TWI235182B - Magnesium alloy with room-temperature formability and excellent corrosion resistance - Google Patents

Description

1235182 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種有高比強度，適合作為汽車零件，多 種家用電子裝置，及多種〇A裝置之鎂合金，更具體而言 係關於一種可在室溫成形加工且具有優異耐蝕性之鎂合 金0 【先前技術】 鎂合金作為合金實際使用時因為有小的分子量及優異春 的電磁遮蔽性質、可切削性（machinabiHty)、及可回收性而 廣又/主思，然而已知其在室溫下對塑膠加工有阻性。為此， 白头的鎂3金使用時，例如，壓型（press f⑴.必須在經 選擇的溫度下（15〇艺至35〇。〇成形。而由操作性、安全性、 及成本的觀點而言，也期望開發能在室溫成形之物質。 、口為有/、方緊岔堆積結晶結構（hexagonal closest Packed crystal structure; h c p )與塑膠變形期間有較少數 /月動面而被視為具缺乏成形加工性。因此，有企圖藉由對籲 鎂4加多種合金元素而改變結晶結構（增加滑 而增加成形加工性。 目） 之在由此所得之合金中，鎂-鋰共晶合金係一合金而其中. 之万-相係藉由添加不低於6%量的鋰而沉澱，而呈 立方結晶处馗a y 、、，。構（body centered cubic crysta】 structure

的鋰在鎂中之因雕w J 之口組洛液，而成形加工性因此增加。今 鋰共晶入厶叮—… w寻録- θ " & "在至溫下進行成形，而合金之此項特有特徵 八门了新加工方法的可能性。 31511】 5 1235182 然而，該等鎮-鐘共晶合金雖 性，伸苴缺點右成艰★丁从t $彳炎兴的室溫成形加i 八缺點有成形加工性的增加會伴p1 俏，以；5、本从—主^ t 件^有抗張強度的減 低，以及活性兀素鋰的添加會減 ^ 轵、铉笠，V外Μ > π * f敍性0當添加大量的 鋁鋅寺以改善杬張強度及耐蝕性時，八 gp玄、、四# W丄 UL人h D金之特有特徵， 即至狐成形加工性會降低而成為顯著的負效果。 為抗張強度而言，有提案藉由對 ,% ^ ^ 、、鋰5金添加釔而你 加強度及改善強度安定性（日本專八 曰 缺品成m 利A開編號8-23057B)， 心而使錢似独之㈣元仏，# 蝕性的問題。 …、地解決關於耐 而獲得合金中 質會因為合金 或者，也有報導藉由對鎂_鋰合金添加銀 抗張強度的增加，然而使用例如銀之昂貴物 生產成本的增加而非為所欲的。 【發明内容】 本發明提供 之鎮合金。 一種可在室溫成形加 工且具有優異耐餘性 本發明由下列（1)至（3)方面所組成。 及 (1) 一種可在室溫成形加工且具優異耐蝕性之鎂人 金’以質量％計’包含8.0至n.0%鐘、〇」至4 〇〇/^ 〇· 1至4.5%鋇，餘數為鎂及無可避免之雜質。 (2)一種如前述（1)之可在室溫成形加工且具優里耐姓 性之鎂合金，而進一步含有，以質量°/〇計，0.1至〇 5%鋁 (3)一種如前述（1)或（2)之可在室溫成形加工且具優豈 耐蝕性之鎂合金，而進一步含有，以質量％計，〇·]至9 5〇/ 鋼（―種或多種鑭系元素之總量）及〇.]至I .2%妈。 6 1235182 本發明所允許各個元素含量限制之理由敘述於下。德 文中所有百分比皆以質量計。 鐘··鐘必須存在不低於8〇%以修正鎮之結晶結構（“ P·)而提供成形加工性。另—方面，當鐘的添加量超過I!戲 4 ’雖然結構成4 b. c· c·單相且在室溫之成形加工性增 加Μ旦耐㈣會降解。因此基於抗張強度及㈣性測試 結果而選擇鐘的範圍為8.0至1 1 %。 、 然而也降解成形 ，不希望此元素 鋅·辞為增加耐餘性及強度之元素， 加工性。因此，為了獲得室溫成形加工性 大置添加。 为一万面，微結構觀察 - … · 〜巧一及土六品兮合、天 2%辞所獲得之合金中，不利地影響成形加工性之α •相 C.P·鎂相)的量降低。因此基於壓縮、張力、及耐: 結果而選擇鋅的範圍為0.1至4.0%。 Μ 鎖：鋇雖具有結構，然而在鎮中有低 限制而且會與鎭形成金屬間化合物(Mg”Ba。。由於Μ 二2在溫度接近但高於鎮^共晶反應溫度588t的'= 儿澱，因此當I及相沉澱時會作為核，而提供〇 〔 :之精細與均一的分散。然而，由於Mg】7Ba2具有h c 結構，當其含量增加時，對於成形加工性之不利影響·:· 為重點。因此，基於有關抗張強度結果而選擇 二θ 至4.5%。 、。乾圍 則述（2)中添加鋁的理由將敘述於下。 鋁：鋁為大幅改善耐蝕性及強度之元辛。 ，、4而，強度 3】51 ]】 7 1235182 的增加伴隨I # 、w + 形加工性的顯著減低。因此，為了 # ρ & 溫成形加工性，不希炒μμ _ I 為了獲仵至 測試牡杲…素大量添加。所以，基於耐姓 ^ °根據耐蝕性改善效果設定下限為o.i%，而柏掳 4几張測試（伸异1纟士里 _ 而根據

