JP4157850B2 - Magnesium alloy and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ダイカストなどの鋳造に適したマグネシウム合金及びその鋳造方法の改良に関するものである。 The present invention relates to a magnesium alloy suitable for die casting or the like and an improvement of the casting method.
マグネシウム合金は軽量で、主に電気製品の筐体などに用いられているが、近年、二輪車や自動車等の機械部品への適用が期待されている。 Magnesium alloys are lightweight and are mainly used in the case of electrical products, but in recent years, they are expected to be applied to machine parts such as motorcycles and automobiles.
従来のマグネシウム合金としては、ＡＳ系合金（ＡＳ４１、ＡＳ２１）とＡＥ系合金（ＡＥ４２）が代表的である。さらに以下の各種合金が提案されている。
（１）Ａｌ：１〜６質量％、Ｃａ：０．５〜４質量％、Ｓｉ：０．５〜１．５質量％、Ｍｎ：０．１５〜０．５質量％、Ｚｎ：０．１〜０．３質量％を含むマグネシウム合金（特許文献１）。
（２）Ａｌ：２〜１０質量％、Ｃａ：１．４〜１０質量％、Ｃａ／Ａｌ≧０．７、Ｓｉ、Ｚｎ：≦２質量％、希土類元素：≦４質量％を含むマグネシウム合金（特許文献２）。
（３）Ａｌ：５〜１０質量％、Ｓｉ：０．２〜１．０質量％、Ｃａ：０．０５〜０．５質量％、Ｓｒ：≦０．１質量％を含むマグネシウム合金（特許文献３）。
（４）Ａｌ：２〜１０質量％、Ｃａ：１．０〜１０質量％、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｚｒの少なくとも一種：≦２質量％、希土類元素：≦４質量％を含むマグネシウム合金（特許文献４）。
（５）Ａｌ：２〜６質量％、Ｃａ：０．５〜４質量％、Ｃａ／Ａｌ≦０．８、Ｓｒ：≦０．１５質量％を含むマグネシウム合金（特許文献５）。
（６）Ａｌ：６〜８質量％、Ｃａ：２〜４質量％、Ｍｎ：０．１〜０．８質量％、Ｓｒ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜０．５質量％、Ｚｎ：０〜０．５質量％を含むマグネシウム合金（特許文献６）。
（７）Ａｌ：１．５〜６質量％、Ｃａ：０．５〜３質量％、Ｍｎ：０．１〜１質量％、Ｓｒ：０．２１〜１質量％を含むマグネシウム合金（特許文献７）。
As a conventional magnesium alloy, an AS alloy (AS41, AS21) and an AE alloy (AE42) are representative. Further, the following various alloys have been proposed.
(1) Al: 1-6 mass%, Ca: 0.5-4 mass%, Si: 0.5-1.5 mass%, Mn: 0.15-0.5 mass%, Zn: 0.1 Magnesium alloy containing -0.3 mass% (patent document 1).
(2) Magnesium alloy containing Al: 2-10% by mass, Ca: 1.4-10% by mass, Ca / Al ≧ 0.7, Si, Zn: ≦ 2% by mass, rare earth element: ≦ 4% by mass ( Patent Document 2).
(3) Magnesium alloy containing Al: 5-10% by mass, Si: 0.2-1.0% by mass, Ca: 0.05-0.5% by mass, Sr: ≦ 0.1% by mass (patent document 3).
(4) Magnesium alloy containing Al: 2 to 10% by mass, Ca: 1.0 to 10% by mass, at least one of Si, Mn, Zn and Zr: ≦ 2% by mass, rare earth element: ≦ 4% by mass (patent Reference 4).
(5) Magnesium alloy containing Al: 2-6 mass%, Ca: 0.5-4 mass%, Ca / Al ≦ 0.8, Sr: ≦ 0.15 mass% (Patent Document 5).
(6) Al: 6-8 mass%, Ca: 2-4 mass%, Mn: 0.1-0.8 mass%, Sr: 0.001-0.05 mass%, Si: 0-0.5 Magnesium alloy containing mass%, Zn: 0-0.5 mass% (patent document 6).
