JP6425919B2 - マグネシウム合金ワイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マグネシウム合金ワイヤ及びその製造方法に関する。

マグネシウム合金は、携帯電話やノート型パソコンの筐体あるいは自動車用部品、各種電気製品のボディーなどにも広く普及し始めている。
また、マグネシウム合金ワイヤについても利用可能性があるものと考えられる。

例えば、特許文献１には次のようなマグネシウム合金ワイヤが開示されている。質量％で、Ａｌ：３．０％、Ｚｎ：１．０％、Ｍｎ：０．１５％を含み、残部がＭｇおよび不純物からなるマグネシウム合金（ＡＳＴＭ記号ＡＺ−３１合金相当材）の押出材（φ６．０ｍｍ）を用いて、穴ダイスによる引き抜き加工を行い、ワイヤを作製した。加工温度は、穴ダイス前に設置したヒータの加熱温度とした。加工温度への昇温速度は１〜１０℃／ｓｅｃ、引き抜き加工の線速は２ｍ／ｍｉｎである。また、引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて行った。引き抜き加工後のワイヤの線径は４．８４〜５．８５ｍｍである。

また、特許文献２には次のようなマグネシウム合金ワイヤが開示されている。質量％で、Ｚｎ：５．５％、Ｚｒ：０．４５％を含み、残部がＭｇおよび不可避的不純物からなるマグネシウム合金（ＡＳＴＭ記号ＺＫ６０合金相当材） の押出し材（φ６．０ｍｍ）を用いて高温圧接にて押出し材同士を接合して接合原料を得た。その後、接合原料に穴ダイスによる引き抜き加工を実施し、線条体を作製した。引き抜き加工後の冷却は衝風冷却にて、１０℃／ｓｅｃにて行った。その線条体について引き抜き加工を行って得られた伸線材径は０．７〜２．１ｍｍである。

特許文献１，２に記載された実施例のマグネシウム合金ワイヤの線径が細くても０．７ｍｍであるのは、細線化するほど引き抜き加工時にワイヤが切れてしまい、引き抜き加工が難しくなるからである。

特許第３５９２３１０号（段落００５７） 特許第３５６８９４２号（段落００２９〜００３０）

本発明の一態様は、線径が０．１ｍｍ未満に細線化したマグネシウム合金ワイヤまたはその製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明の一態様は、α−Ｍｇ相の平均結晶粒径を２μｍ以下とすることで高強度化したマグネシウム合金ワイヤまたはその製造方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様は、α−Ｍｇ相を有するマグネシウム合金ワイヤにおいて、前記マグネシウム合金ワイヤの線径をｄ１とした場合に下記の（式１）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金ワイヤである。
（式１）５μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ

また、上記の本発明の一態様において、前記α−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式２）を満たすとよい。
（式２）ｄ２≦３μｍ（好ましくはｄ２≦２μｍ）

本発明の一態様は、α−Ｍｇ相を有するマグネシウム合金ワイヤにおいて、前記α−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式５）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金ワイヤである。
（式５）ｄ２≦２μｍ

また、上記の本発明の一態様において、前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｙをｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式１１）〜（式１３）または（式１４）〜（式１６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式１１）０．２５≦ａ＜５．０
（式１２）０．５＜ｂ＜５．０
（式１３）２／３ａ−５／６≦ｂ
（式１４）０．２５≦ａ≦５．０
（式１５）０．５≦ｂ≦５．０
（式１６）０．５ａ≦ｂ

また、上記の本発明の一態様において、前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式２１）〜（式２３）または（式２４）〜（式２６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式２１）０．１≦ａ≦５．０
（式２２）０．１≦ｂ≦５．０
（式２３）０．５ａ−０．５≦ｂ
（式２４）０．１≦ａ≦３．０
（式２５）０．１≦ｂ≦５．０
（式２６）２ａ−３≦ｂ

また、上記の本発明の一態様において、前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式４１）〜（式４３）または（式４４）〜（式４６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式４１）０．１≦ａ≦５．０
（式４２）０．２５≦ｂ≦５．０
（式４３）０．５ａ−０．５≦ｂ
（式４４）０．１≦ａ≦３．０
（式４５）０．２５≦ｂ≦５．０
（式４６）２ａ−３≦ｂ

また、上記の本発明の一態様において、前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも１種の金属を合計でａ原子％含有し、Ｙ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＴｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式６１）〜（式６３）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式６１）０．２≦ａ≦１０
（式６２）０．２≦ｂ≦１０
（式６３）２／３ａ−２／３＜ｂ

また、上記の本発明の一態様において、前記マグネシウム合金ワイヤは、Ａｌをａ原子％含有し、Ｇｄをｂ原子％含有し、ａとｂが下記の（式９１）および（式９２）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式９１）０．０１≦ａ≦２．０
（式９２）０．２≦ｂ≦５．０

本発明の一態様は、マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施すことにより、α−Ｍｇ相を有するマグネシウム合金ワイヤを製造する方法であって、
前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度が室温以上２００℃以下で、引き抜き速度が０．５ｍ／分以上１００ｍ／分以下であり、
前記マグネシウム合金ワイヤの線径をｄ１とした場合に下記の（式１）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法である。
（式１）５μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ

また、上記の本発明の一態様において、前記マグネシウム合金ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式２）を満たすとよい。
（式２）ｄ２≦３μｍ（好ましくはｄ２≦２μｍ）

本発明の一態様は、マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施すことにより、α−Ｍｇ相を有するマグネシウム合金ワイヤを製造する方法であって、前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度が室温以上２００℃以下で、引き抜き速度が０．５ｍ／分以上１００ｍ／分以下であり、前記α−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式５）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法である。
（式５）ｄ２≦２μｍ

また、上記の本発明の一態様において、前記複数回の引き抜き加工それぞれの引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤの線径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内である場合に、前記複数回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径が、前記複数回の引き抜き加工前のマグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径より１μｍ以上小さくなった時に、前記複数回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤに熱処理を施して当該マグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径を０．３μｍ以上大きくし、その後に前記マグネシウム合金母材ワイヤに単数回または複数回の引き抜き加工を施すことにより、前記ｄ１の線径のマグネシウム合金ワイヤを製造するとよい。

また、上記の本発明の一態様において、前記それぞれの引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤの線径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内である場合の当該マグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であるとよい。

