JPS59208042A - Dispersion strengthened magnesium alloy - Google Patents
Dispersion strengthened magnesium alloyInfo
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- JPS59208042A JPS59208042A JP8467183A JP8467183A JPS59208042A JP S59208042 A JPS59208042 A JP S59208042A JP 8467183 A JP8467183 A JP 8467183A JP 8467183 A JP8467183 A JP 8467183A JP S59208042 A JPS59208042 A JP S59208042A
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- fine particles
- alloy
- dendrite
- dispersed
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は分散強化マグネシウム合金に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to dispersion strengthened magnesium alloys.
金属マトリックス中に高温でも安定な硬く微細な粒子を
分散、複合させた分散強化型合金は公知である。例えば
、アルミニウムをマトリックスとするものではS A
P (S 1ntered A luminumP o
wder )がよく知られている。この分散型強化合金
は分散微粒子の量が多いほど、また粒子間隔が狭いほど
強度が向上する。Dispersion-strengthened alloys in which hard, fine particles that are stable even at high temperatures are dispersed and composited in a metal matrix are known. For example, if the matrix is aluminum, S A
P (S 1tered A luminumP o
wder) is well known. The strength of this dispersion-strengthened alloy improves as the amount of dispersed fine particles increases and as the particle spacing becomes narrower.
一方、マグネシウム合金(以下、Mg合金と略す)には
、デンドライトが晶出し、このデンドライトの形状、大
きさが合金の強度に影響することがよく知られている。On the other hand, it is well known that dendrites crystallize in magnesium alloys (hereinafter abbreviated as Mg alloys), and the shape and size of these dendrites affect the strength of the alloy.
しかしながら、従来の分散強化型合金は一般に強化用の
微粒子の粒径が大きく、十分な強度、耐摩耗性を得るに
は至っていない。However, in conventional dispersion-strengthened alloys, the particle size of reinforcing particles is generally large, and sufficient strength and wear resistance have not been achieved.
特に、Mg合金を強化用の微粒子を分散させることによ
り強化する場合には、微粒子はデンドライトとマグネシ
ウムマトリックスの界面に集まり、デンドライトの中に
は入っていかなかったため十分な強度を得ることは困難
であった。In particular, when strengthening Mg alloys by dispersing reinforcing fine particles, it is difficult to obtain sufficient strength because the fine particles gather at the interface between the dendrite and the magnesium matrix and do not enter the dendrite. there were.
本発明は上記従来技術の不具合を解消するためになされ
たもので、強度、靭性に優れた分散強化Mg合金を提供
することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a dispersion-strengthened Mg alloy with excellent strength and toughness.
かかる目的は、本発明のMg合金によれば、マグネシウ
ムのマトリックス中に強化用の微粒子を分散させ、この
微粒子を微細なデンドライトの中にも分散させることに
よって達成される。ここで、デンドライトの大きさは2
0μ以下とし、強化用の微粒子はその粒径が0.5μ以
下、粒子間距離10μ以下、体積比20%以下とする必
要がある。According to the Mg alloy of the present invention, this object is achieved by dispersing reinforcing fine particles in the magnesium matrix and also dispersing the fine particles in fine dendrites. Here, the dendrite size is 2
The reinforcing fine particles must have a particle size of 0.5 μ or less, an interparticle distance of 10 μ or less, and a volume ratio of 20% or less.
このように、デンドライトが微細化されると共に、強化
用の微粒子が微細とされ、かつデンドライトにも分散し
ていることにより強化用微粒子の分散強化が有効に機能
し、転移の移動が妨げられることによってMg合金の強
度が大幅に向上する。In this way, the dendrites are made finer, and the reinforcing fine particles are made finer and also dispersed in the dendrites, so that the dispersion and strengthening of the reinforcing fine particles functions effectively and the movement of dislocations is prevented. This greatly improves the strength of the Mg alloy.
次に、本発明の詳細な説明する。Next, the present invention will be explained in detail.
