JPH06228698A - 耐食性に優れたMg基合金 - Google Patents

耐食性に優れたMg基合金

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JPH06228698A
JPH06228698A JP1658493A JP1658493A JPH06228698A JP H06228698 A JPH06228698 A JP H06228698A JP 1658493 A JP1658493 A JP 1658493A JP 1658493 A JP1658493 A JP 1658493A JP H06228698 A JPH06228698 A JP H06228698A
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JP
Japan
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corrosion resistance
less
impurities
based alloy
alloy
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JP1658493A
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Yoshihiko Asakawa
義彦 浅川
Fumihiro Sato
文博 佐藤
Hidetoshi Yamaguchi
英俊 山口
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 Ti:0.01〜2%(重量%の意味、以下
同じ)、Al:2〜12%を夫々含み、残部Mg及び不
可避不純物よりなり、該不可避不純物中Fe:0.01
%以下、Ni:0.01%以下、Cu:0.1%以下、
Co:0.01%以下に夫々抑えてなり、組織中に面積
比率で3%以上のノジュラー組織を含む。 【効果】 Ti添加によって耐食性に有害な不純物であ
るFe、Ni、Co、Cu等をより害の少ない金属間化
合物として固定する効果と、Al若しくはAlとZnを
添加しノジュラー組織を人為的に析出させることによっ
て、腐食部分を包み込むバリヤー効果と、Mg基合金中
の不純物との電位差を減少させる効果との相乗効果によ
り著しく耐食性に優れたものとなった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性を改善したMg
基合金に関するものであり、宇宙・航空材料、電子機器
材料、自動車部材等幅広い分野で利用することができ
る。
【0002】
【従来の技術】Mg基合金は、宇宙材料、航空材料、パ
ソコンのハードディスク周辺部材、レーシングカーのエ
ンジン回り及びホイール等の様に、過酷な条件下で軽量
性と高強度性が要求される部分に採用されてきた。近年
では一般の自動車のハンドル芯材やシートフレーム等に
も用いられ、その需要は年々増加している。
【0003】しかし、母材であるMgは本来非常に活性
な金属であるため、容易に発錆し、腐食しやすいという
問題点がある。また、Mg基合金中に不純物として含ま
れるFe、Ni、Cu、Co等の金属やこれらの金属間
化合物とMgとの間で電位差が生じるためやはり発錆し
やすい。
【0004】このためMg基合金を大気中や海水中等通
常の環境で使用するに際しては、防錆を主目的とした表
面処理が不可欠となっている。このようなMg基合金の
表面処理には、陽極酸化処理、反応型クロメート処理等
の化成処理や、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等による樹
脂被覆等が行われているが、これらの表面処理ではその
保護機能が永久的とは言えず、また高腐食環境下でのM
g基合金の使用には充分な耐食性が得られていないのが
現状である。
【0005】そこでMg基合金自体の耐食性を改善する
試みが種々なされてきた。まず耐食性にとって有害な不
純物であるFe、Ni、Co、Cu等を除去する方法が
考えられ、Mnを添加し、Feとの化合物、若しくはF
e、Alとの化合物を生成させ、密度の差によって除去
する方法が広く知られ行なわれている(メタルズハンド
ブック等)。また同様に、四塩化チタンガスを導入する
方法(特公昭31−504号公報)ホウ素のハロゲン化
誘導体を噴射する方法(特開昭58−96830号公
報)等が提唱されている。しかしながらこれら有害不純
物を除去する方法では、工程が複雑になり製造コストが
上昇する、底部に沈殿したスラッジにより歩留りが悪化
する等の問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な従
来技術の問題点に着目してなされたものであって、その
目的は、Mg基合金自体の耐食性を改善し、優れた耐食