本発明の一態様を適用することで、線径が０．１ｍｍ未満に細線化したマグネシウム合金ワイヤまたはその製造方法を提供することができる。
また、本発明の一態様を適用することで、α−Ｍｇ相の平均結晶粒径を２μｍ以下とすることで高強度化したマグネシウム合金ワイヤまたはその製造方法を提供することができる。

本発明の一態様に係るマグネシウム合金ワイヤの製造方法を説明するための断面図。 実施例によるマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施し、各引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤの線径サイズ（ｍｍ）とα−Ｍｇ相の平均結晶粒径（μｍ）の関係を示すグラフである。 （Ａ）は線径サイズ０．０５ｍｍのマグネシウム合金ワイヤをＥＢＳＤ測定した際の粒径分布を示す組織写真、（Ｂ）は（Ａ）に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

［実施の形態１］
＜マグネシウム合金ワイヤ＞
本発明の一態様は、線径が０．１ｍｍ未満に細線化したマグネシウム合金ワイヤである。詳細には、このマグネシウム合金ワイヤは、α−Ｍｇ相を有し、マグネシウム合金ワイヤの線径をｄ１とした場合に下記の（式１）を満たすものである。
（式１）５μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ（好ましくは、２０μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ）

また、上記のマグネシウム合金ワイヤは、上記のα−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式２）を満たすとよい。
（式２）ｄ２≦３μｍ（好ましくはｄ２≦２μｍ）

なお、本明細書においてマグネシウム合金ワイヤの線径とは、例えば図１に示すマグネシウム合金ワイヤ１２の直径ｄ１を意味し、マグネシウム合金ワイヤの断面形状が円形でない場合はマグネシウム合金ワイヤの断面の最大の外径を意味する。

また、本明細書においてα−Ｍｇ相の平均結晶粒径とは、Ｍｇの合金線において線径（ｄ１）に対する７０％四方の拡大写真を撮り、その写真上に任意の3本の線を引き、この直線が横切る結晶粒子の個数（n）を測定し、(0.7×ｄ１)／ｎで表される式の値を意味する。

上記のマグネシウム合金ワイヤは、以下の［１］〜［４３］のいずれかの合金によって形成されているとよい。

［１］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｙをｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂは下記の（式１１）〜（式１３）または（式１４）〜（式１６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式１１）０．２５≦ａ＜５．０
（式１２）０．５＜ｂ＜５．０
（式１３）２／３ａ−５／６≦ｂ
（式１４）０．２５≦ａ≦５．０
（式１５）０．５≦ｂ≦５．０
（式１６）０．５ａ≦ｂ

［２］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｙをｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂは下記の（式１１'）、（式１２）及び（式１３）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式１１'）０．５≦ａ＜５．０
（式１２）０．５＜ｂ＜５．０
（式１３）２／３ａ−５／６≦ｂ

［３］上記の［１］または［２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｔｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記の（式１７）及び（式１８）を満たすとよい。
（式１７）０≦ｃ≦３．０
（式１８）０．１（０．２）≦ｂ＋ｃ≦６．０

［４］上記の［１］または［２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｍｍ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記の（式１９）及び（式２０）を満たすとよい。
（式１９）０≦ｃ＜２．０
（式２０）０．２≦ｂ＋ｃ≦６．０

［５］上記の［１］または［２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｍｍ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記の（式２０）及び（式２１）を満たすとよい。
（式２０）０．２≦ｂ＋ｃ≦６．０
（式２１）ｃ／ｂ≦１．５

［６］上記の［１］または［２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｍｍ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記の（式２２）及び（式２３）を満たすとよい。
（式２２）０≦ｃ≦３．０
（式２３）０．１≦ｂ＋ｃ≦６．０

［７］上記の［１］または［２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｔｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｍｍ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｄ原子％含有し、ｃ及びｄは下記の（式１４）〜（式１６）を満たすとよい。
（式１４）０≦ｃ≦３．０
（式１５）０≦ｄ＜２．０
（式１６）０．２≦ｂ＋ｃ＋ｄ≦６．０

［８］上記の［１］または［２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｔｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｍｍ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｄ原子％含有し、ｃ及びｄは下記の（式１６）及び（式１７）を満たすとよい。
（式１６）０．２≦ｂ＋ｃ＋ｄ≦６．０
（式１７）ｄ／ｂ≦１．５

［９］上記の［１］または［２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｔｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｍｍ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｄ原子％含有し、ｃ及びｄは下記の（式１８）〜（式２０）を満たすとよい。
（式１８）０≦ｃ≦３．０
（式１９）０≦ｄ≦３．０
（式２０）０．１≦ｂ＋ｃ＋ｄ≦６．０

［１０］上記の［１］乃至［９］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＡｌ、Ｔｈ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｂ、Ｃ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｂａ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｐｄ、Ｓｂ及びＶからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で０原子％超２．５原子％以下含有するとよい。

［１１］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂは下記の（式２１）〜（式２３）または（式２４）〜（式２６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式２１）０．１≦ａ≦５．０
（式２２）０．１≦ｂ≦５．０
（式２３）０．５ａ−０．５≦ｂ
（式２４）０．１≦ａ≦３．０
（式２５）０．１≦ｂ≦５．０
（式２６）２ａ−３≦ｂ

［１２］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂは下記の（式２１'）、（式２２'）及び（式２３）または（式２４'）、（式２５'）及び（式２６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式２１'）０．２≦ａ≦５．０
（式２２'）０．２≦ｂ≦５．０
（式２３）０．５ａ−０．５≦ｂ
（式２４'）０．２≦ａ≦３．０
（式２５'）０．２≦ｂ≦５．０
（式２６）２ａ−３≦ｂ

［１３］上記の［１１］または［１２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記の（式２７）及び（式２８）を満たすとよい。
（式２７）０≦ｃ≦３．０
（式２８）０．１（０．２）≦ｂ＋ｃ≦６．０

［１４］上記の［１１］または［１２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ及びＭｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記の（式２９）及び（式３０）を満たすとよい。
（式２９）０≦ｃ≦３．０
（式３０）０．１（０．２）≦ｂ＋ｃ≦６．０

