JP2002266057A - プレス成形性に優れたマグネシウム合金板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス成形性に優れたマグネシウム合金板を
極めて効率よく製造することができる方法を提供すると
共に、コストパフォーマンスに優れ且つ複雑な形状にプ
レス成形可能なマグネシウム合金板を提供する。 【解決手段】 マグネシウム合金からなる鋳造ビレット
を圧延用板材に加工する熱間押出し工程と、当該圧延用
板材を所定の厚さのマグネシウム合金板に加工する冷間
圧延工程とを有するマグネシウム合金板の製造方法によ
って、上記課題を解決する。この製造方法においては、
上記の冷間圧延工程途中に中間焼鈍工程を設けることも
できる。適用されるマグネシウム合金としては、重量％
で、Ａｌ：１〜６．５％、Ｚｎ：０．２〜２．５％、Ｍ
ｎ：０．１〜０．５％、残部：Ｍｇおよび不可避不純物
であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形性に優
れたマグネシウム合金板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マグネシウム合金の結晶構造は稠密六方
晶であることから、そうしたマグネシウム合金は、常温
で塑性変形しにくく冷間加工性が悪い材料として知られ
ている。そのため、従来は、マグネシウム合金が塑性変
形しやすい熱間または温間で圧延し、所定の厚さのマグ
ネシウム合金板を製造している。こうした方法は、特開
平６−２９３９４４号にも開示されており、マグネシウ
ム合金からなるスラブを熱間圧延や温間圧延することに
より加熱と圧延を繰り返し、所望の厚さのマグネシウム
合金板を製造している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、所定の厚さのマグネシウム合金板を
製造するための加熱と圧延が繰り返されることから、非
常に多くの時間と労力を必要とし、生産性向上の障害に
もなっていた。こうしたことは、マグネシウム合金板の
製造コストにも反映し、マグネシウム合金板から成形さ
れたプレス成形品の価格にも大きく影響していた。

【０００４】また、従来の製造方法においては、加熱と
圧延が繰り返されることから、得られるマグネシウム合
金板の結晶組織も粗大となる。このような結晶組織は、
そのマグネシウム合金板を加温した状態でプレス成形す
る際のプレス成形性を低下させる。特に、プレス速度を
高速にした場合においては、絞り加工時にコーナー部分
がくびれたり割れが発生したりして、所望の形状を確保
できないことがあった。

【０００５】本発明は、プレス成形性に優れたマグネシ
ウム合金板を極めて効率よく製造することができる方法
を提供すると共に、コストパフォーマンスに優れ且つ複
雑な形状にプレス成形可能なマグネシウム合金板を提供
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のプレス
成形性に優れたマグネシウム合金板の製造方法は、マグ
ネシウム合金からなる鋳造ビレットを圧延用板材に加工
する熱間押出し工程と、当該圧延用板材を所定の厚さの
マグネシウム合金板に加工する冷間圧延工程と、を有す
ることに特徴を有する。

【０００７】この発明によれば、マグネシウム合金から
なる鋳造ビレットを圧延用板材に加工する熱間押出し工
程と、その圧延用板材を所定の厚さのマグネシウム合金
板に加工する冷間圧延工程とを有するので、熱間圧延工
程や温間圧延工程を有する従来の方法に比べて、極めて
効率的にマグネシウム合金板を製造することができる。
特に、本発明においては、加工率の大きい熱間押出しに
よって、その後に行われる冷間圧延の加工率（圧下率）
に対応させた任意の厚さの圧延用板材を押出し加工する
ことができるという利点がある。また、上述のように、
冷間圧延によってマグネシウム合金板を製造することが
できるので、微細な結晶粒からなるマグネシウム合金板
を製造できる。そうして得られたマグネシウム合金板
は、プレス成形性に優れ、複雑な形状の成形品を容易に
成形することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のプレス成形性に優れたマグネシウム合金板の製造方法
において、前記冷間圧延工程途中に中間焼鈍工程を有す
ることに特徴を有する。

