TW201247889A - Magnesium alloy material and method of manufacturing the same - Google Patents

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201247889 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於適合於汽車或鐵道車廂、飛機等之 機器的零件，或是汽車零件、電子和電氣機器的殼體 他結構構件之各種構件，以及該構件的構成材料之鎂 材及其製造方法。尤其關於厚層且模壓加工等塑性加 佳之鎂合金材。 【先前技術】 作爲行動電話或筆記型個人電腦之可攜式電子和 機器類的殼體、輪圈蓋或換檔撥片等之汽車零件、鐵 廂零件'車架等之自行車零件之各種構件的構成材料 有人探討輕量且比強度、比剛性佳之鎂合金材。由鎂 材所構成之構件，其主流是依據壓鑄（die cast )法 變成形法所形成之鑄造材（ASTM規格的AZ91合金 近年來，係逐漸採用對由以ASTM規格的AZ31合金 表之延展用鎂合金所構成之板材施以模壓加工後之模 工材。專利文獻1中，係揭示一種使用雙輥鑄造法來 由AZ91合金等之各種鎂合金所構成之連續鑄造材， 將連續鑄造材施以軋延而得之軋延板施以模壓加工。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 〔專利文獻1〕國際公開第2006/003899號 運輸 、其 合金 工性 電氣 道車 ，係 合金 或觸 )0 爲代 壓加 製作 且對 201247889 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 以往，著眼於鎂合金的輕量性，係對如模壓加工材之 塑性加工材的素材，探討如厚度1 mm以下之較薄的板材 。然而，隨著鎂合金用途範圍的擴大，不僅如上述般的薄 板，亦著眼於比強度、比剛性而期待可開發出厚層，具體 而言爲厚度1 .5mm以上的厚板材。以往，對於此般厚層且 塑性加工性佳之鎂合金板等素材及其製造方法，以及使用 該板材所製作之模壓加工材之塑性加工材，尙未充分地進 行探討。 若應用壓鑄法或觸變成形法，則可得厚層的鎂合金板 。然而，壓鑄材等鑄造材中，容易存在有稱爲凹孔之內部 缺陷，且會產生添加元素成分局部地成爲S濃度，或是晶 粒呈不規則地配向等，組成或組織容易變掙不均勻之情形 。此外，壓鑄材之鑄造材中，析出物容易於晶界上析出。 上述缺陷部分或晶界的析出物等會成爲破壞的起點，所以 壓鑄材等鑄造材的模壓加工等之塑性加工性差。此外，壓 鑄材等鑄造材，由於上述內部缺陷等，該弹度或硬度等機 械特性較如模壓加工材之塑性加工材差。 因此，本發明的目的之一，在於提供—種厚層且塑性 加工性佳之鎂合金材或是施以塑性加工之厚層的鎂合金材 。此外，本發明的其他目的，在於提供一輝可製得厚層且 塑性加工性佳之鎂合金材的鎂合金材之製$方法。 201247889 (用以解決課題之手段） 與壓鑄材或觸變成形材相比，施以軋延等之塑性加工 (1次加工）後之鎂合金材，係藉由減少鑄造時的缺陷或 是使結晶細微化，而使得即使是同一組成，其強度或硬度 、韌性等之機械特性、耐蝕性、塑性加工性亦佳。此外， 對於施以上述1次加工後之鎂合金材施以模壓加工等之塑 性加工（2次加工）後之鎂合金材，上述機械特性或耐蝕 性亦佳。尤其當應用藉由如雙輥鑄造法之連續鑄造法所製 造之連續鑄造材做爲1次加工材的素材時，該連續鑄造材 ，其偏析或粗大的晶析物較壓鑄材等更少，且塑性加工性 佳。因此，本發明者們係在種種條件下對連續鑄造材施以 軋延，製作出厚度1.5mm以上之厚層的鎂合金板，並調查 該塑性加工性。在此，鎂合金的軋延材（軋延板），一般 而言，係具有鎂合金之結晶的底面平行地配向於軋延方向 (被軋延之素材的行進方向）之集合組織。當上述集合組 織中的聚集度強時，在模壓加工等之塑性加工時，乃具有 損及成形性之缺點。本發明者們係發現到：（1.)當軋延 板之表面側部分中的集合組織之聚集度較軋延板之內部部 分中的集合組織更強時，成形性（塑性加工性）的降低較 大，（2 )當對厚層的素材施以以往的軋延而欲得到厚層 的軋延材時，該表面側部分中的集合組織較內部部分更發 達，乃無法得到與如厚度1.5mm以下的薄板同等程度之成 形性。再者，本發明者們係發現到：在特定條件下所製作 之鎂合金板，可成爲厚層且模壓加工等之塑性加工性佳。 201247889 本發明係依據上述發現而創作出。 