WO2002099148A1

WO2002099148A1 - Fil d'alliage a base de magnesium et son procede de production

Info

Publication number: WO2002099148A1
Application number: PCT/JP2002/004759
Authority: WO
Inventors: Yukihiro Oishi; Nozomu Kawabe
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2002-12-12
Also published as: US20130029180A1; CN101525713B; EP1400605A4; JP2003293069A; US8308878B2; CN1513063A; CN100467645C; DE60237820D1; EP1400605B1; KR100613045B1; CA2448052A1; US8657973B2; EP2113579B1; KR20030096421A; EP2113579A1; JP3592310B2; CN101525713A; KR20050110044A; KR100612538B1; TWI293986B

Description

マグネシゥム基合金ワイヤおよびその製造方法技術分野

本発明は、高靭性のマグネシウム基合金ワイヤおよびその製造方法に関するものである。さらに、マグネシウム基合金ワイヤを用いたばねに関するものである。背景技術

マグネシウム基合金は、アルミニウムよりも軽く、比強度、比剛性が鋼やアルミニゥムよりも優れており、航空機部品、自動車部品などの他、各種電気製品のボディーなどにも広く利用されている。

し力し、 Mgおよびその合金は、最密六方格子構造であるため延性に乏しく、塑性加工性が極めて悪い。そのため、 Mgおよびその合金のワイヤを得ることは極めて困難であった。

また、铸造材の熱間圧延や熱間押出しによつて丸棒が得られるものの、靭性がなく、絞り値は 15%に満たないもので、例えば冷間でのばね加工などには適さなかった。さらに、マグネシウム基合金を構造材に適用する場合、一般的な構造材と比較して、 YP比（0. 2%耐力/引張強度）や捻り降伏比て₀.₂7て（捻り試験における 0. 2%耐カ τ ₀.₂の最大せん断応力に対する比）が劣る。

一方、待開平 7- 3375号公報には、 Mg— Ζη— X系（X： Y、 Ce、 Nd、 Pr、 Sm、 Mm) の高強度のマグネシウム基合金が開示され、 600MPa〜726MPaの強度を得ている。また、靭性に関しては、密着曲げのテストが行なわれている。

し力し、ここで得られる材料形状は、直径 6mm、長さ 270瞧の短い棒材にすぎず、記述されている方法（粉末の押し出し）で長尺のワイヤを得ることはできない。また、 Y、 La、 Ce、 Nd、 Pr、 Sm、 Mm等の添加元素を数原子％オーダーで含むため、高コストであるだけでなく、リサイクル ¾Ξにも劣る。

さらに、 Journal of materials science letters 20, 2001， 457— 459には、 AZ91合金の鎵造材における疲労強度の記述があり、約 20MPa程度と極めて低い。日本機械学会第 72期全国大会公演論文集 I、 P35〜P37には、 AZ21合金押し出し材の回転曲げ疲労試験結果が記述されており、 10⁷回までの評価ではないものの、 lOOMPaの疲労強度であることを示している。また、軽金属学会第 99回秋期大会公演概要（2000) P73〜P74には、 AE40、 AM60および ACaSr6350pのチクソモーノレデイングによる成形材の回転曲げ疲労特性が記述されている。しカゝし、室温での疲労強度は、それぞれ 65MPa、 90 Pa_N lOOMPaである。すなわち、マグネシウム基合金の回転曲げ疲労強度では、 lOOMPaを越える疲労強度は得られていない。発明の開示

本発明の主目的は、強度と靭性に優れたマグネシウム基合金のワイヤと、その製造方法、ならびにマグネシゥム基合金ワイヤを用いたばねを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、 YP比やて ₀.₂ノて _maxが高いマグネシウム基合金のヮィャと、その製造方法.を提供することにある。

さらに、本発明の別の目的は、 lOOMPaを越える高い疲労強度を有するマグネシゥム基合金ワイヤと、その製造方法を提供することにある。

本発明者らは、通常は困難なマグネシウム基合金の引き抜き加工について種々の検討を行った結果、引き抜き加工時の加工温度を特定し、さらに必要に応じて所定の熱処理を組み合わせることで、強度と靭性に優れるワイヤを得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

(マグネシゥム基合金ヮィャ）

すなわち、本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 1の特徴は、下記の (A)〜（E) のいずれかの化学成分からなるマグネシウム基合金ワイヤであって、直径 dを 0. lmni以上 10. 0瞧以下、長さ Lを 1000d以上、引張強度を 220MPa以上、絞りを 15%以上、伸びを 6%以上としたことにある。

(A)質量⁰ /₀で、 A1 ： 2. 0〜12. 0%、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金

(B)質量％で、 A1： 2. 0〜12. 0%、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含み、さらに Zn： 0. 5〜2. 0%、 Si ： 0. 3〜2. 0%から選択される元素を 1種以上含むマグネシウム基合金 (C)質量。 /。で、 Zn： 1. 0—10. 0%, Zr： 0. 4〜2. 0%を含むマグネシウム基合金

(D)質量⁰ /₀で、 Zn： 1. 0〜10. 0%、 Zr： 0. 4〜2. 0%を含み、さらに Mn： 0. 5〜2. 0% を含むマグネシゥム基合金

(E)質量％で、 Zn 1. 0〜10. 0%、希土類元素： 1. 0〜3. 0%を含むマグネシウム基合金

このワイヤに用いられるマグネシゥム基合金には、鎳造用マグネシゥム基合金と展伸用マグネシゥム基合金のレ、ずれも利用することができる。より具体的には、例えば、 ASTM記号における AM系、 AZ系、 AS系、 ZK系、 EZ系などが利用できる。上記化学成分の他には Mg および不純物が含まれる合金として利用されることが一般的である。不純物には、 Fe、 Si、 Cu、 Ni_s Caなどが挙げられる。

AM系における AM60は A1： 5. 5〜6. 5%、 Zn： 0. 22%以下、 Cu： 0. 35%以下、 Mn： 0. 13%以上、 Ni： 0. 03%以下、 Si： 0. 5%以下を含有するマグネシウム基合金である。 AM100は A1： 9. 3〜10. 7%、 Zn： 0. 3%以下、 Cu： 0. 1 %以下、 Mn： 0. 1〜0. 35%、 Ni： 0. 01%以下、 Si： 0. 3%以下を含有するマグネシウム基合金である。

AZ系における AZ10は質量⁰ /₀で A1： 1. 0〜1. 5%、 Zn： 0. 2〜0. 6%、 Mn： 0. 2%以上、 Cu： 0. 1 %以下、 Si： 0. 1%以下、 Ca： 0. 4%以下を含有するマグネシウム基合金である。 AZ21は質量⁰ /₀で A1： 1. 4〜2. 6%、 Zn： 0. 5〜1. 5%、 Mn： 0. 15〜0. 35%、 Ni： 0. 03%以下、 Si： 0. 1 %以下を含有するマグネシウム基合金である。 AZ31 は A1： 2. 5〜3. 5%、 Zn： 0. 5〜1. 5%、 Mn： 0. 15%〜0. 5%、 Cu： 0. 05%以下、 Si： 0. 1% 以下、 Ca： 0. 04%以下を含有するマグネシウム基合金である。 AZ61は A1： 5. 5〜 7. 2%、 Zn： 0. 4〜1. 5%、 Mn： 0. 15—0. 35%、 Ni： 0. 05%以下、 Si： 0. 1 %以下を含有するマグネシウム基合金である。 AZ91は A1： 8. 1〜9. 7%、 Zn： 0. 35〜1. 0%、 Mn： 0. 13%以上、 Cu： 0. 1 %以下、 Ni： 0. 03%以下、 Si： 0. 5%以下を含有するマグネシゥム基合金である。

AS系における AS21は、質量％で A1： 1. 4〜2. 6%、 Zn： 0. 1 %以下、 Cu： 0. 15% 以下、 Mn： 0. 35〜0. 60%、 Ni： 0. 001 %、 Si： 0. 6〜1· 4%を含有するマグネシウム基合金である。 AS41は A1： 3. 7〜4. 8%、 Zn： 0. 1 %以下、 Cu： 0. 15%以下、 Mn： 0. 35〜0. 60%、 Ni： 0. 001 %以下、 Si： 0. 6〜1. 4%を含有するマグネシウム基合金である。 ZK系における ΖΚ60は Ζη： 4. 8〜6. 2%、 Zr： 0. 4%以上を含有するマグネシウム基合金である。

EZ系における EZ33は Zn： 2. 0〜3. 1 %、 Cu： 0. 1 %以下、 Ni： 0. 01 %以下、 RE： 2. 5〜4. 0%、 Zr： 0. 5〜1 %を含有するマグネシウム基合金である。ここで、 REは希土類元素であり、通常は Prと Ndの混合物が利用されることが多い。

マグネシウム単体では十分な強度を得ることが難しいが、上記の化学成分を含むことで好ましい強度が得られる。また、後述する製造方法により靭性にも優れたワイヤを得ることができる。

そして、上記の引張強度、絞り、伸びを具えることで、強度と靭性を兼ね備え、ばね加工などの後加工を容易に行うことができる。より好ましい引張強度は AM 系、 AZ系、 AS系、 ZK系では 250MPa以上、さらに好ましくは 300MPa以上、特に好ましくは 330MPa以上である。 EZ系でのより好ましい引張強度は 250MPa以上でめる。

また、より好ましい絞りは 30%以上、特に好ましくは 40%以上である。中でも、 AZ31は絞り 40%以上を達成するのに好適な化学成分である。さらに、 A1： 0. 1〜 2. 0%未満、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金も絞り 30%以上を達成するのに好ましい化学成分である。 A1： 0. 1〜2. 0%未満、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシゥム基合金のより好ましい絞りは 40%以上、特に好ましい絞りは 45%以上である。そして、より好ましい伸びは 10%以上、引張強度は 280MPa以上である。 . 本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 2の特徴は、上記の化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、 YP比を 0. 75以上としたことにある。

