JPH09263871A - 高強度マグネシウム合金製の熱間鍛造品及びその製造法 - Google Patents
高強度マグネシウム合金製の熱間鍛造品及びその製造法Info
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- JPH09263871A JPH09263871A JP8076175A JP7617596A JPH09263871A JP H09263871 A JPH09263871 A JP H09263871A JP 8076175 A JP8076175 A JP 8076175A JP 7617596 A JP7617596 A JP 7617596A JP H09263871 A JPH09263871 A JP H09263871A
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- B21K1/18—Making machine elements pistons or plungers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温と室温の双方について強度の信頼性が要求
される自動車用エンジン部品として用いるのに適してい
る室温強度及び高温強度に優れたＭｇ合金製部品及びそ
の製造法を提供すること。 【解決手段】(a) Ｇｄ又はＤｙ４〜１５重量％、及び
(b) Ｃａ、Ｙ及びランタノイド[(a)成分を除く］からな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素０．８〜５重量
％を含有し、更に所望により(c) Ｚｒ及びＭｎからなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素２重量％以下を含
有し、残部がＭｇからなり、室温強度及び高温強度に優
れているＭｇ合金製の熱間鍛造品、及び該Ｍｇ合金から
なる鍛造用材料を４３０〜５７０℃で２〜７時間均質化
熱処理し、該鍛造用材料の温度を３８０〜５７０℃と
し、好ましくは金型温度を該鍛造用材料の温度よりも低
く、２５０〜４００℃の範囲で熱間鍛造する、Ｍｇ合金
製の熱間鍛造品の製造法。
される自動車用エンジン部品として用いるのに適してい
る室温強度及び高温強度に優れたＭｇ合金製部品及びそ
の製造法を提供すること。 【解決手段】(a) Ｇｄ又はＤｙ４〜１５重量％、及び
(b) Ｃａ、Ｙ及びランタノイド[(a)成分を除く］からな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素０．８〜５重量
％を含有し、更に所望により(c) Ｚｒ及びＭｎからなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素２重量％以下を含
有し、残部がＭｇからなり、室温強度及び高温強度に優
れているＭｇ合金製の熱間鍛造品、及び該Ｍｇ合金から
なる鍛造用材料を４３０〜５７０℃で２〜７時間均質化
熱処理し、該鍛造用材料の温度を３８０〜５７０℃と
し、好ましくは金型温度を該鍛造用材料の温度よりも低
く、２５０〜４００℃の範囲で熱間鍛造する、Ｍｇ合金
製の熱間鍛造品の製造法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は室温強度及び高温強
度に優れたマグネシウム合金製の熱間鍛造品及びその製
造法に関し、より詳しくは自動車用エンジンのピストン
回りの部品などの軽量化において要請されている２００
℃あるいは２５０℃程度までの高温でも十分な強度を有
するマグネシウム合金製の熱間鍛造品及びその製造法に