性を有するMg基合金材を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明のMg基合金は、Ti:0.01〜2
%、Al:2〜12%を夫々含み、残部Mg及び不可避
不純物よりなり、該不可避不純物中Fe:0.01%以
下、Ni:0.01%以下、Cu:0.1%以下、C
o:0.01%以下に夫々抑えてなり、組織中に面積比
率で3%以上のノジュラー組織を含むことに第一の要旨
を有し、更にZnを12%未満で且つAlよりも少ない
量含有してなることに第二の要旨を有し、更にMn:1
%以下及び/又はSi:0.4%以下を含有してなるこ
とに第三の要旨を有するものである。
【0008】
【作用】Mg基合金としては、強度と鋳造性を高めるた
めにAl或いはAlとZnを添加したMg−Al系合金
やMg−Al−Zn系合金が広く使われている。本発明
者らは、これらの合金ではノジュラー組織が析出するた
めに耐食性が向上することを見出し先に特許出願を行な
った(特願平4−146506号)。しかしながら、相
互に固溶限を持たないためにMgに固溶し難い不純物で
あるFeが、Alを添加することによって容易に固溶す
るようになり、Mg−Al系及びMg−Al−Zn系合
金本来の耐食性を得られないでいた。
【0009】そこで本発明者らが種々検討した結果、耐
食性にとって有害な不純物を単に除去するのではなく、
Tiを合金中に添加して、これらの不純物を安定な化合
物とすることによってMg基合金の耐食性を飛躍的に改
善できることを見出し、本発明に至ったものである。
【0010】即ち、本発明においては、固溶したり金属
間化合物になったりして耐食性に悪影響を与えるFe、
Ni、Co、Cu等を、Tiを添加することによって、
TiFe2 、TiNi3 、TiCo3 、Ti2 Cu等の
比較的安定で無害な金属間化合物として固定することに
よって耐食性を向上せしめたものである。また本発明
は、規定の組成を有するMg基合金中にノジュラー組織
を人為的に多く析出させることによって更に耐食性を向
上させたものである。
【0011】本発明でいうノジュラー組織とは、Mg
−Al系合金においてはMg17Al 12若しくは類似のM
g−Al系金属間化合物とMg合金とからなる層状の組
織を言い、Mg−Al−Zn系合金においてはMg17
Al12、Mg32(Al・Zn)49若しくは類似の金属間
化合物とMg合金とからなる層状の組織を言う。本発明
においては、十分な耐食性改善効果を得るために面積比
率で3%以上のノジュラー組織を含む必要がある。
【0012】このノジュラー組織は溶解しにくいため腐
食界面を覆うことができ、更に合金中のFe、Ni、C
o、Cu等の有害な不純物を組織中に取り込むので、こ
れらの不純物とMg合金との間の電位差を小さくするこ
とができる。本発明のMg基合金は、この様な腐食界面
を覆うバリヤー効果と不純物取り込みによる電位差減少
効果によって腐食の進行を抑制することができるのであ
る。
【0013】ノジュラー組織は粒界および粒内に析出す
るものであるが、本発明においてはこのノジュラー組織
を得る方法は一切制限されず、合金元素の添加、熱処
理、冷却速度の制御等公知の方法によって得ればよい。
例えば熱処理をしない砂型材の場合そのノジュラー組織
量は面積比率で約0〜17%となる。このものに更に熱
処理を行なうことによってノジュラー組織量を任意に制
御することができる。また溶体化処理後に時効処理を行
えば均質なノジュラー組織を得ることができるので好ま
しい。次に本発明における合金成分の規定理由を述べ
る。
【0014】Tiの添加量は0.01〜2%とする。T
iの添加は一定の量までは添加量が多い程Fe等の不純
物と結合しやすいため好ましいが、過剰に添加しても金
属Tiが析出し、密度の違いによって分離されてしまう
ので上限は2%とする。また添加量が少なすぎると十分
な耐食性が得られないので下限は0.01%とする。A
lの添加量は2〜12%とする。Alはノジュラー組織
を増加せしめ耐食性を改善するために添加する。Alは
固溶限があるため上限は12%とする。また2%未満で
はノジュラー組織を形成しないので下限は2%とする。
【0015】Znの添加量は12%未満で且つAlの量
よりも少ない量とする。Znもノジュラー組織を形成せ
しめるために添加するものであるが、Al量以上に添加
するとMg−Al−Zn系金属間化合物の形成を妨げる
のでAlの量よりも少ない量とする。Mg基合金は一般
的にFe、Ni、Co、Cu等の不純物を含むと耐食性
が極端に悪化するため、本発明においても従来のMg合
金と同じレベルの不純物含有量とすることが要求され
る。従って不可避不純物中Fe:0.01%以下、N
i:0.01%以下、Co:0.01%以下、Cu:
0.1%以下に抑制する。
【0016】本発明のMg基合金は、上記Ti、Al、
Znの他に若干の第3元素を許容するが、中でもMn、
