WO2006003899A1

WO2006003899A1 - マグネシウム合金材の製造方法

Info

Publication number: WO2006003899A1
Application number: PCT/JP2005/011850
Authority: WO
Inventors: Masatada Numano; Yoshihiro Nakai; Toshiya Ikeda; Taichiro Nishikawa
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2006-01-12
Also published as: EP2359961A3; CA2572480A1; CN1980759B; BRPI0512696A; CN101961779A; EP1777022B1; KR101026056B1; JP4678373B2; US20110033332A1; CN101982259A; JP2011045928A; KR100985310B1; AU2010233031B2; EP1777022A4; CN1980759A; CN101961779B; AU2005258541A1; KR20100116237A; EP2359960B1; EP2359961B1

Abstract

機械的特性、表面精度に優れるマグネシウム合金鋳造材、圧延材といったマグネシウム合金材、これらを安定して製造することができるマグネシウム合金材の製造方法、上記圧延材を用いたマグネシウム合金成形品、及びその製造方法を提供する。マグネシウム合金を溶解炉で溶解して溶湯とする溶解工程と、前記溶解炉から溶湯を湯だめに移送する移送工程と、前記湯だめから注湯口を介して可動鋳型に溶湯を供給して凝固させ、鋳造材を連続的に製造する鋳造工程とを具えるマグネシウム合金材の製造方法である。溶解工程から鋳造工程に亘る工程において溶湯が接触する部分は、酸素の含有量が20質量％以下の低酸素材料にて形成された部材を用いる。鋳造材の厚さは、0.1mm以上10.0mm以下とすることで、機械的特性、表面精度に優れるマグネシウム合金鋳造材、圧延材といったマグネシウム合金材を提供する。

Description

明細書

マグネシウム合金材の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、機械的特性、表面品質に優れるマグネシウム合金铸造材、マグネシウム合金圧延材などのマグネシウム合金材を安定して製造することができるマグネシウム合金材の製造方法、及びこの製造方法により得られたマグネシウム合金铸造材、マグネシゥム合金圧延材といったマグネシウム合金材に関するものである。また、上記特性に優れる圧延材を用いて得られるマグネシウム合金成形品、及びその製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] マグネシウムは、比重 (密度 g/cm³、 20°C)が 1.74であり、構造用に利用される金属材料の中で最も軽い金属であり、種々の元素を添加して合金化することで強度を高めることができる。また、マグネシウム合金は、比較的低融点であることからリサイクルの際のエネルギーが少なくて済むため、リサイクルの観点力もも好ましぐ榭脂材料の代替として期待されている。そこで、近年、軽量ィ匕が要求されている携帯電話ゃモバイル機器などの小型携帯機器類や自動車部品の材料などにマグネシウム合金を利用する例が増加してきている。

[0003] しかし、マグネシウムやその合金は、塑性カ卩ェ性に乏 U、hcp構造を有するため、現在、実用化されているマグネシウム合金製品は、ダイカストやチクソモールド法といつた射出成型を行う铸造法により製造されたものが主流である。ところが、上記射出成型による铸造の場合、以下の問題がある。

1. 引張強さや延性、靭性といった機械的特性が乏しい。

2. 金型に溶湯を導入するための湯道などといった成型品に対して不要な部分が大量に発生するため、材料歩留まりが悪い。

3. 成型時に気泡などの巻き込みなどにより成型品内部に巣が生じて、成型後に熱処理を行うことができな、ことがある。

4. 湯じわや引け巣、ノリなどといった铸造欠陥があるため、修正や除去作業が必要である。

5. 金型に塗布しておいた離型剤が成型品に付着するため、その除去作業が必要である。

6. 生産設備が高価であり、上記不要な部分の存在や除去作業などにより製造コストが高い。

[0004] 一方、铸造によって得られた素材に圧延、鍛造などの塑性加工を施した展伸材は、铸造材よりも機械的特性に優れる。しかし、マグネシウム合金は、上記のように塑性加工性に劣るため、上記塑性加工は、加熱して熱間にて行うことが検討されている。例えば、特許文献 1、 2では、一対のロールを具える可動铸型に溶湯を供給して連続铸造を行い、得られた铸造材に熱間圧延を実施することで、圧延材が得られることを開示している。

[0005] 特許文献 1：国際公開第 02/083341号パンフレット

特許文献 2：特許第 3503898号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 最近、マグネシウム合金製品に対する適用分野の拡大と共に、要求される品質レベルが高くなつてきており、特に、軽量化、耐食性の改善、外観品質の向上に対する要求が高まっている。例えば、軽量ィ匕を達成するために、リブを設けた形状としたり、部分によって厚みを変化させたりといった形状の複雑ィ匕ゃ製品自体の強度の向上を図ることが望まれる。また、耐食性を改善するために、添加する元素の最適化や、成形品の表面処理の最適化が望まれている。更に、従来の铸造法によるマグネシウム合金製品では、表面処理として一般的な塗装が主として行われている力質感を向上するために、保護膜に利用されるいわゆるクリア塗装を施すことが望まれている。しかし、上記従来の技術では、これらの要求を十分に満たすことが難し力つた。

[0007] そこで、本発明の主目的は、機械的特性、表面品質に優れるマグネシウム合金材を安定して製造することができるマグネシウム合金材の製造方法、及びこの製造方法により得られたマグネシウム合金材、特に、铸造材、圧延材を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記圧延材にて製造されたマグネシウム合金成形品、及びその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明は、連続铸造を行うにあたり、マグネシウム合金の溶湯が接触する部分の形成材料を特定することで上記目的を達成する。

[0009] 即ち、本発明マグネシウム合金材の製造方法は、マグネシウム合金を溶解炉で溶解して溶湯とする溶解工程と、前記溶解炉から溶湯を湯だめに移送する移送工程と、前記湯だめから注湯口を介して可動铸型に溶湯を供給して凝固させ、厚さ 0.1mm 以上 10.0mm以下の铸造材を連続的に製造する铸造工程とを具える。そして、上記溶解工程力铸造工程に亘る工程において溶湯が接触する部分を酸素の含有量が 20 質量％以下の低酸素材料にて形成する。

[0010] 従来、アルミニウムやアルミニウム合金、銅、銅合金などで利用されて、る連続铸造装置において溶解炉の坩堝、坩堝からの溶湯を貯留する湯だめ (タンディッシュ)、可動铸型に溶湯を導入する注湯口などは、耐熱性及び保温性に優れるシリカ (酸化ケィ素 (SiO )、酸素含有量: 47質量％)やアルミナ (酸化アルミニウム (A1 0 )、酸素含有量

2 2 3

:53質量％)、酸ィ匕カルシウム (Ca0、酸素含有量: 29質量％)などのセラミックにて形成されている。一方、上記アルミニウムなどで利用されている連続铸造装置において可動铸型は、強度に優れるステンレスなどで形成されている。そこで、マグネシウム合金の連続铸造にお、ても、上記アルミニウムなどの連続铸造に用いられて、る連続铸造装置と同様の構成のものを利用している。しかし、本発明者らが検討した結果、マグネシゥム合金の連続铸造を行うにあたり、マグネシウム合金が接触する部分に上記のような酸ィ匕物力もなる部材を利用すると、酸ィ匕マグネシウムを生成して、表面品質を低下させたり、得られた铸造材に圧延などの二次加工を施す場合、割れ発生の原因となる、との知見を得た。

[0011] マグネシウム合金の主成分であるマグネシウムは、非常に活性な金属であり、その酸化物である酸化マグネシウム (MgO)の標準生成自由エネルギー: -220kcal/molは、実用材料として用いられて、るアルミナなどの酸ィ匕物の標準生成自由エネルギーよりも小さい。従って、坩堝や湯だめ、注湯口などの溶湯と接する部分にアルミナ、シリ力などといった酸素を主成分とした高酸素材料を用いた場合、铸造時、溶湯の主成分であるマグネシウムが上記高酸素材料を還元して酸ィ匕マグネシウムを生成してしまう。この酸ィ匕マグネシウムは、再溶解することがないため、溶湯の流れに沿って铸造材に混入すると凝固を不均一にして铸造材の表面品質を低下させたり、铸造材に圧延などの二次加工を行う際、異物となって割れが発生して品質を劣化させたり、最悪の場合二次加工が行えない、といった不具合を生じる。また、酸素を奪われた材料がマグネシウム合金の溶湯に欠落、溶損して溶湯の温度を部分的に低下させ、凝固を不均一にして铸造材の表面品質を低下させることがある。この知見に基づき、本発明は、長尺な铸造材を連続的に製造するにあたり、溶湯が接触する部分の構成材料に酸素の含有量が少ない材料を用いることを規定する。以下、本発明をより詳しく説明する。

本発明では、実質的に無限に長いマグネシウム合金材 (铸造材)を得るベぐ連続的に铸造を行う連続铸造装置を利用する。連続铸造装置の具体的な構成としては、マグネシゥム合金を溶解して溶湯とする溶解炉と、溶解炉からの溶湯を一時的に貯留する湯だめ (タンディッシュ)と、溶解炉と湯だめ間に配置される移送樋と、湯だめからの溶湯を可動铸型に供給する注湯口と、供給された溶湯を铸造する可動铸型とを具えるものが挙げられる。その他、注湯口の近傍に配置されて、注湯口と可動铸型間から溶湯が漏れるのを防止する湯堰 (サイドダム)を具えてもよい。溶解炉は、溶湯を貯留する坩堝と、マグネシウム合金を溶解するために坩堝の外周に配置される加熱手段とを具える構成が挙げられる。移送樋や注湯口を具える供給部などの外周には、溶湯の温度を維持するべぐ加熱手段を具えることが好ましい。可動铸型は、例えば、 1.双ロール法 (ツインロール法)に代表される一対のロールからなるもの、 2.双ベルト法 (ツインベルト法)に代表される一対のベルトからなるもの、 3.車輪ベルト法 (ベルトァンドホイール法)に代表される複数のロール (ホイール)とベルトとを組み合わせてなるものが挙げられる。これらロールやベルトを利用した可動铸型では、铸型の温度を一定に保持することが容易であると共に、溶湯と接触する面が連続的に現れるため、铸造材の表面状態を平滑にかつ一定に保持し易い。特に、可動铸型は、互いに異なる方向に回転する一対のロールを対向配置された構成、即ち、上記 1.に代表される構成の場合、铸型の作製精度が高いことに加えて、铸型面 (溶湯と接触する面)の位置を一定に保持し易いため、好ましい。また、ロールの回転に伴って溶湯に接触する面が連続的に現れる構成であるため、铸造に用いられた面が再度溶湯と接触するまでの間に離型剤の塗布や付着物の除去などを効率よく行ったり、これら塗布や除去などの作業を行う設備を簡略ィ匕できる。

[0013] 上記連続铸造装置を利用することで、理論上無限に長い長尺な铸造材を得ることができるため、量産が可能である。そして、本発明では、このような連続铸造を行うにあたり、マグネシウム合金が酸素と結合することを低減するべぐ溶湯が接触する部分の全てを酸素の含有量が 20質量％以下の低酸素材料にて形成する。溶湯が接触する部分の全てとは、上記連続铸造装置において、例えば、溶解炉内 (特に、坩堝)、移送樋、湯だめ、注湯口を含む供給部、可動铸型、湯堰といった各部材の少なくとも表面部が挙げられる。もちろん、上記各部材全体を酸素の含有量が 20質量％以下の低酸素材料にて形成してもよい。本発明は、溶解力ゝら铸造に亘る工程において溶湯が接触する部分を上記低酸素材料にて形成することで、酸化マグネシウムの生成や酸素が奪われた材料の欠落などによる表面性状の劣化や、铸造材を利用して圧延などの二次力卩ェを行う際の加工性の低下などを低減することができる。

[0014] 低酸素材料において酸素の含有量は、できるだけ少ない方が好ましぐ本発明で目的とする上記効果を達成するためには、上限を 20質量％とする。より好ましくは、 1 質量％以下である。特に、実質的に酸素を含有していない材料が好ましい。具体的な材料としては、炭素系材料、モリブデン (Mo)、炭化珪素 (SiC)、窒化硼素 (BN)、銅 u)、銅合金、鉄、鋼から、及びステンレスカゝら選択される 1種が挙げられる。銅合金としては、亜鉛 (Zn)を添加した黄銅などが挙げられる。鋼としては、耐食性、強度に優れるステンレスなどが挙げられる。炭素系材料としては、カーボン (黒鉛)などが挙げられる。

[0015] 可動铸型は、酸素の含有量が少ないことにカ卩えて、熱伝導性に優れる材料にて形成することが好ましい。このとき、溶湯から可動铸型に伝わった熱が铸型内に吸収される速度を十分に速くすることができるため、溶湯 (又は凝固した部分)の熱を効果的に逃し、長手方向における品質が均一な铸造材を生産性よぐ安定して得ることができる。ここで、熱伝導性と導電性とは一般に線形の関係にある。従って、熱伝導性を導電性に読み替えることができる。そこで、可動铸型の形成材料として、以下の導電率条件を満たすものを提案する。

(導電率条件）

可動铸型の導電率を y、マグネシウム合金材の導電率を Xとするとき、

100≥y>x-10

このような導電率条件を満たす材料としては、例えば、銅、銅合金、鋼などが挙げられる。

[0016] また、可動铸型の表面 (溶湯が接触する面)に熱伝導性に優れる被覆層を設けても、上記熱伝導性に優れる材料にて可動铸型を形成した場合と同様の効果を得ることができる。具体的には、下記の導電率条件を満たす被覆層を形成することを提案する。

