JPH10324941A

JPH10324941A - 優れた高温特性とダイカスト鋳造性を有するマグネシウム合金

Info

Publication number: JPH10324941A
Application number: JP10138914A
Authority: JP
Inventors: Aihua A Dr Luo; エーロウアイワ; Toru Shinoda; シノダトオル
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1998-12-08
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: CA2238070A1; US5855697A; AU730893B2; EP0879898B1; AU6711398A; JP3354098B2; DE69801133D1; CN1210897A; CA2238070C; CN1088762C; DE69801133T2; EP0879898A1

Abstract

(57)【要約】【課題】１５０℃に達する高い温度での優れた耐クリー
プ性と引張強度を備えたマグネシウム合金を提供する。【解決手段】熱間割れや型への粘着を減らしたダイカス
ト鋳造性や引張強度や耐クリープ性といった優れた高温
特性を有すマグネシウム系合金は、約２から９wt.%のア
ルミニウム、６から１２wt.%の亜鉛、０．１から２．０
wt.%のカルシウム、任意に０．２から０．５wt.%のマン
ガン、そしてマグネシウムから成る残部を含む。この合
金は、マグネシウム結晶の結晶粒界にMg-Al-Zn-Caの金
属間化合物を含む。本発明による合金は、約１５０℃の
温度と約３５MPaの引張応力で約０．６％以下のクリー
プ伸びを有し、そして約１５０℃の温度で少なくとも１
１０MPaの耐力を有している。この合金は、ダイカスト
用途に特に役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム系合
金に関する。詳しくは、本発明は、高温で優れた機械的
特性を有するマグネシウム系合金に関する。本発明の合
金は、優れた鋳造性を有し、特にダイカスト用途に有用
である。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムのほぼ２／３そして鉄の１
／４であるマグネシウムの低い比重は、重量削減が特に
重要な輸送関係への適用に魅力的である。マグネシウム
は軽金属として非常に強く、事実、通常利用される鋳造
金属の中で重量に対する強さの比が最良である。加え
て、マグネシウムは、優れた減衰能、優れた鋳造性、優
れた機械加工性、そして優れた耐食性といった他の多く
の利点をもつ。自動車におけるマグネシウム合金部品の
使用は、車の重量削減の要求が大変増えているため、近
年において急速に増えている。

【０００３】マグネシウム合金部品は、ダイカスト、砂
型鋳造法、プラスタ−鋳造法、金型鋳造法、消失型鋳造
法を含む従来の鋳造方法によって製造することができ
る。例えば、自動車ダイカスト部品を含む、それぞれの
用途に用いられるいろいろな合金が開発されてきてい
る。これら合金の中で、マグネシウム−アルミニウム系
合金、例えば、約５から６wt.%のアルミニウムと微量の
マンガンを含んでいるAM50AやAM60B合金（「AM」はアル
ミニウムとマグネシウムの添加を示す。）そしてマグネ
シウム−アルミニウム−亜鉛系合金、例えば、約９wt.%
のアルミニウムと約１wt.%の亜鉛を含んでいるAZ91D
（「AZ」はアルミニウムと亜鉛の添加を示す。）は、経
済的な値段で、自動車部品の製造に広く用いられてい
る。これら合金の欠点の一つは、高い使用温度では、低
い強度と不十分な耐クリ−プ性を示すことである。これ
は、作動中に１５０度まで温度上昇するであろうトラン
スミッションの様な構成部品に適用するには問題とな
る。かかる構成部品の不十分な耐クリ−プ性は、ジョイ
ントをボルトで締めるのに、留め具の締め付け荷重の減
少につながり、パワートレイン系のオイルの漏れにつな
がる。

【０００４】いくらか耐クリ−プ性を改善した特性をも
つ他のマグネシウム合金としてAE42（「AE」はアルミニ
ウムと希土類金属の添加を示す。）を挙げることができ
る。この合金は、約４wt.%のアルミニウムと約２wt.%の
希土類元素を含む。希土類元素を使用しているため、こ
の合金はダイカスト鋳造が難しく、自動車部品の大量生
産に非経済的である。