YP 比は「0. 2%耐力/引張強度」で表される比率である。マグネシウム基合金を構造材として適用する場合、高強度であることが望まれる。その際、実際の使用限界は引張強度ではなく 0. 2%耐力の大きさによって決定されることから、高強度のマグネシウム基合金を得るためには、引張強度の絶対値を上げることだけでなく、 YP比を大きくする必要がある。従来、 AZ10合金や AZ21合金などの展伸材では、熱間押し出しによって丸棒が得られてはいるが、その引張強度は 200〜 240MPaであり、 YP比（0. 2%耐カ Z引張強度）は 0. 5〜0. 75未満である。本発明では、引き抜き加工時、加工温度、加工温度への昇温速度、加工度、線速を特定したり、引き抜き加工後に所定の熱処理を施すことで YP比が 0. 75以上のマグネシゥム基合金ワイヤを得ることができる。

例えば、加工温度への昇.温速度： l°C/sec〜100°C/sec、加工温度： 50°C以上 200°C 以下（より好ましくは 150°C以下）、加工度： 10%以上、線速： lm/_sec以上で引き抜き加工を行うことで、 YP比が 0. 90以上のマグネシウム基合金ワイヤを得ることができる。さらに、上記引き抜き加工後に冷却し、温度： 150°C以上 300°C以下、保持時間： 5rain以上の熱処理を施すことで、 YP比が 0. 75以上 0. 90未満のマグネシゥム基合金ワイヤを得ることができる。 YP比は大きい方が強度に優れるが、後加工が必要な場合には加工性に劣ることになるため、 0. 75以上 0. 90未満のマグネシゥム基合金ワイヤは、特に製造性をも考慮すると実用的である。より好ましレヽ YP比は 0. 80以上 0. 90未満である。

本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 3の特徴は、上記の化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、捻り試験における 0. 2%耐カ τ。.₂の最大せん断応力てに対する比 τ ₂Ζ τ„,_axを 0. 50以上としたことにある。

コィルばねのような捻り特性が影響する用途に関しては、引っ張り時の YP比だけでなく、捻り降伏比、すなわちて。 .₂Ζ τ の大きいことが重要となる。本発明では、引き抜き加工時、加工温度、加工温度への昇温速度、加工度、線速を特定したり、引き抜き加工後に所定の熱処理を施すことでて ₀. ₂/ て _maxが 0. 50以上のマグネシゥム基合金ワイヤを得ることができる。

例えば、加工温度への昇温速度： l°C/sec〜100°C/sec、加工温度： 50°C以上 200°C . 以下（より好ましくは 150°C以下）、加工度： 10%以上、線速： Ira/sec以上で引き抜き加工を行うことで、 τ 0. ₂/ てが 0. 60以上のマグネシゥム基合金ワイヤを得ることができる。さらに、上記引き抜き加工後に冷却し、さらに温度： 150°C以上 300°C以下、保持時間： 5min以上の熱処理を施すことで、 τ ₀.₂/ τ _maxが 0. 50以上 0. 60未満のマグネシゥム基合金ワイヤを得ることができる。

本発明マグネシゥム基合金ワイヤの第 4の特徴は、上記化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、ワイヤを構成する合金の平均結晶粒径を 10 ηι以下としたことにある。

マグネシウム基合金の平均結晶粒径を微細化し、強度と靭性がバランスしたマグネシゥム基合金ワイヤとすることで、ばね加工などの後加工を容易に行うことができる。平均結晶粒径の制御は、主に引き抜き加工時の加工温度を調整することにより ί亍ぅ。

特に、平均結晶粒径が 5 μ m以下の微細な組織とすれば、より一層強度と靭性がバランスしたマグネシウム基合金ワイヤを得ることができる。平均結晶粒径が 5 以下の微細な結晶構造は、弓（き抜き加工後に好ましくは 200°C以上 300°C以下、さらに好ましくは 250°C以上 300°C以下の熱処理を施すことで得ることができる。さらに、平均結晶粒径が 4 μ m以下の微細な結晶構造は、疲労特性を向上させることができる。

本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 5の特徴は、上記化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、ワイヤを構成する合金の結晶粒径が、微細な結晶粒と粗大な結晶粒の混粒組織としたことにある。，

結晶粒を混粒組織とすることで、強度と靭性を兼ね備えたマグネシゥム基合金ワイヤを得ることができる。混粒組織の具体例としては、 3 ^以下の平均粒径を持つ微細な結晶粒と、 15 μ m 以上の平均粒径を持つ粗大な結晶粒との混合組織が挙げられる。中でも 3 μ πι以下の平均粒径を有する結晶粒の面積率を全体の 10% 以上とすることで、一層強度と靭性に優れるマグネシゥム基合金ワイヤを得ることができる。このような混粒組織は後述する引き抜き加工と熱処理の組合せによ. り得ることができる。特に、その熱処理は 100〜200°Cで行うことが好ましい。本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 6の特徴は、上記の化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、ワイヤを構成する合金の表面粗さを Rz≤ 10 μ ιηとしたことにある。

ί

表面が平滑なマグネシウム基合金ワイヤを得ることで、このワイヤを用いてばね加工なども容易に行うことができる。ワイヤ表面粗さの制御は、主に引き抜き加工時の加工温度を調整することにより行うことができる。その他、引き抜き速度や潤滑剤の選定などの伸線条件によっても表面粗さは影響を受ける。

本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 7の特徴は、上記の化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、ワイヤ表面の軸方向残留引張応力を 80MPa以下としたことにある。ワイヤ表面の軸方向残留引張応力が 80MPa以下であれば、後工程での変形加工や切削加工における加工精度を十分に確保することができる。軸方向残留引張応力の調整は、引き抜き加工条件（温度、加工度）およびその後の熱処理条件（温度、時間）などで調整することができる。特に、ワイヤ表面の軸方向残留引張応力を lOMPa以下とすることで、疲労特性に優れたマグネシウム基合金ワイヤを得ることができる。

本発明マグネシゥム基合金ワイヤの第 8の特徴は、上記の化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、圧縮引張の繰り返し振幅応力を I X 10⁷回付与した場合の疲れ強さが 105MPa以上としたことにある。

このような疲労特性を具えるマグネシウム基合金ワイヤを得ることで、高い疲労特性が要求されるばね、携帯家電製品の補強用フレーム、ねじなどの幅広い分野にマグネシウム基合金を利用することができる。この疲労特性を具えたマグネシゥム基合金ワイヤは、引き抜き加工後に 150〜250°Cの熱処理を行うことで得ることができる。 ·

本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 9の特徴は、上記の化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、ワイヤの偏径差を 0. 01mm以下としたことにある。偏径差は、ワイヤの同一断面における径の最大値と最小値との差である。偏径差を 0. 01瞧以下とすることで、自動溶接機での利用を容易にすることができる。また、ばね用ヮィャでは、偏径差を 0. 01瞧以下とすることで、安定したばね加工が可能になり、ばね特性が安定する。

本発明マグネシウム基合金ワイヤの第 10の特徴は、上記の化学成分のマグネシゥム基合金ワイヤであって、ワイヤの横断面形状を非円形としたことにある。ワイヤの断面形状は最も一般的には円形である。しカゝし、靭性にも優れる本発明ワイヤでは円形に限らず、断面が楕円や矩形 ·多角形の異形ワイヤとすることも容易にできる。ワイヤの断面形状を非円形にするには、ダイスの形状を変えることで容易に対応できる。このような異形ワイヤは眼鏡フレームや携帯電子機器のフレーム補強材等への適用に適する。

(マグネシゥム基合金溶接線）上記のワイヤは溶接線として利用することができる。特に、リールに巻き取つた溶接線を引き出して自動溶接機において使用するのに好適である。溶接線としては、化学成分を AM系、 AZ系、 AS系、 ZK系のマグネシウム合金線、特に上記化学成分 (A)〜（C)とすることが好適である。また、線径は 0. 8〜 0瞧とすることが好ましい。さらに、引張強度も 3³0MPa以上とすることが望ましい。このようなら径と引張強度を具えることで、溶接線としてリールへの卷き取りや引き出しが支障なく行える。

(マグネシウム基合金ばね）

本発明マグネシウム基合金ばねは、上記のマグネシウム基合金ワイヤをばね加ェしたことを特徴とする。

上述のマグネシゥム基合金ワイヤは強度と靭性の双方を兼備しているため、何ら支障なくばね加工することができる。特に、冷間にてばね加工を行うこともできる。 -

(マグネシゥム基合金ヮィャの製造方法）

そして、本発明マグネシウム基合金ワイヤの製造方法は、上記 (A)〜(E)のいずれかの化学成分からなるマグネシゥム基合金の原料母材を用意する工程と、この原料母材を引き抜き加工することで線状に加工する工程とを具えることを特徴とする。

本発明方法により、ばね加工等の後加工が容易であり、携帯家電製品等の補強用フレーム材ゃ、長尺の溶接機、ねじ等として有効利用できるワイヤを得ることができる。特に、直径の 1000倍以上の長さを有するワイヤを容易に製造することができる。 .