(導電率条件）

被覆層を形成する材料の導電率^ y'、マグネシウム合金材の導電率を Xとするとき、 100≥y' >x-10

このような導電率条件を満たす材料としては、例えば、銅、銅合金、鋼などが挙げられる。このような被覆層は、例えば、上記材料力もなる粉末を塗布したり、上記材料からなる薄膜を転写させたり、上記材料力なるリング状部材を装着させることなどにて可動铸型の表面に設けることが挙げられる。塗布や転写により被覆層を設ける場合、厚みは、 0.1 μ m以上 1.0mm以下が適する。 0.1 m未満であると、溶湯や凝固部分の放熱効果が得られにくぐ 1.0mm超であると、被覆層自体の強度の低下や、可動铸型との密着性の低下を招き、均一的に冷却しに《なる。リング状部材を装着する場合、強度を考慮して、厚みは 10〜20mm程度が好ましい。

[0017] 更に、上記被覆層の形成材料として、铸造材を形成するマグネシウム合金の合金組成を 50質量％以上含有する金属材料を利用することもできる。例えば、铸造材を形成するマグネシウム合金と同様の組成の材料を用いてもょ、し、マグネシウム合金の主成分であるマグネシウムを用いてもょヽ。このような铸造材を形成するマグネシゥム合金に類似した組成の材料、又は同様の組成の材料を用いた金属被覆層は、上記熱伝導性に優れる被覆層と同様に導電率条件を満たすため、上記熱伝導性に優れる被覆層と同様に、溶湯や凝固部における熱放散を効果的に行うことができる。加えて、可動铸型に対する溶湯の濡れ性を向上させることができるため、結果として、铸造材の表面欠陥を抑制する効果を奏する。

[0018] 铸造時、可動铸型の表面温度は、可動铸型を形成する材料の融点の 50%以下とすることが好ましい。このような温度範囲とすることで、可動铸型が軟化して強度が低下することを防止でき、安定した形状の長尺体を得ることができる。また、上記温度範囲とする場合、得られた铸造材の表面温度が十分に低くなり、焼付きなどが生じにくぐ良好な表面品質の铸造材を得ることができる。可動铸型の表面温度は、低いほど好ましいが低すぎると、結露により表面に水分が付着するため、下限を室温とする。

[0019] 上記のように溶解から連続铸造に亘る工程にお!、て、マグネシウム合金の溶湯が接触する部分を低酸素材料にて形成することで、これらの工程中にマグネシウム合金が酸素と結合することを抑制することができる。更に、マグネシウム合金が酸素と結合することをより低減するために、溶解炉内、湯だめ内、溶解炉と湯だめ間の移送樋内の少なくとも一つを低酸素雰囲気とすることが好ましい。溶湯状態といった高温下にお 1ヽてマグネシウム合金が酸素と結合すると、酸素と激しく反応して燃焼する恐れがある。従って、溶湯が貯留される溶解炉 (特に、坩堝)内や湯だめ内、その他、移送樋内では、酸素濃度が小さい方が好ましぐ少なくとも大気の酸素濃度未満にすることが好ましい。溶解炉内と湯だめ内の双方とも低酸素雰囲気とすることが好適である。特に、体積％で酸素を 5%未満、残部の気体 (酸素を除く)のうち 95%以上に窒素、アルゴン、及び二酸ィ匕炭素の少なくとも 1種を含む雰囲気とすることが好ましい。酸素はできるだけ含まない方が好ましい。従って、窒素、アルゴン、二酸化炭素の 3種との混合ガスとしてもよいし、窒素、アルゴン、二酸ィ匕炭素のうちいずれか 2種との混合ガスとしてもよいし、窒素、アルゴン、二酸ィ匕炭素のうちいずれか 1種のガスとしてもよい。また、この雰囲気には、燃焼防止ガスとして一般的な SFやハイド口フロロカーボン

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などを含めて防燃性をより高めてもよい。燃焼防止ガスの含有量は、体積％で 0.1〜1 .0%が適当である。

[0020] 上記雰囲気の制御を容易にすると共に、マグネシウム合金の溶湯力も発生する金属ヒュームによる作業環境の悪ィ匕を防止するために、溶解炉 (特に、坩堝)及び湯だめには、上記雰囲気ガスを供給する導入配管 (インレット)と、同ガスを排出する排出配管 (アウトレット)を具えてもよい。この構成により、例えば、アルゴン又は二酸ィ匕炭素を 50体積％以上含むパージガスや、アルゴン及び二酸ィヒ炭素を合計で 50体積％以上含むパージガスなどを用いた雰囲気を簡単に制御することができる。

[0021] 可動铸型に溶融した溶湯を供給する際、具体的には注湯口近傍にぉヽてもマグネシゥム合金が大気中の酸素と反応して溶湯が燃焼する恐れがある。また、マグネシゥム合金が铸型内に铸込まれると同時に部分的に酸ィ匕して、铸造材の表面が黒変化することもある。そのため、注湯口近傍や可動铸型部分においても上記溶解炉や湯だめと同様に低酸素ガス (燃焼防止ガスを含有させたものでもよい)を充填して密閉することが望ましい。ガスによるシールドを行わない場合、注湯口の形状を可動铸型の横断面形状と同一とする密閉構造とすると、注湯口近傍にお!ヽて溶湯が外部の空気と接触することがないため、溶湯が燃焼したり酸ィ匕したりすることを低減して、良好な表面状態の铸造材を得ることができる。

[0022] 溶湯の流れが悪くなり易い箇所、例えば、溶解炉 (特に、坩堝)、溶解炉から湯だめに溶湯を移送する移送樋、及び湯だめの少なくとも一つにぉヽて溶湯を攪拌することが好ましい。本発明者らは、マグネシウムはアルミニウムなどと比較して比重が小さいため、後述するような添加元素を含有するマグネシウム合金の溶湯を静置すると、添加元素の成分が沈降することがある、との知見を得た。また、攪拌を行うことで铸造材の偏析防止、晶析出物の微細均一分散化に効果があることを見出した。これら沈降の防止、偏析防止などを期待して、溶解炉や湯だめなどの溶湯が静置されるような箇所では、溶湯を攪拌することを提案する。攪拌の手法としては、溶解炉内などにフインなどの回転物を配置したり、ガスパブリングを導入するなどして溶湯を直接的に攪拌する手法や、外部から振動、超音波、電磁力などを付与して溶湯を間接的に攪拌する手法などが挙げられる。

[0023] 注湯口から可動铸型に供給される際の溶湯の圧力 (以下、供給圧力と呼ぶ)は、 101 .8kPa以上 118.3kPa未満 (1.005気圧以上 1.168未満以下)とすることが好ましい。供給圧力が 101.8kPa以上であると、溶湯が効果的に铸型に押し付けられるために、铸型と注湯口の間で形成されるメニスカス (注湯口の先端力ゝら溶湯が可動铸型に最初に接触する部分までの領域に形成される溶湯面)の形状制御を容易に行うことができると共に、リップルマークが生成されに《なる効果がある。特に、可動铸型を一対の口ールとする場合、メニスカスが形成される領域の距離 (注湯口の先端から溶湯が可動铸型に最初に接触する部分間の距離)は実質的にロールの回転軸を含む平面と注湯口の先端間 (以下、オフセットと呼ぶ)の距離の 10%未満となり、溶湯が铸型であるロールに接触する範囲が広くなる。溶湯は铸型に接触することで主に冷却されることから、上記メニスカスの領域距離が短くなることで、溶湯の冷却効果が高められ、凝固組織が幅方向及び長手方向に均一的な铸造材を得ることができる。一方、供給圧力が高すぎると、具体的には 118.3kPa以上とすると、湯もれなどの問題が発生するため、上限を 118.3kPaとする。

[0024] 上記供給圧力を溶湯に印加する方法としては、例えば、注湯口から可動铸型への溶湯の供給をポンプを用いて行う場合、ポンプを制御することが挙げられる。また、注湯口から可動铸型への溶湯の供給を溶湯の自重を利用して行う場合、湯だめ内の溶湯の液面を制御することが挙げられる。具体的には、可動铸型を一対のロールとし、ロール間のギャップの中心線が水平方向となるように配置し、湯だめから注湯口を介してロール間に水平方向に溶湯が供給され、水平方向に铸造材が形成されるように、湯だめ、注湯口、可動铸型を配置する。この状態で湯だめ内の溶湯の液面を口ール間のギャップの中心線力 30mm以上高い位置にすると、上記に規定するような範囲の供給圧力を溶湯に付与することができる。液面は、上記供給圧力が 101.8kPa 以上 118.3kPa未満となるように調整するとよぐ上限は 1000mm程度である。また、口ール間のギャップの中心線から 30mm以上高!、地点までの高さを湯だめ内における溶湯の液面の設定値として、湯だめ内の溶湯の液面がこの設定値を満たすように、或いは誤差が ± 10%となるように、液面を制御することが好ましい。この制御範囲であれば供給圧力が安定するため、メニスカス領域を安定させることができ、長手方向に均一的な凝固組織を有する铸造材を得ることができる。

[0025] 上記供給圧力によりロール間に注湯された溶湯は、オフセット区間内における充満度が高くなる。そのため、可動铸型 (ロール)において注湯口力も供給された溶湯が最初に接触する部分と注湯口の先端と、必要に応じて配置される湯堰とで形成される閉空間に铸造材が排出される箇所以外の箇所から湯もれが発生する恐れがある。そこで、可動铸型 (ロール)と、注湯口の外周縁の先端間の隙間力 Sl.Omm以下、特に、 0. 8mm以下になるように注湯口を配置することが好ま U、。

[0026] 注湯口における溶湯の温度は、液相線温度 +10°C以上液相線温度 +85°C以下とすることが好ましい。液相線温度 +10°C以上とすることで、注湯口より流出した溶湯の粘性が低くなり、メニスカスの形状を安定させ易い。また、液相線温度 +85°C以下とすることで、溶湯が铸型に接して力も凝固開始までにおいて、铸型が溶湯から奪う熱量を過度に大きくすることがなぐ冷却効果を増大する。このため、铸造材に偏祈が生じることを低減する、铸造材の組織を微細化する、铸造材の表面に縦湯じわが生成されに《する、過度に铸型が昇温されることを防止して铸造材の長手方向における表面品質を安定させる、といった優れた効果が得られる。なお、合金種によっては溶湯における固相率を 0とするために、溶解時、溶湯の温度を最大 950°C程度に昇温することもできるが、注湯口カゝら可動铸型に溶湯を供給する注湯時には、合金種によらず、上記温度範囲に制御することが好まし、。

[0027] 注湯口における溶湯の温度制御にカ卩えて、注湯口の横断面幅方向にぉ、て、溶湯の温度のばらつきを 10°C以内に制御することが好ましい。温度のばらつきがほとんどない状態とすることで、铸造材の幅方向の端縁部にも溶湯が十分に充満して、幅方向において均一な凝固シェルの形成が可能となる。従って、表面品質を向上できると共に、铸造材における製品歩留まりをも向上することができる。温度を制御するには、注湯口近傍に温度測定手段を配置して温度を管理すると共に、必要に応じて加熱手段などにより溶湯の加熱を行うことが挙げられる。

[0028] 溶湯が可動铸型に接触して凝固する際の冷却速度は、 50K/秒以上 10000K/秒以下とすることが好ましい。铸造時の冷却速度が遅いと、粗大な晶析出物が生成されて、圧延などの二次加工性を阻害する恐れがある。従って、晶析出物の成長を抑制するべぐ上記のような冷却速度で急冷することが好ましい。冷却速度は、铸造材の目標板厚や、溶湯や可動铸型の温度、可動铸型の駆動速度などを調整することや、铸型の材質、特に溶湯が接する铸型表面の材質として、冷却性能に優れたものを利用することで調整することができる。 [0029] 可動铸型を一対のロールとする場合、ロールの回転軸を含む平面と注湯口の先端間 (オフセット)の距離は、一つのロールの全周長の 2.7%以下とすることが好まし!/、。このとき、ロールの回転軸を中心とし、ロールの回転軸を含む平面 (ロールの半径)と注湯口の先端とがっくる角 (ロール面の角)は 10° 以下となり、铸造材の割れを減少することができる。より好ましくは、一つのロールの全周長の 0.8〜1.6%である。

[0030] また、可動铸型を一対のロールとする場合、注湯口の外周縁の先端間の距離が口ール間の最小ギャップの 1倍以上 1.55倍以下とすることが好ましい。特に、各ロールにおヽて注湯口から供給された溶湯が最初に接触する部分間 (以下、初期ギャップと呼ぶ)の距離を最小ギャップの 1倍以上 1.55倍以下とすることが好ましい。可動铸型となる一対のロールを対向配置することで形成されるギャップ (隙間)は、注湯口カも铸造方向に向かって徐々に小さくなり、ロール間が最も接近する最小ギャップを経て、また徐々に大きくなる。従って、可動铸型に溶湯を供給する注湯口の外周縁の先端間、より好ましくは、溶湯が可動铸型に接触し始める地点を含む初期ギャップを上記範囲とすることで、凝固過程において、ロール間のギャップが小さくなるため、溶湯（凝固された部分を含む)と铸型との間に隙間ができにくぐ高い冷却効果が得られる。注湯口の外周縁の先端間 (又は初期ギャップ)を最小ギャップの 1.55倍超とすると、注湯口より供給された溶湯が可動铸型に接触する部分が多くなる。すると、溶湯の凝固が始まって凝固初期に生成される凝固シェルが凝固完了までの過程で可動铸型により変形力を受けることがある。すると、マグネシウム合金は難加工材であるため、変形力により割れが生じ、十分に良好な表面品質の铸造材を得ることが難しくなる。

