WO2018212024A1 - マグネシウム合金、マグネシウム合金鋳物およびその製造方法 - Google Patents

マグネシウム合金、マグネシウム合金鋳物およびその製造方法 Download PDF

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alloy
magnesium alloy
casting
molten metal
present
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通 中村
阿部　稔
武藤　敏之
石原　政利
功志郎 北山
川畑　博之
加藤　元
Original Assignee
株式会社東海理化電機製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to a magnesium alloy (simply referred to simply as “Mg alloy”), a casting made of the Mg alloy, and a method for manufacturing the same.
  • Mg alloys are lightweight and excellent in specific strength and the like, they are being used in various products that require weight reduction.
  • Mg is a highly reactive metal element, and Mg alloy melts and chips are likely to react with oxygen, water, etc. in the outside air to cause combustion and the like.
  • a flameproof gas such as sulfur hexafluoride (SF 6 ), sulfur dioxide (SO 2 ), FK (fluoroketone), etc.
  • SF 6 sulfur hexafluoride
  • SO 2 sulfur dioxide
  • FK fluoroketone
  • Patent Document 1 proposes an Mg—Al-based alloy containing Al: about 6 mass% and Ca: about 2 mass% ([0024], [0025], etc.).
  • Patent Document 1 to increase the relatively large addition to flame retardancy Ca, it has secured elongation to suppress crystallization of Al 2 Ca by tissue control.
  • Patent Document 2 describes a Mg—Al—Zn alloy in which 0.7 mass% or more of Ca is added to a base AZ91 alloy (ASTM / Mg-9% Al-1% Zn-0.23% Mn). Proposed ([0100], [0114], etc.).
  • a relatively large amount of Ca is added to increase the flame retardancy, and the stretch workability is ensured by miniaturization of the intermetallic compound (Al 2 Ca) that tends to be the starting point of cracking (reduction of DAS). I am trying.
  • Patent Document 3 proposes an Mg—Al—Zn-based alloy that ensures flame retardancy and strength by adding a relatively large amount of expensive Y in addition to Ca ([0031], [0049], etc.). ).
  • An object of the present invention is to provide an Mg alloy excellent in flame retardancy, strength and ductility, or a casting made of the Mg alloy, and a method for producing the casting.
  • the present invention provides, as one embodiment, the following [1] to [7] magnesium alloys, [8] magnesium alloy castings, and [9] and [10] magnesium alloy castings.
  • a magnesium alloy satisfying the following composition range with the whole as 100 mass% (hereinafter simply referred to as “%”).
  • the magnesium alloy according to [1] which satisfies the following composition range when Al: X% and Ca: Y%. 5.5 ⁇ X + 5Y ⁇ 9
  • a magnesium alloy satisfying the following composition range with the whole as 100 mass% hereinafter simply referred to as “%”.
  • the balance: Mg and impurities [4]
  • a method for producing a magnesium alloy casting comprising: [10] The method for producing a magnesium alloy casting according to [9], wherein the casting step is a step of performing die casting.
  • the Mg alloy according to an embodiment of the present invention can ensure both flame retardancy and achieve both strength and ductility. The reason is presumed as follows.
  • the Mg alloy according to an embodiment of the present invention contains Ca, a dense calcium oxide (CaO) film is formed on the surface of the molten metal, and the diffusion of Mg vapor generated from the molten metal is suppressed.
  • the Mg alloy of the present invention it is possible to prevent the prepared or retained molten metal from being fired without using many flame retardant gases (SF 6 or the like), and to improve the handleability of the molten metal. It is also possible to reduce casting costs and improve casting quality. Incidentally, it has been found by the inventor's research that even a molten metal having a relatively small Ca content exhibits sufficient flame retardancy.
  • the Mg alloy according to an embodiment of the present invention is strengthened by containing Al, but since the content of Al is relatively small, the amount of Mg 17 Al 12 compound produced is also relatively reduced. As a result, it is considered that the Mg alloy of the present invention has exhibited sufficient ductility. However, there is a concern that the strength of the Mg alloy may be reduced due to a decrease in the Al content. However, according to the inventor's research, it was actually found that Ca forms a compound different from Al (such as Al 2 Ca), and thereby the Mg alloy is sufficiently reinforced.
