TWI293986B

TWI293986B - Magnesium-based alloy wire and process for manufacturing the same

Info

Publication number: TWI293986B
Application number: TW091111877A
Authority: TW
Inventors: Oishi Yukihiro; Kawabe Nozomu
Original assignee: Sumitomo Electric Industries
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2008-03-01
Also published as: EP2113579B1; US20070023114A1; KR100613045B1; EP1400605A1; CN101525713B; US20130029180A1; EP2113579A1; JP3592310B2; CN100467645C; US20040163744A1; KR100612538B1; US8308878B2; DE60237820D1; US8657973B2; CA2448052A1; WO2002099148A1; EP1400605B1; EP1400605A4; JP2003293069A; CN101525713A

Description

1293986 五、發明說明（1) 枝術領域本發明係有關一種高韌性鎂合金線及其製法。另外，係有關一種使用鎂基合金線之彈簧。先前技術鎂基合金係較鋁爲輕、比強度、比剛性較鋼或鋁優異，可廣泛利用於航空機零件、汽車零件等、以及各種電器製品等基體等。然而，Mg及其合金由於爲最密的六方晶格子構造，故缺乏延性、塑性加工性極爲不佳。因此，製得Mg及其合金線極爲困難。此外，藉由鑄造材之熱間壓延或熱間押出製得圓棒者、不具韌性、收縮値小於1 5%者，例如不適於冷間彈簧加工等。另外，使用鎂基合金作爲構造材時，與一般的構造材相比、YP比（0.2%耐力/拉伸強度）或扭轉升降比r 〇.2/：r max (扭轉試驗中0.2%耐力r g.2對最大切變應力τ max之比）不佳。另外，於日本特開平7-3375號公報中揭示Mg-Zn-X系 (X: Y、Ce、Nd、Pr、Sm、Mm)之高強度鎂基合金，可得 60OMPa〜726MPa。而且，有關韌性係藉由密接彎曲試驗進行。然而，此處所得的材料形狀係爲不會超過直徑6mm、長度2 70mm之短棒材，以記載的方法（粉末押出）無法得到長尺線。而且，由於含有數原子％埃之Y、La、Ce、Nd、Pr 1293986 五、發明說明（2) 、Sm、Mm等添加元素，不僅高價、且回收性不佳。另外，在材料科學雜誌通訊20,2001，457-459中記載 AZ91合金之鑄造材的疲勞強度，約爲20MPa係極低値。日本機械協會第72期全國大會公演論文集I、P35〜P 37中記載AZ21合金押出材之回轉彎曲疲勞試驗結果，不具可直至1〇7次之評估者之lOOMPa疲勞強度。另外，輕金屬學會第99次秋期大會公演槪要（2 000)?73〜7 4中藉由八£4 0 、AM60及ACaSr6 3 5 0p的觸變造型成形材之回轉彎曲疲勞特性。然而，室溫下之疲勞強度各爲65MPa、90MPa、 lOOMPa。換言之，鎂基合金之回轉彎曲疲勞強度無法得到大於lOOMPa之疲勞強度。發明之揭示本發明之主要目的係提供一種強度與韌性優異的鎂基合金線、其製法、以及使用鎂基合金線之彈簧。本發明之另一目的係提供一種YP比或τ 〇.2/ τ max高的鎂基合金線、與其製法。另外’本發明之另一►目的係提供一種具有大於i〇〇MPa 之高疲勞強度的鎂基合金線、與其製法。本發明人等再三深入檢討一般無法進行的鎂基合金之拉拔加工的結果，發現使拉拔加工時之加工溫度特定、視其所需組合所定的熱處理，可得強度與韌性優異的線，遂而完成本發明。 (鎂基合金線）換言之’本發明鎂基合金線之第1特徵係由下述（A)〜（£)之 1293986 五、發明說明（3) 任一化學成分所成的鎂基合金線，其特徵爲直徑d爲 0.1mm以上〜l〇.〇nim以下、長度L爲lOOOd以上、拉伸強度220MPa以上、收縮値爲丨5%以上、伸度爲6%以上， (A)含有以質量％計，A1 : 2.0〜12.0%、Μη : 0.1〜1.0%之鎂基合金， (Β)含有一種以上選自於以質量計，Α1 : 2.0〜12.0%、Μη:0·1〜1.0% 、及Ζη : 0.5〜2.0%、Si :0.3〜2.0 %之元素的鎂基合金， (C) 含有以質量計，Zn: 1.0〜10.0%、Zr:0.4〜2.0%之鎂基合金， (D) 含有以質量計，Ζη:1·0〜10.0%、Zr ·· 0.4〜2.0%之鎂基合金，以及Μη: 0.5〜2.0%之鎂基合金， (Ε)含有以質量計，Ζη: 1.0〜1〇.〇%、稀土類元素：ΐ·〇〜3.0% 之鎂基合金。該線所使用的鎂基合金可利用鑄造用鎂基合金與伸展用鎂基合金中任何一種。更具體例如AS ΤΜ記號之AM系、 AZ系、AS系、ZK系、EZ系等。上述化學成分外一般可利用含有Mg及雜質之合金。雜質例如有Fe、Si、Cu、Ni 、Ca 等。 AM系之AM60係爲含有A1 : 5.5〜6.5% 、Ζη : 0.22%以下、 Cu:0.35%UT、Mn:0.13%#i、Ni:0 03%wT、si·· 0.5%以下之鎂基合金。AM 100係爲含有A1 : 9.3〜10.7%、 Zn:0.3%WT，Cu:0.1%WT、Mn:0.1〜0.35%、Ni: 0.0 1%以下、Si : 〇·3%以下之鎂基合金。 ΑΖ系中ΑΖ1〇係爲含有以質量％計A1 : 1〇〜15%、Ζη : 0·2〜0·6%、Μη : 0.2%以上、Cu ·· 〇·1%以下、si : 〇.1%以下、

l293986 1、發明說明（Ο <^:0.4%以下之鎂基合金。八221係爲含有以質量％計八1: 、Ni : 0.03%以下、以：0.1%以下之鎂基合金。人231係爲含有八1:2.5〜3.5% 、Zn:0.5〜1.5%、Mn:0.15〜0.5%、Cu:0.05%&T、Si:0.1% 以下、0&:0.04%以下之鎂基合金。八261係爲含有八1: 5·5〜7.2%、Zn : 0.4〜1.5%、Μη : 0.15〜0.35% 、Ni:0.05%以下、以：0.1%以下之鎂基合金。八291係爲含有八1:8.1〜9.7% 、Zn:0.35〜1.0%、Mn:0.13%Wi、Cu:0.1%WT、Ni: 〇· 〇3 %以下、Si : 0.5%以下之鎂基合金。 AS系中AS21係爲含有以質量％計A1 : 1.4〜2·6%、Ζη:0·1%以下、Cu : 0.1 5 %以下、Μη : 0.35 〜0·60%、Si : 0.6〜1.4%之鎂基合金。八341係爲含有八1:3.7〜4.8%、211:0.1%以下、<：11:0.15%以下、1411:0.35〜0.60%、>^:0.001%以下、 Si : 0.6〜1.4 %以下之鎂基合金。乙〖系中乙〖60係爲含有乙11:4.8〜6.2%、21：:0.4%以上之鎂基合金。 £2系中£233係爲含有乙11:2.0〜3.1%、（：11:0.1%以下、犯： 0.01%以下、11£:2.5〜4.0%、21^:0.5〜1%之鎂基合金。此處，RE係爲稀土類元素，通常大多利用Pr與Nd之混合物鎂單體不容易得到充分的強度，以含有上述化學成分時可得較佳的強度。而且，藉由下述製法可得韌性優異的線。其次，藉由具有上述之拉伸強度、收縮値、伸度，兼具強度與韌性、可以容易進行彈簧加工等之後加工。較佳的 1293986 五、發明說明（5) 拉伸強度係AM系、AZ系、AS系、ZK系爲25 0MPa以上、更佳者爲300MPa以上、最佳者爲3 3 0MPa以上。EZ系之較佳拉伸強度爲250MPa以上。此外，較佳的收縮値爲30%以上、更佳者爲40%以上。其中，AZ31係爲收縮値可達40%以上之化學成分。另外，含有A1 : 0.1〜未滿2.0%、Μη : 0.1〜1.0%之鎂基合金係爲收縮値可達到30%以上之較佳化學成分。含有Α1 : 0.1〜未滿 2.0%、Μη : 0.1〜1.0%之鎂基合金的較佳收縮値爲40%以上、更佳者爲45%以上。因此，較佳的拉伸度爲10%以上、拉伸強度爲280MPa以上。本發明鎂基合金線之第2特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲YP比爲0.7 5以上。 YP比係以「0.2%耐力/拉伸強度」所示之比例。使用鎂基合金作爲構造材時，企求高強度。此時，實際使用臨界由於不爲拉伸強度、係視0.2%耐力之大小而定，爲得高強度之鎂基合金時不僅必須提高拉伸強度之絕對値、且必須使YP比變大。以往，AZ10合金或AZ21合金等之伸展材藉由熱間押出、製得圓棒，惟其拉伸強度爲200〜240MPa 、YP比（0.2%耐力/拉伸強度）爲〇·5〜0·75。本發明係使拉拔加工時、加工溫度、加工溫度之昇溫速度、加工度、線速特定’且藉由於拉拔加工後實施所定熱處理時、可得ΥΡ 比爲0.75以上之鎂基合金線。例如加工溫度之昇溫速度：1°C /sec〜100°C /sec、加工溫度：50°C以下〜200°C以下（較佳者爲150°C以下）、加工度

1293986 五、發明說明（Ο :10%以上、線速：lm/sec以上進行拉拔加工時，可得YP 比爲0.90以上之鎂基合金線。另外，於上述拉拔加工後冷卻、且實施溫度：150以上°C〜3 00°C以下、保持時間：5分鐘以上之熱處理時，可得YP比爲0.75以上〜未滿0.90之鎂基合金線。YP比愈大時強度愈優異，惟由於後加工視其所需加工性不佳，尤其是考慮製造性時、0.75以上〜未滿 0.9 0之鎂基合金線極爲實用。較佳者爲YP比爲0.8 0以上〜未滿〇 . 9 0。本發明鎂基合金線之第3特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲扭轉試驗之0.2%耐力r 〇.2對最大切變應力*Γ m a X 之比 I 0.2/ l max 爲〇.50 以上。有關影響如線圈彈簧之扭轉特性用途，係拉伸時之YP 比、扭轉升降比、即τ 〇.2/ r max之大小極爲重要。本發明係藉由使拉拔加工時、加工溫度、加工溫度之昇溫速度、加工度、線速特定，且於拉拔加工後實施所定熱處理，可得 f 0.2/f max 爲0.5以上之鎂基合金線。例如藉由加工溫度之昇溫速度：1°C /sec〜100°c /sec、加工溫度：50°C以上〜200°C以下（較佳者爲150°C以下）、加工度：10%以上、線速：lm/sec以上進行拉拔加工，可得τ 0.2/ r max爲0.60以上之鎂基合金線。另外，於上述拉拔加工後冷卻、且實施溫度：15(TC以上〜3 00°C以下、保持時間：5min以上之熱處理，可得r G.2/ r max爲0.50以上〜未滿0.60之鎂基合金線。