【０００９】この発明によれば、所定の厚さのマグネシ
ウム合金板に加工する冷間圧延工程途中に中間焼鈍工程
を有するので、その冷間圧延工程と中間焼鈍工程とによ
って、熱間押出し工程で加工された圧延用板材を所定の
厚さのマグネシウム合金板に加工することができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載のプレス成形性に優れたマグネシウム合
金板の製造方法において、前記マグネシウム合金が、重
量％で、Ａｌ：１〜６．５％、Ｚｎ：０．２〜２．５
％、Ｍｎ：０．１〜０．５％、残部：Ｍｇおよび不可避
不純物であることに特徴を有する。

【００１１】この発明によれば、この成分組成からなる
マグネシウム合金は、上記の熱間押出し工程と冷間圧延
工程とを有する本発明の特徴的な製造方法に好適に適用
され、極めて効率的にマグネシウム合金板を製造できる
と共に、製造されたマグネシウム合金板は、プレス成形
性とコストパフォーマンスに優れ、複雑な形状の成形品
に容易にプレス成形することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のプレス成形性に優れたマ
グネシウム合金板（以下「マグネシウム合金板」とい
う。）の製造方法について説明する。

【００１３】本発明のマグネシウム合金板の製造方法
は、マグネシウム合金からなる鋳造ビレットを圧延用板
材に加工する熱間押出し工程と、当該圧延用板材を所定
の厚さのマグネシウム合金板に加工する冷間圧延工程と
を有することに特徴を有するものである。

【００１４】鋳造ビレットは、後述するマグネシウム合
金を溶解鋳造して形成される。鋳造方法としては、従来
からの方法を適用でき特に限定されない。鋳造ビレット
の形状は、後述の熱間押出し工程における熱間押出し装
置のコンテナー形状やダイス形状に応じて任意に形成さ
れる。

【００１５】熱間押出し工程は、上述の鋳造ビレットを
熱間押出し装置によって押出し加工し、所定の厚さから
なる圧延用板材に加工する工程である。押出し方式とし
ては、直接押出しおよび間接押出しを問わず適用でき、
押出し条件も、マグネシウム合金の熱間押出しにおける
従来からの条件を適用できる。

【００１６】加工される圧延用板材の厚さは、上述のよ
うに、製造品となるマグネシウム合金板の厚さと、その
厚さにまで圧延するための冷間圧延の回数および圧下率
とによって任意に設定される。

【００１７】冷間圧延工程は、熱間押出し工程の後工程
をなすものであり、所定の厚さの圧延用板材を目的の厚
さのマグネシウム合金板に加工するための工程である。
本発明においては、熱間押出し工程後に、熱間圧延工程
や温間圧延工程を設けずに、冷間圧延工程を設けたこと
に特徴を有するものであり、そうした製造方法によっ
て、極めて効率的なマグネシウム合金板の製造を可能に
したものである。

【００１８】冷間圧延工程での圧下率としては、３０％
以下の圧下率を特に好ましく適用できる。この圧下率
は、一回（一パス）の圧延であっても複数回の圧延であ
ってもよく特に限定されない。圧下率が３０％を超える
場合には、中間焼鈍を行った後、さらに冷間圧延するこ
とができる。中間焼鈍後の冷間圧延も、３０％以下の圧
下率で冷間圧延することが特に好ましい。さらに引き続
いて冷間圧延が必要となる場合には、そうした冷間圧延
と中間焼鈍とを繰り返して行うことができ、中間焼鈍を
挟んでさらに冷間圧延を行うことができる。

【００１９】中間焼鈍工程は、冷間圧延の圧下率が３０
％を超える場合に好ましく設けられるものである。一の
冷間圧延工程での圧下率が３０％以下であっても、二以
上の冷間圧延工程でのトータルの圧下率が３０％を超え
る場合には、中間焼鈍工程を設け、その後に冷間圧延工
程を設けることが好ましい。

【００２０】こうした本発明のマグネシウム合金板の製
造方法により、所望の厚さのマグネシウム合金板を極め
て効率的に製造することができる。製造されるマグネシ
ウム合金板は、微細な結晶粒を有する高強度のものとな
り、深絞り等のプレス成形性に優れ、複雑な形状の成形
体を容易に成形することができる。その結果、複雑な形
状からなる電子部品ケース等の用途に好ましく適用する
ことができる。