本發明之鎂合金材，係由鎂合金所構成，具有厚度 1.5mm以上的板狀部，且該板狀部滿足以下之配向性。 〔配向性〕 以由上述板狀部之表面往厚度方向至厚度1/4爲止的 區域爲表面區域，剩餘部分爲內部區域； 以上述表面區域中之（002)面、〇00)面、（1〇1 )面、（102)面、（110)面、及（103)面之X射線繞 射之峰値強度分別爲If ( 002 ) 、IF ( 100 ) 、IF ( 1〇1 )、 IF ( 102) 、IF ( 110)、及 If ( 103); 以上述內部區域中之（002 )面、（100 )面、（101 )面、（102 )面、（1 10 )面、及（103 )面之X射線繞 射之峰値強度分別爲Ic(〇〇2) 、IC(100) 、Ic(l〇l) 、Ic ( 102) 、Ic ( 110)、及 Ic ( 103 )； 以上述表面區域中之（0 02 )面的配向程度：If(〇〇2 )/ { IF ( 100 ) +IF ( 002 ) +IF ( 101 ) +IF ( 102 ) +If ( 1 10 )+IF ( 103 ) }爲底面峰値比Of ; 以上述內部區域中之（002 )面的配尚程度：Ic ( 002 )/ { Ic ( 100) +Ic ( 002 ) +IC ( 101) +Ic ( 102) +Ic ( HO )+IC(103) }爲底面峰値比Oc時； 上述表面區域之底面峰値比〇F相對於上述內部區域 之底面峰値比〇c之比率〇F/〇c滿足0.95 S 0F/0CS 1.05。 上述本發明之鎂合金材，例如可藉由以下本發明之製 201247889 造方法來製造。本發明之鎂合金材之製造方法，係對鎂合 金所構成之素材施以軋延，以製造鎂合金材的方法，並且 具備以下之準備步驟與軋延步驟。 準備步驟：準備將溶解後的鎂合金藉由雙輥鑄造法來 連續鑄造之板狀素材之步驟。 軋延步驟：對上述素材施以複數道次（pass)之軋延 ，以製造厚度1.5mm以上板狀鎂合金材的步驟。 該軋延步驟中’進行至少1道次之每道次之軋縮率爲 2 5 %以上的軋延’且使剩餘各道次之軋縮率爲丨〇 %以上。 再者’軋縮率（％ ) ’是指{(軋縮前之素材的厚度 U-軋縮後之素材的厚度ta ) /軋縮前之素材的厚度u } χ 100° 根據上述本發明之製造方法，藉由將成爲斷裂等的起 點之缺陷或晶析物、偏析較少或是實質上不存在之連續鑄 造材用作爲素材’可良好地施以每道次之軋縮率爲2 5 %以 上之較強加工的軋延。此外，在乳縮率高之軋延中，可涵 蓋素材之厚度方向的全部區域均勻地施以塑性加工。亦即 ’藉由進行至少1道次之軋縮率高之軋延，可從素材的表 面涵蓋內部均勻地加工。因此，根據本發明之製造方法， 可得到涵蓋厚度方向的全部區域由均句的組織所構成之鎂 合金材（代表者爲軋延板（本發明之鎂合金材的一形態） )。該組織爲鎂合金之結晶的底面主要排列配置爲平行於 軋延方向之集合組織（上述結晶的c軸排列配置爲與軋延 方向正交之集合組織）。 -9- 201247889 當本發明之鎂合金材爲施以上述特定的軋延後之軋延 板時（亦即本發明之鎂合金材的全體係由板狀部所構成之 形態時），如上述般，係涵蓋該厚度方向的全部區域（表 面~中央〜表面）由均勻的組織所構成β藉由以如此之均勻 的組織所構成，本發明之鎂合金材，可成爲厚層且模壓加 工之塑性加工性佳。因此，該板狀鎂合金材可較佳地應用 在如模壓加工之塑性加工用素材。此外，該鎂合金材，由 於由均勻的組織所構成，所以亦具有均勻的特性（硬度或 強度、耐衝擊性、韌性等之機械特性、耐蝕性、制振性等 )。再者，當將上述板狀鎂合金材利用在塑性加工用素材 時，可得尺寸精度佳之模壓加工材等塑性加工材（本發明 之鎂合金材的一形態）。所得之塑性加工材，亦涵蓋厚度 方向的全部區域由均勻的組織所構成，亦即，可實質地維 持上述素材的組織。因此，所得之如模壓加工材的塑性加 工材，亦具有上述均勻的特性。 本發明之鎂合金材的一形態，可列舉出以上述表面區 域之平均結晶粒徑爲D F，以上述內部區域之平均結晶粒 徑爲Dc時，上述內部區域之平均結晶粒徑Dc相對於上述 表面區域之平均結晶粒徑Df之比率Dci/DF滿足2/3 S Dc/DFS3/2、且 DF 及 Dc2 3.5//m 之形態々 根據上述形態，由於涵蓋厚度方向的全部區域爲均勻 的粒徑，所以塑性加工性佳。 本發明之鎂合金材的一形態，可列舉出以上述表面區 域之維氏硬度（Hv )爲HF，以上述內部區域之維氏硬度 -10- 201247889 (Hv)爲Hc時，上述內部區域之維氏硬度Hc相對於上述 表面區域之維氏硬度Hf之比率Hc/Hf滿足0.85SHc/HfS 1.2之形態。 