原料母材は、鎊造または押出しなどにより得られたバルク材ゃ棒材を利用することができる。引き抜き加工は、原料母材を穴ダイスもしくはローラーダイス等に通すことで行う。この引き抜き加工は、加工温度を 50°C以上、より好ましくは 100°C以上として加工を行うことが好ましい。加工温度を 50°C以上とすることでワイヤの加工が容易となる。但し、加工温度が高くなると、強度低下を招くため、加工温度は 300°C以下が好ましい。より好ましい加工温度は 200°C以下、さらに好ましい加工温度は 150°C以下である。本発明では、ダイスの前にヒータを設置して、ヒータの加熱温度を加工温度としている。

この加工温度への昇温速度は、 rC/sec〜100°C/secとすることが好ましい。また、引き抜き加工の線速は lra/min以上が好適である。

引き抜き加工は、穴ダイスまたはローラダイスを複数用いて、多段階に行うこともできる。この繰り返し多バスの引き抜き加工を行うことで、より細径のワイャを得ることができる。特に、直径 6mra未満のワイヤも容易に得られる。

一回の引き抜き加工における断面減少率は 10%以上が好ましい。低加工度では得られる強度が小さいため、 10%以上の断面減少率の加工を行うことで、容易に適切な強度と靱性のワイヤを得ることができる。より好ましい 1パス当たりの断面減少率は 20%以上である。ただし、加工度が大きくなりすぎると実際に加工できないため、 1パス当たりの断面減少率の上限は 30%程度以下である。

さらに、引き抜き加工におけるトータルの断面減少率は 15%以上であることが好適である。より好ましいトータル断面減少率は 25%以上である。このようなト一タル断面減少率の引き抜き加工と後述する熱処理との組合せにより、金属組織を混粒組織または微細結晶化でき、強度と靭性を兼ね備えたワイヤを得ることが可能になる。

また、引き抜き加工後の冷却速度は 0. l°C/sec以上が好ましい。この下限値を下回ると結晶粒の成長を促進してしまう。冷却手段には衝風などが挙げられ、速度の調整は風速、風量などにより行うことができる。

さらに、引き抜き加工の後、ワイヤを 100°C以上 300°C以下に加熱することで、靭性を向上させることができる。より好ましい加熱温度は 150°C以上 300°C以下である。この加熱温度の保持時間は 5〜20分程度が好ましい。この加熱焼鈍は、引き抜き加工で導入された歪みの回復及び再結晶を促進させる。この引き抜き加工後の焼鈍を行う場合、引き抜き加工温度は 50°C未満でも良い。引き抜き加工温度を 30°C以上程度とすることで、引き抜き加工自体は可能であり、その後に焼鈍を施すことで靭性を大幅に改善することができる。

すなわち、引き抜き加工後の焼鈍を行うことで、伸びが 12%以上、絞りが 40% 以上、 YP比が 0. 75以上 0. 90未満および τ ₀.₂/ τ„_raxが 0. 50以上 0. 60未満の少なくとも一つの特性を具えたマグネシウム基合金を得ることに好適である。

さらに、①圧縮引張の繰り返し振幅応力を 1 X 10⁷回付与した場合の疲れ強さが 105MPa以上であるマグネシゥム基合金ワイャ、②ワイャ表面の軸方向残留引張応力を lOMPa以下としたマグネシウム基合金ワイヤ、③平均結晶粒径 4 tn以下のマグネシゥム基合金ワイヤを得るには、引き抜き加工後に 150〜250°Cの熱処理を行うことが好適である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明ワイヤの光学顕微鏡による組織写真である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を説明する。

(実施例 1 )

質量。 /。で、 A1： 3. 0%、 Zn： 1. 0%、 Mn： 0. 15%を含み、残部が Mgおよび不純物からなるマグネシウム合金（ASTM記号 AZ— 31合金相当材）の抻出材（φ 6. 0mm)を用いて、種々の条件で穴ダイスによる引き抜き加工を行い、ワイヤを作製した。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は l〜10°C/sec、引き抜き加工の線速は 2m/minである。また、引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行った。平均結晶粒径は、ワイヤの断面組織を顕微鏡にて拡大し、視野内における複数の結晶の粒径を測定して、その平均値を求めた。引き抜き加工後のワイヤの直径は 4. 84〜5. 85mm (断面減少率 19 %の加工では 5. 4ram、断面減少率 5〜35%では 5. 85〜4. 84mm) である。加工温度を変化させた場合に得られたヮィャの特性を表 1に、断面減少率を変化させた場合に得られたヮィャの特性を表 2に示す。八断面減少率冷却速度引張強度破断伸び絞り結晶粒径 □ Sfe攝加工温度

や里

•°c % °C/sec MP a % %

加工無し 256 4.9 19.0 29.2 し半父

20 19 10 加工できず

50 19 10 380 8.1 51.2 5.0

100 19 10 320 8.5 54.5 6.5

AZ31 150 19 10 318 9.3 53.4 7.2 本発明例 200 19 10 310 9.9 52.6 7.9

250 19 10 295 10.2 53.8 8.7

300 19 10 280 10.2 54.0 9.2

350 19 10 280 10.2 53.2 9.8

表 2 0iく ¾

%

H

H P

表 1をみると、引き抜き加工前の押出材の靭性は、絞り 19%、伸び 4. 9%である。これに対して、 50°C以上の温度で引き抜き加工を行った本発明例は、 50%以上の絞り値と 8%以上の伸びを有している。更には、引き抜き加工前の強度を上回っており、強度を上げた状態で、高靭性化が達成されている。

また、引き抜き加工温度が 250°C以上では、強度の上昇率は小さい。従って、 50°Cから 200°Cの加工温度で、優れた強度と靭性バランスを示すことがわかる。 —方、 20°Cの室温での引き抜き加工は、断線のため加工できなかった。

表 2をみると、断面減少率 5%の加工度では、絞り、伸び共に低い値であるが、 10%以上の加工度になると 40%以上の絞り値、 8%以上の伸びを得ている。また、断面減少率 35%の加工度では引き抜き加工はできなかった。このことから加工度 10%以上 30%以下の引き抜き加工によって優れた靭性を示すことがわかる。

得られたワイヤは、長さが直径の 1000倍以上であり、多パスの繰り返し加工も可能であった。また、本発明例の平均結晶粒径は、いずれも Ι Ο ΠΙ以下、表面粗さ Rzは、 ΙΟ μ ηι以下であった。さらに、ワイヤ表面の軸方向残留引張応力を X線回折法により求めたところ、本発明例はいずれも 80MPa以下であった。

(実施例 2) 質量％で、 A1： 6. 4%、 Zn： 1. 0%、 Mn： 0. 28%を含み、残部が Mgおよび不純物からなるマグネシウム合金（ASTM記号 AZ— 61合金相当材）の押出材 0誦）を用いて、種々の条件で穴ダイスによる引き抜き加工を行った。加ェ温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は l〜10°C/sec、引き抜き加工の線速は 2m/minである。また、引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行った。平均結晶粒径は、ワイヤの断面 &織を顕散鏡にて拡大し、視野内における複数の結晶の粒径を測定して、その平均値を求めた。引き抜き加工後のワイヤの直径は 4. 84〜5. 85mra (断面減少率 19%の加工では 5. 4mm、断面減少率 5〜35%では 5. 85〜 84瞧）である。加工温度を変化させた場合に得られたワイヤの特性を表 3に、断面減少率を変化させた場合に得られたワイヤの特性を表 4に示す。加工温度断面減少率冷却速度引張強度破断伸び絞り結晶粒径

合金

°C % °C/sec MP a % %

一加工無し 282 3.8 15.0 28.6 比較例

20 19 10 加工できず

50 19 10 430 8.2 52.2 4.8

100 19 10 380 8.6 55.4 6.3

AZ61 150 19 10 372 9.1 53.2 7.5

本発明例 200 19 10 365 9.8 52.8 7.9

250 19 10 340 10.3 52.7 8.3

300 19 10 301 10.1 53.2 9.1

350 19 10 290 10.0 54.1 9.9

»3 5 表 4

%

on

H P

n

表 3をみると、引き抜き加工前の押出材の靭性は、絞り 15%、伸びも 3. 8%と低い。これに対して、 50°C以上の温度で引き抜き加工を行った本発明例は、 50% 以上の絞り値と 8%以上の伸びを有している。更には、引き抜き加工前の強度を上回っており、強度を上げた状態で、高靭性化が達成されている。

また、引き抜き加工温度が 250^aC以上では、強度の上昇率は小さい。従って、 50。Cから 200。Cの加工温度で、優れた強度と靭性のバランスを示すことがわかる。一方、 20°Cの室温での引き抜き加工は、断線のため加工できなかった。

表 4をみると、断面減少率 5%の加工度では、絞り、伸び共に低い値である力 10%以上の加工度になると 40%以上の絞り値、 8%以上の伸びを得-ている。また、断面減少率 35%の加工度では引き抜き加工はできなかった。このことから加工度 10%以上 30%以下の引き抜き加工によって優れた靭性を示すことがわかる。得られたワイヤは、長さが直径の 1000倍以上であり、多パスの繰り返し加工も可能であった。また、本発明例の平均結晶粒径は、いずれも ΙΟ μ Γη以下、表面粗さ Rzは、 10 m以下であった。

(実施例 3) 実施例 1および 2で得られたワイヤおよび、同径の押出材を用いてばね加工を行った。直径 5. 0瞧のワイヤを用レ、、バネ外径 40mmのばね加工を行い、ばね加工の可否と材料の平均結晶粒径および表面粗さとの関係を調べた。平均結晶粒径の調整及び表面粗さの調整は主に引き抜き加工時の加工温度の調整により行った。本発明例における加工温度は 50〜200°Cである。平均結晶粒径は、ワイヤの断面組織を顕微鏡にて拡大し、視野内における複数の結晶の粒径を測定して、その平均値を求めた。表面粗さは Rzにより評価した。その結果を表 5に示す。

表 5

(実施例 4) .

