JPWO2012077758A1 - マグネシウム合金圧延材の製造方法及びマグネシウム合金圧延材並びにプレス成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)質量%で、アルミニウム(Al)を2.0〜8.0%、マンガン(Mn)を0〜1.0%以下(0を含まず)含有し、残部がマグネシウム(Mg)及び不可避不純物からなる板材を用い、該板材の表面温度を予め8分未満で480〜566℃とし、かつ該板材を圧延する圧延ロールの表面温度を予め50〜250℃とした後に、該板材を少なくとも総圧延率5%以上で圧延し、該圧延による圧延後板材に焼鈍を行うことを特徴とするマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(2)板材が、さらに亜鉛(Zn)を0.2〜2.0質量%含有する、前記(1)に記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(3)前記圧延ロールの表面温度を予め60〜220℃とする、前記(1)又は(2)に記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(4)外部加熱装置を用いて、前記圧延ロールの表面を昇温して所定の温度とする、前記(1)から(3)のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(5)前記圧延ロール内部に熱源を設置して、前記圧延ロールの表面を昇温して所定の温度とする、前記(1)から(4)のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(6)前記板材を総圧延率15%以上で圧延する、前記(1)から(5)のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(7)前記板材の表面温度を予め5分未満で昇温して所定の温度とする、前記(1)から(6)のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(8)前記(1)から(7)のいずれかに記載の製造方法を、全圧延プロセスの一部に含むことを特徴とするマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(9)前記圧延後板材が、焼鈍前に双晶を含む変形組織を有する、前記(1)から(8)のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(10)前記圧延後板材が、焼鈍後に30μm未満の平均結晶粒径を有する、前記(1)から(9)のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
(11)前記(1)から(10)のいずれかに記載の製造方法によって製造されたマグネシウム合金圧延材であって、
質量%で、アルミニウム(Al)を2.0〜8.0%、マンガン(Mn)を0〜1.0%以下(0を含まず)含有し、あるいは、さらに亜鉛(Zn)を0.2〜2.0%含有し、残部がマグネシウム(Mg)及び不可避不純物からなり、平均結晶粒径が30μm未満であり、XRD法(シュルツの反射法)による測定で、(0002)極点図の正規化したRD−TD面の板厚中央部における(0002)面集合組織の相対強度が5.0未満(但し、RD:圧延方向、TD:板幅方向)で、室温エリクセン値が7.0以上である、ことを特徴とするマグネシウム合金圧延材。
(12)前記(11)に記載のマグネシウム合金圧延材が所定の形態にプレス加工された成形体からなることを特徴とするプレス成形体。
(1)Mg−Al−Mn系合金あるいはMnを微量含むMg−Al−Zn系合金でなる、成形性に優れたマグネシウム合金圧延材を製造することができる。
(2)具体的には、得られたマグネシウム合金圧延材は、平均結晶粒径が微細で、すなわち30μm未満であり、XRD法(シュルツの反射法)による測定で、(0002)極点図の正規化したRD−TD面の板厚中央部における(0002)面集合組織の相対強度が5.0未満で、室温エリクセン値が7.0以上であり、優れた常温成形性を示すものとなる。
(3)本発明を利用すると、資源枯渇・価格高騰が懸念される希土類元素を利用せずに、また、既存設備を利用して、優れた常温成形性を有するマグネシウム合金圧延材を、歩留まりの高いプロセスで、低コストで、製造することができる。
(4)本発明を利用すると、幅広い用途に適用可能な、機械的特性の異方性が少ない、成形性に優れたマグネシウム合金圧延材を提供することができる。
(5)本発明のマグネシウム合金圧延材は、成形性に優れているため、プレス加工による成形性が良く、よって、簡易、かつ容易にプレス成形体を製造することができ、また、該プレス成形体からなる筐体などの物品の製造が容易となる。
本発明の製造方法では、上述したように、質量%で、アルミニウム(Al)を2.0〜8.0%、マンガン(Mn)を0〜1.0%以下(0を含まず)含有し、残部がマグネシウム(Mg)及び不可避不純物からなる板材を、あるいは、さらに亜鉛(Zn)を0.2〜2.0質量%含有する板材を、圧延に供する。市場に流通している汎用マグネシウム合金の中で、前記化学成分に該当するものとしては、AZ31B、AZ61、AZ80、AM50、AM60などが挙げられる。マグネシウムは、前述したように、実用構造金属材料中で最も低密度であり、金属材料特有のリサイクルの容易性を有し、資源も豊富に存在することから、次世代の構造用軽量材料として好適である。
