JPS6365048A - マグネシウム焼結合金およびその製法 - Google Patents
マグネシウム焼結合金およびその製法Info
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- JPS6365048A JPS6365048A JP20802086A JP20802086A JPS6365048A JP S6365048 A JPS6365048 A JP S6365048A JP 20802086 A JP20802086 A JP 20802086A JP 20802086 A JP20802086 A JP 20802086A JP S6365048 A JPS6365048 A JP S6365048A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は粉末冶金の手法を用いてマグネシウム、亜鉛及
びジルコニウムから成る軽量高強度のマグネシウム焼結
合金を廉価で量産できるようにしたものであり、また原
料粉末を固体潤滑剤を添加せずに混合、圧縮成形して良
好な焼結晶を製造するものである。
びジルコニウムから成る軽量高強度のマグネシウム焼結
合金を廉価で量産できるようにしたものであり、また原
料粉末を固体潤滑剤を添加せずに混合、圧縮成形して良
好な焼結晶を製造するものである。
本発明はマグネシウム(Mg ) 、亜鉛(Zn )及
びジルコニウム(Zr )から成るMg焼結合金並びに
その製造方法に関し、更に詳しくはMg粉末、Zn粉末
及びZr粉末を混合、圧縮成形し、焼結することによっ
て得られるMg、Zn及びZrから成る軽量高強度で廉
価なMg合金並びにMg。
びジルコニウム(Zr )から成るMg焼結合金並びに
その製造方法に関し、更に詳しくはMg粉末、Zn粉末
及びZr粉末を混合、圧縮成形し、焼結することによっ
て得られるMg、Zn及びZrから成る軽量高強度で廉
価なMg合金並びにMg。
Zn及びZrの原料粉を混合、圧縮成形して成形体を得
るに際し、固体潤滑剤を使用することなく実施して、M
g焼結合金を製造する方法に関する。
るに際し、固体潤滑剤を使用することなく実施して、M
g焼結合金を製造する方法に関する。
Mg合金は軽量高強度の金属材料として注目されており
、アルミニウム合金より比強度(引張り強さ/密度)が
大きいため、航空機用、自動車用、電子機器用など広範
囲な分野において好適に利用することができる。
、アルミニウム合金より比強度(引張り強さ/密度)が
大きいため、航空機用、自動車用、電子機器用など広範
囲な分野において好適に利用することができる。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕前記
したように、Mg合金は比強度の大きい軽量高強度合金
として注目されているが、従来M。
したように、Mg合金は比強度の大きい軽量高強度合金
として注目されているが、従来M。
合金はいわゆる溶解鋳造法や温間押出法などによって専
ら製造されていた。しかしながら、Mg合金は着火性が
あって切削加工が困難なため製造コストが高くなるとい
う問題があり、また溶解鋳造法で M g Z n
Z r系合金を製造しようとすると、Zrが溶は込み
にくく、また比重が大きいため均一な組成の鋳物が得に
くく得られる製品の品質のバラツキが大きいという問題
があった。従って、品質の安定した所望の軽量高強度の
Mg合金を安価で多量製造することが切望されてきた。
ら製造されていた。しかしながら、Mg合金は着火性が
あって切削加工が困難なため製造コストが高くなるとい
う問題があり、また溶解鋳造法で M g Z n
Z r系合金を製造しようとすると、Zrが溶は込み
にくく、また比重が大きいため均一な組成の鋳物が得に
くく得られる製品の品質のバラツキが大きいという問題
があった。従って、品質の安定した所望の軽量高強度の
Mg合金を安価で多量製造することが切望されてきた。
本発明に従えば、前記問題点は、亜鉛1〜12重量%、
ジルコニウム0.1〜1.3重量%及びマグネシウム残
部の組成を有し、マグネシウム粉末、亜鉛粉末およびジ
ルコニウム粉末を焼結して成るマグネシウム焼結合金に
よって解決され、またかかるMg焼結合金は、好ましく
は、マグネシウム粉末、亜鉛粉末およびジルコニウム粉
末を混合し、圧縮成形し、そして焼結して、亜鉛1〜1
2重量%、ジルコニウム0.1〜1.3重量%及びマグ
ネシウム残部の組成を有するマグネシウム焼結合金を製
造するにあたり、原料粉末の混合及び圧縮成形を固体潤
滑剤を添加することなく実施して成形体を得ることによ
って製造することができる。
ジルコニウム0.1〜1.3重量%及びマグネシウム残
部の組成を有し、マグネシウム粉末、亜鉛粉末およびジ
ルコニウム粉末を焼結して成るマグネシウム焼結合金に
よって解決され、またかかるMg焼結合金は、好ましく
は、マグネシウム粉末、亜鉛粉末およびジルコニウム粉