関する。
度に優れたマグネシウム合金製の熱間鍛造品及びその製
造法に関し、より詳しくは自動車用エンジンのピストン
回りの部品などの軽量化において要請されている２００
℃あるいは２５０℃程度までの高温でも十分な強度を有
するマグネシウム合金製の熱間鍛造品及びその製造法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保全の意識の高まりか
ら、自動車の燃費向上の要請が強まり、自動車用軽量材
料の開発が強く求められようになってきた。マグネシウ
ム合金は現在実用化されている金属材料の中で最も低密
度であり、今後の自動車用軽量材料として強く期待され
ている。現在、最も一般的に用いられているマグネシウ
ム合金はＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金（例えば、ＡＺ
９１合金＝Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ−０．２Ｍｎ）であ
り、この合金の鋳造技術等の周辺技術は完成段階にあ
り、自動車軽量化にあたって先ずこの合金が検討されて
いる。また、最近、耐熱用マグネシウム合金としてラン
タノイド（Ｌｎ）を添加したＭｇ−Ｇｄ−Ｙ系合金（特
公平７−１２２１１５号公報に記載の合金）やＭｇ−Ｄ
ｙ−Ｎｄ系合金（特公平７−１２２１１２号公報に記載
の合金）が開発、公表され、自動車用エンジン部品とし
て検討され始めている。
ら、自動車の燃費向上の要請が強まり、自動車用軽量材
料の開発が強く求められようになってきた。マグネシウ
ム合金は現在実用化されている金属材料の中で最も低密
度であり、今後の自動車用軽量材料として強く期待され
ている。現在、最も一般的に用いられているマグネシウ
ム合金はＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金（例えば、ＡＺ
９１合金＝Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ−０．２Ｍｎ）であ
り、この合金の鋳造技術等の周辺技術は完成段階にあ
り、自動車軽量化にあたって先ずこの合金が検討されて
いる。また、最近、耐熱用マグネシウム合金としてラン
タノイド（Ｌｎ）を添加したＭｇ−Ｇｄ−Ｙ系合金（特
公平７−１２２１１５号公報に記載の合金）やＭｇ−Ｄ
ｙ−Ｎｄ系合金（特公平７−１２２１１２号公報に記載
の合金）が開発、公表され、自動車用エンジン部品とし
て検討され始めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金は１２０℃以上の使用温
度条件下では強度が低下するので、自動車用エンジン部
品の中でも耐熱性が要求される部品の用途には適さな
い。従来実用されている耐熱性マグネシウム合金の２５
０℃での引張強さは最高でも２３０ＭＰａ程度であり、
それ以上の耐熱性が要望されている。また、上記の耐熱
性Ｍｇ−Ｇｄ−Ｙ系合金やＭｇ−Ｄｙ−Ｎｄ系合金は鋳
造法で成形されているが、鋳造法で成形された部品には
鋳造欠陥等による強度低下の不安があり、従って、強度
の信頼性が特に要求される自動車用エンジン部品の成形
には鋳造法以外の成形法が要請される。
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金は１２０℃以上の使用温
度条件下では強度が低下するので、自動車用エンジン部
品の中でも耐熱性が要求される部品の用途には適さな
い。従来実用されている耐熱性マグネシウム合金の２５
０℃での引張強さは最高でも２３０ＭＰａ程度であり、
それ以上の耐熱性が要望されている。また、上記の耐熱
