JPH08157981A - Casting of heat resistant magnesium alloy - Google Patents
Casting of heat resistant magnesium alloyInfo
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- JPH08157981A JPH08157981A JP29503594A JP29503594A JPH08157981A JP H08157981 A JPH08157981 A JP H08157981A JP 29503594 A JP29503594 A JP 29503594A JP 29503594 A JP29503594 A JP 29503594A JP H08157981 A JPH08157981 A JP H08157981A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、伸び及び強度特性に優
れたＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−希土類（以下、「Ｒ．Ｅ．」と
いう。）元素−Ｍｎ系耐熱マグネシウム合金の鋳造方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for casting a Mg-Al-Zn-rare earth (hereinafter referred to as "RE") element-Mn heat-resistant magnesium alloy having excellent elongation and strength characteristics.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｍｇの比重は１．７４であり、工業用金
属材料中最も軽量である上、機械的性質もアルミニウム
合金に比較して見劣りしないので、主として航空機又は
自動車材料、特に軽量化や低燃費化に対応する材料とし
て注目されてきた。従来のマグネシウム合金のうち、Ｍ
ｇ−Ａｌ系合金（ＡＳＴＭ規格−ＡＭ６０Ｂ、ＡＭ５０
Ａ、ＡＭ２０Ａ等）は、２〜１２重量％のＡｌを含み、
これに少量のＭｎが添加されたものである。このＭｇ−
Ａｌ系合金では、Ｍｇがα−Ｍｇ固溶体とβ−Ｍｇ17Ａ
ｌ12化合物との共晶系を構成している。このため、この
Ｍｇ−Ａｌ系合金では、熱処理によってＭｇ17Ａｌ12の
中間相の析出による時効硬化を生じ、溶体化によって強
さと靱性が向上する。2. Description of the Related Art Since Mg has a specific gravity of 1.74 and is the lightest of all industrial metal materials, and its mechanical properties are not inferior to those of aluminum alloys, it is mainly used for aircraft or automobile materials, especially for weight reduction and It has been attracting attention as a material for reducing fuel consumption. Among conventional magnesium alloys, M
g-Al alloy (ASTM standard-AM60B, AM50
A, AM20A, etc.) contains 2-12 wt% Al,
A small amount of Mn is added to this. This Mg-
In the Al-based alloy, Mg is α-Mg solid solution and β-Mg 17 A
It constitutes a eutectic system with the l 12 compound. Therefore, in this Mg-Al alloy, age hardening occurs due to precipitation of the intermediate phase of Mg 17 Al 12 by heat treatment, and strength and toughness are improved by solution treatment.
【０００３】また、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金（ＡＳＴＭ
規格−ＡＺ９１Ｄ等）は、５〜１０重量％のＡｌと、
０．３５〜３重量％のＺｎとを含有するものである。こ
のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金では、Ｍｇが広いα−固溶体
領域を構成し、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系化合物が晶出する。
このため、このＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金では、鋳造品の
ままでも強靱で耐食性に優れているが、時効熱処理によ
って機械的性質が改善され、また焼入れ焼戻しにより粒
界に化合物相がパーライト状に析出する。In addition, a Mg-Al-Zn alloy (ASTM
Standard-AZ91D, etc.) is 5-10 wt% Al,
It contains 0.35 to 3% by weight of Zn. In this Mg-Al-Zn-based alloy, Mg constitutes a wide α-solid solution region, and the Mg-Al-Zn-based compound crystallizes.
Therefore, in this Mg-Al-Zn alloy, although it is tough as a cast product and excellent in corrosion resistance, mechanical properties are improved by aging heat treatment, and the compound phase becomes pearlite at grain boundaries by quenching and tempering. To deposit.
【０００４】Ｍｇ−Ｚｎ系合金においては、Ｍｇに２重
量％のＺｎを添加した場合に、鋳造品のままで最高の強
度と伸びが得られるが、鋳造性を良くし健全な鋳物を得
るために、さらに多量にＺｎが添加される。Ｍｇ−６重
量％Ｚｎ合金は鋳造品のままでは引張強さが１７ｋｇ／
ｍｍ2 台であり、Ｔ６処理により改善されるものの、Ｍ
ｇ−Ａｌ系に比べるとかなり劣っている。このＭｇ−Ｚ
ｎ系合金としては、例えばＡＳＴＭ規格−ＺＣ６３Ａ
（Ｍｇ−６重量％Ｚｎ−３重量％Ｃｕ−０．２重量％Ｍ
ｎ）がある。In the Mg-Zn alloy, when 2% by weight of Zn is added to Mg, the maximum strength and elongation can be obtained as a cast product, but in order to improve the castability and obtain a sound casting. In addition, Zn is added in a larger amount. The Mg-6 wt% Zn alloy has a tensile strength of 17 kg /
mm 2 units, which can be improved by T6 treatment, but M
It is considerably inferior to the g-Al system. This Mg-Z
As the n-based alloy, for example, ASTM standard-ZC63A
(Mg-6 wt% Zn-3 wt% Cu-0.2 wt% M
n).