  • Al and Ca are in a specific composition range, so that in addition to flame retardancy, an Mg alloy having both high strength and ductility can be obtained.
  • the Mg alloy according to an embodiment of the present invention is not limited to a cast material, and may be a wrought material. However, according to the Mg alloy according to an embodiment of the present invention, the combustion of the molten metal can be suppressed without using a flameproof gas or the like, so that the handling of the molten metal is improved, and the productivity and quality of the casting are also improved. It is done. Therefore, the Mg alloy of the present invention is particularly preferably a casting (casting material).
  • the casting method may be gravity casting or pressure casting, and may be sand casting or die casting.
  • the Mg alloy according to one embodiment of the present invention has a relatively low Ca content and is excellent in castability. Therefore, it is preferable that the casting process according to an embodiment of the present invention is a process of performing die casting in which a pressurized molten metal is injected (injected) into a cavity of a mold, so that a high-quality casting can be efficiently produced.
  • the “Mg alloy” in this specification may be a cast material or a wrought material, and may be a material (including an intermediate material) in addition to a final product. Specifically, in addition to cast products, forged products, cut products, and the like, materials such as ingots, bulk materials, rods, tubes, and plates are also included in the Mg alloy of the present invention.
  • x to y in this specification includes a lower limit value x and an upper limit value y.
  • a range such as “a to b” can be newly established by using a numerical value itself or an arbitrary numerical value extracted from the numerical range described in this specification as a new lower limit value or upper limit value.
  • FIG. 1A is a scatter diagram showing the relationship between the Ca content and 0.2% yield strength of each sample.
  • FIG. 1B is a scatter diagram showing the relationship between the Ca amount and elongation of each sample.
  • FIG. 2 is a composition distribution diagram in which the amount of Al and the amount of Ca related to each sample are plotted.
  • the contents described in this specification can be applied not only to the Mg alloy of the present invention or a casting thereof, but also to the production method thereof.
  • One or more components arbitrarily selected from the present specification may be added to the above-described components of the present invention.
  • the component related to the manufacturing method can be a component related to “thing” in certain cases. Which embodiment is the best depends on the target, required performance, and the like.
  • the Mg alloy of the present invention contains at least Al and Ca in addition to Mg as the main component (remainder), and may further contain Mn. These alloy elements are described in detail below. In addition, the composition range (%) shown below showed the whole Mg alloy as 100 mass%.
  • Al produces an Mg—Al-based compound (Mg 17 Al 12 or the like) or an Al—Ca-based compound (Al 2 Ca or the like) in the base material to strengthen the Mg alloy. If the amount of Al is too small, the effect is poor. If the amount of Al is excessive, the ductility of the Mg alloy is lowered. Therefore, Al is preferably 4 to 6%, 4.3 to 5.8%, more preferably 4.7 to 5.3%. In addition, Al can also contribute to the improvement of the corrosion resistance of the Mg alloy.
  • Ca forms a dense CaO film on the molten metal surface of the Mg alloy and enhances its flame resistance. Further, the Mg alloy is reinforced by the generation of the Al—Ca compound (Al 2 Ca or the like) described above. If the amount of Ca is too small, the effect is poor. If the amount of Ca is excessive, the ductility and castability of the Mg alloy deteriorate. Therefore, Ca is preferably 0.2 to 0.8%, 0.3 to 0.7%, and more preferably 0.4 to 0.6%. Ca can also contribute to the improvement of the heat resistance of the Mg alloy.
  • the Mg alloy of the present invention is an element other than Mg, Al, Ca, and Mn, and may contain a small amount of a modifying element that is effective for improving its characteristics. Various properties to be improved and combinations of elements are conceivable, but in any case, the content of each modifying element is very small. Further, the Mg alloy of the present invention may contain “unavoidable impurities” that are difficult to remove costly or technically.
  • the Mg alloy of the present invention is excellent in flame retardancy, strength, and ductility, although there are few essential alloy elements. Therefore, the Mg alloy of the present invention is preferably used for a steering wheel, a key cylinder case, a road wheel, a center console, an instrument panel force, a meter case, an ECU case, etc. that require high balance characteristics and low cost.