1293986 五、發明說明（*7) 本發明鎂基合金線之第4特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲構成線之合金的平均結晶粒徑爲1 〇 μ m 以下。藉由使鎂基合金之平均結晶粒徑微細化，且使強度與韌性平衡的鎂基合金線，可容易地進行彈簧加工等之後加工。平均結晶粒經之控制係主要藉由調整拉拔加工時之加工溫度予以進行。特別是爲平均結晶粒徑爲5 // m以下之微細組織時，可得強度與韌性更爲平衡的鎂基合金線。平均結晶粒徑爲5 a m 以下之微細結晶構造，藉由於拉拔加工後實施較佳者200 °C以上〜3 0 0°C以下、更佳者250 °C以上〜3 00°C以下之熱處理製得。另外，平均結晶粒徑爲4 // m以下之微細結晶構造，可提高疲勞特性。本發明鎂基合金線之第5特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲構成線合金的結晶粒徑爲微細結晶粒與粗大結晶粒之混粒組織。藉由結晶粒爲混粒組織，可得兼具強度與韌性之鎂基合金線。混粒組織之具體例如具有3 // m以下之平均粒徑的微細結晶粒、與具有1 5 // m以上平均粒徑的粗大結晶粒之混合組織。其中，藉由具有3 // m以下平均粒徑之結晶粒的面積率爲全體之10%以上，可得強度與韌性更爲優異的鎂基合金線。該混粒組織可藉由組合下述拉拔加工與熱處理製得。尤其是該熱處理在1〇〇〜200 °C下進行較佳。本發明鎂基合金線之第6特徵係上述化學成分之鎂基合 1293986 五、發明說明（8 ) 金線，其特徵爲構成線之合金的表面粗度Rz S 1 0 // m。藉由製得表面平滑的鎂基合金線，使用該線可容易進行彈簧加工。線表面粗度之控制可主要藉由調整拉拔加工時之加工溫度愈容易進行。其他因引發速度或潤滑劑之選定等伸線條件，亦會影響表面粗度。本發明鎂基合金線之第7特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲線表面之軸方向殘留拉伸應力爲80MPa ^ 以下。線表面之軸方向殘留拉伸應力爲80MPa以下時，可充分確保後步驟之變形加工或切削加工的加工精度。軸方向殘留拉伸應力之調整可藉由引發之加工條件（溫度、加工度）及繼後之熱處理條件（溫度、時間）等予以調整。尤其是使線表面之軸方向殘留拉伸應力爲lOMPa以下時，可得疲勞特性優異的鎂基合金線。本發明鎂基合金線之第8特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲使壓縮拉伸之重複振幅應力爲lxl 〇7時疲 φ 勞強度爲l〇5MPa以上。藉由製得具有該疲勞特性之鎂基合金線，可利用於要求高疲勞特性之彈簧、攜帶型家電用品之補強用構架、螺絲等廣泛範圍中。具有該疲勞特性之鎂基合金線，可藉由於拉拔加工後進行150〜250°C下熱處理製得。本發明鎂基合金線之第9特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲線之偏徑差爲0.01mm以下。偏徑差係爲線在同一截面上直徑最大値與最小値之差。藉由使偏徑差 -10- 1293986 五、發明說明（9) 爲0.0 1mm以下，可容易利用自動熔接機。而且，彈簧用線係藉由使偏徑差爲0.01mm以下，可安定地彈簧加工、且彈簧特性安定。本發明鎂基合金線之第1 0特徵係上述化學成分之鎂基合金線，其特徵爲線之截面形狀爲非圓形。線之截面形狀一般爲圓形。然而，韌性優異的本發明線不限爲圓形，截面可以爲橢圓或矩形·多角形之異形線。 φ 線之截面形狀爲非圓形時，可對應塑模形狀之改變。該異形線可使用於眼鏡構架或攜帶型電子機器之構架補強材等。 (鎂基合金熔接線）上述線可利用作爲熔接線。尤其是適合使捲成捲軸之熔接線拉出、於自動熔接機中使用。可以使化學成分爲am 系、AZ系、AS系、Zk系鎂基合金線、特別是上述化學成分（A)〜（C)作爲溶接線。而且’線徑以〇·8〜4.0mm較佳。另外，拉伸強度以330MPa以上較佳。藉由具有該線徑與拉伸強度，可以沒有阻礙地自捲軸進行捲取或拉出。 φ (鎂基合金彈簧）本發明鎂基合金彈簧，其特徵爲使上述鎂基合金線彈簧加工。上述鎂基合金線由於兼具強度與韌性兩者，可以沒有阻礙地進行彈簧加工。特別是在冷間下進行彈簧加工。 (鎂基合金線之製法）其次，本發明鎂基合金線之製法，其特徵爲具備使用上述（A)〜（E)中任何一種化學成分所成鎂基合金之原料母材 -11- 1293986 五、發明說明（1〇) 的步驟、與藉由使該原料母材拉拔加工、加工成線狀之步驟。藉由本發明方法可容易地進行彈簧加工等之後加工，可製得可有效地利用於攜帶家電製品等之補強用構架材、或長尺熔接機、彈簧等。尤其是可容易地製造具有直徑之1000 倍以上長度的線。原料母材可利用於藉由鑄造或押出等所得的主體材或棒材。拉拔加工可使原料母材通過穴塑模或滾筒塑模等進行。該拉拔加工以在加工溫度爲50°c以上、較佳者爲100 °c 以上進行加工較佳。藉由使加工溫度在5 0 °C以上、可容易地進行線之加工。惟加工溫度變高時，由於會導致強度降低、加工溫度以300°C以下較佳。更佳的加工溫度爲200°C 以下、最佳的加工溫度爲150°C以下。本發明係在塑模前設置加熱器、以加熱器之加熱溫度作爲加工溫度。該加工溫度之昇溫速度係以l°C/sec〜100°C/sec較佳。而且，拉拔加工之速度以lm/miri以上爲宜。拉拔加工使用數種穴塑模或滾筒塑模，多段式進行。進行該重複多次的拉拔加工，可得更細徑的線。特別是可容易地製得直徑未滿6mm之線。於一次拉拔加工中截面減少率以10%以上較佳。由於以低加工度所得的強度小，以10%以上截面減少率進行加工時可容易地得到適當強度與韌性之線。更佳的1次截面減少率爲20%以上。惟加工度過大時，由於無法實際加工， 1次加工之截面減少率的上限爲30%以下。 -12-

1293986 五、發明說明（11 ) 另外，拉拔加工中總截面減少率爲15%以上。較佳的總截面減少率爲25 %以上。藉由組合該總截面減少率之拉拔加工與下述熱處理，可使金屬組織爲混粒組織或微細結晶化、製得兼具強度與韌性之線。此外，拉拔加工後之冷卻速度以〇.l°C /sec以上較佳。該下限値降低時，會促進結晶粒之成長。冷卻手段例如衝風等，速度之調整可藉由風量等進行。另外，拉拔加工後可使線在l〇〇°C以上〜300°C以下之下加熱以提高韌性。較佳的加熱溫度爲150°C以上〜3 0 0°C以下。該加熱溫度之保持時間以5〜20分鐘較佳。該加熱退火可使拉拔加工導入的變形回復及促進再結晶。於該拉拔加工後進行退火時，拉拔加工溫度未滿50°C爲宜。藉由使拉拔加工溫度爲30°C以上，可以本身拉拔加工，然後實施退火以大幅改善韌性。換言之，藉由拉拔加工後進行退火，可製待至少具有一種伸度12%以上、收縮40%以上、YP比爲0.75以上〜未滿0.90及τ〇.2/τ max爲0.50以上〜0.60以下之特性的鎂基合金。而且，爲製得⑴壓縮拉伸的重複振幅應力爲1χ1 〇7次時疲勞強度爲l〇5MPa以上之鎂基合金線、（2)線表面之軸方向殘留拉伸應力爲l〇MPa以下之鎂基合金線、（3)平均結晶粒徑4μηι以下之鎂基合金線時，於拉拔加工後進行150〜250 °C 之熱處理爲宜。圖式簡單說明 -13- 1293986

五、發明說明（12) 第1圖係爲藉由本發明線之光學顯微鏡之組織照片。實施例於下述中說明本實施例之形態。 (實施例1) 使用含有以質量％計、A1 : 3.0%、Zn : 1.0%、Μη ·· 0.15% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（相當於ASTM記號ΑΖ-31合金材）之押出材（q>6.0mm)，以各種條件藉由穴塑模進行拉拔加工、製作線。加工溫度係爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲1〜l〇°C /sec、拉拔加工之線速爲2m/min。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻進行平均結晶粒徑係使線之截面組織以顯微鏡擴大、測定在視野內之數種結晶粒徑，求取平均値。拉拔加工後線之直徑係爲4.84〜5.85mm(截面減少率19%之加工爲 5.4mm、截面減少率5〜35%爲5·85〜4.84mm)。變化加工溫度時所得的線之特性如表1所示，變化截面減少率時所得的線之特性如表2所示。 -14- 1293986

五、發明說明（13)表1 結晶粒徑： Min [29.2 1 雛加工 CT) iO MO to oa 卜 cn Γ— OO C<l 〇*> OO cr> .收縮 % Ο CT> LO LO 寸 CO LO <UD OO LTD CO CO LO CD 寸 to OO CO LO 斷裂伸度％ ! CT) •一·_· CO LO OO CO C7^ cn cn | 10.2 | CO o T~ * 10. 2 拉伸強度 ’ .’MPa， CO LO 〇〇 CD CO CO 〇 04 OO 〇〇 CO CD 〇Q tn CT> OO CD co CVi 〇 OO 03 .°C/sec .. 神I 〇> 〇> Ξ 〇 CD 〇 CD 截面減少率％ cn cn CT3 <T> CT> v~l CT5 cr> cr> ^加；温度°C c<\ CD uo g s C5 s o LO Cn3 o S co 比較例 ’ ^發明例合金種 AZ31

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五、發明說明（14)表2 結晶粒& Mm 03 cn CSI 13.δ i C— CO cz> lj〇 <J〇 1/3 寸 LO CO CO 〇 o LO 無法加工收i % CD cr> ο 斷裂伸度 % cr> OQ U*5 Cvl CO UO OO C^> cn 拉伸強度 MPa cjC LO CNi CD CO C<5 C5 CO CD OO CO cz> CO 冷却is "C/sec o CD 〇 CD 截面減少率 % LO 10.5 cn t'— in CQ 加工温度 °C O § *-—4 cz> CD <3 CD CD 比蛟例本發明例合金種 AZ31