末を混合し、圧縮成形し、そして焼結して、亜鉛1〜1
2重量%、ジルコニウム0.1〜1.3重量%及びマグ
ネシウム残部の組成を有するマグネシウム焼結合金を製
造するにあたり、原料粉末の混合及び圧縮成形を固体潤
滑剤を添加することなく実施して成形体を得ることによ
って製造することができる。
本発明に従えば、前記したように、Mg粉末、Zn粉末
及びZr粉末を、粉末冶金の手法に従って、混合し、圧
縮成形した後焼結することによってZn 1〜12重量
%、好ましくは3.0〜7.0重量%、Zr0.1〜1
.3重量%、好ましくは0.4〜1.0重量%及びMg
残部の組成を有する軽量高強度のMg合金を安価で大量
に製造することができる。このようにMg −Zn−Z
r合金を、原料粉末を混合、圧縮成形及び焼結すること
によって製造することにより原料粉末の比重に拘わりな
く均一な金属組織を有するMg合金を得ることができ、
また量産性にも優れているので所望の製品を安価な製造
コストで製造することができる。
及びZr粉末を、粉末冶金の手法に従って、混合し、圧
縮成形した後焼結することによってZn 1〜12重量
%、好ましくは3.0〜7.0重量%、Zr0.1〜1
.3重量%、好ましくは0.4〜1.0重量%及びMg
残部の組成を有する軽量高強度のMg合金を安価で大量
に製造することができる。このようにMg −Zn−Z
r合金を、原料粉末を混合、圧縮成形及び焼結すること
によって製造することにより原料粉末の比重に拘わりな
く均一な金属組織を有するMg合金を得ることができ、
また量産性にも優れているので所望の製品を安価な製造
コストで製造することができる。
本発明に係るMg −Zn−Zr合金の組成において、
Zn含量が1重量%未満では合金化の効果が小さく、充
分な強度が得られないので好ましくなく、逆に12重量
%を超えると局所的にZnが偏在し、強度を低下させる
ので好ましくない。更にZr含量が0.1重量%未満で
は分散強化材としての量が不足しているため充分な強度
が得られないので好ましくなく、逆に1.3重量%を超
えるとMg粉末の結合を阻害し、強度を低下させるので
好ましくない。
Zn含量が1重量%未満では合金化の効果が小さく、充
分な強度が得られないので好ましくなく、逆に12重量
%を超えると局所的にZnが偏在し、強度を低下させる
ので好ましくない。更にZr含量が0.1重量%未満で
は分散強化材としての量が不足しているため充分な強度
が得られないので好ましくなく、逆に1.3重量%を超
えるとMg粉末の結合を阻害し、強度を低下させるので
好ましくない。
Mg、Zn及びZrの原料粉末の焼結に当っては従来の
公知の任意の方法を採用することができるが、焼結前の
圧縮成形に際し、従来の鉄系焼結合金の製造において一
般的に使用されている固体潤滑剤(例えばステアリン酸
亜鉛や二硫化モリブデン)などを添加することなく圧縮
成形するのが好ましい。即ち、従来の焼結金属又は合金
の製造法によれば、原料粉末と固体潤滑剤を、例えば室
温で1〜2時間混合し、プレスにて室温下1〜8t/c
nl程度で圧縮成形し、温度300〜500℃で1〜2
時間加熱して潤滑剤を除去し、例えばアルゴン雰囲気下
に560〜640℃で30分〜6時間焼結する。これに
対し、本発明の好ましい方法に従えば、Mg、7.n及
びZrの混合粉末を固体潤滑剤を添加せずに適当な混合
器で混合し、プレスで室温において1〜8t/cnlの
圧力下に圧縮成形する。このようにして得られた成形体
は還元性雰囲気(例えばH,)、不活性気体雰囲気(例
えばAr 、 Nt>、好ましくはH2雰囲気下に温度
580〜640℃、好ましくは混合粉の融点直下の温度
で適当時間(例えば1〜4時間)焼結することにより所
望のMg焼結合金を得ることができる。このように、本
発明の好ましい態様では、Mg粉末の自己潤滑性を利用
して固体潤滑剤を使用しないで圧縮成形し、焼結するた
め、従来法のように脱潤滑剤工程を必要とせず、また焼
結後に不所望の潤滑剤が残留することがないため強度の
大きい良品質のMg焼結合金を製造することができる。
公知の任意の方法を採用することができるが、焼結前の
圧縮成形に際し、従来の鉄系焼結合金の製造において一
般的に使用されている固体潤滑剤(例えばステアリン酸
亜鉛や二硫化モリブデン)などを添加することなく圧縮
成形するのが好ましい。即ち、従来の焼結金属又は合金
の製造法によれば、原料粉末と固体潤滑剤を、例えば室
温で1〜2時間混合し、プレスにて室温下1〜8t/c
nl程度で圧縮成形し、温度300〜500℃で1〜2
時間加熱して潤滑剤を除去し、例えばアルゴン雰囲気下
に560〜640℃で30分〜6時間焼結する。これに
対し、本発明の好ましい方法に従えば、Mg、7.n及
びZrの混合粉末を固体潤滑剤を添加せずに適当な混合
器で混合し、プレスで室温において1〜8t/cnlの
圧力下に圧縮成形する。このようにして得られた成形体
は還元性雰囲気(例えばH,)、不活性気体雰囲気(例
えばAr 、 Nt>、好ましくはH2雰囲気下に温度