  • the Mg alloy (casting) of the present invention may be appropriately subjected to heat treatment, anticorrosion treatment, and the like.
  • ⁇ Tensile test> A dumbbell-shaped test piece was cut out from the casting material of each sample. Each test piece was subjected to a tensile test to measure tensile strength (0.2% proof stress) and elongation. The 0.2% yield strength and elongation of each sample thus obtained are also shown in Table 1. Moreover, the 0.2% yield strength and elongation concerning each sample were plotted in FIG. 1A and FIG. 1B, respectively. Table 1 also shows the evaluation (excellent: ⁇ , inferior: ⁇ ) of each sample based on the AM60B alloy (standard material / sample 13). Specifically, strength superiority or inferiority is based on 90% (63.0 MPa) of the standard material 0.2% proof stress, and ductility superiority or inefficiency is based on 90% of the standard material maximum elongation (12%). It was.
  • FIG. 1A and FIG. 1B both are simply referred to as “FIG. 1”
  • Samples 2, 7 and 13 do not contain Ca and lack the flame retardancy of the molten metal. Except for Sample 13, when Ca is not included (0%), the ductility is high but the strength is low. Conversely, when Ca is contained in an amount of 1% or more, it has high strength but low ductility. When Ca and Al are within the composition range of the present invention, both strength and ductility are good. In addition, these Mg alloys are also designed to prevent molten metal from containing Ca.
  • the Mg alloy in which the strength, ductility and flame retardancy (flame resistance) are ensured are indicated by “ ⁇ ” in the general evaluation column of Table 1 and FIG. From this, it can be said that the Mg alloy within the composition range surrounded by the broken line shown in FIG. 2 is excellent in strength, ductility and flame retardancy (flame retardancy).

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Abstract