［１５］上記の［１１］または［１２］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ及びＭｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｄ原子％含有し、ｃ及びｄは下記の（式３１）〜（式３３）を満たすとよい。
（式３１）０≦ｃ≦３．０
（式３２）０≦ｄ≦３．０
（式３３）０．１（０．２）≦ｂ＋ｃ＋ｄ≦６．０

［１６］上記の［１１］乃至［１５］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹ及びＧｄの少なくとも一方を合計でｙ原子％含有し、ｙは下記の（式３４）及び（式３５）を満たすとよい。
（式３４）０≦ｙ≦４．９
（式３５）０．１≦ｂ＋ｙ≦５．０

［１７］上記の［１１］乃至［１６］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＡｌ、Ｔｈ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｂ、Ｃ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｂａ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｐｄ、Ｓｂ及びＶからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で０原子％超２．５原子％以下含有するとよい。

［１８］上記の［１１］乃至［１７］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤが有する長周期積層構造相の少なくとも一部が湾曲又は屈曲しているとよい。

［１９］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂは下記の（式４１）〜（式４３）または（式４４）〜（式４６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式４１）０．１≦ａ≦５．０
（式４２）０．２５≦ｂ≦５．０
（式４３）０．５ａ−０．５≦ｂ
（式４４）０．１≦ａ≦３．０
（式４５）０．２５≦ｂ≦５．０
（式４６）２ａ−３≦ｂ

［２０］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂは下記の（式４１'）、（式４２'）及び（式４３）または（式４４'）、（式４５'）及び（式４６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式４１'）０．２≦ａ≦５．０
（式４２'）０．５≦ｂ≦５．０
（式４３）０．５ａ−０．５≦ｂ
（式４４'）０．２≦ａ≦３．０
（式４５'）０．５≦ｂ≦５．０
（式４６）２ａ−３≦ｂ

［２１］上記の［１９］または［２０］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記の（式４７）及び（式４８）を満たすとよい。
（式４７）０≦ｃ≦３．０
（式４８）０．２５（０．５）≦ｂ＋ｃ≦６．０

［２２］上記の［１９］または［２０］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ及びＭｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、ｃは下記（式４９）及び（式５０）を満たすとよい。
（式４９）０≦ｃ≦２．０
（式５０）０．２５（０．５）≦ｂ＋ｃ≦６．０

［２３］上記の［１９］または［２０］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹｂ、Ｓｍ及びＮｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｃ原子％含有し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ及びＭｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｄ原子％含有し、ｃ及びｄは下記（式５１）〜（式５３）を満たすとよい。
（式５１）０≦ｃ≦３．０
（式５２）０≦ｄ≦２．０
（式５３）０．２５（０．５）≦ｂ＋ｃ＋ｄ≦６．０

［２４］上記の［１９］乃至［２３］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＤｙ、Ｈｏ及びＥｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で０原子％超１．５原子％以下含有するとよい。

［２５］上記の［１９］乃至［２３］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＹを０原子％超１．０原子％以下含有するとよい。

［２６］上記の［１９］乃至［２５］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＧｄ、Ｔｂ、Ｔｍ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で３原子％未満含有するとよい。

［２７］上記の［１９］乃至［２６］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＡｌ、Ｔｈ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｂ及びＣからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で０原子％超２．５原子％以下含有するとよい。

［２８］上記の［１９］乃至［２７］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤが有する長周期積層構造相の少なくとも一部が湾曲又は屈曲しているとよい。

［２９］マグネシウム合金ワイヤは、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも１種の金属を合計でａ原子％含有し、Ｙ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＴｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂは下記の（式６１）〜（式６３）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
（式６１）０．２≦ａ≦１０
（式６２）０．２≦ｂ≦１０
（式６３）２／３ａ−２／３＜ｂ

［３０］上記の［２９］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＺｎをｃ原子％含有し、前記ａとｃは下記の（式６４）を満たすとよい。
（式６４）０．２＜ａ＋ｃ≦１５

［３１］上記の［３０］において、前記ａとｃはさらに下記の（式６５）を満たすとよい。
（式６５）ｃ／ａ≦１／２

［３２］上記の［２９］乃至［３１］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｄ原子％含有し、前記ｂとｄは下記の（式６６）を満たすとよい。
（式６６）０．２＜ｂ＋ｄ≦１５

［３３］上記の［３２］において、前記ｂとｄはさらに下記の（式６７）を満たすとよい。
（式６７）ｄ／ｂ≦１／２

［３４］上記の［２９］乃至［３３］のいずれか一に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＺｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｂａ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｒ及びＭｏからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｅ原子％含有し、ｅは下記の（式６８）を満たすとよい。
（式６８）０＜ｅ≦２．５

［３５］上記の［３４］において、前記ｅとａとｂとｄはさらに下記の（式６９）を満たすとよい。
（式６９）ｅ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦１／２

［３６］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｙ、Ｄｙ、ＨｏおよびＥｒの少なくとも一つの元素を合計でｂ原子％含有し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、ＴｂおよびＹｂからなる群から選択された少なくとも一つの元素を合計でｃ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂとｃは下記の（式７１）〜（式７４）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式７１）０．２≦ａ≦５．０
（式７２）０．２≦ｂ≦５．０
（式７３）２ａ−３≦ｂ
（式７４）０．０５ｂ≦ｃ＜０．７５ｂ

［３７］上記の［３６］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＡｌをｄ原子％含有し、下記の（式７５）を満たすとよい。
（式７５）０．０５ｂ≦ｄ＜０．７５ｂ

［３８］上記の［３６］または［３７］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、前記Ｙ、Ｄｙ、ＨｏおよびＥｒの少なくとも二つの元素を合計でｂ原子％含有するとよい。

［３９］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、ＧｄおよびＴｂの少なくとも一つの元素を合計でｂ原子％含有し、Ａｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＴｍおよびＹｂからなる群から選択された少なくとも一つの元素を合計でｃ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂとｃは下記の（式８１）〜（式８４）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式８１）０．２≦ａ≦５．０
（式８２）０．２≦ｂ≦５．０
（式８３）２ａ−３≦ｂ
（式８４）０．０５ｂ≦ｃ＜０．７５ｂ