性Ｍｇ−Ｇｄ−Ｙ系合金やＭｇ−Ｄｙ−Ｎｄ系合金は鋳
造法で成形されているが、鋳造法で成形された部品には
鋳造欠陥等による強度低下の不安があり、従って、強度
の信頼性が特に要求される自動車用エンジン部品の成形
には鋳造法以外の成形法が要請される。
【０００４】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高温
と室温の双方について強度の信頼性が要求される自動車
用エンジン部品として用いるのに適している室温強度及
び高温強度に優れたマグネシウム合金製部品及びその製
造法、具体的には、室温から２５０℃の範囲で２３０Ｍ
Ｐａ以上の引張強さを有するマグネシウム合金製部品及
びその製造法を提供することにある。
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高温
と室温の双方について強度の信頼性が要求される自動車
用エンジン部品として用いるのに適している室温強度及
び高温強度に優れたマグネシウム合金製部品及びその製
造法、具体的には、室温から２５０℃の範囲で２３０Ｍ
Ｐａ以上の引張強さを有するマグネシウム合金製部品及
びその製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために種々のマグネシウム合金の熱間鍛造に
ついて種々検討を重ねた結果、ガドリニウム又はジスプ
ロシウムを含有する特定のマグネシウム合金を用い、特
定の条件下で鍛造することにより、室温強度及び高温強
度に優れているマグネシウム合金製の熱間鍛造品を得る
ことが可能であることを見出し、本発明に到達した。
を解決するために種々のマグネシウム合金の熱間鍛造に
ついて種々検討を重ねた結果、ガドリニウム又はジスプ
ロシウムを含有する特定のマグネシウム合金を用い、特
定の条件下で鍛造することにより、室温強度及び高温強
度に優れているマグネシウム合金製の熱間鍛造品を得る
ことが可能であることを見出し、本発明に到達した。
【０００６】即ち、本発明は、（ａ）ガドリニウム又は
ジスプロシウム４〜１５重量％、及び（ｂ）カルシウ
ム、イットリウム及びランタノイド［（ａ）成分を除
く］からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素０．
８〜５重量％を含有し、更に所望により（ｃ）ジルコニ
ウム及びマンガンからなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素２重量％以下を含有し、残部がマグネシウムと
不可避の不純物からなり、室温強度及び高温強度に優れ
ているマグネシウム合金製の熱間鍛造品を提供する。
ジスプロシウム４〜１５重量％、及び（ｂ）カルシウ
ム、イットリウム及びランタノイド［（ａ）成分を除
く］からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素０．
８〜５重量％を含有し、更に所望により（ｃ）ジルコニ
ウム及びマンガンからなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素２重量％以下を含有し、残部がマグネシウムと
不可避の不純物からなり、室温強度及び高温強度に優れ
ているマグネシウム合金製の熱間鍛造品を提供する。
【０００７】また、本発明は、上記のマグネシウム合金
からなる鍛造用材料を４３０〜５７０℃で２〜７時間均
質化熱処理し、該鍛造用材料の温度を３８０〜５７０℃
とし、好ましくは金型温度を該鍛造用材料の温度よりも
低く、２５０〜４００℃の範囲で熱間鍛造することを特
徴とする上記のマグネシウム合金製の熱間鍛造品の製造