(7) Magnesium alloy containing Al: 1.5-6 mass%, Ca: 0.5-3 mass%, Mn: 0.1-1 mass%, Sr: 0.21-1 mass% (Patent Document 7) ).
上記各合金における成分元素の作用は、概ね以下のとおりである。ＡｌはＭｇとの間で硬い金属間化合物（Ｍｇ１７Ａｌ１２）を形成し、その分散強化により合金の耐力及び引張強さを高める。ＣａはＡｌあるいはＭｇとの間で高融点の金属間化合物を形成し、引張強さとクリープ抵抗性を高める。ＳｉはＭｇとの間で高融点の金属間化合物（Ｍｇ２Ｓｉ）を形成し、引張強さとクリープ抵抗性を高める。Ｚｎは時効硬化能を向上させ、強度の向上に寄与する。希土類元素（主としてミッシュメタル）はＡｌとの間で金属間化合物を形成し、高温の破断伸びとともにクリープ抵抗性を向上させる。Ｓｒは、粒界の晶出物に固溶することで高いクリープ抵抗性を保持したまま、晶出物の耐食性を向上させ、Ｃａ含有による耐食性の低下を排除する。Ｍｎは、Ａｌと化合して金属間化合物を形成しＦｅ等を固溶することにより耐食性を高める効果、また溶湯の流動性を向上させる効果を有する。
しかし、上記した従来のマグネシウム合金では、強度やクリープ特性を向上させるために組成の調整が図られているが、溶湯の流動性が悪く、鋳造欠陥が生じやすかった。また、機械部品として強度、伸び、靱性を十分に有していなかった。 However, in the conventional magnesium alloy described above, the composition is adjusted in order to improve the strength and creep characteristics, but the fluidity of the molten metal is poor and casting defects are likely to occur. Further, the mechanical parts did not have sufficient strength, elongation and toughness.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、溶湯の流動性に優れ鋳造性を確保するとともに、鋳造品が良好な伸び特性をするマグネシウム合金インゴット及びその製造方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a magnesium alloy ingot having excellent fluidity of a molten metal and ensuring castability, and a cast product having good elongation characteristics, and a method for producing the same.
第１の発明は、アルミニウム（Ａｌ）を５．５〜６．５重量％、マンガン（Ｍｎ）を０．２４〜０．６重量％、銅（Ｃｕ）を０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）を０．００５％重量以下、シリコンを０．１重量％以下、その他の不純物を０．０２重量％以下で含有するマグネシウム合金原料において、さらにストロンチウム（Ｓｒ）を０．００１〜０．０１重量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．８〜１．２重量％で含有し、残部がマグネシウム（Ｍｇ）からなることを特徴とする。 In the first invention, 5.5 to 6.5% by weight of aluminum (Al), 0.24 to 0.6% by weight of manganese (Mn), 0.01% by weight or less of copper (Cu), nickel ( In a magnesium alloy raw material containing 0.002% by weight or less of Ni), 0.005% by weight or less of iron (Fe), 0.1% by weight or less of silicon, and 0.02% by weight or less of other impurities, The strontium (Sr) is 0.001 to 0.01 wt%, zinc (Zn) is 0.8 to 1.2 wt%, and the balance is magnesium (Mg).
第２の発明は、アルミニウム（Ａｌ）を５．５〜６．５重量％、マンガン（Ｍｎ）を０．２４〜０．６重量％、銅（Ｃｕ）を０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）を０．００５％重量以下、シリコンを０．１重量％以下、その他の不純物を０．０２重量％以下で含有するマグネシウム合金インゴットにおいて、さらにストロンチウム（Ｓｒ）を０．００１〜０．００５重量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．８〜１．２重量％で含有し、残部がマグネシウム（Ｍｇ）からなることを特徴とするマグネシウム合金インゴット。 In the second invention, aluminum (Al) is 5.5 to 6.5 wt%, manganese (Mn) is 0.24 to 0.6 wt%, copper (Cu) is 0.01 wt% or less, nickel ( In a magnesium alloy ingot containing 0.002% by weight or less of Ni), 0.005% by weight or less of iron (Fe), 0.1% by weight or less of silicon, and 0.02% by weight or less of other impurities, A magnesium alloy ingot containing 0.001 to 0.005% by weight of strontium (Sr), 0.8 to 1.2% by weight of zinc (Zn), and the balance being made of magnesium (Mg).