-16- 1293986 五、發明說明（15) 由表1可知，拉拔加工前押出材之韌性係收縮1 9%、伸度4.9%。對此而言，在50°C以上之溫度下進行拉拔加工之本發明例具有50%以上之收縮與8%以上之伸度。另外，提高拉拔加工前之強度、在強度提高的狀態下可達成高韌性化。而且，拉拔加工溫度爲250°C以上時，強度之上昇率小。因此，在50〜2 0 0 °C之加工溫度下具有優異強度與韌性平衡。另外，在2 0 °C之室溫下拉拔加工，由於斷線無法進行加工。由表2可知，截面減少率5¾之加工度係收縮、伸度之値同時爲低値，惟10%以上之加工度時可得40%以上之收縮、8%以上之伸度。而且，在截面減少率35%之加工度下無法進行拉拔加工。由此可知，藉由加工度爲1 〇%以上〜3 0%以下之加工，可得優異的韌性。所得之線係爲長度直徑之1 000倍以上，可以多次重複加工。而且，本發明例之平均結晶粒徑皆爲ΙΟμπι以下、表面粗度Rz爲ΙΟμιη以下。此外，線表面之軸方向殘留引發拉伸應力藉由X線繞射法求取時，本發明例皆爲80MPa以下。 (實施例2) 使用含有以質量％計、A1 : 6.4%、Zn : 1·0%、Μη : 0.28% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（相當於ASTM記號ΑΖ-61合金材）之押出材（Φ6· 〇mm)，以各種條件藉由穴塑模進行拉拔加工。加工溫度係爲設置於穴塑模前之加熱器的加 -17- 1293986

五、發明說明（16) 熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲1〜10°c /sec、拉拔加工之線速爲2m/min。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻進行平均結晶粒徑係使線之截面組織以顯微鏡擴大、沏j定在視野內之數種結晶粒徑，求取平均値。拉拔加工後線之直徑係爲4.84〜5.85mm(截面減少率19%之加工爲5.4mm、截面減少率5〜35%爲5.85〜4.84mm)。變化加工溫度時所得的線之特性如表3所示，變化截面減少率時所得的線之特性如表4所示。

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五、發明說明（17) 表 3 結晶粒徑 Μ1Ϊ1 28. δ 無法加工· oc CO CO LjO 卜 cn c— CO 〇〇 9~i Ό; CT3 cn Μ Νζ 1δ. 0 Οί urD 寸 uo uo CV| c〇 uo OO CV3 uo uo CO tjo T—ί LO m is 〇〇 CO r OO to CO cti OO crs 10,3 Ξ ! 10.0 ~ ~拉伸強度丨 MPa 1 <νϊ OO C3 CO 寸 CD CO CO CS3 c— CO LO CO c? OO i CD oa 冷却速度 tVsec 、沒有加工 C5 卜— 〇> CD C5 Ξ s o »**·“ 2 截面減少率! % ! CJ^ ψ^4 0¾ CD cr> cn CT> cr> <T> r—^ 加工温i t： <〇 Ovl C5 g o u) O o IXD CS3 o s CO 比較例 f發明例合金種 ΑΖ61 - 19-

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五、發明說明（18)表4 .結晶粒徑 /ΙΠΙ 28· 6 I 13.1 ijo CO CO «D oa to CT> 尝無法加工 .收縮 % LO ο oc CO 寸 uo ；4Π- \ ， CO CO CTi CO oo oo OO CJ5 OO 拉伸強度 MPa οο 03 C<l CD CO o LTD CO cz> oo CQ o CO 寸冷却速度 cC/sec 沒有加工 CZ5 s <Z> CD Γ截®減少事 % uo 10.5 卜 uo CO 加工温度 X： g .......( o 〇) g g o CD 比較例本發明例合金種 ΑΖ61 -20- 1293986 五、發明說明（μ) 由表.3可知，拉拔加工前押出材之韌性係收縮1 5 % 、伸度3.8%係爲低値。對此而言，在50°C以上之溫度下進行拉拔加工之本發明例具有50%以上之收縮與8%以上之伸度。另外，提高拉拔加工前之強度、在強度提高的狀態下可達成高韌性化。而且，拉拔加工溫度爲250°C以上時，強度之上昇率小。因此，在50〜2 00°C之加工溫度下具有優異強度與韌性平衡。另外，在20°C之室溫下拉拔加工，由於斷線無法進行加工。由表4可知，截面減少率5 %之加工度係收縮、伸度之値同時爲低値，惟1 0%以上之加工度時可得40%以上之收縮、8%以上之伸度。而且，在截面減少率35%之加工度下無法進行拉拔加工。由此可知，藉由加工度爲10%以上〜3 0%以下之加工，可得優異的韌性。所得之線係爲長度直徑之1 000倍以上，可以多次重複加工。而且，本發明例之平均結晶粒徑皆爲1 Ομπι以下、表面粗度Rz爲1 Ομπι以下。 (實施例3) 使用與實施例1及2所得的線、以及同徑的押出材進行彈簧加工。使用直徑5.0mm之線、進行彈簧外徑40mm之彈簧加工，觀察可否彈簧加工與材料之平均結晶粒徑及表面粗度之關係。平均結晶粒徑之調整及表面粗度之調整係主要藉由調整拉拔加工時之加工溫度予以進行。本發明例之加工溫度爲50〜20(TC。平均結晶粒徑係使線之截面組織以顯微鏡擴大、測定在視野內之數種結晶粒徑，求取平均 -21 - 1293986 五、發明說明（2〇) 値。表面粗度藉由Rz予以評估。結果如表5所示。表5

合金種結晶粒徑 /Z1H 表面粗度. Mm 可否收縮加工：可=〇否=X AZ31 本發明例 5.0 5.3 〇 6.5 4.7 〇 7.2 6.7 〇 7.9 6.4 〇 8.7 8.8 〇 9.2 7.8 〇 9.8 8.9 〇比較例 28.5 18.3 X 29.3 12.5 X AZ61 本發明例 4.8 5. 1 〇 6,3 5.3 〇 7.5 6.8 〇 7.9 5.3 〇 8.3 8.9 〇 9.1 7.8 〇 9.9 8.8 〇比較例 29.6 18.3 X 27.5 12.5 X

(實施例4) 使用含有以質量％計、A1 : 6.4%、Zn : 1.0%、Μη : 0.28% ’其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（相當於ASTM記號ΑΖ-61合金材）之押出材（φ6·0ιηιη)，實施加工溫度35°C、截面減少率（加工度）27.8%之拉拔加工。加工溫度係爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲1〜l〇°C/sec 、拉拔加工之線速爲5m/min。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻。冷卻速度爲〇.l°C /sec以上。結果，所得線 -22- 1293986 五、發明說明（21) 之拉伸強度460MPa、收縮15%、伸度6%。該線在100〜400°C 下進行退火1 5分鐘，測定拉伸特性之結果如表6所示。表5 合金種退火溫度 °C 引張強度 MPa 斷裂伸度 % 收縮， % 比蛟例無 460 6.0 15.0 AZ61 100 430 25.0 45.0 <本發明例 200 382 22.0 48.0 300 341 23.0 40.0 400 310 20.0 35*0 由表6可知，藉由退火伴隨強度稍微降低時、伸度、收縮之韌性大幅地回復。換言之，伸線加工後在100〜300°C 下退火時，可維持3 3 OMP a以上之拉伸強度，韌性回復極爲有效。即使在400°C進行退火，可得3 00MPa以上之拉伸強度，可得充分韌性。特別是於拉拔加工後實施100〜300°C 之退火，拉拔加工溫度未滿50°C時可得具有優異韌性之 (實施例5) 使用含有以質量％計、Zn : 5.5%、Zr : 0.45%，其餘爲 Mg及雜質所成的鎂合金（相當於ASTM記號ZK-60合金材）之押出材（φ6.0mm)，以各種條件藉由穴塑模進行拉拔加工。加工溫度係爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲1〜l〇°C/sec、拉拔加工之線速爲5m/min 。而且，冷卻以衝風冷卻進行。本發明例之冷卻速度爲0·Γ^ /sec -23- 1293986

五、發明說明（22) 以上。平均結晶粒徑係使線之截面組織以顯微鏡擴大、測定在視野內之數種結晶粒徑，求取平均値。軸方向殘留拉伸應力藉由X線繞射法求取。拉拔加工後線之直徑係爲 4·84〜5·85πιιη(截面減少率19%之加工爲5.4mm、截面減少率5〜35%爲5.85〜4.84mm)。變化加工溫度時所得的線之特性如表7所示，變化截面減少率時所得的線之特性如表8 所示。 -24- 1293986 五、發明說明（23) 表7

結晶粒徑 μπι CV3 r—4 CO ιΗ! CZ3 〇0 CO CJO CD CO CO CO OO cn CT^ cn 收縮 % 13.0 cr> 卜 OD LTD C^S c<] CO Cvl 寸 uo CQ CVI 〇〇〇〇 1〇\〇 ο '紙樣: LO 〇6 CO 〇〇 OO cn 卜 cn LO CD 03 1—· co » _ < »—1 拉渖強度 MPa 1 oo 〇2 寸 03 寸 s 寸 LO ① CO -vh Ovl CO CO 寸 CO 冷却速度 °C/sec , 藤加工 <〇〇〇 ◦ CD 〇) o 截面減少率 % CT5 cn CT3 cn σ> 〇·> cn* 加工温度 t： | 〇〇 LO s τ 1,1 i 〇〇> C<1 ◦ LO 03 CD S 〇〇比較例 i本發明例 ! 合金種 ZK60

-25- 1293986

五、發明說明（24)表8 結晶粒徑 ΜΠ1 31.2 18.2 LO CD 〇〇 CO CO CO H 班壊收縮 % CD CO CT5 LTD C<J S in> CJ^ 斷裂—伸度 % cz> CD CN5 CD C7^ 〇〇 cA CO 〇6 〇) cn 拉伸強度 MPa CZ5 C<1 CO cr> 〇Q CN3 寸 oo LO 寸〇寸 CQ 冷却速度 t：/sec i t? H CD •—4 2 CD 〇，職 LO 10.5 cn LTD CO 力口工温度 g 1 '< <〇 CD 〇 <〇 CD ◦ g 比較例本發明例 1 合金種 ZK60

-26- 1293986 五、發明說明（25) 如表7可知，押出材之韌性係收縮1 3°/。、極低値。另外在50°C以上之溫度下進行拉拔加工者，其強度爲具3 30MPa，經大幅提高。而且，具有15%以上之收縮値與6%以上之伸度値。另外，拉拔加工溫度爲250°C以上時，強度之上昇率小。因此，在50〜2 00°C之加工溫度下具有優異強度與韌性平衡。對此而言，在20 °C之室溫下拉拔加工，由於斷線無法進行加工。