法を提供する。更に、本発明は上記の方法で熱間鍛造し
て得た熱間鍛造品を１８０〜２９０℃で２〜４００時間
時効硬化熱処理することを特徴とする上記のマグネシウ
ム合金製の熱間鍛造品の製造法を提供する。
からなる鍛造用材料を４３０〜５７０℃で２〜７時間均
質化熱処理し、該鍛造用材料の温度を３８０〜５７０℃
とし、好ましくは金型温度を該鍛造用材料の温度よりも
低く、２５０〜４００℃の範囲で熱間鍛造することを特
徴とする上記のマグネシウム合金製の熱間鍛造品の製造
法を提供する。更に、本発明は上記の方法で熱間鍛造し
て得た熱間鍛造品を１８０〜２９０℃で２〜４００時間
時効硬化熱処理することを特徴とする上記のマグネシウ
ム合金製の熱間鍛造品の製造法を提供する。
【０００８】本発明の熱間鍛造品を構成するマグネシウ
ム合金は特公平７−１２２１１５号公報及び特公平７−
１２２１１２号公報に記載されているものであり、それ
らのマグネシウム合金の組成範囲の限定理由は特公平７
−１２２１１５号公報及び特公平７−１２２１１２号公
報に記載されている通りであり、それらのマグネシウム
合金はコストと室温強度及び高温強度とを両立させるも
のである。そのような組成範囲のマグネシウム合金から
なる材料を用い、特定の熱間鍛造条件を選ぶことによ
り、鍛造に伴う割れ等の問題は生じることなしで熱間鍛
造品を得ることができる。
ム合金は特公平７−１２２１１５号公報及び特公平７−
１２２１１２号公報に記載されているものであり、それ
らのマグネシウム合金の組成範囲の限定理由は特公平７
−１２２１１５号公報及び特公平７−１２２１１２号公
報に記載されている通りであり、それらのマグネシウム
合金はコストと室温強度及び高温強度とを両立させるも
のである。そのような組成範囲のマグネシウム合金から
なる材料を用い、特定の熱間鍛造条件を選ぶことによ
り、鍛造に伴う割れ等の問題は生じることなしで熱間鍛
造品を得ることができる。
【０００９】本発明の熱間鍛造品を構成するマグネシウ
ム合金は鋳造状態では粒界に粗大な化合物が晶出してお
り、そのままで鍛造すると粒界部で割れが生じる。鍛造
の際のこのような割れを防止するためには、マグネシウ
ム合金に対して均質化熱処理を行う必要がある。均質化
熱処理の条件については、熱処理温度の下限は熱処理時
間との関係で決まり、臨界値はないが、実用的な時間内
で均質化熱処理が達成されるためには４３０℃以上であ
ることが好ましい。一方、熱処理温度の上限はマグネシ
ウム合金の酸化や発火の危険性、あるいは熱処理後の冷
却時に再度化合物の析出が生じて割れに繋がる危険性を
防止するために５７０℃以下であることが好ましい。よ
り好ましくは熱処理温度範囲は４５０〜５５０℃であ
る。熱処理温度を４３０〜５７０℃とした場合に、所望
の均質化熱処理効果を達成するのに要する熱処理時間は
２〜７時間程度である。
ム合金は鋳造状態では粒界に粗大な化合物が晶出してお
り、そのままで鍛造すると粒界部で割れが生じる。鍛造
の際のこのような割れを防止するためには、マグネシウ
ム合金に対して均質化熱処理を行う必要がある。均質化
熱処理の条件については、熱処理温度の下限は熱処理時
間との関係で決まり、臨界値はないが、実用的な時間内
で均質化熱処理が達成されるためには４３０℃以上であ
ることが好ましい。一方、熱処理温度の上限はマグネシ
ウム合金の酸化や発火の危険性、あるいは熱処理後の冷
却時に再度化合物の析出が生じて割れに繋がる危険性を
防止するために５７０℃以下であることが好ましい。よ
り好ましくは熱処理温度範囲は４５０〜５５０℃であ
る。熱処理温度を４３０〜５７０℃とした場合に、所望
の均質化熱処理効果を達成するのに要する熱処理時間は
２〜７時間程度である。