[実施例1]、[実施例2]と、[比較例1]、[比較例2]では、評価のための試料であるAZ31Bの製造を行うために、AZ31B合金;組成が、質量%で、Mg−2.7%Al−0.8%Zn−0.4%Mnを、供試材とした。圧延前の試料の形状は、80×110×5.0mm3であった。圧延には、圧延ロール直径が160mm、圧延ロール幅が250mmの2段圧延機を利用し、圧延ロールの表面温度を、所定条件の温度の常温〜300℃に設定した上で、圧延を行った。圧延ロールの回転速度は、10m/minとした。
[実施例3]〜[実施例9]では、評価のための試料であるAZ61の製造を行うために、AZ61合金;組成が、質量%で、Mg−5.9%Al−0.5%Zn−0.3%Mnを、供試材とした。圧延前の試料の形状は、80×140×2.0mm3であった。圧延には、圧延ロール直径が160mm、圧延ロール幅が250mmの2段圧延機を利用し、圧延ロールの表面温度を、所定条件の温度の60〜210℃に設定した上で、圧延を行った。圧延ロール回転速度は、10m/minとした。
[比較例3]と[実施例10]〜[実施例16]では、評価のための試料であるAM60の製造を行うために、AM60合金;組成が、質量%で、Mg−6.2%Al−0.4%Mnを、供試材とした。圧延前の試料形状は、80×140×2.0mm3であった。圧延には、圧延ロール直径が160mm、圧延ロール幅が250mmの2段圧延機を利用し、圧延ロールの表面温度を、所定条件の温度の常温〜210℃に設定した上で、圧延を行った。圧延ロール回転速度は、10m/minとした。
圧延ロールの表面温度を、常温の30℃に設定した[比較例1]及び300℃に設定した[比較例2]では、集合組織強度が顕著な弱化を示さず、7.0未満のエリクセン値であった。一方、圧延ロール表面温度を、90℃に設定した[実施例1]及び150℃に設定した[実施例2]では、集合組織強度が顕著な弱化を示し、7.0以上のエリクセン値であった。なお、平均結晶粒径としては、いずれも30μm未満の微細結晶粒を有していた。
各試料について、焼鈍前後の(0002)面集合組織の相対強度分布である極点図とそのピーク強度値、並びに室温エリクセン値を、図1に示す。いずれの試料も、最終圧延において、試料の表面温度を、525℃まで、約2分で加熱した上で、圧延を行ったものである。
Claims (12)
- 質量%で、アルミニウム(Al)を2.0〜8.0%、マンガン(Mn)を0〜1.0%以下(0を含まず)含有し、残部がマグネシウム(Mg)及び不可避不純物からなる板材を用い、該板材の表面温度を予め8分未満で480〜566℃とし、かつ該板材を圧延する圧延ロールの表面温度を予め50〜250℃とした後に、該板材を少なくとも総圧延率5%以上で圧延し、該圧延による圧延後板材に焼鈍を行うことを特徴とするマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 板材が、さらに亜鉛(Zn)を0.2〜2.0質量%含有する、請求項1に記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 前記圧延ロールの表面温度を予め60〜220℃とする、請求項1又は2に記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 外部加熱装置を用いて、前記圧延ロールの表面を昇温して所定の温度とする、請求項1から3のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 前記圧延ロール内部に熱源を設置して、前記圧延ロールの表面を昇温して所定の温度とする、請求項1から4のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 前記板材を総圧延率15%以上で圧延する、請求項1から5のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 前記板材の表面温度を予め5分未満で昇温して所定の温度とする、請求項1から6のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 請求項1から7のいずれかに記載の製造方法を、全圧延プロセスの一部に含むことを特徴とするマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 前記圧延後板材が、焼鈍前に双晶を含む変形組織を有する、請求項1から8のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 前記圧延後板材が、焼鈍後に30μm未満の平均結晶粒径を有する、請求項1から9のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材の製造方法。
- 請求項1から10のいずれかに記載の製造方法によって製造されたマグネシウム合金圧延材であって、
質量%で、アルミニウム(Al)を2.0〜8.0%、マンガン(Mn)を0〜1.0%以下(0を含まず)含有し、あるいは、さらに亜鉛(Zn)を0.2〜2.0%含有し、残部がマグネシウム(Mg)及び不可避不純物からなり、平均結晶粒径が30μm未満であり、XRD法(シュルツの反射法)による測定で、(0002)極点図の正規化したRD−TD面の板厚中央部における(0002)面集合組織の相対強度が5.0未満(但し、RD:圧延方向、TD:板幅方向)で、室温エリクセン値が7.0以上である、ことを特徴とするマグネシウム合金圧延材。 - 請求項11に記載のマグネシウム合金圧延材が所定の形態にプレス加工された成形体からなることを特徴とするプレス成形体。
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