本発明において、デンドライトの大きさは小さい程強度
、靭性が向上するため望ましく、少くとも20μ以下で
あることが必要である。また、18μ以下であれば更に
望ましい。In the present invention, the smaller the size of the dendrite, the better the strength and toughness, so it is preferable that the size of the dendrite is at least 20 μm or less. Further, it is more desirable that the thickness be 18μ or less.
強化用の微粒子としては、高温でマグネシウムマトリッ
クス中に安定に存在し、強度低下の原因となる成長や粗
大化が生じないことが必要である。The reinforcing fine particles must stably exist in the magnesium matrix at high temperatures and do not grow or coarsen, which would cause a decrease in strength.
この条件を備える微粒子としては酸化物、炭化物、窒化
物等がある。具体的には、5iC1Tic、 ZrC
,、WC,、NbC,”FiN、 13N。Fine particles meeting this condition include oxides, carbides, nitrides, and the like. Specifically, 5iC1Tic, ZrC
,,WC,,NbC,”FiN, 13N.
St、N4、A I + Oi 、M g O,S
i 02、ZrO2、Fe 、O,、CuO1黒鉛等を
使用することができる。St, N4, A I + Oi, M g O, S
i02, ZrO2, Fe, O, CuO1 graphite, etc. can be used.
この微粒子の粒径は、十分な分散強化を得るためには0
.5μ以下であることが必要であり、0゜05μ以下で
あればより望ましい。The particle size of these fine particles must be 0 to obtain sufficient dispersion strengthening.
.. It is necessary that it is 5 μ or less, and more preferably 0°05 μ or less.
微粒子の粒子間距離は小さい程よい。本発明においては
10μ以下であることが必要であり5μ以下であれば更
に望ましい。The smaller the distance between the fine particles, the better. In the present invention, it is necessary that the thickness be 10μ or less, and more preferably 5μ or less.
この微粒子の量は多い程よい。体積比で20%までは十
分な分散強化が期待出来るが、20%を越えるとそれ以
上の効果は期待できず、またマグネシウム溶湯中に分散
させることが困難になるため、上限を20%とした。The larger the amount of these fine particles, the better. Sufficient dispersion strengthening can be expected up to 20% by volume, but no further effect can be expected if it exceeds 20%, and it becomes difficult to disperse in the molten magnesium, so the upper limit was set at 20%. .
本発明の分散強化Mg合金を製造するには、強化用の微
粒子をMg合金溶湯に攪拌等の適宜手段により均一に分
散させた後、加圧し、かつ急冷することが必要である。In order to manufacture the dispersion-strengthened Mg alloy of the present invention, it is necessary to uniformly disperse reinforcing fine particles into a molten Mg alloy by appropriate means such as stirring, and then pressurize and rapidly cool it.
ここで、冷却速度としては25〜b 次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。Here, the cooling rate is 25~b Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例
本実施例においては、マトリックス合金としてマグネシ
ウム合金(JIS MC5:AlB2゜3〜10.7
% Zn;0.30%以下 M n 1O110〜0.
50% Si;0.3%以下Cu;0.10%以下 N
i;0.01%以下Mg;残部)を用い分散強化用の微
粒子として平均粒径0.05μのSiCを使用してロッ
カーアームを製造した。Example In this example, a magnesium alloy (JIS MC5: AlB2°3~10.7
% Zn; 0.30% or less M n 1O110~0.
50% Si; 0.3% or less Cu; 0.10% or less N
A rocker arm was manufactured using SiC with an average particle size of 0.05 μm as fine particles for dispersion reinforcement.
最初に、マグネシウム合金原料を溶解炉に投入して溶解
させた後、溶湯を攪拌しつつSiC微粒子を不活性ガス
をキャリヤとして溶湯中に混入した。このようにして調
整した溶湯を、図面に示す竪型加圧鋳造装置に注いだ。First, a magnesium alloy raw material was put into a melting furnace and melted, and then SiC fine particles were mixed into the molten metal using an inert gas as a carrier while stirring the molten metal. The molten metal thus prepared was poured into a vertical pressure casting apparatus shown in the drawing.