根據上述形態，由於涵蓋厚度方向的全部區域具有均 勻的硬度，例如，即使對該鎂合金材的一部分施以硏磨加 工或化學處理等，以部分地去除表面側部分時，該加工或 處理後之鎂合金材，其表面硬度與該加工或處理前實質上 不變，而具有穩定的表面性狀。因此，根據上述形態，當 在後續步驟中進行化學轉化處理等之表面處理時，可穩定 地進行該處理。 本發明之鎂合金材，可由以各種元素作爲添加元素之 鎂合金（剩餘部分爲Mg及雜質）所構成》尤其是添加元 素的濃度高之合金，具體而言爲合計含量5.0質量％以上 之鎂合金，雖因添加元素的種類而有所不同，但強度或硬 度之機械特性、耐蝕性、難燃性、耐熱性之種種特性優良 〇 具體的添加元素，可列舉出選自 Al、Zn、Mn、Si、 Be、Ca、Sr、Y、Cu、Ag、Sn、Li、Zr、Ce、Ni、Au 及 稀土類元素（Y、Ce除外）之至少1種元素。雜質，例如 可列舉出Fe等》 尤其是含有A1之Mg-Al系合金，不僅耐蝕性佳，強 度或硬度等機械特性亦佳。因此，本發明之鎂合金材的一 形態，可列舉出上述鎂合金含有5 · 0質量％以上、1 2質量 %以下之A1作爲添加元素之形態。A1含量愈多，上述傾 -11 - 201247889 向有愈高之傾向，較佳爲7質量％以上，更佳爲7.3質量％ 以上。惟A1的含量超過12質量％時，會導致塑性加工性 的降低，故其上限爲1 2質量％，更佳爲U質量％。尤其 是含有8.3質量％〜9.5質量％的A1之形態，強度及耐蝕性 更優良》A1以外之各元素的含量，可列舉合計爲0.01質 量％以上、1 〇質量％以下，較佳爲0· 1質量％以上、5質量 %以下。

Mg-Al系合金之更具體的組成，例如可列舉出ASTM 規格中之 AZ系合金（Mg-Al-Zn系合金，Zn : 0.2質量 %~1.5質量％，例如AZ31合金、AZ61合金、AZ91合金等 )、AM系合金（Mg-Al-Mn系合金，Μη: 0.15質量％〜0.5 質量％) 、AS系合金（Mg-Al-Si系合金，Si: 0.01質量 %~2 0質量％) 、Mg-Al-RE (稀土類元素）系合金、AX系 合金（Mg-Al-Ca系合金’ C a · 0.2質量％〜6.0質量％) ' AJ系合金（Mg-Al-Sr系合金，Sr: 0.2質量％~7.0質量％ )等。含有8.3質量％~9.5質量％的A1之合金，可列舉出 進一步含有〇·5質量％~1.5質量％的Zn之Mg-Al-Zn系合 金，代表者可列舉出AZ91合金。 其他，含有合計0.001質量％以上，較佳爲合計0.1 質量％以上、5質量％以下之選自 Y、Ce、Ca、Si、Sn及 稀土類元素（Y、Ce除外）之至少1種元素，且剩餘部分 由Mg及雜質所構成之鎂合金’其耐熱性、難燃性佳。當 含有稀土類元素時，該合計含量較佳爲0.1質量％以上， 尤其當含有Y時，該含量較佳爲0.5質量％以上》 -12- 201247889 發明之效果： 本發明之鎂合金材爲厚層且塑性加工性佳。本發明之 鎂合金材之製造方法，可製造出厚層且塑性加工性佳之鎂 合金材。 【實施方式】 以下更詳細地說明本發明。 〔鍾合金材〕 (組成） 本發明之鎂合金材，是由含有：50質量％以上的Mg 、以及代表者爲上述添加元素之鎂合金所構成。 (形態） 本發明之鎂合金材所具備之板狀部，係具備平行之一 對的面，兩面的間隔（兩面間的距離）實質上爲均勻，亦 即指厚度爲均勻之部分。本發明之鎂合金材，只要該一部 分具有板狀部’即可容許於其他部分接合有軸套等之形態 、具有槽之形態、具有貫通表裡之孔的形態等，藉由切割 加工等加工而具有厚度局部地不同之部分之形態。 具有上述板狀部之本發明之鎂合金材的代表形態，可 列舉出該全體爲板狀之形態（鎂合金板）。該鎂合金板的 形狀（俯視形狀），可採取矩形、圓形等各種形狀。此外 -13- 201247889 ，該鎂合金板亦可採取將連續之長條材捲繞之盤繞材、既 定長度及形狀之短條材的任一形態。該鎂舍金板亦可因應 製造步驟之不同而採取各種形態。代表者可列舉出軋延板 、對軋延板施以後述熱處理或矯直後之熱處理板或矯直板 、對上述軋延板或熱處理板、矯直板施以硏磨或塗裝之硏 磨板、塗裝板等。 其他，本發明之鎂合金材，可列舉出對上述鎂合金板 施以彎曲加工或旋壓加工之模壓加工等的塑性加工（2次 加工）後之成形體、對一部分施以上述塑性加工而具有塑 性加工部之部分加工材（惟至少一部分具有上述板狀部） 。