Ｍｇ合金は、質量％で、Ａｌ：４～６％、Ｃａ：０．２～０．８％、残部：Ｍｇと不純物からなる。特に、Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％としたときに、５．５≦Ｘ＋５Ｙ≦９であると好ましい。また、Ｍｎ：０．０５～１％を含むと好ましい。Ｍｇ合金は、Ａｌの含有量が比較的少なく高延性であると共に、少量のＣａが溶湯の防燃とＭｇ合金の強度向上に寄与する。このように本発明のＭｇ合金は、合金元素の種類や含有量が少ないにも拘わらず、優れた難燃性とバランスの良い機械的特性を発揮するため、例えば、高品質な鋳物の低コストな製造を可能とする。

Description

マグネシウム合金、マグネシウム合金鋳物およびその製造方法 関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年５月１９日に出願された日本国特許出願２０１７－０９９３８０号の優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１７－０９９３８０号の全内容を本出願に参照により援用する。
本発明は、マグネシウム合金（適宜、単に「Ｍｇ合金」という。）と、そのＭｇ合金からなる鋳物およびその製造方法に関する。
Ｍｇ合金は軽量かつ比強度等に優れるため、軽量化等を要求される各種製品に使用されつつある。もっとも、Ｍｇは反応性の高い金属元素であり、Ｍｇ合金の溶湯やその切り屑等は外気中の酸素や水等と反応して燃焼等を起こし易い。
このため、例えば、Ｍｇ合金の溶湯を調製・保持する際には、溶湯表面（湯面）へ六フッ化硫黄（ＳＦ６）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、ＦＫ（フロロケトン）等の防燃ガスを供給して、Ｍｇ合金溶湯の燃焼を抑止されることが多い。もっとも、ＳＦ６等の使用には、高い設備費用やランニングコスト等を要する。また、ＳＦ６等は環境負荷物質でもあり、使用量は少ないほど好ましい。
このような観点から、Ｍｇ合金溶湯の難燃性（防燃性ともいう。）やＭｇ合金の発火抵抗性（発火温度）を高めるために、Ｍｇ合金にＣａを添加することが提案されており、関連した記載が下記の特許文献にある。
特開２００６－２５７４７８号公報 特開２０１３－７０６８号公報 特表２０１３－５１２３３８号公報
特許文献１は、Ａｌ：約６質量％とＣａ：約２質量％とを含むＭｇ－Ａｌ系合金を提案している（［００２４］、［００２５］等）。特許文献１では、Ｃａを比較的多く添加して難燃性を高めると共に、組織制御によりＡｌ２Ｃａの晶出を抑制して伸びを確保している。
特許文献２は、ベースとなるＡＺ９１合金（ＡＳＴＭ／Ｍｇ－９％Ａｌ－１％Ｚｎ－０．２３％Ｍｎ）へ、０．７質量％以上のＣａを添加したＭｇ－Ａｌ－Ｚｎ系合金を提案している（［０１００］、［０１１４］等）。特許文献２では、Ｃａを比較的多く添加して難燃性を高めると共に、割れの起点となり易い金属間化合物（Ａｌ２Ｃａ）の微細化（ＤＡＳの低減）により、展伸加工性の確保を図っている。
特許文献３は、Ｃａに加えて高価なＹも比較的多く添加することにより、難燃性と強度を確保したＭｇ－Ａｌ－Ｚｎ系合金を提案している（［００３１］、［００４９］等）。
本発明の目的は、難燃性、強度および延性に優れたＭｇ合金またはそのＭｇ合金からなる鋳物と、その鋳物の製造方法を提供することにある。
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、ＣａとＡｌの含有量が比較的少ない特定の成分組成からなるＭｇ合金は、難燃性であると共に、強度と延性が高次元で両立した好バランスなものとなることを発見した。この成果を発展させることにより、本発明を完成させるに至った。本発明は、一実施形態として、下記［１］～［７］のマグネシウム合金、［８］のマグネシウム合金鋳物ならびに［９］および［１０］のマグネシウム合金鋳物の製造方法を提供する。
［１］全体を１００質量％（以下単に「％」という。）として、下記の組成範囲を満たすマグネシウム合金。
　　Ａｌ ：４～６％
　　Ｃａ ：０．２～０．８％
　　残部 ：Ｍｇと不純物
［２］Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％としたときに、下記の組成範囲を満たす上記［１］に記載のマグネシウム合金。
　　　　５．５≦Ｘ＋５Ｙ≦９