第1図はこの実施例に使用した竪型加圧鋳造装置の正面
図である。■は鋳造装置本体であり、この鋳造装置本体
1には4本のタイバー2が立設されており、タイバー2
の上端には上側固定プレート3が固定されている。上型
固定プレート3には一対の型締シリンダ4が取付けられ
ており、型締シリンダ4に連結している型締ロッド5の
他端はスライダプラテン6に固定されている。FIG. 1 is a front view of the vertical pressure casting apparatus used in this example. ■ is the casting device main body, and this casting device main body 1 has four tie bars 2 erected, and the tie bars 2
An upper fixing plate 3 is fixed to the upper end of. A pair of clamping cylinders 4 are attached to the upper mold fixing plate 3, and the other end of a clamping rod 5 connected to the clamping cylinders 4 is fixed to a slider platen 6.
このスライダプラテン6はタイバー2に摺動自在に取付
けられており、型締シリンダ4により上下動する。スラ
イダプラテン6の上部には加圧シリンダ7が取付けられ
ており、下部には、注湯口8を備えたプランジャスリー
ブ9および上型10が取付けられている。また、鋳造装
置本体1の上部で上型10と対向する位置にはボルスタ
11を介して下型12が設けられている。なお、13は
加圧プランジャであり、加圧シリンダ7に連結され他端
はプランジャスリーブ4内に挿入される。This slider platen 6 is slidably attached to the tie bar 2 and is moved up and down by the mold clamping cylinder 4. A pressure cylinder 7 is attached to the upper part of the slider platen 6, and a plunger sleeve 9 provided with a pouring port 8 and an upper die 10 are attached to the lower part. Further, a lower mold 12 is provided at a position facing the upper mold 10 at the upper part of the casting apparatus main body 1 with a bolster 11 interposed therebetween. Note that 13 is a pressurizing plunger, which is connected to the pressurizing cylinder 7 and whose other end is inserted into the plunger sleeve 4.
また、14はラドルであり、注湯口8へ溶湯を注ぐもの
である。Further, 14 is a ladle, which pours the molten metal into the pouring port 8.
15は金型10.12の温□度を所定温度に保持するた
めの冷却媒体の自動温度調整装置である。Reference numeral 15 denotes an automatic temperature adjustment device for a cooling medium for maintaining the temperature of the molds 10 and 12 at a predetermined temperature.
この自動温度調整装置15には金型10.12と連通す
る耐熱性のホースが設番ノられ、このホース16内を冷
却媒体が循環する。17は型温測定用のセン号であり、
リード線18で自動温度調整装置15と連結され、型温
設定用ダイヤル19で設定された温度に型10.12の
温度を自動的に制御する役目を果たす。A heat-resistant hose communicating with the mold 10.12 is installed in this automatic temperature adjustment device 15, and a cooling medium circulates within this hose 16. 17 is the sen number for mold temperature measurement,
It is connected to the automatic temperature control device 15 by a lead wire 18, and serves to automatically control the temperature of the mold 10.12 to the temperature set by the mold temperature setting dial 19.
第2図は型近傍の要部断面図である。第2図において、
20は上型10と下型12で郭定される製品キャビティ
であり、ゲート21を介してプランジャスリーブ9と連
結している。このプランジャスリーブ9内を、加圧プラ
ンジャ13の先端に固定された加圧チップ22が摺動す
る。加圧チ・ノブ22と対向する位置には、カウンタ口
・ソド23に固定されたカウンタチップ24が設けられ
ており、下型12に固着されたカウンタスリーブ25内
を摺動可能とされている。FIG. 2 is a sectional view of the main part near the mold. In Figure 2,
A product cavity 20 is defined by the upper die 10 and the lower die 12, and is connected to the plunger sleeve 9 via a gate 21. A pressure tip 22 fixed to the tip of the pressure plunger 13 slides within the plunger sleeve 9 . A counter tip 24 fixed to a counter opening 23 is provided at a position facing the pressure tip knob 22, and is capable of sliding within a counter sleeve 25 fixed to the lower die 12. .
26.27はそれぞれ上型10と下型12に設けられた
冷却媒体の循環する穴であり、前述のホース16と連結
される。28は溶湯であり、強化用の微粒子29が混入
されている。また、30は鋳造後製品を押出す押出しピ
ンである。Reference numerals 26 and 27 are holes provided in the upper mold 10 and lower mold 12, respectively, through which a cooling medium circulates, and are connected to the aforementioned hose 16. 28 is a molten metal, into which fine particles 29 for reinforcement are mixed. Further, 30 is an extrusion pin for extruding the product after casting.