上述成形體，可列舉出具有頂板部（底面部）與從頂板 部的周緣被豎設之側壁部之剖面狀爲3狀之殼體或3狀之 殼體，或是頂板部爲圓板狀且側壁部爲圓筒狀之有蓋筒狀 體等。至少上述頂板部相當於板狀部。可因應期望的用途 來選擇鎂合金材之形態。 (厚度） 本發明之鎂合金材的特徵之一，在於上述板狀部的厚 度爲1.5 mm以上者。該厚度可因應期望的用途等來選擇 1.5 mm以上的任意値。惟增厚上述板狀部時，成爲素材之 鑄造材亦須增厚。當增厚鑄造材時，由於上述般的缺陷等 ，導致軋延性的降低。因此，上述厚度爲l〇mm以下，尤 其是5 mm以下時，能夠生產性佳地製造厚層的軋延板（ 本發明之鎂合金材的一形態），故較佳。 • 14 - 201247889 當本發明之鎂合金材爲上述成形體或部分加工材時， 伴隨著塑性加工之變形較少之處（代表者爲板狀部），可 大致維持成爲塑性加工的素材之上述鎂合金板的組織和機 械特性。 (組織） <配向性> 本發明之鎂合金材的特徵之一，在於至少上述板狀部 涵蓋該厚度方向的全部區域由具有均勻的集合組織所構成 者。尤其是上述底面峰値比之比率 〇f/〇c滿足1.00$ 〇f/〇c^ 1.05之形態，其塑性加工性更佳。此外，所得之 塑性加工材（成形體）或部分加工材，涵蓋該全體，機械 特性的變動程度小。 <平均結晶粒徑> 本發明之鎂合金材的代表形態，可列舉出如上述般涵 蓋厚度方向的全部區域，結晶粒徑具有均勻的大小之形態 。該形態，在施以模壓加工等之塑性加工時，可均勻地變 形而得到尺寸精度佳之塑性加工材（成形體）或部分加工 材。當表面區域與內部區域上平均結晶粒徑的差愈小，愈 能夠期待可均勻地進行塑性加工，所以尤其是上述平均結 晶粒徑之比率DC/DF滿足1 s DC/DFS I·4之形態，其塑性 加工性更佳。此外，所得之塑性加工材（成形體）或部分 加工材，涵蓋該全體，機械特性的變動程度小。 -15- 201247889 在如上述般施以軋延來製造厚度爲1.5 mm以上之厚層 且爲板狀之鎂合金材時，涵蓋厚度方向的全部區域形成均 勻的粒徑且爲細微的粒徑者，乃存在著限制，平均結晶粒 徑的最小値約爲3 .5 V m。然而，結晶粒徑翕小，塑性加工 性有愈佳之傾向，所以上述板狀部的平均結晶粒徑亦爲2 0 // m以下，特佳爲1 0 # m以下。平均結晶粒徑，係因軋延 步驟中之軋縮率或塑材的加熱溫度而產生欒化，軋縮率愈 大，又，加熱溫度愈低，平均結晶粒徑有變小之傾向。此 外，軋延時容易充分地施以塑性加工之表商區域的平均結 晶粒徑，係有較內部區域更小之傾向。 (機械特性） 本發明之鎂合金材，藉由施以軋延，與壓鑄材等之鑄 造材相比，強度或硬度、韌性等之機械特性佳，並且涵蓋 該厚度方向的全部區域具有均勻的機械特性。例如，如上 述般維氏硬度爲均勻之値。當表面區域與內部區域上維氏 硬度的差愈小，機械弱點（低硬度部分）實質上愈不存在 ，故維氏硬度（Hv)之比率Hc/Hf尤佳爲0,95SHc/Hf$ 1 · 1。維氏硬度的絕對値，雖因軋縮率或塑材的加熱溫度 等之軋延條件而有所不同，但當添加元素的含量愈多，有 愈大之傾向。軋延時容易充分地施以塑性如工之表面區域 的維氏硬度，係有較內部區域更大之傾向。當本發明之鎂 合金材爲塑性加工材（成形體）或部分加工材時，藉由加 工硬化，硬度有更高之傾向。 -16- 201247889 (其他構成） 當構成爲對本發明之鎂合金材之表面的至少一部分施 以如化學轉化處理或陽極氧化處理之防蝕處理而具有防蝕 層之形態時，其耐蝕性更佳。此外，當構成爲對本發明之 鎂合金材之表面的至少一部分施以塗裝而具有塗裝層之形 態時，可提高設計性和商品價値。 〔製造方法〕 以下係更詳細地說明上述本發明之製造方法的各步驟 (準備步驟） <鑄造> 本發明之製造方法，係使用連續鑄造材作爲起始材料 。連續鑄造法，由於可急冷凝固，即使添加元素的含量較 多，亦可減少偏析或氧化物等，而抑制可成爲斷裂的起點 之如超過10/zm之粗大晶析物的生成。因此可得軋延等之 塑性加工性佳之鑄造材。此外，連續鑄造法中可連續地製 造出長條狀鑄造材’並且可將藉由該連續鑄造法所得之長 條材用作爲軋延的素材。當素材爲長條狀時，可製造出長 條狀軋延材。連續鑄造法，有雙輥法、雙皮帶（twin belt )法、皮帶輪（belt and wheel)法之種種方法，對於板狀 鑄造材之製造，較佳爲雙輥法和雙皮帶法，特佳爲雙輥法 -17- 201247889 ，尤佳可應用由專利文獻1所記載之鑄造方法 續鑄造材。鑄造材的厚度、寬度、長度，苛適 得到期望的軋延材（軋延板）者。