［３］全体を１００質量％（以下単に「％」という。）として、下記の組成範囲を満たすマグネシウム合金。
　　Ａｌ ：４．３～５．８％
　　Ｃａ ：０．３～０．７％
　　残部 ：Ｍｇと不純物
［４］Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％としたときに、下記の組成範囲を満たす請求項３に記載のマグネシウム合金。
　　　　５．７≦Ｘ＋５Ｙ≦８．５
［５］全体を１００質量％（以下単に「％」という。）として、下記の組成範囲を満たすマグネシウム合金。
　　Ａｌ ：４．７～５．３％
　　Ｃａ ：０．４～０．６％
　　残部 ：Ｍｇと不純物
［６］Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％としたときに、下記の組成範囲を満たす請求項５に記載のマグネシウム合金。
　　　　６≦Ｘ＋５Ｙ≦７．５
［７］さらに、Ｍｎ ：０．０５～１％を含む上記［１］～［６］の何れか１項に記載のマグネシウム合金。
［８］上記［１］～［７］の何れか１項に記載のマグネシウム合金からなるマグネシウム合金鋳物。
［９］上記［１］～［７］の何れか１項に記載のマグネシウム合金からなる溶湯を調製する調製工程と、該溶湯を鋳型に注湯して冷却凝固した鋳物を得る鋳造工程と、を備えるマグネシウム合金鋳物の製造方法。
［１０］前記鋳造工程は、ダイカスト鋳造を行う工程である上記［９］に記載のマグネシウム合金鋳物の製造方法。
《マグネシウム合金》
本発明の一実施形態によるＭｇ合金は、難燃性の確保と、強度と延性の両立が可能となる。この理由は、次のように推察される。
先ず、本発明の一実施形態によるＭｇ合金は、Ｃａを含むため、その溶湯の表面には緻密な酸化カルシウム（ＣａＯ）膜が形成され、溶湯中から発生するＭｇ蒸気の放散が抑制される。このため本発明のＭｇ合金によれば、多くの防燃ガス（ＳＦ６等）を用いるまでもなく、調製または保持された溶湯の防燃を図れ、溶湯の取扱性が向上して、鋳造設備や鋳造コストの削減、鋳造品質の向上等も可能となる。ちなみに、本発明者の研究により、Ｃａの含有量が比較的少ない溶湯でも、十分な防燃性を示すことがわかった。
次に、本発明の一実施形態によるＭｇ合金は、Ａｌを含むことにより強化されるが、Ａｌの含有量が比較的少ないため、Ｍｇ１７Ａｌ１２化合物の生成量も相対的に減少し、その結果、本発明のＭｇ合金は、十分な延性を発揮するようになったと考えられる。但し、Ａｌの含有量の減少によりＭｇ合金の強度低下が懸念される。しかし、本発明者の研究によれば、実際には、ＣａがＡｌと別の化合物（Ａｌ２Ｃａ等）を生成して、これによりＭｇ合金は十分に補強されることがわかった。
こうしてＡｌとＣａが特定の組成範囲内にあることにより、難燃性に加えて、強度と延性が高次元で両立したＭｇ合金が得られるようになったと考えられる。
《Ｍｇ合金鋳物》
本発明の一実施形態によるＭｇ合金は、鋳造材に限らず、展伸材等でも良い。もっとも、本発明の一実施形態によるＭｇ合金によれば、防燃ガス等を用いるまでもなく溶湯の燃焼を抑止できるため、溶湯の取扱性の向上、ひいては鋳物の生産性や品質の向上も図られる。従って本発明のＭｇ合金は、特に鋳物（鋳造材）であると好ましい。
《Ｍｇ合金鋳物の製造方法》
本発明の一実施形態は、その鋳物の製造方法としても把握できる。
鋳造方法は、重力鋳造でも加圧鋳造でもよいし、砂型鋳造でも金型鋳造でもよい。もっとも、本発明の一実施形態によるＭｇ合金はＣａの含有量が比較的少なく、鋳造性にも優れる。そこで本発明の一実施形態に係る鋳造工程は、金型のキャビティへ加圧した溶湯を注入（射出）するダイカスト鋳造を行う工程であると、高品質な鋳物を効率よく生産できて好ましい。
《その他》
（１）本明細書でいう「Ｍｇ合金」は、上述したように、鋳造材でも展伸材でもよく、最終製品の他、素材（中間素材を含む）でもよい。具体的にいうと、鋳造品、鍛造品、切削品等の他、インゴット、バルク材、棒状、管状、板状等の素材も、本発明のＭｇ合金に含まれる。
（２）特に断らない限り、本明細書でいう「ｘ～ｙ」は、下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した数値自体や数値範囲中から抽出した任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ～ｂ」のような範囲を新設し得る。
