JP2016169431A - マグネシウム合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 Alを0.1〜3.0wt%、Caを0.1〜0.43wt%、Mnを0.15〜1.2wt%含み、残部がMg及び不可避的不純物からなり、鋳造後のビレットに450〜500℃×1〜4時間の均質化処理を施すことを特徴とする。
【選択図】 図5
Description
Alは、合金の引張強度等の機械的性質を向上させる効果があるが、過剰に添加すると押出性が低下する。よって、良好な機械的性質が得られ且つ押出性が良好となるように、Alを0.1〜3.0wt%とした。
Caは、溶解・鋳造の際にマグネシウムの発火を抑制する働きがあるが、過剰に添加すると押出性が低下する。よって、難燃性が得られ且つ押出性が良好となるように、Caを0.1〜0.43wt%とした。
Mnは、再結晶粒の粗大化を抑制し、押出性を向上させる働きがある。Mnが0.15wt%より少ないとこの効果が発揮されないため、Mnを0.15〜1.2wt%とした。なお、上限値の1.2wt%は、操業上、これ以上添加できないという値である。
Mg−Al系マグネシウム合金を押出加工に供すると、押出加工時のビレット加熱や加工発熱によって低融点化合物(Mg−Al系金属間化合物)が溶融し、押出し材表面に割れ等の欠陥が発生することがある。また、パイプ形状のような中空形材を押出す際には、押出し材に溶着不良が発生し、健全な押出し材を得ることが困難な場合がある。そのため、押出加工時における上述の不良を防止する目的で、従来、押出加工前のビレットに対して当該低融点化合物をマグネシウム母相中に固溶させる均質化処理を行っており、その条件は約410℃×24時間が一般的となっている。
本発明においては、均質化処理を高温短時間で行う点に特徴があり、この条件で均質化処理を行うことで、マグネシウム母相中に固溶しているAl,MnがAl−Mn系金属間化合物として析出し、マグネシウム母相中のAlやMnの固溶量が減少するため、加工時の変形抵抗が低下し、押出荷重が低減するものである。析出する化合物の量が多いほど、押出性が向上する。
また、450〜500℃×1〜4時間の均質化処理を施すことで、Al−Mn系金属間化合物が微細且つ高密度に分散するため、押出材の再結晶粒界をピン止めし、結晶粒の粗大化を抑制することができる。そのため、押出材の強度特性が向上する。
均質化処理の時間は1時間で押出性向上に十分効果があり、それ以上行っても効果にあまり差がないため、約1時間行うのが好ましい。なお、均質化処理の時間が4時間以上であると、350℃で均質化処理した場合と効果が変わらない。また、均質化処理を4時間より長い時間行うと、押出材の再結晶粒が粗大化し、強度特性が低下するから、均質化処理の時間は最長で4時間とした。
均質化処理後の冷却は、炉冷、空冷、水冷等、いかなる条件であってもよいが、冷却速度が遅いと粗大な化合物が析出し、冷却速度が速いと細かい化合物が析出する。
表1には、各ビレットの組成、および、押出達成速度と押出荷重(最大荷重)を示した。図1は、実施例1〜9の押出した形材の外観写真であり、図2は、比較例1〜4の押出した形材の外観写真である。
Alの含有量が0.4wt%以下で且つMnの含有量が0.4wt%以上の実施例2,3は、鋳造ままでも28m/minで押出すことができた。
一方、Znを0.15wt%より多く含有する比較例1、Caを0.43wt%より多く含有する比較例2〜4は、いずれも15m/min以上の押出速度の高速化は不可能であった。
図4は、各押出し材のミクロ組織の写真である。同図より明らかなように、Mnの含有量が増加するにつれて、結晶粒径は微細化し集合組織も強くなる傾向がある。
Claims (2)
- Alを0.1〜3.0wt%、Caを0.1〜0.43wt%、Mnを0.15〜1.2wt%含み、残部がMg及び不可避的不純物からなり、鋳造後のビレットに450〜500℃×1〜4時間の均質化処理を施すことを特徴とするマグネシウム合金。
- Alを0.1〜0.34wt%、Caを0.1〜0.35wt%、Mnを0.15〜1.2wt%、Znを0.15wt%以下含み、残部がMg及び不可避的不純物からなり、鋳造後のビレットに450〜500℃×1〜4時間の均質化処理を施すことを特徴とするマグネシウム合金。
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