【０００５】一方、耐熱性が優れ高温における使用に適
するマグネシウム合金が探究され、Ｒ．Ｅ．元素を添加
した合金が、常温における機械的性質はアルミニウム合
金に多少劣るが、２５０〜３００℃までの高温において
アルミニウム合金に比肩する性質が得られることが見出
されている。例えば、Ｒ．Ｅ．元素を含む実用合金とし
て、Ｚｎを含まないＥＫ３０Ａ合金（Ｍｇ−２．５〜４
重量％Ｒ．Ｅ．元素−０．２重量％Ｚｒ）、Ｚｎを含む
ものとしてＺＥ４１Ａ合金（Ｍｇ−１重量％Ｒ．Ｅ．元
素−２．０重量％Ｚｎ−０．６重量％Ｚｒ）が実用化さ
れている。On the other hand, a magnesium alloy having excellent heat resistance and suitable for use at high temperature has been sought, and R. E. FIG. It has been found that the alloy to which the element is added has mechanical properties at room temperature somewhat inferior to those of the aluminum alloy, but at a high temperature of 250 to 300 ° C., the properties comparable to those of the aluminum alloy are obtained. For example, R. E. FIG. As a practical alloy containing elements, an EK30A alloy containing no Zn (Mg-2.5 to 4)
Wt% R. E. FIG. ZE41A alloy (Mg-1% by weight RE element-2.0% by weight Zn-0.6% by weight Zr) has been put to practical use as a material containing element-0.2% by weight Zr) and Zn.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記マグネシウム合金
のうち、Ｍｇ−Ａｌ系合金又はＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金
は、コストも安く、ダイカストが可能であるので、せい
ぜい６０℃以下の低温度で使用される部材に採用されつ
つあるが、Ｍｇ−Ａｌ化合物は融点が低く、高温で不安
定であるため、高温での強度低下、耐クリープ性の低下
が大きい。Among the above-mentioned magnesium alloys, Mg-Al type alloys or Mg-Al-Zn type alloys are low in cost and can be die-casted, so that they are used at a low temperature of at most 60 ° C or lower. However, since Mg-Al compounds have a low melting point and are unstable at high temperatures, strength and creep resistance at high temperatures are greatly reduced.
【０００７】例えば、ＡＺ９１Ｄは鋳造性、耐食性及び
室温〜１５０℃までの強度に優れるが、１００℃以上の
耐クリープ性に劣る。高温クリープ特性が低いと、例え
ばボルト締結部が使用中温度上昇した場合に、締付力
（軸力）が低下するという問題を生じる。特にダイカス
ト材料の場合にこの傾向は顕著となる。また、マグネシ
ウム合金中のＡｌは、その凝固過程において、Ｍｇ17Ａ
ｌ12の晶出物を形成するが、ダイカストのように冷却速
度が早い場合、粒界近傍に晶出物を形成する前の溶質原
子のＡｌ濃度が高い領域（デントリティクセル）を形成
する。この不安定なＡｌの存在のため、高温環境下での
粒界拡散が活発となり、クリープ変形が促進されると考
えられる。For example, AZ91D is excellent in castability, corrosion resistance and strength from room temperature to 150 ° C, but is inferior in creep resistance at 100 ° C or higher. If the high-temperature creep property is low, there arises a problem that the tightening force (axial force) is reduced when the temperature of the bolt fastening portion rises during use, for example. This tendency is particularly remarkable in the case of die casting materials. Al in the magnesium alloy is Mg 17 A during the solidification process.
Although the crystallized product of l 12 is formed, when the cooling rate is fast like die casting, a region (dentriticel) having a high Al concentration of solute atoms before forming the crystallized substance is formed in the vicinity of the grain boundary. It is considered that the presence of this unstable Al promotes grain boundary diffusion in a high temperature environment and promotes creep deformation.