図１Ａは、各試料に係るＣａ量と０．２％耐力の関係を示す散布図である。 図１Ｂは、各試料に係るＣａ量と伸びの関係を示す散布図である。 図２は、各試料に係るＡｌ量とＣａ量をプロットした組成分布図である。
本明細書で説明する内容は、本発明のＭｇ合金またはその鋳物のみならず、それらの製造方法にも該当し得る。上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一以上の構成要素を付加し得る。製造方法に関する構成要素は、一定の場合、「物」に関する構成要素ともなり得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
《成分組成》
本発明のＭｇ合金は、主成分（残部）であるＭｇの他、少なくともＡｌおよびＣａを含み、さらにＭｎを含み得る。これら合金元素について以下に詳述する。なお、下記に示す組成範囲（％）は、Ｍｇ合金全体を１００質量％として示した。
（１）Ａｌは、Ｍｇ－Ａｌ系化合物（Ｍｇ１７Ａｌ１２等）やＡｌ－Ｃａ系化合物（Ａｌ２Ｃａ等）を母材中に生成して、Ｍｇ合金を強化する。Ａｌが過少ではその効果が乏しく、Ａｌが過多になるとＭｇ合金の延性を低下させる。そこでＡｌは４～６％、４．３～５．８％さらには４．７～５．３％であると好ましい。なお、ＡｌはＭｇ合金の耐食性の向上にも寄与し得る。
（２）Ｃａは、Ｍｇ合金の溶湯表面に緻密なＣａＯ膜を形成して、その防燃性を高める。また、上述したＡｌ－Ｃａ系化合物（Ａｌ２Ｃａ等）の生成により、Ｍｇ合金を補強する。Ｃａが過少ではその効果が乏しく、Ｃａが過多になるとＭｇ合金の延性や鋳造性が低下する。そこでＣａは０．２～０．８％、０．３～０．７％さらには０．４～０．６％であると好ましい。なお、ＣａはＭｇ合金の耐熱性の向上にも寄与し得る。
（３）Ｍｎは、Ｍｇ合金の溶湯中から腐食原因元素であるＦｅを除去し、Ｆｅに起因したＭｇ合金の腐食を抑制し得る。またＭｎは、Ｍｎ－Ａｌ系化合物（ＭｎＡｌ４等）の生成により、Ｍｇ合金を強化し得る。Ｍｎが過少ではその効果が乏しい。またＭｎは溶湯中にあまり溶解しないので、Ｍｎが過多になっても効果の向上は望めない。そこでＭｎは、０．０５～１％、０．１～０．７％さらには０．２～０．５％であると好ましい。
（４）ところで、ＡｌとＣａは、上述した組成範囲内にあることに加えて、Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％として、５．５≦Ｘ＋５Ｙ≦９、５．７≦Ｘ＋５Ｙ≦８．５さらには６≦Ｘ＋５Ｙ≦７．５であると好ましい。このような範囲は、Ａｌが減少するとＣａが緩やかに増加し、またはＡｌが増加するとＣａが緩やかに減少するような範囲であるため、ＡｌとＣａの均衡が図れ、Ｍｇ合金の強度と延性が高次元で両立し易くなる。
（５）本発明のＭｇ合金は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ以外の元素であって、その特性改善に有効な改質元素を微量に含んでもよい。改善される特性や各元素の組合せ等は種々考えられるが、いずれにしても各改質元素の含有量は微量である。また本発明のＭｇ合金は、コスト的または技術的に除去困難な「不可避不純物」を含み得る。
《Ｍｇ合金の用途》
本発明のＭｇ合金は、必須の合金元素が少ないにも拘わらず、難燃性、強度および延性に優れる。そこで本発明のＭｇ合金は、高バランスな特性と低コスト化が要求されるステアリングホイール、キーシリンダーケース、ロードホイール、センターコンソール、インパネリンフォース、メーターケース、ＥＣＵケース等に用いられると好ましい。なお、本発明のＭｇ合金（鋳物）は、熱処理や防食処理等が適宜なされてもよい。
ＡｌとＣａの含有量を変更した種々のＭｇ合金からなる鋳物（試料）を製造した。各試料の製造時に用いた溶湯の防燃性と、各試料（Ｍｇ合金鋳物）の０．２％耐力（強度）と伸び（延性）を評価した。このような具体例を挙げつつ、以下に本発明をさらに詳しく説明する。
《試料の製造》
（１）調製工程
原料として、市販されているＡＭ６０合金（Ｍｇ－６％Ａｌ－０．３％Ｍｎ／標準材）、純ＭｇおよびＭｇ－３０％Ｃａ合金を用意した。ＡＭ６０合金に対する純ＭｇとＭｇ－３０％Ｃａとの添加量を調整した原料を電気炉で溶解し、ＡｌとＣａの含有量が異なる種々の溶湯を調製した（溶解工程）。各溶湯の合金組成は表１に示した。また、各溶湯に含まれるＡｌとＣａの含有量の組合わせを図２に示した。なお、本実施例で示す組成（％）は、秤量した原料全体（ひいては溶湯全体またはＭｇ合金全体）を１００質量％として示したものである。なお、いずれの試料もＭｎの含有量は約０．３％とした。