580〜640℃、好ましくは混合粉の融点直下の温度
で適当時間(例えば1〜4時間)焼結することにより所
望のMg焼結合金を得ることができる。このように、本
発明の好ましい態様では、Mg粉末の自己潤滑性を利用
して固体潤滑剤を使用しないで圧縮成形し、焼結するた
め、従来法のように脱潤滑剤工程を必要とせず、また焼
結後に不所望の潤滑剤が残留することがないため強度の
大きい良品質のMg焼結合金を製造することができる。
なお、Mg焼結合金の製造に際し、従来一般的に使用さ
れている固体潤滑剤を用いると脱潤滑剤工程においてM
g粉末が低融点でしかも活性が高いため脱潤滑剤工程で
潤滑剤が完全には除かれず、焼結品中に残留し、高品質
の焼結合金を得ることができない。
れている固体潤滑剤を用いると脱潤滑剤工程においてM
g粉末が低融点でしかも活性が高いため脱潤滑剤工程で
潤滑剤が完全には除かれず、焼結品中に残留し、高品質
の焼結合金を得ることができない。
実見±
以下、実施例に従って本発明を更に詳細に説明するが、
本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するもので
ないことはいうまでもない。なお、以下の例において「
%」は「重量%」を示す。
本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するもので
ないことはいうまでもない。なお、以下の例において「
%」は「重量%」を示す。
次1」0−
Mg粉末(−200メソシユ)、Zn粉末(−300メ
ソシユ)およびZr粉末(−300メツシユ)を■型混
合器で1.5時間混合し、Zn含量1〜12%及びZr
含量0〜1.2%の各種Mg −Zn−Zr混合粉末を
得た。これらの混合粉末を室温において成形圧力1〜8
t/c+Jで5分間で圧縮成形し、JISM標$2−6
4、平行部の寸法5.7 x 32 x 4〜5の成形
体(引張り試験片)を得た。得られた圧縮成形体を水素
ガス雰囲気中にて温度580〜640℃で30分〜3時
間焼結した。
ソシユ)およびZr粉末(−300メツシユ)を■型混
合器で1.5時間混合し、Zn含量1〜12%及びZr
含量0〜1.2%の各種Mg −Zn−Zr混合粉末を
得た。これらの混合粉末を室温において成形圧力1〜8
t/c+Jで5分間で圧縮成形し、JISM標$2−6
4、平行部の寸法5.7 x 32 x 4〜5の成形
体(引張り試験片)を得た。得られた圧縮成形体を水素
ガス雰囲気中にて温度580〜640℃で30分〜3時
間焼結した。
このようにして得られた各種Mg合金の特性を第1図〜
第5図に示す。
第5図に示す。
先ず第1図はMg合金(Zr含量0.8%)中のZn含
量(%)と焼結温度との関係を示す図面であり、第1図
においてO印は各Zn含量において焼結が可能であった
温度を示し、X印は混合粉末が溶融してしまって焼結が
不可能であった温度を示す。
量(%)と焼結温度との関係を示す図面であり、第1図
においてO印は各Zn含量において焼結が可能であった
温度を示し、X印は混合粉末が溶融してしまって焼結が
不可能であった温度を示す。
第1図の結果から明らかなようにM8合金中のZn含量
が増加するに従って焼結可能な温度は低下する。
が増加するに従って焼結可能な温度は低下する。
第2図は、Mg−6%Zn−0,8%Zrの組成のMg
合金(融点−620℃)について焼結温度を580℃、
600℃及び610℃と変動させた場合の焼結時間と焼
結合金の引張り強さとの関係を示す図面であり、第2図
の結果から明らかなように、焼結温度が融点直下の温度
(610℃の場合にはMg焼結合金の引張り強さが最大
となり、焼結時間は2時間程度が良好である。
合金(融点−620℃)について焼結温度を580℃、
600℃及び610℃と変動させた場合の焼結時間と焼
結合金の引張り強さとの関係を示す図面であり、第2図
の結果から明らかなように、焼結温度が融点直下の温度
(610℃の場合にはMg焼結合金の引張り強さが最大
となり、焼結時間は2時間程度が良好である。
第3図はMg焼結合金中のZn含量と上記実験によって
得られた引張り強さの最大値との関係を示す図面(この
時のZr含量は0.8%である)であり、第3図の結果
からZn含量が1〜13%の範囲で純Mgを溶解鋳造法
で成形した場合の引張り強さ約10kgf/龍2を凌駕
する強度が得られることが明らかである。
得られた引張り強さの最大値との関係を示す図面(この
時のZr含量は0.8%である)であり、第3図の結果
からZn含量が1〜13%の範囲で純Mgを溶解鋳造法
で成形した場合の引張り強さ約10kgf/龍2を凌駕
する強度が得られることが明らかである。
第4図はMg焼結合金(Zn含量4.5%)中のZr含
量と引張り強さの最大値との関係を示す図面であり、第
4図からZr含量が1.3重量%以下で純Mg鋳造成形
品より高い引張り強さが得られる。
量と引張り強さの最大値との関係を示す図面であり、第
4図からZr含量が1.3重量%以下で純Mg鋳造成形