第３の発明は、マグネシウム合金インゴットの製造方法において、アルミニウム（Ａｌ）を５．５〜６．５重量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．８〜１．２重量％、マンガン（Ｍｎ）を０．２４〜０．６重量％、銅（Ｃｕ）を０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）を０．００５％重量以下、シリコンを０．１重量％以下、その他の不純物を０．０２重量％以下とし、残部がマグネシウム（Ｍｇ）からなる組成のマグネシウム合金に、ストロンチウム（Ｓｒ）を０．００１〜０．０１重量％添加する工程と、鋳造温度（６３０〜７３０℃）において鋳込み行う工程と、を備えることを特徴とする。 A third invention is a method for producing a magnesium alloy ingot, in which aluminum (Al) is 5.5 to 6.5 wt%, zinc (Zn) is 0.8 to 1.2 wt%, and manganese (Mn) is 0 .24-0.6% by weight, copper (Cu) 0.01% by weight or less, nickel (Ni) 0.002% by weight or less, iron (Fe) 0.005% by weight or less, silicon 0.1% A step of adding 0.001 to 0.01% by weight of strontium (Sr) to a magnesium alloy having a composition of not more than% by weight and other impurities of not more than 0.02% by weight and the balance being magnesium (Mg), and casting. And a step of casting at a temperature (630 to 730 ° C.).
第１の発明によるマグネシウム合金原料を用いて、ストロンチウム（Ｓｒ）を含有するマグネシウム合金インゴットを作製することができる。このインゴットを溶融して鋳造部品を鋳造すると、鋳造時のストロンチウム（Ｓｒ）の効果により、溶湯の流動性が向上し、鋳造における成形性が良好になる。また、亜鉛（Zｎ）の含有量の調整により強度と伸び特性のバランスが良好な鋳造部品が得られる。 A magnesium alloy ingot containing strontium (Sr) can be produced using the magnesium alloy raw material according to the first invention. When this ingot is melted to cast a cast part, the fluidity of the molten metal is improved due to the effect of strontium (Sr) during casting, and the moldability in casting is improved. Further, a cast part having a good balance between strength and elongation characteristics can be obtained by adjusting the content of zinc (Zn).
第２の発明によるマグネシウム合金インゴットを用いて鋳造部品を鋳造すると、鋳造時のストロンチウム（Ｓｒ）の効果により、溶湯の流動性が向上し、鋳造における成形性が良好になる。また、亜鉛（Zｎ）の含有量の調整により強度と伸び特性のバランスが良好な鋳造部品が得られる。この鋳造部品は機械用部品として好適な特性を有する。 When a cast part is cast using the magnesium alloy ingot according to the second invention, the fluidity of the molten metal is improved by the effect of strontium (Sr) during casting, and the moldability in casting is improved. Further, a cast part having a good balance between strength and elongation characteristics can be obtained by adjusting the content of zinc (Zn). This cast part has characteristics suitable as a machine part.
第３の発明による製造方法により、ストロンチウム（Ｓｒ）を含有するマグネシウム合金インゴットを作製することができる。このインゴットを溶融して鋳造部品を鋳造すると、鋳造時のストロンチウム（Ｓｒ）の効果により、溶湯の流動性が向上し、鋳造における成形性が良好になる。強度と伸び特性のバランスが良好であるマグネシウム合金を鋳造により作製することができる。 By the manufacturing method according to the third invention, a magnesium alloy ingot containing strontium (Sr) can be produced. When this ingot is melted to cast a cast part, the fluidity of the molten metal is improved due to the effect of strontium (Sr) during casting, and the moldability in casting is improved. A magnesium alloy having a good balance between strength and elongation characteristics can be produced by casting.
本発明のインゴットの製造方法は、マグネシウム合金原料を溶融する工程、マグネシウム合金原料にストロンチウム（Ｓｒ）を添加する工程、溶湯を鋳込みする工程からなる。このように、一度、ストロンチウム（Ｓｒ）を添加したインゴットを作製しておけば、以後このインゴットを用いて様々な鋳造部品が作製することができ、鋳造部品の作製の度にストロンチウム（Ｓｒ）を添加することがなく簡便である。 The ingot manufacturing method of the present invention includes a step of melting a magnesium alloy raw material, a step of adding strontium (Sr) to the magnesium alloy raw material, and a step of casting a molten metal. In this way, once an ingot to which strontium (Sr) is added is prepared, various cast parts can be manufactured using this ingot, and strontium (Sr) is added each time a cast part is manufactured. It is simple without adding.