【００１０】熱間鍛造する際の鍛造用マグネシウム合金
材料（例えばビレット）自体の温度が低いと割れが生じ
やすい。割れの発生を防止するためには鍛造用マグネシ
ウム合金材料自体の温度を３８０℃以上にして鍛造する
ことが好ましい。一方、鍛造用マグネシウム合金材料自
体の温度が高過ぎるとマグネシウム合金の酸化や発火の
危険性があるので、そのような危険性を防止するために
５７０℃以下であることが好ましい。
材料（例えばビレット）自体の温度が低いと割れが生じ
やすい。割れの発生を防止するためには鍛造用マグネシ
ウム合金材料自体の温度を３８０℃以上にして鍛造する
ことが好ましい。一方、鍛造用マグネシウム合金材料自
体の温度が高過ぎるとマグネシウム合金の酸化や発火の
危険性があるので、そのような危険性を防止するために
５７０℃以下であることが好ましい。
【００１１】熱間鍛造する際の金型の温度が低過ぎると
鍛造時にマグネシウム合金材料の温度を急激に低下させ
ることになる。従って、金型の温度を鍛造用マグネシウ
ム合金材料自体の温度よりも低いが、２５０℃以上で熱
間鍛造することが好ましい。しかし、金型の温度を４０
０℃よりも高くすることは熱エネルギー及び時間の浪費
になり、金型寿命を短くするので好ましくない。また、
鍛造速度としては０．２〜１．３ｍ／ｓ程度が望まし
い。
鍛造時にマグネシウム合金材料の温度を急激に低下させ
ることになる。従って、金型の温度を鍛造用マグネシウ
ム合金材料自体の温度よりも低いが、２５０℃以上で熱
間鍛造することが好ましい。しかし、金型の温度を４０
０℃よりも高くすることは熱エネルギー及び時間の浪費
になり、金型寿命を短くするので好ましくない。また、
鍛造速度としては０．２〜１．３ｍ／ｓ程度が望まし
い。
【００１２】本発明の製造法で得られるマグネシウム合
金製の熱間鍛造品は時効処理により時効硬化が達成され
る。その時効処理条件としては１８０〜２９０℃で２〜
４００時間程度であることが好ましく、この程度の時効
処理で鍛造品の硬さを未処理鍛造品と比較して３０〜４
０％向上させることできる。この硬さの向上により機械
的強度も向上する。
金製の熱間鍛造品は時効処理により時効硬化が達成され
る。その時効処理条件としては１８０〜２９０℃で２〜
４００時間程度であることが好ましく、この程度の時効
処理で鍛造品の硬さを未処理鍛造品と比較して３０〜４
０％向上させることできる。この硬さの向上により機械
的強度も向上する。
【００１３】本発明のマグネシウム合金製の熱間鍛造品
は機械的強度が室温から２５０℃の範囲で２３０ＭＰａ
以上であり、従って自動車部品、特にエンジン用ピスト
ンとして用いるのに適している。
は機械的強度が室温から２５０℃の範囲で２３０ＭＰａ
以上であり、従って自動車部品、特にエンジン用ピスト
ンとして用いるのに適している。
【００１４】
実施例１〜１２及び比較例１〜６ アルゴン雰囲気の真空溶解炉に、それぞれ表１に示す組
成（重量％）の合金となるように原材料を装入し、溶解
させた。坩堝としてＳＵＳ３０４材を使用し、フラック
ス等は使用しなかった。それぞれの溶湯から鋳造によっ
て直径３６ｍｍ×高さ４８ｍｍの試験用ビレットを作製
した。このようにして得たそれぞれの試験用ビレットを
表２に示す条件下で均質化熱処理し、表２に示すビレッ
ト温度、金型温度で図１に示す形状の製品に鍛造した。
この際の鍛造速度は０．７ｍ／ｓの一定とした。このよ
うにして得た鍛造品の表面を観察してミクロクラックや
クラックの有無を確認した。このことは鍛造条件の適否
の判断基準となる。
成（重量％）の合金となるように原材料を装入し、溶解
させた。坩堝としてＳＵＳ３０４材を使用し、フラック
