JP4735866B2 - マグネシウム合金部材およびその製造方法 - Google Patents
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圧延板を構成するマグネシウム合金であるAlを含有するMg−Al系合金は、耐食性が高い。Mg−Al系合金としては、例えば、ASTM規格におけるAZ系合金(Mg−Al−Zn系合金、Zn:0.2〜1.5質量%)、AM系合金(Mg−Al−Mn系合金、Mn:0.15〜0.5質量%)、AS系合金(Mg−Al−Si系合金、Si:0.6〜1.4質量%)、Mg−Al−RE(希土類元素)系合金などが挙げられる。含有されるAl量は、5.8〜10質量%であり、代表的にはAZ60、AZ80、AZ91を挙げることができる。特に、Alを8.3〜9.5質量%含有するAZ91相当材(例えば、AZ91E;8.3〜9.2質量%のAlを含有、AZ91D;Al8.5〜9.5質量%のAlを含有)は、Alの含有量が2.5〜3.5質量%のAZ31相当材と比較して、強度、塑性変形時の割れ難さといった機械的特性や、耐食性に優れる。耐食性が高いと、次段で述べる樹脂部材の材料として、極性の高い樹脂や、吸湿性の高い樹脂、酸価・アミン価の高い樹脂などを使用することができるので、用途に応じた樹脂材料の選択の幅が広がる。
樹脂部材の材質は、材質の硬度や耐食性、耐久性、耐熱性などを考慮して、本発明マグネシウム合金部材の用途に応じて適宜選択すれば良く、特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、具体例としては、ポリプロピレン樹脂や、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などを挙げることができる。また、樹脂部材の材料としてゴム材料、具体的には、天然ゴム、あるいはイソプレンゴムやスチレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムなどを挙げることができる。これらの材料からなる樹脂部材には、フィラーや、カラーバッチなどを配合しても良い。
圧延板と樹脂部材の接合状態の具体例としては、例えば、圧延板の一方の面から他方の面に貫通する貫通孔を形成すると共に、この貫通孔の内面に接するように樹脂部材を設けることが挙げられる。例えば、図1(A)には、圧延板2に貫通孔2Hが形成され、この貫通孔2Hを埋めるように樹脂部材3が設けられる例が示されている。また、図1(B)に示すように、貫通孔2Hを埋めるように樹脂部材3を配置しつつ、圧延板2の一方の面2Aと他方の面2Bに沿って広がるようにすることで、圧延板2と樹脂部材3とが強固に係合されるようにしても良い。また、図1(C)に示すように、樹脂部材3が、圧延板2の貫通孔2Hから一方の面2Aと他方の面2Bを経て側縁に至るように設けても良い。
樹脂部材の厚さは、樹脂部材の使用目的(取付部としての利用、縁部の保護)に応じて適宜選択することができ、特に限定されない。好ましくは、樹脂部材は、圧延板との接合を維持することができる強度を有する厚さとする。例えば、樹脂部材が圧延板の一方の面と他方の面に沿って広がる場合、その広がる部分の樹脂部材の厚さを0.5mm以上とすると良い。この厚さの樹脂部材であれば、上述した樹脂材料のいずれを選択しても、圧延板から容易に外れるような変形が起こらない。
樹脂部材の形状は、合金部材の用途に応じて適宜選択すれば良く、特に限定されない。例えば、圧延板の縁部において縁部の保護を目的とするのであれば、樹脂部材は角の無い丸みを持った形状とすれば良い。また、樹脂部材を後付け部品の取付部とするのであれば、樹脂部材と後付け部品とを機械的に接合することができる形状に形成すれば良い。
マグネシウム合金部材におけるマグネシウム合金の体積比率は、80〜95%であることが好ましい。つまり、マグネシウム合金部材に占める樹脂部材の体積割合は、5〜20%とすることが好ましい。樹脂部材が多すぎると、マグネシウム合金部材に要求される剛性を満たさなくなる虞がある。ここで、マグネシウム合金部材に占めるマグネシウム合金の体積比率が上記範囲にあると、合金部材の比重が小さくなり、本発明の合金部材を使用した機器の軽量化を図ることができる。体積割合を上記のように設定すると、圧延板と樹脂部材を合わせたマグネシウム合金部材の比重は、概ね1.6〜1.75になる。例えば、比重0.9のポリプロピレン(ノバテックPP−MA3(商品名;日本ポリケム株式会社製))が合金部材の20体積%を占めれば、合金部材の比重は約1.6になる(AZ91相当材の比重は約1.8)。
マグネシウム合金の圧延板に樹脂部材を取り付けてマグネシウム合金部材を製造する方法として、圧延板に対して硬化していない樹脂を付けた後に樹脂を硬化させることでマグネシウム合金部材を製造する方法が挙げられる。例えば、圧延板に未硬化の樹脂を配置して金型で挟み込むプレス成形や、金型に圧延板を配置して金型内に未硬化の樹脂を注入するインサート成形を利用することが挙げられる。未硬化の樹脂を使用する場合、樹脂が硬化した際に圧延板の縁部に密着して接合される。
図4は、実施形態1のマグネシウム合金部材1を製造する過程を示す概略図である。図5(A)は、図4に示す一連の工程により得られたマグネシウム合金部材1の三面図である(左上は表面図、左下は裏面図、右下は側面図)。また、図5(B)は、マグネシウム合金部材1への後付け部品4の取り付け状態を示す。
図6は、実施形態2に係るマグネシウム合金部材1の製造工程を示す概略図であって、(A)は用意するマグネシウム合金製の圧延板2を示し、(B)は出来上がった合金部材1の表面図と横断面図である。
その他、実施形態1、2とは異なる樹脂部材の配置状態を図7に基づいて例示する。
2 圧延板 2A 圧延板の一方の面 2B 圧延板の他方の面
2H 貫通孔 20 貫通窓
3 樹脂部材
4 後付け部品
40 金型 41 注入口
ms 雄ねじ部 fs 雌ねじ部
t テーパー部 c 嵌合凹部 b ボス部
Claims (8)
- Alを5.8〜10質量%含有するマグネシウム合金の圧延板と、
前記圧延板の縁部に接合される樹脂部材と、
を備え、
前記樹脂部材は、その樹脂部材に後付け部品を機械的に取り付けることができる形状に形成された係合部を有することを特徴とするマグネシウム合金部材。 - 前記樹脂部材は、前記圧延板における一方の面の一部から縁部を経て他方の面の一部に至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部材。
- 前記圧延板は、Alの含有量が8.3〜9.5質量%であることを特徴とする請求項1または2に記載のマグネシウム合金部材。
- マグネシウム合金部材におけるマグネシウム合金の体積比率が80〜95%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のマグネシウム合金部材。
- 前記圧延板は、その一方の面から他方の面に貫通する貫通孔を有し、
前記樹脂部材は、前記貫通孔の内面に接するように設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマグネシウム合金部材。 - 前記圧延板は、凹部及び凸部の少なくとも一方を具え、
前記樹脂部材は、前記凹部又は凸部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のマグネシウム合金部材。 - Alを5.8〜10質量%含有するマグネシウム合金からなる圧延板を金型に配置する工程と、
前記圧延板の縁部に樹脂部材が接合するように、樹脂をインサート成形する工程と、を備え
前記樹脂部材には、後付け部品を機械的に取り付けることができる形状に形成された係合部が設けられることを特徴とするマグネシウム合金部材の製造方法。 - 双ロール鋳造により前記圧延板を得る工程を備えることを特徴とする請求項7に記載のマグネシウム合金部材の製造方法。
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