アルミニウム（Ａｌ）を５．５〜６．５質量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．８〜１．２質量％、マンガン（Ｍｎ）を０．２４〜０．６質量％、シリコン（Ｓｉ）を０．１質量％以下、銅（Ｃｕ）を０．０１質量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．００２質量％以下、鉄（Ｆｅ）を０．００５質量％以下で含有し、残部がＭｇ及び微量の不純物（０．０２重量％以下）からなる原料マグネシウム合金に対して、インゴット作製時に、ストロンチウム（Ｓｒ）を０．００１〜０．０１質量％の添加量で添加する。ここで添加量は原料マグネシウム合金質量に対する値である。全体の組成として、ストロンチウム（Ｓｒ）を０．００１〜０．０１重量％、アルミニウム（Ａｌ）を５．５〜６．５重量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．８〜１．２質量％、マンガン（Ｍｎ）を０．２４〜０．６重量％、シリコンを０．１重量％以下、銅（Ｃｕ）を０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）を０．００５％重量以下、その他の不純物を０．０２重量％以下とし、残部がマグネシウム（Ｍｇ）からなるインゴット原料が、溶湯の状態で生じることになる。 5.5-6.5% by mass of aluminum (Al), 0.8-1.2% by mass of zinc (Zn), 0.24-0.6% by mass of manganese (Mn), silicon (Si) 0.1 mass% or less, copper (Cu) 0.01 mass% or less, nickel (Ni) 0.002 mass% or less, iron (Fe) 0.005 mass% or less, the balance being Mg and Strontium (Sr) is added in an addition amount of 0.001 to 0.01% by mass to the raw material magnesium alloy composed of a small amount of impurities (0.02% by weight or less) at the time of producing the ingot. Here, the addition amount is a value relative to the mass of the raw material magnesium alloy. As a whole composition, 0.001-0.01 wt% of strontium (Sr), 5.5-6.5 wt% of aluminum (Al), 0.8-1.2 wt% of zinc (Zn), Manganese (Mn) is 0.24-0.6% by weight, silicon is 0.1% by weight or less, copper (Cu) is 0.01% by weight or less, nickel (Ni) is 0.002% by weight or less, iron ( Fe) is 0.005% by weight or less, other impurities are 0.02% by weight or less, and the ingot raw material consisting of magnesium (Mg) as the balance is generated in the molten state.
ストロンチウム（Ｓｒ）の添加量が０．００１重量％未満の場合、インゴット中に含まれるストロンチウム（Ｓｒ）が過少なため、顕著な効果は得られにくい。ストロンチウム（Ｓｒ）の添加量が０．０１重量％より大きい場合、ストロンチウム（Ｓｒ）が高価な材料であることから経済的に好ましくない。 When the added amount of strontium (Sr) is less than 0.001% by weight, the strontium (Sr) contained in the ingot is too small, so that a remarkable effect is hardly obtained. When the addition amount of strontium (Sr) is larger than 0.01% by weight, it is economically undesirable because strontium (Sr) is an expensive material.