當鑄造材的 ，容易產生偏析，故較佳爲1 〇mm以下，特佳 。當將所得之鑄造材形成爲長條材時，若捲繞 形成爲盤繞材，則容易運送至下一步驟。當將 捲繞前之處加熱至l〇〇°C ~2〇(TC之狀態來捲繞 AZ91合金之添加元素的含量高且容易產生斷 種類，亦不易彎曲，即使捲繞徑較小時，亦不 等而能夠捲繞。亦可將所得之連續鑄造材經切 度之薄片材用作爲軋延的素材。此時，可得既 延材（軋延板）。 <溶體化> 當在對上述鑄造材施以軋延前施以溶體化 使鑄造材的組成達到均質化，或是使A1之元 溶而提高韌性。溶體化處理的條件，例如可列 度：3 50 t以上，尤其爲3 8 0 °C以上、420t以 間：1小時以上40小時以下。爲Mg-Al系合: 含量愈多，使保持時間爲長者較佳。此外，經 時間後，在從上述加熱溫度開始之冷卻步驟中 或吹風之強制冷卻等以提高冷卻速度時（較佳 以上）時，可抑制粗大析出物的析出。 製造出之連 當選擇爲可 厚度過厚時 爲5 mm以下 爲圓筒狀而 鑄造材中之 時，即使如 裂等之合金 會產生斷裂 斷爲適當長 定長度的軋 處理時，可 素充分地固 舉出加熱溫 下，保持時 金時，A1的 過上述保持 ，應用水冷 爲 5〇C/min -18 - 201247889 <軋延> 以上述鑄造材或溶體化處理材作爲素材，對該素材施 以複數道次之軋延。較佳者係至少1道次包含將素材（鑄 造材或溶體化處理材、軋延中途的加工材）加熱至150 °C 以上、400 °C以下而進行之溫軋延或熱軋延。藉由將上述 素材加熱至上述溫度，即使在提高每道次之軋縮率時，軋 延中亦不易產生斷裂等，愈是提高上述溫度，愈可減少斷 裂等，藉由設爲400 °C以下，可抑制因素材表面的燒結等 所導致之劣化，或是軋延輥的熱劣化。因此，上述加熱溫 度較佳爲3 5 0°C以下，更佳爲3 00°C以下，特佳爲I50t以 上、280 °C以下。不僅是素材’亦可加熱軋延輥。軋延輥 的加熱溫度可列舉出100°C〜25CTC。 尤其在本發明之製造方法中，係進行1道次或複數道 次之每道次之軋縮率爲2 5 %以上的軋延（以下將該軋延稱 爲強加工軋延）。軋縮率如此高之強加工軋延，較佳係採 用上述溫軋延或熱軋延。軋縮率愈高，由素材表面至內部 愈可充分地施以塑性加工，而得到均勻組織之軋延材，因 此，強加工軋延的軋縮率，較佳爲每道次3 0%以上，可在 不會使素材產生斷裂之範圍內適當地選擇。當將強加工軋 延以外之各道次之軋延（以下將該軋延稱爲一般軋延）的 軋縮率設爲10 %以上時，可涵蓋素材之厚度方向的全部區 域均勻且充分地施以軋延。如上述般，一般軋延之各道次 的軋縮率愈高，愈可充分地施以軋延，因此，可將每道次 設爲15%以上，更佳爲20%以上。強加工軋延與一般軋延 -19- 201247889 之道次數和軋縮率，可因應總軋縮率來適當地選擇。 可針對每道次來變更素材的加熱溫度或軋延輥的溫度 、軋縮率等條件。因此，各道次之軋縮率可爲相同或不同 。此外，道次間可進行中間熱處理。藉由準行中間熱處理 ，可去除或降低至該熱處理爲止之前被導入於素材之應變 或殘留應力等，而在該熱處理後容易施以軋延。中間熱處 理的條件，可列舉出加熱溫度：150°C〜350°C (較佳爲300 °C以下，尤佳爲250°C〜280°C )，保持時間：〇.5小時〜3 小時。此外，軋延後可在上述條件下進行最終熱處理。其 他，上述軋延，若適當地應用潤滑劑，則可減少軋延時的 摩擦阻力，防止素材的燒結等，而容易施以軋延。 其他，將軋延前之鑄造材的緣部予以聱緣，於軋延時 當緣部存在有斷裂時，可使該斷裂處無法準展，或是在軋 延步驟的中途或軋延後等，可進行用以適f地調整寬度之 整緣。 <其他加工> 《硏磨》 上述軋延後，可施以硏磨。藉由進行硏磨，可去除或 減少軋延時所使用之潤滑劑或存在於軋延材表面之傷痕或 氧化膜等。硏磨，當使用硏磨帶時，即使素材爲長條材， 亦可容易連續地施以硏磨，故較佳。此外，爲了防止粉末 的飛散，硏磨較佳爲濕式。 -20- 201247889 《矯直》 上述軋延後或上述硏磨，可施以矯直。藉由進行矯直 ，可提高平坦性，而精度佳地進行模壓加工等之塑性加工 。矯直，可較佳地使用複數個輥配置爲交錯狀之輥平整裝 置。此外，矯直，例如可在將素材加熱至100°c ~3 00°c， 尤其是150°c〜280°c之狀態（溫矯直）下進行。 《塑性加工》 當將上述本發明之鎂合金材構成爲成形體或具備有塑 性加工部之部分加工材時，可藉由具備有對經過上述軋延 步驟後之素材（上述軋延材、硏磨材、矯直材）的至少一 部分施以模壓加工的塑性加工之塑性加工步驟之製造方法 來製造出。