【０００８】このため、本出願人は、特願平５−３０４
０３１号等において、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−希土類元素−
Ｍｎ系耐熱マグネシウム合金を提案した。この耐熱マグ
ネシウム合金は、１５０℃でのクリープ特性を向上し、
さらに室温〜１００℃までの強度を確保し、鋳造性と耐
食性とを向上させたものである。しかしながら、この提
案の耐熱マグネシウム合金を鋳造する場合、添加する合
金元素の元地金中に不可避不純物としてのＦｅが無視で
きない程度で含まれており、このＦｅが耐熱マグネシウ
ム合金の耐食性に悪影響を及ぼすことが明らかとなっ
た。Therefore, the applicant of the present invention has filed Japanese Patent Application No. 5-304.
031 etc., Mg-Al-Zn-rare earth element-
A Mn-based heat-resistant magnesium alloy has been proposed. This heat-resistant magnesium alloy has improved creep characteristics at 150 ° C,
Further, the strength from room temperature to 100 ° C. is secured, and the castability and corrosion resistance are improved. However, when casting the heat-resistant magnesium alloy of this proposal, Fe as an unavoidable impurity is contained in the base metal of the added alloy element in a non-negligible amount, and this Fe adversely affects the corrosion resistance of the heat-resistant magnesium alloy. It became clear.
【０００９】すなわち、この耐熱マグネシウム合金を鋳
造する場合、表１に例示する各元地金を採用するとすれ
ば、表１に示す割合でこれら元地金中にＦｅが含有され
る。なお、表１では耐熱マグネシウム合金の溶湯を７０
ｋｇ溶製する場合について例示している。That is, in the case of casting this heat-resistant magnesium alloy, if the respective base metals exemplified in Table 1 are adopted, Fe is contained in these base metals at the ratio shown in Table 1. In Table 1, the heat-resistant magnesium alloy melt is
An example is shown for the case of kg production.
【００１０】[0010]
【表１】 表１に示すように、各元地金にＦｅが含有され、特にミ
ッシュメタルが主成分のＣｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ等の
Ｒ．Ｅ．元素以外の不純物としてＦｅを多量に含有して
いることがわかる。このため、添加する合金元素、特に
クリープ特性向上に寄与するＲ．Ｅ．元素として、各単
一元素まで精錬したものや低い不純物量のものを採用す
ることも考えられるが、こうするとかなりのコストアッ
プになってしまうことから、この耐熱マグネシウム合金
の鋳造に際しては、低コストの観点から、ある程度のＦ
ｅ量を有する元地金、特にＲ．Ｅ．元素としては脱酸材
として多用されているミッシュメタルを採用するのが望
ましい。[Table 1] As shown in Table 1, Fe is contained in each base metal, and in particular, R.C. of Ce, La, Nd, Pr, etc., whose main component is misch metal. E. FIG. It can be seen that Fe is contained in a large amount as impurities other than the element. For this reason, the alloying elements added, especially R. E. FIG. It is possible to use refined elements or low impurity amounts as elements, but this will increase the cost considerably, so when casting this heat resistant magnesium alloy, low cost From the point of view of F
e.g. R. e. E. FIG. As the element, it is desirable to adopt a misch metal which is widely used as a deoxidizing material.
【００１１】そして、表１に示す配合量の下、一般的な
鋳造方法により耐熱マグネシウム合金のインゴットを鋳
造すれば、このインゴットには表１に示す割合でＦｅが
含有されることとなる。比較のため、表２に示すよう
に、ＡＳＴＭ規格−Ｂ９３における既存の合金中のＦｅ
量の規格値を示す。If a heat-resistant magnesium alloy ingot is cast by a general casting method under the compounding amounts shown in Table 1, Fe will be contained in the ingot at the ratio shown in Table 1. For comparison, as shown in Table 2, Fe in existing alloys according to ASTM standard-B93
The standard value of quantity is shown.
【００１２】[0012]
【表２】 表１及び表２より、提案により得られる耐熱マグネシウ
ム合金は、既存の合金の４倍以上もＦｅ量が多いことが
わかる。こうして、各元地金中のＦｅ、特にミッシュメ
タル中のＦｅが耐熱マグネシウム合金の耐食性に悪影響
を及ぼしてしまう。[Table 2] From Table 1 and Table 2, it can be seen that the heat-resistant magnesium alloy obtained by the proposal has a Fe content more than four times that of the existing alloy. Thus, Fe in each base metal, especially Fe in misch metal, adversely affects the corrosion resistance of the heat-resistant magnesium alloy.