マグネシウム合金の重力鋳造によりインゴット作製を行う。インゴットは、６３０〜７３０℃の鋳造温度で鋳造される。添加剤としてのストロンチウム（Ｓｒ）は、鋳造に要する時間にも依存するが、インゴット鋳造時に一部が消失し、最終的にインゴット中に残留するストロンチウム（Ｓｒ）量が０．００１質量％〜０．００５質量％となる。なお、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）等のストロンチウム（Ｓｒ）以外の成分元素の量は、インゴットの鋳造前後でほとんど変化しない。こうして、マグネシウム合金インゴットの組成は、インゴット全体に対する重量比で、ストロンチウム（Ｓｒ）が０．００１〜０．００５重量％、アルミニウム（Ａｌ）が５．５〜６．５重量％、亜鉛（Ｚｎ）が０．８〜１．２質量％、マンガン（Ｍｎ）が０．２４〜０．６重量％、シリコンが０．１重量％以下、銅（Ｃｕ）が０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）が０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）が０．００５％重量以下、その他の不純物が０．０２重量％以下、残部がマグネシウム（Ｍｇ）となる。 Ingots are made by gravity casting of magnesium alloy. The ingot is cast at a casting temperature of 630 to 730 ° C. Although strontium (Sr) as an additive depends on the time required for casting, a part of the strontium (Sr) disappears during ingot casting, and finally the amount of strontium (Sr) remaining in the ingot is 0.001% by mass to 0%. 0.005 mass%. The amount of component elements other than strontium (Sr) such as aluminum (Al), zinc (Zn), manganese (Mn), etc. hardly changes before and after casting of the ingot. Thus, the composition of the magnesium alloy ingot is 0.001 to 0.005% by weight of strontium (Sr), 5.5 to 6.5% by weight of aluminum (Al), and zinc (Zn) in a weight ratio with respect to the entire ingot. 0.8 to 1.2% by mass, manganese (Mn) 0.24 to 0.6% by weight, silicon 0.1% by weight or less, copper (Cu) 0.01% by weight or less, nickel (Ni ) Is 0.002% by weight or less, iron (Fe) is 0.005% by weight or less, other impurities are 0.02% by weight or less, and the balance is magnesium (Mg).
さらに、上記のように作製されたマグネシウム合金インゴットを再溶融してダイカスト成形することにより様々な鋳造部品を作製することができる。鋳造部品の鋳造時に６２５〜６４０℃の鋳造温度にてダイカスト成形を行う。 Furthermore, various cast parts can be produced by remelting and die casting the magnesium alloy ingot produced as described above. Die casting is performed at a casting temperature of 625 to 640 ° C. when casting the cast part.
本発明のインゴットを融かした場合、インゴット中に含有されるストロンチウムにより溶湯の流動性が改善され、この溶湯を用いて鋳造したマグネシウム合金部品の機械的性質が改善される。ストロンチウムは溶湯の液体粘度を低下し鋳造部品の成形性を良好にするためである。さらに、インゴットから鋳造された部品の良好な機械的性質を得るために、亜鉛（Ｚｎ）の成分量を調整してある。 When the ingot of the present invention is melted, the fluidity of the molten metal is improved by the strontium contained in the ingot, and the mechanical properties of the magnesium alloy part cast using the molten metal are improved. This is because strontium reduces the liquid viscosity of the molten metal and improves the moldability of the cast part. Furthermore, in order to obtain good mechanical properties of the parts cast from the ingot, the amount of zinc (Zn) is adjusted.
上記の実施形態において、Ｓｉは０．１質量％以下、Ｃｕは０．０１質量％以下、Ｎｉは０．００２質量％以下、Ｆｅは０．００５質量％以下で含有されるが、これらの元素は耐食性等に悪影響を与えないよう制限されており、含有量は低いほど好ましい。Ａｌの添加量について、汎用マグネシウム合金のＡＭ６０材と同じく５．５〜６．５重量％の添加量が機械的性質の面から適当である。また、Ｍｎの添加量について、小さい場合Ｍｎ添加効果は顕著でなく、大きい場合成形品強度および溶湯の流動性の低下を招いてしまう傾向にあるので、汎用マグネシウム合金のＡＭ６０材と同じく０．２４〜０．６質量％のＭｎ添加量が適当である。 In the above embodiment, Si is contained at 0.1% by mass or less, Cu is contained at 0.01% by mass or less, Ni is contained at 0.002% by mass or less, and Fe is contained at 0.005% by mass or less. Is restricted so as not to adversely affect the corrosion resistance and the like, and the lower the content, the better. As for the amount of Al added, an amount of 5.5 to 6.5% by weight is appropriate from the viewpoint of mechanical properties as in the case of the AM60 material of general-purpose magnesium alloy. Further, when the amount of Mn is small, the effect of adding Mn is not remarkable, and when it is large, the strength of the molded product and the fluidity of the molten metal tend to be lowered. A Mn addition amount of ˜0.6% by mass is suitable.