ス等は使用しなかった。それぞれの溶湯から鋳造によっ
て直径３６ｍｍ×高さ４８ｍｍの試験用ビレットを作製
した。このようにして得たそれぞれの試験用ビレットを
表２に示す条件下で均質化熱処理し、表２に示すビレッ
ト温度、金型温度で図１に示す形状の製品に鍛造した。
この際の鍛造速度は０．７ｍ／ｓの一定とした。このよ
うにして得た鍛造品の表面を観察してミクロクラックや
クラックの有無を確認した。このことは鍛造条件の適否
の判断基準となる。
【００１５】 表 １ 合金の種類 合 金 組 成 Ａ Ｍｇ−１０Ｇｄ−３Ｃａ Ｂ Ｍｇ−１０Ｇｄ−１Ｙ Ｃ Ｍｇ−１０Ｇｄ−４Ｙ Ｄ Ｍｇ−１０Ｇｄ−３Ｎｄ Ｅ Ｍｇ−４Ｇｄ−１Ｍｍ（ミッシュメタル）−０．６Ｚｒ Ｆ Ｍｇ−５Ｇｄ−１Ｎｄ−０．６Ｚｒ Ｇ Ｍｇ−１０Ｇｄ−３Ｎｄ−０．６Ｚｒ Ｈ Ｍｇ−１５Ｇｄ−５Ｎｄ−０．６Ｚｒ Ｉ Ｍｇ−１０Ｇｄ−３Ｙ−０．６Ｚｒ Ｊ Ｍｇ−１０Ｇｄ−３Ｙ−０．５Ｍｎ Ｋ Ｍｇ−１０Ｄｙ−３Ｙ Ｌ Ｍｇ−５Ｄｙ−１Ｎｄ−０．６Ｚｒ Ｍ Ｍｇ−１０Ｄｙ−３Ｎｄ−０．６Ｚｒ Ｎ Ｍｇ−１０Ｄｙ−３Ｃａ−０．６Ｚｒ
【００１６】 表 ２ 例番号 合金種 熱処理温度 熱処理時間 ビレット温度 金型温度 鍛造性 実施例１ Ａ ５００℃ ４ｈ ４７０℃ ３００℃ Ｎ 実施例２ Ｂ ５００℃ ４ｈ ５００℃ ２７０℃ Ｎ 実施例３ Ｃ ５００℃ ４ｈ ５００℃ ３５０℃ Ｎ 実施例４ Ｄ ５００℃ ４ｈ ４７０℃ ４００℃ Ｎ 実施例５ Ｅ ４５０℃ ４ｈ ４５０℃ ３８０℃ Ｎ 実施例６ Ｆ ５００℃ ４ｈ ４５０℃ ３５０℃ Ｎ 実施例７ Ｇ ５００℃ ４ｈ ５００℃ ２７０℃ Ｎ 実施例８ Ｈ ５５０℃ ３ｈ ５５０℃ ３００℃ Ｎ 実施例９ Ｉ ５００℃ ４ｈ ４５０℃ ４００℃ Ｎ 実施例10 Ｊ ５００℃ ６ｈ ４５０℃ ３００℃ Ｎ 実施例11 Ｋ ５００℃ ４ｈ ５００℃ ３５０℃ Ｎ 実施例12 Ｌ ５００℃ ４ｈ ５００℃ ３００℃ Ｎ 実施例13 Ｍ ４５０℃ ６ｈ ５５０℃ ２７０℃ Ｎ 実施例14 Ｎ ４５０℃ ６ｈ ３５０℃ ３００℃ Ｎ 比較例１ Ｉ ５００℃ ４ｈ ３５０℃ ２２０℃ Ｃ 比較例２ Ｍ ４００℃ ４ｈ ４５０℃ ４３０℃ Ｍ 比較例３ Ｉ ６００℃（発火）− − − − 比較例４ Ｇ ５５０℃ ２ｈ ５００℃ ３５０℃ Ｃ 比較例５ Ｅ ３５０℃ ８ｈ ４５０℃ ３００℃ Ｍ 比較例６ Ｈ ５５０℃ １ｈ ５００℃ ３８０℃ Ｍ 鍛造性の欄のＮはクラックなし、Ｍはミクロクラックあり、 Ｃはクラックあり、を意味する。
【００１７】実施例１３〜１５及び比較例７〜８ 実施例１〜１２及び比較例１〜６に記載のようにして得
た合金の種類Ｇ、Ｉ、Ｍのそれぞれの試験用ビレットを
熱処理温度５００℃、熱処理時間４時間で均質化し、ビ
レット温度４７０℃、金型温度３００℃で図１に示す形
状の製品に鍛造した。この際の鍛造速度は１．０ｍ／ｓ
の一定とした。このようにして得た鍛造品を表３に示す
条件下で時効処理を実施した。時効処理前及び時効処理
後の鍛造品の硬さをマイクロビッカース、試験荷重３０
０ｇ、荷重保持時間３０秒、ｎ＝５で測定した。その結
果は表３に示す通りであった。
た合金の種類Ｇ、Ｉ、Ｍのそれぞれの試験用ビレットを
熱処理温度５００℃、熱処理時間４時間で均質化し、ビ
レット温度４７０℃、金型温度３００℃で図１に示す形
状の製品に鍛造した。この際の鍛造速度は１．０ｍ／ｓ
の一定とした。このようにして得た鍛造品を表３に示す
条件下で時効処理を実施した。時効処理前及び時効処理
後の鍛造品の硬さをマイクロビッカース、試験荷重３０
０ｇ、荷重保持時間３０秒、ｎ＝５で測定した。その結
果は表３に示す通りであった。