【０００５】優れた高温特性を持つ他のマグネシウム合
金が年々開発されている。これらの合金は二つのグルー
プに分類することができる。その一つの合金のグル−プ
は、銀、イットリウム、希土類、そしてジリコンの様な
特殊で高価な元素を含み、これらは、本来航空宇宙や原
子炉に用いる砂型重力鋳造用として開発された。二つめ
のグル−プはアメリカ特許No.4,997,662;No.5,078,962
とNo.5,147,603で発表した様な多くの実験的な合金が含
まれる。これらの合金は、きわめて高い凝固速度（10⁴
から10⁷K/sec.)を達成できるメルトスピン法や溶射法の
様な急速な凝固方法用に開発された。高い凝固速度によ
りカルシウムやストロンチウムの様な特定の合金元素の
含有量を非常に高くでき、例えば、７wt.%まで含有で
き、高温下で極めて高い強度を達成している。あいに
く、これらの合金の耐クリ−プ性は、急速な凝固過程で
極めて微細な結晶組織であるために貧弱である。このグ
ル−プの合金の他の欠点は、大きな構成部品を製造する
のに適しておらず、市販品の生産には高価すぎることで
ある。前述のいずれのグル−プの合金も、自動車の商業
用ダイカスト部品には適していない。

【０００６】マグネシウム−アルミニウム系ダイカスト
合金にカルシウムを添加することにより、耐クリ−プ性
を改善する可能性について研究されてきた。１０wt.%ま
でのアルミニウム、０．５wt.%までのマンガンと可能な
限り４wt.%までの亜鉛を含むマグネシウム系合金に０．
５から３wt.%のカルシウムを添加することにより高い耐
クリ−プ性が得られることが、イギリス特許No.847,992
に公表されている。２から６wt.%のアルミニウムと０．
１から０．８wt.%のカルシウムを含むマグネシウム系合
金が、１５０℃で優れた耐クリ−プ性を示すことを、PC
T/CA96/00091は、公表している。高いカルシウム含有量
の合金は、鋳造中に熱間割れを起こす傾向があること
を、両方の特許も認めている。前記イギリス特許は、合
金に含まれる鉄が、少なくとも０．０１wt.%以上とし、
好ましくは０．０１５と０．０３wt.%の間とすることに
より、熱間割れ傾向を十分に満足できる程度に押さえる
ことができると述べている。ASTM（アメリカ材料試験協
会）の仕様書B93/B93M-94bによって要求される現状の高
純度の耐食性合金の鉄含有量の限度が０．００４wt.%と
されているように、かかる高い鉄の含有量が、はげしい
腐食の原因になることは、現在よく知られている。０．
８wt.%を越えるカルシウムの添加は、熱間割れや型への
鋳造品の粘着が顕著になり、その合金のダイカスト鋳造
性に悪影響を及ぼすことを前記PCT公報は認めている。

【０００７】F.Hollrigl-Rosta、E.Just、J.KohlerとH.
J.Melzer（Light Metal Age、２２−２９頁、１９８０
年８月）によって「フォルクスワーゲンにおけるマグネ
シウム」と題された三つめの文献は、約８wt.%のアルミ
ニウムと約１wt.%の亜鉛を含んだマグネシウム合金AZ81
に約１wt.%のカルシウムの添加によって、顕著な耐クリ
ープ性の改良がなされたことを公表している。しかし、
この文献は、熱間割れを起こしたり、金型に鋳物が固着
するためにクランクケース（自動車部品）のダイカスト
製造にこの合金を使用できないと発表している。

【０００８】上記の三つの文献から明らかなように、カ
ルシウムの添加に付づいする鋳造性の悪化のために、カ
ルシウムによるマグネシウム合金の耐クリープ性の改善
は実現されなかった。したがって、適切なクリープ強度
を有し、改善された鋳造性をもつ経済的なマグネシウム
合金が当業界に必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、マグネシウ
ム合金の前述した問題を解決することを目的として開発
されたものである。１５０℃に達する高い温度での優れ
た耐クリープ性と引張応力を備えた（AE42合金と同じか
それ以上の）マグネシウム合金を提供することを、本発
明の第一の目的とする。さらに、室温で改善した引張応
力を備えた（AZ91D合金と同じかそれ以上の）マグネシ
ウム合金を提供することを、本発明のさらなる目的とす
る。

