TWI298087B - Magnesium alloy pipe and method for producing the same - Google Patents

Description

1298087 玫、發明說明 (發明說明應敘明··發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種鎂基合金管及其製造方法。特別係有 關於在韌性或強度上爲屬優越之鎂基合金管及其製造方法。 【先前技術】 鎂基合金係比鋁更輕，且比強度、比剛性爲較鋼或鋁更爲 優越者，除了航空飛機構件、汽車構件等以外，亦更廣泛地 利用於各種電氣製品之機體。特別是，習知係經常採用於衝 壓成形件，作爲此種衝壓用板材之製造方法，已知係有採用 滾軋之方法（例如，參照專利文獻1、專利文獻2)。 此外，專利文獻1係爲日本專利特開200 1 -2003.49號公 報，而專利文獻2係爲日本專利特開平6-293944號公報。 鎂基合金係在如上所述之種種特性方面爲屬優越，故而係 期望其不僅是作爲板材來利用、亦可作爲管材來利用。不 過，鎂及其合金係爲最密六方格子構造，因此缺乏延展性， 塑性加工性係極爲惡劣。因此，獲得鎂及其合金之管者係極 爲困難。 此外，鎂基合金管係爲，藉由熱擠所得之物的強度係爲較 低’將所得到之管係難以作爲構造材料來使用。例如，藉由 此種熱擠所獲得之管，即使在與鋁合金之管相較之下，仍非 爲強度優越之物。 從而’本發明之主要目的係爲提供一種於強度或韌性上較 爲優越之鎂基合金管及其製造方法。 1298087 此外，本發明之其他目的係爲提供一種γρ比爲較高之鎂 基合金管及其製造方法。 【發明內容】 本案之發明者們在進行針對於一般係爲困難之鎂基合金 之拉伸加工而進行種種檢討之結果，係發現到藉由特定拉伸 加工時之加工條件，便可獲得已改善強度或延展性之管，而 用以完成本發明之目的。 再者，因應於必要之拉伸加工後，藉由組合所定之熱處 理，便發現到可獲得在高強度爲高之ΥΡ比或較高之延展性 均佳之管，而用以完成本發明之目的。 〔鎂基合金管〕 亦即，本發明之鎂基合金管之第1特徵係爲，在包含有以 下任一種化學成分的鎂基合金管中，爲藉由拉伸所獲得。 ① 按質量％計，Α1: 0.1〜12.0%。 ② 按質量％ 計，Ζη: 1.0 〜10.0%、Zr: 0.1 〜2.0%。 在採用於本發明之管的鎂基合金中，均可利用鑄造用鎂基 合金與延展用鎂基合金。更具體而言，例如係可利用在ASTM 記號中之AZ系、AS系、AM系、ZK系等。此外，作爲A1 之含有量係可在質量上區別成0.1〜2.0 %以下之物、以及2.0 〜12.0%之物。除了上述化學成分之外，一般係作爲含有鎂 及不可避免之不純物的合金而利用。在不可避免之不純物方 面，係列舉有Fe、Si、Cu、Ni、Ca等。 在AZ系中，作爲A1之含有量爲形成2.0〜12.0質量％之 1298087 物方面，例如係列舉有AZ3 1、AZ61、AZ91等。AZ3 1係爲， 例如質量 ％爲含有 A1 : 2.5 〜3.5%、Zn : 0.5 〜1 .5%、Μη : 0.1 5 〜0 · 5 %、C11 : 〇 . 〇 5 % 以下、S i : 0 · 1 % 以下、C a : 0 · 〇 4 % 以下 的鎂基合金。AZ61係爲，例如質量％爲含有A1 : 5.5〜7.2%、 Zn:0.4〜1.5%、Mn:0.15〜0.35%、Ni:0.05%&T、Si: 0.1%以下的鎂基合金。AZ91係爲，例如質量％爲含有A1 : 8 · 1 〜9.7%、Zn : 0·3 5 〜1 ·0%、Μη : 0· 1 3%以上、Cu : 0· 1 % 以下、Ni : 〇·〇3 %以下、Si : 0.5 %以下的鎂基合金。 在AZ系中，作爲A1之含有量爲形成〇.1〜2.0質量％以 下之物方面，例如係列舉有AZ10、AZ21等。AZ10係爲， 例如質量 ％爲含有 A1 : 1.0 〜1 .5%、Zn : 0.2 〜0.6%、Μη ·· 0.2% 以上、Cu : 0.1%以下、Si : 0.1 %以下、Ca : 0.4 %以下的鎂基 合金。AZ21係爲，例如質量％爲含有Al : 1 .4〜2.6%、Zn : 0 · 5 〜1 · 5 %、Μ η : 0 · 1 5 〜0 · 3 5 %、N i ·· 0 · 0 3 % 以下、S i : 0 · 1 % 以下的鎂基合金。 在AS系中，作爲A1之含有量爲形成2.0〜12.0質量％之 物方面，例如係列舉有AS 41等。AS41係爲，例如質量％爲 含有八1:3.7〜4.8%、乙11:0.1%以下、（：11:0.15%以下、厘11: 0.35 〜0.60%、Ni: 0.001 % 以下、Si: 0.6 〜1.4 % 的鎂基合金。 在AS系中，作爲A1之含有量爲形成〇.1〜2.0質量％以 下之物方面，例如係列舉有AS21等。AS21係爲，例如質量 %爲含有八1:1.4〜2.6%、211:0.1%以下、〇11:0.15%以下、 Μη : 0 · 3 5 〜0.6 0 %、N i : 〇 · 〇 〇 1 % 以下、S i : 0 · 6 〜1 · 4 % 的鎂基 1298087 合金。 在AM系中之AM6〇係爲，例如質量％爲含有A1 : 5.5〜 6 · 5 %、Ζ η · 〇 · 2 2 % 以下、c u : 0 · 3 5 % 以下、M n : 0 · 1 3 % 以上、 1^:0.03%以下、3丨：〇.5%以下的鎂基合金。八河1〇〇係爲， 例如質里 A 爲 A1 · 9.3 〜10.7%、Zn : 0.3% 以下、C u : 0 · 1 % 以下、乂11:〇.1〜〇_35%、1^:0_01%以下、31:0.3%以下的 鎂基合金。 2反系中之2尺60係爲，例如質量％爲含有211:4.8〜6.2%、 Zr : 0.45%以上的鎂基合金。 在鎂單體方面係難以獲得充分的強度，不過，包含有如上 所示之A1: 0.1質量％以上12.0質量％以下或Zn: 1.0〜10.0 質量％、Zr : 1 · 0〜2 · 0質量％，而藉由進行所定之拉伸加工 係可獲得較佳之強度。此外，當按質量％計包含有A1 : 0.1 〜1 2.0質量％之鎂基合金管的情況下，按質量％計係以包含 Μη ·· 0.1〜2.0%者爲佳。再者，當按質量％計包含有A1 : 0.1 〜12.0質量％之鎂基合金管的情況下，按質量％計係以包含 Ζη : 0.1〜5.0%、Si ·· 0· 1〜5.0%中之至少一方者爲佳。ζη之 較佳添加量係爲按質量％方面爲〇.1〜2.0%、Si之較佳添加 量係爲按質量％方面爲〇·3〜2.0%。含有此種元素而進行所 定之拉伸加工，藉此便可獲得不僅是強度、即使是韌度方面 亦爲優越之鎂基合金管。而Zr之較佳含有量係爲0.4〜2.0 質量％。 此外，本發明之管係在延伸爲3%以上、藉由具有拉伸強 1298087 度爲250MPa以上而兼具有較高之強度及較優良之韌性，因 此’相較於習知材料，便形成可增大比強度、特別是可對於 要求強度之輕量領域之構造材料的使用。而藉由具有此種優 越之強度與韌性，便可確保作爲上述構造材料所使用時之安 全性。 在本發明中’更佳之拉伸強度係爲250、280、300、320、 350^4?&以上。當延伸爲3%以上，而拉伸強度爲3501^&以 上時，相較於習知材料比強度係較大，而特別適用於對於要 求強度之輕量領域之構造材料的使用。當然，拉伸強度在 3 5 OMPa以上之物亦可在種種的用途中具有其實用性。此 外，延伸較佳爲8%以上、特別是延伸更佳爲15%以上。其 中，延伸爲15〜20 %、且拉伸強度爲250〜350MPa之鎂基合 金管係爲在韌性上較優越，且可進行彎曲半徑較小的彎曲加 工，而可期待其對於各種構造材料之適用。更具體而言，當 外徑爲D(mm)之情況下，係可容易地進行彎曲半徑爲3D以 下之彎曲加工。再者，亦可區別成延伸爲5%以上12%以下 之物、以及延伸爲12%以上之物。通常，係以延伸爲20%以 下之物者爲具實用性。 本發明之鎂基合金管之第2特徵係爲，在具有上述化學成 分之鎂基合金管中，其特徵在於：係將YP比設爲〇·75以上。 YP比係表示「0.2%耐力/拉伸強度」之比率。當將鎂基合 金作爲構造材料而適用的情況下，係期望爲具有高強度。此 時，實際使用限制並非是藉由拉伸強度、而是藉由0.2 %耐 -10 - 1298087 力之大小所決定，因此，爲了獲得高強度之鎂基合金，不僅 是要提昇拉伸強度之絕對値，更必須要增大YP比。藉由習 知之熱擠所獲得之鎂基合金管之YP比係爲0.5〜0.75以 下，相較於一般性的構造用材料，其値明顯非呈較大，而要 求YP比之增大。在此，如本發明之後述，特定拉伸加工時 之拉伸溫度、加工度、對於拉伸溫度之昇溫速度、拉伸速度 等，藉由在拉伸加工後實施所定之熱處理，便可獲得0.75 以上之大於習知之YP比的鎂基合金管。 例如，藉由進行拉伸溫度：50°C以上3 00°C以下（較佳爲 l〇〇°C以上200°C以下，更佳爲l〇〇°C以上150°C以下）、加工 度：對於1次的拉伸加工爲5%以上（較佳爲10%以上，特 別是更佳爲20%以上）、對於拉伸溫度之昇溫速度：1°C /sec 〜100°C/sec、拉伸速度：lm/min以上來進行拉伸加工，便 可獲得YP比爲0.9 0以上之鎂基合金管。再者，在上述拉伸 加工後進行冷卻，藉由實施溫度爲150°C以上（較佳爲200% 以上）3 0 0 °C以下、維持時間5min以上之熱處理，便可獲得 YP比爲0.75以上0.90以下之鎂基合金管。YP比係以較大 者於強度方面爲較優越，不過，在必須要有彎曲加工等之後 加工的情況下，係於加工性方面造成劣化，因此YP比：0.75 以上0.90以下之鎂基合金管係特別亦考慮有製造性而較具 實用性。較佳之YP比爲0.80以上0.90以下。 本發明之鎂基合金管之第3特徵係爲，在具有上述之化學 成分之鎂基合金管中，其特徵在於：將 0.2%耐力設爲 1298087 220MPa 以上。 如上所述之構造材料之使用界限，係以0.2 %耐力之大小 來決定。在此，本發明係藉由特定拉伸加工時之拉伸溫度、 加工度、對於拉伸溫度之昇溫速度、拉伸速度，而可獲得相 較於習知材料其比耐力爲較大、具體而言爲可獲得0.2%耐 力：220MPa以上之鎂基合金管。更佳爲0.2%耐力爲25 0MPa 以上。 本發明之鎂基合金管之第4特徵係爲，在具有上述之化學 成分之鎂基合金管中，其特徵在於：係將構成管之合金的平 均結晶粒徑設爲1 0 // m以下。 細微化鎂基合金之平均結晶粒徑，便可獲得已取得強度與 韌性之平衡的鎂基合金管。平均結晶粒徑之控制係爲，藉由 調整拉伸加工時之加工度或拉伸溫度、拉伸加工後之熱處理 溫度等來進行。在將平均結晶粒徑形成爲1 〇 // m以下方面， 係以在拉伸加工後，以200 °C以上進行熱處理者爲佳。 特別是，若平均結晶粒徑爲呈5 // m以下之細微的結晶構 造時，係可更加獲得已取得強度與韌性之平衡的鎂基合金 管。平均結晶粒徑爲5 // m以下之細微地結晶構造係爲，可 藉由在拉伸加工後實施較佳爲200°C以上250°C以下之熱處 理而獲得。 本發明之鎂基合金管之第5特徵係爲，在具有上述之化學 成分之鎂基合金管中，其特徵在於：係將構成管之合金組織 設爲細微的結晶粒與粗大的結晶粒之混粒組織（duplex grain 1298087 structure) ° 藉由將結晶粒作爲混粒組織，係可獲得兼具強度與軔性之 錶基合金管。作爲結晶粒之混粒組織之具體例，係列舉有里 有3 // m以下之平均粒徑細微之結晶粒、以及具有丨5 # m以 上之平均粒徑粗大之結晶粒間的混合組織。其中，即使將具 有3 μ m以下之平均粒徑的結晶粒之面積率設成整體之丨〇% 以上，便可獲得在強度與韌性上更爲優越之鎂基合金管。此 種混粒組織係可藉由拉伸加工與拉伸後之熱處理的組合來 獲得。特別是其熱處理溫度係以150°C以上200 °C以下所進 行者爲佳。 本發明之鎂基合金管之第6特徵係爲，在具有上述之化學 成分之鎂基合金管中，其特徵在於：將該管之金屬組織設成 雙晶與再結晶粒之混合組織。 藉由設成此種混合組織，便可獲得在強度與韌性之平衡上 爲呈優越之鎂基合金管。 本發明之鎂基合金管之第7特徵係爲，在具有上述之化學 成分之鎂基合金管中，其特徵在於：爲將構成管之合金表面 之表面粗度設爲Rzg5/zm。本發明之鎂基合金管之第8特 徵係爲，在具有上述之化學成分之鎂基合金管中，其特徵在 於：將管表面之軸向殘留拉伸應力設爲80MPa以下。而本發 明之鎂基合金管之第9特徵係爲，在具有上述之化學成分之 鎂基合金管中，其特徵在於：將管之外徑之偏徑差設爲 0.0 2 m m以下。所謂的偏徑差，係指在管之同一斷面中，外 -13- 1298087 徑之最大値與最小値之間的差値。 在鎂基合金管中，藉由將表面呈平滑狀、軸向殘留拉伸應 力爲呈一定値以下、或是管外徑之偏徑差爲呈一定値以下， 在彎曲加工等加工時，便可提升精度，而在精密加工性方面 爲呈優越。 管表面粗度之控制，主要係可藉由調整拉伸加工時之加工 溫度來進行。此外，即使藉由拉伸速度或潤滑劑之選定等， 表面粗度亦會受到影響。軸向殘留拉伸應力之調整係可藉由 拉伸加工條件（溫度、加工度）等來進行調整。偏徑差之調整 係爲，可藉由壓模形狀、拉伸溫度及拉伸方向等而進行調整。 本發明之鎂基合金管之第10特徵係爲，在具有上述之化 學成分之鎂基合金管中，其特徵在於：爲將管外形之橫斷面 形狀作爲非圓形狀。 管之外周及內周之斷面形狀，原先一般係爲圓形（同心圓 狀）。不過，在韌性方面亦爲優越之本發明之管方面，並不 僅限定於圓形，即使是斷面爲橢圓或矩形、多邊形等之異形 管亦可容易地進行。當管外形之斷面形成爲非圓形時，藉由 改變壓模之形狀便可容易地進行對應。此外，依據構造材料 之不同，係考慮有將凹凸設在管之外周面的一部份等，而使 得長邊方向之橫斷面形成爲局部相異的情況。此種長邊方向 之橫斷面形狀爲相異之異形管，係可藉由已滾軋之管而形 成。本發明之管係爲，即使是異形管，亦可獲得與管外形之 橫斷面形呈爲圓形之物者相同的特性，由需求異形管之自行 -14- 1298087 車或機動腳踏車開始’而亦可適用於各式之框架材料等構造 材料。 本發明之鎂基合金管之第11特徵係爲，在具有上述之化 學成分之鎂基合金管中，其特徵在於：爲將厚度設爲〇.5mm 以下。 習知，藉由拉伸，鎂基合金管係無法獲得具實用性之物， 而即使是藉由擠製所獲得之鎂基合金管之厚度係超過 1 · 0mm。在本發明中，以後述之拉伸條件來進行拉伸加工， 藉此係可獲得厚度較薄之錢基合金管。特別是可獲得〇.7mm 以下、更可獲得〇.5mm以下之厚度的合金管。 