該塑性加工，當在20CTC〜300°C的溫度區域中 進行時，可提高素材的塑性加工性，故較佳。此外，於該 塑性加工後施以熱處理，可去除由該塑性加工所導入之應 變或殘留應力，並提升機械特性。該熱處理的條件，可列 舉出加熱溫度：loot：〜300°c，加熱時間：5分鐘~60分鐘 《表面處理》 當將上述本發明之鎂合金材構成爲具備有上述防0虫層 或塗裝層時，可藉由具備有對經過上述軋延步驟後之素材 的至少一部分、或經過上述塑性加工步驟後之素材的至少 一部分施以防蝕處理或塗裝之表面處理步驟之製造方法來 -21 - 201247889 製造出。其他，亦可對上述素材的至少一部分施以選自髮 紋（hairline )加工、鑽石刻磨加工、珠粒噴擊加工、蝕 刻加工及旋切加工的至少1種加工。藉由進行此等表面處 理，可提高耐蝕性或機械保護性能，並且提高設計性或金 屬質感、商品價値。 以下係列舉出試驗例說明本發明之具體的實施形態。 〔試驗例〕 對由以下組成的鎂合金所構成之素材，在種種條件下 施以軋延而製作出厚度1.5mm以上之鎂合余板，並調查其 配向性、結晶粒徑、及維氏硬度。 該試驗中，係製作出由具有相當於AU1合金的組成 之鎂合金（Mg-8.9質量％Α1-0.6質量％Zn)所構成之鎂合 金板，以及由具有相當於 AZ3 1合金的雄成之鎂合金（ Mg-3.0質量％Α1-0.7質量％Zn)所構成之鎂合金板。 使用上述各組成的鎂合金，藉由雙輥鑄造法來製作長 條狀鑄造板（厚度 4.5mm ( 4.50mm〜4,.51mm ) X寬度 3 2 0mm )，予以捲繞而製作出鑄造盤繞材。對各鑄造盤繞 材施以400°C X24小時的溶體化處理。對將施以溶體化處 理後之固溶盤繞材予以捲回後的素材，在隼1表所示之軋 延條件下施以複數道次之軋延，而製作tljl厚度2.0mm ( 2.00mm〜2.01mm)或 1.5mm ( 1.50mm~l.51mm)的軋延材 (鎂合金板）。各道次係設爲溫軋延（素材的加熱溫度： 250°C〜28CTC、軋延輥的溫度：100°C~250 PC )。鑄造材的 -22- 201247889 厚度、軋延中途之加工材的厚度、所得之鎂合金板的厚度 ，均係爲測定對象之板材之寬度方向的中央部、以及從寬 度方向的兩緣部距離50mm之處之合計3點的厚度平均値 [第1表] 組成 比 試樣 No 各道次之厚度(mm) 各道次之軋縮率(％) 加工前 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 AZ91 A 4.50 3. 02 2.01 - - 32.9 33.4 — 一 - B 4.51 2.99 2.45 2.01 - - 33.7 18.1 18.0 - - C 4.51 3. 46 2.88 2.40 2.00 - 23.3 16.8 16.7 16.7 - D 4.50 3. 00 2.11 1.51 - — 33.3 29.7 28.4 - - E 4.51 3. 20 2. 30 1.85 1.50 - 29.0 28.1 19.6 18.9 - F 4.51 3. 51 2. 77 2.20 1.82 1.51 22.2 21.1 20.6 17.3 17.0 AZ31 G 4.51 3.01 2.01 - - - 33.3 33.2 一 - 一 H 4.50 2.98 2.44 2. 01 —- — 33.8 18.1 17.6 - - I 4.51 3. 45 2. 89 2. 39 2.01 一 23.5 16.2 17.3 15.9 一 J 4.51 2. 99 2.10 1.51 - — 33.7 29.8 28.1 - - K 4. 50 3.19 2.29 1.86 1.51 - 29.1 28.2 18.8 18.8 - L 4.51 3.50 2. 78 2.19 1.83 1.51 22.4 20.6 21.2 16.4 17.5 〔配向性〕 對所得之各鎂合金板進行X射線繞射，以調査出表面 區域之底面峰値比〇F相對於內部區域之底面峰値比Oc之 比率0F/0C。該結果如第2表所示。表面區域之底面峰値 比〇F，係對各鎂合金板的表面進行X射線繞射，內部區 域之底面峰値比Oc，係由各鎂合金板的表面往厚度方向 化學去除至厚度1/4爲止的區域（表面區域），使內部暴 露出，並對該暴露面進行X射線繞射。分別測定各區域之 (002)面、（100)面、（101)面、（102)面、（110 )面、及（1 03 )面之峰値強度，並應用該測定結果來求 取 Οf/〇c。 -23- 201247889