【００１３】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、コストアップを生じることなく、Ｆｅ
量を抑制可能な耐熱マグネシウム合金の鋳造方法を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and Fe is produced without increasing the cost.
An object of the present invention is to provide a method for casting a heat-resistant magnesium alloy capable of suppressing the amount.
【００１４】[0014]
（１）請求項１の耐熱マグネシウム合金の鋳造方法は、
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｒ．Ｅ．元素−Ｍｎ系耐熱マグネシ
ウム合金の鋳造方法であって、元地金からＭｇ、Ａｌ、
Ｚｎ、Ｒ．Ｅ．元素及びＭｎを含む第１溶湯を溶製する
第１工程と、該第１溶湯を前記耐熱マグネシウム合金の
凝固点を超え、かつＡｌ、Ｒ．Ｅ．元素、Ｍｎ及びＦｅ
を少なくとも含む金属間化合物の凝固点未満に冷却して
第２溶湯を溶製し、該第２溶湯を鋳造する第２工程と、
からなることを特徴とする。(1) The method for casting a heat-resistant magnesium alloy according to claim 1,
Mg-Al-Zn-R. E. FIG. A method for casting an element-Mn-based heat-resistant magnesium alloy, comprising:
Zn, R.I. E. FIG. A first step of producing a first molten metal containing an element and Mn, the first molten metal exceeding the freezing point of the heat-resistant magnesium alloy, and Al, R. E. FIG. Elements, Mn and Fe
A second step in which the second molten metal is melted by cooling to below the freezing point of the intermetallic compound containing at least, and the second molten metal is cast.
It is characterized by consisting of.
【００１５】（２）請求項２の耐熱マグネシウム合金の
鋳造方法は、請求項１記載の鋳造方法において、Ｒ．
Ｅ．元素の元地金はミッシュメタルであることを特徴と
する。 （３）請求項３の耐熱マグネシウム合金の鋳造方法は、
請求項１又は２記載の鋳造方法において、金属間化合物
はさらにＳｉを含むことを特徴とする。各請求項の鋳造
方法は、特願平５−３０４０３１号等に記載しているよ
うに、以下に示すＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｒ．Ｅ．元素−Ｍ
ｎ系耐熱マグネシウム合金のインゴットを製造する場合
に適している。(2) The casting method of the heat-resistant magnesium alloy according to claim 2 is the same as the casting method according to claim 1, wherein
E. FIG. The original metal of the element is characterized by being a misch metal. (3) The method for casting a heat-resistant magnesium alloy according to claim 3 is
The casting method according to claim 1 or 2, wherein the intermetallic compound further contains Si. As described in Japanese Patent Application No. 5-304031, etc., the casting method of each claim is the following Mg-Al-Zn-R. E. FIG. Element-M
It is suitable for producing an n-type heat-resistant magnesium alloy ingot.
【００１６】すなわち、一般式、Ｍｇ−ａ重量％Ａｌ−
ｂ重量％Ｚｎ−ｃ重量％Ｒ．Ｅ．元素−０．１〜１．０
重量％Ｍｎで表されるマグネシウム合金であり、 １．０≦ａ≦３．０ ０．２５≦ｂ≦３．０ ０．５≦ｃ≦４．０ であって、かつ ０．２５≦ｂ≦１．０ではｃ≦ａ＋１ １．０≦ｂ≦３．０ではｃ≦ａ＋ｂ≦（１／２）ｃ＋
４．０ の耐熱マグネシウム合金のインゴットを製造する場合に
適している。特に、Ｍｎの含有量が０．２〜０．３重量
％であるものに適している。That is, the general formula, Mg-a weight% Al-
b wt% Zn-c wt% R.I. E. FIG. Element-0.1-1.0
It is a magnesium alloy represented by weight% Mn, 1.0 ≦ a ≦ 3.0 0.25 ≦ b ≦ 3.0 0.5 ≦ c ≦ 4.0, and 0.25 ≦ b ≦ When 1.0, c ≦ a + 1 1.0 ≦ b ≦ 3.0, c ≦ a + b ≦ (1/2) c +
It is suitable for producing 4.0 heat-resistant magnesium alloy ingots. In particular, it is suitable for those having a Mn content of 0.2 to 0.3% by weight.