此種厚度較薄之合金管係藉由拉伸加工所獲得。習知，鎂 基合金管係爲，因爲此種難加工性而造成以拉伸加工等而僅 能獲得長度較短之程度。其延伸亦爲5〜15%且不均度較 大，而拉伸強度係爲在24 OMPa左右。在本發明中，係可藉 由拉伸加工而獲得在韌性或強度方面較優越之厚度較薄之 合金管。 本發明之鎂基合金管之第12特徵係爲，在具有上述之化 學成分之鎂基合金管中，其特徵在於：係爲外徑在長邊方向 呈均勻狀、內徑係在兩端部爲較小、而中間部爲較大的不等 壁管（Butted Tube)。 本發明之鎂基合金管係爲在強度與韌性方面爲較優越’即 使是不等壁管亦可容易地形成，而亦可應用於自行車之框 架。不等壁管一般係爲外徑爲在長邊方向呈均勻狀，內徑係 -15- 1298087 爲兩端部爲較小、中間部爲較大之管。 〔鎂基合金管之製造方法〕 本發明之鎂基合金管之製造方法係具有：準備有由下述之 (A)〜（C)之任一化學成分所形成的鎂基合金之母材管的程 序： (A) 按質量％計，爲包含有A1: 0.1〜12.0%的鎂基合金， (B) 按質量％計，爲包含有A1: 0.1〜12.0%、更包含有由 Μη:' 0.1 〜2.0%、Zn: 0.1 〜5.0% 以及 Si: 0.1 〜5.0% 所形 成之群組中至少選擇1種的鎂基合金， (C) 按質量％計，爲包含有Zn: 1.0〜10.0%、Zr: 0.1〜 2.0%的鎂基合金； 且具備有在母材管上進行型鍛加工之型鍛加工程序、以及 將已型鍛加工之母材管進行拉伸加工之拉伸程序。而此種拉 伸程序係爲將拉伸溫度以設成5 0 °C以上來進行者係爲其特 徵。 藉由在此種溫度區域下進行拉伸加工，而可獲得在強度與 軔性之至少一方爲呈優越之鎂基合金管。特別是在要求加上 強度而爲輕量者的構造材料，例如，係可獲得適合於使用在 椅子、桌子、登山用杖等的管、或是自行車等框架用之管等。 此外，本發明之鎂基合金管之製造方法係具有：準備有由 下述之（A)〜（C)之任一化學成分所形成的鎂基合金之母材 管的程序： (A)按質量％計，爲包含有A1: 〇1〜12 〇%的鎂基合金， 1298087 (B) 按質量％計，爲包含有Α1: 〇·1〜12.0%、更包含有由 Μη: 0.1 〜2.0%、Ζη: 0.1 〜5.0% 以及 Si: 0.1 〜5.0% 所形 成之群組中至少選擇1種的鎂基合金， (C) 按質量％計，爲包含有Zn: 1.0〜10.0%、Zr: 0.1〜 2.0%的鎂基合金； 且具備有在母材管上進行型鍛加工之型鍛加工程序、以及 將已型鍛加工之母材管進行拉伸加工之拉伸程序。而該種型 鍛加工係爲，進行將至少被導入至型鍛加工機之母材管的前 端加工部進行加熱者係爲其特徵。至少在該母材管之端部 上，導入溫度較佳爲50〜450 °C，而更以1〇〇〜250 °C爲更佳。 進行此種加熱來進行型鍛加工，藉此係可抑制在管上產生 裂痕。 鎂基合金管係經由準備母材管-(造膜）—型鍛加工—拉 伸—（熱處理）—矯正加工之程序而所製造。其中，造膜與熱 處理係因應需要來進行。以下，詳細說明各程序。 母材管係例如爲，例如可利用藉由鑄造或擠製等所獲得之 管。當然，亦可藉由本發明之方法所得之拉伸管作爲母材 管，而進行進一步的加工。 母材管係爲，至少在前端部實施潤滑處理、而進行拉伸者 爲佳。作爲潤滑處理之一的造膜，係爲藉由在母材管上實施 潤滑被覆膜而進行。此種潤滑被覆膜係爲，以對於拉伸時之 拉伸溫度爲具有耐熱性，且表面之摩擦抵抗爲較小之材料者 爲較佳。例如，係以聚四氟乙烯（PTFE)或四氟化·全氟烷乙 1298087 烯醚樹脂（P FA)等氟素系樹脂者爲佳。更具體而言，係列舉 有使水分散性PTFE或PFA分散於水中’將母材管浸漬於該 分散液中，力□熱成300〜450°C左右、而形成PTFE或PFA被 覆膜。藉由此種造膜所形成之潤滑被覆膜係爲，殘存在後述 拉伸時而防止母材管之燒烤痕（burn-in)。在已進行造膜的情 況下，亦可倂用浸漬至後述之潤滑油、亦可不進行該種作業。 型鍛加工係爲，將母材管之端部進行縮徑，而在後製程序 之拉伸加工之際，可將母材管之端部插入至壓模中。該型鍛 加工係藉由型鍛機（swaging machine)等型鍛加工機來進 行。此種型鍛加工係爲，至少在母材管之前端加工部中之導 入溫度設爲50〜45 0°C來進行。前端部加工係指，藉由母材 管中之型鍛加工機所進行之縮徑加工之處者。更佳之導入溫 度之範圍係爲100〜25 0°C。導入溫度係爲，即將導入至型鍛 加工機之前的母材管溫度。 此種加熱之手段並未有特別之限定。預先以加熱器等加熱 母材管之端部，藉由改變導入至型鍛機爲止的時間而可調整 母材管端部之溫度。將母材管由進行加熱到導入至型鍛加工 機爲止，係以溫度之降低爲較少者爲佳。特別是在型鍛加工 機中，較佳爲加熱與母材管之間的接觸部（通常係爲壓模）。 此外，進行型鍛加工時，亦希望在母材管之端部上插入由鎂 基合金或其他合金、金屬所形成之保溫材料來進行。在將母 材管導入至型鍛機後，藉由壓模與母材管之間的接觸，便開 始母材管之冷卻。不過，藉由保溫材料之存在，爲使在型鍛 1298087 加工時之母材管端部之溫度降低受到抑制，而抑制母材管之 裂痕而進行型鍛加工。作爲保溫材料之具體例，係列舉有較 鎂基合金更容易加工之銅等材料。 在型鍛加工中之加工溫度（外徑減少率）係以30%以下爲 佳。在進行超過3 0 %之加工而進行型锻加工時，係易於在母 材管上產生裂痕。爲更加確實地抑制裂痕，係設成1 5 %以 下、更佳爲10%以下之加工度。 已經過型鍛加工之母材管係被導入至拉伸程序。母材管之 拉伸加工係爲，以將母材管通過壓模等來進行。此時，若是 使用藉由銅合金或鋁合金等管拉伸之具有實際成效之方法 時亦可。例如，係列舉有：①未使特定之構件配置在母材管 之內部，而使通過空壓模以進行空拉伸（sinking)，②在母材 管之內部配置柱塞而進行柱塞拉伸（plunger draw)，③使用貫 通壓模之心軸的心軸拉伸（mandrel draw)等。在柱塞拉伸方 面係如第1 A圖所示，在支撐棒1之前端固定有筆直部較長 之柱塞2，在該柱塞2與壓模3之間進行母材管4之拉伸的 固定柱塞拉伸。其他係如第1 B圖所示，並非使用支撐棒而 是利用柱塞2的柱塞拉伸，或是如第1 C圖之在支撐棒1之 前端上固定筆直部較短之柱塞2，而進行拉伸的半柱塞拉 伸。另一方面，柱塞拉伸係如第1 D圖所示，爲將貫通壓模 3之心軸5配置在母材管全長而進行拉伸。此時，藉由在心 軸上形成潤滑被覆膜便可進行更加圓滑地拉伸。特別是，心 軸拉伸較佳適用於可獲得壁厚爲0.7mm以下之合金管。 1298087 特別是藉由組合空拉伸與柱塞拉伸，便可容易地製作出不 等壁管。亦即，亦可將拉伸程序進行如下。首先，將母材管 之一端側插通至壓模內的同時，進行不將該母材管夾入壓模 內面與柱塞之間的空拉伸。其次，母材管之中央部爲在壓模 內面與柱塞之間進行壓縮母材管的柱塞拉伸。並且，母材管 之另一端側係進行不將該母材管夾入壓模內面與柱塞之間 的空拉伸。藉由此種程序，兩端部係可成形在壁厚上爲中間 部之厚度較薄的不等壁管。另外，拉伸加工係亦可藉由使用 貫通柱塞之心軸的心軸拉伸，而在該心軸上使用外徑爲在長 度方向形成相異的心軸，以形成不等壁管。此時，係以握持 突出於壓模出口側之母材管的前端加工部而進行拉伸者爲 佳。母材管之握持係可使用抽製機（draw pincher)來進行。再 者，於此種拉伸時，即使變更壓模徑値而進行多次拉伸，仍 可有效進行不等壁管之形成。藉由進行變更壓模徑値實施多 次的拉伸，係可製造出厚壁部與薄壁部之間的厚度差較大之 不等壁管。 此外，上述之拉伸加工係將拉伸溫度設爲5 0 °C以上而進 行。藉由將拉伸溫度設爲50°C以上，係可容易地進行管之加 工。不過，若拉伸溫度形成過高，係爲導致強度降低，因此， 同溫度係以設成3 5 0 °C以下者爲佳。較佳爲1 0 0 °C以上3 0 0 。(：以下、更佳爲200°C以下、特別較佳爲15〇°C以下。 此種拉伸溫度係爲’設成在壓模導入前後中之母材管或加 熱裝置之設定溫度。例如，即將導入壓模前之母材管溫度、 -20- 1298087 靠近壓模出口之後的母材管（拉伸管）溫度、或是靠近壓模前 方設置加熱器以進行加熱的情況下，爲設定呈加熱器之設定 溫度等。在任一方均於實用上並未有太大的差異。不過，靠 近壓模出口之後的母材管溫度係由於加工度、加工速度、壓 模溫度、管形狀、拉伸方法（心軸拉伸或柱塞拉伸等）等因素 而容易產生變化，而以壓模入口側溫度這一方爲較容易進行 特別指定。 此種對於拉伸溫度之加熱，係亦可僅進行於母材管之前端 部，亦可進行於母材管整體。即使在任一方中，係可獲得於 強度或韌性爲呈優越之鎂基合金管。特別是適用於將至少與 壓模接觸之初期加工部進行加熱。此種初期加工部係與在型 鍛加工中之前端加工部不同。亦即，在拉伸加工中，母材管 在與壓模（柱塞或心軸）接觸而開始拉伸加工時，係形成爲前 端加工部之根部，因此初期加工部係指此種拉伸加工之開始 處、亦即爲前端加工部之根部。更具體而言，在進行空拉伸 的情況下，在母材管中，與壓模接觸之處爲形成初期加工 部，而在進行柱塞拉伸的情況下，在母材管中，與壓模及柱 塞接觸之處爲形成初期加工部，在心軸拉伸的情況下，在母 材管中，則是將與壓模及心軸接觸之處形成初期加工部。 作爲加熱母材管之方法，較佳爲有將母材管浸漬於已預熱 之潤滑油中、或是藉由在大氣爐（atmosphere oven)中之加 熱、在高頻加熱爐中之加熱、或是藉由拉伸柱塞之加熱來進 行。特別是較希望爲，將母材管浸漬於已預熱之潤滑油中而 -21- 1298087 進行潤滑處理的同時亦同時進行加熱。於加熱後藉由改變將 母材管導入至拉伸壓模爲止的放冷時間而可調整出口溫 度。作爲除了造膜或朝潤滑油之浸漬以外的潤滑處理，係列 舉有強制潤滑。強制潤滑係爲，在拉伸加工時，在壓模與母 材管之間一面強制性地供給有潤滑劑、且一面進行拉伸之潤 滑手段。在潤滑劑中係採用粉末或潤滑油。 藉由組合此種潤滑處理與母材管之加熱以進行拉伸加 工，係可抑制燒烤痕或破斷之產生。特別是在以前述條件來 進行型鍛加工開始，爲適用於以所定之加熱條件來將母材管 進行拉伸。 此外，拉伸作業係以採用壓模與柱塞之柱塞拉伸加工來進 行’而僅加熱母材管之初期加工部，亦可以該加熱溫度來進 行拉伸加工，或是亦可由加熱開始而在冷卻途中來進行拉伸 加工。此時，初期加工部之加熱溫度係以150°C以上400°C 以下爲佳。 朝向上述拉伸溫度之昇溫速度係以設成1 °C / s e c〜1 0 0 t： /sec者爲佳。此外，拉伸加工之拉伸速度係以im/min以上 者爲佳。 拉伸加工係可將多個過程以多階段來進行。藉由進行此種 反覆的多個過程之拉伸加工，係可獲得更加細徑之管。 在一次之拉伸加工中之斷面積減少率係以5 %以上爲 佳。在低加工度中所得之強度因爲較小，藉由進行斷面減少 率5 %以上之加工，便可容易地獲得適當的強度與韌性之 -22- 1298087 管。更佳爲，每一個過程之斷面減少率爲1 〇 %以上、特別較 佳爲2 0 %以上。不過，當加工度形成過大時便無法進行實際 的加工，因此，每一個過程之斷面積減少率之上限爲40%左 右以下。 在拉伸加工中之總計斷面減少率係以1 5 %以上爲佳。較 佳之總計斷面減少率係爲2 5 %以上。藉由此種總計斷面減少 率爲1 5 %以上之拉伸加工，便可獲得兼具有強度與韌性之 管。 拉伸加工後之冷卻速度係以0.1 °C /sec以上爲佳。這是因 爲在該下限値以下後，便會促進結晶粒之成長。冷卻手段除 了空冷之外，係列舉有鼓風等，速度之調整係可藉由風速、 風量等來進行。 藉由進行上述之拉伸加工，特別係可獲得延伸爲3 %以 上、拉伸強度達35〇MPa以上之鎂基合金管。 再者’在拉伸加工之後，藉由將管加熱至150 °C以上（較 佳爲200 °C以上），便可進行已導入之變形的恢復與促進再結 晶’而可使韌性更加地提昇。此種熱處理之較佳上限溫度爲 3 〇〇 °C以下。此外，此種加熱溫度之較佳維持時間爲5〜60 分鐘左右。較佳下限爲5〜15分鐘左右、較佳上限爲20〜30 分鐘左右。藉由此種熱處理，係可獲得延伸爲丨5〜2〇 %、拉 伸強度爲250〜350MPa之合金管。此外，藉由本發明所獲得 之管係爲，即使在拉伸加工後不實施1 5 〇艺以上之熱處理之 管亦可利用。 -23- 1298087 【實施方式】 以下，說明本發明之實施例。 〔試驗例1 -1〕 使用AZ31合金及AZ61合金之擠製管（外徑0 15.5mm、 壁厚1 .5mm)，以各種溫度進行直到外徑0 12.0mm之拉伸加 工，獲得各式之管。所使用之AZ 31合金之擠製材料爲在質 量％ 方面包含有 A1: 2.9%、Zn: 0.77%、Μη: 0.40%、剩 下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金， AZ61合金之擠製材料爲按質量％方面包含有A1: 6.4%、 Zn : 0.77%、Μη : 0.3 5%、剩下之部分爲由Mg及不可避免 之不純物所形成之鎂基合金。拉伸加工係藉由空拉伸而以2 個過程來進行，在第1個過程中加工成eUSmm後，在第2 個過程中進行截至於012.0mm之加工。第1個過程之斷面 減少率爲1 0.0 %，第2次之斷面減少率爲1 2.3 %，總計之斷 面減少率爲2 1 . 0 %，拉伸後之管的冷卻爲以空冷來進行，冷 卻速度爲1〜5 °C /sec。加工溫度係爲’將加熱器設置在壓模 之前，將加熱器之加熱溫度設爲加工溫度’即使是後述之試 驗例1 -2〜1 -1 0亦爲相同。朝向加工溫度之昇溫速度係爲1 〜2 °C /sec，拉伸速度係爲1 〇m/min。所獲得之拉伸管之特性 例揭示於表1。 -24- l298〇87 袠1 〜^_ 試料No. 加工溫度 °c 斷面減少率 % 拉伸強度 MPa 破斷延伸 % 耐力1 MPa YP比 1-1 無加工(擠製材料） 245 9.0 169 0.69 AZ31 1-2 20 21 無法力 ]工 1-3 50 21 395 6.0 380 0.96 1-4 100 21 380 8.0 362 0.95 1-5 200 21 345 10.5 321 0.93 〜--- 1-6 300 21 303 11.5 279 0.92 1 -7 無加工(擠製材料） 285 6.0 188 0.66 1-8 20 21 無法力 ]工 AZ61 ^ 1-9 50 21 462 6.0 432 0.94 1-10 100 21 451 8.0 422 0.94 1-11 200 1 21 439 8.5 408 0.93 1-12 300 21 412 10.5 382 0.93