【００１８】 表 ３ 例番号 合金種 時効処理温度 時効処理時間 時効前硬さ 時効後硬さ 実施例13 Ｇ ２５０℃ ５ｈ ９０ １３０ 実施例14 Ｉ ２８０℃ １２ｈ ９５ １３５ 実施例15 Ｍ ２００℃ ５０ｈ ９０ １３０ 比較例７ Ｇ ２５０℃ ５００ｈ ９０ ９０ 比較例８ Ｉ １５０℃ １０ｈ ９０ ９０ （比較例７の場合は過時効による結果である）。
【００１９】実施例１６ 実施例１３に記載の方法によって得た鍛造・時効処理の
施された合金種Ｇの製品から切り出しによって引張強さ
測定用試験片を作成した。又、対照材として、実施例１
〜１２及び比較例１〜６に記載した鋳造法によって、前
記の合金種Ｇ、ＷＥ５４合金（Ｎｄ４．０重量％、Ｙ
５．０重量％、Ｚｒ０．６重量％、残部は不可避の不純
物を除いてＭｇである）、及びＡＺ９１Ｃ合金（Ａｌ
９．０重量％、Ｚｎ０．７重量％、Ｍｎ０．２重量％、
残部は不可避の不純物を除いてＭｇである）からなる試
験用ビレットを作成し、鍛造することなしで時効処理を
施して得たそれぞれの製品から切り出しによって引張強
さ測定用試験片を作成した。これらの４種の試験片につ
いて温度と引張強さとの関係を求めたところ、図２に示
す通りであった。図２から明らかなように、引張強さに
ついて、本発明による鍛造品は室温から２５０℃の範囲
で他の３種の試験片よりも優れており、２５０℃におい
ても３００ＭＰａ程度の引張強さを持っており、耐熱性
に優れている。
施された合金種Ｇの製品から切り出しによって引張強さ
測定用試験片を作成した。又、対照材として、実施例１
〜１２及び比較例１〜６に記載した鋳造法によって、前
記の合金種Ｇ、ＷＥ５４合金（Ｎｄ４．０重量％、Ｙ
５．０重量％、Ｚｒ０．６重量％、残部は不可避の不純
物を除いてＭｇである）、及びＡＺ９１Ｃ合金（Ａｌ
９．０重量％、Ｚｎ０．７重量％、Ｍｎ０．２重量％、
残部は不可避の不純物を除いてＭｇである）からなる試
験用ビレットを作成し、鍛造することなしで時効処理を
施して得たそれぞれの製品から切り出しによって引張強
さ測定用試験片を作成した。これらの４種の試験片につ
いて温度と引張強さとの関係を求めたところ、図２に示
す通りであった。図２から明らかなように、引張強さに
ついて、本発明による鍛造品は室温から２５０℃の範囲
で他の３種の試験片よりも優れており、２５０℃におい
ても３００ＭＰａ程度の引張強さを持っており、耐熱性
に優れている。
【００２０】実施例１７ 実施例１〜１２及び比較例１〜６に記載のようにして得
た合金の種類Ｇの鍛造材を熱処理温度５３０℃、熱処理
時間４時間で均質化し、鍛造材温度５００℃、金型温度
３００℃で図３に示す形状のピストンを１０個鍛造し
た。図３の（Ａ）は底面図であり、（Ｂ）はＡ−Ａ線断
面図である。何れのピストンにもクラックやミクロクラ
ックは認められず、また、室温から２５０℃の範囲で充
分な耐熱強度を持つピストンであった。
た合金の種類Ｇの鍛造材を熱処理温度５３０℃、熱処理
時間４時間で均質化し、鍛造材温度５００℃、金型温度
３００℃で図３に示す形状のピストンを１０個鍛造し
た。図３の（Ａ）は底面図であり、（Ｂ）はＡ−Ａ線断
面図である。何れのピストンにもクラックやミクロクラ
ックは認められず、また、室温から２５０℃の範囲で充
分な耐熱強度を持つピストンであった。
【００２１】
【発明の効果】本発明の製造法により、高温と室温の双
方について強度の信頼性が要求される自動車用エンジン
部品として用いるのに適している室温強度及び高温強度
に優れているマグネシウム合金製の熱間鍛造品が提供さ
れる。
方について強度の信頼性が要求される自動車用エンジン
部品として用いるのに適している室温強度及び高温強度