由表8可知，5%之加工度係收縮、伸度之値同時爲低値，惟10%以上之加工度時強度顯著上昇。而且，35%之加工度下無法進行拉拔加工。由此可知，藉由加工度爲 10%以上〜30%以下之拉拔加工，可得線。所得之線係爲長度直徑之1〇〇〇倍以上，可以多次重複加工。而且，本發明例之平均結晶粒徑皆爲1 Ομιη以下、表面粗度Rz爲ΙΟμιη以下，軸方向殘留拉伸應力爲80MPa 以下。 (實施例6)

使用與實施例5所得的線、以及同徑的押出材進行彈簧加工。使用直徑5.0mm之線、進行彈簧外經40mm之彈簧加工，觀察可否彈簧加工、與測定材料之平均結晶粒徑及表面粗度。表面粗度藉由Rz予以評估。結果如表9所示。 -27-

1293986 五、發明說明（26) 表9 合金種結日日粒徑 /zm 表面粗度 ΜΠ1 可否收縮加工可=〇否=x 4.8 5.0 〇 6.3 6.8 --δ- 本發明例 7.5 6.8~ ^ δ~~~~ 7.9 8.0 ^ δ~ ZK60 8.3 8.6"^ ' δ~~~ 9.1 9.3 9.9 9.9 ^ 〜~~〇— 比較例 30.2 19.2 X 26.8 13.7 X _ 由表9可知，結晶粒徑爲1〇μηι以下、表面粗度|^2；爲 1 Ομηι以下之鎂線可以彈簧加工，惟除此外之加工中、因線斷裂而無法加工。因此，結晶粒徑10 μπι以下、表面粗度Rz爲10μπι以下之本發明鎂基合金線可以彈簧加工。 (實施例7) 使用下述所示相當ΑΖ31、ΑΖ61、ΑΖ91、ΖΚ60合金之押出材（(t>6.0mm)。各化學成分之單位全部爲質量％。 AZ31 :含有 A1 : 3.0%、Zn ·· 1.0%、Μη : 0.15%，其餘爲 Mg及雜質 AZ61 :含有 A1 : 6.4%、Zn : 1.0%、Μη : 0·28%，其餘爲 Mg及雜質 AZ9 1 ··含有 A1 : 9.0%、Zn : 0.7%、Μη : 0.1%，其餘爲 Mg及雜質 ZK60 :含有Zn : 5.5%、Zr : 0.45% ’其餘爲Mg及雜質使用此等押出材、在l〇〇°C之加工溫度下、以15〜25% /pass

-28- 1293986 五、發明說明（27) 之加工度、直至φΐ .2mm藉由穴塑模實施引線加工。加度係爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度昇溫速度爲1〜10°C/sec、拉拔加工之線速爲5m/min。而，冷卻以衝風冷卻進行。冷卻速度爲〇.l°C /sec以上。拉拔加工時，本發明材料沒有斷線情形，可得長尺之線。所得線具有直徑1〇〇〇倍以上之長度。另外’進行測定拉伸強度、偏徑差及表面粗度。偏徑差係爲線之同一截面的直徑最大値與最小値之差。表面粗度藉由Rz評估。各試驗結果如表1 〇所示。所示押出材之各特性作爲比較材。

-29- 1293986

五、發明說明（28 表10 IS s © a CO CO LO C^3 c〇 CO OO CO C^J r—l oa LTD CO oo 鐵！匿 ;曰 LO C3 CD CD L〇 CD C5 oo g CD CD CD 05 OCl CD LO 〇 o OO C5 O CD η 紧χ cn CD OO CD LO LTD CD s 婪x S OO CO LO CO LO CO CO CO· !« m ^ CD 寸 oo CO 寸 o LO 寸 CD OO 寸 § C3 如表10所示，可知本發明材之拉伸強度爲300MPa以上且收縮爲15%以上、拉伸強度爲6%以上、以及偏差徑爲 0.01mm以下、表面粗度Ι1ζ$10μηι。(實施例8) 另外，各拉拔加工溫度50°C、150°C、200°C，線徑φ〇.8-30- 1293986

五、發明說明（29) 、φ 1.6、φ 2.4 m m之熔接用線與實施例7相同地製作，且同樣地進行評估。結果，其特徵爲拉伸強度皆爲300MPa以上且收縮爲15%以上、伸度爲6%以上，以及偏徑差爲0.01mm 以下、表面粗度RzS ΙΟμιη。而且，使所得的線以1.0〜5. OKg整列捲取成捲軸。自捲軸拉出的線具有良好的線性、且以手熔接、MIG、T1G等自動熔接可得良好的熔接。 (實施例9) 使用AZ-31合金之押出材（φ8·0ηιπι)、在100°C之加工溫度下、以直至Φ4.6mm進行拉拔加工（lpass之加工度10% 以上、總加工度67%)，製得線。加工溫度係爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲1〜l〇°C /sec、拉拔加工之線速爲2〜lOm/min。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻進行。冷卻速度爲〇.l°C /sec以上。所得線在100°C〜3 5 0°C下進行熱處理15分鐘。其拉伸特性如表 11所示。此處，組織爲混粒組織者或平均結晶粒徑爲 5 μιη以下者係表示「本發明例」。 -31 - 1293986 五、發明說明（3〇) 表11 合金種加熱温度 °C 拉伸強度 MPa 斷裂伸度 % 取縮 % 結晶粒徑 ΜΠ1 AZ31 参考例 50 423 2. 0 10.2 22.5 80 418 4.0 14.3 2L2 本發明例 150 365 10.0 31.2 混粒 200 330 18.0 45.0 混粒 250 310 18.0 57.5 4.0 300 300 19,0 51,3 5.0 参考例 350 270 21.0 47· 1 10.0 由表11可知，熱處理溫度在80°C以下時，強度高者之伸度、收縮低、缺乏韌性。此時之結晶組織爲加工組織’ 反應加工前之粒徑，平均粒徑爲20 μιη。此外，加熱溫度爲150°C以上時強度稍微降低者’可得其伸度、收縮之回復顯著、強度、韌性取得平衡之線。此時之結晶組織係在150°C及200°C之加熱溫度下、爲平均粒徑3μιη以下之結晶粒與15μιη以上之結晶粒的混粒組織。在25 0°C以上時，結晶粒大約成線均勻組織，其平均粒 • 徑如表1 1之記載所示。平均粒徑爲5 μιη以下時可確保強度爲3 00MPa以上。 (實施例10) 使用AZ-31合金之押出材（φ8·0πιιη)、加工溫度爲150°C 、且1次加工度爲1 0%以上、變化總加工度以進行拉拔加工，使所得的線在200°C下熱處理15分鐘，評估熱處理後材料之拉伸強度。拉拔加工之加工溫度爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲2〜5 °C /sec -32- 1293986

五、發明說明（31 ) ，拉拔加工之線速爲2〜5m/min。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻進行。冷卻速度爲0·1 °C /sec以上。結果如表1 2所示。此處，組織爲混粒組織者係表不「本發明例」

合金種加工度％ · •疼伸強度 MPa 斷裂伸度· % 收縮 % 結晶粒徑 βϊϊί AZ31 参考例 9.8 280 9.5 41.0 18. 2 * 本發明初· 15.6 302 18.0 47.2 混粒 23.0*1 305 17.0 45.9 混粒 34.0 325 18.0 44.8 混粒 43.8 3.28 19.0 47.2 混粒 66.9 330 18.0 45.0 混粒由表1 2可知，總加工度1 0%以下時組織之控制不充分，15%以上時爲平均粒徑3μιη以下之結晶粒與15μιη以上之結晶粒的混粒組織，高強度與高韌性兩立。第1圖係表示加工度爲23 %時、於熱處理後線藉由光學顯微鏡之組織照片。由該照片可知，爲平均粒徑3 μιη以下之結晶粒與1 5 μπι以上之結晶粒的混粒組織，3 μπι以下之結晶粒的面積率約爲15%。本實施例之混粒組織者，3μιη 以下之結晶粒的面積率皆爲10%以上。而且，總加工度30% 以上時可更有效地提高更強的強度。 (實施例11) 使用ΖΚ-60合金之押出材（φ6.0ιηιη)、加工溫度爲150°C 、直至φ5·0 mm進行拉拔加工（總加工度30.6%)。加工溫 -33- 1293986 五、發明說明（32) 度爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲2〜5°C /sec、拉拔加工之線速爲2m/min。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻進行。冷卻速度爲〇.l°C /sec 以上。在100 °C〜3 5 0°C下對冷卻後之線進行熱處理15分鐘。熱處理後線材之拉伸特性如表1 3所示。此處，組織爲混粒組織者或平均粒徑5μιη以下者係表示「本發明例」。表1 3 合金種加熱溘度 °c 拉伸強度 MPa .•斷裂伸度 % 收縮 % 結晶粒徑 jam ΖΚ60 参考例 50 525 3.2 8.5 17· 5 80 518 5.5 10.2 16.8 $發明例 150 455 10.0 . 32.2 混粒 200 Π 445 15.5 35.5 混粒 250 420 17.5 33.2 3.2 300 395 16.8 34, 5 4.8 参考例 350 360 18.9 35.5 9.7 由表13可知，熱處理溫度在80°C以下時，強度高者之伸度、收縮低、缺乏韌性。此時之結晶組織爲加工組織，反應加工前之粒徑，平均粒徑爲1 〇數μιη。此外，加熱溫度爲150°C以上時強度稍微降低者，可得其伸度、收縮之回復顯著、強度、韌性取得平衡之線。此時之結晶組織係在150°C及200°C之加熱溫度下、爲平均粒徑3 μιη以下之結晶粒與1 5 μιη以上之結晶粒的混粒組織。在2 5 0 °C以上時，結晶粒大約成線均勻組織，其平均粒徑如表1 3之記載所示。平均粒徑爲5 μιη以下時可確保強 -34- 1293986 五、發明說明（33) 度爲3 90MPa以上。 (實施例12) 使用AZ-31合金、AZ61合金、ZK60合金之押出材（φ5·0ιηιη)

、直至φ4.3mm藉由穴塑模進行溫間拉拔加工。加工溫度爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲2〜5°C/sec、拉拔加工之線速爲3m/min。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻進行。冷卻速度爲〇.l°C /sec以上。拉拔加工時加熱溫度與所得線之特性如表1 4〜1 6所示。線之特性以YP比及扭轉升降比τ〇.2/ τ max評估。YP比係爲0.2%耐力/拉伸強度。扭轉升降比係爲扭轉試驗中0.2% 耐力τ〇.2對最大切變應力r max而言之比。扭轉試驗係以格子間距離爲l〇〇d(d :線之直徑）、且自試驗時所求得的轉距與回轉角關係求取τ〇.2/ r max。此處，所示押出材之特性作爲比較材。表1 4 合金種加熱温度 X：拉伸強度 MPa 0.2%耐力 MPa YP比 MPa Χ Ο.ί MPa t Ml/ Τ 0·1 MPa AZ31 本發明例 too 345 333 0.9G 188 136 0.72 200 331 311 0.94 186 133 0.72 300 309 282 0·91 182 Π5 * 0.63 比較例押出材 268 185. 0.69 166 78 0.47 表1 5 合金额加熱温度 *0 拉伸強度 MPa 0.2%耐力 MPa ΥΡ比 MPa ^ 0.2 MPa T aei：/ Τ ο.! MPa AZ61 本發明例 100 405 377 0.93 221 165 0.75 200 391 372 0.05 220 152 0.69 ~ 300 381 354 0.93 224 138 0,62 比蛟例押出材 315 214 0.68 195 82 0.42 -35· Ϊ293986