【００１０】さらに、自動車部品の製造に使用すること
ができ、ダイカストによる大量生産が可能で、低価格な
マグネシウム合金を提供をすることを、本発明の目的と
し、さらなる目的は、特に、AE42合金と同じ高温強度と
耐クリープ性を備えつつ優れた鋳造性をもつマグネシウ
ム合金を提供することである。さらに加えて、耐食性
がAZ91D合金と同等のマグネシウム合金を提供すること
も、本発明の目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、約２から９w
t.%のアルミニウム、約６から１２wt.%の亜鉛、そして
約０．１から２wt.%のカルシウムを含むマグネシウム合
金である。この合金は、１５０℃に達する高い温度での
優れたクリープ特性と引張強度特性、優れた鋳造性を有
し、さらに低価格である。

【００１２】アルミニウムの量は、約３から７wt.%とす
るのが好ましい。その合金中の亜鉛の量は、好ましくは
約６から１０wt.%の範囲である。加えて、その合金に含
まれるカルシウムの好ましい範囲は、約０．４から約
１．５wt.%である。前述したように、この合金の主要構
成元素は、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、そして
カルシウムである。この合金はまた、約０．２から０．
５wt.%のマンガンや約０．０５wt.%までのシリコンのよ
うな他の元素を含むこともあり、そして、約０．００４
wt.%以下の鉄や約０．００１wt.%以下のニッケルや０．
００８wt.%以下の銅のような不純物を含むこともある。

【００１３】驚いたことに、本発明によれば、アルミニ
ウム、亜鉛、カルシウムの一定量の添加により、そのマ
グネシウムの結晶粒界にMg-Al-Zn-Ca金属間化合物が形
成することが明確になった。理論によって制限されるこ
となく、Mg-Al-Zn-Ca金属間化合物相は、結果として室
温や高温で合金の金属的な高い安定性とマグネシウム結
晶の粒界強化をもたらすと考えられる。

【００１４】好ましくは、この合金は、約５から３０重
量％の金属間化合物相を、より好ましくは約１５から２
５重量％の金属間化合物相を含む。この発明の合金は、
ASTMの仕様書E139-95による測定では、約１５０℃の温
度での約３５MPaの引張応力によって約０．６％以下の
クリープ伸びで、そして、ASTMの仕様書E21-92による測
定で約１５０℃の温度での少なくとも約１１０MPaの耐
力を有する。この合金は、亜鉛の高い含有量のために、
鋳造性（熱間割れや型への粘着を減らした）が改善され
ており、ダイカスト合金として特に優れている。この発
明の合金はまた、優れた耐食性（ASTMの仕様書B117-95
による測定）も有し、低価格で利用できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、高温での改善された特
性を有し、さらに容易に利用でき、かつ、低価格でダイ
カスト部品の大量生産を経済的に可能とするダイカスト
できるマグネシウム系合金を提供するものである。実施
例の一つによると、この合金は、クリープ強度の向上と
ダイカスト鋳造性の改善をも達成している。