Siを添加することは夫々有用な効果を生ずる。Mnは
溶湯中の不純物であるFeを除去する効果を有するが、
Mn自体は耐食性を悪化させるため1%以下の添加が好
ましい。Siは合金の機械的強度を向上せしめるが、や
はりSi自体はMg基合金の耐食性を悪化させる傾向が
あるため0.4%以下の添加が好ましい。
【0017】また、TiとFe、Ni、Co、Cu等の
結合を妨げず、且つノジュラー組織の析出を妨げない範
囲であれば、上記の添加元素以外に一般的なMg基合金
添加元素であるAg、Zr、RE等を添加しても構わな
い。また本発明のMg基合金の製法は一切限定されず、
砂型材の他ダイカスト材、金型材、急冷凝固材等を広く
採用することができる。
【0018】以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を制限するものではな
く、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施するこ
とは全て本発明の技術的範囲に包含される。
【0019】
【実施例】純度99.999%の電解Mgを溶解し、表
1(Mg−Al系合金)及び表2(Mg−Al−Zn系
合金)に示す組成になるように高純度Al及び高純度Z
nを添加して調整後砂型鋳型で鋳造、空冷し、比較例に
示すMg−Al系合金及びMg−Al−Zn系合金を作
成した。その合金に粉末状Tiを添加、或いは四塩化T
iガスを溶湯中に導入することによってTiを添加し、
実施例に示す合金を作製した。これらの合金を供試材と
し、JISZ2371の塩水噴霧試験に準じて耐食性試
験を行ない、5日間試験後の腐食減量を測定して耐食性
を評価した。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】表1,2から明らかなように本発明の規定
要件を満たす実施例(合金No.1,2,6,8,11
〜13,15)は、耐食性が著しく向上しているのが分
かる。一方、本発明の規定要件のいずれかを欠除する比
較例(合金No.3〜5,7,9,10,14,16,
17)では耐食性に劣っている。
【0023】
【発明の効果】本発明のMg基合金は、Ti添加によっ
て耐食性に有害な不純物であるFe、Ni、Co、Cu
等をより害の少ない金属間化合物として固定する効果
と、Al若しくはAlとZnを添加しノジュラー組織を
人為的に析出させることによって腐食部分を包み込むバ
リヤー効果と、Mg基合金中の不純物との電位差を減少
させる効果との相乗効果により著しく耐食性に優れたも
のとなった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ti:0.01〜2%(重量%の意味、
    以下同じ)、Al:2〜12%を夫々含み、残部Mg及
    び不可避不純物よりなり、該不可避不純物中Fe:0.
    01%以下、Ni:0.01%以下、Cu:0.1%以
    下、Co:0.01%以下に夫々抑えてなり、組織中に
    面積比率で3%以上のノジュラー組織を含むことを特徴
    とする耐食性に優れたMg基合金。
  2. 【請求項2】 更にZnを12%未満で且つAlよりも
    少ない量含有してなる請求項1に記載の耐食性に優れた
    Mg基合金。
  3. 【請求項3】 更にMn:1%以下を含有してなる請求
    項1又は2に記載の耐食性に優れたMg基合金。
  4. 【請求項4】 更にSi0.4%以下を含有してなる請
    求項1〜3のいずれかに記載の耐食性に優れたMg基合
    金。
JP1658493A 1993-02-03 1993-02-03 耐食性に優れたMg基合金 Withdrawn JPH06228698A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5753145A (en) * 1995-06-02 1998-05-19 Hoecst Celanese Corp. Polarizer films with high thermal and hygroscopic stability
KR20040042469A (ko) * 2002-11-14 2004-05-20 현대자동차주식회사 반용융 성형용 마그네슘 합금과 그 제조방법
JP2011021274A (ja) * 2009-06-17 2011-02-03 Toyota Central R&D Labs Inc 再生マグネシウム合金とその製造方法およびマグネシウム合金
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CN106367648A (zh) * 2016-09-18 2017-02-01 冯军 一种石墨烯掺杂的镁合金丝及其制备方法

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