五、發明說明

(34) 表1 6 合金種加熱愠度拉伸強度 MPa (U%耐力 MPa W比 ^ntx MPa τ o.t MPa f ^ 〇,} MPa ZK60 本發明例 100 376 359 0J6 205 U7 0,72 m 373 358 0.96 210 138 0,66 300 3G4 352 0.97 214 130 0.61 比較祠押Μ 311 222 0.71 192 88 0.46 由表14〜16可知，押出材之YP比對0.7而言，本發明例皆爲0.9以上，0.2%耐力之値隨著拉伸強度之上昇而上昇。藉此構造材可得有效特性。而且，το.2/τ max比係於押出材爲任何組成時皆未滿〇·5% ，惟本發明例皆具有0.6%以上之高値。結果，橫截面爲異形（非圓形）之線、棒材皆相同。 (實施例13) 使用AZ-31合金、AZ61合金、ZK60合金之押出材（φ5·0πιηι) 、直至φ4.3ιηιη、在50°C之溫度下藉由穴塑模進行拉線加工。加工溫度爲設置於穴塑模前之加熱器的加熱溫度。加工溫度之昇溫速度爲5〜10°C/sec、拉拔加工之線速爲3m/min 。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻進行。冷卻速度爲 O.rC/sec以上。對冷卻後之線100〜3 00°Cxl5min之熱處理，與實施例12相同地評估YP比及扭轉升降比τ〇.2/τ max。結果如表1 7〜1 9所示。此處，所示押出材之特性作爲比較材。 -36- 1293986

五、發明說明（35)表17 ro CO c— L c— CZ5 l>- UTD cr> 1_Γ3 CZ5 CO i-jTD cr? 寸 Γ ΟΟ 〇〇 CO C^> c-o V_ I * 芎甘 CT3 oo c-— g ^ V- ^ --1 c^o oo 4 OO 亀《Λ L ι>-_ 1 < C<5 c— C^o 伸度·. % LTD C^， cz> cx^ <ZD cn> Ο t^ > _ ·__^ ο cri o 、_—4 co C=5 CJ=5 、· 4 ^>-3 C3L-I 〇〇 C7^ di CT5 CZ5 οο cr> ur^ c—· <s LTD t CZD cr^ CJO 0.2%耐力 MPa 匡 oo <r<j OO oo CZD oo Γ— LTT) OCI cro czr^ oo l_n> oo ，•-— m is. urD <ro CO CTO OO C CT3 ΟΟ c=> CO CV.1 t CT CZ5 C^CI <ZD uo C^<3 i 押出材 \ ~本發明例比較例合金種〇〇 t>-3

37 1293986

五、發明說明（36)表18 C^3 < S CTO r— cz> Γ^ d Cj〇 ur=> UTD c=£> ......4 KTZ> cr^i -^t-4 〇〇 t.rr> L-TD czr> *^rr> <zr^ •»—4 -r—4 "-^r· » — 1 c— <r<5 oo S cr^i cz> e^i OCl OO --1 ΟΌ -，__ 1 _»"1 <^<X o^> 0<l \xz> cr> ......1 CUD OO <=z> UTD czz> IT OO cz=> cir> oo ........ »丨畴·· czr) cz> OO <zr> czr> cn> OO oo 1—~4 oo CZ3 ••TD tr— cz^> OO CJCD CZ=> -R m ^ \^> Γ^.4 CZ^ orz> ccz> ΟΌ CJO oo oo i-rr> c>〇 <ZT^ cro CC3 oo oo CO o<j cr oo CTv〇 <zr^ oo urr* C'•一 oo CIS L CTO ur^ c^-d czr^ cr^j oo U.TD 〇〇 m si 〇旎。。蕻 • cz^ C=5 i_ro 1..........< g C^3 czr> uro <r^a _ 33 鏹柃溢 .VI J~\ <Π

-38- 1293986

五、發明說明（37) 表1 9 c=； oo c^- CZ5 c^- cr> 〇〇 CJO CZ5 c—-C3 ijTD LTD <X5 LTD CJZ> cri οο i^rz> Η CO 〇〇 »"' < CO ^—_··^ » 丨 4 ，· 寸· C=5 y > CO oo irt CCJ —I cr<j CO <zz> 〇〇 LTD cr> <T<3 c^a Ο cxs 國 cr<a ctp CO CZD l>— CZD cr^ CZ=3 oo < C=D cvn cz^ c=> evci oo ，__ "1 · *—rD CTD O cr^i cr^ c=> iTO cn ci L.rr> CO OJ CO CZ5 CXD I>— CZZ> ·.1 C^- czi m ^ Np Ci-H OCI CZD CTs3 KrD CTO ona oo CTO L〜 0<l CO oo Cjr> *^TD OO OO C£D OO C^3 CTO .M 顏cc} •莲受 c— <TO CJ^ CXD oo IjTD 1_TD oo CI5 LTD ί? CO UTD CO ”· < i-~4 OO ί?§ 〇蔬Ρ ρχ 蕻 CZD cz=> CI3 i 一 ro ^~4 <ZD C^> OO CZD UTD OO 1 货 93 Bct^ 孽 m -LA m <η CI> Cj〇由表17〜19可知，押出材之YP比對0.7而例皆爲0.75以上，其中YP比控制於0.75以之本發明例，其伸度値大、加工性佳。追求1 -39- 言，本發明上〜未滿0.90 大的強度時 1293986 五、發明說明（38) ，YP値爲0.80以上〜未滿0.90者與伸度之平衡性佳，故爲企求。而且，扭轉升降比τ〇.2/ τ max比係於押出材爲任何組成時皆未滿0.5%，惟本發明例皆具有0.50%以上之高値。考慮加工性、確保拉伸値時，τ〇.2/τ max比以0.50以上〜未滿 0.60較佳。

此等之結果，與組成無關、具有相同的傾向。而且，最適熱處理的條件受到拉線加工性、與加熱時間之影響、視拉線條件而不同。另外，結果係橫截面爲異形（非圓形）之線、棒材皆相同。 (實施例14) 使用含有以質量％計、A1 : 1.2%、Zn : 0.4%、Μη : 0.3% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金ΑΖ 10之押出材（φ 5.0mm) ，在加工溫度l〇〇°C下直至(j)4.0mm、截面減少率36%(2次）之拉拔加工。該拉拔加工使用穴塑模。而且，加工溫度係爲設置於穴塑模前之加熱器，加熱器之加熱溫度爲加工溫度。加工溫度之昇溫速度爲10°C/sec、冷卻速度爲0.1°C/sec 以上、拉拔加工之線速爲2m/mirx。而且，拉拔加工後之冷卻以衝風冷卻。然後，在50°C〜3 5 0°C之溫度下對所得線狀物進行熱處理20分鐘，製得各種線。觀察該線之拉伸強度、斷裂伸度、收縮値、YP値、τ〇.2/τ max 、結晶粒徑。平均結晶粒徑係使線之截面組織以顯微鏡擴大、且在視野內測定數種結晶之粒徑，求取其平均値。結果如表20所示。（|)5.0mm之押出材的拉伸強度爲225MPa 、韌性係收縮38%、伸度9% 、YP比爲0.64、τ〇.2/ r max 比爲0.5 5。 -40- 1293986 五、發明說明（39 表20

Μ 曰 Eg' :锴 ur^ <ro o<3 IJTD oo OC1 CZ^ c^o C<5 o<j LO •JTD 1心 <T<1 cr> g V-i \ <ζί c oo c— CZD oo c— <C^ CO l-D CID CO ucd C=> CO UO CI5 〇〇 1-TD cz? oo uo ci 〇〇〇，丨Ml 1, C^O ^«4 CTD oo CT5 __ < > ''< OOl cr> ---4 CZ5 c^— oo OO OO s s oo cr^ 4JTD cn> ，__ _l CO CT5 <on> oo CO oo LTD 〇〇 CO 一___t OO uo gw oo cr> <=^> c'― era C=^ o- cr> czr> era OO CZ5 oo C=3 rrO CO C=5 〇〇 cz? <J3 t>- di 0.2%耐力 MPa ： oo 寸 c〇 CO CTO CO co CO c— cr CO UTD LTD C33 CO CZ5 cr> ，----1 LTD CV3 C^3 cz> CT<3 cz> CO 拉伸強度 MPa c=> uto 〇τ> CO oo UTD •^ch oo JLTD CO cz> dS C-<3 urt> OO c^o urz> CJ3 C^J erD ucd <ro 加熱温度 t i 凝 S CZ5 C^> »'" 4 CZ5 LO r川丨H CZ5 C^> C^sD o l-TD 〇d c=> cid CO cr> LTD OO . CT<1 Cv-D UCD CCI> CO 合金種 3 。®轺蝇锶驭昧长璐雄©鼦蜡緦 lillm蜮_ Z、鹚Ηβ轻龄长漱筚«靡癒异 41 1293986

五、發明說明（4〇) 由表20可知，與押出材相比可大幅地提高拉拔加工線之強度。觀察加熱處理後之機械特性時，1 0 0 °C以下之加熱溫度下拉線後之特性沒有很大的變化。在150°C以上之溫度下可使斷裂伸度、收縮大爲上昇。與沒有進行熱處理下直接拉拔加工之線相比，拉伸強度、YP比、τ〇.2/ τ max比降低、惟原來的押出材之拉伸強度、YP比、τ〇.2/ τ max大爲提高。若加熱處理溫度大於300°C時，YP比、τ〇.2/τ max 比之上昇程度小，故較佳者爲300°C以下之加熱處理溫度。該所得線之結晶粒徑，如表20所示可知在150°C以上之加熱溫度下爲ΙΟμπι以下，在200〜250°C下爲5μπι以下之微細結晶粒。而且，在150°C之溫度下爲3μιη以下之結晶粒與1 5 μιη以上之結晶粒的混粒組織，3 μιη以下之結晶粒的面積率爲10%以上。另外，所得線之長度爲直徑之1 〇〇〇倍以上，表面粗度 Rz爲10 μιη以下。另外，線表面之軸方向殘留拉伸應力藉由X線繞射法求取時，同應力爲80MPa以下。此外，偏徑差爲0.01mm以下。偏徑差爲線在同一截面中直徑之最大値與最小値的差。其次，使用所得之線（<H.〇mm)、在室溫下進行彈簧外徑 3 5 mm之彈簧加工時，本發明之線沒有問題、可以彈簧加工。 (實施例15) 使用含有以質量％計、A1 : 1·2%、Zn : 0.4%、Μη : 03% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金ΑΖ-10合金之押出材 -42- 1293986 五、發明說明（41 ) (φ 5. Omm)，以各種條件進行拉拔加工。該拉拔加工係使用穴塑模。而且，加工溫度係爲設置於穴塑模前之加熱器，加熱器之溫度作爲加工溫度。加工溫度之昇溫速度爲l〇°C/sec、拉拔加工之線速爲2m/min。所得線之特性如表21及表22 所示。表2 1在截面減少率一定下、改變加工溫度’表22 則在加工溫度一定下改變截面減少率時之條件。本例係僅爲1次加工，此處之「截面減少率」爲總截面減少率°