［４０］マグネシウム合金ワイヤは、Ａｌをａ原子％含有し、Ｇｄをｂ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂが下記の（式９１）および（式９２）を満たし、長周期積層構造相または最密原子面積層欠陥を含む相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式９１）０．０１≦ａ≦２．０
（式９２）０．２≦ｂ≦５．０

なお、本明細書において最密原子面積層欠陥とは、最密原子面に沿って溶質原子である亜鉛と希土類元素が積層方向に連続した二原子層の濃化した層（溶質原子濃化二原子層）を含み、その溶質原子濃化二原子層が長距離にわたって積層方向に周期性を有さない場合をいう。

［４１］マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＴｍからなる群から選択される少なくとも１種類の元素を合計でｂ原子％含有し、Ａｌをｃ原子％含有し、残部がＭｇ及び不可避的不純物からなる合金であって、ａとｂとｃは下記の（式１０１）〜（式１０４）を満たし、長周期積層構造相または最密原子面積層欠陥を含む相を有する結晶組織を備えた合金からなるとよい。
（式１０１）０．２≦ａ≦５．０
（式１０２）０．２≦ｂ≦５．０
（式１０３）２ａ−３≦ｂ
（式１０４）０．０５ｂ≦ｃ＜０．７５ｂ

［４２］上記の［４１］に記載のマグネシウム合金ワイヤは、さらにＬｉ、Ｓｎ、Ｄｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｍｍ、Ｙｂ、Ｔｈ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｂ、Ｃ、Ｇａ及びＧｅからなる群から選択される少なくとも１種類の元素を合計でｄ原子％含有し、ｄは下記の（式１０５）を満たすとよい。
（式１０５）０≦ｄ≦ｂ／２

［４３］マグネシウム合金ワイヤは、下記（Ａ）〜（Ｇ）のいずれかの化学成分からなるとよい。
（Ａ）質量％ で、Ａｌ：０．１〜１２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
（Ｂ）質量％ で、Ａｌ：０．１〜１２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％を含み、さらにＺｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含み、残部がＭｇおよび不純物
（Ｃ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｚｒ：０．４〜２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
（Ｄ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｚｒ：０．４〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
（Ｅ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、希土類元素：１．０〜３．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
（Ｆ）質量％で、Ｚｒ：０．４〜２．０％、希土類元素：１．０〜３．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
（Ｇ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０、Ｃｕ：０．５〜
２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物

上記の［１］〜［４２］のマグネシウム合金ワイヤは、α−Ｍｇ相及び長周期積層構造相の結晶組織を有し、この長周期積層構造相の少なくとも一部は湾曲又は屈曲している。また、上記の［１］〜［４２］のマグネシウム合金ワイヤは、長周期積層構造相を有することで高強度、高延性及び高靭性の機械的特性を備えることができる。

＜マグネシウム合金ワイヤの製造方法＞
本発明の一態様に係るマグネシウム合金ワイヤの製造方法について図１を参照しつつ説明する。

本発明の一態様は、マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施すことによりマグネシウム合金ワイヤを製造する方法である。なお、本明細書において「マグネシウム合金母材ワイヤ」及び「マグネシウム合金ワイヤ」は次のように定義する。マグネシウム合金ワイヤは、複数回の引き抜き加工が終了した後のワイヤを意味する。マグネシウム合金母材ワイヤは、複数回の引き抜き加工前のワイヤ及び複数回の引き抜き加工の途中のワイヤを意味する。つまり、マグネシウム合金母材ワイヤは、複数回の引き抜き加工が終了する前の全てのワイヤを意味する。例えば、図１に示す加工工程が、複数回の引き抜き加工が終了する最後の引き抜き加工である場合は、この最後の引き抜き加工前がマグネシウム合金母材ワイヤ１１となり、引き抜き加工後がマグネシウム合金ワイヤ１２となる。また、図１に示す加工工程が、複数回の引き抜き加工の途中の引き抜き加工である場合は、この途中の引き抜き加工前がマグネシウム合金母材ワイヤ１１となり、引き抜き加工後もマグネシウム合金母材ワイヤ１２となる。

上記のマグネシウム合金母材ワイヤは、上記の［１］〜［４３］のいずれかの合金によって形成されているとよい。

図１に示すように、線径が例えば０．１ｍｍ超３ｍｍ以下のマグネシウム合金母材ワイヤ１１を、ダイス１３を用いて矢印の方向に０．５ｍ／分以上１００ｍ／分以下の引き抜き速度（例えば７ｍ／分の引き抜き速度）で引き抜き加工を施すことによりマグネシウム合金ワイヤ（複数回の引き抜き加工の途中の場合はマグネシウム合金母材ワイヤ）１２を形成する。その引き抜き加工を施す直前のマグネシウム合金母材ワイヤ１１の温度（即ちダイス１３の直前のマグネシウム合金母材ワイヤ１１の温度）は室温以上２００℃以下とする。

なお、本明細書において室温とは、０℃以上５０℃以下を意味する。また、本明細書においてマグネシウム合金母材ワイヤの線径とは、例えば図１に示すマグネシウム合金母材ワイヤ１１の直径ｄ３を意味し、マグネシウム合金母材ワイヤの断面形状が円形でない場合はマグネシウム合金母材ワイヤの断面の最大の外径を意味する。

室温のマグネシウム合金母材ワイヤ１１に１回目の引き抜き加工を施すと、ダイス１３を通過する際にダイス１３とマグネシウム合金母材ワイヤ１１との摩擦による熱が引き抜き後のマグネシウム合金母材ワイヤ１２に加えられるため、マグネシウム合金母材ワイヤ１２の温度は上昇する。２回目の引き抜き加工を施す際に、マグネシウム合金母材ワイヤ１１の温度を室温に戻し、室温のマグネシウム合金母材ワイヤ１１に引き抜き加工を施す。マグネシウム合金ワイヤ１２の線径ｄ１が下記の（式１）または（式１'）を満たすまで、このような引き抜き加工を複数回繰り返す。下記の（式１）または（式１'）を満たすマグネシウム合金ワイヤ１２はα−Ｍｇ相を有する。また、下記の（式１）または（式１'）を満たすマグネシウム合金ワイヤ１２のα−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式２）を満たすとよい。

（式１）５μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ
（式１'）２０μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ
（式２）ｄ２≦３μｍ（好ましくはｄ２≦２μｍ）