質量％で、 A1： 6. 4%、 Zn： 1. 0%、 Mn： 0. 28%を含み、残部が Mgおよび不純物からなるマグネシゥム合金（ASTM記号 AZ61合金相当材）の押出材（ φ 6. Oram)を用いて、加工温度 ³⁵°C、断面減少率（加工度） 27. 8%の引き抜き加工を実施した。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は l〜10°C/sec、引き抜き加工の線速は 5ra/rainである。また、冷却は衝風冷却にて行った。冷却速度は 0. l°C/sec以上である。その結果、得られたワイヤは引張強度 460MPa、絞り 15%、伸び 6%の特性を示した。このワイヤを、 100。Cから 400°Cの温度で 15分間焼鈍し、引張特性を測定した結果を表 6に示す。 8 表 6

表 6を見てわかるように、焼鈍によって若干の強度低下を伴うものの、伸び、絞りの靭性が大幅に回復することがわかる。すなわち、伸線加工後に 100〜300°C で焼鈍すれば、 330MPa以上の引張強度を維持しつつ、靭性回復に極めて効果的である。 400°Cの焼鈍でも 300MPa以上の引張強度が得られ、十分な靭性が得られている。特に、引き抜き加工後に I00〜300°C焼鈍を施すことで、引き抜き加工温度が 50°C未満でも靭性に優れたワイヤを得ることができる。

(実施例 5)

質量 °/₀で、 Zn： 5. 5%、 Zr： 0. 45%を含み、残部が Mgおよび不純物からなる.マグネシゥム合金（ASTM記号 ZK60合金相当材）の押出材（φ 6. 0瞧）を用いて、種々の条件で穴ダイスによる引き抜き加工を行った。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は l〜10°C/sec、引き抜き加工の /線速は 5ra/rainである。また、冷却は衝風冷却にて行った。本発明例の冷却速度は 0. l°C/s_ec以上である。平均結晶粒径は、ワイヤの断面組織を顕微鏡にて拡大し、視野内における複数の結晶の粒径を測定して、その平均値を求めた。軸方向残留引張応力は、 X線回折法により求めた。引き抜き加工後のワイヤの直径は 4. 84〜5. 85瞧（断面減少率 19%の加工では 5. 4rara、断面減少率 5〜35%では 5. 85 〜4. 84ram)である。加工温度を変化させた場合に得られたワイヤの特性を表 7に、加工温度断面減少率冷却速度引張強度破断伸び絞り結晶粒径

口種：

。C % °C/sec MP a % % urn

加工無し 320 20.0 13.0 31.2

¥父例

20 19 10 加工できず

50 19 10 479 8.5 17.9 5.0

100 19 10 452 8.3 20.1 6.8

ZK60 150 19 10 420 9.8 25.6 6.8

本発明例 200 19 10 395 9.7 32.0 8.0

250 19 10 374 10.5 31.2 8.6

300 19 10 362 11.2 35.4 9.3

350 19 10 344 11.3 38.2 9.9

一 ¾ t 表 8

表 7をみると、押出材の靭性は、絞り 13%と低い。一方で、本発明である 50°C 以上の温度で引き抜き加工を行ったものは、強度が 330MPa以上であり、大幅な強度向上が認められる。また、 15%以上の絞り値と 6%以上の伸び値を有している。また、 250°C以上での加工では、強度の上昇率は小さい。従って、 50°Cから 200°C の加工温度で、優れた強度ー靭性バランスを示す。これに対して 20°Cの室温での引き抜き加工は、断線のため加工できなかった。

表 8をみると、 5%の加工度では、絞り、伸び共に低い値であるが、 10%以上の加工度で強度上昇が顕著であることがわかる。また、 35%の加工度では引き抜き加工はできなかつた。このことから加工度 10%以上 30%以下の引き抜き加工によつてワイヤが得られる。

得られたワイヤは、長さが直径の 1000倍以上であり、多パスの繰り返し加工も可能であった。また、本発明の平均結晶粒径は、いずれも 10 i ni以下、表面粗さ Rzは、 10 m以下、軸方向残留引張応力は 80MPa以下であった。

(実施例 6)

実施例 5で得られたワイヤおよび、同径の押出材を用いてばね加工を行った。ワイヤ径 5. 0 のワイヤを用い、バネ外径 0mmのばね加工を行い、ばね加工の可否と、材料の平均結晶粒径および表面粗さを測定した。表面粗さは Rzにより評価した。その結果を表 9に示す。表 9

表 9を見てわかるように、結晶粒径 ΙΟ μ πι以下、表面粗さ Rzが 10 m以下であるマグネシウムワイヤは、ばね加工が可能であるが、それ以外は加工中、ワイヤ破断により加工できなかった。従って、結晶粒径 ΙΟ μ πι以下、表面租さ Rzが 10 li m 以下である本発明のマグネシウム基合金ワイヤは、ばね加工が可能であるといえる。

(実施例 7)

下記に示す AZ31、 AZ61、 AZ91、 ZK60合金相当材の押出材（ 6. 0mm) を用意する。各化学成分の単位はすべて質量％である。

AZ31 ： A1 ： 3. 0%、 Zn： 1. 0%、 Mn： 0. 15%を含み、残部が Mgおよび不純物 AZ61 ： A1 ： 6. 4%、 Zn： 1. 0%、 Mn： 0. 28%を含み、残部が Mgおよび不純物 AZ91 ： A1 ： 9. 0%、 Zn： 0. 7%、 Mn： 0. 1%を含み、残部が Mgおよび不純物 ZK60 ： Zn： 5. 5%、 Zr： 0. 45%を含み、残部が Mgおよび不純物これら押出材を用いて、 100°Cの加工温度にて、 15〜25%/pass の加工度で ^ 1. 2mm まで穴ダイスにより線引き加工を実施した。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は l〜10°C/sec、引き抜き加工の線速は 5m/min である。また、冷却は衝風冷却にて行った。冷却速度は 0. l°C/sec 以上である。引き抜き加工時、本発明材は断線することもなく、長尺のワイヤを得ることができた。得られたワイヤは、直径の 1000倍以上の長さを有していた。

さらに引張試験、偏径差おょぴ表面粗さの測定を行った。偏径差は、ワイヤの同一断面における径の最大値と最小値との差である。表面粗さは R_Zにより評価した。各試験結果を表 10に示す。比較材として押出材の各特性も示した。表 1 0

表 10に示すように、本発明材は引張強度が 300MPa以上かつ絞りが 15%以上、伸びが 6%以上、更には、偏径差が 0. 01議以下、表面粗さ Rz≤10 / mの特徴を有することがわかる。

(実施例 8)

更に、引き抜き加工温度 50° (：、 150°C、 200°Cのそれぞれで、線径 φ 0. 8、 φ 1. 6、 2. 4瞧の溶接用ワイヤを実施例 7 と同様に作製し、同様の評価を行った。その結果、いずれも引張強度が 300MPa以上かつ絞りが 15%以上、伸びが 6%以上、更には、偏径差が 0. 01瞧以下、表面粗さ Rz ^ lO ^u raの特徴を有することが確認された。

また、得られたワイヤを 1. 0〜5. 0kg毎にリールに整列卷きをした。リールから引出されたワイヤは良好な線癖を有し、手溶接、 MIG、 TIG等の自動溶接で良好な溶接が期待できる。

(実施例 9) AZ- 31合金の押出材（Ψ 8. 0瞧）を用いて、加工温度 100°Cにて ψ 4. 6瞧まで引き抜き加工を行い（1パス加工度 10%以上、トータル加工度 67%) ワイヤを得た。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加ェ温度への昇温速度は l〜10°C/sec、引き抜き加工の線速は 2〜10ra/minである。引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行い、冷却速度は 0. l°C/sec以上である。得られたワイヤに 100°C〜350°Cにて 15minの熱処理を行った。その引張特性を表 11 に示す。ここでは、組織が混粒組織であったもの又は平均結晶粒径が 5 ηι以下であったものを「本発明例」と表示した。表 1 1

表 11 をみると、熱処理温度が 80°C以下では強度が高いものの伸び、絞りが低く、靭性に乏しい。この際の結晶組織は加工組織であり、加工前の粒径を反映して平均粒径は ²0 μ ra程度である。また、加熱温度が 150°C以上になると、若干強度低下するものの、伸ぴ、絞りの回復が著しく、強度、靭性にバランスのとれたワイヤが得られる。この際の結晶組織は、 150°Cおよび 200°Cの加熱温度では、平均粒径 3 m以下の結晶粒と同 15μ m以上の結晶粒の混粒組織となっている。 250°C以上では、結晶粒の大きさがほぼ均一な組織を呈しており、その平均粒径は表 11に記載の通りである。平均粒径が 5 μ m以下では、強度 300MPa以上の確保が可能である。

(実施例 10) AZ-31合金の押出材（08.Omm) を用いて、加工温度を 150°Cとし、 1パス加工度 10%以上でトータル加工度を変化させて引き抜き加工を行レ、、得られた線材に 200°Cで 15分熱処理して、熱処理後の材料の引張特性を評価した。引き抜き加工の加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。カロェ温度への昇温速度は 2〜5°C/sec、引き抜き加工の線速は 2〜5ra/minである。引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行い、冷却速度は 0. l⁰C/sec以上とした。その結果を表 12に示す。ここでは、組織が混粒組織であったものを「本発明例」と表示した。表 1 2

加工度引張強度破断伸び絞り結晶粒径 % MP a % % μιη 参考例— 9.8 280 ト 9.5 41.0 18.2

15.6 302 18.0 47.2 混粒

23.0 305 17.0 45.9 混粒

AZ31

本発明例 34.0 325 18.0 44.8 混粒

43.8 328 19.0 47.2 混粒

66.9 330 18.0 45.0 混粒表 12を見てわかるように、トータル加工度 10%以下では、組織制御が不十分であるが、同 15%以上では、平均粒径 3 μ m以下の結晶粒と同 15 μ ra以上の結晶粒の混合組織となっており、高強度と高靭性が両立している。

図 1に加工度を 23%とした熱処理後のワイヤの光学顕微鏡による組織写真を示す。この写真から明らかなように、平均粒径 3μπι以下の結晶粒と同 15μηι以上の結晶粒の混合組織となっていることがわかり、 3 μ ra 以下の結晶粒の面積率は約 15%である。本実施例で混丰立組織が見られたものは、 3 ra以下の結晶粒の面積率がいずれも 10%以上であった。また、トータル加工度 30%以上では、より一層強度も高くなり効果的である。

(実施例 11) ZK60合金の押出材（Φ6.0瞧）を用いて、加工温度 150°Cにて φ 5.0瞧まで引き抜き加工を行った（トータノレカ卩ェ度 30.6%)。加工温度は、穴ダィス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は 2〜5°C/se 引き抜き加ェの線速は 2m/mi nである。引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行い、冷却速度は 0. l°C/sec以上とした。冷却後のワイヤに 100°C〜350°Cにて 15minの熱処理を行った。熱処理後の線材の引張特性を表 13に示す。ここでは、組織が混粒組織であつたもの又は平均結晶粒径が 5 μ m以下であつたものを「本発明例 J と表示した。表 1 3