如表1所示，AZ3 1及AZ61合金之擠製材料（試料No.1-1 & K?)係爲，拉伸強度爲290MPa以下、0.2%耐力爲190MPa 以下、YP比爲0.70以下、延伸爲6〜9%。另一方面，以 5 0 °C以上之溫度進行拉伸加工之試料Ν ο · 1 - 3〜1 - 6以及 Ν〇·1-9〜1-12係爲，具有5%以上之優越延伸的同時，具有 3〇〇MPa以上之高拉伸強度、250 MPa以上之0_2%耐力、0.90 以上之YP比。亦即，該等試料係可知並非是使韌性大幅降 低之物，而是可提升強度之物。該等試料中，將加工溫度設 爲100 °C以上300 °C以下之試料No.1-4〜1-6以及1-10〜1-12 係爲，具有延伸爲8 %以上或更高之値，而在韌性之點方面 爲特別優越。從而，在考慮延伸後，可知拉伸時之加工溫度 較佳爲10 0 °C以上3 0 0 °C以下。相對於此，當拉伸溫度超過 3 0 0 °C之後，係減小拉伸強度之上昇率，此外，以2 0 °C室溫 所進行拉伸加工之試料No .1-2以及1-8係無法進行用以斷線 之加工。從而，可知藉由50°C以上3 00 °c以下（較佳爲100 -25- 1298087 C以J： 3 00°C以下）之加工溫度，係顯現出更加優越之強度-韌性之平衡。 所得到之試料Ν ο · 1 - 3〜1 - 6以及1 - 9〜1 -1 2係爲，亦可進 行重複3個過程以上之多個過程之反覆拉伸加工。此外，該 等試料No·丨-3〜1-6以及1-9〜1-12之表面粗度係在RZ爲5 # m以下。同樣地藉由χ射線繞射以求出該等試料No」_3 〜1-6以及1-9〜1-12之管表面之軸向殘留拉伸應力時，該 應力爲80MPa以下。再者，管外徑之偏徑差（在管外形之同 一斷面中’徑之最大値與最小値之間的差値）係爲0.02mm以 下。 〔試驗例1 - 2〕 使用AZ 31合金及AZ61合金之擠製管（外徑0 15.5 mm、 壁厚1.5mm)，以改變斷面減少率來進行拉伸力卩工，獲得各 式外徑不同之管。所使用之AZ31合金之擠製材料爲按質量 % 方面包含有 A1: 2.9%、Zn: 0.77%、Μη: 0.40%、剩下 之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金， AZ61合金之擠製材料爲按質量％方面包含有A1 : 6.4%、 Zn : 0.77%、Μη : 0.35%、剩下之部分爲由Mg及不可避免 之不純物所形成之鎂基合金。拉伸加工係藉由空拉伸而以1 個過程來進行，將斷面減少率分別設爲5 · 5 % (拉伸後之外徑 爲 φ 14.20mm)、10.0% (拉伸後之外徑爲 0 13.5mm)、21.0% (拉伸後之外徑爲0 12.〇mm)。加工溫度係爲150°C，拉伸後 之冷卻溫度爲1〜5°C /sec，朝向加工溫度之昇溫速度爲1〜2 -26- 1298087 °C /sec ,拉伸速度爲1 〇ni/miri。所獲得之拉伸管之特性例揭 示於表2。 表2 合金種 試料No. 加工溫度 °C 斷面減少率 % 拉伸強度 MPa 破斷延伸 % 0.2%耐力 MPa YP比 AZ31 2-1 無加工(擠製材料） 245 9.0 169 0.69 2-2 150 5.5 302 10.5 275 0.91 2-3 150 10 325 9.5 302 0.93 2-4 150 21 362 8.0 342 0.94 AZ61 2-5 1 無加工(擠製材料） 285 6.0 188 0.66 2-6 1 150 5.5 362 10.5 327 0.90 2-7 150 10 408 9.5 382 0.94 2-8 150 21 445 8.0 425 0.96

如表2所示’ AZ31及AZ61合金之擠製材料（試料No.2-1 及2-5)係爲’拉伸強度爲290MPa以下、0.2%耐力爲190MPa 以下、YP比爲0.70以下、延伸爲6〜9%。另一方面，進行 斷面減少率爲5%以上之拉伸加工的試料N〇. 2-2〜2-4以及 2-6〜2-8係爲，具有8 %以上之優越延伸的同時，具有 300MPa以上之高拉伸強度、250MPa以上之0.2%耐力、0·90 以上之ΥΡ比。亦即’該等試料係可知並非是藉由進行斷面 減少率5 %以上之拉伸加工而造成韌性大幅降低之物，而是 可提升強度之物。 此外，在所獲得之試料Ν 〇 · 2 - 2〜2 - 4以及2 - 6〜2 - 8係爲， 表面粗度係在Rz爲5 μ m以下，而藉由X射線繞射所求出 之管表面之軸向殘留拉伸應力爲80Mpa以下，管外徑之偏徑 差係爲〇.〇2mm以下。 〔試驗例1-3〕 使用按質量％方面包含有A1: 1.2%、Zn: 0.4%、Μη: 0·3%、剩下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂 -27- 1298087

基合金（AZ 10合金）之擠製管、使用按質量％方面包含有Al: 4.2%、Si:1.0%、Mn:0.40%、剩下之部分爲由Mg及不 可避免之不純物所形成之鎂基合金（AS41合金）之擠製管、使 用按質量％方面包含有A1: 1.9%、Si: 1.0%、Μη: 0_45%、 剩下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金 (AS21合金）之擠製管，而以150°C之溫度進行截至於外徑0 12.0mm之拉伸加工而獲得管。各擠製管之任一外徑均爲0 15.0mm、壁厚爲1.5mm。除了拉伸時之溫度爲設爲150°C以 外’係與試驗例1 -1進行同樣地拉伸加工。作爲比較，而以 同樣的方法，將拉伸時之溫度設爲20 °C而亦製作出試料。所 獲得之拉伸管之特性係揭示於表3。 表3 合金種 試料No. 加工溫度 °C 斷面減少率 % 拉伸強度 MPa 破斷延伸 % 〇·2%耐力 MPa YP比 AZ10 3-1 無加工(擠製材料） 210 10 120 0.57 3-2 20 21 無法力 ]工 3-3 150 21 325 9.0 304 0.94 AS41 3-4 無加工(擠製材料） 251 9.0 148 0.59 3-5 20 21 無法力 ]工 — 3-6 150 21 371 9.0 345 0.93 — AS21 ~3^7~ 無加工(擠製材料） 210 10.5 135 0.64 3-8 20 21 無法加工 3-9 150 21 330 9.5 310 0.94—

如表3所示，任一合金之擠製材料（試料No.3-1、3-4、3-7；) 均是拉伸強度爲260MPa以下、0.2%耐力爲150MPa以下、 YP比爲0.65以下、延伸爲9〜10.5%以下。另一方面，進 行斷面減少率爲5%以上之拉伸加工的試料No. 3-3、3-6、3 係爲’具有9%以上之優越延伸的同時，具有300MPa以上 之較高的拉伸強度、250MP a以上之0.2%耐力、0.90以上之 -28- 1298087 γρ比。亦即’該等試料係爲，可知藉由進行斷面減少率爲5 %以上之拉伸加工而不致使韌性大幅降低、且可提升強度之 物。此外’所獲得之試料Ν 〇 · 3 _ 3、3 _ 6、3 _ 9係爲，表面粗度 係在Rz爲5 // m以下，而藉由χ射線繞射所求出之管表面 之軸向殘留拉伸應力爲80MPa以下，管外徑之偏徑差係爲 0 · 02mm 以下。 〔試驗例1-4〕 使用AZ31合金及AZ61合金之擠製管（外徑、 壁厚1.5mm)，進行直到外徑0〗2.0mm之拉伸加工，在拉伸 加工後以各種溫度來實施熱處理，而獲得各種之管。所使用 之AZ31合金之擠製材料爲按質量％方面包含有A1: 2.9%、 Zn : 0·77%、Μη : 0.40%、剩下之部分爲由Mg及不可避免 之不純物所形成之鎂基合金，AZ61合金之擠製材料爲按質 量％ 方面包含有 A1: 6.4%、Zn: 0.77%、Μη: 0.35%、剩 下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金。 拉伸加工係以1 5 0 °C之溫度藉由空拉伸而以1個過程來進 行。斷面減少率係爲2 1.0%。加工溫度係爲，將加熱器設置 在壓模之前，將加熱器之加熱溫度設爲加工溫度。朝向加工 溫度之昇溫速度係爲1〜2°C/sec，拉伸速度係爲l〇m/min。 拉伸後之管的冷卻係爲，藉由空冷之冷卻速度：以約1〜5 °C /sec來實施，在冷卻至室溫後便改以1〇0〜3 00 °C之溫度進 行1 5分鐘期間之加熱處理。 調查所獲得之拉伸管之拉伸強度、0 ·2 %耐力、破斷延伸、 1298087 γρ比、結晶粒徑。平均結晶粒徑係爲，以顯微鏡擴大管之 斷面組織，而測定在視野內之多數結晶之粒徑，求得其平均 値。而將結果揭不於表4及表5。 表4 合金種 試料No. 熱處理溫度 °C 拉伸強度 MPa 0.2%耐力 MPa YP比 破斷延伸 % 平均結晶粒徑 β m AZ31 4-1 Μ j\\\ 362 342 0.94 7.5 17.5 4-2 100 360 335 0.93 7.0 17.2 4-3 150 335 298 0.89 12.5 混粒 4-4 200 312 265 0.85 17.0 3.8 4-5 250 301 240 0.80 19.0 4.3 「4-6 300 295 225 0.76 20.0 7.5 4-7 擠製材料 245 169 0.69 9.0 18.8 表5 合金種 試料No. 熱處理溫度 °C 拉伸強度 MPa 〇·2%耐力 MPa YP比 破斷延伸 % 平均結晶粒徑 β m AZ61 5-1 Λ \ 1 Γ. Till y\\\ 445 425 0.96 7.5 17.3 5-2 100 443 421 0.95 6.0 17.0 5-3 150 425 380 0.89 12.0 混粒 5-4 200 375 325 0.87 18.0 3.9 5-5 250 359 292 0.80 19.0 4.6 5-6 300 338 261 0.77 18.0 7.8 5-7 擠製材料 285 188 0.66 6.0 20.3