Pf Α Λ 山$，所顯示的室溫成形加工性而設定上 限為〇.5。/0的範圍。 又疋上 在月』述（3)中限制鋼及妈含量的理由將敘述於下。 ^鑭⑽，鈽，鈽鑭合金等）為改善耐㈣及耐熱性， '產生減低抗張強度的不利影響之元素。另一個不欲 之特徵為由於i糸曰主犏所丄3 不右人 八為中貝物貝，大量使用會增加合金生產成 因此，基於抗張測試結果選擇鑭的範圍為〇·丨至2乃％。 鈣·鈣為改善抗張強度之元素，然而由於其也產生減 低耐钱性之不利影響，因此不希望大量使用此元素。因此， 基於抗張測試結果’根據強度改善效果設定下限為〇」％而 基於耐蝕測試結果設定上限為1 .2。 一本發明允許，為各個元素選擇前述含量使其成為可在 室溫成形加工且具有優異耐蝕性之鎂合金。 【實施方式】 佳實施型態 本發明將以下列實施例更詳細說明。 將組成分示於表1之合金在經調整為102至1〇2 kpa 之氬氣環境下在高頻引發熔解爐中熔解。該熔解係使用不 錄鋼堆堝而且不使用助熔劑。藉由將熔解物鑄壓在25〇 X 3 0 0 m m X 3 0 m m1鋼模形成測試鑄I定。測試片由鎮鍵採樣 而得並進行微結構觀察。 315川 8 Ϊ235182 測減片· 1 0 m m x 1 〇 m ιγι χ 5 m m1 (在鑄壓方向立 鏡面研磨）。 ' J面輕 熱處理：無（如鑄壓）。 姓刻條件：在尼瑞耳溶液（Nitral s〇luti〇n)中餘刻 秒鐘’清洗而後乾燥。 而後將測試片壓滾為〇. 611111^的厚度而進行（〗）張力、則 试及（2)耐敍性測試。 (1) 張力測試條件 裝置：Shimazu自動繪圖儀（AJ-1 〇〇 kNB)。 測試片： 异度· 0 · 6 m m ’什量標記間寬度：5 m m，計量長度· 4 0 in m [測试片之大小為8 /1 2 · 5係由JIS (日本工業標準；

