JP6389378B2 - 長周期積層構造マグネシウム合金の製造方法 - Google Patents
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また、ガドリニウムを用いることで、β’相の発現も可能となり、強度の向上がより適切に図られるメリットがある。
全体に対して、0.2原子%〜3.0原子%の亜鉛(以下、「Zn」)と、
全体に対して、0.4原子%〜6.0原子%のイットリウムを除く希土類金属(以下、「RE」)であって、ガドリニウム(以下、「Gd」)およびテルビウム(Tb)の少なくとも一つと、
残部のマグネシウムMgと、不可避混合物と、
を溶融して溶融金属を生成する溶融工程と、
溶融金属を、所定条件で冷却する冷却工程と、
冷却工程の後で溶融金属が固化する固化工程と、を備え、
所定条件は、温度変化、冷却時間、冷却速度および冷却方式の少なくとも一つを基準とし、
温度変化は、冷却開始温度と冷却終了温度の範囲であり、冷却開始温度は、700℃であり、冷却終了温度は、350℃であり、
冷却工程は、冷却開始温度である700℃から冷却終了温度である350℃までの間に、長周期積層構造を発現させる。
全体に対して、0.4原子%〜6.0原子%の希土類金属(以下、「RE」)であって、ガドリニウム(以下、「Gd」)およびテルビウム(Tb)の少なくとも一つと、
残部のマグネシウム(以下、「Mg」)と、
不可避混合物を含む、Mg−Zn−RE系であると共に長周期積層構造を有するマグネシウム合金であって、
Mg、ZnおよびREを溶融して溶融金属を生成する溶融工程と、
溶融金属を、所定条件で冷却する冷却工程と、
冷却工程の後で溶融金属が固化する固化工程と、の工程で製造され、
所定条件は、温度変化、冷却時間、冷却速度および冷却方式の少なくとも一つを基準とする。
ガドリニウムを用いて長周期積層構造マグネシウム合金を製造する従来技術での参考例を説明する。
ここで、実施の形態における長周期積層構造を有するマグネシウム合金は、亜鉛、希土類金属(RE)、マグネシウムをその原料とする。上述の通り、不可避に混合されてしまう不可避混合物を除外するものではない。
実施の形態における長周期積層構造マグネシウム合金および長周期積層マグネシウム合金の製造方法は、従来技術と異なり、溶融釜100で溶融されて鋳造される際に、冷却工程での冷却条件を適切にすることで、余分な熱処理工程を経ずに、長周期積層構造を発現させることができる。
例えば、冷却条件の一つである温度変化は、溶融金属20の冷却開始温度と冷却終了温度の範囲によって定められる。ここで、実施の形態におけるマグネシウム合金(および製造方法)での冷却開始温度は、略700℃である。さらに、冷却終了温度は、略350℃である。冷却開始温度が略750℃であり、冷却終了温度が略350℃であることで、冷却条件が適切となる。温度変化としては略400℃の温度変化であり、この温度変化(差分)によって、溶融金属20を冷却する冷却工程を経ることで、従来技術のいわゆる鋳造段階での冷却に比較して、ゆっくりとしたかつ温度管理された冷却工程が実現される。
また、冷却工程においては、冷却開始温度から冷却終了温度までにおいて、温度が実際に低下している温度低下期間および温度が維持される温度維持期間を含むことも好適である。
幅の温度低下が実現されてもよい。一方で、第2温度低下期間および第3温度低下期間では、第1温度低下期間よりも小さな温度幅での温度低下が実現されてもよい。このように、最初の第1温度低下期間における温度低下の幅が、他の温度低下期間よりも大きいことで、長周期積層構造の発現と製造期間の短縮化とのバランスが図られる。
(2)冷却開始温度と冷却終了温度の差分値
(3)冷却開始温度から冷却終了温度までの温度低下時間
(4)冷却開始温度から冷却終了温度までの温度低下速度あるいはその平均値
(5)冷却開始温度から冷却終了温度までの、温度低下期間と温度維持期間の分割
(6)温度低下期間と温度維持期間の回数
(7)温度低下期間の開始温度、終了温度、低下させる温度幅
(8)温度低下期間のそれぞれの低下時間
(9)温度低下期間のそれぞれの温度低下速度
(10)温度低下期間のそれぞれの温度低下時間や温度低下速度の相違
(11)温度維持期間のそれぞれの維持温度
(12)温度維持期間のそれぞれおの維持時間
(13)温度維持期間のそれぞれの維持時間の相違
(14)温度低下期間および温度維持期間のそれぞれの順番
冷却工程に次いで、最終的に溶融金属20を固化して長周期積層構造マグネシウム合金とする固化工程が最後に行われる。
上述した通り、長周期積層構造マグネシウム合金は、原料全体に対して0.2原子%〜3.0原子%の亜鉛、原料全体に対して0.4原子%〜6.0原子%のガドリニウム(RE)および残部のマグネシウムとを、溶融釜100などに投入する。
10、20 溶融金属
Claims (3)
- 長周期積層構造を有するマグネシウム合金の製造方法であって、
全体に対して、0.2原子%〜3.0原子%の亜鉛(以下、「Zn」)と、
全体に対して、0.4原子%〜6.0原子%のイットリウムを除く希土類金属(以下、「RE」)であって、ガドリニウム(以下、「Gd」)およびテルビウム(Tb)の少なくとも一つと、
残部のマグネシウムMgと、不可避混合物と、
を溶融して溶融金属を生成する溶融工程と、
前記溶融金属を、所定条件で冷却する冷却工程と、
前記冷却工程の後で前記溶融金属が固化する固化工程と、を備え、
前記所定条件は、温度変化、冷却時間、冷却速度および冷却方式の少なくとも一つを基準とし、
前記温度変化は、冷却開始温度と冷却終了温度の範囲であり、前記冷却開始温度は、700℃であり、前記冷却終了温度は、350℃であり、
前記冷却工程は、前記冷却開始温度である700℃から前記冷却終了温度である350℃までの間に、前記長周期積層構造を発現させる、長周期積層構造マグネシウム合金の製造方法。 - 前記温度変化は、前記冷却開始温度から前記冷却終了温度までにおいて、温度低下期間および温度維持期間を含む、請求項1記載の長周期積層構造マグネシウム合金の製造方法。
- 前記温度低下期間および前記温度維持期間の少なくとも一方は、複数である、請求項2記載の長周期積層構造マグネシウム合金の製造方法。
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