由表4、5可知，在ΑΖ 31及ΑΖ 61合金中之任一方，均與 未進行拉伸加工及熱處理之擠製材料（試料No.4-7及5-7)來 進行比較，而在拉伸加工後進行1 5 0 °C以上之熱處理之試料 Νο·4·3〜4-6以及5-3〜5-6係可確認出有延伸及強度之大幅 提昇。具體而言，該等試料No ·4-3〜4-6以及5-3〜5-6係爲， 拉伸強度爲2 8 0MPa以上、0.2%耐力爲220MPa以上、ΥΡ 比爲0.75以上0.90以下、延伸爲12%以上，而顯示出延展 性與強度均佳之特性。特別是熱處理溫度爲200 °C以上之試 料Νο·4-4〜4-6以及5-4〜5-6係可知延伸爲達17%以上、 而有更佳之韌性。其中，熱處理溫度爲20 (TC以上25 0 °C以 -30- 1298087 下之試料Νο·4·4、4-5以及5-4、5-5係爲，拉伸強度爲3 00MPa 以上、0.2%耐力爲240MPa以上、YP比爲0.80以上0.90 以下' 延伸爲1 7 %以上，而強度與延展性之平衡均爲良好。 此外，在拉伸加工後進行1 5 0。(：以上之熱處理的試料 Νο·4·3〜4-6以及5-3〜5-6係爲，在與拉伸加工後藉由溫度 爲100 °C進行熱處理的試料No. 4-2以及5-2、拉伸加工後未 實施熱處理之試料No. 4-1以及5-1進行比較後，係可確認拉 伸強度、0.2%耐力、YP比爲降低之物、且延伸爲大幅上昇。 另一方面，當熱處理溫度超過30 (TC後便造成減少拉伸強度 之上昇部分，因而較佳係期望爲3 0 0 °C以下之熱處理。從而， 在拉伸加工後’已知藉由進行1 5 0 °C以上3 0 0 °C以下（較佳爲 2 〇〇 °C以上3 0 0 °C以下）之熱處理，便可獲得在韌性方面爲更 加優越的同時、且獲得具有較高強度之管。 在此所獲得之試料之平均結晶粒徑係爲，如表4及5所 示，擠製材料（試料No.4-7及5-7)或1〇〇。(：以下之熱處理材 料（g式料No.4-1、4-2及5-1、5-2)係顯示出15//m以上之較 大結晶粒徑。相對於此，20(TC以上之熱處理材料（試料 No.4-4〜4-6以及5-4〜5-6)係形成爲平均粒徑爲ι〇//ηι以下 的細微結晶粒。其中’在2 0 0〜2 5 0 °C之熱處理材料（試料 No.4-4、4-5以及5-4、5-5)中，平均粒徑係形成爲5 # m以 下。此外’ 150°C之熱處理材料（試料ν〇·4-3以及5-3)中， 係形成平均粒徑爲3 // m以下之結晶粒與平均粒徑爲丨5 #瓜 以上之結晶粒的混合組織，3 // m以下之結晶粒的面積率係 -31- 1298087 爲1 〇 %以上。從而’合金組織係由細微地結晶粒所形成，或 是藉由細微地結晶粒與粗大地結晶粒之間的混合組織，可知 係可獲得已取得強度與韌性之平衡的鎂基合金管。 上述150°C〜300°C之熱處理材料（試料ν〇·4-3〜4_6以及 5-3〜5-6)係爲，亦可進行2個過程以上之多個過程之重複拉 伸加工。此外，上述試料Ν 〇 · 4 - 3〜4 - 6以及5 - 3〜5 - 6係爲， 表面粗度在Rz爲5/zm以下。再者，將管表面之軸向殘留拉 伸應力藉由X射線繞射法所求出時，該應力係爲80MPa以 下。而管外徑之偏徑差（在管之同斷面中之外徑的最大値與 最小値之差）係爲〇.〇2mm以下。 〔試驗例1 - 5〕 使用按質量％方面包含有 A1 ·· 1.2%、Zn : 0.4%、Μη : 〇. 3 %、剩下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂 基合金（AZ 10合金）之擠製管、使用按質量％方面包含有A1: 4.2%、Si: 1.0%、Μη: 0.40%、剩下之部分爲由Mg及不 可避免之不純物所形成之鎂基合金（AS41合金）之擠製管、使 用按質量％方面包含有A1: U%、Si: U%、Μη: 0·45%、 剩下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金 (AS21合金）之擠製管，而以150°C之溫度進行截至於外徑0 12.0mm之拉伸加工，在拉伸加工後，以200°C實施熱處理而 獲得管。各擠製管之任一外徑均爲4 15.0mm、壁厚爲 1.5mm。除了將拉伸後之溫度爲設爲200°C以外’係與試驗 例1 -1進行同樣的拉伸加工、進行熱處理。作爲比較’而以 -32- 1298087 同樣的方法，將拉伸後之熱處理溫度設爲1 〇 〇 °c而製作出試 料。此外’與試驗例1 -4相同的，調查所獲得之管之結晶粒 徑。將所獲得之拉伸管之拉伸強度、〇 . 2 %耐力、破斷延伸、 Y p比、結晶粒徑揭示於表6。 表6 合金種 該料No. 熱處理溫度 °C 拉伸強度 MPa 0.2%耐力 MPa YP比 破斷延伸 % 平均結晶粒徑 β m AZ10 6-1 -frni Μ 325 304 0.94 9.0 18.5 6-2 100 322 301 0.93 9.0 18.0 6-3 200 291 250 0.86 18.0 4.0 6-4 擠製材料 210 120 0.57 10.0 20.1 AS41 6-5 Μ y\\\ 371 345 0.93 9.0 19.3 6-6 100 368 340 0.92 9.0 19.2 6-7 200 325 276 0.85 18.5 3.8 6-8 擠製材料 251 148 0.59 9.0 21.2 AS21 6-9 無 330 310 0.94 9.5 19.9 6-10 100 328 305 0.93 9.0 19.5 6-11 200 299 257 0.86 18.5 3.9 6-12 擠製材料 210 135 0.64 10.5 20.2

如表ό所示，任一合金中，亦與未進行拉伸加工及熱處理 之擠製材料（試料Ν 〇 · 6 - 4、6 - 8、6 - 1 2 )進行比較，而在拉伸加 工後，已進行200 °C熱處理之試料No .6-3、6-7、6-1 1係可 確認延伸及強度之大幅提昇。此外，所獲得之試料之結晶粒 徑係爲’擠製材料（試料No.6-4、6-8、6-12)、未實施熱處理 鲁 之試料No .6-1、6-5、6-9或1 〇 〇 °C之熱處理材料（試料 No· 6-2、6-6、6-10)爲顯示出15 μ m以上之較大結晶粒徑。 相對於此，200 °C之熱處理材料（試料No .6-3、6-7、6-11)爲 形成5 // m以下之細微結晶粒。此外，所獲得之試料n 〇 6 3 6-7、6-11係爲’表面粗度係在rz爲以下，而藉由X 射線繞射所求出之管表面之軸向殘留拉伸應力爲8〇Μρ&以 下’管外徑之偏徑差係爲0.02mm以下。 -33- 1298087 〔試驗例1 - 6〕 使用ZK40合金及ZK60合金之擠製管（外徑0 15.0mm、 壁厚1 ·5ιηιη)，進行直到外徑0 K.Omm之拉伸加工，在拉伸 加工後以各種溫度來實施熱處理，而獲得各種之管。所使用 之ZK40合金之擠製材料爲按質量％方面包含有zn: 4.1%、 Zr : 0.5%、剩下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成 之鎂基合金，ZK60合金之擠製材料爲按質量％方面包含有 Zn : 5.5%、Zr : 0.5%、剩下之部分爲由Mg及不可避免之 不純物所形成之鎂基合金來形成。拉伸加工係以1 5 0 °C之溫 度藉由空拉伸而以1個過程來進行。斷面減少率係爲2 1 . 0 %。加工溫度係爲，將加熱器設置在壓模之前，將加熱器之 加熱溫度設爲加工溫度。朝向加工溫度之昇溫速度係爲1〜2 °C /sec，拉伸速度係爲10m/min。拉伸後之管的冷卻係爲， 藉由空冷之冷卻速度：以約1〜5°C /sec來實施，在冷卻至室 溫後便改以〜3 00 °C之溫度進行15分鐘期間之加熱處 理。 調查所獲得之拉伸管之拉伸強度、〇 · 2 %耐力、破斷延伸、 YP比、結晶粒徑。平均結晶粒徑係爲，以顯微鏡擴大管之 斷面組織，而測定在視野內之多數結晶之粒徑’求得其平均 値。而將結果揭示於表7及表8 ° 表7 口显裡 試料No· 熱處理溫度 °C 拉伸強度 MPa 0.2%耐力 MPa YP比 破斷延伸 % 平均結晶粒徑 β m ZK40 """"" Μ y\\\ 425 399 0.94 8.5 19.3 7-2 100 422 392 0.93 8.0 18.5 7-3 150 412 368 0.89 12.0 混粒 7-4 200 352 301 0.86 18.0 3.6 7-5 250 341 276 0.81 19.0 4.4 7-6 300 332 260 0.781 21.0 7.8 7-7 擠製材料 275 201 0.73 8.0 19.8 1298087 表8 合金種 試料 熱處理溫度 °C 拉伸強度 MPa 〇·2%耐力 MPa YP瓦 破斷延伸 % 平均結晶粒徑 β m 8-1 \\ 458 431 0.94 9.5 18.8 8-2 100 452 422 0.93 9.0 18.9 150 428 381 0.89 12.5 混粒 ZK60 200 372 315 0.85 18.0 3.2 8-5 250 358 289 0.81 19.0 4.5 8-6 300 337 265 0.79 20.0 7.7 8-7 擠製材料 295 212 0.72 9.0 20.5 由表7、8可知，在ZK4〇合金及ZK60合金中之任一方， 均與未進行拉伸加工及熱處理之擠製材料（試料No.7-7及 8-7)來進行比較，而在拉伸加工後進行150°C以上之熱處理 之試料No· 7-3〜7-6以及8-3〜8-6係可確認出有延伸及強度 之大幅提昇。具體而言，該等試料No.7-3〜7-6以及8-3〜 8-6係爲，拉伸強度爲300MPa以上、〇·2%耐力爲220MPa 以上、YP比爲0.75以上0.90以下、延伸爲12%以上，而 顯示出延展性與強度均佳之特性。特別是熱處理溫度爲2〇〇 °C以上之試料No.7-3〜7-6以及8-3〜8-6係可知延伸爲達 1 8 %以上、而有更佳之韌性。其中，熱處理溫度爲2 〇 〇它以 上250C以下之試料Νο·7-4〜7-6以及8-4〜8-6係爲，拉伸 強度爲34〇MPa以上、0.2%耐力爲250MPa以上、YP比爲 〇 · 8 0以上〇 · 9 〇以下、延伸爲1 8 %以上，而強度與延展性之 平衡均爲良好。 此外’在拉伸加工後進行15(TC以上之熱處理的試料 No· 7-3〜7-6以及8-3〜8-6係爲，在與拉伸加工後藉由溫度 爲l〇〇°C進行熱處理的試料No.7_2以及8_2、拉伸加工後未 -35- 1298087 實施熱處理之試料No· 7-1以及8-1進行比較後，係可確認拉 伸強度、0 · 2 %耐力、YP比爲降低之物、且延伸爲大幅上昇。 另一方面，當熱處理溫度超過3 00 °C後便造成減少拉伸強度 之上昇部分，因而較佳係期望爲3 00。(：以下之熱處理。從而， 在拉伸加工後，已知藉由進行1 5 0 °C以上3 0 0。(：以下（較佳爲 2 00 °C以上3 00 °C以下）之熱處理，便可獲得在韌性方面爲更 加優越的同時、且獲得具有較高強度之管。 在此所獲得之試料之平均結晶粒徑係爲，如表7及8所 示’擠製材料（試料Νο·7-7及8-7)或100°C以下之熱處理材 料（試料Νο·7-1、7-2及8-1、8-2)係顯示出15//m以上之較 大結晶粒徑。相對於此，200 °C以上之熱處理材料（試料 No.7-4〜7-6以及8-4〜8-6)係形成爲平均粒徑爲ΙΟ/zm以下 的細微結晶粒。其中，在200〜25 0 °C之熱處理材料（試料 No. 7-4、7-5以及8-4、8-5)中，平均粒徑係形成爲5 // m以 下。此外，150°C之熱處理材料（試料No.7-3以及8-3)中， 係形成平均粒徑爲3 // m以下之結晶粒與平均粒徑爲1 5 // m 以上之結晶粒的混合組織，3 /z m以下之結晶粒的面積率係 爲1 0 %以上。從而，合金組織係由細微地結晶粒所形成，或 是藉由細微地結晶粒與粗大地結晶粒之間的混合組織，可知 係可獲得已取得強度與韌性之平衡的鎂基合金管。 上述150〜300 °C之熱處理材料（試料No.7-3〜7-6以及8-3 〜8-6)係爲，亦可進行2個過程以上之多個過程之重複拉伸 加工。此外，上述試料No.7-3〜7-6以及8-3〜8-6係爲，表 -36- 1298087 面粗度在Rz爲5//m以下。再者，將管表面之軸向殘留拉伸 應力藉由X射線繞射法所求出時，該應力係爲80MPa以下。 而管外徑之偏徑差（在管之相同斷面中之外徑的最大値與最 小値之差）係爲0.02mm以下。 〔試驗例1-7〕