[0031] 溶湯の凝固は、可動铸型カも排出された際に完了していることが好ましい。例えば、可動铸型を一対のロールとする場合、ロール間が最も接近する最小ギャップを通過する際に溶湯の凝固が完了していることが挙げられる。即ち、ロールの回転軸を含む平面と注湯口の先端間 (オフセット区間)内に凝固完了点が存在するように凝固させることが好ましい。この間で凝固を完了する場合、注湯口カゝら導入されたマグネシウム合金は、最終凝固まで铸型に接触して铸型から抜熱されるため、中心線偏祈の発生を抑制することができる。一方、オフセット区間を通過した後においてマグネシウム合金の中心部が凝固して!/ヽな!ヽ領域が存在した場合、中心線偏析ゃ逆偏析発生の原因となる。

[0032] 特に、オフセット区間の铸造方向後端 (最小ギャップ部分)から、オフセットの距離の 15%以上 60%以下の範囲で凝固が完了していることが好適である。この範囲で凝固が完了していると、凝固した部分が可動铸型により圧縮されることになる。この圧縮により、凝固した部分内にボイドが存在しても消滅又は縮小させることができるため、圧延などの二次加工にぉ、ても十分な加工性を有する密度の高ヽ铸造材が得られる。また、完全に凝固して力可動铸型による圧下が 30%未満となるため、可動铸型の圧下に起因する割れなどの不具合がほとんど発生しな、、或、は全く発生しな、。更に凝固した部分は、最終凝固後においても両ロールで挟まれており、両ロールがつくる密閉区間内で铸型 (ロール)力も抜熱されるため、铸型カも排出 (開放)された際、铸造材の表面温度が十分に冷却されており、急激な酸化などによる表面品質の低下を防止できる。このようにオフセット区間内で凝固を完了させるには、例えば、目的の合金組成と板厚に対して铸型の材質を適宜選択し、铸型温度を十分に低くし、可動铸型の駆動速度を調整することが挙げられる。

[0033] 上記のように可動铸型力排出された際に凝固が完了しているように凝固状態を制御する場合、可動铸型カゝら排出されたマグネシウム合金材 (铸造材)の表面温度は、 4 00°C以下とすることが好ましい。このとき、ロールなどの可動铸型で挟まれた密閉区間から酸素を含む雰囲気 (大気など)中に開放された際、铸造材が急激に酸化して、変色が発生することを防止ことができる。また、マグネシウム合金が後述する添加元素を高濃度 (具体的には 4〜20質量％程度)に含む場合、铸造材の発汗を防止できる。表面温度を 400°C以下にするには、例えば、目的の合金組成と板厚に対して铸型の材質を適宜選択し、铸型温度を十分に低くし、可動铸型の駆動速度を調整することが挙げられる。

[0034] また、上記のように可動铸型力排出された際に凝固が完了しているように凝固状態を制御する場合、可動铸型力排出されるまでの間に凝固した素材が可動铸型により圧縮される間において、同素材が可動铸型に加える圧縮荷重が同素材の幅方向にお、て、 1500N/mm以上 7000N/mm以下 (150kgf/mm以上 713kgf/mm以下)であることが好ましい。凝固完了点までは、素材の中心部に液相が残存するため、可動铸型に荷重がほとんど加わらない。従って、 1500N/mmより小さい場合、最終凝固点が可動铸型から開放された後の地点に存在することを示しており、このとき、縦湯じわなどが生じて、表面品質を低下させる原因となる。 7000N/mm超の場合、圧縮により铸造材に割れが生じる可能性が高くなり、やはり品質の低下を招く。圧縮荷重は、可動铸型の駆動速度を調整することで制御することができる。

[0035] 本発明では、機械的特性の向上を目的として、マグネシウムに添加元素 (後述する第一添加元素、第二添加元素)を含有させたマグネシウムを主成分とするマグネシゥム合金を用いる。具体的には、マグネシウム (Mg)を 50質量％以上含有させた組成とする。より具体的な組成、及び添加元素を以下に示す。なお、不純物は、有意的に添カ卩しな、元素のみとしてもよ、し、有意的に添加する元素 (添加元素)を含んでヽてちょい。

1. Al、 Zn、 Mn、 Y、 Zr、 Cu、 Ag、及び Siからなる群から選択される 1種以上の第一添加元素を 1元素あたり 0.01質量％以上 20質量％未満含有し、残部が Mg及び不純物からなる

2. Al、 Zn、 Mn、 Y、 Zr、 Cu、 Ag、及び Siからなる群から選択される 1種以上の第一添加元素を 1元素あたり 0.01質量％以上 20質量％未満、 Caを 0.001質量％以上 16質量 %未満含有し、残部が Mg及び不純物からなる

3. Al、 Zn、 Mn、 Y、 Zr、 Cu、 Ag、及び Siからなる群から選択される 1種以上の第一添加元素を 1元素あたり 0.01質量％以上 20質量％未満含有し、 Ca、 Ni、 Au、 Pt、 Sr、 Ti、 B、 Bi、 Ge、 In、 Te、 Nd、 Nb、 La、及び REからなる群から選択される 1種以上の第二添加元素を 1元素あたり 0.001質量％以上 5質量％未満含有し、残部が Mg及び不純物からなる

[0036] 第一添加元素は、マグネシウム合金の強度や耐食性などといった特性の改善に効果があるが、上記範囲を超えて添加すると、合金の融点の上昇や固液共存域の拡大を招くため、好ましくない。 Caは溶湯の難燃ィ匕の効果が得られる力上記範囲を超えて添加すると、粗大な A Ca系晶出物、 Mg-Ca系晶出物を生成し二次加工性を低下するために好ましくない。第二添加元素は、結晶粒の微細化などによる機械的特性の改善や溶湯の難燃ィ匕といった効果が期待できるが、上記範囲を超えて添加すると、合金の融点の上昇や溶湯の粘性の上昇を招くため、好ましくない。

[0037] 上記連続铸造による製造方法により、表面性状に優れたマグネシウム合金铸造材を得ることができる。また、得られた铸造材には、組成を均質化するための熱処理や時効処理などを施してもよい。具体的な条件としては、温度: 200〜600°C、時間: 1〜4 0時間程度が好ましい。温度や時間は、合金組成によって適宜選択するとよい。本発明では、上記連続铸造により得られた铸造材、又は連続铸造後熱処理を施された铸造材の厚さを 0.1mm以上 10.0mm以下とする。 0.1mm未満とすると、溶湯を安定して供給することが難しぐ長尺体を得ることが困難である。逆に 10.0mm超とすると、得られた铸造材に中心線偏祈が生じ易い。特に好ましくは、 lmm〜6mmである。铸造材の厚さは、可動铸型を調整するとよぐ例えば、可動铸型を一対のロールとし、両ロールを対向配置した構成とする場合、ロール間の最小ギャップを調整するとよい。なお、本発明において上記厚さは、平均値とする。厚さの平均値は、铸造材の長手方向において任意の地点の厚さを複数測定し、その複数の値により求めることが挙げられる。後述する圧延材の場合も同様である。

[0038] 得られたマグネシウム合金铸造材は、 DAS(Dendrite Arm Spacing)が 0.5 m以上 5.0 m以下であることが好ましい。 DASが上記範囲を満たす場合、圧延などの二次加工性や、二次力卩工材に更にプレス力卩ェゃ鍛造カ卩ェなどの塑性カ卩ェを施す際の成形加工性に優れる。 DASを上記範囲にするには、特に凝固する際の冷却速度を 50K /秒以上 10000K/秒以下にすることが挙げられる。このとき、铸造材の幅方向、長手方向に亘り冷却速度を均一化することがより望ま、。

[0039] また、得られたマグネシウム合金铸造材は、晶析出物の大きさを 20 μ m以下とすると、圧延などの二次加工や、二次加工材に更にプレス加工、鍛造加工などの塑性加工の加工性をより向上することができる。さらに、晶析出物の大きさを 10 m以下とした場合、铸造材の二次加工以降の加工工程における変形能が向上するだけでなぐ耐熱性、耐クリープ特性、ヤング率、伸び特性の向上を図ることができる。さら〖こ、 5 m以下とすると前記特性の向上をより図ることができより好ましい。冷却速度をさらに速くし、結晶粒内に 3 m以下の析出物を微細分散させたものは前記特性と機械的特性がよぐ好ましい。さらに、析出物を 1 μ m以下とすると、特性の向上をより図ることができ、好ましい。 20 m超といった粗大な晶析出物は、上記二次加工や上記塑性加工の際に割れの起点となる。晶析出物の大きさを 20 m以下とするには、凝固する際の冷却速度を 50K/秒以上 10000K/秒以下にすることが挙げられる。特に、铸造材の幅方向、長手方向に亘り冷却速度を均一化することがより望ましい。また、冷却速度の制御に加えて、溶解炉や湯だめなどにぉヽて溶湯を攪拌することも合わせて行うとより効果的である。このとき、部分的晶析出物が生成される温度以下にならないように溶湯の温度を管理することが好ましい。晶析出物の大きさは、铸造材の横断面を金属顕微鏡で観察し、その横断面において晶析出物の最も長い切断線の長さを求めて、それをその横断面における晶析出物の大きさとし、横断面を任意に複数とつて、同様に晶析出物の大きさを求め、例えば、 20の横断面における晶析出物のうち最も大きい値を採用することが挙げられる。観察する横断面数は適宜変更してもよい。更に、得られた铸造材のマグネシウム合金組成が上記第一添加元素、第二添加元素を含有する場合、第一添加元素、第二添加元素のうち 0.5質量％以上含まれる元素はそれぞれ、铸造材の表面部及び中央部において、設定含有量 (質量％)と実際の含有量 (質量％)との差 (絶対値)が小さい、具体的には 10%以下であると、圧延などの二次加工や、この二次力卩工材にプレス力卩ェゃ鍛造カ卩ェなどの塑性カ卩ェを施す際の加工性に優れて好ましい。本発明者らは、マグネシウム合金に 0.5質量％以上含まれる元素の偏祈が圧延などの二次加工や、更にプレス加工などの塑性加工を施す際の加工性に与える影響を調査したところ、铸造材の表面部及び中央部において、設定含有量と実際含有量との差が 10%超の場合、表面部の機械的特性と中央部の機械的特性とがアンバランスになり、比較的脆弱な部分が起点となって容易に破断に至り、成形限界が低下するとの知見を得た。従って、 0.5質量％以上含まれる元素のそれぞれにおいて、铸造材の表面部での設定含有量と実際含有量との差、同中央部での設定含有量と実際含有量との差を 10%以内とする。なお、铸造材の表面部とは、铸造材の横断面の厚さ方向において、表面力铸造材の厚さの 20%にあたる領域とし、中央部とは、铸造材の横断面の厚さ方向における中心から铸造材の厚さの 10%にあたる領域とする。組成成分の分析は、 ICPを用いて行うことが挙げられる。例えば、設定含有量は、铸造材を得るべく調合した量としてもよいし、铸造材全体を分析した値を用いることが挙げられる。表面部の実際含有量は、表面を切削又は研磨して表面部を露出させ、この表面部において異なる 5力所以上の位置において横断面をとつて分析し、これらの平均値を用いることが挙げられる。中央部の実際含有量は、表面を切削又は研磨して中央部を露出させ、この中央部において異なる 5力所以上の位置にぉ、て横断面をとつて分析し、これらの平均値を用いることが挙げられる。分析する箇所数は適宜変更するとよい。上記差を 10%以内とするには、例えば、铸造速度を十分に速くしたり、铸造材に 200°C以上 600°C以下の温度で熱処理を施すことが挙げられる。

[0041] 更に、得られた铸造材の表面欠陥の深さは、铸造材の厚さの 10%未満とすることが好ましい。本発明者らは、表面欠陥の深さが二次成形性ゃ塑性加工性に与える影響について調査したところ、表面欠陥の深さが铸造材の厚さの 10%未満であれば、特に、プレスカ卩ェなどで折り曲げ力卩ェを行う際、割れの起点となりにくぐカロ工性を向上できるとの知見を得た。そこで、表面欠陥の深さを上記のように規定する。表面欠陥の深さを铸造材の厚さの 10%未満にするには、溶湯の温度を低めにし、冷却速度を高めるにすることが挙げられる。熱伝導性と可動铸型に対する溶湯の濡れ性に優れる金属被覆層を具える可動铸型を利用したり、注湯口の横断面幅方向における溶湯の温度のばらつきを 10°C以下に抑えることなどを行ってもよい。表面欠陥の深さは、铸造材の長手方向における長さ lmの領域において任意の 2点を選出して、 2点の横断面をとり、各断面を #4000以下のエメリー紙と粒径 1 μ mのダイヤモンド砥粒を用いて研磨し、表面部分の全長に亘り、倍率 200倍の金属顕微鏡で観察し、その最大値を表面欠陥の深さとすることが挙げられる。

[0042] 加えて、铸造材の表面に存在するリップルマークの幅の最大値 rwと深さの最大値 rd が rw X rd< 1.0を満たすと、二次力卩ェが施されたマグネシウム合金材の塑性力卩ェ性の低下を低減することができて好ましい。 rw X rd< 1.0を満たすには、例えば、注湯口から可動铸型に供給される際の溶湯の圧力 (供給圧力)を 101.8kPa以上 118.3kPa未満 (1.005気圧以上 1.168気圧未満)にすることや、可動铸型の駆動速度を調整することが挙げられる。铸型の駆動速度が遅すぎると、リップルマークは大きくなる傾向にあり、速すぎると表面割れなどの原因になる。リップルマークの幅の最大値、同深さの最大値は、铸造材の表面に存在するリップルマークについて、 3次元レーザー測定器を用いて一定の測定範囲内における任意の 20個のリップルマークにおいてそれぞれ最大幅及び最大深さを求めることで得られる。上記測定範囲を複数設けて、各測定範囲について同様に最大幅及び最大深さを求め、全ての測定範囲における最大幅及び最大深さが上記式を満たす铸造材の場合、上記塑性加工性の低下の低減効果により優れる。測定範囲数は、 5〜20が適当である。