次に作動を説明する。Next, the operation will be explained.
まず、所定のデンドライトセル号イスとなる製品キャビ
ティ20内の溶湯冷却速度を決めた。この冷却速度にな
る型10.12の温度を決定し、型温設定用のダイヤル
19をその温度に合わせた後冷却媒体を自動温度調整装
置15−ホース16−下型12→ホース16−上型10
−ホース16−自動温度調整装置15と循環させた。First, the cooling rate of the molten metal in the product cavity 20, which will become a predetermined dendrite cell, was determined. After determining the temperature of the mold 10.12 that will result in this cooling rate and adjusting the mold temperature setting dial 19 to that temperature, the cooling medium is adjusted from the automatic temperature adjustment device 15 to the hose 16 to the lower mold 12 to the hose 16 to the upper mold. 10
- Hose 16 - Circulated with automatic temperature regulator 15.
この状態で、5iC29を混入したマグネシウム合金の
溶湯28をラドル14から注湯口8を介してプランジャ
スリーブ9内に注ぎ、第2図に示す状態とした。In this state, a molten magnesium alloy 28 mixed with 5iC29 was poured into the plunger sleeve 9 from the ladle 14 through the pouring spout 8, resulting in the state shown in FIG.
第2図において、カウンタチップ24を下げ、ゲート2
1を閉口して溶湯28を自重により静かに製品キャビテ
ィ20内に導入した。製品キャビティ20が1/3〜l
/2充填された時、加圧プランジャ13を下降させ溶湯
28を約500気圧で加圧した。このときの状態を第3
図に示す。溶湯28が凝固した後、型10.12を開き
、押出しビン30により製品を取り出した。このロッカ
ーアームの製造をSiCの分散量をかえて行った。In FIG. 2, the counter chip 24 is lowered and the gate 2
1 was closed, and the molten metal 28 was gently introduced into the product cavity 20 by its own weight. Product cavity 20 is 1/3~l
/2, the pressurizing plunger 13 was lowered and the molten metal 28 was pressurized to about 500 atmospheres. The state at this time is the third
As shown in the figure. After the molten metal 28 solidified, the mold 10.12 was opened and the product was removed through the extrusion bottle 30. This rocker arm was manufactured by changing the amount of SiC dispersed.
この結果ロッカーアームの表面部近傍のデンドライトの
大きさは2μ、中心部で12μ程度であった。また、S
iCの微粒子がデンドライト内に混在しているのが確か
められた。As a result, the size of the dendrite near the surface of the rocker arm was 2μ, and the size at the center was about 12μ. Also, S
It was confirmed that iC particles were mixed within the dendrite.
また、SiCの分散量をかえて実施した引張り試験結果
を第4図に示す。第4図から明らかなように、本発明に
係るMg合金からなる口・ツカ−アームは、従来の金型
鋳造で製造したMg合金製ロッカーアームより引張り強
さが50〜60%向上したことが判る。Further, FIG. 4 shows the results of a tensile test conducted with different amounts of SiC dispersed. As is clear from FIG. 4, the tensile strength of the Mg alloy rocker arm according to the present invention is 50 to 60% higher than that of the Mg alloy rocker arm manufactured by conventional die casting. I understand.
更に、本発明のMg合金は衝撃値も向上しており靭性が
向上したことが確認された。Furthermore, it was confirmed that the Mg alloy of the present invention had improved impact value and toughness.