品より高い引張り強さが得られる。
第5図はMg−3%Zn 0.8Zr系合金をH2+
アルゴン(Ar)及びN2雰囲気下に焼結温度620℃
で焼結した場合の焼結時間と引張り強さとの関係を示す
図面であり、第5図の結果から明らかなように還元性の
水素雰囲気の場合に最良の結果が得られる。
アルゴン(Ar)及びN2雰囲気下に焼結温度620℃
で焼結した場合の焼結時間と引張り強さとの関係を示す
図面であり、第5図の結果から明らかなように還元性の
水素雰囲気の場合に最良の結果が得られる。
2 び 六 11〜2
Mg粉末(−200メソシユ)、Zn粉末(−300メ
フシユ)及びZr粉末(−300メツシユ)を■型混合
器で1.5時間混合し、Zn含量が1〜9%、Zr含量
が 0.8%及び残部のMgの混合粉末を得た。
フシユ)及びZr粉末(−300メツシユ)を■型混合
器で1.5時間混合し、Zn含量が1〜9%、Zr含量
が 0.8%及び残部のMgの混合粉末を得た。
これらの混合粉末に固体潤滑剤を添加することなく成形
圧力4t/cutで圧縮成形した後、JIS)1標準2
−64の圧縮成形体を得、これを水素雰囲気中で温度5
80〜640℃で0.5〜4時間焼結した。
圧力4t/cutで圧縮成形した後、JIS)1標準2
−64の圧縮成形体を得、これを水素雰囲気中で温度5
80〜640℃で0.5〜4時間焼結した。
このようにして得られたMg −Zn−Zr焼結合金の
引張強さとZn含量との関係を第6図に示す。
引張強さとZn含量との関係を第6図に示す。
一方、実施例2において、圧縮成形時に、混合粉末に対
して2%のへキストワソクス(比較例1)又はステアリ
ン酸亜鉛(比較例2)を固体潤滑剤として添加した以外
は同様にしてMg −Zn −Zr焼結合金を得た。こ
のようにして得られた焼結合金の引張強さとZn含量と
の関係を第6図に示す。
して2%のへキストワソクス(比較例1)又はステアリ
ン酸亜鉛(比較例2)を固体潤滑剤として添加した以外
は同様にしてMg −Zn −Zr焼結合金を得た。こ
のようにして得られた焼結合金の引張強さとZn含量と
の関係を第6図に示す。
第6図の結果から明らかなように、従来合金の焼結に際
して一般的に使用されている固体潤滑剤を使用すると最
大引張り強さが8kgf/m”程度と、添加しない場合
の最大引張り強さ13 、2 kg f / w ”の
約0.6倍に低下する。
して一般的に使用されている固体潤滑剤を使用すると最
大引張り強さが8kgf/m”程度と、添加しない場合
の最大引張り強さ13 、2 kg f / w ”の
約0.6倍に低下する。
以上説明したように、本発明に従えば、Mg、Zn及び
Zr粉を粉末冶金の手法に従って混合し、圧縮成形した
後焼結することによって軽量で高強度のMg −Zn−
Zr合金を安定した品質で安価に量産することができる
ので航空機用、自動車用及び電子機器用などの材料とし
て好適に実用化することができる。更に本発明に従えば
、原料粉を混合及び圧縮成形するに際し、従来法と違っ
て固体潤滑剤を使用することなく混合及び圧縮成形する
ことによって製造工程を簡略化して高強度の所望のMg
合金を安価に製造することができる。
Zr粉を粉末冶金の手法に従って混合し、圧縮成形した
後焼結することによって軽量で高強度のMg −Zn−
Zr合金を安定した品質で安価に量産することができる
ので航空機用、自動車用及び電子機器用などの材料とし
て好適に実用化することができる。更に本発明に従えば
、原料粉を混合及び圧縮成形するに際し、従来法と違っ
て固体潤滑剤を使用することなく混合及び圧縮成形する
ことによって製造工程を簡略化して高強度の所望のMg
合金を安価に製造することができる。
第1図はMg−Zn−Zr系焼結合金のZn含量(%)
と焼結温度との関係を示す図面であり、第2図はMg−
6%Zn−0,8%Zr系焼結合金の焼結時間と引張強
さとの関係を示す図面であり、 第3図はMg −Zn−Zr系焼結合金のZn含量と引
張り強さの最大値との関係を示す図面であり・ 第4図はMg −Zn−Zr系焼結合金のZr含量と引
張り強さの最大値との関係を示す図面であり・ 第5図はMg −Zn−Zr焼結合金の焼結雰囲気を
H2,Ar、及びN!と変えた場合の焼結時間と引張り
強さとの関係を示す図面であり、第6図は実施例2並び
に比較例1及び2で得られたMg −Zn−Zr焼結合
金の引張強さと焼結時間との関係を示す図面である。 Zn 含 量 (重量係) 第1図 第2図 Zn 含 量 (重量%) Zr含量(重量%) 焼結時間 (hr ) 第5図 第6図
と焼結温度との関係を示す図面であり、第2図はMg−
6%Zn−0,8%Zr系焼結合金の焼結時間と引張強
さとの関係を示す図面であり、 第3図はMg −Zn−Zr系焼結合金のZn含量と引
張り強さの最大値との関係を示す図面であり・ 第4図はMg −Zn−Zr系焼結合金のZr含量と引
張り強さの最大値との関係を示す図面であり・ 第5図はMg −Zn−Zr焼結合金の焼結雰囲気を