【００２１】また、微細な結晶粒を有する高強度のマグ
ネシウム合金板であることから、プレス成形の際に加温
してプレス成形に最適な状態とし、プレス成形の効率化
を図ることが可能である。本発明に係るマグネシウム合
金板は、そうした加温処理によって、プレス成形に最適
な状態を実現でき、例えばプレス成形品のコーナー部の
成形量を調節することができる。その結果、難易度の高
い部品形状の成形が可能となり、プレス成形の一層の効
率化や連続成形性の向上を図ることができる。

【００２２】次に、マグネシウム合金の成分組成につい
て説明する。

【００２３】本発明の製造方法に適用されるマグネシウ
ム合金は、重量％で、Ａｌ：１〜６．５％、Ｚｎ：０．
２〜２．５％、Ｍｎ：０．１〜０．５％、残部：Ｍｇお
よび不可避不純物からなる成分組成を有するものであ
る。

【００２４】Ａｌは、１〜６．５％の範囲内で添加され
ていることが好ましく、２〜４％の範囲内で添加されて
いることがより好ましい。Ａｌは、強度等の機械的性質
の向上および耐食性の向上を目的として積極的に添加さ
れるものであるが、Ａｌの添加量が６．５％を超える
と、冷間圧延工程における加工性が低下することがあ
る。また、Ａｌの添加量が１％未満では、耐食性が低下
する場合があるほか、強度が低下することがありその結
果としてプレス成形性が低下することがある。

【００２５】Ｚｎは、０．２〜２．５％の範囲内で添加
されていることが好ましい。Ｚｎは、Ａｌと同様に、強
度等の機械的性質の向上に寄与するものであるが、Ｚｎ
の添加量が２．５％を超えると、耐食性が低下すること
がある。また、Ｚｎの添加量が０．２％未満では、強度
が低下することがあり、その結果としてプレス成形性が
低下することがある。

【００２６】Ｍｎは、０．１〜０．５％の範囲内で添加
されていることが好ましい。Ｍｎは、耐食性を低下させ
る元素の影響を緩和する効果を有するものである。すな
わち、Ｍｎを添加することによって、耐食性を低下させ
る不純物元素であるＦｅの影響を緩和することができ、
上記の範囲内で添加することによって、その効果を最も
発揮することができる。

【００２７】

【実施例】以下に、実施例と比較例によって本発明を更
に詳しく説明する。

【００２８】（実施例）通常の溶解法により、表１に示
す成分組成からなるマグネシウム合金を溶製し、直径１
５５ｍｍの鋳造ビレットを作製した。この鋳造ビレット
を、熱間押出し装置によって、幅１００ｍｍで、厚さ
１．０ｍｍと厚さ０．７ｍｍの２種類の圧延用板材に押
出し加工した。このときの熱間押出しは、３５０℃まで
加熱した後、５〜１０ｍ／ｍｉｎの押出し速度で行っ
た。

【００２９】

【表１】

【００３０】次に、その圧延用板材を冷間圧延して、所
定の厚さのマグネシウム合金板を得た。このとき、厚さ
１．０ｍｍの圧延用板材においては、厚さ０．７ｍｍの
板材にまで冷間圧延した後３００℃×５分の中間焼鈍を
行い、次いで、厚さ０．６ｍｍの板材にまで冷間圧延し
た後３００℃×５分の中間焼鈍を行い、次いで、厚さ
０．５ｍｍの板材にまで冷間圧延した後３００℃×５分
の中間焼鈍を行い、最後に、厚さ０．４ｍｍにまで冷間
圧延して本発明に係るマグネシウム合金板を得た。ま
た、厚さ０．７ｍｍの圧延用板材においては、厚さ０．
６ｍｍにまで冷間圧延して本発明に係るマグネシウム合
金板を得た。