底面峰値比 Of: If(〇〇2) / {IF(l〇〇) +IF + IF ( 101) +IF ( 102) +IF ( 110) +IF ( 103) }

底面峰値比 〇c: Ic ( 002) / { Ic ( 100) +IC + Ic ( 101) +Ic (102) +IC ( 110) +IC ( 103 ) } 〔平均結晶粒徑〕 依據「鋼-結晶粒度的顯微鏡試驗方法 ns G 2005 )」，對所得之各鎂合金板測定出內部區域及 域之平均結晶粒徑（#m)。在此，對各鎂合金板 度方向的剖面（橫切面及縱切面），以光學顯微鏡 各剖面（400倍），對上述各剖面中之表商區域（ 往厚度方向至厚度1/4爲止的區域）及內部區域（ 面區域之剩餘區域）的各區域，分別採取3個視野 域的合計視野數：6 )，並求取各視野之平均結晶 表面區域中之合計6視野之平均結晶粒徑的平均値 以及內部區域中之合計6視野之平均結晶粒徑的平 DC)，如第2表所示。此外，亦求取內部區域之平 粒徑DC相對於表面區域之平均結晶粒徑之比率 。該結果如第2表所示。 〔維氏硬度〕 對所得之各鎂合金板，調查出內部區域及表面 維氏硬度（Hv )。維氏硬度，與平均結晶粒徑的測 ，係對各鎂合金板擷取厚度方向的剖面（橫切面及 (002 ) (002 ) 055 1 ( 表面區 擷取厚 來觀察 由表面 扣除表 (各區 粒徑。 (Df) 均値（ 均結晶 D c / D f 區域之 定相同 縱切面 -24- 201247889 )，表面區域之維氏硬度HF，係將按壓件壓抵於上述各 剖面中之表面區域來測定，內部區域之維氏硬度Hc，係 將按壓件壓抵於上述各剖面中之內部區域來測定。表面區 域中之上述兩剖面之維氏硬度的平均値（HF)以及內部區 域中之上述兩剖面之維氏硬度的平均値（Hc)，如第2表 所示。此外，亦求取內部區域之維氏硬度Hc相對於表面 區域之維氏硬度HF之比率HC/HF。該結果如第2表所示。 [第2表] 組成 比 試樣 No 底面峰値比 表面/內部 〇p/〇c 結晶粒徑 (um) 內部/表面 Dc/Df 維氏 (H :硬度 V) 內部/表面 Hc/Hf 表面 〇p 內部 〇c 表面 DP 內部 D, 表面 Hf 內部 Hr AZ91 A 0.860 0.840 1.02 5.2 5.3 1.02 89 88 0.99 B 0.872 0. 832 1.05 5.9 7.2 1.22 88 75 0.85 C 0.869 0.813 1.07 5.2 8.3 1.60 89 73 0.82 D 0.878 0.860 1.02 4.9 5.1 1. 04 90 89 0.99 E 0.879 0. 843 1.04 5 6.8 1.36 89 79 0. 89 F 0.882 0.814 1.08 5.2 8.2 1.58 90 75 0. 83 AZ31 G 0.710 0.690 1.03 6.1 6. 5 1.07 67 65 0. 97 H 0.718 0.685 1.05 5.7 7.8 1.37 69 60 0. 87 I 0.717 0.666 1.08 4.9 8.9 1.82 70 58 0.83 J 0.724 0.715 1.01 6.1 6.5 1.07 67 65 0. 97 K 0.725 0. 699 1.04 5.7 7.8 1.37 69 60 0. 87 L 0.720 0.675 1.07 4.9 8.9 1.82 70 58 0.83 如第1表、第2表所示，藉由對連續鑄造材施以1道 次以上之每道次之軋縮率爲2 5 %以上的軋延，與每道次之 軋縮率爲10%以上的軋延兩者，可得到厚度1.5mm以上之 厚層的鎂合金板（鎂合金材），其具有特定的配向性，並 且在該厚度方向上由均勻的組織所構成。此外，可得知該 鎂合金板具有均勻的機械特性。 對所得之各鎂合金板施以模壓加工。模壓加工條件， -25- 201247889 係設爲鎂合金板的加熱溫度：250〜2 70 °C。其結果爲’具 有特定的配向性且在該厚度方向上由均勻的組織所構成之 試樣No. A' B、D、E、G、H、J、K，模踺加工性佳且尺 寸精度佳。此外，對此等試樣No. A、B、P、E、G、H、J 、K調查平坦部分的組織，可得知與模壓加工前之各鎂合 金板的組織實質上相同，並具有上述特定的配向性和平均 結晶粒徑。 