H2,Ar、及びN!と変えた場合の焼結時間と引張り
強さとの関係を示す図面であり、第6図は実施例2並び
に比較例1及び2で得られたMg −Zn−Zr焼結合
金の引張強さと焼結時間との関係を示す図面である。 Zn 含 量 (重量係) 第1図 第2図 Zn 含 量 (重量%) Zr含量(重量%) 焼結時間 (hr ) 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、亜鉛1〜12重量%、ジルコニウム0.1〜1.3
重量%及びマグネシウム残部の組成を有し、マグネシウ
ム粉末、亜鉛粉末およびジルコニウム粉末を焼結して成
る軽量高強度マグネシウム焼結合金。 2、マグネシウム粉末、亜鉛粉末およびジルコニウム粉
末を混合し、圧縮成形し、そして焼結して、亜鉛1〜1
2重量%、ジルコニウム0.1〜1.3重量%及びマグ
ネシウム残部の組成を有するマグネシウム焼結合金を製
造するにあたり、原料粉末の混合及び圧縮成形を固体潤
滑剤を添加することなく実施して成形体を得ることを特
徴とする軽量高強度マグネシウム焼結合金の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20802086A JPS6365048A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | マグネシウム焼結合金およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20802086A JPS6365048A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | マグネシウム焼結合金およびその製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6365048A true JPS6365048A (ja) | 1988-03-23 |
Family
ID=16549344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20802086A Pending JPS6365048A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | マグネシウム焼結合金およびその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6365048A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0358268U (ja) * | 1989-06-20 | 1991-06-06 | ||
DE19956721B4 (de) * | 1998-11-25 | 2005-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki | Separator einer Protonenaustausch-Brennstoffzelle und Verfahren zu dessen Herstellung |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5741537A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-08 | Toshiba Corp | Stainless steel tank for water heating equipment |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP20802086A patent/JPS6365048A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5741537A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-08 | Toshiba Corp | Stainless steel tank for water heating equipment |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0358268U (ja) * | 1989-06-20 | 1991-06-06 | ||
DE19956721B4 (de) * | 1998-11-25 | 2005-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki | Separator einer Protonenaustausch-Brennstoffzelle und Verfahren zu dessen Herstellung |
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