実施形態を以下の実施例によりさらに詳しく説明する。
（実施例）ストロンチウム（Ｓｒ）を０．００５重量％、アルミニウム（Ａｌ）を６．０重量％、亜鉛（Ｚｎ）を１．０質量％、マンガン（Ｍｎ）を０．２５重量％、銅（Ｃｕ）を０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）を０．００５％重量以下、シリコンを０．１重量％以下、その他の不純物を０．０２重量％以下とし、残部がマグネシウム（Ｍｇ）からなるインゴット原料が、溶融状態で作製された。これは、Ｚｎ０％としたＡＭ６０材に、ストロンチウム（Ｓｒ）を０．００５重量％、亜鉛（Ｚｎ）を１．０質量％を加えて融かしたものである。その後、インゴット原料溶湯を６３０〜７３０℃で鋳造してインゴットを作製した。インゴットの組成は、インゴット全体に対する重量比で、ストロンチウム（Ｓｒ）が０．００３重量％、アルミニウム（Ａｌ）が６．０重量％、亜鉛（Ｚｎ）が１．０質量％、マンガン（Ｍｎ）が０．２５重量％、銅（Ｃｕ）が０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）が０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）が０．００５％重量以下、シリコンが０．１重量％以下、その他の不純物が０．０２重量％以下、残部がマグネシウム（Ｍｇ）となった。
Embodiments are described in more detail by the following examples.
(Example) Strontium (Sr) 0.005 wt%, aluminum (Al) 6.0 wt%, zinc (Zn) 1.0 mass%, manganese (Mn) 0.25 wt%, copper ( Cu) is 0.01% by weight or less, nickel (Ni) is 0.002% by weight or less, iron (Fe) is 0.005% by weight or less, silicon is 0.1% by weight or less, and other impurities are 0.02%. An ingot raw material having a weight% or less and the balance being magnesium (Mg) was produced in a molten state. This is obtained by melting 0.005% by weight of strontium (Sr) and 1.0% by mass of zinc (Zn) into AM60 material having 0% Zn. Then, the ingot raw material molten metal was cast at 630 to 730 ° C. to produce an ingot. The composition of the ingot is a weight ratio with respect to the whole ingot, 0.003% by weight of strontium (Sr), 6.0% by weight of aluminum (Al), 1.0% by weight of zinc (Zn), and manganese (Mn). 0.25 wt%, copper (Cu) 0.01 wt% or less, nickel (Ni) 0.002 wt% or less, iron (Fe) 0.005 wt% or less, silicon 0.1 wt% or less Other impurities were 0.02% by weight or less, and the balance was magnesium (Mg).
上記インゴットを溶融して得た溶湯の流動性に関してのストロンチウム（Ｓｒ）添加の効果を調べるため、振動片式粘度計を用いて溶湯の粘度測定を６２５℃、６４０℃で行った。振動片式粘度計による粘度測定において、一定の駆動力で正弦波振動させた薄い平板を溶湯中に浸漬させ、溶湯の粘性抵抗による振動振幅変化から溶湯の粘度が得られた。振動の変化はレーザ変位計によって測定された。粘度μ（Pa・s）は、理論式μ=(K/ρ){(Ea/E)-1}2により求められた。ここで、ρ(Kg/m3)は溶湯密度、Ea(m)は空気中での振幅、E(m)は溶湯中での振幅であり、Kは粘度標準液の振幅測定から求められる定数である。 In order to investigate the effect of adding strontium (Sr) on the fluidity of the molten metal obtained by melting the ingot, the viscosity of the molten metal was measured at 625 ° C. and 640 ° C. using a vibrating piece viscometer. In viscosity measurement using a vibrating piece viscometer, a thin flat plate sine-wave vibrated with a constant driving force was immersed in the molten metal, and the viscosity of the molten metal was obtained from the change in vibration amplitude due to the viscous resistance of the molten metal. The change in vibration was measured with a laser displacement meter. The viscosity μ (Pa · s) was determined by the theoretical formula μ = (K / ρ) {(Ea / E) -1} 2 . Here, ρ (Kg / m 3 ) is the melt density, Ea (m) is the amplitude in the air, E (m) is the amplitude in the melt, and K is a constant obtained from the amplitude measurement of the viscosity standard solution. It is.