從上述試驗結果，可確認到具有厚度丨.5mm以上之厚 層的板狀部之鎂合金材，藉由使該板狀部由具有特定的配 向性之組織所構成，且在該厚度方向上由昀句的組織所構 成，其模壓加工性佳。此外，可確認到施以模壓加工性後 之鎂合金材亦由均勻的組織所構成。 上述實施形態，在不脫離本發明之主旨下可適當地進 行變更，並不限定於上述構成。例如，可適當地變更鎂合 金的組成、鎂合金材的厚度及形狀、軋延步驟中之各道次 的軋縮率、道次數等。 產業上之可應用性： 本發明之鎂合金材，可較佳地應用在汽車零件、鐵道 車廂零件、飛機零件、自行車零件、各種電子和電氣機器 類的零件等之各種領域的構件，以及該構件的構成材料， 行李箱等或其素材。本發明之鎂合金材之製造方法， 於利用在上述本發明之鎂合金材之製造中。 -26-

Claims (1)

1. 201247889 七、申請專利範圍： 1· 一種鎂合金材，其係由鎂合金所構成，且具有板 狀部之錶合金材，其特徵爲： 前述板狀部之厚度爲1.5mm以上，且 前述板狀部滿足以下之配向性： 〔配向性〕 以由前述板狀部之表面往厚度方向至厚度1/4爲止的 區域爲表面區域，剩餘部分爲內部區域； 以前述表面區域中之（002)面、（100)面、（101 )面、（102 )面、（1 1 〇 )面、及（103 )面之X射線繞 射之峰値強度分別爲IF ( 002 ) 、IF ( 1〇〇 ) 、IF ( 101 )、 If ( 1 〇2 ) ' If ( 1 10 )、及 IF ( l〇3 )； 以前述內部區域中之（002)面、（100)面、（101 )面、（102 )面、（1 1〇 )面、及（103 )面之X射線繞 射之峰値強度分別爲Ic( 002 ) 、Ic(l〇〇) 、Ic(l〇l) 、Ic ( 102) 、Ic ( 1 10)、及 Ic ( 103 )； 以前述表面區域中之（〇〇2 )面的配向程度：If ( 002 )/ { If ( 100) +If ( 002 ) +IF ( 101) +if ( 102) ( 110 )+IF ( 103 ) 1爲底面峰値比0F ; 以前述內部區域中之（〇〇2 )面的配向程度：k ( 〇〇2 )/ { Ic ( 100) +Ic ( 002 ) +IC ( 101) +Ic ( 102) +Ic ( 110 )+IC ( 103 ) }爲底面峰値比〇c時； 前述表面區域之底面峰値比0F相對於前述內部區域 之底面峰値比〇c之比率〇f/〇c滿足〇.95S〇f/〇c51’05。 -27- 201247889 2. 如申請專利範圍第1項之鎂合金材，其中以前述 表面區域之平均結晶粒徑爲D f、以前述内部區域之平均 結晶粒徑爲Dc時，前述內部區域之平均結晶粒徑Dc相對 於前述表面區域之平均結晶粒徑Df之比率DC/DF滿足 2/3SDc/DF£3/2、且 DF 及 Dc之3·5μηι。 3. 如申請專利範圍第1項之鎂合金材，其中以前述 表面區域之維氏硬度（Ην)爲HF'以前述內部區域之維 氏硬度（Hv )爲Hc時，前述內部區域之維氏硬度Hc相對 於前述表面區域之維氏硬度 之比率 HC/HF滿足 0.85SHC/H2。 4. 如申請專利範圍第2項之鎂合金材，其中以前述 表面區域之維氏硬度（Hv)爲HF、以前雖內部區域之維 氏硬度（Hv )爲Hc時，前述內部區域之維氏硬度Hc相對 於前述表面區域之維氏硬度 HF之比率 HC/HF滿足 0.85SHC/HFS1.2。 5 .如申請專利範圍第1〜4項中任一揮之鎂合金材， 其中前述鎂合金含有5.0質量％以上、12質量％以下之A1 作爲添加元素。 6. —種鎂合金材之製造方法，其係射鎂合金所構成 之素材施以軋延，以製造鎂合金材的鎂合傘材之製造方法 ，其特徵爲具備： 準備將熔解後的鎂合金藉由雙輥鑄造法來連續鑄造之 板狀素材之準備步驟、與 對前述素材施以複數道次（pass)之軌延，以製造厚 -28- 201247889 度1.5mm以上之板狀鎂合金材的軋延步驟，且 前述軋延步驟中，進行至少1道次之每道次之軋縮率 爲2 5 %以上的軋延，且使剩餘各道次之軋縮率爲1 0 %以上 -29- 201247889 四 指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：無。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明：無 201247889 五 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無