【００１７】この耐熱マグネシウム合金を鋳造する場
合、例示・具体的な態様としては、第１工程では６６０
〜７５０℃程度の湯温にし、第２工程では６５０℃程度
の湯温にする。第２工程においてある程度の時間の経過
を待つことが好ましい。また、第２工程の湯温のまま注
湯するとすれば、鋳型までの搬送中に第２溶湯が冷却し
て鋳造が困難になる場合がある。このため、鋳造までの
搬送中の冷却温度に余裕を持たせるため、第２溶湯を再
度加熱することが好ましい。但し、このとき、第２溶湯
を攪拌したり、昇温により対流を生じしめたりすれば、
晶出した金属間化合物を第２溶湯中に再び固溶させてし
まうこととなり、本発明の効果を阻害することとなるた
め、攪拌しない状態で６６０〜７５０℃程度の湯温に第
２溶湯を昇温することが好ましい。When casting this heat-resistant magnesium alloy, as an exemplary and specific embodiment, 660 is used in the first step.
The temperature of the hot water is about 750 ° C., and the temperature of the hot water is about 650 ° C. in the second step. It is preferable to wait for a certain amount of time in the second step. Further, if the molten metal is poured as it is in the second step, the second molten metal may be cooled during transportation to the mold, which may make casting difficult. Therefore, it is preferable to reheat the second molten metal in order to allow the cooling temperature during transportation until casting to have a margin. However, at this time, if the second molten metal is stirred or if convection is caused by the temperature rise,
Since the crystallized intermetallic compound will be dissolved again in the second molten metal to impede the effect of the present invention, the second molten metal is heated to a temperature of about 660 to 750 ° C. without stirring. It is preferable to raise the temperature.
【００１８】[0018]
（１）請求項１の鋳造方法では、まず第１工程におい
て、ミッシュメタル等の元地金からＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、
Ｒ．Ｅ．元素及びＭｎを含む第１溶湯を溶製する。この
とき、各元地金中に含まれるＦｅは少なくともＡｌ、
Ｒ．Ｅ．元素及びＭｎとともに固溶状態の金属間化合物
を構成する。(1) In the casting method according to claim 1, first, in a first step, Mg, Al, Zn,
R. E. FIG. A first molten metal containing an element and Mn is melted. At this time, Fe contained in each original metal is at least Al,
R. E. FIG. It forms an intermetallic compound in a solid solution state together with the element and Mn.
【００１９】次いで、第２工程において、第１溶湯を耐
熱マグネシウム合金の凝固点を超え、かつＡｌ、Ｒ．
Ｅ．元素、Ｍｎ及びＦｅを少なくとも含む金属間化合物
の凝固点未満に冷却して第２溶湯を溶製する。このと
き、鋳造すべき耐熱マグネシウム合金は溶解している
が、金属間化合物は晶出して沈降する。ここで、ある程
度の時間の経過を待てば、この金属間化合物が沈降しや
すい。このため、第２溶湯は、金属間化合物が既に沈降
されているため、Ｆｅの含有量が低減されており、この
第２溶湯を鋳造することにより、Ｆｅ量を抑制した耐熱
マグネシウム合金のインゴットが得られる。Next, in the second step, the first molten metal is heated to a temperature above the freezing point of the heat-resistant magnesium alloy, and Al.
E. FIG. The second molten metal is melted by cooling below the freezing point of the intermetallic compound containing at least elements, Mn and Fe. At this time, the heat-resistant magnesium alloy to be cast is dissolved, but the intermetallic compound crystallizes and precipitates. Here, the intermetallic compound is likely to settle after waiting for a certain amount of time. For this reason, the Fe content is reduced in the second molten metal because the intermetallic compound has already settled down. By casting this second molten metal, an ingot of a heat-resistant magnesium alloy in which the Fe amount is suppressed is produced. can get.
【００２０】（２）請求項２の鋳造方法では、Ｒ．Ｅ．
元素としてミッシュメタルを採用している。このミッシ
ュメタルは各元地金の中で最もＦｅを多量に含有してい
るため、この鋳造方法の採用に適している。 （３）請求項１、２の製造方法では、不可避不純物とし
てＳｉも含有される場合がある。(2) According to the casting method of claim 2, R. E. FIG.
Misch metal is adopted as an element. Since this misch metal contains the largest amount of Fe in each original metal, it is suitable for adopting this casting method. (3) In the manufacturing method of claims 1 and 2, Si may be contained as an unavoidable impurity.
