯（７）は電磁コイル
（６）により電磁撹拌され、改質材はＭｇ溶湯中で均一
に分散する。溶湯の生成量が多くなるに伴い、鋳型
（５）を下降させるとともに鋳型周囲に配置した図示し
ない冷却装置により溶湯を順次冷却して所期するマグネ
シウム合金鋳塊（８）を連続的に鋳造する。
【００１９】
【実施例】図１に示したと同じ装置を用い、以下の条件
で具体的にマグネシウム合金を連続鋳造した。
で具体的にマグネシウム合金を連続鋳造した。
【００２０】［実施例１］Ａｒガス雰囲気中において、
ＭＩＧ溶接電源５００Ａを用いるとともに、改質材とし
てＮｉ粉末（純度９５％以上、粒径１００メッシュ以
下）を用い、これをキャリアガスとしてのＡｒガス流に
乗せて改質材供給装置（２）からアーク（３）中へ供給
した。また他の試験条件は以下のとおりとした。
ＭＩＧ溶接電源５００Ａを用いるとともに、改質材とし
てＮｉ粉末（純度９５％以上、粒径１００メッシュ以
下）を用い、これをキャリアガスとしてのＡｒガス流に
乗せて改質材供給装置（２）からアーク（３）中へ供給
した。また他の試験条件は以下のとおりとした。
【００２１】ＭＩＧ溶接条件 電流：３００Ａ、 アーク電圧：３２Ｖ、 シールドガス（Ａｒ）：２５ｌ／分、 電極ワイヤ：ＭＢ2 −１．６φ （ただし、ＭＢ2 はＭｇ−５．５〜７．２wt％Ａｌ−
０．５〜１．５wt％Ｚｎ−０．１５〜０．４wt％Ｍｎ合
金であり、σB ：２５０Ｎ／mm2 、σ0.2 ：１５０Ｎ／
mm2、伸び：６％である。） Ｎｉ粉末供給条件 供給量：１０ｇ／分、 キャリアガス：３ｌ／分、 電磁撹拌条件 周波数：５０Ｈｚ 鋳 型 大きさ：内径５０mm×長さ１００mm、 冷却方式：水冷、 合金中のＮｉ量：３０wt％ 上記により得られたマグネシウム合金鋳塊のミクロ組織
を観察したところ、Ｍｇマトリクス中にＭｇ−Ｎｉ系金
属間化合物が均一に分散していた。また、断面のビッカ
ース硬さ（Ｈｖ１００ｇｆ）を調べたところ５００〜７
５０であった。
０．５〜１．５wt％Ｚｎ−０．１５〜０．４wt％Ｍｎ合
金であり、σB ：２５０Ｎ／mm2 、σ0.2 ：１５０Ｎ／
mm2、伸び：６％である。） Ｎｉ粉末供給条件 供給量：１０ｇ／分、 キャリアガス：３ｌ／分、 電磁撹拌条件 周波数：５０Ｈｚ 鋳 型 大きさ：内径５０mm×長さ１００mm、 冷却方式：水冷、 合金中のＮｉ量：３０wt％ 上記により得られたマグネシウム合金鋳塊のミクロ組織
を観察したところ、Ｍｇマトリクス中にＭｇ−Ｎｉ系金
属間化合物が均一に分散していた。また、断面のビッカ
ース硬さ（Ｈｖ１００ｇｆ）を調べたところ５００〜７
５０であった。
【００２２】［実施例２］改質材としてＮｉ粉末の代わ
りにＳｉＣ粉末を用い、該ＳｉＣをその合金中に占める
量が３５wt％となるように供給した以外は実施例と同一
条件でマグネシウム合金を製造した。この鋳塊のミクロ
組織を調べたところ、ＳｉＣ粒子がＭｇマトリックス中
に均一に分散していた。またこの鋳塊の３００℃での硬
さはＨｖ（１００ｇｆ）３００〜４００であった。
りにＳｉＣ粉末を用い、該ＳｉＣをその合金中に占める
量が３５wt％となるように供給した以外は実施例と同一
条件でマグネシウム合金を製造した。この鋳塊のミクロ
組織を調べたところ、ＳｉＣ粒子がＭｇマトリックス中
に均一に分散していた。またこの鋳塊の３００℃での硬
さはＨｖ（１００ｇｆ）３００〜４００であった。
【００２３】［実施例３］改質材としてＮｉ粉末の代わ
りにＣｕ粉末とＷＣ粉末を用い、これらＣｕ粉末とＷＣ
粉末をこれらの合金中に占める合計量が４０wt％となる
ように供給した以外は実施例と同一条件でマグネシウム
合金を製造した。
りにＣｕ粉末とＷＣ粉末を用い、これらＣｕ粉末とＷＣ
粉末をこれらの合金中に占める合計量が４０wt％となる
ように供給した以外は実施例と同一条件でマグネシウム
合金を製造した。
【００２４】上記により得られたマグネシウム合金鋳塊
のミクロ組織を観察したところ、Ｍｇマトリクス中にＭ
ｇ−Ｃｕ系金属間化合物とＷＣ粒子が均一に分散してい
た。また、断面のビッカース硬さ（Ｈｖ１００ｇｆ）を
調べたところ７００〜８００であった。
のミクロ組織を観察したところ、Ｍｇマトリクス中にＭ
ｇ−Ｃｕ系金属間化合物とＷＣ粒子が均一に分散してい
た。また、断面のビッカース硬さ（Ｈｖ１００ｇｆ）を
調べたところ７００〜８００であった。
【００２５】［比較例］常法に従う溶解・鋳造法により
製作したＭＢ2 単体のビッカース硬さ（Ｈｖ１００ｇ
ｆ）は１００〜１１０であった。
製作したＭＢ2 単体のビッカース硬さ（Ｈｖ１００ｇ
ｆ）は１００〜１１０であった。
【００２６】以上の結果からわかるように、本発明実施
品はマグネシウム合金の硬度や耐熱強度がベースとなる
ＭＢ2 合金に較べていずれも著しく向上しており、Ｍｇ
材を硬度や耐熱性の面で改質しえたことを確認した。