ＡＭ６０材（比較例）の粘度は、６２５℃で０．０４２（Pa・s）、６４０℃で０．０４１（Pa・s）であったのに対して、実施例では粘度は６２５℃で０．０１（Pa・s）、６４０℃で０．０１６（Pa・s）であり、ＡＭ６０材に対して溶湯の液体粘度は３分の１から４分の１程度になった。このようにストロンチウム、亜鉛を含有するマグネシウム合金インゴットの溶湯の粘度は低く、流動性が改善された。 The viscosity of the AM60 material (comparative example) was 0.042 (Pa · s) at 625 ° C. and 0.041 (Pa · s) at 640 ° C., whereas in the examples, the viscosity was 0 at 625 ° C. It was 0.016 (Pa · s) at 640 ° C. and the liquid viscosity of the molten metal was about one-third to one-fourth that of the AM60 material. As described above, the viscosity of the molten magnesium alloy ingot containing strontium and zinc was low, and the fluidity was improved.
また、上記インゴットの溶融後、６２５〜６４０℃の鋳造温度にてダイカスト成形を行うことによりＪＩＳ４号試験片が作製された。本発明のインゴットから鋳造された鋳造部品の機械的性質は向上する。 Moreover, after the said ingot was melt | dissolved, the JIS4 test piece was produced by performing die casting at the casting temperature of 625-640 degreeC. The mechanical properties of the cast parts cast from the ingot of the present invention are improved.
表１に、ＪＩＳ Ｚ２２４１に従って、実施例及び比較例のダイカスト成形試験片について耐力、引張強度、伸びについて試験した結果を示す。実施例では、比較例に比べ耐力、引張強さ及び伸びは向上している。 Table 1 shows the results of testing the yield strength, tensile strength, and elongation of the die cast molded test pieces of Examples and Comparative Examples according to JIS Z2241. In the examples, the proof stress, the tensile strength, and the elongation are improved as compared with the comparative example.
図１の（ａ）−（ｃ）は、Ｚｎ添加量を変えてマグネシウム合金部品の耐力、引張強度、伸びを測定した結果を示す。耐力、引張強度、伸びは、標準試験片（ＪＩＳ４号試験片）を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２２４１規格に基づいて測定された。試験片は、上記実施例と同様の鋳造方法により作製され、Ｚｎの他に、Ａｌを６．０重量％、Ｍｎを０．２５重量％、銅（Ｃｕ）を０．０１重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．００２重量％以下、鉄（Ｆｅ）を０．００５％重量以下、シリコンを０．１重量％以下、その他の不純物を０．０２重量％以下含有し、残部はマグネシウムからなる。試験片においてＳｒ含有量は０重量％であるが、実施形態のインゴットのように微量のストロンチウム（Ｓｒ）含有量０．００１〜０．００５重量％、においても同様の耐力、引張強度、伸びのＺｎ添加量依存性が得られる。 (A)-(c) of FIG. 1 shows the result of measuring the proof stress, tensile strength, and elongation of a magnesium alloy part by changing the Zn addition amount. Yield strength, tensile strength, and elongation were measured based on JIS Z 2241 standard using a standard test piece (JIS No. 4 test piece). The test piece was produced by the same casting method as in the above example. In addition to Zn, Al was 6.0% by weight, Mn was 0.25% by weight, copper (Cu) was 0.01% by weight or less, nickel. (Ni) 0.002% by weight or less, iron (Fe) 0.005% by weight or less, silicon 0.1% by weight or less, other impurities 0.02% by weight or less, the balance being made of magnesium . Although the Sr content in the test piece is 0% by weight, the same proof stress, tensile strength, and elongation can be obtained even when the strontium (Sr) content is 0.001 to 0.005% by weight as in the ingot of the embodiment. Zn addition amount dependency is obtained.
図１（ａ）を参照すると、Ｚｎ添加量を０質量％から２質量％まで変化させる場合、マグネシウム合金の耐力はＺｎ添加量の増加とともに高まる。 Referring to FIG. 1A, when the Zn addition amount is changed from 0% by mass to 2% by mass, the proof stress of the magnesium alloy increases as the Zn addition amount increases.