加熱温度引張強度破断伸ぴ絞り結晶粒径

。c MP a % % m

50 525 3.2 8.5 17.5 参考例

80 518 5.5 10.2 16.8

150 455 10.0 32.2 混粒

ZK60 200 445 15.5 35.5 混粒

本発明例

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 表 13をみると加熱温度 80°C以下では、強度は高いものの伸び、絞りが低く、靭性に乏しい。この際の結晶組織は、加工組織であり、加工前の粒径を反映して粒径は 10数 μ ηιである。

また、加熱温度が 150°C以上になると、若千強度低下するものの、伸び、絞りの回復が著しく、強度、靭性にバランスのとれたワイヤが得られる。この際の結晶組織は、 150°Cおよび 200°Cの加熱温度では、平均粒径 3 μ ηι以下の結晶粒と同 15 μ m以上の結晶粒の混粒組織となっている。 250°C以上では均一な粒径の組織を呈しており、粒径は表 13に記載の通りである。平均粒径が 5 μ ra以下では、強度 390MPa以上の確保が可能である。

(実施例 12)

AZ31合金、 AZ61合金、 ZK60合金の押出材（ φ 5. 0瞧）を用いて、 φ 4. 3瞧まで穴ダイスによる温問引き抜き加工を行った。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は 2〜5°C/sec、引き抜き加工の線速は 3m/rain である。引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行い、冷却速度は 0. C/sec 以上とした。引き抜き加工の際の加熱温度と得られたワイヤの特性を表 14〜表 16に示す。ヮィャの特性は YP比および捻り降伏比て X ,„_axを評価した。 YP比は 0. 2%耐カ Z引張強度である。捻り降伏比は、捻り試験における 0. 2% 耐カ τ ₀.₂の最大せん断応力てに対する比である。捻り試験は、チャック間距離を 100d (d :線の直径）とし、試験の際に求められるトルクと回転角の関係からて"及びて„,_axを求めた。比較材として、押出材の特性も合わせて示す。

表 1 4

表 1 5

表 1 6 表 1⁴〜1⁶をみると、押出材の YP比は、 0.7程度であるのに対し、本発明例ではいずれも 0.9以上となっており、 0.2%耐力の値は、引張強度の上昇以上に増加している。これにより、構造材として有効な特性が得られることがわかる。また、 τ₀.₂Ζτ,比は、押出材ではいずれの組成においても 0.5未満である力本発明例では 0.6以上の高い値を示すことがわかる。 .の結果は、横断面が異形 (非円形）である線、棒材についても同じである。

(実施例 13)

ΑΖ³1合金、 AZ61合金、 ΖΚδΟ合金の押出材（ψδ.Ο瞧）を用いて、 φ 4.3画まで穴ダイスによる線引き加工を 50°Cの温度で行った。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は 5〜10。C/_Sec、引き抜き加工の線速は 3m/minである。弓 Iき抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行い、冷却速度は 0· l°C/sec以上とした。冷却後のワイヤに 100 300°C X 15minの熱処理を行い、ワイヤの特性として実施例 12 と同様に YP比および捻り降伏比 τ を評価した。その結果を、表 17〜表 19に示す。比較材として、押出材の特性も合わせて示す。表 1 7

加熱温度

¾比伸び r

0.2 てて 0.2

合金種

し ΜΠ % Mr a Mr a 1 MΙrΤ) a_η

ナ Λ Ql q n 1 CO

IS.し 100 U. \L

100 393 364 0,93 5.0 220 154 0.7

150 m 352 0.94 7.0 218 150 0.69

本発明例

AZ61 200 m 309 0,83 Ιδ.Ο 212 119 0,56

250 m 286 0.81 17.0 211 1U 0.54

300 329 248 0,75 18.0 209 10? 0.51

比較例押出材 315 214 0.68 15.0 195 82 0.42

»18 表 1 9

表 17 19をみると、押出材の YP比は 0. 7程度であるのに対し、線引きと熱処理を施した本発明例の YP比は 0. 75以上である。その中で、 YP比を 0. 75以上 0. 90 未満に制御した本発明例では、伸び値が大きく加工性が良好であることがわかる。より大きい強度を追求すると、 YP比は 0. 80以上、 0. 90未満のものが伸びとのバランスも良好でなお好ましい。また、捻り降伏比て ₀. ₂/て _maxは、押出材ではいずれの組成においても 0. 5未満であるが、線引きと熱処理を施した場合では 0. 50以上の高い値を示す。加工性を考え、伸び値を確保しようとした場合、て ₀. ₂/ て _max比は 0. 50以上 0. 60未満が好ましいことがわかる。

これらの結果は、組成に関わらず同じ傾向を示している。また、最適な熱処理条件は、線引き加工度、加熱時間との影響を受け、線引き条件によって異なる。さらに、こ,の結果は、横断面が異形（非円形）である線、棒材についても同じである。

(実施例 14)

質量％で、 A1 ： 1. 2%、 Zn ： 0· 4%、 Μη ： 0. 3%を含み、残部が Mgおよび不純物からなるマグネシゥム合金 AZ10合金の押出材（ φ 5. 0mm)を用いて、加工温度 100°C にて ψ 4. 0瞧までトータル断面減少率 36% (2パス）の引き抜き加工を行った。この引き抜き加工には穴ダイスを用いた。.また、加工温度は、穴ダイスの前にヒータを設置して、ヒータの加熱温度を加工温度としている。加工温度への昇温速度は 10°C/sec、冷却速度は 0. l°C/sec以上、引き抜き加工の線速は ²m/tninである。また、引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行った。その後、得られた線状体に 50°Cから 350°Cの温度にて 20分の熱処理を行い、種々のワイヤを得た。そのワイヤの引張強度、破断伸び、絞り、 YP比、 τ 。. ₂/て„,_Μ、結晶粒径を調査した。平均結晶粒径は、ワイヤの断面組織を顕微鏡にて拡大し、視野内における複数の結晶の粒径を測定して、その平均値を求めた。結果を表 20に示す。 φ 5. 0隱の押出材の引張強度は 225MPa、靭性は、絞り 38%、伸ぴ 9%、 YP比は 0. 64、て ₀. ₂/て舰比は 0. 55である。加熱温度引張強度破断伸び絞り 0.麵カ γρ比結晶粒径合金種 No.1

°C MP a % % MPa MPa MPa

I なし 350 6.5 35.2 343 0.98 193 139 0.72 23.5

2 50 348 T.5 34.5 338 0.97 195 142 0.73 23.5

3 100 345 7.5 37.5 335 0.97 193 139 0.72 23.0

4 150 305 13.0 45.0 271 0.89 1δ9 110 0.58 混粒

AZ10

5 200 290 19.0 50.2 247 0.85 183 102 0.56 4.2

6 250 285 22.5 55.2 234 0.82 185 104 0.56 5.0

7 300 265 . 20.0 48.0 207 0.78 164 87 0.53 7.5

8 350 255 18.0 48.0 194 0.76 158 82 0.52 9.2 加熱温度は、引き抜き加工後の熱処理温度を示している _t

結晶粒径は、平均結晶粒径を示している。

表 20から明らかなように、押出材に比べると、引き抜き加工したワイヤは強度が大幅に向上している。加熱処理後の機械的特性をみると 100°C以下の加熱温度では線引き後の特性と大きな変化はない。 150°C以上の温度では、破断伸び、絞りとも大きく上昇していることがわかる。熱処理を行わず引き抜き加工したままのワイヤと比較すると引張強度、 YP比、て。 .₂Zて„_βΧ比は低下するものの、元の押出材の引張強度、 ΥΡ比、 τ。.₂/ τ„_iax比を大きく上回っている。加熱処理温度が 300°C を越えると引張強度、 YP 比、て。 . ₂ノて比の上昇分が小さくなり、好ましくは 300°C以下の加熱処理温度が望まれる。

ここで得られたワイヤの結晶粒径は、表 20に示すように 150°C以上の加熱温度では 10 _μ m以下、 200〜250°Cでは 5 μ ra以下の微細な結晶粒となっていることがわかる。また、 150°Cの温度では、 3 μ π!以下の結晶粒と 15 /x m以上の結晶粒の混粒 IE織となっており、 m以下の結晶粒の面積率が 10%以上であった。

さらに、得られたワイヤは、長さが直径の 1000倍以上であり、表面粗さ Rzは 10 i ra以下であった。また、ワイヤ表面の軸方向残留引張応力を X線回折法により求めたところ、同応力は SOMPa以下であった。さらに、偏径差は 0. 01瞧以下であった。偏径差は、ワイヤの同一断面における径の最大値と最小値との差である。そして、得られたワイヤ（0 4. 0國）を用い、室温にてバネ外径 35mmのばね加ェを行ったところ、本発明ワイヤは問題なくばね加工可能であった。 (実施例 15) . 質量％で、 A1： 1. 2%、 Zn： 0· 4%、 Mn： 0. 3%を含み、残部が Mgおよび不純物からなるマグネシウム基合金 AZ10合金の押出材（φ 5. 0晒）を用いて、種々の条件で引き抜き加工を行い、種々のワイヤを得た。この引き抜き加工には穴ダイスを用いた。また、加工温度は、穴ダイスの前にヒータを設置して、ヒータの加熱温度を加工温度としている。加工温度への昇温速度は 10°C/sec、引き抜き加工の #泉速は 2m/minである。得られたワイヤの特性を表 21および表 22に示す。表 21 は断面減少率が一定で加工温度を変えた場合、表 22は加工温度が一定で断面減少率を変えた場合の条件と結果である。本例では、 1 パスのみの加工であり、ここでの「断面減少率」はトータル断面減少率である。 P 加工 .断面冷却引張