【００１６】本発明の合金は、マグネシウム系合金の中
に、好ましくは亜鉛、アルミニウム、カルシウムを含
む。このマグネシウム合金中の添加物の組成範囲は、次
に示す利点をもつ。（a）アルミニウムアルミニウムは、マグネシウム系合金の室温強度と鋳造
性を高める合金元素としてよく知られている。有効な結
果を得るためには、少なくとも２wt.%、好ましくは、少
なくとも４wt.%のアルミニウムが本発明の合金に含まれ
るべきである。しかしながらアルミニウムは、高温での
マグネシウム合金の耐クリープ性や引張強度に不利な影
響を与えることもよく知られている。アルミニウムは、
その含有量が高いとき、マグネシウムと結合し、マグネ
シウム系合金の高温特性に有害である低融点（４３７
℃）の金属間化合物Mg₁₇Al₁₂を多量に形成する傾向があ
る。従って、アルミニウムの好ましい上限範囲は、９w
t.%である。さらに耐クリープ性や引張強度のような高
温特性を改善するためには、アルミニウムの上限が７w
t.%である方がより好ましい。（b）カルシウムマグネシウム合金の高温強度と耐クリープ性を改善しう
るものとしてみつけられた元素の中で、カルシウムが最
も経済的（銀、イットリウムや多種の希土類元素と比較
すると）である。それ故に、０．２wt.%かそれ以上のカ
ルシウムを含むことが必要である。しかしながら、カル
シウムがマグネシウムーアルミニウム系合金に含まれる
と、その合金の鋳造性は普通のダイカスト鋳造法では、
もはや鋳造できないという程度にひどく低下する。本発
明では、驚いたことにもかつ意外にも、マグネシウムー
アルミニウムーカルシウム合金の鋳造性は、６から１２
wt.%、好ましくは６から１０wt.%の適切な量の亜鉛の添
加によって、改善されることがわかった。この重要な発
見に基づいて、亜鉛を存在させることにより、その合金
の良好なダイカスト鋳造性を維持しつつ、耐クリープ性
を最大にするように、カルシウムを、２wt.%まで、好ま
しくは、１．５wt.%までの量を加えることができる。（C）亜鉛亜鉛は、マグネシウム合金の鋳造性や室温強度を改善す
る。そして、１wt.%までの亜鉛は、AZ91Dに見られるよ
うにマグネシウム鋳造合金によく含まれている。本発明
は、相当高い亜鉛の範囲、すなわち、約６から約１２w
t.%、より好ましくは約６から約１０wt.%の範囲が、二
つの理由に基づいて選ばれる。一つめは、良質の高温強
度と耐クリープ性を得るために合金中のアルミニウム
が、相対的に低い場合、室温強度と合金の鋳造性を維持
するための高い亜鉛含有量が採用される。他の一つは、
より重要で、亜鉛が、約２wt.%に達するカルシウムを含
んでいるマグネシウム合金のダイカスト鋳造性を、驚い
たことにもかつ意外にも改善させることである。亜鉛の
上限範囲は、約１２wt.%で、さらに好ましくは、合金の
比重を低くするために約１０wt.%に設定する。

【００１７】マグネシウムーアルミニウム系合金の鋳造
性におけるカルシウムと亜鉛の含有効果に関する以下の
ような研究から本発明の合金設計はさらに説明できる。
ダイカスト鋳造性は、熱間割れや型への粘着性の観点か
ら評価された。熱間割れの評価では、図１に示したよう
な試験片を鋳造するために真空ダイカスト鋳造システム
が用いられた。試験片の小さくなった中央部分は凝固収
縮中に合金の鋳造性に応じて、異なる水準の熱間割れを
誘発する応力を発生するように設計された。それぞれの
試験片の両表面にできた割れの長さの合計が、熱間割れ
傾向の尺度とされた。合金の型への粘着性は、鋳物の取
り出しや型の付着物の除去の容易性や試験片の表面品質
に基づいて、何ら塗型処理や離型剤処理をしていない鋼
製の型を使用した鋳造実験により、０から５段階に格付
けされた（「０」は「型への粘着がない」を表し、
「５」は「最も型への粘着が起こる」を表す）。

【００１８】図２は、亜鉛含量を２水準としたマグネシ
ウム-アルミニウム系合金（Mg-５％Al）の熱間割れ傾向
に対するカルシウム添加の影響を示す。亜鉛が低い時、
例えば約１wt.%の時は、約１wt.%までのカルシウムが含
量した合金の割れの長さの合計は非常に増え、その後除
々に減少することが判明した。一方、亜鉛が高い時、例
えば約８wt.%では、合金の割れの長さの合計に対するカ
ルシウムの影響は、カルシウムの含有量が２wt.%に達し
ても小さい。

【００１９】同じマグネシウム-アルミニウム系合金の
型への粘着性に対するのカルシウム含有の影響を図３に
示す。亜鉛を約１wt.%含んだMg-５％Al合金では、その
型への粘着性はカルシウムの増加とともに著しく増え、
特に約０．６wt.%を越えるカルシウムの添加は型への粘
着が著しい。これに反して、約８wt.%の高い亜鉛の含有
では、約２wt.%のカルシウムを含有する合金のその様な
傾向を効果的に減らすことができる。