使用ZK40合金及ZK60合金之擠製管（外徑0 15.0mm、 壁厚1.5mm)，進行直到外徑4 12.0mm之拉伸加工，而獲得 各種之管。所使用之ZK40合金之擠製材料爲按質量％方面 包含有Ζη:4·1%、Zr: 0·5%、剩下之部分爲由Mg及不可 避免之不純物所形成之鎂基合金，ZK60合金之擠製材料爲 按質量％方面包含有Zn: 5.5%、Zr: 0.5%、剩下之部分爲 由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金。拉伸加工係 藉由空拉伸而以2個過程來進行，在第1個過程中加工成0 13.5mm後，在第2個過程中進行截至於$ 12.0mm之加工。 第1個過程之斷面減少率爲1 〇 · 〇 %，第2次之斷面減少率爲 1 2.3 %，總計之斷面減少率爲2 1 · 0 %，拉伸後之管的冷卻爲 以空冷來進行，冷卻速度爲1〜5°C /sec。加工溫度係爲，將 加熱器設置在壓模之前，將加熱器之加熱溫度設爲加工溫 度，即使是後述之試驗例1 - 8亦爲相同。朝向加工溫度之昇 溫速度係爲1〜2°C/sec，拉伸速度係爲l〇m/min。所獲得之 拉伸管之特性例揭示於表9。 -37- 1298087 表9 合金種 試料No. 加工溫度 °C 斷面減少率 % 拉伸強度 MPa 破斷延伸 % 0.2%耐力 MPa YP比 9-1 無加工( 擠製材料） 275 ^ 8.0 201 0.73 9-2 20 21 無法力 ]工 ZK40 9-3 50 21 448 6.0 419 0.94 9-4 100 21 432 9.0 405 0.94 9-5 200 21 421〜 10.0 389 0.92 9-6 300 21 395 11.5 362 0.92 9-7 無加工(擠製材料） 295 9.0 212 0.72 9-8 20 21 無法力 ]工 ZK60 9-9 50 21 477 6.0 446 0.94 9-10 100 21 464 9.0 435 0.94 9-11 200 21 452 10.0 419 0.93 9-12 300 21 426 10.5 392 0.92

如表9所示，ZK40及ZK60合金之擠製材料（試料No.9-1 及9-7)係爲，拉伸強度爲3 00MPa以下、0.2%耐力爲220MPa 以下、YP比爲〇·75以下、延伸爲8〜9%。另一方面，以 50 °C以上之溫度進行拉伸加工之試料No.9-3〜9-6以及9-9 〜9-12係爲，具有5%以上之優越延伸的同時，具有30 OMPa 以上之高拉伸強度、250MPa以上之0.2%耐力、0.90以上之 YP比。亦即，該等試料係可知並非是使韌性大幅降低之物， 而是可提升強度之物。該等試料中，將加工溫度設爲100 °C 以上300 °C以下之試料No.9-4〜9-6以及9-10〜9-12係爲， 具有延伸爲8 %以上或更高之値，而在韌性之點方面爲特別 優越。從而，在考慮延伸後，可知拉伸時之加工溫度較佳爲 1 00 °C以上3 00 °C以下。相對於此，當拉伸溫度超過3 00 °C之 後，係減小拉伸強度之上昇率，此外，以20 °C室溫所進行拉 伸加工之試料No.9-2以及9-8係無法進行用以斷線之加工。 從而，可知藉由5〇°C以上3 00°C以下（較佳爲l〇〇°C以上300 °C以下）之加工溫度，係顯現出更加優越之強度-韌性之平 -38- 1298087 衡。 所得到之試料Ν ο · 9 - 3〜9 · 6以及9 - 9〜9 -1 2係爲，亦可進 行重複3個過程以上之多個過程之反覆拉伸加工。此外，該 等試料Νο.9-3〜9-6以及9-9〜9-12之表面粗度係在Rz爲5 # m以下。藉由X射線繞射以求出該等試料No. 9-3〜9-6以 及9-9〜9-12之管表面之軸向殘留拉伸應力時，該應力爲 8 OMPa以下。再者，管外徑之偏徑差（在管外形之同一斷面 中’徑之最大値與最小値之間的差値）係爲〇.〇2mm以下。 〔試驗例1 - 8〕 使用 ZK40合金以及 ZK60合金之擠製管（外徑0 1 5.5mm、壁厚1 .5mm)，以改變斷面減少率來進行拉伸加工， 獲得各式外徑相異之管。所使用之ZK40合金之擠製材料爲 按質量％方面包含有Ζη: 4·1%、Zr: 0.5%、剩下之部分爲 由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金，ZK6〇合金之 擠製材料爲按質量％方面包含有Zn ·· 5.5%、Zr : 0.5%、剩 下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金。 拉伸加工係藉由空拉伸而以1個過程來進行，將斷面減少率 分別設爲 5.5% (拉伸後之外徑爲0 14.20mm)、10.0% (拉伸 後之外徑爲0 13.5mm)、21.0 % (拉伸後之外徑爲0 12.0mm)。力日工溫度係爲150°C，拉伸後之冷卻溫度爲1〜5 °C /sec，朝向加工溫度之昇溫速度爲1〜2°C /sec，拉伸速度 爲lOm/min。所獲得之拉伸管之特性例揭示於表10。 l298〇87 表10 合金種 ---- 試料No. 力口工溫度 °c 斷面減少率 % 拉伸強度 MPa 破斷延伸 % 0.2%耐力 MPa YP比 ZK40 10-1 無加工(擠製材料） 275 8.0 201 0.73 10-2 150 5.5 339 10.5 306 0.90 10-3 150 10 378 10.0 348 0.92 10-4 150 21 425 8.5 399 0.94 ZK60 10-5 無加工(擠製材料） 295 9.0 212 0.72 10-6 150 5.5 377 10.5 342 0.91 10-7 150 10 421 9.5 389 0.92 10-8 150 21 458 9.5 431 0.94

如表10所示，ZK40及ZK60合金之擠製材料（試料Νο·10_1 及10-5)係爲，拉伸強度爲300 MPa以下、0.2%耐力爲220 MPa 以下、YP比爲0.75以下、延伸爲8〜9%。另一方面，進行 斷面減少率爲5%以上之拉伸加工的試料No. 10-2〜10-4以 及10-6〜10-8係爲，具有8%以上之優越延伸的同時，具有 300 MPa以上之高拉伸強度、250 MPa以上之0.2%耐力、0.90 以上之YP比。亦即，該等試料係可知並非是藉由進行斷面 減少率5 %以上之拉伸加工而造成韌性大幅降低之物，而是 可提升強度之物。 此外，在所獲得之試料No.10-2〜10-4以及10-6〜10-8

係爲，表面粗度係在Rz爲5 /z m以下，而藉由X射線繞射 所求出之管表面之軸向殘留拉伸應力爲8 OMPa以下，管外徑 之偏徑差係爲〇.〇2mm以下。 〔試驗例1-9〕 使用按質量％方面包含有A1 : 6.1%、Μη : 0.44%、剩下 之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金 (AM60合金）之擠製管（外徑Φ 15.0mm、壁厚1.5mm)，而以 1 50 °C之溫度進行截至於外徑4 12.0mm之拉伸加工而獲得 -40 - 1298087 管。除了拉伸時之溫度爲設爲1 5 0 °c以外，係與試驗例1 -1 進行同樣地拉伸加工。作爲比較，而以同樣的方法，將拉伸 時之溫度設爲20°c而亦製作出試料。所獲得之拉伸管之特性 係揭示於表1 1。 表1 1 合金種 試料No. 加工溫度 °c 斷面減少率 % 拉伸強度 MPa 破斷延伸 % 0.2%耐力 MPa YP比 AM60 11-1 無加工(擠製材料） 267 8.5 165 0.62 11-2 20 21 無法力 ]工 11-3 150 21 375 8.0 348 0.93

如表11所示，擠製材料（試料No. 11-1)係爲，拉伸強度爲 267MPa以下、0.2%耐力爲165MPa、YP比爲0.62以下、延 伸爲8.5%。另一方面，進行斷面減少率爲5%以上之拉伸 加工的試料No· 11-3係爲，具有8%以上之延伸的同時，具 有3 00MPa以上之高拉伸強度、250MPa以上之0.2%耐力、 〇·90以上之YP比。亦即，該等試料係可知並非是使韌性大 幅降低，而是可提升強度之物。此外，所獲得之試料係爲， 表面粗度係在Rz爲5 // m以下，而藉由X射線繞射所求出 之管表面之軸向殘留拉伸應力爲80MPa以下，管外徑之偏徑 差係爲〇.〇2mm以下。 〔試驗例1 -1 0〕 使用按質量％方面包含有A1: 6.1%、Μη: 0.44%、剩下 之部分爲由 Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金 (AM60合金）之擠製管（外徑0 15.0mm、壁厚1.5mm)，而以 1 5 0 °C之溫度進行截至於外徑（/) 1 2.0mm之拉伸加工，拉伸加 工後以200 °C實施熱處理而獲得管。除了拉伸時之溫度爲設 -41- 1298087 爲150°C之點以及拉伸後進行20(TC之熱處理之點以外，係 與試驗例1 -1進行同樣的拉伸加工。作爲比較，而以同樣的 方法’製作出拉伸後之熱處理溫度設爲10(TC之試料以及製 造出未實施熱處理之試料。此外，與試驗例；! 相同的，調 查所獲得之管的平均結晶粒徑。所獲得之拉伸管之特性係揭 示於表1 2。 表12 合金種 試_料No. 熱處理溫度 °C 拉伸強度 MPa 〇篇耐力 MPa ΫΡ比 破斷延伸 % 平均結晶粒徑 β m AM60 12-1 無 375 348 0.93 8.0 18.2 12-2 100 372 344 0.92 8.0 18.5 12-3 200 330 285 0.86 18.0 3.8 12-4 擠製材料 267 165 0.62 8.5 18.5 如表12所示’與擠製材料（試料N〇. 12-4)進行比較，在拉 伸加工後進行200°C之熱處理的試料ν〇· 12-3係可確認延 伸、強度之大幅提昇。此外，所獲得之試料的平均結晶粒徑 係爲’擠製材料（試料Νο·12-4)、未進行熱處理之試料 >^0.12-1、100°(：之熱處理材料（試料>|〇.12-2)係顯示出15//111 以上之較大結晶粒徑。相對於此，2 〇 〇 以上之熱處理材料 (試料No.12-3)係形成爲平均粒徑爲5/zm以下的細微結晶 粒。此外’所獲得之試料N〇12-3係爲，表面粗度係在Rz 爲5 // m以下’而藉由χ射線繞射所求出之管表面之軸向殘 留拉伸應力爲80MPa以下，管外徑之偏徑差係爲〇 〇2mm以 下。 〔試驗例2-1〕 mm) ’以各種溫度進行加工度不同之型鍛 使用AZ31合金及AZ61合金之擠製母材管（外徑0 1〇〜必 4 5 mm、壁厚1 . 〇〜5 1298087 加工。所使用之AZ 3 1合金之擠製材料爲按質量％方面包含 有 A1: 2.9%、Zn: 0.77%、Μη: 0.40%、剩下之部分爲由 Mg及不可避免之不純物所形成之鎂基合金，ΑΖ61合金之擠 製材料爲按質量％方面包含有A1: 6.4%、Zn: 0.77%、Μη: 0.3 5 %、剩下之部分爲由Mg及不可避免之不純物所形成之 鎂基合金。 型鍛加工係爲，將母材管之端部以3 5 0 °C進行加熱，藉由 改變導入至型鍛機之壓模爲止的時間（放冷時間），而調整壓 模導入時之溫度（導入溫度）。導入溫度係爲，藉由來自加熱 溫度（3 5 0 C )與放冷時間的計算而推定。有關於局部之母材 管爲倂用有型鍛機之壓模的加熱。此種壓模之加熱溫度係爲 1 5 0 °C。此外，在局部之母材管上，爲將圓筒狀之銅區塊（保 溫材）插入至端部而進行加熱。各母材管之導入溫度、壓模 加熱之有無、保溫材之有無、以及在各加工度中之加工性係 揭示於表1 3與表1 4。加工度係以{(加工前之管外徑一加工 後之管外徑）/加工前之管外徑} X 1 〇〇來表示，加工性係爲， 在各加工度中可進行不會有裂痕之加工爲顯示〇，而有裂痕 之物則以X表示。而有關於各試料，係將加工前之外徑與已 結束型鍛加工之加工度之間的關係揭示於第2、3圖之圖表。 第2圖係有關AZ3 1之試驗結果，第3圖係有關於AZ61之 試驗結果。 -43- 1298087 表13 試料No. 化學成分 導入溫度 (°C) 壓模加熱 之有無 保溫材 之有無 在各加工度中之加工性 附註 3% 5% 10% 13-1 AZ31 20 j\\\ 4πτ π ΓΠ J\\\ X X X 13-2 AZ31 50 無 y\\\ Μ 〇 X X 13-3 AZ31 100 ^fnT- Μ A\ rp 挑 〇 〇 〇 13-4 AZ31 450 姐 j\\\ irrL 〇 〇 〇 13-5 AZ31 480 >fnT ΙΙΙΓ: N\ 姐 j\\\ 〇 〇 〇 ※l 13-6 AZ31 20 有 無 〇 X X 13-7 AZ31 50 有 j\\\ 〇 〇 X 13-8 AZ31 100 有 M j\\\ 〇 〇 〇 13-9 AZ31 450 有 無 〇 〇 〇 13-10 AZ31 480 有 〇 〇 〇 XI 13-11 AZ31 20 伽 有 X X X 13-12 AZ31 50 >fnr 那 有 〇 〇 X 13-13 AZ31 100 4nc 有 卜〇 〇 〇 13-14 AZ31 450 Μ j\\\ 有 〇 〇 〇 13-15 AZ31 480 無 有 〇 〇 〇 ※夏