絞り 0. 2%耐カて

No. ^τ

(mi1#x 減少率強度 YP比

% MPa IPa MPa て c % °C/sec Pa

1-1 加工なし 205 9, 0 38.0 131 0.64 113 62 0.55

1-2 20 19 加工できず

l~3 50 19 10 321 7.0 35.2 315 0.98 m 129 0.73

1-4 100 19 10 310 10.0 40, 0 301 0.97 174 123 0.71

AZ10 1-5 150 19 10 292 10.0 45.2 277 0.95 166 0.70·

1-6 200 19 12 285 10. 5 4-2. 1 268 0.94 165 112 0. 68

1-7 250 19 12 271 11.0 48. 2 249 0.92 160 104 0.65

1-8 300 - 19 15 265 11. 5 49.3 244 0.92 159 102 0.64

1-9 350 19 15 252 11.8 42.3 229 0.91 151 95 0.63

合加工断面冷却引張破断

r _{n n}

Ι鉸ιΧ.りソ 0 U · ? ώ /¾0耐カノ J r

max ¹0.2

金 No. ゝ)曰 1#

tooJ又減少率速度強度伸び YP比

% MPa MPa ^O. V Eiax

MPa

種。c % °C/sec Pa %

2-1 加工なし 205 9.0 35.0 131 Ό.64 113 62 0.55'

2-2 100 5 10 235 10.5 41.5 188 0.8 130 75 0.58

2-3 100 10.5 10 260 10.5 42.5 ' 37 0.91 152 97 0.64

AZ10

2-4 100 19 10 310 10.0 40.0 301 0.97 174 123 0.71

2-5 100 27 10 330 10.0 40.5 321 0.97 187 140 0.75

2-6 100 35 加工できず

2 表 21をみると押出材の引張強度は 205MPa、靭性は絞り 38%、伸び 9%である。 —方で、 50°C以上の温度で引き抜き加工を行った No. 1- 3〜1-9では、 30%以上の絞り値と 6%以上の伸ぴ値を有している。さらに、これらの試験材は 250MPa以上の高い引張強度、 0. 90以上の YP比、 0. 60以上のて。₂ て比を有してぉり、靭性を大きく低下させることなく、強度を向上できていることがわかる。中でも、 100°C以上の温度で引き抜き加工を行った No. 1- 4〜1-9 は、 40%以上の絞り値と 10%以上の伸び値を有しており、靭性の点で特に優れている。これに対して、引き抜き加工温度が 300°Cを超えると強度の上昇率は小さく、 20°Cの室温で引き抜き加工を行った No. 1-2は、断線のため加工できなかった。従って、 50°Cから 300°C (好ましくは 100。Cから 300°C)の加工温度で、より優れた強度ー靭性バランスを示す。

表 22をみると、加工度が' 5%の No. 2- ²では、引張強度、 YP比、 τ ₂/ _τ„,_∞比の上昇率は小さく、 10%以上の加工度になると引張強度、 ΥΡ比、て ₀. ₂/ て _max比の '上昇率は大きくなっている。また、加工度が 35%の No. 2-6では引き抜き加工はできなかった。このことから加工度 10%以上 30%以下の引き抜き加工によって靭性を低下させることなく、 250MPa以上の高い引張強度、 0. 9以上の YP比、 0. 60 以上の τ ₀.₂Zて„,_ax比の優れた特性を示すことがわかる。

表 21、表 22のいずれにおいても得られたワイヤは、長さが直径の 1000倍以上であり、多パスの繰り返し引き抜き加工も可能であった。また、表面粗さ Rz は. lO ^u m以下であった。ワイヤ表面の軸方向残留引張応力も X線回折法により求めたところ、同応力は 80MPa以下であった。さらに、偏径差は 0. 01隱以下であった。この偏径差は、ワイヤの同一断面における径の最大値と最小値との差である。 · そして、得られたワイヤを用い、室温にてバネ外径 40酬のばね加工を行ったところ、本発明ワイヤは問題なくばね加工可能であった。

(実施例 16)

質量％で、 A1： 4.2%、 Mn ： 0.50%, Si： 1.1%を含み、残部が Mgと不純物からなるマグネシウム合金（AS41) および Al : 6.1%、 Mn ： 0.44%を含み、残部が Mgと不純物からなるマグネシウム合金（AM60) の押出材（ 5.0mm) を用いて、 ψ 4.5ππηまで断面減少率 19%の穴ダイスによる加工を行った。その際の加工条件と得られたワイャの特性を表 23に示す。

表 2 3

表 23をみると、 AS41合金の押出材の引張強度は 259MPa、 0.2 %耐カは 15 lMPaであり、比は 0.58と低い。また、絞り 19.5%、伸び 9.5 %である。

AM60合金の押出材の引張強度も 265MPa、 0.2%耐カは 160MPaであり、 YP 比は 0.60と低い。

一方で、 150°Cの温度に加熱し、引き抜き加工を行ったものは、 AS41合金、 AM60合金共に、 30%以上の絞り値と 6%以上の伸び値を有しており、 300MPa 以上の高い引張強度および 0.9以上の Ύ 比を有しており、靭性を大きく低下させることなく、強度を向上させることができることがわかる。また、 20°Cの室温での引き抜き加工は、断線のため加工できなかった。

(実施例 17)

質量％で、 A1： 4.2 %、 M n ： 0.50%, Si 1.1 %を含み、残部がと不純物からなるマグネシウム合金（AS41) および A1 : 6.1 %、 M n ： 0.44%を含み、残部が Mgと不純物からなるマグネシウム合金 (AM60) の押出材 ( φ 5.0mm) を用いて、 150°Cの加工温度にて φ 4.5mmまで断面減少率 19%の穴ダイスによる加ェを行った。この加工後の冷却速度は 10°C/secである。その際に得られたワイヤを 80°Cおよび 200°Cにて 15分間加熱し、室温にて引張特性、結晶粒径の評価を行った。その結果を表 24に示す。表 2 4

加丁.温度引張強度 0.2%耐カ仲び絞り結品粒合金種 YP比

MPa MPa % %

なし 365 335 0.92 9,0 35.3 20.5 比較例

80 363 332 0.91 9.0 35.5 20.3

AS41

木発明例 200 330 283 0.86 18.0 48.2 3.5 比較例押出材 259 151 0,58 9.5 19.5 21.5

なし 372 344 0,92 8.0 32.5 19.6 比較例

80 370 335 0.91 9.0 33.5 20.2

AM60

本発明例 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 線引き加工後は、引張強度、 0.2%耐カ、 Ύ 比が大幅に向上している。線引き後の熱処理材の機械的特性をみると、 80°Cの加工温度では線引き後の特性と大きな変化はない。 200°Cの温度では、破断伸び、絞りとも大きく上昇していることがわかる。線引きのままの材料と比較すると、引張強度、 0.2%耐カ、 Ύ 比は低下するものの、元の押出材の引張強度、 0.2%耐カ、 ΎΡ比を大きく上回っている。この際に得られた結晶粒径は、表 24に示すように 200°Cの加熱温度では 5 /j m 以下の微細な結晶粒となっている。また、得られたワイヤは長さが直径の 1000 倍以上であり、表面粗さ： Rzは ΙΟ μ ιη以下、軸方向残留引張応力は 80MPa'以下、偏径差は 0.01mm以下であった。

また、得られたワイヤ（φ 4.5mm) を用い、室温にてバネ外径 40mmのばね加工を行ったところ、本発明ワイヤは問題なくばね加工可能であった。

(実施例 18)

質量％で、 Zn： 2.5%、 Zr： 0.6%、 EE： 2.9%を含み、残部がと不純物からなるマグネシゥム合金 (EZ33) の铸造材を熱間鍛造により ψ 5.0mmの棒材とし、 φ 4.5ιηιηまで断面減少率 19%の穴ダイスによる加工を行った。その際の加ェ条件と得られたヮィャの特性を表 25に示す。なお、 ΚΕにはジジムを使用している。 ·

表 2 5

表 25をみると、 EZ33合金の押出材の引張強度は 180MPa 0.2%耐カは 12lMPaであり、 YP比は 0.67と低い。また、絞りは 15.2%、伸びは 4.0%である。

一方で、 150°Cの温度に加熱し、引き抜き加工を行ったものは、 30%以上の絞り値と 6%以上の伸び値を有しており、 220MPa以上の高い引張強度および 0.9 以上の ΎΡ比を有しており、靭性を大きく低下させることなく、強度を向上させることができることがわかる。また、 20°Cの室温での引き抜き加工は、断線のため加工できなかった。

(実施例 19)

質量％で、 Zn： 2.5%, Zr： 0.6%、 RE： 2.9%を含み、残部が Mgと不純物からなるマグネシゥム合金（EZ33) の鍩造材を熱間鍛造により φ 5.0mmの棒材とし、 φ 4.5mmまで断面減少率 19%の穴ダイスによる加工を行った。この加工後の冷却速度は 10°C/secである。その際に得られたワイヤを 80°Cおよび 200°Cにて 15分間加熱し、室温にて引張特性、結晶粒径の評価を行った。その結果を表 26に示す。なお、 REにはジジムを使用している。表 2 6

線引き加工後は、引張強度、 0.2%耐カ、 YP比が大幅に向上している。線引き後の熱処理材の機械的特性をみると、 80°Cの加工温度では線引き後の特性と大きな変化はない。 200°Cの温度では、破断伸ぴ、絞りとも大きく上昇していることがわかる。線引きのままの材料と比較すると、引張強度、 0.2%耐カ、 YP比は低下するものの、元の押出材の引張強度、 0.2%耐カ、 Ύ 比を大きく上回っている。この際に得られた結晶粒径は、表 26に示すように 200°Cの加熱温度では 5/im 以下の微細な結晶粒となっている。また、得られたワイヤは、長さが直径の 1000 倍以上であり、表面粗さ Rzは、 lO^um以下、軸方向残留引張応力は SOMPa以下、偏径差は O.Olmra以下であった。