Japanese Industrial Standard)Z2201 所指定之測試片 13B， 由壓滾方向採樣]。 熱處理條件：無（如壓滾）。 環境：室溫，空氣中。 張力速度：2 mm/min (起始應力速率：8.3χ 1 〇、·】）。 評估項目：抗張強度，及伸長。 (2) 耐姓性測試條件 裝置：鹽噴霧測試裝置，由Suga測試儀器有限公司 製造。 測試片：6 0 m m X ] 2 〇 m m X 0 · 6 m m 1。 熱處理條件：無（如壓滾）。 9 3151]] 1235182 噴霧溶液：35 °C，5%氯化鈉水溶液。 噴霧壓力：1 kgf/cm2。 評估：移除侵蝕破壞帶（侵蝕反應帶），而量測破壞帶 之表面積。 在張力測試及侵蝕測試所獲得結果示於表1。 使用於本實施例中表1中符號”Ln”係為物質包含鈽 及鑭之總數不低於95%，而餘數為其他鑭系元素的物質。

10 315111 1235182 比較物質 開發物質 編號 U) tsj »—* Μ Ln Η-» LO )—> rsj H-* 〇 00 〇\ U1 to ro H-* h-» l·-* NJ • VO VD <Τ» νο 办 V£) VX) a\ V£) Ln »x> σ\ VD CT\ vo Ln VD σ\ VD LH VO Ul V£3 -J VO cr> & Γ«3 ο • CO η 00 tsj Ο Η1 00 Η VO h-· 00 »—* 00 H-* 00 ro o H-* 00 H·1 VD »—· »—· VD o tvj M ο ro Ο U； ο u> ο h-» o ISO o K) 〇 LO o h-1 〇 !v〇 o Η-» w l·-· VD 〇 00 o U) o h-* )DD UJ • ο ο Η-1 Ο • ΓΟ o tsj 〇 • o • \^> 0Ώ Ο CO o Ln ro to 〇 VD o »—* 參 ο • U) Ο • kj\ Η-> NJ 〇 h-1 \^> ο 00 餒 餘數 餘數 餘數 餘數 餘數 餘數 餘數 餘數 餘數 餘數1 餘數！ 1餘數1 1餘數I |餘數1 [餘數 餘數 1餘數 餘數 0J V£) rsj Μ •-J Μ <D UJ ro ho U1 OJ NJ <X> ro o NJ Ln ro σ\ ro Ul ro cn NJ Ul ro Ul N) σ\ 伸長％ 張力測試（室溫） 246 104 226 176 171 17 6 17 8 172 143 163 169 176 17 6 165 143 162 丨 177 171 強度 N/mm2 Ln ro o r>o UJ ViD Η Ln ui lh Η-» bJ 00 tvj ΙΌ OJ N3 U) OJ N) OJ 破壞帶表面積 之百分比％ 侵蝕測試 11 315111 1235182 產業可利用性 根據本發明之鎂合金可在室溫成形加工且具有優異的 耐蝕性。特別地，本發明所提供的鎂合金具有高比強度而 合適作為汽車零件，多種家用電子裝置，及多種辦公室（0A) 裝置。 315111

Claims (1)

1235182 拾、申請專利範圍： 1. 一種可在室溫成形加工且具優異耐蝕性之鎂合金，以質 量％計，包括8.0至11.0%鋰、0.1至4.0%辞、及0.1至 4.5%鋇，餘數為鎂及無可避免之雜質。 2. 如申請專利範圍第1項之可在室溫成形加工且具優異 耐蝕性之鎂合金，以質量％計，更進一步包括0.1至0.5% 鋁。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之可在室溫成形加工且 具優異对姓性之鎮合金，以質量％計，更進一步包括〇 · 1 至2.5 %鑭（一種或多種鑭系元素之總量）及0·1至1.2% 釣0 315111