[0043] また、得られた铸造材は、引張強さが 150MPa以上、破断伸びが 1%以上であると、二次力卩ェが施されたマグネシウム合金材の塑性カ卩ェ性の低下を低減することができて好ましい。強度、延性を向上するには、組織を微細にし、表面のキズを小さくし、铸造材に圧下が加わるようにすることが好ましい。具体的には、例えば、 DASを 0.5 /z m 以上 5.0 m以下、晶析出物の大きさを 20 m以下、表面欠陥の深さを素材厚さの 10 %以内とし、凝固完了点をオフセットの距離の 15〜60%とすることで、上記に規定する機械的特性を有する铸造材を得ることができる。

[0044] 上記連続铸造により得られた铸造材、又は連続铸造後熱処理が施された铸造材は、圧延などの二次カ卩ェ性に優れている。従って、二次加工の素材として最適である。また、この铸造材に一対の圧延ロールにて圧延加工と!/、つた塑性加工を施すことで、より強度に優れるマグネシウム合金材を得ることができる。

[0045] 圧延条件としては、総圧下率を 20%以上とすることが好ま U、。総圧下率 20%未満の圧延では、铸造材の組織である柱状晶が残存し、機械的特性が不均一となり易い。特に、铸造組織を実質的に圧延組織 (再結晶組織)とするためには、 30%以上とすることが好ましい。総圧下率 Cは、铸造材の厚さを A(mm)、圧延材の厚さを B(mm)とするとき、 C(%) = (A- B)/AX 100とする。

[0046] また、圧延は 1パスとしてもょ、し、複数パスとしてもよ!、。複数パスに亘る圧延を行う場合、 1パスの圧下率力 l%以上 50%以下の圧延を含むことが好ましい。 1パスの圧下率が 1%未満の場合、所望の厚さの圧延材 (圧延板)を得るために圧延を繰り返す回数が多くなり、時間が力かって生産性に劣る。また、 1パスの圧下率が 50%を越える場合、加工度が大きいため、圧延前の素材を適宜加熱して塑性加工性を高めることが望まれる。しかし、加熱を行うことで、結晶組織の粗大化が起こるため、圧延後に施すプレス力卩ェゃ鍛造カ卩ェなどの塑性カ卩ェ性を低下させる恐れがある。 1パスの圧下率 cは、圧延前の素材の厚さを a(mm)、圧延後の素材の厚さを b(mm)とするとき、 c(%) = (a- b)/a X 100とする。

[0047] また、圧延工程には、圧延前の素材の温度 tl(°C)及び圧延時の素材の温度 t2(°C) のうち高い方の温度 T(°C)を選び、この温度 T(°C)と圧下率 c(%)とが 100>(T/c)>5を満たすような圧延を具えていてもよい。（T/c)が 100以上の場合、素材の温度が高いことから圧延カ卩工性に富み、大きな加工度をとることが可能であるにもかかわらず、小さな加工度で圧延していることになるため、経済的に無駄が多い。（T/c)が 5以下の場合、素材の温度が低、ことから圧延加工性が小さいにもかかわらず大きな加工度をとつているため、圧延時、素材の表面や内部に割れが発生し易い。

[0048] 更に、圧延工程には、圧延ロールに挿入する直前の素材の表面温度を 100°C以下とし、圧延ロールの表面温度を 100〜300°Cとする圧延を具えて、ることが好まし！/、。このように加熱された圧延ロールと接触することで素材は、間接的に加熱される。以下、圧延前の素材の表面温度を 100°C以内に抑え、実際に圧延するときの圧延ロールの表面温度を 100°C以上 300°C以下で加熱する圧延方法を「ノンプレヒート圧延」と呼ぶ。ノンプレヒート圧延は、複数パス行ってもよいし、ノンプレヒート圧延以外の圧延を複数パス行った後、最後の 1パスのみにノンプレヒート圧延を適用してもよい。即ち、ノンプレヒート圧延以外の圧延を粗圧延とし、ノンプレヒート圧延を仕上げ圧延として利用してもよい。少なくとも最後の 1パスにおいて、ノンプレヒート圧延を行うことにより、十分な強度を具えると共に、塑性加工性に優れたマグネシウム合金圧延材を得ることができる。

[0049] ノンプレヒート圧延において、圧延ロールに挿入する直前における素材の表面温度の下限は、特に規定しないが、素材の温度が室温であれば加熱も冷却も不要で、ェネルギー効率上好まし!/、。

[0050] ノンプレヒート圧延において、圧延ロール温度力 100°Cより低いと、素材の加熱が不十分となり、圧延中に割れが生じて正常な圧延が行えないことがある。また、圧延口ール温度が 300°Cを超えると、圧延ロールの加熱設備を大掛りにする必要があることに加えて、圧延中の素材の温度が上昇しすぎて、結晶組織の粗大化が起こり、プレス加工や鍛造加工などの塑性加工性を損な!/ヽ易、。

[0051] なお、ノンプレヒート圧延以外の圧延は、素材を 100°C以上 500°C以下に加熱した温間圧延とすることが好ましい。特に、 150°C以上 350°C以下が好ましい。 1パスあたりの圧下率は、 5%〜20%が適当である。

[0052] 上記圧延加工は、連続铸造に引き続いて連続的に行う場合、铸造材が有する余熱を利用することができ、エネルギー効率に優れる。温間圧延を行う場合、圧延ロールにヒータなどの加熱手段を設けて間接的に素材を加熱してもよいし、高周波加熱装置やヒータなどを素材の外周に配置して、直接的に素材を加熱してもよい。また、圧延加工は、潤滑剤を用いて行うことが好適である。潤滑剤を用いることで、得られたマグネシゥム合金圧延材の曲げ性能と、つた靭性も若干向上させることができる。潤滑剤には一般の圧延用油が利用できる。潤滑剤の適用方法は、圧延する前に素材に潤滑剤を塗布することが好適である。なお、連続铸造に引き続いて圧延加工を行わない場合や、仕上げ圧延などを行う場合、圧延前に素材に 350〜450°Cで 1時間以上の溶体化処理を施すことが好ましい。この溶体化処理により、圧延前までの粗圧延などの加工により導入された残留応力又は歪みを取り除き、かつそれまでの加工中に形成された集合組織を軽減することができる。そして、その後に続く圧延において素材の不用意な割れ、歪み、変形を防ぐことができる。溶体化処理温度が 350°C未満又は 1時間未満では、十分に残留応力を除去したり集合組織を軽減する効果が少ない。逆に 450°Cを超えると、残留応力除去などの効果が飽和し、溶体化処理に必要なェネルギーを浪費することになる力である。溶体ィ匕処理時間の上限は 5時間程度である。

[0053] 更に、上記圧延加工が施されたマグネシウム合金圧延材には、熱処理を施すことが好ましい。また、複数のパスの圧延を行う場合、 1パスごとに、或いは複数パスごとに熱処理を施してもよい。熱処理条件としては、温度: 100〜600°C、時間: 5分〜 40時間程度が挙げられる。圧延加工によって導入された残留応力又は歪みを除去して、機械的特性の向上を図るには、上記温度範囲内で低い温度 (例えば、 100〜350°C) で、上記時間範囲内で短い時間 (例えば、 5分〜 3時間程度)の熱処理を施すことが挙げられる。温度が低すぎたり、時間が短すぎると、再結晶が不十分で歪みが残存し、温度が高すぎたり、時間が長すぎると、結晶粒が粗大化し過ぎて、プレス加工、鍛造加工などの塑性加工性を悪ィ匕させる。溶体ィ匕を図る場合、上記温度範囲内で高い温度 (例えば、 200〜600°C)で、上記時間範囲内で長い時間 (例えば、 1〜40時間程度)の熱処理を施すことが挙げられる。

[0054] 上記圧延加工、特にその後に熱処理が施されたマグネシウム合金圧延材は、微細な結晶組織を有し、強度と靭性に優れると共に、プレス加工、鍛造加工などの塑性カロェ性に優れる。具体的には、平均結晶粒径: 0.5 m以上 30 m以下といった微細組織を得る。平均結晶粒径が 0.5 m未満の場合、強度が向上する反面、延性向上の効果が飽和し、平均結晶粒径が 30 m超の場合、割れなどの起点となる粗大な粒子が存在して、上記の塑性加工性が低下する。平均結晶粒径は、圧延材の表面部及び中央部において、 JIS G 0551に定められた切断法によってそれぞれ結晶粒径を求め、その平均値を用いることが挙げられる。圧延材の表面部とは、圧延材の横断面の厚さ方向において、表面力圧延材の厚さの 20%にあたる領域とし、中央部とは、圧延材の横断面の厚さ方向における中心から圧延材の厚さの 10%にあたる領域とする。平均結晶粒径は、圧延条件 (総圧下率や温度など)、熱処理条件 (温度や時間など)を調整することで変化させることができる。

[0055] また、圧延材の表面部の平均結晶粒径と同中央部の平均結晶粒径との差 (絶対値) を 20%以内とすると、更にプレス力卩ェ、鍛造カ卩ェなどの塑性カ卩ェ性を向上できる。この差が 20%超の場合、組織が不均一であることに起因して機械的特性も不均一となり、成形限界が低下する傾向にある。上記平均結晶粒径の差を 20%以内とするには、例えば、少なくとも最後の 1パスにおいてノンプレヒート圧延を行うことが挙げられる。即ち、低温で圧延することで、均一に歪みを導入させることが好ましい。

[0056] また、得られたマグネシウム合金圧延材は、晶析出物の大きさを 20 μ m以下とすると、プレス力卩ェ、鍛造カ卩ェなどの塑性カ卩ェ性をより向上することができる。超といつた粗大な晶析出物は、上記塑性加工の際に割れの起点となる。晶析出物の大きさを 20 μ m以下とするには、铸造材にお、て晶析出物の大きさが 20 μ m以下のものを利用することが挙げられる。

[0057] 更に、得られた圧延材のマグネシウム合金組成が上記第一添加元素、第二添加元素を含有する場合、第一添加元素、第二添加元素のうち 0.5質量％以上含まれる元素はそれぞれ、圧延材の表面部及び中央部において、設定含有量 (質量％)と実際の含有量 (質量％)との差 (絶対値)が小さい、具体的には 10%以下とすると、プレスカロェ、鍛造加工などの塑性加工性に優れる。圧延材の表面部及び中央部において、設定含有量と実際含有量との差が 10%超の場合、表面部の機械的特性と中央部の機械的特性とが不均一になって、比較的脆弱な部分を起点として容易に破断するため、成形限界が低下する。組成成分の分析は、上記铸造材の場合と同様にするとよい。また、同差を 10%以内にするには、铸造材の表面部での設定含有量と実際含有量との差、及び同中央部での設定含有量と実際含有量との差が 10%以内である铸造材を利用するとよい。

[0058] 更に、得られた圧延材の表面欠陥の深さは、圧延材の厚さの 10%未満とすることが好ましい。表面欠陥の深さが圧延材の厚さの 10%未満であれば、特に、プレス加工などで折り曲げ加工を行う際、割れの起点となりにくぐ塑性加工性に優れる。表面欠陥の深さを圧延材の厚さの 10%未満にするには、例えば、表面欠陥の深さが铸造材の厚さの 10%未満である铸造材を利用することが挙げられる。表面欠陥の深さは、铸造材と同様に測定するとよい。

[0059] また、得られた圧延材は、引張強さが 200MPa以上、破断伸びカ %以上であると、プレス力卩ェ、鍛造カ卩ェなどの塑性カ卩ェ性が低下することを低減できる。上記強度と靭性とを具えるには、例えば、引張強さが 150MPa以上、破断伸び力 Sl%以上の铸造材を用いることが挙げられる。

[0060] 上記圧延材は、プレス力卩ェゃ鍛造カ卩ェなどの塑性カ卩ェを行う際、加工性に優れている。従って、塑性カ卩ェ用素材として最適である。また、この圧延材に上記プレスカロェなどの塑性加工を施すことで、軽量であることが要求される種々の分野において利用することができる。

[0061] 塑性加工の具体的な条件は、圧延材を室温以上 500°C未満に加熱して、塑性加工性を高めた状態で行うことが好ましい。塑性カ卩ェとしては、プレス加工や鍛造加工が挙げられる。また、塑性加工後には、熱処理を施すことが好ましい。熱処理条件としては、温度: 100〜600°C、時間: 5分〜 40時間程度が挙げられる。例えば、加工による歪みの除去、加工の際に導入された残留応力の除去、機械的特性の向上を図る場合、上記温度範囲内で低い温度 (例えば、 100〜350°C)で、上記時間範囲内で短い時間 (例えば、 5分〜 24時間程度)の熱処理を施すことが挙げられる。溶体化を図る場合、上記温度範囲内で高い温度 (例えば、 200〜600°C)で、上記時間範囲内で長い時間 (例えば、 1〜40時間程度)の熱処理を施すことが挙げられる。このような塑性カロ工及び熱処理を施すことで得られたマグネシウム合金成形品は、家電分野、輸送関連分野、航空宇宙関連分野、スポーツレジャー関連分野、医療福祉関連分野、食料品関連分野、建設関連分野向け構造材ゃ装飾品などに利用することができる。発明の効果

[0062] 以上説明したように本発明マグネシウム合金材の製造方法によれば、強度ゃ靭性などの機械的特性、及び表面性状に優れたマグネシウム合金材を安定して低コストで提供することができるという優れた効果を奏し得る。また、得られたマグネシウム合金铸造材は、圧延などの二次加工性に優れた素材であり、この铸造材を利用して得られたマグネシウム合金圧延材は、プレス加工や鍛造加工と!/、つた塑性カ卩ェ性に優れた素材である。更に、この圧延材を利用して得られたマグネシウム合金成形品は、高強度で軽量であり、種々の分野において構造材として利用することができる。図面の簡単な説明