(実施例 20)

質量％で、 A1： 1.9%、 Mn ： 0.45%、 Si： 1.0%を含み、残部が Mgと不純物からなるマグネシウム合金（AS21) の押出材（φ 5.0mm) を用いて、 φ4.5ιηηι まで断面減少率 19%の穴ダイスによる加工を行った。その際の加工条件と得られたワイヤの特性を表 27に示す。

加工温度断面減少率冷却速度引張強度 0.2%耐カ破断伸び

YP比

。C % _ °C/sec MPa MPa %

加工無し 215 141 0.66 10.0 35.5

比較例

AS21 20 19 10 ノ JQェできず

本発明例 150 19 10 325 295 0.91 9.0 45.1

072 表 27をみると、 AS21合金の押出材の引張強度は 215MPa、 0.2 %耐カは 14lMPaであり、 YP比は 0.66と低い。

一方で、 150°Cの温度に加熱し、引き抜き加工を行ったものは、 40%以上の絞り値と 6%以上の伸ひ直を有しており、 250MPa以上の高い引張強度および 0.9 以上の Y 比を有しており、靭性を大きく低下させることなく、強度を向上させることができることがわかる。また、 20°Cの室温での引き抜き加工は、断線のため加工できなかった。

また、得られたワイヤは、長さが直径の 1000倍以上であり、表面粗さ Rzは、 ΙΟ μ ηι以下、軸方向残留引張応力は SOMPa以下、偏径差は O. O lram以下であった。更に、得られたワイヤ（ 4. 5瞧）を用い、室温にてバネ外径 40mmのばね加工を行ったところ、本発明ワイヤは問題なくばね加工可能であった。

(実施例 21)

質量％で、 A1： 1.9%、 M n ： 0.45%、 Si： 1.0 %を含み、残部が Mgと不純物からなるマグネシウム合金（AS21) の押出材（Φ 5.0) を用いて、 150°Cの加工温度にて φ 4.5mmまで断面減少率 19%の穴ダイスによる加工を行った。この加ェ後の冷却速度は 10°C/secである。その際に得られたワイヤを、 80°Cおよび 200°C にて 15分間加熱し、室温にて引張特性、結晶粒径の評価を行った。その結果を表 28に示す。表 2 8

線引き加工後は、引張強度、 0.2%耐カ、 YP比が大幅に向上している。線引き後の熱処理材の機械的特性をみると、 80°Cの加工温度では線引き後の特性と大きな変化はない。 200°Cの温度では、破断伸び、絞りとも大きく上昇していることがわかる。線引きのままの材料と比較すると、引張強度、 0.2 %耐カ、 YP比は低下するものの、元の押出材の引張強度、 0.2 %耐カ、 YP比を大きく上回っている。この際、得られた結晶粒径は、表 28に示すように 200°Cの加熱温度では 5 μ ιη 以下の微細な結晶粒となっている。また、得られたワイヤは長さが直径の 1000 倍以上であり、表面粗さ： Rzは ΙΟ μ ιη以下、軸方向残留引張応力は 80MPa以下、偏径差は 0.01mm以下であった。

また、得られたワイヤ（φ 4.5ηιπι) を用い、室温にてバネ外径 40nmiのばね加工を行ったところ、本発明ワイヤは問題なくばね加工可能であった。

(実施例 22)

AZI31合金の押出材（Φ ⁵. 0mm) を準備し、加工温度 100°Cにて φ 4. 0瞧まで減面率 36% (2パス）の引き抜き加工を行った。引き抜き加工後の冷却速度は 10°C/sec である。その後、 100°Cから 350°Cの温度にて 60分の加熱処理を行レ、、種々のヮィャを得た。そして、そのワイヤの回転曲げ疲労強度を中村式回転曲げ疲労試験にて評価した。疲労試験は 10⁷回にて実施した。また、各試料の平均結晶粒径、軸方向残留引張応力も同時に評価を行った。その結果を表 29に示す。表 2 9

加熱温度疲労強度残留応力

。C MPa MPa

100 80 98

150 110 2.2 6

200 105 2.8 一 1

AZ31

250 105 3.3 0

300 95 6.5 2

350 95 12.2 - 3 表 ²9から明らかなように、 150°C以上、 250°C以下の熱処理により、疲労強度は 105MPa以上と最大となる。その際、平均結晶粒径は 4 μ ηι以下、軸方向残留引張応力は lOMPa以下となっている。

また、 AZ61合金、 AS41合金、 AM60合金および ZK60合金の押出材（ φ 5. Omm) を準備し、同様の評価を行った。その結果を表 30〜表 33に示す。表 3 0

表 3 1

加熱温度疲労強度平均結晶粒径残留応力

°C MPa χα MPa

100 80 95

150 115 2.3 6

200 110 2.5 - 2

AS41

250 110 3.4 0

300 100 6.2 1

350 100 10.2 一 1 表 3 2

表 3 3

いずれの合金系でも、引き抜き加工とその後の熱処理との組み合わせにより

105MPa以上の疲労強度が得られ、 150°C以上、 250°C以下の熱処理により、疲労強度は最大となる。また、平均結晶粒径は 4 μ ΐΏ以下、軸方向残留引張応力は lOMPa 以下となっている。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明ワイヤの製造方法によれば、従来困難であったマグネシゥム合金の引き抜き加工が可能になり、強度と靭性に優れたマグネシウム基合金ワイヤを得ることができる。

また、本発明のマグネシウム基合金ワイヤは、高靭性で、ばね加工をはじめとする後加工が容易であり、靭性および比強度に優れる軽量材料として有効である。従って、 MDプレーヤー、 CDプレーヤー、携帯電話等のフレームの補強用やスーツケースのフレームに使用されるワイヤ、その他軽量ばね、さらには自動溶接機等で使用可能な長尺の溶接線、ねじ等への有効利用が期待される。その他、構造材としても利用することが期待される。

Claims

請求の範囲

1 . 質量⁰ /。で、 A1 ： 0. 1〜12. 0%、 Mn ： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

直径 dが 0. lram以上 10. Omra以下、

長さ Lが 1000d以上、

引張強度が 250MPa以上、

絞りが 15%以上、

伸びが 6%以上であることを特徴とするマグネシウム基合金ワイヤ。

2 . 質量⁰ /₀で、 A1 ： 0. 1〜2. 0%未満、 Mn ： 0. 1〜1. 0%を含み、絞りが 40% 以上、伸びが 12%以上であることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

3 . 質量⁰ /。で、 A1 ： 0. 1〜2. 0%未満、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含み、絞りが 30% 以上、伸びが 6. 0%以上 12%未満であることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。 '

4 .質量％で、 A1 : 2. 0〜12. 0%、Mn : 0. 1〜1. 0%を含み、引張強度が 300MPa 以上であることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

5 . 質量⁰ /。で、 A1 ： 0. 1〜12. 0%、 Mn ： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金であって、 - .

直径 dが 1. 0〜10. 0瞧、

長さしが 1000d以上であり、

圧縮引張の繰り返し振幅応力を 1 X 10⁷回付与した場合の疲れ強さが 105MPa以上であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

6 . 質量⁰ /₀で、 A1 ： 0. 1〜12. 0%、 Mn ： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

YP比が 0. 75以上であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイャ。

7 . 質量％で、 A1 ： 0. 1〜2. 0%未満、 Mn ： 0. 1〜1. 0%を含み、 YP比が 0. 75 以上 0. 90 未満であることを特徴とする請求項 6に記載のマグネシゥム基合金ヮィャ。 '

8 - 質量％で、 A1： 0.1〜2.0%未満、 Mn： 0.1〜1.0%を含み、 YP比が 0.90 以上であることを特徴とする請求項 6に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

9. 質量％で、 A1： 2.0〜12.0%、 Mn： 0.1〜1.0%を含み、 YP 比が 0.75 以上 0.90未満であることを特徴とする請求項 6に記載のマグネシゥム基合金ヮィャ。

1 0. 質量％で、 A1： 2.0〜12.0%、 Mn： 0.1〜1.0%を含み、 YP比が 0.90 以上であることを特徴とする請求項 6に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

1 1. 質量⁰ /₀で、 A1： 0.ュ〜 12.0%、 Mn： 0.1〜1.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

捻り試験における 0.2 %耐カて ₀.₂の最大せん断応力 τ„,_axに対する比： τ ₀.₂/ τ _max が 0.50以上であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

1 2. 質量％で、 A1 ： 0.1〜2.0%未満、 Mn： 0.1〜1.0%を含み、捻り試験における 0.2%耐力ての最大せん断応力 τ,,,_3Χに対する比：て ₀.₂Ζτ„,_Μが 0.50 以上 0.60未満であることを特徴とする請求項 11に記載のマグネシウム基合金ヮィャ。

1 3. 質量％で、 A1： 0.1〜2.0%未満、 Mn： 0.1〜1.0%を含み、捻り試験における 0.2%耐力て。.₂の最大せん断応力 τ„,_Μに対する比： τ₀.₂Ζτ _Χが 0.60 以上であることを特徴とする請求項 11に記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

1 4. 質量⁰ /₀で、 A1： 2.0〜 .0%、 Mn： 0.1〜1.0%を含み、捻り試験における 0.2%耐カ τ ₀₂の最大せん断応力て _maxに対する比： τ ₀.₂Ζて _mxが 0.50以上

0.60未満であることを特徴とする請求項 11に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

1 5. 質量％で、 A1： 2.0〜12.0%、 Mn： 0.1〜1.0%を含み、捻り試験における 0.2%耐カて ₀₂の最大せん断応力て _maxに対する比： τ ₀₂Ζ τ _maxが 0.60以上であることを特徴とする請求項 11に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

1 6. 質量⁰/。で、 A1： 0.1〜12.0%、 Mn： 0.1〜1.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、，

ワイヤを構成する合金の結晶粒径が 10 μ ra以下であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

1 7. 質量％で、 A1 : 0.1〜2.0%未満を含有することを特徴とする請求項 16に記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