ｄ２を上記の（式２）の範囲とする理由は、この範囲にないと、マグネシウム合金ワイヤの一部で引っ張り強さが、ダイスからの引き抜き抵抗力を下回り、ダイスを通過した後、断線が頻発するためである。

上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に、ダイス１３に潤滑油としてノンシリコン系の油を供給するとよく、例えば食用油を供給するとよい。これにより、ダイス１３とマグネシウム合金母材ワイヤ１１との摩擦熱を低減することができ、引き抜き加工時にワイヤが切れるのを抑制することができる。

また、上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に用いているダイスの温度は２００℃以下にするとよい。

マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施していくうちにマグネシウム合金母材ワイヤ１１の線径が徐々に小さくなっていく。その中で、複数回の引き抜き加工それぞれの引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤ１１の線径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内である場合に注目する。その場合の複数回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径が、複数回の引き抜き加工前のマグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径より１μｍ以上小さくなった時に複数回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤに熱処理を施して当該マグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径を０．３μｍ以上大きくする。その後にマグネシウム合金母材ワイヤ１１に単数回または複数回の引き抜き加工を施すことにより、０．１ｍｍ未満の線径ｄ１のマグネシウム合金ワイヤ１２を製造する。なお、上記のマグネシウム合金母材ワイヤ１１の線径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内である場合の当該マグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であるとよい。

上記の熱処理の温度は、この熱処理の直前の引き抜き加工の直後のマグネシウム合金母材ワイヤの温度より５０℃高い温度以上５００℃以下であるとよく、熱処理の時間は１０秒以上１２時間であるとよい。また、この熱処理を施した後のマグネシウム合金母材ワイヤは５％以上の伸びを有するとよい。

具体例である図２を用いて詳細に説明する。
図２において、横軸はマグネシウム合金母材ワイヤの線径（ｍｍ）を示し、縦軸はマグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径を示す。

図２に示すように、第１の熱処理（Ａｎ）を施した後の平均結晶粒径３．５μｍのマグネシウム合金母材ワイヤ（線径：０．１５６ｍｍ）に４回の引き抜き加工を施す。この４回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤ（線径：０．１１６ｍｍ）の平均結晶粒径（２．０μｍ）が、この４回の引き抜き加工前のマグネシウム合金母材ワイヤ（線径：０．１５６ｍｍ）の平均結晶粒径（３．５μｍ）より１μｍ以上小さくなった時に、この４回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤ（線径：０．１１６ｍｍ、粒径２．０μｍ）に第２の熱処理（Ａｎ）を施して当該マグネシウム合金母材ワイヤ（線径：０．１１６ｍｍ）の平均結晶粒径（２．６μｍ）を０．３μｍ以上大きくする。その後にマグネシウム合金母材ワイヤ（線径：０．１１６ｍｍ、粒径２．６μｍ）に５回の引き抜き加工を施すことにより、０．０７９ｍｍの線径のマグネシウム合金ワイヤ１２を製造した。なお、上記の４回の引き抜き加工それぞれの引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤ１１の線径が０．１１６ｍｍ以上０．１４５ｍｍ以下の範囲内であり、この範囲内である場合の当該マグネシウム合金母材ワイヤの平均結晶粒径は、２μｍ以上３μｍ以下であった。

上記の第１及び第２の熱処理の温度は、３００℃であり、熱処理の時間は３０分であった。この３００℃の温度は、第２の熱処理の直前の引き抜き加工の直後のマグネシウム合金母材ワイヤ（線径：０．１１６ｍｍ、粒径：２．０μｍ）の温度より２７５℃高い温度であり、第２の熱処理を施した後のマグネシウム合金母材ワイヤは７．５％の伸びを有していた。

上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の断面減少率ＲＡは、下記（式３）を満たすとよく、好ましくは下記（式３'）を満たすとよく、例えば１４％である。
（式３）３％≦ＲＡ≦１５％
（式３'）５％≦ＲＡ≦１２％
なお、本明細書において断面減少率とは、引き抜き加工前の線径をｄ３とし、引き抜き加工後の線径をｄ１とすると、(１−ｄ１／ｄ３)×１００の値をいう。

ＲＡを上記の（式３）、（式３'）の範囲とする理由は、１５％超では引き抜き抵抗力が引き抜き後のマグネシウム合金母材ワイヤの引っ張り強さを上回り、断線が多発する為である。一方３％未満の引き抜きを繰り返すと表面近傍の結晶粒子が小径化され全体的に結晶粒子が不均一になり、その結果、マグネシウム合金母材ワイヤの引っ張り強さが上がらず、細線の引き抜きが出来ない為である。

また、上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施した直後のマグネシウム合金ワイヤ１１の温度Ｔｅは下記（式４）を満たすとよい。
（式４）室温≦Ｔｅ≦３５０℃

温度Ｔｅを上記の（式４）の範囲とする理由は、室温以下では油の潤滑性に問題が生じ、３５０℃以上ではマグネシウム合金ワイヤの引っ張り強さが低下して断線が頻発するためである。

上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に、ダイス１３を冷却してもとよい。また、ダイス１３を室温以下の温度にしてもよい。冷却方法は、ダイス全体を油の槽にいれ、その油は循環式で、循環元タンクを冷媒で冷やすことによりダイス全体を冷却する方法である。

上記のようにダイス１３を冷却することで、引き抜き加工を施した際に発生する加工熱をマグネシウム合金ワイヤから除去することができる。特にマグネシウム合金母材ワイヤ１１の線径が細くなるほどダイス１３の冷却によるマグネシウム合金母材ワイヤ１１の抜熱効果が高くなることが期待できる。例えば、線径が０．１ｍｍ未満に細線化したマグネシウム合金ワイヤが切れることを抑制する効果も期待できる。

上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に下記（式６）を満たすようにするとよい。
（式６）Ｔｅ−Ｔｉ≦１０℃
ただし、Ｔｉは、引き抜き加工を施す直前のマグネシウム合金母材ワイヤの温度であり、Ｔｅは、当該引き抜き加工を施した直後のマグネシウム合金母材ワイヤ（またはマグネシウム合金ワイヤ）の温度である。

上記の（式６）を満たすことで、引き抜き後のマグネシウム合金母材ワイヤが切れることを抑制することができる。

また、上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の引き抜き速度を３０ｍ／分以上としてもよい。特に、引き抜き速度を３０ｍ／分以上としても、上記の（式６）を満たすことで、引き抜き後のマグネシウム合金母材ワイヤが切れることを抑制することができる。