[0063] [図 1]図 1は、マグネシウム合金の連続铸造装置の概略構成図である。

[図 2(A)]図 2(A)は、注湯口近傍の構成を説明する部分拡大図であり、凝固完了点がオフセット区間内に存在する場合を示す。

[図 2(B)]図 2(B)は、注湯口近傍の構成を説明する部分拡大図であり、凝固完了点がオフセット内に存在しない場合を示す。

[図 3(A)]図 3(A)は、図 2 (A)の X-X断面図であり、注湯口が横断面矩形状の例を示す

[図 3(B)]図 3(B)は、図 2 (A)の X-X断面図であり、注湯口が横断面台形状の例を示す

[図 4(A)]図 4(A)は、可動铸型の表面に被覆層を具える例を示す可動铸型部分の部分概略図であり、可動铸型の表面に被覆層を密着固定させる例を示す。 [図 4(B)]図 4(B)は、可動铸型の表面に被覆層を具える例を示す可動铸型部分の部分概略図であり、可動铸型の表面を可動するように配置される被覆層を具える例を示す。

[図 5]図 5は、溶湯の自重を利用して可動铸型に溶湯を供給するマグネシウム合金の連続铸造装置の概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0064] 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致してヽな、。

図 1は、マグネシウム合金の連続铸造装置の概略構成図である。この装置は、一対のロール 14を可動铸型とし、ポンプ l ibやポンプ 12eを利用してマグネシウム合金の溶湯 1を可動铸型に供給して铸造材を製造する連続铸造装置である。同装置は、マグネシゥム合金を溶解して溶湯 1とする溶解炉 10と、溶解炉 10力ゝらの溶湯 1を一時的に貯留する湯だめ 12と、溶解炉 10と湯だめ 12間に配置されて、溶解炉 10から溶湯 1を湯だめ 12に輸送する移送樋 11と、湯だめ 12から一対のロール 14間に溶湯 1を供給する注湯口 13を具える供給部 12dと、供給された溶湯 1を铸造して铸造材 2を形成する一対のロール 14とを具える。

[0065] 図 1に示す例にぉヽて溶解炉 10は、マグネシウム合金を溶解し溶湯 1を貯留する坩堝 10aと、坩堝 10aの外周に配置されて、溶湯 1を一定の温度に保持するためのヒータ 10bと、これら坩堝 10aとヒータ 10bとを収納する筐体 10cとを具える。また、溶湯 1の温度を調節するべぐ温度測定器 (図示せず)と温度制御部 (図示せず)を具える。更に、坩堝 10aは、その内部を後述するガスにより雰囲気制御可能とするために、ガスの導入配管 10d、排出配管 10eと、ガスの制御部 (図示せず)とを具える。また、坩堝 10aには、溶湯 1を攪拌するフィン (図示せず)を具え、攪拌可能な構成としている。

[0066] 図 1に示す例において移送樋 11は、一端を坩堝 10aの溶湯 1に挿入し、他端を湯だめ 12に接続させており、溶湯 1を輸送する際、溶湯 1の温度が低下しないように外周にヒータ 11aが配置されている。また、溶湯 1を湯だめ 12に供給するべくポンプ l ibを具える。更に、移送樋 11の外周には、超音波攪拌装置 (図示せず)を配置しており、移送中、溶湯 1を攪拌することができる構成としている。

[0067] 図 1に示す例において湯だめ 12は、その外周にヒータ 12aと、温度測定器 (図示せず )及び温度制御部 (図示せず)とを具える。ヒータ 12aは、主に運転開始時に用い、溶解炉 10力輸送された溶湯 1が凝固しない温度以上となるように湯だめ 12を加熱するものである。安定運転時は、溶解炉 10力移送される溶湯 1からの入熱と、湯だめ 12から放出される排熱とのバランスをみて、適宜ヒータ 12aを利用することができる。また、坩堝 10aと同様に湯だめ 12にも、ガスによる雰囲気制御を行うベぐガスの導入配管 1 2b、排出配管 12cと、ガスの制御部 (図示せず)とを具える。更に、坩堝 10aと同様に湯だめ 12にも、溶湯 1を攪拌するフィン (図示せず)を具え、攪拌可能な構成としている。

[0068] 図 1に示す例において供給部 12dは、一端を湯だめ 12の溶湯 1に挿入し、他端 (可動铸型であるロール 14側端)に注湯口 13を具える。注湯口 13近傍には、注湯口 13に供給される溶湯 1の温度管理を行うために、測温器 (図示せず)を具える。測温器は、溶湯 1の流れを阻害しないように配置している。なお、注湯口 13は、別途ヒータなどの加熱手段を具えておき、運転開始前までに溶湯 1が凝固しない温度範囲にまで加熱しておくことが好ましい。また、注湯口 13の横断面幅方向において溶湯 1の温度のばらつきが小さくなるように、適宜測温器により温度を確認して、上記加熱手段により注湯口 13を加熱するようにしてもよい。また、注湯口 13を熱伝導性に優れる材料にて形成しても、温度のばらつきを小さくできる。注湯口 13から可動铸型 (ロール 14間)に溶湯 1 を供給するべく供給部 12dは、湯だめ 12と注湯口 13間にポンプ 12eを具える。ポンプ 1 2eの出力を調整することで、注湯口 13からロール 14間に供給される溶湯 1の圧力を調整できる。

[0069] 図 1に示す例において可動铸型は、一対のロール 14からなるものである。両ロール 1 4は、ロール 14間にギャップを設けて対向配置させ、各ロール 14は、図示されない駆動機構により互いに異なる方向 (一方のロールが右回り、他方のロールが左回り)に回転可能な構成である。このロール 14間に溶湯 1が供給され、各ロール 14が回転すると、注湯口 13カゝら供給された溶湯 1は、ロール 14に接触しながら凝固することで铸造材 2 として排出される。この例では、铸造方向が垂直方向上向きとなるため、可動铸型と注湯口 13間から溶湯が下側に漏れな、ように湯堰 17(図 3 (A)および図 3 (B)参照)を配置している。各ロール 14には、その表面温度が任意に調整できるように加熱冷却機構 (図示せず)を内蔵すると共に、温度測定器 (図示せず)及び温度制御部 (図示せず)を具える。

[0070] そして、本発明の特徴とするところは、溶解力も連続铸造の過程において、溶湯 1が接触する部分の形成材料として、酸素濃度が体積割合で 20質量％以下の低酸素材料を用いた点にある。このような材料として、本例では、坩堝 10aに铸鉄 (酸素濃度:質量割合で lOOppm以下)を用い、移送樋 11、湯だめ 12、供給部 12d及び注湯口 13、湯堰 17(図 3 (A)および図 3 (B)参照)にステンレス (SUS430、酸素濃度:質量割合で ΙΟΟρρ m以下)を用い、ロール 14に銅合金 (組成 (質量％):銅 99%、クロム 0.8%、残部が不純物、酸素濃度:質量割合で lOOppm以下)を用いた。

[0071] このような連続铸造装置を用いて铸造材を製造することで、溶湯が酸素と結合することを低減できるため、酸ィ匕マグネシウムが生成されたり、酸素を奪われた材料が溶湯に欠落することなどにより、铸造材の表面性状が劣化することを低減する。また、酸化マグネシウムや酸素を奪われた材料などが溶湯に混入されに《なるため、これらの異物が存在することによる二次カ卩ェ性の低下をも低減することができる。

[0072] 特に、図 1に示す連続铸造装置では、坩堝 10a内、湯だめ 12内に低酸素濃度のガスを封入して、低酸素雰囲気とすることが可能である。このとき、溶湯が酸素と結合することをより効果的に低減することができる。低酸素雰囲気とするガスとしては、例えば、酸素含有量 5体積％未満としたアルゴンガスや、二酸化炭素とアルゴンの混合ガスなどが挙げられる。また、 SFなどの防燃ガスを混合させてもよい。

6

[0073] また、図 1に示す連続铸造装置において、目的の合金組成と板厚に対して铸型の材質に合わせて、铸型温度を十分に低くし、可動铸型の駆動速度を調整するといつた制御を行うことで、凝固完了点を可動铸型カも排出されるまでの領域とすることができる。図 2 (A)および図 2(B)は、注湯口近傍の構成を説明する部分拡大図であり、図 2 (A)は、凝固完了点がオフセット区間内に存在する場合、図 2 (B)は、凝固完了点がオフセット内に存在しない場合を示す。ここでは、ロール 14の中心軸を通る平面 (以下、铸型センタ 15と呼ぶ)と注湯口 13の先端間をオフセット 16と呼ぶ。図 2(A)に示すように供給部 12dから注湯口 13を経てロール 14間に供給された溶湯 1は、注湯口 13と口ール 14と図示しない湯堰とで囲まれる閉空間に開放されてメニスカス 20を形成させながら、ロール 14に接触して冷却され凝固が開始される。铸造方向 (図 2 (A)および図 2 ( B)では上側に向かう)に従ってロール 14間は狭くなり、ロール 14間のギャップが小さくなる。具体的には、铸造初期、注湯口 13力も供給された溶湯 1が最初にロール 14に接触する際、溶湯 1が最初にロール 14に接触する部分間の初期ギャップ mlが最も大きぐ凝固された素材が铸造センタ 15を通過する際、両ロール 14が最も近接し合う最小ギャップ m2となる。このため、凝固により形成された凝固シェルとロール 14間に凝固収縮による隙間を生じさせることなぐ凝固シェルは、ロール 14に密着して凝固完了点 21で凝固が完了するまで、この冷却効果が持続される。そして、凝固完了点 21 力も铸型センタ 15を通過するまでの区間において、ロール 14間のギャップは更に小さくなつている。このため、凝固したマグネシウム合金は、ロール 14により圧下力を受けて圧縮変形されて、ロール 14間から排出され、圧延材のような表面が平滑な铸造材 2 を得ることができる。このように凝固完了点 21がオフセット 16区間に存在するように凝固状態を制御することが好ましい。また、初期ギャップ mlの距離を最小ギャップ m2の 1倍以上 1.55倍以下とすると、高い冷却効果が得られる。

[0074] これに対し、上記のような凝固制御を行わない場合、図 2(B)に示すように供給部 12d 力も注湯口 13を経てロール 14間に供給された溶湯 1は、注湯口 13とロール 14間と図示しない湯堰とがつくる閉空間に開放されてメニスカス 20を形成させながら、ロール 1 4に接触して冷却され凝固が開始される。しかし、中心部に大量に未凝固部分を残して、铸型センタ 15を通過する。即ち、オフセット 16区間を過ぎた地点に凝固完了点 23 が存在する。铸型センタ 15を通過したマグネシウム合金は、ロール 14カゝら離れるためロール 14による冷却ではなぐ铸造材 2表面の放熱冷却により凝固が進行する。従つて、铸造材 2の中心部の凝固速度が遅くなり、中心線偏析を生じる。

[0075] 図 3 (A)および図 3 (B)は、図 2 (A)の X-X断面図であり、図 3(A)は注湯口が横断面矩形状、図 3(B)は注湯口が横断面台形状の例を示す。更に、図 1に示す連続铸造装置において、注湯口 13からロール 14間に供給される溶湯 1の圧力をポンプ 12eにより調整することで、メニスカス 20(図 2 (A)および図 2 (B)参照)が形成される領域を十分に小さくすることができる。このとき、注湯口 13の横断面幅方向において、溶湯 1の温度のばらつきをできるだけ小さくなるように制御することで上記メニスカスが形成される領域に溶湯 1が直ちに充満して良好な铸造材 2を得ることができる。例えば、図 3(A) に示すように測温器 13aにより、注湯口 13の横断面幅方向における溶湯 1の温度のばらつきが 10°C以下となるように別途設けたヒータなどの加熱手段の温度を調整すると共に、ポンプ 12e (図 1参照)を調整して、ロール 14間に供給される溶湯 1の圧力を 101. 8kPa以上 118.3kPa未満 (1.005気圧以上 1.168気圧未満)となるようにする。すると、図 3 (A)に示すように、溶湯 1を十分に充満することができる。図 3(B)に示す例は、注湯口 1 3の形状が異なるだけであり、図 3(A)に示す例と同様に、注湯口 13力もロール 14間に供給される溶湯 1の圧力をポンプ 12e (図 1参照)にて調整すると共に、注湯口 13の横断面幅方向における溶湯 1の温度のばらつきを制御することで、溶湯 1を十分に充満することができる。

[0076] 図 1に示す連続铸造装置において、溶湯の冷却速度をより高めるベぐ可動铸型に被覆層を設けてもよい。図 4 (A)および図 4 (B)は、可動铸型の表面に被覆層を具える例を示す可動铸型部分の部分概略図であり、図 4 (A)は、可動铸型の表面に被覆層を密着固定させる例、図 4 (B)は、可動铸型の表面を可動するように配置される被覆層を具える例を示す。図 4(A)に示す可動铸型 30は、ロール 14aの外周に酸素含有量が少なぐかつ熱伝導性に優れる材料力もなる被覆層 14bを具えるものである。この被覆層 14bは、注湯口 13力供給された溶湯 1、及び凝固されて得られる铸造材 2 の双方がロール 14aに接しな、ように設けて、る。このような被覆層 14bの形成材料としては、例えば、銅や銅合金が挙げられる。また、被覆層 14bの形成材料は、上記のように酸素含有量が少なぐかつ熱伝導性に優れる材料であればよいため、ロール 1 4aの材料とするには強度が弱いものでも適用することができる。この被覆層 14bは、熱伝導性に優れることで、溶湯 1が接触した際、効率よく溶湯 1の熱を逃し、溶湯 1の冷却速度の向上に貢献する。また、熱伝導性に優れることで、ロール 14aが溶湯 1からの熱により変形して寸法が変化することを防止する効果も奏する。更に、被覆層 14bの形成材料をロール 14aと同様の材料とすると、運転により被覆層 14bが傷んだ場合、被覆層 14bのみを交換すればよぐ経済的である。