【００２１】この点、請求項３の鋳造方法によれば、第
２溶湯は、さらにＳｉを含む金属間化合物が既に沈降さ
れ、Ｓｉの含有量も低減されているため、この第２溶湯
を鋳造することにより、Ｓｉ量も抑制した耐熱マグネシ
ウム合金のインゴットが得られる。In this respect, according to the casting method of claim 3, since the intermetallic compound containing Si is already precipitated in the second molten metal and the content of Si is reduced, the second molten metal is cast. By doing so, an ingot of a heat-resistant magnesium alloy in which the amount of Si is suppressed can be obtained.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、請求項１、２を具体化した実施例を比
較例とともに図面を参照しつつ説明する。 （実施例） 「第１工程」上記表１に示す各元地金を図１に示す配合
量分用意するとともに、ボイラー製鋼板を使用したるつ
ぼを用意し、るつぼを電気炉内に載置する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings together with a comparative example. (Example) "1st process" Each base metal shown in the above Table 1 is prepared by the compounding quantity shown in FIG. 1, a crucible using a steel plate made of a boiler is prepared, and the crucible is placed in an electric furnace. .
【００２３】そして、各元地金の溶融状況を確認しつつ
第１溶湯を溶製するため、るつぼ内にまず純Ｍｇ元地金
と、Ｍｇ−Ｍｎ合金元地金との混合物を入れ、図１に示
す時間と湯温との関係により、６０分程度で７００℃ま
で昇温し、１５分間の間に純Ａｌ元地金、純Ｚｎ元地金
及びミッシュメタルを加え、各元地金が溶解すれば攪拌
し、フラックス（立川鋳造製：ＦＭ Ｎｏ．１４０）を
数〜数十ｇ添加して第１溶湯の精錬を行う。このとき、
各元地金中に含まれるＦｅは金属間化合物を構成してい
ると考えられる。Then, in order to produce the first molten metal while confirming the molten state of each base metal, first, a mixture of pure Mg base metal and Mg-Mn alloy base metal is put in the crucible, and According to the relationship between the time shown in 1 and the bath temperature, the temperature is raised to 700 ° C. in about 60 minutes, pure Al base metal, pure Zn base metal and Misch metal are added within 15 minutes, and each base metal is If it melt | dissolves, it will stir, and the flux (made by Tachikawa Casting: FM No.140) of several to several tens g will be added, and the 1st molten metal will be refined. At this time,
It is considered that Fe contained in each elemental metal constitutes an intermetallic compound.
【００２４】「第２工程」その後直ちに湯温を下げ始
め、３０分程度で６４０℃まで冷却したところで３０分
間保持し、第２溶湯を溶製する。このまま注湯するとす
れば、鋳型までの搬送中に第２溶湯が冷却して鋳造が困
難になる場合がある。このため、鋳造までの搬送中の冷
却温度に余裕を持たせるために再度湯温を上げる。この
とき、第２溶湯を攪拌することはせず、かつ昇温により
対流を生じないよう、３０分程度で７００℃まで昇温し
たところで保持する。そして、耐熱マグネシウム合金の
インゴットを鋳造する。 （比較例）図３に示す一般的な時間と湯温との関係によ
り、元地金よりＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、希土類元素及びＭｎ
を含む溶湯を溶製する。ここでは、まず純Ｍｇ元地金
と、Ｍｇ−Ｍｎ合金元地金との混合物を６０分程度で７
００℃まで昇温し、１５分間の間に純Ａｌ元地金、純Ｚ
ｎ元地金及びミッシュメタルを加え、各元地金が溶解す
れば攪拌し、上記フラックスを数〜数十ｇ添加して溶湯
の精錬を行う。そして、３０分間静置し、耐熱マグネシ
ウム合金のインゴットを鋳造する。 （評価）実施例及び比較例による鋳造１個目のインゴッ
ト、鋳造９個目のインゴット及びるつぼ底湯によるイン
ゴットについて、化学分析によりＦｅ量（ｗｔ％）を比
較した。結果を表３に示す。"Second step" Immediately after that, the temperature of the molten metal is lowered, and when it is cooled to 640 ° C in about 30 minutes, it is held for 30 minutes to melt the second molten metal. If the molten metal is poured as it is, the second molten metal may be cooled during the transportation to the mold, which may make casting difficult. For this reason, the hot water temperature is raised again in order to allow the cooling temperature during transportation until casting. At this time, the second molten metal is not stirred, and is kept at a temperature of 700 ° C. in about 30 minutes so that convection does not occur due to the temperature rise. Then, a heat-resistant magnesium alloy ingot is cast. (Comparative Example) Based on the relationship between the general time and the bath temperature shown in FIG. 3, Mg, Al, Zn, rare earth elements and Mn were compared with the original metal.