品はマグネシウム合金の硬度や耐熱強度がベースとなる
ＭＢ2 合金に較べていずれも著しく向上しており、Ｍｇ
材を硬度や耐熱性の面で改質しえたことを確認した。
【００２７】また、他の改質材を用いて同様の実験を行
ったところ、硬度、耐熱性等の改質効果が顕著に生じる
ものであった。
ったところ、硬度、耐熱性等の改質効果が顕著に生じる
ものであった。
【００２８】
【発明の効果】この発明は上述の次第で、アーク熱源等
の高エネルギ密度熱源を用いて、不活性ガス雰囲気中
で、ＭｇとＭｇ以外の１種または２種以上の金属及び／
または１種または２種以上のセラミックスとを連続的に
溶融するとともにその溶滴を集めて溶湯を形成したの
ち、これを冷却することによりマグネシウム合金を製造
するものである。従って、製造したマグネシウム合金は
Ｍｇマトリックス中に金属間化合物、Ｓｉ粒子、セラミ
ックス粒子等が均一に分散した組織を有し、その金属間
化合物やセラミックス粒子等により高硬度、耐摩耗性、
耐熱性等の所期する性質を有するものとなしうる。さら
に、かかる改質を従来の表面改質法と異なり、マグネシ
ウム合金の全体に亘って行うことができるとともに、経
時的な摩耗等により表面改質層が消失するというような
危険を払拭しうるから、付与した性質を長期に亘って持
続発揮させうる材料となしえ、耐久性に富んだ改質マグ
ネシウム合金の提供が可能となる。さらには、常法に従
う溶解・鋳造法のように、マグネシウムの溶湯に添加元
素を添加するものではなく、高エネルギ熱源を利用して
Ｍｇと改質材とを溶融するから、鋳造温度に制限を受け
ることなくＭｇと改質材とを確実に溶融することができ
るとともに、溶融する金属やセラミックスの種類や量を
自在に制御しえてそれに応じた性質をマグネシウム合金
に付与することができ、改質の自由性を格段に向上しう
る。従って、種々の性質を有する多機能マグネシウム合
金の製作提供が可能となる。
の高エネルギ密度熱源を用いて、不活性ガス雰囲気中
で、ＭｇとＭｇ以外の１種または２種以上の金属及び／
または１種または２種以上のセラミックスとを連続的に
溶融するとともにその溶滴を集めて溶湯を形成したの
ち、これを冷却することによりマグネシウム合金を製造
するものである。従って、製造したマグネシウム合金は
Ｍｇマトリックス中に金属間化合物、Ｓｉ粒子、セラミ
ックス粒子等が均一に分散した組織を有し、その金属間
化合物やセラミックス粒子等により高硬度、耐摩耗性、
耐熱性等の所期する性質を有するものとなしうる。さら
に、かかる改質を従来の表面改質法と異なり、マグネシ
ウム合金の全体に亘って行うことができるとともに、経
時的な摩耗等により表面改質層が消失するというような
危険を払拭しうるから、付与した性質を長期に亘って持
続発揮させうる材料となしえ、耐久性に富んだ改質マグ
ネシウム合金の提供が可能となる。さらには、常法に従
う溶解・鋳造法のように、マグネシウムの溶湯に添加元
素を添加するものではなく、高エネルギ熱源を利用して
Ｍｇと改質材とを溶融するから、鋳造温度に制限を受け
ることなくＭｇと改質材とを確実に溶融することができ
るとともに、溶融する金属やセラミックスの種類や量を
自在に制御しえてそれに応じた性質をマグネシウム合金
に付与することができ、改質の自由性を格段に向上しう
る。従って、種々の性質を有する多機能マグネシウム合
金の製作提供が可能となる。
【００２９】また、請求項３に記載の製造方法によれ
ば、溶湯を電磁撹拌することにより改質材をＭｇマトリ
ックス中により一層均一に撹拌させることができ、所期
した性質をバラツキなく安定して発揮しうるマグネシウ
ム合金を製作しうる。
ば、溶湯を電磁撹拌することにより改質材をＭｇマトリ
ックス中により一層均一に撹拌させることができ、所期
した性質をバラツキなく安定して発揮しうるマグネシウ
ム合金を製作しうる。
【図１】この発明を実施するマグネシウム合金製造装置
の一例を示す概略構成図である。
の一例を示す概略構成図である。
１…ＭＩＧ溶接機 ２…改質材供給装置 ３…アーク ４…改質材（Ｍｇ以外の他の金属及び／またはセラミッ
クス） ５…鋳型 ６…電磁コイル ７…マグネシウム合金溶湯 ８…マグネシウム合金鋳塊
クス） ５…鋳型 ６…電磁コイル ７…マグネシウム合金溶湯 ８…マグネシウム合金鋳塊
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 23/00 6919−4Ｋ
Claims (3)
- 【請求項１】 アーク熱源等の高エネルギ密度熱源を用
いて、不活性ガス雰囲気中で、ＭｇとＭｇ以外の１種ま
たは２種以上の金属とを連続的に溶融するとともにその
溶滴を集めて溶湯を形成したのち、これを冷却すること
を特徴とする高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグ
ネシウム合金の製造方法。 - 【請求項２】 アーク熱源等の高エネルギ密度熱源を用
いて、不活性ガス雰囲気中でＭｇと１種または２種以上
のセラミックスとを連続的に溶融するとともにその溶滴
を集めて溶湯を形成したのち、これを冷却することを特
徴とする高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシ
ウム合金の製造方法。 - 【請求項３】 前記溶湯を電磁撹拌することを特徴とす
る請求項１または２に記載の高エネルギ密度熱源を用い
た粒子分散マグネシウム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31417491A JPH05148565A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31417491A JPH05148565A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシウム合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148565A true JPH05148565A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18050145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31417491A Pending JPH05148565A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 高エネルギ密度熱源を用いた粒子分散マグネシウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05148565A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07300633A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-14 | Nagasaki Pref Gov | セラミックス複合マグネシウム合金の製造方法 |
| KR100679313B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-02-06 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고주파 전자기장을 이용한 마그네슘 빌렛 또는 슬래브 연속주조장치 |
| KR100721874B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-05-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 저주파 전자기장을 이용한 마그네슘 빌렛 또는 슬래브 연속주조장치 |
| CN109536757A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 中南大学 | 一种镁合金电磁搅拌除渣方法 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP31417491A patent/JPH05148565A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07300633A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-14 | Nagasaki Pref Gov | セラミックス複合マグネシウム合金の製造方法 |
| KR100679313B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-02-06 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고주파 전자기장을 이용한 마그네슘 빌렛 또는 슬래브 연속주조장치 |
| KR100721874B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-05-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 저주파 전자기장을 이용한 마그네슘 빌렛 또는 슬래브 연속주조장치 |
| CN109536757A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 中南大学 | 一种镁合金电磁搅拌除渣方法 |
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