（２）鋳造工程
上述の各溶湯をランズレー鋳型へ注湯して、自然放冷により冷却凝固させた。この重量鋳造により、円柱形状の鋳物素材を作製した。なお、溶湯の調製および鋳型への注湯は保護ガス（ＳＦ６）下でおこなった。
《引張試験》
各試料に係る鋳物素材から、ダンベル形状の試験片を切り出した。各試験片を引張試験に供して、引張強さ（０．２％耐力）と、伸びを測定した。こうして得られた各試料に係る０．２％耐力と伸びを表１に併せて示した。また、各試料に係る０．２％耐力と伸びを、図１Ａと図１Ｂにそれぞれプロットした。なお、ＡＭ６０Ｂ合金（標準材／試料１３）を基準として、各試料の評価（優：〇、劣：×）も表１に併せて示した。具体的にいうと、強度の優劣は標準材の０．２％耐力の９０％相当（６３．０ＭＰａ）を基準とし、延性の優劣は標準材の最大伸の９０％相当（１２％）を基準とした。
《溶湯難燃性評価試験》
各試料に係る溶湯を保護ガス（ＳＦ６）下で溶製した。溶湯温度を７００℃に保ちながら、保護ガスの供給を止め、溶湯表面の被膜を除去した。こうして溶湯表面を大気に暴露し、この状態で５分間保持した後、溶湯表面で燃焼が生じたかを観察した。溶湯表面で燃焼（極端な酸化）が生じた場合を「×」、燃焼が生じなかった場合を「○」として、各試料に係る溶湯の難燃性を表１に示した。
《評価》
表１、図１Ａおよび図１Ｂ（両者を併せて単に「図１」という。）から次のことがわかる。試料２、７および１３はＣａを含まず溶湯の難燃性に欠ける。試料１３を除いてＣａを含まない（０％）場合は高延性であるが低強度である。逆にＣａを１％以上含む場合は高強度であるが低延性である。ＣａとＡｌが本発明の組成範囲内にある場合は、強度および延性が共に良好となっている。しかも、それらのＭｇ合金は、Ｃａを含むことにより、溶湯の防燃も図られている。このように、強度、延性さらに防燃性（難燃性）も確保されているＭｇ合金は、表１の総評欄と図２に「〇」で示すものである。このことから、図２に示した破線で囲まれた組成範囲内にあるＭｇ合金は、強度、延性および防燃性（難燃性）に優れるといい得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  

Claims (10)

  1. 全体を１００質量％（以下単に「％」という。）として、下記の組成範囲を満たすマグネシウム合金。
    　　Ａｌ ：４～６％
    　　Ｃａ ：０．２～０．８％
    　　残部 ：Ｍｇと不純物
  2. Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％としたときに、下記の組成範囲を満たす請求項１に記載のマグネシウム合金。
    　　　　５．５≦Ｘ＋５Ｙ≦９
  3. 全体を１００質量％（以下単に「％」という。）として、下記の組成範囲を満たすマグネシウム合金。
    　　Ａｌ ：４．３～５．８％
    　　Ｃａ ：０．３～０．７％
    　　残部 ：Ｍｇと不純物
  4. Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％としたときに、下記の組成範囲を満たす請求項３に記載のマグネシウム合金。
    　　　　５．７≦Ｘ＋５Ｙ≦８．５
  5. 全体を１００質量％（以下単に「％」という。）として、下記の組成範囲を満たすマグネシウム合金。
    　　Ａｌ ：４．７～５．３％
    　　Ｃａ ：０．４～０．６％
    　　残部 ：Ｍｇと不純物
  6. Ａｌ：Ｘ％、Ｃａ：Ｙ％としたときに、下記の組成範囲を満たす請求項５に記載のマグネシウム合金。
    　　　　６≦Ｘ＋５Ｙ≦７．５
  7. さらに、Ｍｎ ：０．０５～１％を含む請求項１～６の何れか１項に記載のマグネシウム合金。
  8. 請求項１～７の何れか１項に記載のマグネシウム合金からなるマグネシウム合金鋳物。
  9. 請求項１～７の何れか１項に記載のマグネシウム合金からなる溶湯を調製する調製工程と、
    該溶湯を鋳型に注湯して冷却凝固した鋳物を得る鋳造工程と、
    を備えるマグネシウム合金鋳物の製造方法。
  10. 前記鋳造工程は、ダイカスト鋳造を行う工程である請求項９に記載のマグネシウム合金鋳物の製造方法。 
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