第1図は本発明の実施例に使用した竪型加圧鋳造装置の
正面図、
第2図、第3図は第1図の要部断面図であり、第2図は
注湯直後の状態を第3図は加圧状態を示しており、
第4図は強化用微粒子の分散量を換えた場合の引張り強
さの変化を従来技術と本発明を比較して示した図である
。
1−−−鋳造装置本体
2−−−タイバー
3−・−上側固定プレート
4−−−−−一型締シリンダ
5−・−型締ロッド
6−−−−−−スライダプラテン
7−−−−−−加圧シリンダ
8−・・−注湯口
9−・−プランジャスリーブ
lO−・−上型
11−−−−−ボルスタ
12−・−下型
13−−一加圧ブランジャ
14−−−−−ラドル
15−−−一自動温度調整装置
16−−−−−ホース
17−−−−−−センザ
18−−−−−リード線
19−−一型温設定用ダイヤル
20−−−−製品キャビティ
21−−−−ゲート
22−−一加圧チツブ
23−−−−カウンタロッド
24−−一カウンタヂソプ
25−−−−一カウンタスリーブ
26.27−−〜−−一穴
28−−−−−溶湯
29−・−一−−微粒子
3(1−−−−押出しビン
出願人 トヨタ自動胆未〜鉢住
第1図
第2図
第3図
R
第4図
239−Figure 1 is a front view of the vertical pressure casting apparatus used in the embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are sectional views of the main parts of Figure 1, and Figure 2 is the state immediately after pouring. FIG. 3 shows the pressurized state, and FIG. 4 is a diagram comparing the conventional technology and the present invention to show changes in tensile strength when the amount of reinforcing fine particles dispersed is changed. 1---Casting apparatus main body 2---Tie bar 3---Upper fixing plate 4---1 Mold clamping cylinder 5---Mold clamping rod 6---Slider platen 7------ --Pressure cylinder 8---Pouring port 9--Plunger sleeve lO---Upper mold 11--Bolster 12--Lower mold 13--Press plunger 14-- Ladle 15 --- Automatic temperature adjustment device 16 --- Hose 17 --- Sensor 18 --- Lead wire 19 --- Type 1 temperature setting dial 20 --- Product cavity 21 -----Gate 22---One pressure tip 23---Counter rod 24---One counter press 25---One counter sleeve 26.27---One hole 28------ Molten metal 29 -・-1--Fine particles 3 (1----Extruded bottle Applicant Toyota Automobile Co., Ltd. - Hachizumi Figure 1 Figure 2 Figure 3 R Figure 4 239-
Claims (1)
が分散され、かつデンドライトが晶出している分散強化
マグネシウム合金であって、前記微粒子は粒径0.5μ
以下で粒子間距離10μ以下であり、体積比で20%以
下分散されており、かつデンドライトの大きさは20μ
以下であり、このデンドライトの中にも前記微粒子が分
散していることを特徴とする分散強化マグネシウム合金
。(1) A dispersion-strengthened magnesium alloy in which reinforcing fine particles are dispersed in a magnesium matrix and dendrites are crystallized, the fine particles having a particle size of 0.5 μm.
The interparticle distance is 10μ or less, the volume ratio is 20% or less dispersed, and the dendrite size is 20μ
A dispersion-strengthened magnesium alloy as follows, characterized in that the fine particles are also dispersed in the dendrites.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8467183A JPS59208042A (en) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Dispersion strengthened magnesium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8467183A JPS59208042A (en) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Dispersion strengthened magnesium alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59208042A true JPS59208042A (en) | 1984-11-26 |
Family
ID=13837169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8467183A Pending JPS59208042A (en) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Dispersion strengthened magnesium alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59208042A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4941918A (en) * | 1987-12-12 | 1990-07-17 | Fujitsu Limited | Sintered magnesium-based composite material and process for preparing same |
US5174834A (en) * | 1990-01-12 | 1992-12-29 | Nissan Motor Company, Limited | Alumina short fiber reinforced magnesium alloy having stable oxide binders |
CN104152766A (en) * | 2014-09-05 | 2014-11-19 | 农彩丽 | Biphase particle mixed enhanced magnesium alloy and preparation method thereof |
CN104233033A (en) * | 2014-08-26 | 2014-12-24 | 盐城市鑫洋电热材料有限公司 | High-strength high-toughness magnesium-base alloy and preparation method thereof |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8467183A patent/JPS59208042A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN104152766A (en) * | 2014-09-05 | 2014-11-19 | 农彩丽 | Biphase particle mixed enhanced magnesium alloy and preparation method thereof |
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