1 8 . 質量％で、 A1： 2. 0〜12. 0%を含有することを特徴とする請求項 16 に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

1 9 . ワイヤを構成する合金の結晶粒径が 5 μ m以下であることを特徴とする請求項 16に記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

2 0 . 質量⁰ /₀で、 A1： 0. 1〜； 12. 0%、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

ワイヤを構成する合金の結晶粒径が、微細な結晶粒と粗大な結晶粒の混粒組織であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

2 1 . 微細な結晶粒が 3 μ m以下の平均粒径で、粗大な結晶粒が 15 m以上の平均粒径であることを特徴とする請求項 20 に記載のマグネシウム基合金ヮィャ。

2 2 . 3 μ ηι以下の平均粒径を有する結晶粒の面積率が、全体の 10%以上であることを特徴とする請求項 20記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

2 3 . 質量％で、 A1 ： 0. 1〜2. 0%未満を含有することを特徴とする請求項 20〜22のいずれかに記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

2 4 . 質量％で、 A1： 2. 0〜12. 0%を含有することを特徴とする請求項 20 〜22のレヽずれかに記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

2 5 . 質量⁰ /₀で、 A1： 0. 1〜12. 0%、 .Mn： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

ヮィャ表面の表面粗さが Rz≤ 10 μ raであることを特徴とするマグネシウム基合金ワイヤ。 '

2 6 . 質量％で、 A1： 0. 1〜12. 0%、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

ワイヤ表面の軸方向残留引張応力が SOMPa以下であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

2 7 . ワイヤ表面の軸方向残留引張応力が lOMPa 以下であることを特徴とする請求項 26に記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

2 8 . 更に Zn： 0. 5〜2. 0質量％および Si： 0. 3〜2. 0質量⁰ /₀から選択される元素を 1種以上含むことを特徴とする請求項 1〜27のいずれかに記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

2 9 . 更に Zn： 0. 5〜2. 0質量％を含み、残部が Mgおよび不純物であることを特徴とする請求項 1〜27のいずれかに記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

3 0 . 質量⁰/。で、 Zn： 1. 0〜10. 0%、 Zr： 0. 4〜2. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

直径 dが 0. lmm以上 10. Oram以下、

長さしが 1000d以上、

引張強度が 300MPa以上、

絞りが 15%以上、

伸びが 6%以上であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

3 1 . 質量⁰/。で、 Zn： 1. 0〜10. 0%、 Zr： 0. 4〜2. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

直径 dが 1. 0〜10. 0rara、

長さ Lが 1000d以上であり、

圧縮引張の繰り返し振幅応力を 1 X 10⁷回付与した場合の疲れ強さが 105MPa以上であることを特徴とするマグネシウム基合金ワイヤ。

3 2 . 質量⁰ /。で、 Zn： 1. 0〜10. 0%、 Zr： 0. 4〜2. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、 . .

ワイヤを構成する合金の結晶粒径が以下であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

3 3 . ワイヤを構成する合金の結晶粒径が 5 μ η以下であることを特徴とする請求項 32に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

3 4 . 質量％で、 Zn： 1. 0~ 10. 0%、 Zr： 0. 4〜2. 0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

3 5 . 微細な結晶粒が 3 μ m以下の平均粒径で、粗大な結晶粒が 15 m以上の平均粒径であることを特徴とする請求項 34 に記載のマグネシウム基合金ヮィャ。

36. 3μιτι以下の平均粒径を有する結晶粒の面積率が、全体の 10%以上であることを特徴とする請求項 35に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

37. 質量⁰/。で、 Ζη： 1.0 10· 0%、 Zr： 0.4 2.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

ヮィャ表面の表面粗さが Rz 10 μ raであることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

38. 質量⁰ /₀で、 Zn： 1.0 10· 0% Zr： 0.4 2.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

39. ワイヤ表面の軸方向残留引張応力が lOMPa 以下であることを特徴とする請求項 38に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

40. 質量％で、 Zn： 1.0 10.0% Zr： 0.4 2.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

YP比が 0.90以上であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

41. 質量⁰ /₀で、 Zn： 1.0 10.0%、 Zr： 0.4 2.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

YP比が 0.75以上 0.90未満あることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

42. 質量⁰ /₀で、 Zn： 1.0 10.0%、 Zr： 0.4 2.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

捻り試験における 0.2%耐カ ₀.₂の最大せん断応力に対する比。ノ力 0.60以上であることを特徴とするマグネシウム基合金ワイヤ。

43. 質量％で、 Zn： 1.0 10.0%、 Zr： 0.4 2.0%を含むマグネシウム基合金ワイヤであって、

捻り試験における 0.2%耐力て。 .₂の最大せん断応力て _maxに対する比て。.₂ノて，、 0.50以上 0.60未満であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

44. さらに、 Mn： 0.5 2.0%を含むことを特徴とする請求項 30 43のレ、ずれかに記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

45. 質量 °/。で、 Ζη： 1.0〜10.0%、希土類元素： 1.0〜3.0%を含むマグネシゥム基合金ワイヤであって、

直径 dが 0. lmra以上 10.0國以下、

長さしが 1000d以上、

引張強度が 220MPa以上、

絞りが 15%以上、

46. 質量％で、 Zn： 1.0〜10.0%、希土類元素： 1.0〜3.0%を含むマグネシゥム基合金ワイヤであって、 - ワイヤを構成する合金の結晶粒径が ΙΟμηι以下であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

4 7. ワイヤを構成する合金の結晶粒径が 5 μ m以下であることを特徴とする請求項 46に記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

48. 質量％で、 Zn： 1.0〜10.0%、希土類元素： 1.0〜3.0%を含むマグネシゥム基合金ワイヤであって、

ヮィャ表面の表面粗さが Rz≤ 10 Z mであることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

49. 質量％で、 Zn： 1.0〜10.0%、希土類元素： 1.0〜3.0%を含むマグネシゥム基合金ワイヤであって、 .

50. 質量％で、 Zn： 1.0〜10.0%、希土類元素： 1.0〜3.0%を含むマグネシゥム基合金ワイヤであって、

5 1. 質量％で、 Zn： 1.0〜10.0% 希土類元素： 1.0〜3.0%を含むマグネシゥム基合金ワイヤであって、

YP比が 0.75以上 0.90未満であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

5 2. 質量％で、 Zn： 1.0〜10.0%、希土類元素： 1.0〜3.0%を含むマグネシゥム基合金ワイヤであって、捻り試験における 0. 2%耐力て。.₂が 165MPa以上であることを特徴とするマグネシゥム基合金ワイヤ。

5 3 . ワイヤの横断面形状が、非円形断面であることを特徴とする請求項 1〜52のいずれかに記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

5 4 . 直径が 0. 8〜4. Oramの溶接線であることを特徴とする請求項 1〜52 のレ、ずれかに記載のマグネシゥム基合金ワイヤ。

5 5 . ワイヤの偏径差が 0. 01mm以下であることを特徴とする請求項 1〜 52、 54のいずれかに記載のマグネシウム基合金ワイヤ。

5 6 . 請求項 1〜53、 55のいずれかに記載のマグネシウム基合金ワイヤをばね加工したことを特徴とするマグネシウム基合金ばね。

5 7 . 下記の（A)〜(E)のいずれかの化学成分からなるマグネシウム基合金の原料母材を用意する工程と、

(A)質量％で、 A1： 0. 1〜： 12. 0%、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含むマグネシウム基合金母材. '

(B)質量⁰ /₀で、 A1： 0. 1〜12. 0%、 Mn： 0. 1〜1. 0%を含み、さらに Zn： 0. 5〜2. 0%、 Si： 0. 3〜2. 0%から選択される元素を 1種以上含むマグネシウム基合金母材

(0質量％で、 Zn： 1. 0〜10. 0%、 Zr： 0. 4〜2. 0%を含むマグネシウム基合金母材

(D)質量⁰ /₀で、 Zn： 1. 0〜10· 0%、 Zr： 0. 4〜2. 0%を含み、さらに Mn： 0. 5〜2. 0% を含むマグネシゥム基合金母材

(E)質量。/。で、 Zn： 1. 0〜10. 0%、希土類元素： 1. 0〜3. 0%を含むマグネシウム基合金母材 ·

上記原料母材を引き抜き加工することで線状に加工する工程とを具えることを特徴とするマグネシゥム基合金ヮィャの製造方法。

5 8 . 引き抜き加工温度が 50°C以上 200°C以下であることを特徴とする請求項 57に記載のマグネシゥム基合金ヮィャの製造方法。

5 9 . 一回の引き抜き加工における断面減少率が 10%以上であることを特徴とする請求項 57に記載のマグネシゥム基合金ヮィャの製造方法。

6 0 . 引き抜き加工におけるトータルの断面減少率が 15%以上であることを特徴とする請求項 57に記載のマグネシウム基合金ワイヤの製造方法。

6 1 . 引き抜き加工の線速が lra/rain以上であることを特徴とする請求項 57に記載のマグネシウム基合金ワイヤの製造方法。

6 2 . 引き抜き加工温度への昇温速度が l°C/sec〜100°C/secであることを特徴とする請求項 57に記載のマグネシゥム基合金ワイヤの製造方法。

6 3 . 引き抜き加工を穴ダイスまたはローラダイスにより行うことを特徴とする請求項 57に記載のマグネシゥム基合金ヮィャの製造方法。

6 4 . 引き抜き加工は複数の穴ダイスまたはローラダイスを用いて多段階に行うことを特徴とする請求項 57に記載のマグネシウム基合金ワイヤの製造方法。

6 5 . 引き抜き加工を施した後、得られた線状体を 100°C以上 300°C以下の温度に加熱することを特徴とする請求項 57に記載のマグネシゥム基合金ヮィャの製造方法。

6 6 ·.引き抜き加工を 50°C未満で行うことを特徴とする請求項 57に記載のマグネシゥム基合金ヮィャの製造方法。