に優れているマグネシウム合金製の熱間鍛造品が提供さ
れる。
【図１】実施例１〜１２及び比較例１〜６で鍛造した鍛
造品の断面図である。
造品の断面図である。
【図２】実施例１６で得た４種の試験片について温度と
引張強さとの関係を示すグラフである。
引張強さとの関係を示すグラフである。
【図３】実施例１７で成形したピストンの形状を示す底
面図（Ａ）及びＡ−Ａ線断面図（Ｂ）である。
面図（Ａ）及びＡ−Ａ線断面図（Ｂ）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 信太郎 新潟県南魚沼郡六日町大字二日町684−１ 株式会社東京精鍛工所六日町工場内 (72)発明者 関 伊佐夫 新潟県南魚沼郡六日町大字二日町684−１ 株式会社東京精鍛工所六日町工場内 (72)発明者 濱 葆夫 栃木県真岡市鬼怒ケ丘11番地 日立金属株 式会社素材研究所内 (72)発明者 小島 陽 東京都東久留米市金山町２−19−４ (72)発明者 鎌土 重晴 新潟県長岡市深沢町1769−１ 長岡技術科 学大学 深沢町宿舎２の101 (72)発明者 谷池 茂弘 新潟県南魚沼郡六日町大字二日町684−１ 株式会社東京精鍛工所六日町工場内
Claims (8)
- 【請求項１】（ａ）ガドリニウム又はジスプロシウム４
〜１５重量％、及び（ｂ）カルシウム、イットリウム及
びランタノイド［（ａ）成分を除く］からなる群から選
ばれた少なくとも１種の元素０．８〜５重量％を含有
し、残部がマグネシウムと不可避の不純物からなり、室
温強度及び高温強度に優れているマグネシウム合金製の
熱間鍛造品。 - 【請求項２】（ａ）ガドリニウム又はジスプロシウム４
〜１５重量％、（ｂ）カルシウム、イットリウム及びラ
ンタノイド［（ａ）成分を除く］からなる群から選ばれ
た少なくとも１種の元素０．８〜５重量％、及び（ｃ）
ジルコニウム及びマンガンからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素２重量％以下を含有し、残部がマグネ
シウムと不可避の不純物からなり、室温強度及び高温強
度に優れているマグネシウム合金製の熱間鍛造品。 - 【請求項３】請求項１又は２記載のマグネシウム合金製
の熱間鍛造品の機械的強度が、室温から２５０℃の範囲
で２３０ＭＰａ以上であることを特徴とするマグネシウ
ム合金製の熱間鍛造品。 - 【請求項４】請求項１、２又は３記載のマグネシウム合
金製の熱間鍛造品が自動車部品であることを特徴とする
マグネシウム合金製の熱間鍛造品。 - 【請求項５】請求項４記載の自動車部品がエンジン用ピ
ストンであることを特徴とするマグネシウム合金製の熱
間鍛造品。 - 【請求項６】請求項１又は２記載のマグネシウム合金か
らなる鍛造用材料を４３０〜５７０℃で２〜７時間均質
化熱処理し、該鍛造用材料の温度を３８０〜５７０℃と
して熱間鍛造することを特徴とする請求項１又は２記載
のマグネシウム合金製の熱間鍛造品の製造法。 - 【請求項７】請求項１又は２記載のマグネシウム合金か
らなる鍛造用材料を４３０〜５７０℃で２〜７時間均質
化熱処理し、該鍛造用材料の温度を３８０〜５７０℃と
し、金型温度を該鍛造用材料の温度よりも低く、２５０
〜４００℃の範囲で熱間鍛造することを特徴とする請求
項１又は２記載のマグネシウム合金製の熱間鍛造品の製
造法。 - 【請求項８】請求項６又は７記載の方法で熱間鍛造して
得た熱間鍛造品を１８０〜２９０℃で２〜４００時間時
効硬化熱処理することを特徴とする請求項１又は２記載
のマグネシウム合金製の熱間鍛造品の製造法。
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