[0077] 上記のようにロール 14aに被覆層 14bを密着固定させてもよいが、図 4(B)に示すように、ロール 14aの外周を可動するように被覆層 19を設けてもよい。この被覆層 19は、上記被覆層 14bと同様に酸素含有量が少なぐかつ熱伝導性に優れる材料を用いて帯状体とし、図 4(B)に示すように閉ループ構造としたものである。そして、この閉ループの被覆層 19をロール 14aとテンショナ 18とに掛止して、被覆層 19がロール 14aの外周を移動できるように配置する。この被覆層 19も、上記被覆層 14と同様に、熱伝導性に優れるため、溶湯 1の冷却速度を十分速くすると共に、ロール 14aの熱変形による寸法変化を抑制する。また、ロール 14aと同様の材料で被覆層 19を形成した場合、運転により被覆層 19が傷んだ場合、被覆層 19のみを交換すればよい。更に、被覆層 19は、ロール 14aとテンショナ 18間を移動する構成であるため、溶湯 1に接触した後次に接触するまでの間に表面を清浄にしたり、熱歪みによる変形を修正したりすることができる。また、ロール 14aとテンショナ 18間において、被覆層 19を加熱するための加熱手段を配置してもよい。

[0078] 図 5は、溶湯の自重を利用して可動铸型に溶湯を供給するマグネシウム合金の連続铸造装置の概略構成図である。この装置は、基本的構成は図 1に示す装置と同様である。即ち、マグネシウム合金を溶解して溶湯 1とする溶解炉 40と、溶解炉 40からの溶湯 1を一時的に貯留する湯だめ 42と、溶解炉 40と湯だめ 42間に配置されて、溶解炉 40から溶湯 1を湯だめ 42に輸送する移送樋 41と、湯だめ 42から一対のロール 44間に溶湯 1を供給する注湯口 43を具える供給部 42dと、供給された溶湯 1を铸造して铸造材 2を形成する一対のロール 44とを具える。異なる点は、溶湯 1の自重を利用して溶湯 1をロール 44間に供給する点にある。

[0079] 図 5に示す装置において溶解炉 40は、図 1に示す溶解炉 10と同様に坩堝 40aと、ヒータ 40bと、筐体 40cと、温度測定器 (図示せず)と、温度制御部 (図示せず)とを具える。また、坩堝 40aもガスの導入配管 40d、排出配管 40eと、ガスの制御部 (図示せず)とを具える。更に、坩堝 40aも、溶湯 1を攪拌するフィン (図示せず)を具え、攪拌可能な構成としている。移送樋 41は、一端を坩堝 40aに、他端を湯だめ 42に接続させ、途中にヒータ 41aと、溶湯 1を湯だめ 42に供給するためのバルブ 41bとを具える。また、移送樋 41の外周には、超音波攪拌装置 (図示せず)を配置して!/、る。

[0080] 図 5に示す例において湯だめ 42も、その外周にヒータ 42aと、温度測定器 (図示せず) と、温度制御部 (図示せず)とを具える。また、湯だめ 42もガスの導入配管 42b、排出配管 42cと、ガスの制御部 (図示せず)とを具える。更に、湯だめ 42にも、溶湯 1を攪拌するフィン (図示せず)を具え、攪拌可能な構成としている。供給部 42dは、一端を湯だめ 42に接続させ、他端 (可動铸型であるロール 44側端)に注湯口 43を具える。注湯口 43 近傍には、注湯口 43に供給される溶湯 1の温度管理を行うために、測温器 (図示せず )を具える。測温器は、溶湯 1の流れを阻害しないように配置している。そして、溶湯 1 の自重により、注湯口 43からロール 44間に溶湯 1を供給できるように、後述するロール 44間のギャップの中心線 50が水平方向となるようにすると共に、湯だめ 42から注湯口 43を介してロール 44間に水平方向に溶湯が供給され、水平方向に铸造材 2が形成されるように、湯だめ 42、注湯口 43、ロール 44を配置している。また、供給部 42dの位置は、湯だめ 42内の溶湯 1の液面よりも低くしている。特に、湯だめ 42内の溶湯 1の液面は、ロール間 44のギャップの中心線 50力所定の高さ hとなるように調整するべぐ液面を検出するセンサ 47を具える。センサ 47は、図示しない制御部に接続され、センサ 47の結果に連動させてバルブ 41bを調整して、溶湯 1の流量を制御することで、注湯口 43からロール 44間に供給する際の溶湯 1の圧力を調整する。具体的には、中心線 50から 30mm以上離れた地点までの高さを溶湯 1の液面の設定値とし、この設定値士 10%となるように液面を制御することが好ましい。また、溶湯 1の圧力としては、 101.8k Pa以上 118.3kPa未満 (1.005気圧以上 1.168気圧未満)となるようにすることが望ましい図 5に示す例において可動铸型は、一対のロール 44からなるものである。両ロール 4 4は、ロール 44間にギャップを設けて対向配置させ、各ロール 44は、図示されない駆動機構により互いに異なる方向 (一方のロールが右回り、他方のロールが左回り)に回転可能な構成である。特に、ロール 44間のギャップの中心線 50が水平方向となるように配置している。このロール 44間に溶湯 1が供給され、各ロール 44が回転すると、注湯口 43から供給された溶湯 1は、ロール 44に接触しながら凝固することで铸造材 2として排出される。この例では、铸造方向が水平方向となる。ロール 44には、その表面温度が任意に調整できるように加熱冷却機構 (図示せず)を内蔵すると共に、温度測定器 (図示せず)及び温度制御部 (図示せず)とを具える。 [0082] そして、この例では、坩堝 40a、移送樋 41、湯だめ 42、供給部 42d及び注湯口 43の形成材料に、酸素濃度が 20質量％以下の低酸素材料として黒鉛 (酸素濃度:質量割合で 50ppm以下 (空孔部の残存酸素を除く))を用いた。また、ロール 44の形成材料に銅合金 (組成 (質量％):銅 99%、クロム 0.8%、残部が不純物、酸素濃度:質量割合で lOOppm以下)を用いた。

[0083] このような連続铸造装置を用いて铸造材を製造することで、図 1に示す装置と同様に溶湯が酸素と結合することによる不具合、即ち、铸造材の表面性状の劣化、二次加工性の低下を低減する。また、図 5に示す装置においても、坩堝 40a内、湯だめ 42 内を低酸素雰囲気とすることで、溶湯と酸素との結合を効果的に低減する。

[0084] (試験例 1)

図 5に示す連続铸造装置を用いて連続铸造を行い、铸造材 (板材)を作製した。また、得られた铸造材の特性を調べてみた。調べたマグネシウム合金の組成、铸造条件、特性を表 1〜5に示す。なお、表 1〜5では、铸型の材質のみ示しており、铸型以外の部材の形成材料は、図 5に示すものと同様 (カーボン)とした。表 1〜5において、溶湯の最高温度、最低温度、ばらつきとは、注湯口における温度、注湯口の横断面幅方向におけるばらつきとする。オフセットとは、図 5においてロール 44の中心軸を通る平面 (以下、铸型センタ 45と呼ぶ)と注湯口 43の先端間 (オフセット 46)とする。雰囲気は、表 1〜5に示す含有量の酸素と、残部をアルゴンと窒素の混合ガスとした。注湯口におけるギャップとは、注湯口力も供給された溶湯が最初にロールに接触する部分間のギャップとする。铸型センタにおけるロール間のギャップとは、両ロールが最も近接する最小ギャップとする。圧下率とは、（注湯口におけるギャップ/最小ギャップ) X I 00とする。供給圧力とは、溶湯 (凝固された部分を含む)カゝらロールに加えられる圧縮荷重とする。铸造材の温度とは、ロール間から排出された直後のマグネシウム合金材の表面温度とする。成分のばらつきは、設定含有量を表 1〜5の各試料の組成に示す量として求めた。

[0085] [表 1] No.1 No.2 No.3 No.4 試料 No.、組成（質量 » Me Mg Mg

Mg

-3KSWI -3質量) IAI -6 MM I

-3質量 Ml

項目単位 ~~ -1貧量) IZn -1質量 UZn -1 g量) IZn

-1質 ffiiZn

-0.03Sf*Ca •0.05質量 XCa .03g量) iCa 液相線温度 (¾) 630 630 630 610 導電率 X (%IACS) 18 18 18 12 雰囲気酸素 II度 (体積》 4 4 4 4 口-ル間のキ' Wの中心線からの溶湯の液面 (mm) 50 50 50 50 供給圧力 (湯 E)換算 (kPa) 102.1 102.1 102.1 102.1 l も (°C) 705 700 700 695 溶湯最低温度 CO 700 695 695 690 溶湯温度ばらつき (°C) 5 5 5 5 可動錶型直径 (urn) 400 400 400 400 オフセット (mm) 15 15 15 15 オフセット /1つの IHrの全周長さ比 (%) 1.2 1.2 1.2 1.2 注湯口におけるキ' (mm) 4.6 5.1 5.1 4.6 鋅型 toタにおける (HI間のキ (mm) 3.5 4 4 3.5 圧下率 (倍） 1.31 1.28 1.28 1.31 錶凝固完了点/オフセット (%) 40 38 38 40 造冷却速度 (Kノ秒） 636 783 523 2129 条 □-ル荷重 (N) 670000 630000 630000 650000 件板幅 (mm) 200 200 200 200 板幅あたりの荷重 (N/mm) 3350 3150 3150 3250 铸逸板の温度 (°C) 270 270 300 250 肆型材貧銅合金銅合金鋼 m

8型材 gの導 S率 y (¾IACS) 80 80 10 100 鎵型材貧の a点 (K) 1256 1256 1766 1356 式 100≥y>x-10 (O/x) O O O O 被覆層なしなしなしなし被 SBの導 g率 y' (%IACS) - - - - 被覆層の厚さ <.um) - 一 - - 被覆) 8の触点（K) - - - - 式 100≥y>x-IO (O/x) - - - - 可動錶型の表面材 Sの融点 (K) 1256 1256 1766 1356 可動錶型の表面温度 (K) 423 423 423 423 式 (可動 β型の表面温度/表面材質の融点） (O/x) 34¾ O 34% O 24%: O 31¾ O 厚さ (mm) 4.3 4.8 4.8 4.3

DAS (tim) 4.8 4.5 5.1 3.3 晶析出物の最大大きさ (μ<η) <1 <1 ぐ 1 4.0 成 0.5)1以上含有される元素 Aし Zn Aし Zn Aし Zn Aし Zn 分元素/最小値-最大値 (K量 ¾0 AI/2.70-2.78 AI/2.70-2.78 AI/2.70-2.78 AI/5.95-6.07 ば元素/組成平均値 (%) A 1/2.7% A 1/2.7% AI/2.7% AI/2.0% 錶

ら元素/最小値-最大値 (質量 ¾) Zn/0.81-0.89 Zn/0.81-0.89 Zn/0.81-0.89 Zn/0.8H.89 造つ元素/組成平均値 (%) Zn/8.0% Zn/8.0% Zn/8.0% Zn/8.0% 材き式成分ばらつき≤10H (O/x) O O O O 特

表面欠陥の深さ (mm) 0.06 0.05 0.06 0.06 性

表面欠陥の深さ/板厚 (%) 1.3% 1.1% 1.2% 1.5% リップルマーク fk大 tBmi 0.5mm 0.5mm 0.5mm 0.6mm リップルマーク最大深さ rd (mm) 0.01mm 0. Olnm O.OInm O.OInm

(式 rw x rd (O/x) 0.005 O 0.005 O 0.005 : O 0.006 O 引張強さ (MPa) 213 215 208 215 破断伸び (%) 3.5 3.2 3.6 2.5 2]

3]

4] 試料 Nc.、組成 (質 i¾) No.13 No.14 No.15 No.16

Mg Mg Mg Mg

-4質量 AI -4莨置 Ml -9質量 ¾AI -6質 S¾Zn 項目単位 -2質置 ¾Si -5質量 ¾Si -2貧量 ¾Si -0.4質量》Zr 液相線温度 (。c) 630 680 595 635 導罨率 X (%IACS) 11 10 10 10 雰囫気酸素 £度 (%) 4 4 4 15

D-»間のキ'ャフ'の中心線からの溶湯 (mm)

155 155 75 75 の液面

供給圧力 (湯圧)換算 (kPa) 104.0 104.0 102.6 102.6 ふ最 π/οι (°C) 710 730 680 690 溶湯温度 (°C) 680 700 671 665 溶湯温度ばらつき (°C) 5 5 9 5 可動铸型直径 (mm) 400 400 400 400 オフセット (mm) 15 15 15 15 わつのロ-ルの全周長さ比 (%) 1.2 1.2 1.2 1.2 注湯口におけるキ' フ' (mm) 4.1 4.1 5.1 4.1 錶型 t における Π-ΙΙ間のキ' Μフ' (mm) 3 3 4 3 圧下率 (倍） 1.37 1.37 1.28 1.37 錶凝固完了点/オフセット (%) 30 30 25 30 造冷却速度 (K/秒） 636 636 783 636 条 □ール荷重 (N) 460000 460000 730000 560000 件板幅 (mm) 130 130 200 150 板幅あたリの荷重 (N/irai) 3540 3540 3650 3730 錶造板の温度 CO 300 300 300 300 錶型材筲銅銅銅銅錶型材質の導電率 y (%IACS) 100 100 100 100 錶型材質の融点 (K) 1356 1356 1356 1356 式 100≥y>x-10 (O/x) O O O 〇被覆層なしなしなしなし