The molten metal containing is melted. Here, first, a mixture of a pure Mg base metal and a Mg-Mn alloy base metal is used in about 60 minutes for 7 minutes.
The temperature is raised to 00 ° C and pure Al original metal and pure Z are added within 15 minutes.
n elemental metal and misch metal are added, and if each elemental metal is melted, the mixture is stirred, and a few to several tens g of the above flux is added to refine the molten metal. Then, it is allowed to stand for 30 minutes to cast a heat-resistant magnesium alloy ingot. (Evaluation) The Fe amount (wt%) was compared by chemical analysis for the first cast ingot, the ninth cast ingot, and the ingot made of crucible bottom hot water according to the examples and comparative examples. The results are shown in Table 3.
【００２５】[0025]
【表３】 また、図２に実施例のるつぼ底湯によるインゴットの顕
微鏡写真を示す。図中、中央やや左側の灰色の部分がこ
のインゴットに見られた金属間化合物である。この金属
間化合物をＥＰＭＡ分析したところ、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．元
素−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系のものであり、各元地金中に含
まれるＦｅはＡｌ−Ｒ．Ｅ．元素−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ金
属間化合物を構成したことがわかる。ここで、不可避不
純物としてＳｉも含まれていることが判明した。[Table 3] Further, FIG. 2 shows a micrograph of an ingot made from the crucible bottom bath of the example. In the figure, the gray area on the slightly left side of the center is the intermetallic compound found in this ingot. When this intermetallic compound was analyzed by EPMA, Al-R. E. FIG. Fe is an element-Mn-Fe-Si system, and Fe contained in each original metal is Al-R. E. FIG. It can be seen that the element-Mn-Fe-Si intermetallic compound was formed. Here, it was found that Si was also contained as an unavoidable impurity.
【００２６】表３、図２及びＥＰＭＡ分析より、実施例
の第２工程での湯温が６４０℃であることから、鋳造す
べき耐熱マグネシウム合金は凝固点が６３２℃であるた
め溶解しているが、Ａｌ−Ｒ．Ｅ．元素−Ｍｎ−Ｆｅ−
Ｓｉ金属間化合物は凝固点が７００℃程度であるため晶
出し、るつぼの底に沈降することがわかる。そして、実
施例の第２溶湯は、第２工程においてＡｌ−Ｒ．Ｅ．元
素−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物を既に沈降させ、Ｆ
ｅの含有量が低減されていることがわかる。したがっ
て、るつぼ底湯を除いて第２溶湯を鋳造すれば、Ｆｅ量
を０．００１ｗｔ％未満まで抑制し、ＡＳＴＭ規格をク
リアできる程度の耐熱マグネシウム合金のインゴットが
得られることがわかる。また、第２溶湯はＳｉの含有量
も低減され、Ｓｉ量も少ない耐熱マグネシウム合金のイ
ンゴットが得られることがわかる。From Table 3, FIG. 2 and EPMA analysis, it is found that the heat-resistant magnesium alloy to be cast is melted because its freezing point is 632 ° C. because the hot water temperature in the second step of the example is 640 ° C. , Al-R. E. FIG. Element-Mn-Fe-
It can be seen that the Si intermetallic compound crystallizes and settles at the bottom of the crucible because the freezing point is about 700 ° C. And the 2nd molten metal of an Example was Al-R. E. FIG. The element-Mn-Fe-Si intermetallic compound has already precipitated and F
It can be seen that the content of e is reduced. Therefore, it can be seen that if the second molten metal is cast excluding the crucible bottom molten metal, the Fe content can be suppressed to less than 0.001 wt% and a heat-resistant magnesium alloy ingot that can meet the ASTM standard can be obtained. Further, it is understood that the second molten metal has a reduced Si content, and an ingot of a heat-resistant magnesium alloy having a low Si content can be obtained.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３の鋳
造方法では、各請求項記載の構成を採用しているため、
ミッシュメタル等の採用による低い製造コストの下、Ｆ
ｅ量を抑制可能な耐熱マグネシウム合金を鋳造すること
ができる。特に、請求項２の鋳造方法では、Ｒ．Ｅ．元
素としてＦｅ含有量の多いミッシュメタルを採用した場
合に適しているまた、請求項３の鋳造方法では、Ｓｉ量
も抑制可能である。As described in detail above, in the casting method according to claims 1 to 3, since the structures described in each claim are adopted,
F at low manufacturing cost due to adoption of misch metal, etc.