※1 :表面氧化嚴重、無法使用 表14 試料No. 花學成分 導入溫度 (0〇 壓模加熱 之有無 保溫材 之有無 在各加工度中之加工性 附註 2% 3% 5% 14-1 AZ61 20 -1111! J\\\ >frrr 1111~ y \ \n X X X 14-2 AZ61 50 ifrnl Ws Ws 〇 X X 14-3 AZ61 100 翻1 ^\\\ >frrp 〇 〇 〇 14-4 AZ61 450 4nt 黑 無 〇 〇 〇 14-5 AZ61 480 4γτΤ. m 4πτ 撒 〇 〇 〇 ※工 14-6 AZ61 20 有 Μ ^\\\ 〇 X X 14-7 AZ61 50 有 ^nr m 〇 〇 X 14-8 AZ61 100 有 Μ /\\\ 〇 〇 〇 14-9 AZ61 450 有 •^rrp 〇 〇 〇 14-10 AZ61 480 有 Arrr 無 〇 〇 〇 ※l 14-11 AZ61 20 無 有 X X X 14-12 AZ61 50 Μ 有 〇 〇 X 14-13 AZ61 100 Μ ^\\\ 有 〇 〇 〇 14-14 AZ61 450 Μ j\\\ 有 〇 〇 〇 14-15 AZ61 480 無 有 〇 〇 〇 ※l

※1 :表面氧化嚴重、無法使用 由該表或圖表明顯可知，當母材管端部之導入溫度爲50 °(：時，若在2〜3%左右之加工度不致產生裂痕而進行型鍛加 工。在將導入溫度設爲5 0 °C之試料中，壓模之加熱在組合保 -44- 1298087 溫材之適用後，便可進行以更高之加工度進行型鍛加工作 業。此外，將導入溫度形成爲100〜450 °c之試料係可藉由5 %以上之較高的加工度來進行型鍛加工。再者，導入溫度爲 超過4 8 0 °C之物係爲，可進行加工之物爲顯著地有表面氧 化，而不足以用來作爲商品之利用。此外，在藉由本發明之 方法所進行之加工中，係可確認可獲得厚度爲0.5mm之鎂基 合金管。 〔試驗例2-2〕 其次，亦準備有在與試驗例2-1相同之化學成分的擠製管 中進行有造膜處理之母材管。造膜係爲，使PTFE分散於水 中，將母材管浸漬於該分散液中，將已拉起之母材管加熱成 4 00 °C，且藉由將PTFE之樹脂被覆膜形成在母材管表面上來 進行造膜。接著，在試驗例2-1中進行與試料No. 13-3相同 之型鍛加工，且在該加工後之母材管中進行拉伸加工。 拉伸係爲使用抽製機（draw bench)、藉由柱塞拉伸而以1 個過程來進ίρτ。在拉伸時，對於母材管係組合有朝已預熱之 潤滑油的浸漬、藉由大氣爐而加熱、藉由高頻爐而加熱、藉 由拉伸壓模之加熱的任一方之加熱處理。將母材管由潤滑油 之油槽、大氣爐或高頻爐取出後，改變導入至拉伸壓模爲止 的時間而調整出口溫度。出口溫度係爲在拉伸壓模之出口後 附近之拉伸管溫度。朝出口溫度之昇溫速度係爲1〜2 °C /sec。拉伸後之管的冷卻爲以空冷來進行，冷卻速度係爲1 〜5°C/sec。拉伸速度係爲l〇m/min。 1298087 將A Z 3 1之出口溫度、加熱方法、潤滑方法、在各加工度 中之加工性揭不於表1 5，將AZ6 1之該等條件與結果揭示於 表16。加工度係以{(加工前之管斷面積一加工後之管斷面 積）/加工則之管斷面積} xlOO來表示。加工性係爲，將不會 破斷而可進行拉伸之物以「〇」表示，已破斷之物則以「χ」 表示，將已具有燒烤痕之物以「燒烤痕」來表示。在「潤滑 方法」中，「潤滑油」係表示使潤滑油附著於母材管上，「造 膜+潤滑油」係表示使潤滑油附著於已形成P T F Ε之樹脂被 覆膜的母材管上，「造膜」係表示在母材管上形成PTFE之樹 脂被覆膜、且未使用潤滑油而進行拉伸作業，「強制潤滑」 係表示一面將潤滑油強制性地供給至壓模與母材管之間、一 面進行拉伸作業。 再者，調查在拉伸加工中之加工度與拉伸力之間的關係。 拉伸力係以配置在拉伸壓模之出口側的荷重計來測定。將加 工度與拉伸力之間的關係揭示於第4圖之圖表。在第4圖之 圖表中，白色圓形、二角形、卖形係顯ΤΚ ΑΖ31之結果’ AZ6 1(PTFE)係顯示以ΑΖ61所造膜、而浸漬於潤滑油之物， AZ(通常）係顯示未以AZ61造膜、而僅進行浸漬於潤滑油，X 符號係表示計算値。 -46- 1298087

表15 試料No. 化學成分 出口溫度 CC) 加熱方法 潤滑方法 在各加工度中之加工性 5% 10% 20% 15-1 AZ31 20 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 X X 15-2 AZ31 50 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 X 15-3 AZ31 100 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 〇 15-4 AZ31 200 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 〇 15-5 AZ31 250 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 X 15-6 AZ31 20 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 X X 15-7 AZ31 50 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 X 15-8 AZ31 100 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 15-9 AZ31 200 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 15-10 AZ31 250 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 X 15-11 AZ31 200 大氣爐 強制潤滑 〇 〇 〇 15-12 AZ31 200 大氣爐 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 15-13 AZ31 300 大氣爐 造膜 〇 〇 X 15-14 AZ31 200 高頻爐 強制潤滑 〇 〇 〇 15-15 AZ31 200 高頻爐 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 15-16 AZ31 300 高頻爐 造膜 〇 〇 X 15-17 AZ31 100 壓模加熱 強制潤滑 〇 〇 〇 15-18 AZ31 100 壓模加熱 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 15-19 AZ31 300 壓模加熱 造膜 〇 〇 X

表16 試料No. 化學成分 出口溫度 (°C) 加熱方法 潤滑方法 在各加工度中之加工性 5% 10% 20% 16-1 AZ61 20 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 X X 16-2 AZ61 50 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 燒烤痕 X 16-3 AZ61 100 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 燒烤痕 燒烤痕 16-4 AZ61 200 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 燒烤痕 燒烤痕 16-5 AZ61 250 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 燒烤痕 燒烤痕 16-6 AZ61 20 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 X X 16-7 AZ61 50 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 X 16-8 AZ61 100 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 16-9 AZ61 200 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 16-10 AZ61 250 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 X 16-11 AZ61 200 大氣爐 強制潤滑 〇 燒烤痕 燒烤痕 16-12 AZ61 200 大氣爐 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 16-13 AZ61 300 大氣爐 造膜 〇 〇 X 16-14 AZ61 200 高頻爐 強制潤滑 〇 燒烤痕 燒烤痕 16-15 AZ61 200 高頻爐 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 16-16 AZ61 300 高頻爐 造膜 〇 〇 X 16-17 AZ61 100 壓模加熱 強制潤滑 〇 燒烤痕 燒烤痕 16-18 AZ61 100 壓模加熱 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 16-19 AZ61 300 壓模加熱 造膜 〇 〇 X 由該表或圖表明顯可知，在將出口溫度設爲50〜30(TC的

-47- 1298087 情況下，係可獲得較佳之結果。特別是組合有造膜與藉由潤 滑油潤滑之試料，係可以較高之加工度來進行拉伸作業。 〔試驗例2-3〕

再者，針對試驗例2 -2局部之試料，係以多數過程來進行 總計加工度不同之拉伸，在其一部份中，爲在拉伸後實施熱 處理。拉伸時之「加熱方法」係爲潤滑油浸漬，「潤滑方法」 係爲潤滑油。此外，拉伸係爲，總計加工度1 5 %之物爲以1 個過程來進行，30%之物爲以2個過程來進行，45%之物爲 以3個過程來進行。於各個過程中，爲藉由潤滑油浸漬來進 行對於出口溫度之母材管的加熱。總計加工度係以{(加工 前之管斷面積一最終加工後之管斷面積）/加工前之管斷面 積} xl 00來表示。將拉伸後之熱處理設爲25 0 °C X 30分。針 對於全數所獲得之拉伸管，亦測定延伸及拉伸強度。各試料 之出口溫度、總計加工度、拉伸後之熱處理的有無、延伸、 拉伸強度係揭示於表1 7。 表17 試料No. 化學成分 出口溫度 (°C) 總計加工度 (%) 拉伸後有無 熱處理 延伸 {%) 拉伸強度 (MPa) 17-1 AZ31 200 15 热 3 280 17-2 AZ31 200 30 Μ j\\\ 4 320 17-3 AZ31 200 45 Αττν. 1111- J\\\ 3 370 17-4 AZ31 200 45 有 20 280 17-5 AZ61 200 15 並 J\\\ 3 300 17-6 AZ61 200 30 無 2 340 17-7 AZ61 200 45 無 4 380 17-8 AZ61 200 45 有 15 330 由表1 7明顯可知，在拉伸後實施有熱處理之試料，係顯 示出較高之延伸。 此外，將試料No. 17-8之金屬組織以光學顯微鏡進行觀 -48- 1298087 察。將其照片揭示於第5圖。所獲得之金屬組織係爲混合有 雙晶與再結晶粒之具有特徵的組織。 〔試驗例2 - 4〕 使用在試驗例2-2中之試料No.15-4而實施彎曲加工。彎 曲加工係爲，以常溫而藉由旋轉拉伸彎曲加工，將管外徑D 爲21 .5mm、厚度1mm之拉伸管附加有半徑2.8D之彎曲。 其結果，係可確認到即使是此種彎曲徑極小的情況下，仍可 良好地進行彎曲加工。 〔試驗例2-5〕 · 使用AZ31材料進彳了不等壁（Butted)加工。首先，準備由 外徑28mm、厚度2.5mm之擠製材料所形成之管，以柱塞拉 伸來進行截至於外徑24mm、厚度2.2mm爲止之拉伸加工。 ‘ 接著，在拉伸後之管上實施250°C x30分鐘之熱處理。在此 - 種拉伸作業中，型鍛加工係以與試驗例2-1中之試料No. 13-3 相同條件下來進行，而拉伸加工則以與試驗例2-2中之試料 No.15-4相同條件下來進行。該種條件即使在以下所述之空 拉伸與柱塞拉伸亦爲相同。 使用所得到之拉伸管，如第6A、B圖所示，藉由組合空 拉伸與柱塞拉伸而製造出不等壁管。首先，將拉伸管4之一 端側插通於壓模3的同時，不使該拉伸管4夾入壓模3內面 與柱塞2之間來進行空拉伸（第6A圖）。其次，拉伸管4之 中央部係使柱塞2到達於壓模3內部爲止，在壓模3內面與 柱塞2之間壓縮拉伸管而進行柱塞拉伸（第6B圖）。並且， 拉伸管4之另一端側係使柱塞後退，且不使該拉伸管4夾入 -49- 1298087 壓模3內面與柱塞2之間來進行空拉伸（第6A圖）。藉由此 種程序而如第7圖所示，係可形成兩端部爲壁厚較厚、中間 部爲壁厚較薄之不等壁管10。所獲得之不等壁管10之外徑 係爲2 3 m m、兩端部之厚度係爲2 · 3 m m、中間部之厚度係爲 2 · 0 mm 〇 〔試驗例3 -1〕 使用ZK6 0合金之擠製母材管（外徑0 10〜045 mm、壁厚 1.0〜5mm)，與試驗例2-1相同的，以各種溫度進行加工度 不同之型鍛加工。所使用之ZK60合金係爲按質量％方面包 含有Zn: 5.9%、Zr: 0.70%、剩下之部分爲由Mg及不可避 免之不純物所形成之鎂基合金。 型鍛加工係爲，將母材管之端部以3 5 0 °C進行加熱，藉由 改變導入至型鍛機之壓模爲止的時間（放冷時間），而調整壓 模導入時之溫度（導入溫度）。導入溫度係爲，藉由來自加熱 溫度（3 5 0 °C )與放冷時間的計算而推定。有關於局部之母材 管爲倂用有型鍛機之壓模的加熱。此種壓模之加熱溫度係爲 1 50 °C。此外，在局部之母材管上，爲將圓筒狀之銅區塊（保 溫材）插入至端部而進行加熱。各母材管之導入溫度、壓模 加熱之有無、保溫材之有無、以及在各加工度中之加工性係 揭示於表1 8。加工度係以{(加工前之管外徑一加工後之管 外徑）/加工前之管外徑} X 1 00，加工性係爲，在各加工度中 可進行不會有裂痕之加工爲顯示〇，而有裂痕之物則以X表 不 ° -50- 1298087 表1 8 試料No. 化學成分 _入溫度 (°C) 壓模加熱 之有姐 /<— Πί /\\\ 保溫材 之有無 在各加工度中之加工性 附註 3% 5% 10% 18-1 ZK60 20 無 >frrT 挑 X X X 18-2 ZK60 50 Μ y、、、 Μ j\\\ 〇 X X 18-3 ZK60 100 4πτ m 無 〇 〇 〇 18-4 ZK60 450 Μ j\\\ 無 〇 〇 〇 18-5 ZK60 480 無 〇 〇 〇 ※1 18-6 ZK60 20 有 無 〇 X X 18-7 ZK60 50 有 無 〇 〇 X 18-8 ZK60 100 有 伽 j\ \\ 〇 〇 〇 18-9 ZK60 450 有 迦 j\ \\ 〇 〇 〇 18-10 ZK60 480 有 Μ j\\\ 〇 〇 〇 ※l 18-11 ZK60 20 >fnr ΙΙΙΓ J\\\ 有 X X X 18-12 ZK60 50 Μ J\\\ 有 〇 〇 X 18-13 ZK60 100 無 有 〇 〇 〇 18-14 ZK60 450 無 有 〇 〇 〇 18-15 ZK60 480 Μ j\\\ 有 〇 〇 〇 ※1 ※1 :表面氧化嚴重、無法使用