上記の複数回の引き抜き加工の中で、線径が０．６ｍｍ以下のマグネシウム合金母材ワイヤ１１に引き抜き加工を施す際に用いるダイス１３の材質をダイヤモンドとするとよい。ここでいうダイヤモンドの材質のダイスとは、ダイスにおいて引き抜き部分が天然ダイヤモンドまたは、ダイヤモンド粉末を焼結した焼結ダイヤを使用したダイスをいう。
つまり、線径が０．６ｍｍ以下のマグネシウム合金母材ワイヤ１１にはダイヤモンドダイスによって引き抜き加工を施すことにより、引き抜き後のマグネシウム合金ワイヤ１２が切れることを抑制できる。

なお、上記の複数回の引き抜き加工の中で、線径が０．６ｍｍ超のマグネシウム合金母材ワイヤ１１に引き抜き加工を施す際に用いるダイス１３の材質は、種々の材質でよく、例えばＷＣでもよい。

また、上記の複数回の引き抜き加工それぞれの引き抜き方向は、１つの方向を有していてもよいが、２つの方向を有することが好ましい。特に、線径が０．３ｍｍ以下のマグネシウム合金母材ワイヤ１１に複数回の引き抜き加工を施す場合に、引き抜き方向が２つの方向を有することが好ましい。

引き抜き方向とは、図１に示す矢印の方向を意味する。引き抜き方向が２つの方向を有するとは、１つの方向が図１に示す矢印の方向である場合、もう１つの方向はマグネシウム合金母材ワイヤ１１の向きを１８０°回転させて逆向きに配置した引き抜き方向を意味する。

このように２つの方向で引き抜き加工を施すことにより、結晶方位が一方向に向きやすく、集合組織になった方がマグネシウム合金母材ワイヤが切れにくくなることが期待できる。

上記の複数回の引き抜き加工それぞれを施した後にマグネシウム合金ワイヤ１２に熱処理を施すとよく、その際の熱処理の温度は、当該引き抜き加工を施した直後のマグネシウム合金ワイヤ１２の温度より５０℃高い温度以上５００℃以下であるとよく、熱処理の時間は１０秒以上１２時間であるとよい。

例えば、引き抜き加工を施した後ごとに熱処理を施してもよいし、引き抜き加工を施した後ごとではなく、引き抜き加工を施した後に熱処理を行うときと行わないときがあってもよい。また、例えば、熱処理温度を３００℃とし、熱処理時間を３０分とすると、大気雰囲気で熱処理を施しても、マグネシウム合金ワイヤ１２の表面に酸化膜が形成されるのを低減することができる。

また、上記の複数回の引き抜き加工を施した後にマグネシウム合金ワイヤ１２に熱処理を施すとよい。つまり、複数回の引き抜き加工の中の最後の引き抜き加工を施した後にマグネシウム合金ワイヤ１２に熱処理を施すとよい。その際の熱処理の温度は、最後の引き抜き加工を施した直後のマグネシウム合金ワイヤ１２の温度より５０℃高い温度以上５００℃以下であるとよく、熱処理の時間は１０秒以上１２時間であるとよい。このような熱処理を施した後のマグネシウム合金ワイヤ１２の伸びを５％以上とすることができる。

［実施の形態２］
＜マグネシウム合金ワイヤ＞
本発明の一態様は、α−Ｍｇ相を有するマグネシウム合金ワイヤにおいて、α−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式５）を満たすものである。なお、マグネシウム合金ワイヤの線径は０．１ｍｍ以上であってもよい。
（式５）ｄ２≦２μｍ（好ましくは、ｄ２≦１．５μｍ）

上記のマグネシウム合金ワイヤは、前述した実施の形態１の［１］〜［４３］のいずれかの合金によって形成されているとよい。

本実施の形態によれば、α−Ｍｇ相の平均結晶粒径を２μｍ以下とすることでマグネシウム合金ワイヤを高強度化することができる。

また、本実施の形態では、α−Ｍｇ相の平均結晶粒径を２μｍ以下と小さくすることで双晶が抑制され、このマグネシウム合金ワイヤの圧縮耐力をｘ１とし、引張耐力をｘ２とした場合に下記の（式７）を満たすことができる。
（式７）ｘ１／ｘ２＞０．７

＜マグネシウム合金ワイヤの製造方法＞
本発明の一態様に係るマグネシウム合金ワイヤの製造方法は、α−Ｍｇ相の平均結晶粒径の小さいマグネシウム合金母材ワイヤを準備し、その後の複数回の引き抜き加工を施す工程以降は実施の形態１と同様である。この製造方法により、α−Ｍｇ相の平均結晶粒径を２μｍ以下としたマグネシウム合金ワイヤを製造することができる。

α−Ｍｇ相の平均結晶粒径の小さいマグネシウム合金母材ワイヤは、例えばＥＣＡＥ(equal-channel-angular-extrusion)加工法、または急冷凝固粉末冶金（ＲＳ−Ｐ／Ｍ）法で得ることができる。

ＥＣＡＥ加工法は、試料に均一なひずみを導入するためにパス毎に試料長手方向を９０°ずつ回転させる方法である。具体的には、断面形状がＬ字状の成形孔を形成した成形用ダイの前記成形孔に、成形用材料であるマグネシウム合金鋳造物を強制的に進入させて、特にＬ状成形孔の９０°に曲げられた部分で前記マグネシウム合金鋳造物に応力を加えて成形体を得る方法である。ＥＣＡＥのパス回数は複数回が好ましい。ＥＣＡＥの加工時の温度は例えば２５０℃以上５００℃以下が好ましい。

ＲＳ−Ｐ／Ｍ法で作製された粉末（またはＲＳ−Ｐ／Ｍ法で作製された薄片、薄帯または細線）を固化成形することでマグネシウム合金母材ワイヤを作製することができる。固化成形の方法としては、粉末を溝ロールによって圧延する方法、粉末を銅製の缶に充填し、それを真空封入することでビレットを作製し、それを押出成形する方法等がある。

図２は、実施例によるマグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施し、各引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤの線径サイズ（ｍｍ）とα−Ｍｇ相の平均結晶粒径（μｍ）の関係を示すグラフである。なお、図２に示す線径サイズと平均結晶粒径の数値は表１に示す通りである。