図１（ｂ）を参照すると、引張強度は、Ｚｎ添加量が０質量％から１質量％にかけて高まり、１質量％を超えて増えるのに伴って急激に低下する。 Referring to FIG. 1 (b), the tensile strength increases from 0% by mass to 1% by mass and rapidly decreases as the Zn content increases beyond 1% by mass.
図１（ｃ）を参照すると、伸びは、Ｚｎ添加量が０質量％から１質量％にかけて高まり、１質量％を超えて増えるのに伴って低下する。 Referring to FIG. 1 (c), the elongation increases from 0% by mass to 1% by mass, and decreases as the Zn content increases beyond 1% by mass.
したがって、耐力に関しては、Ｚｎ添加量が２質量％のものが１質量％のものより若干優れているが、引張強度及び伸びに関しては、Ｚｎ添加量が１質量％のマグネシウム合金が最も優れている。本発明では、Ｚｎ添加量を０．８〜１．２質量％の範囲に設定することにより、マグネシウム合金部品の耐力、引張強度、伸びを十分に確保できる。 Therefore, regarding the proof stress, the Zn addition amount of 2% by mass is slightly better than the 1% by mass, but regarding the tensile strength and elongation, the magnesium alloy having the Zn addition amount of 1% by mass is the most excellent. . In the present invention, the proof stress, tensile strength, and elongation of the magnesium alloy part can be sufficiently secured by setting the Zn addition amount in the range of 0.8 to 1.2 mass%.
本発明のマグネシウム合金は、例えば二輪車や自動車等の機械部品を始め、種々機械部品（ポンプやスプール）や電気製品の筐体などに適用できる。 The magnesium alloy of the present invention can be applied to various machine parts (pumps and spools), housings for electrical products, etc., including machine parts such as motorcycles and automobiles.
Claims (3)
さらにストロンチウム（Ｓｒ）を０．００１〜０．０１重量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．８〜１．２重量％で含有し、残部がマグネシウム（Ｍｇ）からなることを特徴とするマグネシウム合金原料。 5.5 to 6.5% by weight of aluminum (Al), 0.24 to 0.6% by weight of manganese (Mn), 0.01% by weight or less of copper (Cu), 0.002 of nickel (Ni) A magnesium alloy raw material containing 0.005% by weight or less of iron (Fe), 0.1% by weight or less of silicon, and 0.02% by weight or less of other impurities,
Further, a magnesium alloy raw material comprising 0.001 to 0.01% by weight of strontium (Sr), 0.8 to 1.2% by weight of zinc (Zn), and the balance consisting of magnesium (Mg) .
さらにストロンチウム（Ｓｒ）を０．００１〜０．００５重量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．８〜１．２重量％で含有し、残部がマグネシウム（Ｍｇ）からなることを特徴とするマグネシウム合金インゴット。 5.5 to 6.5% by weight of aluminum (Al), 0.24 to 0.6% by weight of manganese (Mn), 0.01% by weight or less of copper (Cu), 0.002 of nickel (Ni) A magnesium alloy ingot containing no more than wt%, iron (Fe) 0.005% wt or less, silicon 0.1 wt% or less, and other impurities 0.02 wt% or less,
Further, a magnesium alloy ingot containing 0.001 to 0.005% by weight of strontium (Sr), 0.8 to 1.2% by weight of zinc (Zn), and the balance being made of magnesium (Mg) .
鋳造温度（６３０〜７３０℃）において鋳込み行う工程と、を備えることを特徴とするマグネシウム合金インゴットの製造方法。 Aluminum (Al) 5.5-6.5 wt%, zinc (Zn) 0.8-1.2 wt%, manganese (Mn) 0.24-0.6 wt%, copper (Cu) 0.01% by weight or less, nickel (Ni) 0.002% by weight or less, iron (Fe) 0.005% by weight or less, silicon 0.1% by weight or less, other impurities 0.02% by weight or less And a step of adding 0.001 to 0.01% by weight of strontium (Sr) to the magnesium alloy having a composition in which the balance is made of magnesium (Mg),
And a step of casting at a casting temperature (630 to 730 ° C.). A method for producing a magnesium alloy ingot, comprising:
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