A heat-resistant magnesium alloy capable of suppressing the amount of e can be cast. Particularly, according to the casting method of claim 2, R. E. FIG. It is suitable when a misch metal having a large Fe content is adopted as an element. Further, the casting method according to claim 3 can also suppress the Si content.
【００２８】したがって、請求項１〜３の鋳造方法によ
り鋳造された耐熱マグネシウム合金は、優れた耐食性を
確実に発揮できる。Therefore, the heat-resistant magnesium alloy cast by the casting method according to claims 1 to 3 can surely exhibit excellent corrosion resistance.
【図１】実施例に係り、時間と湯温との関係を示すグラ
フである。FIG. 1 is a graph showing a relationship between time and hot water temperature according to an example.
【図２】実施例に係り、るつぼ底湯によるインゴットの
金属組織を示す１００倍の顕微鏡写真である。FIG. 2 is a 100 × micrograph showing a metal structure of an ingot made of crucible bottom bath according to an example.
【図３】比較例に係り、時間と湯温との関係を示すグラ
フである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between time and hot water temperature according to a comparative example.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年２月８日[Submission date] February 8, 1995
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図２[Name of item to be corrected] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図２】 [Fig. 2]
Claims (3)
熱マグネシウム合金の鋳造方法であって、 元地金からＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、希土類元素及びＭｎを含
む第１溶湯を溶製する第１工程と、 該第１溶湯を前記耐熱マグネシウム合金の凝固点を超
え、かつＡｌ、希土類元素、Ｍｎ及びＦｅを少なくとも
含む金属間化合物の凝固点未満に冷却して第２溶湯を溶
製し、該第２溶湯を鋳造する第２工程と、からなること
を特徴とする耐熱マグネシウム合金の鋳造方法。1. A method of casting a Mg-Al-Zn-rare earth element-Mn-based heat-resistant magnesium alloy, which comprises melting a first molten metal containing Mg, Al, Zn, a rare earth element and Mn from a base metal. 1 step, cooling the first molten metal to a temperature above the freezing point of the heat-resistant magnesium alloy and below the freezing point of the intermetallic compound containing at least Al, a rare earth element, Mn, and Fe to melt the second molten metal; 2. A method for casting a heat-resistant magnesium alloy, which comprises a second step of casting a molten metal.
ることを特徴とする請求項１記載の耐熱マグネシウム合
金の鋳造方法。2. The method for casting a heat-resistant magnesium alloy according to claim 1, wherein the base metal of the rare earth element is misch metal.
徴とする請求項１又は２記載の耐熱マグネシウム合金の
鋳造方法。3. The method for casting a heat-resistant magnesium alloy according to claim 1, wherein the intermetallic compound further contains Si.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29503594A JPH08157981A (en) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Casting of heat resistant magnesium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29503594A JPH08157981A (en) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Casting of heat resistant magnesium alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08157981A true JPH08157981A (en) | 1996-06-18 |
Family
ID=17815481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29503594A Pending JPH08157981A (en) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Casting of heat resistant magnesium alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08157981A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007046071A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Chuo Kosan Kk | Mg ALLOY, AND CASTING METHOD OR FORGING METHOD OF THE SAME |
| KR101234053B1 (en) * | 2012-11-01 | 2013-02-15 | 한국기계연구원 | Manufacturing method of low nickel recycling magnesium alloy using magnesium scrap |
| CN114686737A (en) * | 2022-04-09 | 2022-07-01 | 五台云海镁业有限公司 | High-quality magnesium-based master alloy and production method thereof |
| CN115612953A (en) * | 2022-11-17 | 2023-01-17 | 质子汽车科技有限公司 | Method for reducing thermoplastic deformation stress of magnesium alloy |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29503594A patent/JPH08157981A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007046071A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Chuo Kosan Kk | Mg ALLOY, AND CASTING METHOD OR FORGING METHOD OF THE SAME |
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| WO2014069936A1 (en) * | 2012-11-01 | 2014-05-08 | 인제대학교 산학협력단 | Method for preparing recycled low-nickel magnesium alloy using magnesium scraps |
| CN114686737A (en) * | 2022-04-09 | 2022-07-01 | 五台云海镁业有限公司 | High-quality magnesium-based master alloy and production method thereof |
| CN115612953A (en) * | 2022-11-17 | 2023-01-17 | 质子汽车科技有限公司 | Method for reducing thermoplastic deformation stress of magnesium alloy |
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