【００２０】これらの重要な発見が本発明の合金設計の
基礎を形成する、すなわち高い亜鉛含有量は、ダイカス
ト鋳造性を損なわないで、カルシウム添加を最大にする
ことで高温特性を最適にできる。本発明におけるマグネ
シウム合金はまた、少量の他の添加物や不純物も含む。
例えば約０．２から約０．５wt.%のマンガンが、耐食性
の改善のために合金に添加されることもある。シリコン
は一般的に、マグネシウム合金に用いられる商業用の純
マグネシウムインゴットに含まれる不純物元素である。
本発明の合金は、その特性に害のある効果をおよぼさな
い０．０５wt.%までのシリコンを含むこともある。

【００２１】鉄、ニッケル、銅はマグネシウム合金の耐
食性に有害な効果をもたらす不純物である。それ故、そ
の合金は、鉄を約０．００４wt.%以下、ニッケルを約
０．００１wt.%以下、銅を約０．００８wt.%以下とする
のが好ましい。本発明において驚くべきことに、アルミ
ニウム、亜鉛、そしてカルシウムの所定の含有量によっ
て、Mg-Al-Zn-Ca金属間化合物相を析出できることが判
明した。この相は、図４で示された様に、その合金中の
マグネシウム初晶の結晶粒界に沿って、通常は形成す
る。図５は、その金属間化合物相に関するEDS（エネル
ギー分散型分光）分析結果であり、その組成が、アルミ
ニウム、マグネシウム、亜鉛、そしてカルシウムを含む
ことを明確に示している。金属間化合物相は正規化学量
論において、Mg_wAl_xZn_yCa_z、但し、w=２０から４０atom
ic％、x=１５から２５atomic％、y=１５から３０atomic
％、z=２から２０atomic％を表わされる。

【００２２】本発明のマグネシウム合金は、約１５０℃
に達するまでの温度で優れた耐クリープ性と高い引張強
度を有する。その合金は、３５MPa、１５０℃、２００
時間で好ましくは約０．６％以下のクリープ伸びを有
し、このような試験条件下ではさらに好ましくは、０．
３％以下のクリープ伸びを有する。約１５０℃でその合
金の耐力は好ましくは約１１０MPa以上でより好ましく
は約１１５MPa以上である。同じ試験温度（約１５０
℃）では、発明の合金は好ましくは、１５０MPa以上の
最大引張強度を有する、さらに好ましくは１６０MPa以
上を有する。その合金の優れた高温クリープや引張強度
特性は、合金中のMg-Al-Zn-Ca金属間化合物相による強
化効果に起因すると考えられる。好ましくは、本発明の
合金は、約５から約３０volume％の金属間化合物相を含
み、より好ましくは約１５から約２５volume％を含む。

【００２３】本発明の合金は、ASTMの仕様書E8-96によ
る測定では、室温で優れた耐力や引張強度を有する。常
温で、その合金は少なくとも約１４５MPaの耐力と少な
くとも約２００MPaの最大引張強度を有する、好ましく
は、少なくとも約１５０MPaの耐力と少なくとも２１０M
Paの最大引張強度を有する。本発明の合金の２００時間
塩水噴霧による腐食速度は、ASTMの仕様書B117-95のに
よる測定で、好ましくは、約０．２５mg/cm²/dayより小
さく、さらに好ましくは、０．１６mg/cm²/dayより小さ
い。

【００２４】本発明の合金は鋳造中の熱間割れや型への
粘着性の評価として、優れた鋳造性を有する。その合金
は、自動車のパワートレイン系部品の大量生産のための
ダイカスト合金として、特に適している。その合金はま
た、重力鋳造やホットチャンバー、コールドチャンバー
ダイカストマシンのダイカストのような圧力鋳造を含む
その他の標準的な鋳造方法によって鋳造される部品に使
用されることもある。あるいは、その部品は、粉末冶金
や半溶融工法の技術を含む他の技術によってその合金か
ら製造されることもある。本発明の合金の製造は、マグ
ネシウム用の溶解や合金化の標準的な装置を使用する標
準合金製造方法によって製造することができる。本発明
の合金は、好ましくは、商業生産が経済的であるよう
に、いかなる費用が高くなる要素を含んでいない。