【００３１】こうして得られた２種類のマグネシウム合
金板を、長さ８７ｍｍ×幅８４ｍｍ×コーナーＲ１０ｍ
ｍのプレス成形用の試験試料に加工した。

【００３２】（比較例）通常の溶解法により、表１に示
す成分組成からなるマグネシウム合金を溶製し、厚さ６
０ｍｍのスラブを作製した。このスラブを４６０℃に加
熱した後、１パス当たり５〜３０％の圧下率で厚さ３０
ｍｍになるまで熱間圧延を行った。このときの熱間圧延
においては、材料温度が４００℃以上になるように維持
させた。

【００３３】次に、熱間圧延された板材を研削した後、
パス間に設けた加熱炉により、その板厚を３４０〜３８
０℃の温度に維持させつつ圧延を行い、厚さ３ｍｍの板
材に加工した。さらに、温度２００〜２３０℃、１パス
当たりの圧下率２〜５％の温間圧延を繰り返し行い、厚
さ０．４ｍｍのマグネシウム合金板を得た。

【００３４】こうして得られたマグネシウム合金板を、
長さ８７ｍｍ×幅８４ｍｍ×コーナーＲ１０ｍｍのプレ
ス成形用の試験試料に加工した。

【００３５】（プレス成形性の評価）プレス成形性を評
価するプレス成形型としては、０．２ｍｍのコーナーＲ
を有し且つその中心部分に深さ０．５ｍｍのエンボス文
字を成形品に形成できるエンボス成形部を有する、深さ
７ｍｍの角型のプレス成形型を用いた。

【００３６】プレス成形については、上記のプレス成形
型を使用し、上述の実施例および比較例で得られたプレ
ス成形用の試験試料を、表２に示す温度で所定時間保持
した状態で、１２０ｍｍ／分のプレス速度でプレス成形
した。なお、プレス成形用の試験試料の加温は、プレス
成形型に埋め込んだ１ｋＷ×４本のヒーターによって行
い、試験試料の表面に最も近い側のプレス成形型に埋め
込んだ熱電対によって測定した。

【００３７】プレス成形性は、加工量が最も大きくなる
コーナー部分に割れが発生するか否かによって評価し
た。割れが発生しない場合には○とし、割れが発生した
場合には×とした。その結果を表２に示した。

【００３８】

【表２】

【００３９】（評価結果）表２の結果からも明らかなよ
うに、本発明のマグネシウム合金板の製造方法によって
製造されたプレス成形用の試験試料（実施例）は、加温
した状態でプレス成形を行った際の割れの発生は見られ
なかった。一方、従来のマグネシウム合金板の製造方法
によって製造されたプレス成形用の試験試料（比較例）
は、加温した状態でプレス成形を行った際の割れの発生
が見られた。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプレス成
形性に優れたマグネシウム合金板の製造方法によれば、
プレス成形性に優れたマグネシウム合金板を極めて効率
的に製造できるので、マグネシウム合金板の生産性を大
幅に向上させることができる。

【００４１】また、本発明の製造方法によって製造され
たマグネシウム合金板は、プレス成形性を飛躍的に向上
させることができるので、従来不可能とされてきたよう
な複雑な形状からなる成形体をプレス成形することがで
きる。その結果、マグネシウム合金からなるプレス成形
品の適用範囲を著しく拡大でき、軽量で構造強度の高い
成形体を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２３ ６３０ ６３０Ｋ ６８３ ６８３ ６８５ ６８５ ６８６ ６８６Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネシウム合金からなる鋳造ビレット
   を圧延用板材に加工する熱間押出し工程と、当該圧延用
   板材を所定の厚さのマグネシウム合金板に加工する冷間
   圧延工程と、を有することを特徴とするプレス成形性に
   優れたマグネシウム合金板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記冷間圧延工程途中に中間焼鈍工程を
   有することを特徴とする請求項１に記載のプレス成形性
   に優れたマグネシウム合金板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記マグネシウム合金が、重量％で、Ａ
   ｌ：１〜６．５％、Ｚｎ：０．２〜２．５％、Ｍｎ：
   ０．１〜０．５％、残部：Ｍｇおよび不可避不純物であ
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプ
   レス成形性に優れたマグネシウム合金板の製造方法。