由該表明顯可知，當母材管端部之導入溫度爲50 °C時， 若在2〜3%左右之加工度不致產生裂痕而進行型鍛加工。在 將導入溫度設爲50 °C之試料中，壓模之加熱在組合保溫材之 適用後，便可進行以更高之加工度進行型鍛加工作業。此 外，將導入溫度形成爲100〜450 °C之試料係可藉由5%以上 之較高的加工度來進行型鍛加工。再者，導入溫度爲超過480 °C之物係爲，可進行加工之物爲顯著地有表面氧化，而不足 以用來作爲商品之利用。此外，在藉由本發明之方法所進行 之加工中，係可確認可獲得厚度爲〇.5mm之鎂基合金管。 〔試驗例3-2〕 其次，亦準備有在與試驗例3 -1相同之化學成分的擠製管 中進行有造膜處理之母材管。造膜係爲，使PTFE分散於水 中，將母材管浸漬於該分散液中，將已拉起之母材管加熱成 -51- 1298087 4 00 °C，且藉由將PTFE之樹脂被覆膜形成在母材管表面上來 進行造膜。接著，在試驗例3-1中進行與試料No. 18-3相同 之型鍛加工，且在該加工後之母材管中進行拉伸加工。 拉伸係爲使用抽製機、藉由柱塞拉伸而以1個過程來進 行。在拉伸時，對於母材管係組合有朝已預熱之潤滑油的浸 漬、藉由大氣爐而加熱、藉由高頻爐而加熱、藉由拉伸壓模 之加熱的任一方之加熱處理。將母材管由潤滑油之油槽、大 氣爐或高頻爐取出後，改變導入至拉伸壓模爲止的時間而調 整出口溫度。出口溫度係爲在拉伸壓模之出口後附近之拉伸 管溫度。朝出口溫度之昇溫速度係爲1〜2°C /sec。拉伸後之 管的冷卻爲以空冷來進行，冷卻速度係爲1〜5°C /sec。拉伸 速度係爲lOni/min。 將ZK6 0之出口溫度、加熱方法、潤滑方法、在各加工度 中之加工性揭示於表1 9。加工度係以{(加工前之管斷面積 一加工後之管斷面積）/加工前之管斷面積} xl 00來表示。加 工性係爲，將不會破斷而可進行拉伸之物以「〇」表示，已 破斷之物則以「X」表示，將已具有燒烤痕之物以「燒烤痕」 來表示。在「潤滑方法」中，「潤滑油」係表示使潤滑油附 著於母材管上，「造膜+潤滑油」係表示使潤滑油附著於已 形成PTFE之樹脂被覆膜的母材管上，「造膜」係表示在母材 管上形成PTFE之樹脂被覆膜、且未使用潤滑油而進行拉伸 作業，「強制潤滑」係表示一面將潤滑油強制性地供給至壓 模與母材管之間、一面進行拉伸作業。 -52- 1298087 表19

試料No. 化學成分 出口溫度 (°C) 加熱方法 潤滑方法 在各加工度中之加工性 5% 10% 20% 19-1 ZK60 20 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 X X 19-2 ZK60 50 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 X 19-3 ZK60 100 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 〇 19-4 ZK60 200 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 〇 19-5 ZK60 250 潤滑油浸漬 潤滑油 〇 〇 X 19-6 ZK60 20 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 X X 19-7 ZK60 50 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 X 19-8 ZK60 100 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 19-9 ZK60 200 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 19-10 ZK60 250 潤滑油浸漬 造膜+潤滑油 〇 〇 X 19-11 ZK60 200 大氣爐 強制潤滑 〇 〇 〇 19-12 ZK60 200 大氣爐 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 19-13 ZK60 300 大氣爐 造膜 〇 〇 X 19-14 ZK60 200 高頻爐 強制潤滑 〇 〇 〇 19-15 ZK60 200 局頻爐 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 19-16 ZK60 300 高頻爐 造膜 〇 〇 X 19-17 ZK60 100 壓模加熱 強制潤滑 〇 〇 〇 19-18 ZK60 100 壓模加熱 造膜+潤滑油 〇 〇 〇 19-19 ZK60 300 壓模加熱 造膜 〇 〇 X

由該表明顯可知，在將出口溫度設爲 50〜3 00 °C的情況 下，係可獲得較佳之結果。特別是組合有造膜與藉由潤滑油 潤滑之試料，係可以較高之加工度來進行拉伸作業。 〔試驗例3-3〕 再者，針對試驗例3 -2局部之試料，係以多數過程來進行 總計加工度不同之拉伸，在其一部份中，爲在拉伸後實施熱 處理。拉伸時之「加熱方法」係爲潤滑油浸漬，「潤滑方法」 係爲潤滑油。此外，拉伸係爲，總計加工度1 5 %之物爲以1 個過程來進行，3 0 %之物爲以2個過程來進行，4 5 %之物爲 以3個過程來進行。於各個過程中，爲藉由潤滑油浸漬來進 行對於出口溫度之母材管的加熱。總計加工度係以{(加工 前之管斷面積一最終加工後之管斷面積）/加工前之管斷面 -53- 1298087 積} xioo來表示。將拉伸後之熱處理設爲250°C X30分。針 對於全數所獲得之拉伸管，亦測定延伸及拉伸強度。各試料 之出口溫度、總計加工度、拉伸後之熱處理的有無、延伸、 拉伸強度係揭示於表2 0。 表2 0 試料No. 彳七學成分 出口溫度 (°C) 總計加工度 (%) 拉伸後有無 熱處理 延伸 (%) 拉伸強度 (MPa) 20-1 ZK60 200 15 Μ j\\\ 4 321 20-2 ZK60 200 30 ΙΙΤΓ 4 338 20-3 ZK60 200 45 並 3 372 20-4 ZK60 200 45 有 18 301

由表2 0明顯可知，在拉伸後實施有熱處理之試料，係顯 示出較高之延伸。 〔試驗例3-4〕 使用在試驗例3-2中之試料No. 19-4而實施彎曲加工。彎 曲加工係爲，以常溫而藉由旋轉拉伸彎曲加工，將管外徑D 爲21.5mm、厚度1mm之拉伸管附加有半徑2.8D之彎曲。 其結果，係可確認到即使是此種彎曲徑極小的情況下，仍可 良好地進行彎曲加工。 〔試驗例3-5〕 使用 ZK60材料進行不等壁加工。首先，準備由外徑 2 8mm、厚度2.5mm之擠製材料所形成之管，以柱塞拉伸來 進行截至於外徑24mm、厚度2mm爲止之拉伸加工。接著， 在拉伸後之管上實施25 (TC x30分鐘之熱處理。在此種拉伸 作業中，型鍛加工係以與試驗例3-1中之試料Νο.;ι 8 _3相同 條件下來進行，而拉伸加工則以與試驗例3 - 2中之試料 Ν ο · 1 9 - 4相同條件下來進行。該種條件即使在以下所述之空 -54- 1298087 拉伸與柱塞拉伸亦爲相同。 使用所得到之拉伸管，如第6圖所示，藉由組合空拉伸與 柱塞拉伸而製造出不等壁管。首先，將拉伸管4之一端側插 通於壓模3的同時，不使該拉伸管4夾入壓模3內面與柱塞 2之間來進行空拉伸（第6A圖）。其次，拉伸管4之中央部係 使柱塞2到達於壓模3內部爲止，在壓模3內面與柱塞2之 間壓縮拉伸管4而進行柱塞拉伸（第6B圖）。並且，拉伸管4 之另一端側係使柱塞2後退，且不使該拉伸管4夾入壓模3 內面與柱塞2之間來進行空拉伸（第6A圖）。藉由此種程序 而如第7圖所示，係可形成兩端部爲壁厚較厚、中間部爲壁 厚較薄之不等壁管10。所獲得之不等壁管10之外徑係爲 23mm、兩端部之厚度係爲2.3mm、中間部之厚度係爲2.0mm。 〔試驗例4 -1〕 準備有AM60、AZ31、AZ61、以及ZK60合金之各擠製材 料（外徑0 26.0mm、壁厚1.5 mm、長度2000mm)。實施用以 進行拉伸之型鍛加工，爲了消除型鍛加工之加工硬化，而以 3 5 (TC進行1小時期間的熱處理後，便以下列的條件進行拉 伸加工。 拉伸加工係以使用有柱塞之柱塞拉伸來進行，在靠近壓模 前設置有高頻加熱裝置，且使管插入至壓模時的溫度設定成 1 5 0°C。壓模係以內徑：0 24.5mm來實施加工、柱塞係以外 徑4 2 1.7mm來實施加工。斷面減少率係分別爲15.0%。其 結果，係可毫無問題的不因其合金種類而進行加工。高頻加 -55- 1298087 熱係確認有極有效之加熱方法。 〔試驗例4-2〕 準備有AM60、AZ31、AZ61、以及ZK60合金之各擠製材 料（外徑0 26.0mm、壁厚1.5mm、長度2000 mm)。實施用以 進行拉伸之型鍛加工時，爲將管前端浸漬在200 °C之潤滑油 中進行加熱，導入至型鍛機而進行型鍛加工。藉由此種加 熱，而可進行不會在管上產生裂痕等之型鍛加工。加熱時間 係以2分鐘便可充分加熱，已知作爲加熱手段係以浸漬至潤 滑油中者最爲有效。此外，在藉由本發明所達成之加工中， 亦可確認可獲得厚度爲〇.5mm之鎂基合金管。 〔試驗例4-3〕 準備有 AZ61合金之擠製材料（外徑0 26.0mm、壁厚 1 .5mm、長度200 0mm)。實施用以進行拉伸之型锻加工後， 在1 0根擠製材中、於拉伸加工時之初期加工部周邊上進行 被覆膜處理。被覆膜處理係爲，使P T F E於水中分散，僅將 初期加工部周邊浸漬於分散液中，在拉起後，僅將浸漬部以 4〇(TC之溫度進行5分鐘期間的加熱處理。 針對於已實施此種被覆膜處理之1 0根擠製材料、以及剩 餘之未進行被覆處理之1 0根擠製材料來進行拉伸加工。拉 伸加工係爲，使用柱塞來進行柱塞拉伸，藉由將管浸漬於已 加熱成1 8 0 °C之潤滑油中而進行加熱，拉起後，在冷卻前以 抽製機來進行拉伸加工。即將插入壓模前之管的溫度係約爲 1 5 0°C。壓模係以內徑：0 24.5mm來實施加工、柱塞係以外 -56- 1298087 徑0 21.7mm來實施加工。斷面減少率係爲15 〇%。 相對於在未進行被覆膜處理之管中所認定有1 〇根中有6 根有燒烤痕現象，已進行被覆膜處理之管中係完全未認定有 燒烤痕現象。亦即，縱使僅在初期加工部周邊上進行被覆膜 處理’仍可知具有極大的防止燒烤痕之效果。 〔試驗例4 - 4〕 準備有20根AZ61合金之擠製材料（外徑0 26.0mm、壁厚 1.5mm、長度2000mm)。在該擠製材料上進行型鍛加工，所 進行之拉伸加工一旦外徑爲呈024.5 mm、壁厚爲呈1.5mm ® 後’便以3 5 0 °C進行1小時期間的加熱處理。 將上述所獲得之管作爲被加工材料，在實施用以進行拉伸 之型鍛加工後，再進行拉伸加工。拉伸加工係藉由使用有柱 - 塞之柱塞拉伸來進行。在合計爲20根之試料中，1 〇根係爲 -以在35〇C加熱之大氣加熱爐中將管前端部（在開始加工 時’接觸壓模與柱塞之初期加工部）進行加熱，在冷卻至室 溫前則藉由抽製機來進行拉伸加工。壓模插入時之管的溫度 係約爲200 °C。剩餘的1 0根係不進行加熱而進行拉伸加工。 殘留之試料係不進行管前端部之加熱而進行拉伸加工。壓模 係以內徑：4 23.1mm來實施加工、柱塞係以外徑</) 20.4mm 來實施加工。斷面減少率係分別爲1 4.9 %。 相對於在未進行管前端部之加熱處理之管中所認定有1〇 根中有9根有燒烤痕現象，已進行管前端部之加熱之管中係 完全未認定有燒烤痕現象。亦即，縱使僅有管前端部之加 -57- 1298087 熱，仍可知具有極大的防止燒烤痕之效果。 此外，將同樣的實驗於改變管前端部之加熱溫度來進行 時，在低於150°C之加熱溫度中的效果係較少，而高於400 °C以上雖可加工，不過卻認定有氧化。 〔試驗例4 - 5〕 準備有 AZ61合金之擠製材料（外徑0 34· 0mm、壁厚 3.0mm、長度2000mm)。實施用以進行拉伸之型鍛加工，爲 了消除型鍛加工之加工硬化，而以35(TC進行1小時期間的 熱處理後，便以下列的條件進行拉伸加工。 拉伸加工係以使用有柱塞之柱塞拉伸來進行，壓模係以內 徑：0 3 1 mm來實施加工、柱塞係以外徑0 2 5 mm來實施加 工。斷面減少率係爲9.7%。藉由將管浸漬於已加熱成180 t之潤滑油中而進行加熱加工前之管，且將加工溫度設爲 1 40 °C。在此所稱之加工溫度係爲即將插入壓模前之管溫度。 將所獲得之拉伸管以3 5 0 °C進行1小時期間之熱處理。將 熱處理後之材料藉由下列條件、使用心軸而進行不等壁加 工。管兩端之壁厚較厚部分（壁厚部：管之外徑：4 30mm) 係以外徑：0 24.2mm之心軸進行加工，而管中間之壁厚較 薄部分（薄壁部）係爲，使用外徑爲局部性形成較大的心軸而 進行加工。加工條件係爲，①將加工溫度設爲室溫而將氟素 樹脂被覆膜處理於管的情況，②將加工溫度設爲室溫而將氟 素樹脂被覆膜處理於心軸的情況，③將加工溫度設爲室溫而 未進行被覆膜處理的情況，④將加工溫度設爲140 °C而將氟 1298087 素樹脂被覆膜處理於管的情況，⑤將加工溫度設爲140°C而 將氟素樹脂被覆膜處理於心軸的情況，⑥將加工溫度設爲 1 40 °C而未進行被覆膜處理的情況。氟素樹脂被覆膜係爲使 用水分散形式之PFA。且將可否加工揭示於表2 1。 表2 1 室溫加工 140°C加工 過程 壓模內徑 薄壁部內徑 薄壁部加工度 在管上塗覆 氟素樹脂 於軸塗覆 氟素樹脂 無被覆 膜處理 在管上塗覆 氟素樹脂 於軸塗覆 氟素樹脂 無被覆 膜處理 (mm) (mm) (%) 1 29.0 23.2 9.9 〇 〇 〇 〇 〇 〇 2 29.0 23.5 14.1 〇 〇 〇 〇 〇 〇 3 29.0 23.8 18.3 〇 〇 〇 〇 〇 〇 4 29.0 24.0 21.1 〇 〇 X 〇 〇 〇 5 29.0 24.5 28.3 X X X 〇 〇 〇 由該表所見可知，鎂基合金管之不等壁加工係可藉由心軸 達成，藉由使氟素樹脂被覆膜形成在管或心軸上，而可製作 出壁厚更大不同之不等壁管。再者，藉由提昇加工溫度，而 可製作出壁厚更大不同之不等壁管。 加工溫度係爲，在100°c以下時則沒有效果，不過在超過 3 5 0°C時便會破斷。此係肇因於材料強度之減低。 再者，將加工厚壁部之心軸的外徑設爲22.0mm，且將加 工薄壁部之心軸外徑設爲24.5mm而進行加工。此種加工係 爲，將氟素樹脂被覆膜實施於管上而以室溫來進行。此時， 使用內徑29.6 mm— 28.7 mm— 28.0 mm之3片壓模而於每一過 程中進行3 5 0 °C之退火程序。其結果，可獲得厚壁部之厚度 爲3.0mm、且薄壁部之厚度爲1.75mm之極大壁厚差之不等 壁管。 〔產業上利用之可能性〕 若藉由如上述說明之本發明的鎂基合金管之製造方法 -59- 1298087 時，藉由特定型鍛加工條件或拉伸加工條件，便可獲得兼具 強度與韌性之鎂基合金管。特別是該管爲具有較高之拉伸強 度、較高之YP比、或是較高之0.2%耐力，即使在關於延 伸之韌性方面係顯現出優越之特性。從而，本發明之鎂基合 金管係有效利用於椅子、桌子、輪椅、擔架、登山用之杖等 管類、或是汽車等框架用管類，要求除了強度之外更具有輕 量之用途。 【圖式簡單說明】 第1A〜D圖所示係爲管之拉伸方式之說明圖。 第2圖所示係爲AZ3 1之合金管外徑與加工度之間關係的 圖表。 第3圖所示係爲AZ6 1之合金管外徑與加工度之間關係的 圖表。 第4圖所示係爲加工度與拉伸例之間關係的圖表。 第5圖所示係爲在試驗例2 - 3中之試料Ν ο · 1 7 - 8之金屬組 織之顯微鏡相片。 第6A、B圖所示係爲不等壁管之製造程序，第6A圖係爲 將管進行空拉伸時之說明圖，第6 B圖係爲將管進行柱塞拉 伸時之說明圖。 第7圖所示係爲不等壁管之縱斷面圖。 【主要部分之代表符號說明】 1 :支撐棒 2 :柱塞 -60 - 1298087 3 :壓模 4 :母材管 5 :心軸