【００２５】本発明は、さらに以下のような実施例によ
って理解を深めることができ、これら実施例は、説明の
みを目的としたものであって本発明の範囲の限定を目的
としない。

【００２６】

【実施例】表１に示したような化学成分で構成されるマ
グネシウム系合金（各合金の残部は、Mgととりのぞきよ
うのない不純物がある）は、電気溶解技術を用いて用意
された。ZAC8502、ZAC8506、そしてZAC8512と指定され
た合金は、それぞれ６５０℃の鋳造温度で、２００トン
のホットチャンバーダイカストマシンを用いて溶解さ
れ、試験片を鋳造した。少なくとも２００セットの試験
片、すなわち、２００ショットのダイカスト部品を、試
験と評価の為に製造した。

【００２７】得られた試験片で、１５０℃で３５MPa（引張応力）の
クリープ試験を２００時間と、室温および１５０℃での
引張試験を行った。クリープ試験は、ASTMの仕様書E139
-95によって行われ、そして２００時間後の全クリープ
伸びを測定した。他のマグネシウム系合金すなわちAZ91
DとAE42と比較したクリープ試験結果は、図６に示す。

【００２８】図６で示すように、本発明によって用意さ
れた合金すなわちZAC8502、ZAC8506、そしてZAC8512の
クリープ伸びは、標準マグネシウム系合金AZ91Dよりほ
ぼ一桁分小さくなっている。本発明の合金は、１５０℃
でAE42合金と同等か（ZAC8506とZAC8512の場合には）そ
れより良いクリープ伸びを有する。表２に、ASTMの仕様
書E21-92による測定で、１５０℃におけるこれらの合金
に関する引張試験結果をまとめる。

【００２９】この結果が示すように、本発明で用意した合金の１５０
℃での耐力は、従来のマグネシウム合金AZ91DやAE42よ
り高く、本発明の合金の最大引張強度は、AZ91D合金やA
E42合金に匹敵している。本発明の合金の伸びは、AZ91D
合金より高いが、実質上AE42合金より低い。

【００３０】これら合金の引張強度特性は、ASTMの仕様
書E8-96に従って、室温で測定した。結果は、表３に示
す。表３からわかるように、本発明の合金は、マグネシウム
系合金AZ91Dと比較すると、室温における耐力、最大引
張強度および伸びが同等かわずかに良い。表３がさらに
示すように、本発明による合金の耐力と最大引張強度
は、マグネシウム合金AE42と比較すると優れている。し
かしながら、その合金の延性（伸び）は、AE42合金より
低い。

【００３１】本発明の合金は、ASTMの仕様書B117-95に
従って、塩水噴霧腐食に関する試験も行われた。AZ91D
合金およびAE42合金と比較した本発明の合金の２００時
間の腐食速度を、図７に示す。図７からわかるように、
本発明の合金は、他のマグネシウム系合金AZ91やAE42と
同様の耐食性を有する。これら合金のダイカスト鋳造性
は、比較基準によって評価された。各合金についてそれ
ぞれの２００ショットのダイカストは、型への粘着や熱
間割れに関して検査され、そしてそれぞれのショットに
０から５までの指数をつけた（「０」は「最悪」を表
し、「５」は「完璧」を表す）。図８に、試験を行った
合金に関するダイカスト鋳造性の指数の平均値をまとめ
る。この結果が示すように、本発明の合金に関するダイ
カスト鋳造性はAZ91D（一般的に最もダイカスト鋳造性
が高いマグネシウム合金）よりわずかに低いが、AE42合
金よりかなり高い。

【００３２】これまで、本発明の原理、好ましい実施例
および実施方法を述べてきた。しかし、本発明は、述べ
てきたような特定の実施例に限定するような解釈をすべ
きでない。従って、上記の実施例は発明を限定するもの
でなく説明するものと考えるべきであり、前述の請求項
によって定義したような本発明の範囲から逸脱しないの
ならば、当業者によって実施例の変形を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の合金の真空ダイカスト鋳造システムから
得られた熱間割れ試験結果の取得に用いた試験片の図で
ある。