本実施例は以下の条件で複数回の引き抜き加工を施したものである。
＜条件＞
マグネシウム合金母材ワイヤの材質：ＡＳＴＭ記号ＡＺ３１合金
マグネシウム合金母材ワイヤの温度：室温
引き抜き速度：１０．８ｍ／ｍｉｎ
熱処理（Ａｎ）の温度：３００℃
熱処理時間：３０分
熱処理（0.211An）後のマグネシウム合金母材ワイヤの伸び：５％
熱処理（0.156An）後のマグネシウム合金母材ワイヤの伸び：７．５％
熱処理（0.116An）後のマグネシウム合金母材ワイヤの伸び：１０％
熱処理（0.079An）後のマグネシウム合金母材ワイヤの伸び：８％
熱処理（0.068An）後のマグネシウム合金母材ワイヤの伸び：７．３％
熱処理（0.059An）後のマグネシウム合金母材ワイヤの伸び：７．６％
ダイスの材質：ダイヤモンド
ダイスの温度：室温
ダイスの潤滑剤：食用油
引き抜き方向：２つの方向

図２に示すように、引き抜き加工を繰り返すことでマグネシウム合金母材ワイヤの平均結晶粒径は徐々に小さくなる。また、熱処理を施すことで平均結晶粒径は大きくなる。また、線径が０．１ｍｍ未満のマグネシウム合金母材ワイヤの平均結晶粒径は２μｍ以下となった。

図３（Ａ）は、表１に示す線径サイズ０．０５ｍｍのマグネシウム合金ワイヤを倍率５０００倍、ステップサイズ０．１μｍでＥＢＳＤ(Electron Backscatter Diffraction)測定した際の粒径分布を示す組織写真である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す粒径分布を結晶粒径とその比率の関係で示す図である。

なお、本実施例では、材質がＡＳＴＭ記号ＡＺ３１合金のマグネシウム合金母材ワイヤに対して引き抜き加工を行ったが、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えたマグネシウム合金母材ワイヤであっても条件等を適宜調整することでほぼ同様の方法で引き抜き加工を行うことが可能である。

１１…マグネシウム合金母材ワイヤ
１２…マグネシウム合金ワイヤまたはマグネシウム合金母材ワイヤ
１３…ダイス
ｄ１…マグネシウム合金ワイヤの線径
ｄ３…マグネシウム合金母材ワイヤの線径

Claims (27)

