JPWO2012137907A1 - マグネシウム合金チップ及びそれを用いた成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
引張試験には、インストロンジャパンカンパニイリミテッド製万能材料試験機「3382床置き型試験システム」を用いた。試験片には、中央に、幅20mm、長さ60mmの平行部を有し、両端につかみ部を有し、厚さが2mmである板状の成形品を用いた。当該試験片は、試験片の形状に対応する形状の試験片作製用金型を用いて射出成形することにより作製した。引張試験における、試験片の外観写真及び試験片をセッティングした際の試験機の外観写真を図1に示す。引張速度は5mm/minにて測定を行った。
曲げ試験には、インストロンジャパンカンパニイリミテッド製万能材料試験機「3382床置き型試験システム」を用いた。曲げ試験に使用する試験片には、引張試験用の試験片作製用金型を用いて成形された成形品のつかみ部の一部分を切断して作製した、幅20mm、長さ70mm、厚さ2mmの板状のものを用いた。曲げ試験における、試験片をセッティングした際の試験機の外観写真を図2に示す。2つの支えの距離は60mmに設定した。押し金具を5mm/minにて押し下げることにより試験を行った。試験は、試験片が破断したとき又は押し金具の変位が20mmになったときに終了した。
日本電子株式会社製X線マイクロアナライザー「JXA−8500FS」を用いて、成形品の表面の元素マッピングを行った。加速電圧15kV、試料照射電流1×10−8Aに設定し、測定を行った。
島津製作所製発光分光分析装置「PDA−7000」を用いて、成形品の化学組成を測定した。測定スポットの直径は5mmとした。ただし、炭素含有量については、下記の方法により測定した。
堀場製作所製炭素・硫黄分析装置「EMIA−920V」を用いて、成形品中の炭素含有量の測定を行った。測定は、JIS Z2615「金属材料の炭素定量方法通則」(赤外線吸収法(積分法))に基づいて行った。
成形品を溶湯の流れ方向に対して垂直に切断した。得られた断片を樹脂に包埋した後に、切断面を研磨した。研磨後の断面を光学顕微鏡を用いて観察した。
AZ91D(規格値 Al:8.5〜9.5重量%、Zn:0.45〜0.9重量%、Mn:0.17〜0.4重量%、Be:0.0008〜0.0012重量%、Si:0.05重量%以下、Fe:0.004重量%以下、Cu:0.025重量%以下、Ni:0.001重量%以下、残部:Mg)からなるインゴットを切削加工して、半径約0.5mm、長さ約4mmの円柱状のマグネシウム合金チップを得た。得られたマグネシウム合金チップ100kg及びカーボンブラック(三菱化学株式会社製ファーネスブラック「#30」、平均一次粒子径30nm、DBP吸収量113mL/100g)100gをV型ミキサーへそれぞれ投入し、回転数 30r.p.m.にて20分間混合することにより、マグネシウム合金チップの表面にカーボンブラックがコーティングされた射出成形用チップを得た。このとき、得られた射出成形用チップを目視により観察した結果、当該チップ表面にカーボンブラックがほぼ均一にコーティングされていた。得られた射出成形用チップをチクソモールディング用射出成形機(日本製鋼所製「JSW JLM220−MG」)に投入し、射出成形を行った。射出成形は、溶融温度を610℃、金型温度を225℃に設定して行った。金型には、引張試験に用いる試験片作製用の金型を用いた。こうして、中央の平行部が、幅20mm、長さ60mmであり、両端につかみ部を有し、厚さが2mmである板状の成形品を作製した。得られた成形品中のアルミニウムの含有量は8.9重量%であり、亜鉛の含有量は0.68重量%であり、マンガンの含有量は0.26重量%であり、ベリリウムの含有量は0.0011重量%であり、鉄の含有量は0.002重量%であり、銅の含有量は0.003重量%であり、ニッケルの含有量は0.001重量%であり、炭素含有量は0.085重量%であった。得られた成形品を溶湯の流れ方向に対して垂直に切断して得た断面の顕微鏡写真を図3に示す。図3に示されているとおり、成形品には、大きな巣が見られなかった。
カーボンブラックをコーティングしていない射出成形用チップを用いて成形品を作製した。カーボンブラックのコーティングを行わなかったこと以外は実施例1と同様にして成形品を作製した。得られた成形品中のアルミニウムの含有量は9.2重量%であり、亜鉛の含有量は0.78重量%であり、マンガンの含有量は0.25重量%であり、ベリリウムの含有量は0.0010重量%であり、鉄の含有量は0.002重量%であり、銅の含有量は0.004重量%であり、ニッケルの含有量は0.001重量%であった。炭素の含有量は、検出限界(0.0001重量%)以下であった。得られた成形品を溶湯の流れ方向に対して垂直に切断して得た断面の顕微鏡写真を図3に示す。図3に示されているとおり、成形品には、比較的大きな巣が見られた。
異なる種類のカーボンブラックを用いたこと以外は、実施例1と同様にして成形品を作製した。実施例2においては、三菱化学株式会社製のカーボンブラック「#45L」(平均一次粒子径24nm、DBP吸収量53mL/100g)を使用した。実施例3においては、三菱化学株式会社製のカーボンブラック「#3050B」(平均一次粒子径50nm、DBP吸収量175mL/100g)を使用した。得られた成形品の引張試験を実施例1と同様にして行った。引張試験により得られた、0.2%耐力を図10に示す。
実施例1において、チップを射出成形機に導入し、射出成形した際に発生したスクラップを用いてインゴットを作製した。射出成形を行った後、射出成形機のスプルーにおいて固化した合金(炭素含有量0.16重量%)100kgを予熱した溶解炉に投入した。溶湯が650〜700℃になるように温度調整を行った。投入した合金がすべて溶解した後、フラックス(Dow310:MgCl250重量部、KCl220重量部、CaF215重量部、MgO15重量部)2kgを溶湯に添加した。溶湯を30分間撹拌した後、30分間沈静した。溶湯の上層の清浄な部分を金型に鋳込んだ後、冷却してインゴットを得た。インゴット中の炭素含有量は0.003重量%であった。当該インゴットを切削して得られたチップからなる成形品は、比較例1の成形品と同等の耐食性及び機械的性能を有していた。
Claims (9)
- アルミニウムを含有するマグネシウム合金からなるチップの表面に炭素粉末がコーティングされたことを特徴とする、射出成形用チップ。
- 前記炭素粉末の含有量が0.01〜3重量%である請求項1に記載の射出成形用チップ。
- 前記炭素粉末がカーボンブラックである請求項1又は2に記載の射出成形用チップ。
- 前記カーボンブラックの、平均一次粒子径が5〜100nmであり、かつDBP吸収量が40〜200mL/100gである請求項3に記載の射出成形用チップ。
- アルミニウムを含有するマグネシウム合金からなるチップと前記炭素粉末とを混合することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の射出成形用チップの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の射出成形用チップを射出成形機に導入し、射出成形することを特徴とするマグネシウム合金からなる成形品の製造方法。
- 前記成形品において、マグネシウムのマトリックス中にアルミニウムと炭素の複合体が分散している請求項6に記載の成形品の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の射出成形用チップを射出成形した際に発生したスクラップを、フラックスの存在下で加熱溶融してから冷却する、マグネシウム合金からなるインゴットの製造方法。
- 前記スクラップ中における炭素の含有量C1(重量%)に対する前記インゴット中における炭素の含有量C2(重量%)の比(C2/C1)が0.1以下である請求項8に記載のインゴットの製造方法。
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