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Claims (1)

1298087 丨月h修(成)正本丨 第921045 44號「鎂基合金管及其製造方法」專利案 (2006年11月1日修正） 拾、申請專利範圍 1. 一種鎂基合金管，係爲包含有以下任一種化學成分的鎂基 合金管，其特徵在於：可藉由拉伸而獲得，延伸性爲3 %、 拉伸強度爲2 5 0MPa以上， ① 按質量％計，A1: 0.1〜12.0% ; ② 按質量％ 計，Zn: 1.0 〜10.0%、Zr: 0.1 〜2.0%。 2. 如申請專利範圍第1項之鎂基合金管，其中拉伸強度爲 350MPa 以上。 3. 如申請專利範圍第1項之鎂基合金管，其中延伸性爲15 〜20%、拉伸強度爲25 0〜3 50MPa。 4. 如申請專利範圍第1項之鎂基合金管，其中延伸爲5%以 上、拉伸強度爲280MPa。 5. 如申請專利範圍第4項之鎂基合金管，其中拉伸強度爲 3 00MPa 以上 ° 6·如申請專利範圍第4項之鎂基合金管，其中延伸性爲5% 以上1 2 %以下。 7.如申請專利範圍第4項之鎂基合金管，其中延伸性爲1 2 %以上。 8· —種鎂基合金管’係包含有以下任一種化學成分的鎂基合 金管，其特徵在於：可藉由拉伸加工而獲得，YP比爲0.75 1298087 ① 按質量％計，Al: 0.1〜12.0% ; ② 按質量％計，Zn: 1.0〜ίο』％、zr: 0.1〜2.0%。 9. 如申請專利範圍第8項之鎂基合金管，其中γρ比爲0.75 以上0.90以下。 10. 如申請專利範圍第8項之鎂基合金管，其中γρ比爲〇·9〇 以上。 11· 一種鎂基合金管，係爲包含有以下任一種化學成分的鎂 基合金管，其特徵在於：可藉由拉伸加工而獲得，0.2% 耐力爲220MPa以上； ① 按質量％計，A1: 0.1〜12.0% ; ② 按質量％ 計，Zn: 1.0 〜10.0%、Zr: 0.1 〜2.0%。 12.如申請專利範圍第11項之鎂基合金管，其中0.2%耐力 爲250MPa以上。 13·如申請專利範圍第1項之鎂基合金管，係爲包含有以下 任一種化學成分的鎂基合金管，其中構成管的合金之平均 結晶粒徑爲1 〇 // m以下； ① 按質量％計，A1: 0.1〜12.0% ; ② 按質量％ 計，Zn: 1.0 〜10.0%、Zr: 0.1 〜2.0%。 14.如申請專利範圍第1項之鎂基合金管，係爲包含有以下 任一種化學成分的鎂基合金管，其中構成管的合金之平均 結晶粒徑係爲細微的結晶粒與粗大的結晶粒之混粒組織； ① 按質量％計，A1 : 0.1〜12.0% ; ② 按質量％ 計，Zn: 1.0 〜10.0%、Zr: 0.1 〜2.0%。 1298087 15·如申請專利範圍第η項之鎂基合金管，其中構成管的合 金之平均結晶粒徑係爲3 # m以下之結晶粒、以及平均粒 徑1 5 // m以上之結晶粒的混合組織。 1 6 ·如申請專利範圍第！ 5項之鎂基合金管，其中平均結晶粒 徑3 // m以下之結晶粒的面積率係爲整體之1 0 %以上。 17.如申請專利範圍第1項之鎂基合金管，係爲包含有以下 任一種化學成分的鎂基合金管，其中該管之金屬組織係爲 雙晶與再結晶粒之混合組織； ① 按質量％計，A1: 0.1〜12.0% ; ② 按質量％ 計，Zn: 1.0 〜10.0%、Zr: 0.1 〜2.0%。 1 8 ·如申請專利範圍第1至1 7項中任一項之鎂基合金管，其 中管表面之表面粗度爲RzS5/zm。 19.如申請專利範圍第1至17項中任一項之鎂基合金管，其 中管表面之軸向殘留拉伸應力係爲80MPa以下。 2 0.如申請專利範圍第1至17項中任一項之鎂基合金管，其 中管之外徑之偏徑差係爲〇.〇2mm以下。 2 1 .如申請專利範圍第1至1 7項中任一項之鎂基合金管，其 中管之橫斷面形狀係爲非圓形狀。 22.如申請專利範圍第1至17項中任一項之鎂基合金管，其 係包含有按質量％計，Al :0.1〜12.0%的鎂基合金，再者’ 包含有按質量％計，Μη : 0.1〜2.0%。 2 3.如申請專利範圍第22項之鎂基合金管，係包含有，按質 量％計，Α1: 0.1〜12.0%的鎂基合金，更包含有，按質量 1298087 %計，Zn : 0.1〜5.0%以及Si : 0.1〜5.0%所形成之群組 中至少選擇1種。 24·如申請專利範圍第丨至17項中任一項之鎂基合金管，其 中厚度爲〇.5mm以下。 2 5 ·如申請專利範圍第i至1 7項中任一項之鎂基合金管，其 中該管係爲，外徑在長邊方向呈均勻狀，而內徑爲兩端部 較小、中間部爲較大的不等壁管。 26·—種鎂基合金管之製造方法，其特徵在於具備有下列程 序： 準備由下述之（A)〜（C)之任一化學成分所形成的鎂基合 金之母材管的程序： (A) 包含有，按質量％計，A1 : 0.1〜12.0%的鎂基合金； (B) 包含有，按質量％計，A1: 0.1〜12.0%，更包含有 由 Μη: 0·1 〜2.0%、Ζη: 0·1 〜5.0% 以及 Si: 0.1 〜5.0% 所形成之群組中至少選擇1種的鎂基合金； (C) 包含有，按質量％計，Zn: 1.0〜1〇·〇%、Zr: 0.1〜 2.0%的鎂基合金；和 在母材管上進行型鍛加工之型鍛加工程序；以及 使用壓模將已型鍛加工之母材管進行拉伸加工之拉伸 程序； 前述拉伸程序係至少將初期加工部加熱成50°C以上的 拉伸溫度來進行，該初期加工部係型鍛後之母材管與壓模 接觸的部位。 1298087 27. 如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 對前述拉伸溫度之加熱，係藉由在雰圍氣爐中之母材管的 加熱、藉由高頻加熱爐中之母材管的加熱、或是藉由拉伸 壓模之加熱來進行。 28. 如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 拉伸溫度係爲l〇〇°C以上3 5 0°C以下。 2 9.如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 在拉伸加工之一次的加工中，斷面減少率爲5 %以上。 3 0.如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 拉伸加工係由多數之壓模以多階段來進行。 3 1 .如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 拉伸加工係爲至少採用壓模之加工，已完成型鍛加工之母 材管係僅加熱會與壓模接觸之初期加工部，以該加熱溫度 或是冷卻途中來進行拉伸加工。 32. 如申請專利範圍第31項之鎂基合金管之製造方法，其中 初期加工部之加熱溫度係爲15(TC以上400°C以下。 33. —種鎂基合金管之製造方法，其特徵在於具備有下列程 序： 準備由下述之（A)〜（C)之任一化學成分所形成的鎂基合 金之母材管的程序： (A):包含有，按質量％計，A1: 0.1〜12.0%的鎂基合 金； (B):包含有，按質量％計，A1: 0.1〜12.0%，更包含 1298087 有由 Μη: 0_1 〜2.0%、Zn: 0.1 〜5.0% 以及 Si: 〇」〜5.0 %所形成之群組中至少選擇1種的鎂基合金； (C):包含有，按質量％ 計，Ζη: 1·0 〜10.0%、Zr: 0.1 〜2.0%的鎂基合金； 在母材管上進行型鍛加工之型鍛加工程序； 以及將已型鍛加工之母材管進行拉伸加工之拉伸程序； 前述型鍛加工係爲，至少對被導入至型鍛加工機之母材 管的前端加工部進行加熱。 3 4 .如申請專利範圍第3 3項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述前端加工部之加熱，係爲藉由加熱型鍛加工機中之與 母材管間的接觸部來進行。 3 5.如申請專利範圍第33項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述型鍛加工係爲，至少將前端加工部中之導入溫度設爲 5 0〜4 5 0 °C來進行。 3 6.如申請專利範圍第33項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述型鍛加工係爲將保溫材插入母材管之端部來進行。 37.如申請專利範圍第33項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述型鍛加工係爲藉由已加熱之液體來加熱母材管之前 端、且以型锻機（swaging machine)來進行。 3 8.如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 更具有事先在前述拉伸程序前，至少於母材管之初期加工 部上實施潤滑處理之程序。 3 9.如申請專利範圍第38項之鎂基合金管之製造方法，其中 1298087 前述潤滑處理係爲，將母材管浸漬於已預熱之潤滑油中。 4〇·如申請專利範圍第38項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述潤滑處理係將潤滑被覆膜形成在母材管上。 4 1 ·如申請專利範圍第40項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述潤滑被覆膜係爲氟素系樹脂被覆膜。 42·如申請專利範圍第41項之鎂基合金管之製造方法，其中 氟素系樹脂係指PTFE或PFA。 43. 如申請專利範圍第40項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述潤滑被覆膜係爲，將氟素系樹脂分散於水中，將母材 ® 管浸漬於該分散水中，藉由加熱由分散水中拉起之母材管 而形成。 44. 如申請專利範圍第43項之鎂基合金管之製造方法，其中 - 由分散水中拉起之母材管係以300〜450 °C來進行加熱處 . 理。 45·如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 拉伸加工係爲藉由使用有貫通壓模之心軸來進行心軸拉 伸，且將潤滑被覆膜形成在該心軸上。 ® 4 6.如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 前述拉伸程序係爲： 將母材管之一端側插通於壓模內，同時進行不將該母材* 管夾入壓模內面與柱塞之間的空拉伸； 母材管之中央部爲在壓模內面與柱塞之間進行S Ul S 材管的柱塞拉伸； 1298087 母材管之另一端側係進行不將該母材管夾入壓模內面 與柱塞之間的空拉伸，而形成兩端部爲厚壁而中間部之厚 度較薄的不等壁管。 4 7.如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 拉伸加工爲使用有貫通壓模之心軸來進行心軸拉伸，而在 該心軸上使用外徑爲在長度方向形成相異的心軸，以形成 不等壁管。 48·如申請專利範圍第47項之鎂基合金管之製造方法，其中 在拉伸時，係握持突出於壓模出口側之母材管的前端加工 部而進行拉伸。 49. 如申請專利範圍第47項之鎂基合金管之製造方法，其中 係變更壓模徑値而進行多次拉伸。 50. 如申請專利範圍第26項之鎂基合金管之製造方法，其中 更具有熱處理程序，係將拉伸加工所獲得之加工管加熱成 1 5 0 °C以上。 51. 專利範圍第50項之鎂基合金管之製造方法，其中熱處理 程序之加熱溫度係爲3 00°C以下。