-43- 1293986

五、發明說明（42)表21 m LiZ) \jro CT3 .無法加工 c^o cr> »——1 c^ ci CD c^- <z£> oo CO C3 urD <JID C3> -rt- co CTD oo CXD d^> S cx^ cm OO OO *r—< t 一_ 4 一·丨丨一 CT<J *y_·· * CT> cro C3> uo CT5 誇CX3 ':窆 oo c-— i CjO C£D 一〜，· uo CJO ......-4 cz> CJO V 一·< C7^ urz> ，丨 _*·< _ < •y--< ±3 CLO cS oo cn> ci czn> CT3 \JT^> 寸 cr> <=i oo 〇Ti CT3 cn> a _ 4 cm> ci 0.2%耐力 MPa 一—/ 〇〇〇〇 >~h °° c— ir— oo CO CC3 C<5 CT3 C^3 0<5 cr? CT<J oo .1 ^ CZ2> CO c>〇 cro Ljr^ : 〇〇 cz> 耷 C^5 urr> v—t 〇s3 cr CZ3> C33 cr> LTD CTD ，< <=T> ，-一 LTD V——4 --* oo »'-—* 11： a CTD V i oo c^a CO oo LTD OO CT cr<3 .冷卻’ 速度 TVsec 沒有i卩:e , cz> i——1 cz^ cr<» «Γ—1 UTD _-! luO il ^ cn> C7^ ^—4 <3Π> ，! CT3 ..........4 CT5 v—1 CTi CT5 _ 1 _4 〇*> 加工溫度 °c 1 c^o S Ο ------< CZ^> LTD ----1 § 0<5 cz^ LTD OCl CZ3 CZD c>o c=> 1-TD oo --1 ] ”_ 1 cr~-l 丫 LTD 1 CC> rj- oo cp> <□領鯽 CZ3 c^o 一 44- 1293986 五、發明說明（43)表22

i V〇 CD UJTD UO CZ3 oo uo ci 寸 C43 cz> l>- cr> ι_ο l>~ cz> H 班 m cr<3 crt> l>— cn> 〇〇 0<1 Ϊ3 CX3 oo r __ — » _ 1 _ H C=) c>o i 1 KT2> r·· 一 ·Ι »丨丨· 咩 c— 〇〇 — CJO C^> oo <=> >—-4 cn c=> ir— era CZ3 c-~ CT5 CZD 0.2%耐力 MPa CO oo oo ------1 c^~ oo <ro ，，1 '! c=? 〇〇 <ro OO 馨 CZD CJ〇 C^o LTD t-O CTv3 c=> 耷 4-ro Nti> |ll,\。 o cr^ LTD CID *—-· UTD C=> C3 ci c=? 1 * :¢: fei •1 % \jro CZ5 CTO LTD CO CT^O CZD CO <r .........4 CO CZD OO CO m\^ 沒有加工 cz> 9 1 CID *»—« czz> LTD tTD <=i 、丨___丨4 cn> V—# c— OCI L.O CO H魆 H。 § Ο s g cz> <zz> y _ __ 蟎 -r——< 1 cr^> cro CTO oo cro Λ urs oo CO CTO <D ^ CZD -45- 1293986

五、發明說明（44) 由表2 1可知，押出材之拉伸強度爲205MPa、韌性係收縮3 8%、伸度9% 。另外，在50°C以上之溫度下進行拉拔加工之No. 1-3〜1-9係30%以上之收縮値時具有.6%以上之伸度値。另外，此等之試驗材係具有2 5 OMP a以上之高拉伸強度、0.90以上之YP比、0.60以上之τ〇.2/ τ max比，韌性沒有大爲降低、可提高強度。其中，在1 00°C以上之溫度下進行拉拔加工之N0.1-4〜1-9係40%以上之收縮値時具有1 0%以上之伸度値，就韌性而言極爲優異。對此而言，若拉拔加工溫度大於300°C時，強度之上昇率小、在 2〇°C之室溫下進行拉拔加工之No. 1-2由於斷線而無法加工。因此，在50°C〜300°C (較佳者爲1〇〇〜300°C)之加工溫度下具有更優異的強度-韌性平衡。由表22可知，加工度爲5%之No.2-2係拉伸強度、YP 比、τ〇.2/ r max比之上昇率小，爲10%以上之加工度時、拉伸強度、YP比、τ〇.2/ r max比之上昇率大。而且，加工度爲35%之No.2-6無法拉拔加工。此係藉由加工度10%以上〜30%以下之拉拔加工，韌性不會降低、具有250MPa以上之高拉伸強度、09以上之YP比、0.60以上之τ〇.2/τ max比等優異特性。表21、表22中所得任何線之長度爲直徑之1 000倍以上，可以多次重複拉拔加工，而且，表面粗度Rz爲ΙΟμηι 以下。線表面之軸方向殘留拉伸應力藉由X線繞射法求取時，同應力爲80MPa以下。此外，偏徑差爲0.01mm以下 ’偏徑差爲線在同一截面中直徑之最大値與最小値的差。 -46- 1293986 五、發明說明（45) 其次，使用所得之線、在室溫下進行彈簧外經40mm之彈簧加工時，本發明之線沒有問題、可以彈簧加工。 (實施例16) 使用含有以質量％計、A1 : 4.2%、Μη : 0.5 0%，Si : 1.1% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金(AS41)及A1 : 6.1%、Μη : 0.44%，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（AM 6 0)之押出材 (Φ 5· 0mm)，直至φ4.5 mm藉由截面減少率19%之穴塑模進行加工。此時之加工條件與所得的線特性如表23所示。

-47- 1293986

IT 五、發明說明（46) 表23 % s % test:雜 i

Ja侧倒I a if 9.61 co.sco

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SI 顯 093 寸寸00 m Οΐ 61 091 liMHg#· 由表23可知，AS41合金之押出材的拉伸強度爲 -48-

1293986 五、發明說明（47) 25 9MPa、0.2%耐力爲151MPa、YP比爲〇·58係爲低値。此外，收縮19.5%、伸度9.5% 。 AM60合金之押出材的拉伸強度爲265MPa、0.2%耐力爲160MPa、YP比爲0.60係爲低値。此外，在1 50°C之溫度下加熱、且進行拉拔加工者係 AS41合金、AM60合金同時具有30%以上之收縮値與6% 以上之伸度値，具有300Mpa以上之高拉伸強度及0.9以上之YP比，在韌性沒有大爲降低下、可提高強度。而且，在20°C之室溫下之拉拔加工、由於斷線而無法加工。 (實施例17) 使用含有以質量％計、A1 : 4.2%、Μη : 0.50%、Si : 1.1% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（AS41)及A1 : 6.1%、 Μη: 0.44%，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（AM6 0)之押出材（φ5.0πιηι)，在150°C之加工溫度下直至φ4·5ηιιη藉由截面減少率1 9%之穴塑模進行加工。該加工後之冷卻速度爲10°C /sec。此時所得的線在80°C及200°C下加熱15分鐘，且在室溫下進行拉伸特性、結晶粒徑之評估。結果如表 2 4所示。表24 合金種加工温度 °C 拉伸強度 MPa 0.2%耐力 MPa \T比伸度 % 收縮 % 結晶粒徑 lim AS41 比較例 •無. 365 335 0.92 9.0 35,3 20.5 80 36—3 ’ 332 0.91 9.0 35,5 20.3 本發明例 200 330 283 0.86 18.5 48.2 3.5 比較例押出材 259 151 0.58 9.5 19.5 21.5 ΛΜ60 比蛟例 /rn： Μ 372 344 0,92 8.0 32.5 19.6 ~ 一80 370 335 0.91 9.0 33.5 20.2 本發明例 200 329 286 0.87 17.5 49.5 3.8 比較例押出材 265 160 0.60 6.0 19.5 19.5 -49- 1293986 五、發明說明（48) 拉線加工後，拉伸強度、0.2%耐力、YP比大幅提高。觀察拉線後熱處理材之機械特性時，在80°C之加工溫度下拉線後之特性沒有很大的變化。在200°C之溫度下斷裂伸度、收縮値大爲上昇。與直接拉線之材料相比時，拉伸強度、0.2%耐力、YP比降低，原來的押出材之拉伸強度、0.2%耐力YP比大爲提高。

此時所得的結晶粒，如表24所示在200°C之加熱溫度下爲5μηι以下之微細結晶粒。而且，所得線之長度爲直 φ 徑之1 000倍以上，表面粗度Rz爲ΙΟμιη以下、軸方向殘留拉伸應力爲80MPa以下、偏徑差爲0.01mm以下。此外，使用所得線（Φ4.5 mm)、在室溫下進行彈簧外徑 40mm之彈簧加工時，本發明之線沒有問題、可以彈簧加工。 (實施例18)

使用含有以質量％計、Zn : 2.5%、Zr : 0.6%、RE:2.9% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（EZ3 3)之鑄造材，藉由熱間鑄造成Φ5.〇mm之棒材，直至φ4.5mm藉由截面減少率 φ 1 9%之穴塑模進行加工。此時之加工條件與所得線之特性如表25所示。而且，RE係使用欽-鐯混合物（didymium)。 -50- 1293986

五、發明說明（49) 表25 ’收縮 % C<1 i〇無法加工 :―碎度' S ^5 <S 1~1 cr^ 0.2%耐力 MPa C<3 ，拉轉虔 MPa g CO LO oci 冷却速度 t/sec 沒有加工 s s ；1 % ^ 蜃 m s m ssa 〇 Η ^ s ±5 .餾 * m <π eo OO CS3 -51 - 1293986 五、發明說明（5〇) 由表25可知，EZ33合金之押出材的拉伸強度爲 18 0MPa、0.2%耐力爲121MPa、YP比爲0.67係低値。而且，收縮1 5.2%、伸度4.0%。

此外，在1 50°C之溫度下加熱、且進行拉拔加工者具有 30%以上之收縮値與6%的以上之伸度値，具有220MPa 以上之高拉伸強度及0.9以上之YP比，在韌性沒有大爲降低下、可提高強度。而且，在20°C之室溫下之拉拔加工、由於斷線而無法加工。 (實施例19) 使用含有以質量％計、Zn : 2.5%、Zr ·· 0.6%、RE : 2.9% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（EZ3 3)之鑄造材，藉由熱間鑄造成φ5.0ηιιη之棒材，直至<()4.5mm藉由截面減少率19%之穴塑模進行加工。該加工後之冷卻速度l〇°C /sec 。此時所得之線在8(TC及200 °C下加熱15分鐘、且在室溫下進行拉伸特性、結晶粒徑之評估。結果如表26所示。而且，RE係使用鈸。