¾S層の導電率 ' (%IACS) - - - - 被覆層の厚さ ( Jm) - - - - 被 S層の融点 ( ) - - - - 式 100≥y>x-10 (O/x) - - - - 可動錶型の表面材質の融点 (K) 1356 1356 1356 1356 可動錶型の表面温度 (K) 423 423 423 423 式 (可動錶型の表面温度/表面材質の (O/x)

31%： O 31%： O 31¾： O 31%：〇融点）

厚さ (mm) 3.5 3.5 4.8 3.5

DAS ( im) 4.8 4.8 4.5 4.8 as折出物の最大大きさ (/Jrn) 0.9 0.9 3 1.2 成 0.5以上含有される元素 Aし Si Aし Si Aし Si Zn 分元素/最小値-最大値 (質量》 AI/3.99-4.11 A 1/3.99-4.11 AI/8.79-9.06 Zn/5.70-5.78 ば元素/組成平均値 (%) AI/2.8% AI/2.8% AI/3.0% Zn/1.3% 錶

元素/最小値-最大値 (莨置 %) Si/1.83-1.95 Si/4.83-4.95 Si/1.83-1.95 - 造

元素/組成平均値 (%) Si/6.0% Si/2.4% Si/6.0% - 材さ (式）成分ばらつき≤10» (O/x) 〇〇〇 O 特

表面欠陥の深さ (mm) 0.02 0.02 0.07 0.12 性

表面欠陥の深さ/板厚 (%) 0.6% 0.6% 1.5% 3.4% リップルマーク最大幅 rw (mm) 0.5mm 0.5mm 0.5mm 0.5mm リップルマーク最大深さ rd (mm) 0.01mm 0.01mm 0.01mm 0.01圍

(式） r* rd (O/x) 0.005：〇 0.005： O 0.005：〇 0.005： O 引張強さ (MPa) 260 290 287 269 破断伸び (%) 3.6 1.6 2.4 2.1 5]

[0090] その結果、割れなどが生じることなく铸造を行うことができ、得られた铸造材は、表 1 〜5に示すように組成が均一で、表面品質に優れ、晶析出物が微細であり、機械的特性に優れることがわ力る。

[0091] (試験例 2)

上記得られた铸造材に圧延加工を施し、圧延材を作製した。各圧延材には、圧延後熱処理 (100°C以上 350°C以下の温度範囲のうち、組成に応じて適宜選択した温度で約 1時間)を施した。熱処理後に得られた圧延材の特性を調べてみた。圧延条件、特性を表 6〜10に示す。圧延は、 1パスの圧下率を 1〜50%の範囲とし、温度を 150〜 350°Cとして、複数パス行い、最終パスに表 6〜10に示す条件の圧延を施した。また、市販されてヽる圧延用油を潤滑剤として利用した。

[0092] [表 6]

[0093] [表 7]

8]

No.9 No.10 No.11 No.12 試料組成 (質量 X) Mg Mg Ug

-3質量 XAI -3 g量 ΧΑί -3

-0.03 g量! iAI 項目単位 -1 量 XZn -1質量 ΧΖη -1

質 g Ca S置《n -0.03 IfiXCa -0.03質 S Ca -0.03質置 XCa 圧延前の板厚 (■) 3.5 1.4 5 3.8 総圧下率 (%) 97¾ m 98% 41%

1パス圧下率 cの最大値 (%) 25 25 25 25

1パス圧下率 cの g小値 (%) 9 9 9 9 圧

式を ¾たす工程がある 0/X 〇〇〇〇延

¾終パスの圧延 EI-Aの表面温度 CC) 175 175 175 175 条

最終バスの圧延前の素材温度 U (で） 20 20 20 20 件

最終パスの圧延時の素材温度 U (。c) 165 165 165 165

T (。c) 165 165 165 165 最終パスの圧下率 c (¾) 9 9 9 9 式 T/c 0/X 18.3 18.3 18.3 18.3 厚さ mm) 0.1 0.2 0.1 2 平均結晶粒径 (^m) 3.255 3.36 3.255 3.255 表面部の平均結晶粒径 (wm) 3.1 3.2 3.1 3.1 中央部の平均結晶粒径 (MBI) 3.41 3.52 3.41 3.41 表面部と中央部の平均結晶拉径の差 (^m) 0.31 0.32 0.31 0.31 式 (表面部と中央部の平均結晶粒径の差≤20X》 (X) 9.5%：〇 9.5X:0 9.5X：〇 9.5X : 0 圧

晶析出物の *大大きさ (Mm) 20 なしなしなし延

成以上含有される元素 Al、 Zn - Aし Zn Al、 Zn 材

分元素/ S小値-最大値 (質量 AI/2.70-2.T8 - AI/2.70-2.78 AI/2.70-2.78 特

ば元素/組成平均値 (¾) AI/2.7¾ 一 AI/2.7X AI/2.7¾ 性

ら元素/最小値-最大値量 X) Zn/0.81-0.89 - Zn/0.81-0.89 Zn/0.81-0.59 フ元素/組成平均値 (¾) Zn/0.81-0.89 - Zn/0.81-0.89 Zn/0.81-0.89 さ式成分ばらつき 0X CO/x) O 〇〇〇表面欠! ½の深さ/板厚 (¾) 0.09% 0.10¾ 0.90% 1.15¾ 引張強さ (MPa) 286 275 296 265 破断伸び (¾) 10.4 11.2 10.2 8.7 9]

No.13 No.14 No.15 No.16

、、〜、一— Mg Mg Mg Mg

-4 XAI -4 ;); Al -9 S!AI -6 !!; Zn 、—、一 -2 !; -5 XSi -2 SEX i -0.4 XZr

(mm) 3.5 3.5 3.5 3.5

(¾) 86% B% 90% 86%

1 (¾) 25 25 25 25

1 (¾) 9 9 8 9

SQ≥c≥\ o

(H ¾g 175 175 175 175 tl CC) 20 20 20 20 fi t2 165 165 165 165

T (X) 165 165 165 165 c (¾) 9 9 8 9

T/c O 18.3 18.3 18.3 18.3

(mm) 0.5 0.5 0.5 3.5

(μηι) 4.255 4.255 4.36 4.255

(/-tfn) 4.10 4.10 4.20 4.10

(μηι) 4.41 4.41 4.52 4.41

(μηι) 0.31 0.31 0.32 0.31 ≤20« (%) 7.5¾ : 7.5X : O 7.0% : O 7.5X ; O

( m) 0.9 0.9 3 1.2

0.5X A Si Al、 Si A Si Zn

Si) AI/3.9 .1I ΑΙ/3.99-4.Π AI/8.79-9.06 Zn/5.70-5.78

(X) AI/2.8¾ AI/2.8X AI/3.0% Zn/1.3¾ S X) Si/1.83-1.95 Si/4.83-4.95 Si/1.83-1.95 - つ (%) Si/6.0¾ Si/Z.4X Si/6.0X -

(O/X)

(X) 0.02 0.02 0.07 0.12

(MPa) 314 364 410 322

(¾) 13.4 8.4 7.2 12.2 ]

No.17 Νο.ΐδ No.19 No.20 X) Mg Mg Mg Mg

-9 ! ΪΑΙ -5 ; ΪΑΙ -5 -4

-1.5 XCa -3 S Ca -10 XCa -2

-0.8 iCa

(.mm) 3.5 3.5 3.5 3.5

(¾) 86% 90% & 7¾ m

1 c (¾) 25 25 15 25

1 c (¾) 9 8 8 9

50≥c≥l O

-Α S 175 175 175 175 tl CC) 20 20 20 20 t2 165 165 165 165

T c) 165 165 165 165 c (¾) 9 8 8 9

T/c o 18.3 18.3 18.3 18.3

(mm) 0.5 0.5 0.5 0.5

(μπι) 4.255 4.36 4.010 4.255

(μηι) 4.10 4.20 3.90 4.10

( ΠΙ) 4.41 4.52 4.21 4.41

(μηι) 0.31 0.32 0.71 0.31 ≤20!1!) (%) 7.5¾ : 7. OX 7.3X O 7.5SS : O

( ΠΙ) 1.5 1.2 2.1 0.9

A Ca A Ca A Ca A Si

AI/8.70-8.78 AI/4.70-4.78 AI/4.70-4.78 AI/3.99-4.11

(%) AI/0.9¾ Al/1.6¾ AI/t.6X AI/2.8X

(SIX) Ca/1.43-1.51 Ca/Z.99-3.05 Ca/9.81-9.89 Si/1.83-1.95

(X) Ca/5.3¾ Ca/2.0 Ca/0. % Si/6.0¾ idX (O/X)

(X) o.ot 0.02 0.07 0.02

(MPa) 405 321 341 325

(%) 12.2 9.3 8.7 13.5 [0097] 表 6〜10に示すように、得られた圧延材は、表面品質に優れると共に、強度及び靭性に優れていることがわかる。また、微細な結晶組織を有すると共に、晶析出物も微細であることがわかる。なお、試料 No. l〜20の铸造材に 300〜600°Cの温度範囲で各組成に適した温度で 1時間以上の溶体化処理を施した後、同様の条件で圧延加工、熱処理を施して、同様に特性を調べたところ、圧延中に不用意な割れ、歪み、変形が全く生じることがなぐより安定して圧延を行うことができた。

[0098] (試験例 3)

上記得られた圧延材に 250°Cでプレス加工 (一般的なケース形状)を行ヽ、マグネシゥム合金成形品を作製してみた。その結果、上記圧延材を利用した成形品は、割れなどが無く寸法精度に優れたものであった。また、上記圧延材のうち、いくつかの試料を選択して種々の形状でプレス加工 (250°C)を行った結果 (ここでは No. l〜4、 9〜1 3、 15、 16、 18、 20を選択)、これらの圧延材では、いずれの形状においてもプレス加ェを行うことができ、外観、寸法精度にも優れていた。比較として、市販されている AZ 31合金材を用いて、同様に種々の形状でプレス力卩ェを行った結果、この AZ31合金材では、割れなどが生じてカ卩ェできな力つたり、加工できても外観が劣っている成形品が得られた。

[0099] (試験例 4)

更に、上記圧延材のうち、いくつかの試料を選択して耐食性について調べてみたところ (ここでは No.5、 6を選択)、一般的なチクソモールド法によって作製された AZ91合金材と同等の耐食性を有して、ることが確認された。

[0100] (試験例 5)

更に、上記圧延材のうち、いくつかの試料 (ここでは No. l、 6、 7、 13、 18を選択)を選択してたわみ量の評価を行った。 150mm間隔に設置した高さ 20mmの上端が鋭利な 2 つの平行な突起に幅 30mm、長さ 200mm、厚さ 0.5mmtの試料を突起に垂直となるように置き、突起の中央に一定荷重をかけたときの中央部の高さ減少量を、同様の測定法を用いて市販されてヽる 0.5mmtの AZ31合金板にっヽて測定した高さ減少量で除し百分率で表した。その結果、表 12に示すように、双ロール铸造により作製した試料は、市販されてヽる AZ31合金以上の耐たわみ性を有することが確認された。 [0101] (試験例 6)

更に、上記圧延材のうち、いくつかの試料 (ここでは No.l、 6、 7、 13、 18を選択)を選択して同一組成で、カーボンるつぼを使用してアルゴン雰囲気中で溶解し、黒鉛離型剤を塗布した SUS316製の铸型に形状 100mm X 200mm X 20mmtとなるように冷却速度 l〜10K/secで铸造したものを大気中で 400°C24時間の均質化処理を行った後、表面および内部に欠陥がない厚さ 4mmtの試験片としたものを作製し (表 11中、 No.1_M1 、 6_M1、 7_M1、 13_M1、 18_M1と記載)た。作製した試験片を、 1パスの圧下率を c(%；)、圧延前の素材の温度 tl(°C)及び圧延時の素材の温度 t2(°C)のうち高い方の温度を T( °C)としたとき〖こ、 100>07。)>5を満たすょぅに0.5₁^^まで圧延カ卩ェを行った。その結果、表 11に示すように、冷却速度 l〜10K/secで铸造したマグネシウム合金については、 No.1の組成の合金以外は圧延カ卩ェ工程にて割れが発生し、圧延が不可能でめつに。

[0102] (試験例 7)

更に、上記圧延材のうち、いくつかの試料 (ここでは No.1、 6、 7、 13、 18を選択)を選択して同一組成で、カーボンるつぼを使用してアルゴン雰囲気中で溶解し、黒鉛離型剤を塗布した SUS316製の铸型に形状 100mm X 200mm X 20mmtとなるように冷却速度 1〜 1 OK/secで铸造したものを大気中で 400°C24時間の均質化処理を行った後、切削加工によって表面および内部に欠陥がない厚さ 0.5mmtの試験片としたものを作製した（表 11中、 No.l_M2、 6_M2、 7_M2、 13_M2、 18_M2と記載）。このようにして作製した試料と上記圧延材のうち、いくつかの試料 (ここでは No.l、 6、 7、 13、 18、 Νο.1_Μ1を選択)について、室温、 200°C、 250°C下での機械特性および 150°C下でのクリープ特性について調べた。クリープ特性は、 150°C±2°Cの環境に試験片を 20h保持した後に試験評価を行ヽ、市販されてヽる AZ31合金板のクリープ応力 (一定温度におヽてタリープ速度 0.1%/1000hを生じるときの応力、 MPa)に対する百分率で表した。その結果、表 12に示すように、双ロール铸造により作製した試料は、優れた耐熱性を有していることが確認された。

[0103] [表 11]

12]

双ロール SI造圧延材

試料 .、組成 (質量; No.l No.6 No.7 No.13 No.18

Mg Mg Mg Mg

Mg

-3質量 3CAI -9質置 XAI -4質量AI -5質量 ¾AI

-4X質量 Al

項目単位 -1 量 SlZn -1質置！ ΪΖπ -2質量 XSi -3質 Ca

-IX質 SSi

-0.03質量!！ !Ca -0.03質量？ iCa

引張強さ (室温） (MPa) 296.2 395.1 350.0 314.3 321.0 破断伸び (室温） (¾) 10.4 8.6 5.1 13.4 9.3 引張強さ (200で） (MPa) 108.4 131.2 120.2 129.7 128.5 機械的特性

