JPH0543957A - Mg合金部材の製造方法 - Google Patents

Mg合金部材の製造方法

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JPH0543957A
JPH0543957A JP3224841A JP22484191A JPH0543957A JP H0543957 A JPH0543957 A JP H0543957A JP 3224841 A JP3224841 A JP 3224841A JP 22484191 A JP22484191 A JP 22484191A JP H0543957 A JPH0543957 A JP H0543957A
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JP
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alloy member
alloy
container
metal layer
chips
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JP3224841A
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Makoto Fujita
誠 藤田
Yukihiro Sugimoto
幸弘 杉本
Shoji Hirahara
庄司 平原
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Mg合金部材本体の表面を異種の軽金属層で
覆って外気と遮断するとともに両者の結合強度を高め、
耐酸化性および耐食性に優れ、かつ鍛造時に剥離しない
Mg合金部材を得る。Mg合金素材として切り粉の使用
を可能にして資源を無駄なく有効に活用する。 【構成】 Mg合金製の切り粉1をAl系の金属製容器
3に充填して圧粉する。切り粉1が圧粉された容器3を
真空引きするとともにホットプレスする。ホットプレス
された容器3を加熱して押出成形することにより、Mg
合金部材本体13の表面にAl系の金属層15が設けら
れたMg合金部材17を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Mg合金部材の製造方
法に関し、特に劣化防止対策に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、車体の軽量化を図るためにホイー
ル等をAl合金にて作ることが行われているが、さらに
軽量化を達成する観点からAl合金よりも比重の小さい
Mg合金が注目されている。
【0003】しかし、Mg合金は極めて活性な金属であ
るため、熱間塑性加工時に表面が酸化され易く、しかも
腐食し易いという問題がある。
【0004】そこで、例えば特開昭60―24383号
公報に開示されているように、Mg合金部材本体の表面
にAl合金のメッキ層を形成する方法が提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如く
して得られたMg合金部材では、鍛造時にメッキ層が剥
離するおそれがあり、耐酸化性および耐食性が十分であ
るとはいえない。
【0006】ところで、Mg製品を製造する過程で切り
粉が発生する。この切り粉を再利用しようとすると、溶
解・精練工程で脱ガスに使用されるフラックスが不純物
として極微量、再生材中に残って耐食性が非常に悪くな
る。また、切り粉は表面積が大きいため、溶解時に酸化
され易く歩留まりが悪い。これらの事情から、切り粉は
産業廃棄物として廃棄されているのが現状である。しか
し、この切り粉を廃棄してしまうのは資源の無駄であ
り、再生材として用いる方策が望まれている。
【0007】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、Mg合金部材本体の表
面を異種の軽金属層で覆って外気と遮断するとともに両
者の結合強度を高めることにより、耐酸化性および耐食
性に優れ、かつ鍛造時に剥離しないMg合金部材を得ん
とすることにある。さらには、Mg合金素材として切り
粉の使用を可能にし、資源を無駄なく有効に活用せんと
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第1の解決手段は、まず、Mg合金素材を
Al系の金属製容器に充填する。次いで、このMg合金
素材が充填された容器を真空引きした後密封する。その
後、この密封された容器を加熱して押出成形することに
より、Mg合金部材本体の表面にAl系の金属層が設け
られたMg合金部材を得るようにしたことである。
【0009】本発明の第2の解決手段は、まず、Mg合
金の切り粉をAl系の金属製容器に充填して圧粉する。
次いで、この切り粉が圧粉された容器を真空引きすると
ともにホットプレスする。その後、このホットプレスさ
れた容器を加熱して押出成形することにより、Mg合金
部材本体の表面にAl系の金属層が設けられたMg合金
部材を得るようにしたことである。
【0010】
【作用】上記の構成により、請求項1に係る本発明方法
では、Mg合金素材が充填されたAl系の金属製容器
は、真空引きされた後密封され、その後、加熱されて押
出成形される。
【0011】このことから、得られたMg合金部材は、
Mg合金部材本体の表面がAl系の金属層で覆われて外
気と完全に遮断され、熱間塑性加工時における表面酸化