表26 •合金種加工温度 °C 拉伸強度 MPa 0.2%耐力 MPa YP比伸度 % 收縮 % 結晶粒徑 βιη EZ33 比較例無 253 229 0.91 6.0 30.5 23.4 80 251. 226 0.90 7.0 31.2 21.6 本發明例 200 Γ 225 190 0.87 16.5 42.3 4.3 比較例鑄造+鑄造材 180 121 0.67 4.0 ^2 22.5 -52- 1293986

五、發明說明（5〇拉線加工後，拉伸強度、0.2%耐力、YP比大幅提高。觀察拉線後熱處理材之機械特性時，在8 0 °C之加工溫度下拉線後之特性沒有很大的變化。在200°C之溫度下斷裂伸度、牧縮値大爲上昇。與直接拉線之材料相比時，拉伸強度、0.2%耐力、YP比降低，原來的押出材之拉伸強度、0.2%耐力、YP比大爲提高。此時所得的結晶粒，如表26所示在200°C之加熱溫度下爲5μηι以下之微細結晶粒。而且，所得線之長度爲直徑之1 000倍以上、表面粗度Rz爲ΙΟμηι以下、軸方向殘留拉伸應力爲80MPa以下、偏徑差爲0.01mm以下。 (實施例20) 使用含有以質量％計、A1 : 1·9%、Μη : 0.45% 、Si : 1.0% ，其餘爲Mg及雜質所成的鎂合金（AS21)之押出材（φ5·0ιηιη) ，直至φ4.5mm藉由截面減少率19%之穴塑模進行加工。此時之加工條件與所得的線特性如表27所示。 -53- 1293986 五、發明說明（52) 表27

收縮 % \J〇> 1.0 CO 無法另口工 1-1 vr6 寸 m ^ <=> 1"1 CZ5 YP比 ① CO ο i-1 0.2%耐力 MPa 3 to cn C.〇 xo CvJ CO 冷瓣度 °C/sec 丨卜沒有加工· cz> r—Η o 截面i少率. % τ-Ή cr^ 加工温度 1： g 比較例本發明例. 合金種 AS21

-54- 1293986

五、發明說明（53) 由表27可知，AS21合金之押出材的拉伸強度爲215MPa 、0.2%耐力爲141MPa、YP比爲0.66係低値。此外，在1 50°C之溫度下加熱、且進行拉拔加工者具有 40%以上之收縮與6%以上之伸度，具有25 0MPa以上之高拉伸強度及0.9以上之YP比，在韌性沒有大爲降低下、可提高強度。而且，在20 °C之室溫下之拉拔加工、由於斷線而無法加工。而且，所得線之長度爲直徑之1 000倍以上、表面粗度 Rz爲ΙΟμιη以下、軸方向殘留拉伸應力爲80MPa以下、偏徑差爲0.01mm以下。此外，使用所得線（φ4·5ιηΓη)、再室溫下進行彈簧外徑40mm之彈簧加工時，本發明之線沒有問題、可以彈簧加工。 (實施例21) 使用含有以質量％計、Al : 1.9%、Μη : 0.45% 、Si : 1.0% ’其餘爲Mg及雜質所成的錢合金（AS21)之押出材（φ5.Omm) ’在150°C之溫度下直至φ4·5ιηηι藉由截面減少率19%之穴塑模進行加工。該加工後之冷卻速度爲10°C /sec。此時所得之線在8(TC及2 00°C下加熱15分鐘，且在室溫下進行拉伸特性，結晶粒徑之評估。結果如表2 8所示。

-55- 1293986 五、發明說明（54 表28 合金種加工温度 V 引張強度 MPa 0.2%耐力 MPa YP比伸度 % 收縮 % 結晶粒徑 lim AS21 比較例飞無. 325 295 0.91 9.0 45.1 22.1 80 322 293 0.91 9.5 46.2 20.〇 *本發明例1 200 303 263 0.87 18.0 52.5 3.8 比蛟例押出材 215 141 0.66 10.0 35.5 23.4 拉線加工後，拉伸強度、0.2%耐力、YP比大幅提高。 φ 觀察拉線後熱處理材之機械特性時，在80°C之加工溫度下拉線後之特性沒有很大的變化。在200°C之溫度下斷裂伸度、收縮値大爲上昇。與直接拉線之材料相比時，拉伸強度、0.2%耐力、YP比降低，原來的押出材之拉伸強度、0.2%耐力、YP比大爲提高。此時所得的結晶粒，如表28所示在20 0°C之加熱溫度下爲5μιη以下之微細結晶粒。而且，所得線之長度爲直徑之1000倍以上、表面粗度Rz爲10 μηι以下、軸方向殘留拉伸應力爲80MPa以下、偏徑差爲0.01mm以下。 H 此外，使用所得線（Φ4.5mm)、在室溫下進行彈簧外徑 40mm之彈簧加工時，本發明之線沒有問題、可以彈簧加工。 (實施例22) 準備AZ31之押出材（(|)5.0mm)，在加工溫度l〇〇°c下直至φ 4.0mm藉由鐵面減少率36%(2次）之拉拔加工。拉拔加工後之冷卻速度爲10 °C /sec。然後，在1〇〇〜350 °C之溫度下進行加熱處理60分鐘，製得各種線。其次，以中村式 -56- 1293986 五、發明說明（55) 回轉彎曲疲勞試驗機評估該線之回轉彎曲疲勞強度。疲勞試驗實施1〇7次。而且，同時進行評估各試料之平均結晶粒徑、軸方向殘留拉伸應力。結果如表29所示。表29 合金種加熱溫度 °C 疲勞強度. MPa 平均結晶粒徑 Um 殘留應力 MPa AZ31 loo 80 一 98 150 110 2.2 6 200 105 2.8 一 1 250 105 3.3 0 300 95 6.5 2 350 95 12.2 一 3 由表29可知，藉由在150°C以上〜250°C以下之溫度下進行加熱處理，疲勞強度爲l〇5MPa以上係爲最大値。此時，平均結晶粒徑爲4 μ m以下、軸方向殘留拉伸應力爲 lOMPa 〇而且，準備AZ61合金、AS41合金、AM60合金及ZK60 合金之押出材（Φ5.Omm)，進行相同的評估。結果如表30〜3 3 所示。表30 合金種加熱温度 °C .疲勞強奢· MPa 平均結晶粒徑. Um 殘留應力 MPa AZ61 100 80 — 92 150 120 2.1 5 200 115 2.9 3 250 115 3.1 —3 300 105 5-9 · ^ 2 350 105 9.9 一1 -57- 1293986 五、發明說明（56) 表3 1 合金種加熱温度 °C •疲勞強度 MPa 平均結晶粒徑殘留應力 MPa AS41 100 80 一 95 150 115 2.3 6 200 110 2,5 · 一 2 ^50 110 3.4 0 300 100 6.2 1 350 100 10.2 一 1

表32 合金種加熱温度 °C 疲勞強度 MPa 平均結晶粒徑 Mm 殘留應力 MPa AM60 100 80 一 96 150 115 2.0 5 200 110 2.3 3 250 110 3.2 一 1 300 100 6.1 一 2 350 100 10.5 0 表33 合金種加熱温度 °C 疲勞強度 _ MPa 平均結晶粒徑 -* ·. > H m 殘留應力 MPa ZK60 100 80 一 96 150 120 2.2 6 200 115 2.7 2 250 115 3.3 0 300 105 6.2 1 350 105 9.7 一 1 -58- 1293986 五、發明說明（57) 即使皆爲合金系時，藉由組合拉拔加工與繼後之熱處理、可得105MPa以上之疲勞強度，藉由150°C以上〜250。〇以下之熱處理，疲勞強度爲最大値。而且，平均結晶粒徑爲4μιη以下、軸方向殘留拉伸應力爲lOMPa以下。產業上之利用價値如上述說明，藉由本發明線之製法，可以進行習知無法進行的鎂合金之拉拔加工，可得強度與韌性優異的鎂基合金線。此外，本發明之鎂基合金線係爲高韌性、容易進行以彈簧加工爲始的後加工，作爲韌性及比強度優異的輕量材料極爲有效。因此，可有效地利用於MD放送機、CD放送機、攜帶電話等線構架之補強用或皮箱之線構架所使用的線 '其他輕量彈簧、以及自動熔接機等可使用的長尺熔接線、螺絲等。其他可利用作爲構造材。