¾断伸び (200 ) (¾) 98.1 90.1 89.3 73.6 85.2 引 Ϊ強さ (250 ) (MPa) 69.1 75.5 86.7 92.9 81.2 破断伸び (250で） (¾) 1 4.5 214.3 119.4 95.1 128.7 クリ-プ特性 (%) 110 150 780 T020 11 0

耐たわみ性たわみ量 95 90 85 80 80

SUS錶型铸造圧延材

試料 No.、組成 (質量 ¾) No.1_H1 .6J1 No.7_M1 No.13_M1 No.18一 Ml

Mg Mg Mg

Mg

-3質量! ΪΑΙ -9質量！!; Al -4質

-4S!質量 Al

項目単位 -1質量 ΧΖη -1質量！ ΪΖη -2質量 XSi -3質量 XCa

-U質量 Si

-0.03 IlXCa -0.03質量 XCa

引張強さ (室温） (MPa) 268.2

破新伸び (室温） (¾) 9.6

引張強さ (200t) (MPa) 98.4

機械的特性

破断伸び oot) (X) 65.9 0.5mmtまでの圧延加工中に割れ発生

引張強さ (250 ） (MPa) 60.1

破断伸び (250¾： (¾) 78.3

クリ-フ'特性 (¾) 101

SUS鏵型錶造切削材

試料 .、組成 (質量 X) No. I_2 No.6_H2 No.7J2 No.13J2 No.18J2

Mg Me Mg Mg

Me

-3質量！！; Al -9質量; ΪΑί -4質 S!EAI -5質量;！; Al

- 4X質量 Al

項目単位 -1質量 ΧΖπ -1質量 -Z質量 Si -3質量 XCa

-liffi置 Si

-0.03質量^ a -0.03質量 XCa

引張強さ (室温） (MPa) 132.3 258.8 134.6 138.3 125.6 破 K伸び (室温） C%) 5.6 8.1 3.2 2.8 3.4 引張強さ (200¾) (MPa) 85.1 107.5 102.2 110.9 122.2 機械的特性

破断伸び (200 ） (¾) 28.4 28.0 25.1 16.1 16.8 引張強さ (250°C) (MPa) 57.3 64.1 78.7 70.5 73.2 破断伸び (250°C) (¾) 38.1 72.1 35.9 19.6 23.2 ク¹ J-フ'特性 (¾) 80 85 300 500 600 産業上の利用可能性

本発明マグネシウム合金材の製造方法は、機械的特性、表面品質、耐たわみ性、耐食性、耐熱性、耐クリープ特性に優れるマグネシウム合金铸造材、マグネシウム合金圧延材などのマグネシウム合金材を安定して製造することができる。得られた圧延材は、プレス力卩ェゃ鍛造カ卩ェといった塑性カ卩ェ性に優れるため、このような成形加工用素材としての利用に最適である。また、得られたマグネシウム合金成型品は、家電分野、輸送関連分野、航空宇宙関連分野、スポーツレジャー関連分野、医療福祉関連分野、食料品関連分野、建設関連分野向け構造材又は装飾品として利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] マグネシウム合金を溶解炉で溶解して溶湯とする溶解工程と、

前記溶解炉から溶湯を湯だめに移送する移送工程と、

前記湯だめから注湯口を介して可動铸型に溶湯を供給して凝固させ、厚さ 0.1mm 以上 10.0mm以下の铸造材を連続的に製造する铸造工程とを具え、

前記溶解工程から铸造工程に亘る工程にお！ヽて溶湯が接触する部分は、酸素の含有量が 20質量％以下の低酸素材料にて形成された部材を用いることを特徴とするマグネシウム合金材の製造方法。

[2] 溶湯が接触する部分は、溶解炉内の表面部、溶解炉と湯だめ間の移送樋の表面部、湯だめの表面部、湯だめと可動铸型間の供給部の表面部、可動铸型の表面部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合金材の製造方法。

[3] 低酸素材料は、炭素系材料、モリブデン、炭化珪素、窒化硼素、銅、銅合金、鉄、鋼、及びステンレス力選択される 1種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合金材の製造方法。

[4] 可動铸型は、以下の導電率条件を満たす材料にて形成されて!ヽることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

(導電率条件）

100≥y>x-10

[5] 可動铸型の表面には、以下の導電率条件を満たす被覆層を具えることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

(導電率条件）

[6] 可動铸型の表面には、マグネシウム合金材の合金組成の 50質量％以上含有する材料カゝら形成される金属被覆層を具えることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシゥム合金材の製造方法。

[7] 铸造工程において可動铸型の表面温度は、可動铸型を形成する材料の融点の 50 %以下とすることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[8] 溶解炉内、湯だめ内、溶解炉と湯だめ間の移送樋内の少なくとも一つは、低酸素雰囲気とし、

前記雰囲気の酸素濃度は、大気の酸素濃度未満であることを特徴とする請求項 1 に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[9] 雰囲気は、体積％で酸素を 5%未満、残部の気体のうち 95%以上に窒素、アルゴン

、及び二酸ィ匕炭素の少なくとも 1種を含むことを特徴とする請求項 8に記載のマグネシゥム合金材の製造方法。

[10] マグネシウム合金は、 Al、 Zn、 Mn、 Y、 Zr、 Cu、 Ag、及び Siからなる群から選択される

1種以上の元素を 1元素あたり 0.01質量％以上 20質量％未満含有し、残部が Mg及び不純物からなることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。但し、 Mgは 50質量％以上とする。

[11] 更に、 Caを 0.001質量％以上 16質量％未満含有することを特徴とする請求項 10に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[12] 更に、 Caゝ Niゝ Auゝ Ptゝ Srゝ Tiゝ Bゝ Biゝ Geゝ Inゝ Teゝ Nd、 Nbゝ La,及び RE力らなる群力ら選択される 1種以上の元素を 1元素あたり 0.001質量％以上 5質量％未満含有することを特徴とする請求項 10に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[13] 溶解炉、溶解炉から湯だめに溶湯を移送する移送樋、及び湯だめの少なくとも一つにおヽて溶湯を攪拌することを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[14] 注湯口力可動铸型に供給される際の溶湯の圧力が 101.8kPa以上 118.3kPa未満であることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[15] 可動铸型は、互いに異なる方向に回転する一対のロールを対向させ、ロール間のギャップの中心線が水平方向となるように配置され、

湯だめから注湯口を介してロール間に水平方向に溶湯が供給され、

前記ロール間への溶湯の供給は、溶湯の自重を用いて行われ、

湯だめ内の溶湯の液面は、前記ロール間のギャップの中心線から 30mm以上高い位置にあることを特徴とする請求項 14に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[16] ロール間のギャップの中心線力 30mm以上離れた地点の高さを溶湯の液面の設定値とし、

湯だめ内の溶湯の液面が前記設定値 ± 10%となるように制御することを特徴とする請求項 15に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[17] 注湯口における溶湯の温度を液相線温度 + 10°C以上液相線温度 + 85°C以下とすることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[18] 注湯口の横断面幅方向において、溶湯の温度のばらつきが 10°C以内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合金材の製造方法。

[19] 凝固する際の冷却速度が 50K/秒以上 10000K/秒以下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合金材の製造方法。

[20] 可動铸型は、互いに異なる方向に回転する一対のロールを対向配置されたもの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合金材の製造方法。

[21] ロールの回転軸を含む平面と注湯口の先端間の距離が一つのロールの全周長の 2

.7%以下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合金材の製造方法

[22] 注湯口の外周縁の先端間の距離がロール間の最小ギャップの 1倍以上 1.55倍以下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合金材の製造方法。

[23] 溶湯の凝固は、可動铸型力排出された際に完了していることを特徴とする請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[24] 可動铸型は、互いに異なる方向に回転する一対のロールを対向配置されたものであり、

溶湯の凝固は、ロールの回転軸を含む平面と注湯口の先端間の距離の 15%以上 6 0%以下の範囲で完了していることを特徴とする請求項 23に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[25] 可動铸型力排出されたマグネシウム合金材の表面温度力 00°C以下であることを特徴とする請求項 23又は 24に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[26] 凝固したマグネシウム合金材が可動铸型に与える圧縮荷重がマグネシウム合金材の幅方向にぉ、て、 1500N/mm以上 7000N/mm以下であることを特徴とする請求項 2 3〜25のいずれかに記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[27] 更に、铸造工程により得られた铸造材に熱処理を施す熱処理工程を具えることを特徴とする請求項 1〜26のいずれかに記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[28] 請求項 1〜27のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とするマグネシゥム合金铸造材。

[29] 溶解したマグネシウム合金の溶湯を可動铸型に供給して凝固させる連続铸造により得られ、

前記連続铸造は、溶湯が接触する部分を酸素の含有量が 20質量％以下の低酸素材料にて形成された連続铸造装置を用いて行われ、

厚さが 0.1mm以上 10.0mm以下であることを特徴とするマグネシウム合金铸造材。

[30] DASが 0.5 μ m以上 5.0 μ m以下であることを特徴とする請求項 29に記載のマグネシゥム合金铸造材。

[31] 晶析出物の大きさが 20 μ m以下であることを特徴とする請求項 29に記載のマグネシゥム合金铸造材。

[32] マグネシウム合金は、下記の 1〜3のいずれかの組成であり、

第一添加元素、第二添加元素のうち 0.5質量％以上含まれる元素のそれぞれにおいて、その元素の設定含有量と铸造材の表面部における実際含有量との差が 10% 以下、かつその元素の設定含有量と铸造材の中央部における実際含有量との差力 S1 0%以下であることを特徴とする請求項 29に記載のマグネシウム合金铸造材。

1. Al、 Zn、 Mn、 Y、 Zr、 Cu、 Ag、及び Siからなる群から選択される 1種以上の第一添加元素を 1元素あたり 0.01質量％以上 20質量％未満含有し、残部が Mg及び不純物力なる (但し、 Mgは 50質量％以上）

3. Al、 Zn、 Mn、 Y、 Zr、 Cu、 Ag、及び Siからなる群から選択される 1種以上の第一添加元素を 1元素あたり 0.01質量％以上 20質量％未満、 Ca、 Ni、 Au、 Pt、 Sr、 Ti、 B、 Bi、 Ge、 In、 Te、 Nd、 Nb、 La、及び REからなる群から選択される 1種以上の第二添カ卩元素を 1元素あたり 0.001質量％以上 5質量％未満含有し、残部が Mg及び不純物力なる ( 但し、 Mgは 50質量％以上）

[33] 表面欠陥の深さが铸造材の厚さの 10%未満であることを特徴とする請求項 29に記載のマグネシウム合金铸造材。

[34] 铸造材の表面に存在するリップルマークの幅の最大値 rwと深さの最大値 rdが以下の式を満たすことを特徴とする請求項 29に記載のマグネシウム合金铸造材。

rwXrd< 1.0

[35] 更に、铸造工程により得られた铸造材に圧延ロールにて圧延加工を施す圧延工程を具えることを特徴する請求項 1に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[36] 総圧下率が 20%以上であることを特徴とする請求項 35に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

但し、铸造材の厚さを A(mm)、圧延材の厚さを B(mm)とするとき、総圧下率 Cは、 C(

%) = (A— B)/A X 100とする。

[37] 圧延工程には、 1パスの圧下率力 l%以上 50%以下の圧延を含むことを特徴とする請求項 35に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

但し、圧延前の素材の厚さを a(mm)、圧延後の素材の厚さを b(mm)とするとき、 1パスの圧下率 cは、 c(%) = (a— b)/aX 100とする。

[38] 圧延工程には、圧延ロールに挿入する直前の素材の表面温度を 100°C以下とし、圧延ロールの表面温度を 100〜300°Cとする圧延を含むことを特徴とする請求項 35に記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[39] 更に、圧延加工が施された圧延材に熱処理を施す熱処理工程を具えることを特徴とする請求項 35〜38のいずれかに記載のマグネシウム合金材の製造方法。

[40] 請求項 35〜39の、ずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とするマグネシゥム合金圧延材。

[41] 平均結晶粒径力 μ m以上 30 μ m以下であることを特徴とする請求項 40に記載のマグネシウム合金圧延材。

[42] 圧延材の表面部の平均結晶粒径と同中央部の平均結晶粒径との差が 20%以内であることを特徴とする請求項 40に記載のマグネシウム合金圧延材。

[43] 晶析出物の大きさが 20 μ m以下であることを特徴とする請求項 40に記載のマグネシゥム合金圧延材。

[44] マグネシウム合金は、下記の 1〜3のいずれかの組成であり、

第一添加元素、第二添加元素のうち 0.5質量％以上含まれる元素のそれぞれにおいて、その元素の設定含有量と圧延材の表面部における実際含有量との差が 10% 以下、かつその元素の設定含有量と圧延材の中央部における実際含有量との差力 S1 0%以下であることを特徴とする請求項 40に記載のマグネシウム合金圧延材。

[45] 更に、請求項 40〜44のいずれかに記載のマグネシウム合金圧延材に塑性力卩ェを施す塑性加工工程と、

前記塑性加工が施された素材に熱処理を施す熱処理工程とを具えることを特徴とするマグネシウム合金成形品の製造方法。

[46] 塑性加工工程は、圧延材を室温以上 500°C未満の温度範囲で、プレス加工又は鍛造加工を行うことを特徴とする請求項 45に記載のマグネシウム合金成形品の製造方法。

[47] 請求項 45又は 46に記載の製造方法により得られたことを特徴とするマグネシウム合金成形品。