や腐食が確実に防止される。
【0012】さらには、押出成形によりMg合金部材本
体とAl系の金属層との界面に金属化合物が生成され、
Mg合金部材本体とAl系の金属層との結合強度が高ま
って鍛造時の剥離が確実に防止される。
【0013】請求項2に係る本発明方法では、Mg合金
の切り粉が充填されて圧粉されたAl系の金属製容器
は、真空引きされるとともにホットプレスされ、その
後、加熱されて押出成形される。
【0014】このことから、上述の如き効果に加えて、
今まで廃棄処分していた切り粉が再生材としてリサイク
ルされ、資源が無駄なく有効に活用される。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例に係るMg合金部材製
造方法を図面に基づいて説明する。 (第1実施例)図1(a)〜(e)は第1実施例の製造
工程を示す。この製造工程に基づき第1実施例に係る製
造方法の一例を説明するに、まず、図1(a)に示すよ
うに、Mg合金製の切り粉1と、例えばアルミ6061
等からなるAl系の金属製容器3とを用意する。
【0016】次いで、切り粉1を容器3内に充填し、図
1(b)に示すように、この切り粉1が充填された容器
3を圧粉機5にセットして圧粉する。
【0017】その後、図1(c)に示すように、この切
り粉1が圧粉された容器3の開口部を容器3と同系材質
の蓋体7で密閉し、この密閉された容器3を真空ホット
プレス機9にセットして真空引きするとともにホットプ
レスする。
【0018】しかる後、図1(d)に示すように、この
ホットプレスされた容器3を所定温度に加熱して押出機
11に入れて押出成形することにより、図1(e)に示
すように、Mg合金部材本体13の表面にAl系の金属
層15が一体に形成されたMg合金部材17を得る。
【0019】このようにして得られたMg合金部材17
は、図2の顕微鏡写真に示すように、上側のAl系(ア
ルミ6061)の軽金属層15と下側のMg合金部材本
体13との界面に細帯状のMg17Al12化合物が生成
し、かつ図3の顕微鏡写真に示すように、母材(Mg合
金部材本体13)には押出方向(写真で左右方向)に延
びる「すじ」状のMg17Al12化合物が介在している。
【0020】次に、下記の条件にて製造したMg合金部
材17の機械的性質を表1に示す。 <材質> 切り粉:AZ80A 容器:アルミ6061、2.5mm厚 蓋体: 同 上 <製造条件> 圧粉条件:347MPa 真空引き条件:1×10-3Torr ホットプレス条件:温度 450℃ プレス 36MPa 押出条件:温度 350℃ 押出比 7、8 このデータから明らかなように、本実施例の押出材のう
ち押出比が8のものは、機械的性質が比較例の押出材や
連続鋳造材よりも全ての面において優れており、鍛造材
と比べても引張強度、耐力および硬さは同程度であり、
特に伸びが非常に大きくなっている。これは押出成形に
より金属組織が緻密に押出方向に揃うためである(図2
および図3の金属組織の顕微鏡写真参照)。
【0021】このように、本実施例では、Mg合金部材
本体13の表面をAl系の金属層15で覆っていること
から、Mg合金部材本体13と外気とを完全に遮断し、
熱間塑性加工時における表面酸化や腐食を確実に防止す
ることができる。
【0022】さらに、上記実施例では、押出成形により
Mg合金部材本体13とAl系の金属層15との界面に
Mg17Al12等の金属化合物が生成するので、Mg合金
部材本体13と軽金属層15との結合強度を高め得て鍛
造時の剥離を確実に防止することができる。
【0023】また、上記実施例では、Mg合金部材本体
13を切り粉1で構成するので、今まで廃棄処分してい
た切り粉1を再生材としてリサイクルでき、資源を無駄
なく有効に活用することができる。 (第2実施例)図4(a)〜(f)は第2実施例の製造
工程を示す。この製造工程に基づき第2実施例に係る製
造方法の一例を説明するに、まず、図4(a)に示すよ
うに、柱状のMg合金素材(鋳造ビレット)19と、ア
ルミ6061等からなるAl系の金属製容器21とを用
意する。
【0024】次いで、Mg合金素材19の表層部を切削
除去し、図4(b)に示すように、このMg合金素材1
9を容器21内に挿入して充填する。
【0025】その後、図4(c)に示すように、このM
g合金素材19が充填された容器21の開口部に容器2
1と同系材質の蓋体23を溶接する。
【0026】しかる後、蓋体23に設けられたパイプ2
5を図示しない真空ポンプに接続し、容器21を真空引
きした後、図4(d)に示すように、パイプ25をかし
めて容器21を密封する。
【0027】その後、図4(e)に示すように、この密
封された容器21を所定温度に加熱して押出機27に入
れて押出成形することにより、図4(f)に示すよう
に、Mg合金部材本体13の表面にAl系の金属層15
が一体に形成されたMg合金部材17を得る。
【0028】このようにして得られたMg合金部材17
は、第1実施例の場合と同様に、図7の顕微鏡写真に示
すように、上側のAl系(アルミ6061)の金属層1
5と下側のMg合金部材本体13との界面に細帯状のM
17Al12化合物が生成していた。
【0029】次に、下記の条件にて製造したMg合金部
材17の機械的性質を表2に示す。 <材質> Mg合金素材:AZ80A(鋳造ビレット) 容器:アルミ6061、2.5mm厚 蓋体: 同 上 <製造条件> 真空引き条件:1×10-1Torr 押出条件:温度 380℃ 押出比 7 このデータから明らかなように、本実施例の押出材(M