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Claims

129398 3公告本六、申請專利範圍

第9 1 1 1 1 877號「鎂基合金線及「一- 六、申請專利範圍： 1 · 一種鎂基合金線，其以質量％計含有A 1 : 0 · 1〜未滿 2.0%、Μη : 0· 1〜1 ·〇%，且拉伸強度爲250MPa以上、收縮率爲40%以上、伸度爲12%以上。 2·—種鎂基合金線，其以質量％計含有A1 : 2.0〜12.0% 、Μη : 0.1〜1.0%，且拉伸強度爲300MPa以上、收縮率爲15%以上，伸度爲6%以上。 3 ·如申請專利範圍第2項之鎂基合金線，其以質量％計含有八1:5.0〜12.0%，且拉伸強度爲31(^?&以上。 4·一種鎂基合金線，其以質量％計含有A1 : 0.1〜12.0% ，Μ η : 0 · 1 〜1 · 0 %，且直徑d爲1.0〜10.〇mm，長度L爲1 000d以上，使壓縮拉伸之重複振幅應力爲lxlO7次時之疲勞強度爲105MPa以上。 5.如申請專利範圍第4項之鎂基合金線，其YP比爲0.75 以上。 6·如申請專利範圍第5項之鎂基合金線，其中以質量％計含有A1 : 0.1〜未滿2.0%，且YP比爲0.75以上〜未滿 0.90。 7.如申請專利範圍第5項之鎂基合金線，其中以質量％計含有A1 : 0.1〜未滿2.0%，且YP比爲0.90以上。 1293986 六、申請專利範圍 8 .如申請專利範圍第5項之鎂基合金線，其中以質量 °/〇計含有A1 : 2.0〜12.0%，且YP比爲0.75 以上〜未滿 0. 90 9 •如申請專利範圍第5項之鎂基合金線，其中以質量 % 計含有Α1 : 2.0〜12.0%，且ΥΡ比爲0. 9 0以上| D 10 .一種鎂基合金線，其以質量％計含有 A1 ： 0.1 〜1 2.0% > Μη: 0.1〜1.0%，且扭轉試驗對0.2% ，耐力 τ〇 .2 之最大切變應力T m a X而Θ的比· TQ.2/Tmax爲 0.5 0 以上〇 11 •如申請專利範圍第1 0項之鎂基合金線， >其中以質量 °/〇計含有 A1 : 0· 1〜未滿 2.0%、Μη : 0· 1 〜1 . 0 %，且扭轉試驗對0 ·2%耐力τ〇.2之最大切變應力 T m a X 而言的比 : i〇.2/Tmax爲0.50以上〜未滿0.60。 12.如申請專利範圍第1 0項之鎂基合金線，其中以質量 °/〇計含有 A1: 0.1 〜未滿 2.0%、Μη: 0.1 〜1 · 0 %，且扭轉試驗對0.2%耐力τ〇.2之最大切變應力 T m a X 而言的比； T〇.2 / Tmax 爲〇 . 6 0 以上。 13 .如申請專利範圍第1 0項之鎂基合金線，其中以質量 °/〇計含有 Α1 : 2.0〜12.0%、Mn : 0·1~1·0%，且扭轉試驗對 0.2%耐力2之最大切變應力τ! max 而曰的比 τ〇 .2/Tmax爲0·50以上〜未滿0.60。 14 •如申請專利範圍第1 0項之鎂基合金線，其中以質量 °/〇計含有 Α1 : 2.0〜12.0%、Μη : 0.1〜1 ·0%，且扭轉試驗對 0.2%耐力2之最大切變應力τ: max 而自的比 ·’ τ〇 .2/Tmax 爲 0.60 以上。 -2- 1293986 六、申請專利範圍 1 5 · —種鎂基合金線，其以質量％計含有A 1 : 0 · 1〜1 2.0 % 、Μ η : 0 . 1〜1 . 0 %，且構成線之合金的結晶粒徑爲1 Ο μ m以下。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之鎂基合金線，其中以質量％計含有A1 : 0· 1〜未滿2.0%。 1 7 .如申請專利範圍第1 5項之鎂基合金線，其中以質量％計含有A 1 : 2.0〜1 2 · 0 %。 1 8 ·如申請專利範圍第1 5項之鎂基合金線，其中構成線之合金的結晶粒徑爲5 μιη以下。 19. 一種鎂基合金線，其以質量％計含有Α1 : 0·1〜12.0% 、Μη : 0 · 1〜1 · 0%，且構成線之合金的結晶粒徑爲微細結晶粒與粗大結晶粒之混粒組織。 20. 如申請專利範圍第19項之鎂基合金線，其中微細結晶粒之平均粒徑爲3 μιη以下，粗大結晶粒之平均粒徑爲 1 5 μιη以上。 2 1 ·如申請專利範圍第1 9項之鎂基合金線，其中具有3 μιη 以下平均粒徑的結晶粒之面積率爲全體之1 〇 %以上〇 22 ·如申請專利範圍第1 9項之鎂基合金線，其中以質量％計含有Α1 : 0.1〜未滿2.0%。 2 3 .如申請專利範圍第1 9項之鎂基合金線，其中以質量％計含有Α1: 2.0〜12.0% 。 2 4 ·如申請專利範圍桌1或1 9項之鎂基合金線，其線表面之表面粗細R z S 1 0 μ m。 -3- 1293986 六、申請專利範圍 25. 如申請專利範圍第1或19項之鎂基合金線，其線表面之軸方向殘留拉伸應力爲80Mpa以了。 26. 如申請專利範圍第丨或；^項之鎂_合金線，其線表面之軸方向殘留拉伸應力爲1 OMpa以下。 27·如申請專利範圍第1至23項中任一項之鎂基合金線，其更含有一種以上選自於Zn: 0.5〜2·〇質量％及Si :0.3〜2.0質量％之元素。 28·如申請專利範圍第24項之鎂基合金線，其更含有一種以上選自於Zn : 0.5〜2.0質量％及s i : 〇 · 3〜2 . 0質量％之元素，其餘部分爲Mg及雜質。 29. —種鎂基合金線，其以質量％計含有Zn: 1.0〜10.0% 、Zr : 0_4〜2·0ο/〇，且直徑d爲0.1mm以上〜10.〇mm以下，長度L爲1 000d以上，拉伸強度爲3 00Mpa以上，收縮率爲1 5 %以上，伸度爲6%以上。 30· —種鎂基合金線，其以質量％計含有Zn: 1_0〜10.0% 、Zr : 0.4〜2.0%，且、、直徑 d 爲 1.0mm〜10.0mm，長度L爲1 000d以上，使壓縮拉伸之重複振幅應力爲1 X 1 〇7次時之疲勞強度爲105 MPa以上。 3 1.—種鎂基合金線，其以質量％計含有Zn: 1.0〜10.0% 一 4 - 1293986 六、申請專利範圍、Zr : 0.4〜2.0%，且構成線之合金的結晶粒徑爲 1 0 μιη以下。 32. 如申請專利範圍第3 1項之鎂基合金線，其中構成線之合金的結晶粒徑爲5 μιη以下。 33. —種鎂基合金線，其以質量％計含有Ζη: 1.0〜10.0% 、Zr : 0.4〜2.0%，且構成線之合金的結晶粒徑爲微結晶粒與粗大結晶粒之混粒組織。 34. 如申請專利範圍第33項之鎂基合金線，其中微細結晶粒之平均粒徑爲3 μιη以下，粗大結晶粒之平均粒徑爲 1 5 μιη以上。 3 5.如申請專利範圍第34項之鎂基合金線，其中具有3μηι 以下平均粒徑的結晶粒之面積率爲全體之1 〇%以上〇 3 6 .如申請專利範圍第29至31項中任一項之鎂基合金線，其線表面之表面粗細R z S 1 0 μ m。 3 7 ·如申請專利範圍第29至31項中任一項之鎂基合金線，其線表面之軸方向殘留拉伸應力爲80 MPa以下。 3 8 ·如申請專利範圍第29至31項中任一項之鎂基合金線，其中線表面之軸方向殘留拉伸應力爲1〇 MPa以下。 3 9 ·如申請專利範圍第29至31項中任一項之鎂基合金線，其YP比爲0.90以上。 40·如申請專利範圍第29至31項中任一項之鎂基合金線，其YP比爲0.75以上〜未滿0.90。 41· 一種鎂基合金線，其以質量％計含有Ζη: 1·0〜10·0% -5- 1293986 六、申請專利範圍、Zr : 0.4〜2.0%，且扭轉試驗對〇.2%耐力τ 大切變應力Tmax而言的比：Tq 2/τη_爲〇·6〇以 4 2 · —種鎂基合金線’其以質量％計含有Ζ η : 1 · 〇，Zr : 0.4〜2.0%，且扭轉試驗對〇.2%耐力τ 大切變應力Tmax而言的比：〇·5〇滿 0 · 6 0。 43·如申請專利範圍第29、3〇、31、32、33、34、及42項中任一項之鎂基合金線，其更含窄 0·5〜2·00/〇。 44. 一種錶基合金線，其以質釐％計含有zn: i.Q 稀土類元素：1·〇〜3.0% ，且直徑d爲O.lrnm以上〜lO.Qmm以下，長度L爲lOOOd以上，拉伸強度爲220MPa以上，收縮率爲15%以上，伸度爲6%以上。 4 5 .如申請專利範圍第44項之鎂基合金線，其中丰| 合金的結晶粒徑爲1 〇 μ m以下。 46. 如申請專利範圍第44項之鎂基合金線，其中合金的結晶粒徑爲5 μπι以下。 47. 如申請專利範圍第44項之鎂基合金線，其線奏面粗細Rzg ΙΟμιη。 48. 如申請專利範圍第44項之鎂基合金線，其線参方向殘留拉伸應力爲80Mpa以下。 0.2之最、上。〜1 0 · 〇〇/〇 0.2之最以上〜未 35、41 『 Μη : 丨〜1 0 . 〇〇/〇成線之成線之面之表面之軸 -6 — 1293986 六、申請專利範圍 4 9.如申請專利範圍第48項之鎂基合金線，其γρ比爲 0.90以上。 5 0.如申請專利範圍第48項之鎂基合金線，其YP比爲 0.75以上〜未滿〇·90。 5 1 .如申請專利範圍弟44至48項中任一項之鎂基合金線，其扭轉試驗對〇·2°/。耐力τ〇.2爲165MPa以上。 52.如申請專利範圍第1至23、29至35、41、42及44至 5 0項中任一項之鎂基合金線，其中線之橫截面形狀爲非圓形截面。 5 3.如申請專利範圍第1至23、29至35、41、42、及44 至50項中任一項之鎂基合金線，其中直徑爲 0.8〜4.0 m m之熔接線。 54.如申請專利範圍第53項之鎂基合金線，其中線之圓徑差爲0.01mm以下。 5 5 .如申請專利範圍第1至9項中任一項之鎂基合金線，其係用於鎂基合金線經彈簧。 5 6 · —種鎂基合金線之製法，其特徵爲具備使用下述 (A)〜（E)之任一化學成分所成的鎂基合金之原料母材的步驟， (A)含有以質量％計，A1 : 0.1〜12.0% 、Μη : 0.1 〜1.0 %之錶基合金母材^ (Β)含有一種以上選自於以質量％計，Α1 : 0.1〜12.0% 、Μη ： 0.1 〜1·0〇/〇、Ζη ： 0.5〜2.0〇/〇、Si ： 0.3 〜2.0%，之元素的鎂基合金母材， -7- 1293986 六、申請專利範圍 (C) 含有以質量％計，Zn : 1.0〜1 0.〇% 、Zr : 0.4〜2.0% 之鎂基合金母材， (D) 含有以質量％計，Zn : 1.0〜1〇·〇% 、Zr : 0.4〜2.0% ，以及Μη : 0.5〜2.0%之鎂基合金母材， (Ε)含有以質量％計，Ζη: 1.0〜10.0% 、稀土類元素： 1.0〜3.0%之鎂基合金母材，與使上述原料母材以拉拔加工予以線狀加工的步驟；其在從原料母材進行拉拔加工至最終徑之線的全部拉拔加工步驟中，加工溫度爲5〇°C以上〜200 °C以下，一次拉拔加工之截面減少率1 〇%以上，拉拔加工之總截面減少率爲1 5 %以上；拉拔加工後之冷卻速度爲 0.1 °C / sec 以上。 5 7 .如申請專利範圍第5 6項之鎂基合金線之製法，其中拉拔加工之線速爲lm/miii以上。 5 8.如申請專利範圍第56項之鎂基合金線之製法，其中對拉拔加工溫度之昇溫度爲l°C/sec〜100°C/sec。 5 9 .如申請專利範圍第5 6項之鎂基合金線之製法，其中使拉拔加工進行穴塑模或輥塑模進行。 60. 如申請專利範圍第56項之鎂基合金線之製法，其中使拉拔加工使用數種穴塑模或滾筒塑模，多段式進行〇 61. 如申請專利範圍第56項之鎂基合金線之製法，其中實施拉拔加工後，將所得線狀體加熱至1 0 0 °C以上〜3 00°C以下的溫度。 -8 一