【図２】５wt.%アルミニウム含有のマグネシウム系合金
の熱間割れに対する、カルシウムと亜鉛の含有の影響を
示すグラフである。

【図３】５wt.%アルミニウム含有のマグネシウム系合金
の型への粘着性に対するカルシウムと亜鉛の含有の影響
を示すグラフである。

【図４】本発明によって調製したマグネシウム合金の鋳
造した状態の微細組織を示す光学顕微鏡写真（１０００
倍に拡大）である。

【図５】本発明の合金が、アルミニウム、マグネシウ
ム、亜鉛、そしてカルシウムを含有する金属間化合物を
含むことを示すEDS(エネルギー分散型分光分析）結果の
グラフである。

【図６】いろいろなMg系合金のクリープ試験の結果を示
すグラフである。

【図７】いろいろなMg系合金の塩水噴霧腐食試験の結果
を示すグラフである。

【図８】いろいろなMg系合金のダイカスト鋳造性の評価
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】およそ２からおよそ９重量％のアルミニウ
ム、およそ６からおよそ１２重量％の亜鉛、およそ０．
１からおよそ２重量％のカルシウム、残部がマグネシウ
ムからなり、すぐれた高温特性と鋳造性を有するマグネ
シウム系合金。
【請求項２】実質的にAl、Zn、Ca、そしてMgからなる請
求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項３】およそ３からおよそ７重量％のAl、およそ
６からおよそ１０重量％のZn、そしておよそ０．４から
およそ１．５重量％のCaを含む請求項１に記載のマグネ
シウム系合金。
【請求項４】さらにおよそ０．２からおよそ０．５重量
％のMnを含む請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項５】さらにおよそ０．０５重量％に達するまで
のSiを含む請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項６】さらにおよそ０．００４重量％に達するま
でのFeを含む請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項７】さらにおよそ０．００１重量％に達するま
でのNiを含む請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項８】さらにおよそ０．００８重量％に達するま
でのCuを含む請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項９】Mg-Al-Zn-Caの金属間化合物の析出物を含
む請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項１０】およそ５からおよそ３０体積％の前記析
出物を含む請求項９に記載のマグネシウム系合金。
【請求項１１】およそ１５からおよそ２５体積％の前記
析出物を含む請求項９に記載のマグネシウム系合金。
【請求項１２】実質的にSiを含まない請求項１に記載の
マグネシウム系合金。
【請求項１３】鋳造された状態で、１５０℃で少なくと
も１１０MPaの０．２％耐力と、１５０℃およそ３５MPa
の引張応力下で２００時間後のクリープ伸びがおよそ
０．６％未満である高温特性をもつ請求項１に記載のマ
グネシウム系合金。
【請求項１４】ダイカスト鋳造部品からなる請求項１に
記載のマグネシウム系合金。
【請求項１５】実質的にMg₁₇Al₁₂の粒子を含まない請求
項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項１６】高温強度と耐クリープ性を改善するため
に効果的なカルシウムの量を含み、カルシウム含有の結
果、ダイカスト鋳造性の低下を補うために効果的な亜鉛
の量を含む請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項１７】ダイカストマシンによって成形したダイ
カスト鋳物である請求項１に記載のマグネシウム系合
金。
【請求項１８】実質的に、３から６重量％のAl、７から
１０重量％のZn、０．１から０．４重量％のCa、任意的
に加えられる０．１から０．５重量％のMn、残部がマグ
ネシウムからなる請求項１に記載のマグネシウム系合
金。
【請求項１９】実質的に３から６重量％のAl、７から１
０重量％のZn、０．４から０．８重量％のCa、任意的に
加えられる０．１から０．５重量％のMn、残部がマグネ
シウムからなる請求項１に記載のマグネシウム系合金。
【請求項２０】実質的に希土類金属を含まない請求項１
に記載のマグネシウム系合金。
【請求項２１】Al、Zn、Ca、そしてMgからなり、ｗ=２
０から４０原子量％、ｘ=１５から２５原子量％、ｙ=１
５から３０原子量％、そしてｚ=２から２０原子量％のM
g_wAl_xZn_yCa_z析出物を含む合金で、すぐれた高温特性を
有する鋳造マグネシウム系合金。
【請求項２２】５から３０体積％の析出物を含む請求項
２１に記載のマグネシウム系合金。