1. α−Ｍｇ相を有するマグネシウム合金ワイヤにおいて、
   前記マグネシウム合金ワイヤの線径をｄ１とした場合に下記の（式１）を満たし、
   前記α−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式２）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
   （式１）５μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ
   （式２）ｄ２≦３μｍ
2. 請求項１において、
   前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｙをｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式１１）〜（式１３）または（式１４）〜（式１６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
   （式１１）０．２５≦ａ＜５．０
   （式１２）０．５＜ｂ＜５．０
   （式１３）２／３ａ−５／６≦ｂ
   （式１４）０．２５≦ａ≦５．０
   （式１５）０．５≦ｂ≦５．０
   （式１６）０．５ａ≦ｂ
3. 請求項１において、
   前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式２１）〜（式２３）または（式２４）〜（式２６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
   （式２１）０．１≦ａ≦５．０
   （式２２）０．１≦ｂ≦５．０
   （式２３）０．５ａ−０．５≦ｂ
   （式２４）０．１≦ａ≦３．０
   （式２５）０．１≦ｂ≦５．０
   （式２６）２ａ−３≦ｂ
4. 請求項１において、
   前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式４１）〜（式４３）または（式４４）〜（式４６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
   （式４１）０．１≦ａ≦５．０
   （式４２）０．２５≦ｂ≦５．０
   （式４３）０．５ａ−０．５≦ｂ
   （式４４）０．１≦ａ≦３．０
   （式４５）０．２５≦ｂ≦５．０
   （式４６）２ａ−３≦ｂ
5. 請求項１において、
   前記マグネシウム合金ワイヤは、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも１種の金属を合計でａ原子％含有し、Ｙ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＴｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式６１）〜（式６３）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
   （式６１）０．２≦ａ≦１０
   （式６２）０．２≦ｂ≦１０
   （式６３）２／３ａ−２／３＜ｂ
6. 請求項１において、
   前記マグネシウム合金ワイヤは、Ａｌをａ原子％含有し、Ｇｄをｂ原子％含有し、ａとｂが下記の（式９１）および（式９２）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
   （式９１）０．０１≦ａ≦２．０
   （式９２）０．２≦ｂ≦５．０
7. 請求項１において、
   前記マグネシウム合金ワイヤは、下記（Ａ）〜（Ｇ）のいずれかの化学成分からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤ。
   （Ａ）質量％ で、Ａｌ：０．１〜１２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
   （Ｂ）質量％ で、Ａｌ：０．１〜１２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％を含み、さらにＺｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含み、残部がＭｇおよび不純物
   （Ｃ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｚｒ：０．４〜２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
   （Ｄ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｚｒ：０．４〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
   （Ｅ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、希土類元素：１．０〜３．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
   （Ｆ）質量％で、Ｚｒ：０．４〜２．０％、希土類元素：１．０〜３．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
   （Ｇ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０、Ｃｕ：０．５〜
   ２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
8. マグネシウム合金母材ワイヤに複数回の引き抜き加工を施すことにより、α−Ｍｇ相を有するマグネシウム合金ワイヤを製造する方法であって、
   前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度が室温以上２００℃以下で、引き抜き速度が０．５ｍ／分以上１００ｍ／分以下であり、
   前記マグネシウム合金ワイヤの線径をｄ１とした場合に下記の（式１）を満たし、
   前記マグネシウム合金ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径をｄ２とした場合に下記の（式２）を満たし、
   前記複数回の引き抜き加工それぞれの引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤの線径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内である場合に、前記複数回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径が、前記複数回の引き抜き加工前のマグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径より１μｍ以上小さくなった時に、前記複数回の引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤに熱処理を施して当該マグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径を０．３μｍ以上大きくし、
   その後に前記マグネシウム合金母材ワイヤに単数回または複数回の引き抜き加工を施すことにより、前記ｄ１の線径のマグネシウム合金ワイヤを製造することを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
   （式１）５μｍ≦ｄ１＜０．１ｍｍ
   （式２）ｄ２≦３μｍ
9. 請求項８において、
   前記それぞれの引き抜き加工後のマグネシウム合金母材ワイヤの線径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内である場合の当該マグネシウム合金母材ワイヤのα−Ｍｇ相の平均結晶粒径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
10. 請求項８または９において、
    前記熱処理の温度は、前記熱処理の直前の引き抜き加工の直後の前記マグネシウム合金母材ワイヤの温度より５０℃高い温度以上５００℃以下であり、
    前記熱処理の時間は１０秒以上１２時間であることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
11. 請求項１０において、
    前記熱処理を施した後のマグネシウム合金母材ワイヤは５％以上の伸びを有することを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
12. 請求項８乃至１１のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の断面減少率ＲＡは下記（式３）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （式３）３％≦ＲＡ≦１５％
    である
13. 請求項８乃至１２のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれは、引き抜き加工を施す直前のマグネシウム合金母材ワイヤの温度をＴｉとし、当該引き抜き加工を施した直後のマグネシウム合金母材ワイヤの温度をＴｅとした場合、下記（式６）を満たすことを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （式６）Ｔｅ−Ｔｉ≦１０℃
14. 請求項８乃至１３のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際の引き抜き速度が３０ｍ／分以上であることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
15. 請求項８乃至１４のいずれか一項において、
    前記引き抜き加工を施す際に用いられるダイスの材質は、当該引き抜き加工を施す前のマグネシウム合金母材ワイヤの線径が０．６ｍｍ以下の場合、ダイヤモンドであることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
16. 請求項８乃至１５のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に用いているダイスの温度を２００℃以下にすることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
17. 請求項８乃至１６のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれの引き抜き方向は２つの方向を有することを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
18. 請求項８乃至１７のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれを施した後に前記マグネシウム合金ワイヤに熱処理を施すマグネシウム合金ワイヤの製造方法であって、
    前記熱処理の温度は、当該引き抜き加工を施した直後の前記マグネシウム合金ワイヤの温度より５０℃高い温度以上５００℃以下であり、
    前記熱処理の時間は１０秒以上１２時間であることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
19. 請求項８乃至１７のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工を施した後に前記マグネシウム合金ワイヤに熱処理を施すマグネシウム合金ワイヤの製造方法であって、
    前記熱処理の温度は、当該引き抜き加工を施した直後の前記マグネシウム合金ワイヤの温度より５０℃高い温度以上５００℃以下であり、
    前記熱処理の時間は１０秒以上１２時間であり、
    前記熱処理を施した後のマグネシウム合金ワイヤは５％以上の伸びを有することを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
20. 請求項８乃至１９のいずれか一項において、
    前記複数回の引き抜き加工それぞれを施す際に用いられるダイスに食用油を供給することを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
21. 請求項８乃至２０のいずれか一項において、
    前記マグネシウム合金母材ワイヤの線径は０．１ｍｍ超３ｍｍ以下であることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
22. 請求項８乃至２１のいずれか一項において、
    前記マグネシウム合金母材ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｙをｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式１１）〜（式１３）または（式１４）〜（式１６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （式１１）０．２５≦ａ＜５．０
    （式１２）０．５＜ｂ＜５．０
    （式１３）２／３ａ−５／６≦ｂ
    （式１４）０．２５≦ａ≦５．０
    （式１５）０．５≦ｂ≦５．０
    （式１６）０．５ａ≦ｂ
23. 請求項８乃至２１のいずれか一項において、
    前記マグネシウム合金母材ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式２１）〜（式２３）または（式２４）〜（式２６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （式２１）０．１≦ａ≦５．０
    （式２２）０．１≦ｂ≦５．０
    （式２３）０．５ａ−０．５≦ｂ
    （式２４）０．１≦ａ≦３．０
    （式２５）０．１≦ｂ≦５．０
    （式２６）２ａ−３≦ｂ
24. 請求項８乃至２１のいずれか一項において、
    前記マグネシウム合金母材ワイヤは、Ｚｎをａ原子％含有し、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式４１）〜（式４３）または（式４４）〜（式４６）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （式４１）０．１≦ａ≦５．０
    （式４２）０．２５≦ｂ≦５．０
    （式４３）０．５ａ−０．５≦ｂ
    （式４４）０．１≦ａ≦３．０
    （式４５）０．２５≦ｂ≦５．０
    （式４６）２ａ−３≦ｂ
25. 請求項８乃至２１のいずれか一項において、
    前記マグネシウム合金母材ワイヤは、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも１種の金属を合計でａ原子％含有し、Ｙ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＴｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計でｂ原子％含有し、ａとｂは下記の（式６１）〜（式６３）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （式６１）０．２≦ａ≦１０
    （式６２）０．２≦ｂ≦１０
    （式６３）２／３ａ−２／３＜ｂ
26. 請求項８乃至２１のいずれか一項において、
    前記マグネシウム合金母材ワイヤは、Ａｌをａ原子％含有し、Ｇｄをｂ原子％含有し、ａとｂが下記の（式９１）および（式９２）を満たし、長周期積層構造相を有する結晶組織を備えた合金からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （式９１）０．０１≦ａ≦２．０
    （式９２）０．２≦ｂ≦５．０
27. 請求項８乃至２１のいずれか一項において、
    前記マグネシウム合金母材ワイヤは、下記（Ａ）〜（Ｇ）のいずれかの化学成分からなることを特徴とするマグネシウム合金ワイヤの製造方法。
    （Ａ）質量％ で、Ａｌ：０．１〜１２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
    （Ｂ）質量％ で、Ａｌ：０．１〜１２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％を含み、さらにＺｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．３〜２．０％から選択される元素を１種以上含み、残部がＭｇおよび不純物
    （Ｃ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｚｒ：０．４〜２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
    （Ｄ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｚｒ：０．４〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
    （Ｅ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、希土類元素：１．０〜３．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
    （Ｆ）質量％で、Ｚｒ：０．４〜２．０％、希土類元素：１．０〜３．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物
    （Ｇ）質量％で、Ｚｎ：１．０〜１０．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０、Ｃｕ：０．５〜
    ２．０％を含み、残部がＭｇおよび不純物