g合金部材17)の機械的性質は、比較例の連続鋳造材
よりも優れており、鍛造材とほぼ同程度であった。
【0030】また、本実施例のMg合金部材17(押出
材)の鍛造成形性を判定するために限界据込み率を求め
た。この限界据込み率は、図5に示すように、Mg合金
部材17と同一材質および同一製造条件にて製作した直
径(D)16mm、長さ(H1)24mmの円柱状のテスト
ピースPを用意し、このテストピースPを図6に示すよ
うに、テストマシンMにセットして下向きに力Fをか
け、テストピースPにクラックCが発生したときのテス
トピースPの高さ(H2 )を測定し、この値を下記の式
に当て嵌めることによって求められる。なお、テスト条
件としては約20分で350℃に昇温させ、昇温後直ぐ
に据え込みした。
【0031】 限界据込み率=(H1 −H2 )/H1 ×100 この限界据込み率は、値が大きいほど鍛造成形性が良好
であることを示し、本実施例のテストピースPでは、7
0%であった。また、Al系の金属層15は剥離してい
なかった(図7の顕微鏡写真参照)。
【0032】したがって、本実施例では、第1実施例で
得られたと同様の効果、つまり軽量化、耐酸性および耐
食性を向上させることができるとともに、Mg合金部材
本体13とAl系の金属層15との結合強度を高め得て
鍛造時の剥離を確実に防止することができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る本
発明方法によれば、Mg合金素材が充填されたAl系の
金属製容器を真空引きした後密封し、その後、加熱して
押出成形するので、得られたMg合金部材のMg合金部
材本体表面をAl系の金属層で覆って外気と完全に遮断
し、熱間塑性加工時における表面酸化や腐食を確実に防
止することができる。さらに、Mg合金部材本体とAl
系の金属層との界面に生成した金属化合物によって、両
者の結合強度を高め得て鍛造時の剥離を確実に防止する
ことができる。
【0034】請求項2に係る本発明方法によれば、今ま
で廃棄処分していた切り粉をMg合金素材として用いる
ので、上述の如き効果に加えて、切り粉を再生材として
リサイクルし得て資源を無駄なく有効に活用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の製造工程図である。 (a):切り粉を容器に充填する前の状態を示す工程図
である。 (b):切り粉の圧粉状態を示す工程図である。 (c):容器の真空ホットプレス状態を示す工程図であ
る。 (d):容器の押出状態を示す工程図である。 (e):Mg合金部材の断面図である。
【図2】第1実施例におけるMg合金部材の母材(Mg
合金)とAl系(アルミ6061)の金属層との境目の
金属組織を100倍に拡大して示す顕微鏡写真である。
【図3】第1実施例におけるMg合金部材の母材(Mg
合金)の金属組織を100倍に拡大して示す顕微鏡写真
である。
【図4】第2実施例の製造工程図である。 (a):Mg合金素材を容器に充填する前の状態を示す
工程図である。 (b):Mg合金素材を容器に充填した状態を示す工程
図である。 (c):容器に蓋体を溶接した状態を示す工程図であ
る。 (d):容器の密封状態を示す工程図である。 (e):容器の押出状態を示す工程図である。 (f):Mg合金部材の斜視図である。
【図5】限界据込み率を測定するためのテストピースの
正面図である。
【図6】テストピースのテスト要領を説明するための説
明図である。
【図7】第2実施例におけるMg合金部材の母材(Mg
合金)とAl系(アルミ6061)の金属層との境目の
金属組織を200倍に拡大して示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
1…切り粉 3,21…容器 13…Mg合金部材本体 15…軽金属層 17…Mg合金部材 19…Mg合金素材
【表1】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/00 E 8928−4K 23/00 6919−4K

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mg合金素材をAl系の金属製容器に充
    填し、次いで、このMg合金素材が充填された容器を真
    空引きした後密封し、その後、この密封された容器を加
    熱して押出成形することにより、Mg合金部材本体の表
    面にAl系の金属層が設けられたMg合金部材を得るこ
    とを特徴とするMg合金部材の製造方法。
  2. 【請求項2】 Mg合金の切り粉をAl系の金属製容器
    に充填して圧粉し、次いで、この切り粉が圧粉された容
    器を真空引きするとともにホットプレスし、その後、こ
    のホットプレスされた容器を加熱して押出成形すること
    により、Mg合金部材本体の表面にAl系の金属層が設
    けられたMg合金部材を得ることを特徴とするMg合金
    部材の製造方法。
JP3224841A 1991-08-08 1991-08-08 Mg合金部材の製造方法 Pending JPH0543957A (ja)

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Cited By (2)

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