TWI279446B - The method for producing magnesium alloy molding - Google Patents

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TWI279446B
TWI279446B TW093115213A TW93115213A TWI279446B TW I279446 B TWI279446 B TW I279446B TW 093115213 A TW093115213 A TW 093115213A TW 93115213 A TW93115213 A TW 93115213A TW I279446 B TWI279446 B TW I279446B
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Yukihiro Oishi
Nozomu Kawabe
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Sumitomo Sei Steel Wire Corp
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Description

1279446 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 - 本發明係有關藉由塑性加工以製造由鎂基合金所構成 _ 之成形體時所使用的方法。特別是將進行塑性加工之際的 ~ 加工溫度更加降低並生產性佳地製造鎂基合金的成形體的 ▲ 製造方法。 【先前技術】 鎂基合金係比鋁爲輕,在強度、剛性上也比鋼及鋁更 爲優異,亦被廣泛地使用在飛機零件、汽車零件等之其他 φ 、各種電氣製品的機體。 但是,Mg以及其合金,由於是六方密格子(hep)構造 ’其延性差,塑性加工性極爲不佳,但雖然如此,鎂基合 金則廣爲已知於加工之際,藉由提昇加工溫度,其加工性 將會變得良好。例如在日本專利公報特開2000-28 3 1 34號 公報、特開2000-343 1 7 8號公報之中,記載著將鎂基合金 加熱至超塑性現象會展現的溫度狀態,再螺絲加工的技術 但是,在將鎂基合金予以塑性加工之情形中,由於產 生上述超塑現象的溫度乃是在25 (TC以之上高溫,若是以習 知方法,則將會產生無法高生產性地製造藉由塑性加工所 完成之成形體之問題。 卜 習知,在爲了得到由鎂基合金所構成之成形體,而進 、 行塑性加工之類的強加工之情形中,也兼有依其加工度之 需要’而有必要將被加工材料之鎂基合金的擠製材料以及 1279446 輥軋材料加熱至25 0°C以上來加工。 因此之故,不僅需要2 5 0 °C以上之高溫用加熱設備’而 且使用在塑性加工之金屬模具、滾筒等之加工材料也由於 曝露於高溫之下所以使用壽命變短,招致成本上升。因此 ,2 5 0 °C以上之加熱,於工業性的生產上絕對是不利的。 在此,本發明的主要目的爲提供一種鎂基合金成形體 之製造方法,其可高生產性地製造由鎂基合金所構成的塑 性加工成形體。 【發明內容】 本發明者們對於通常在塑性加工之強加工上有困難的 鎂基合金,做過各種檢討後,發現藉由使用在事先施以特 定的拉製加工之鎂基合金材料,即使是於不到250°C的溫度 下,也可以進行塑性加工,最後完成了本發明。 也就是說,本發明鎂基合金成形體的製造方法的特徵 爲將藉由拉製加工所得到的鎂基合金所構成的線條體於加 工溫度不到2 5 0 °C下,予以塑性加工。 以往’將鎂基合金塑性加工以得到成形體之情形中, 被加工材料通常是使用擠製材料或是輥軋材料。但是,以 擠製材料或是輥軋材料而言,在進行塑性加工之時,必要 將溫度加熱到25〇°C以上,但是現殷切盼望能降低加工溫度 。在此’本發明係不使用濟製材料或是輥軋材料,而是藉 著使用藉由拉製加工所得到的線條體,可以實現加工溫度 的降低,亦即,實現了於不到25(TC,特別是於200°C以下 的塑性加工。如此般,藉由使用經拉製加工的線條體,將 1279446 進行塑性加工之際的溫度降低到不到250°C,變成不需要以 往般之高溫用的加熱手段,也可以加長塑性加工中所使用 的金屬模具以及滾筒等的加工材料的使用壽命,而可以提 高生產性。以下,更加詳細地說明本發明。 於本發明中,舉由鎂基合金所構成的線條體而言,例 如可舉例:金屬線(線狀體)、棒狀體、管等。其剖面即可 以爲圓形,亦可以爲矩形以及橢圓狀等之非圓形狀,即可 以爲異種形狀。 於本發明中拉製加工,例如在欲得到金屬線或是棒狀 體之情形中,加熱至加工溫度的昇溫速度:It/seed 00 °C/sec ;加工溫度:50°C以上200°C以下(更佳爲150°C以下);加 工度:對於每一次輥道通過之拉製加工爲1 0 %以上;運轉 速度:於lm/sec以上之速度下將擠製材料或是輥軋材料予 以拉製。例如欲得到管的情形,拉製溫度:50它以上3 00t: 以下(更佳爲100°C以上200°C以下,又更佳爲lOOt:以上 15 0°C以下);加工度:對於拉製加工一次爲5%以上(更佳爲 10%以上,特佳爲20%以上),加熱至加工溫度的昇溫速度 :l°C/sec〜l〇〇°C/sec;拉製速度:於lm/sec以上之速度下 將擠製材料或是輥軋材料予以拉製。藉由這樣特定的拉製 加工’可以使合金組織微細化,具體而言,可以使平均結 晶粒徑變成在1 0 # m以下。而且,本發明藉由上述合金組 成之微細化,即使將加熱溫度設定在不到25 0°C也可以提高 塑性加工性,而可以得到所希望的成形體。還有,於拉製 加工後’亦可將所得到的線條體於1 〇 〇 °C以上3 〇 〇 °C以下, 1279446 更佳爲於1 5 0 °c以上3 Ο 0 °C以下的溫度下予以加熱。這樣加 熱退火,對於促進因拉製加工而產生的應變的回復非常有 效,對於由促進再結晶的促進所導致的結晶粒更微細化也 是有窣的。該加熱溫度的保持時間以5〜2〇分鐘左右爲佳。 於本發明中,舉塑性加工的例子而言,例如鍛造加工 、型鍛加工,彎曲加工等。進行塑性加工之鍛造加工之時 ,以下述的溫度條件較爲適當。亦即,當軋縮率爲h %,加 工溫度爲T°C時,T必需滿足31^ + 150〉T-SrJIOC但其中, 2 0°/〇Sri<8 0%,T<2 5 0°C)。舉例而言,當軋縮率 ^ = 20(%)之 時,加熱溫度T(°C)則可以設定爲不到250°C,特別是設定 在7 〇 °C以上不到2 1 0 °C。在對未進行拉製加工的擠製材料以 及輥軋材料進行軋縮率爲20%之鍛造加工之時,如果不加 熱到2 1 0°C以上的高溫,則會產生裂紋而無法進行鍛造加工 。另一方面,如果加熱到上述般的高溫的話,則金屬模具 以及滾筒的使用壽命會變短。相對於此,本發明藉著使用 拉製材料,以藉此得到之合金組織之細微化效果,可以使 得軋縮率20 %的鍛造加工之加熱溫度設定在不到21 0°C,可 以更加增長金屬模具以及滾筒的使用壽命。在進行軋縮率q 爲超過3 3 %之加工之情形中,加熱溫度的下限爲以上述 3^ + 10所求得的値,加熱溫度的上限則爲考慮到金屬模具 以及滾筒等之使用壽命,應設定在不到25 0°C。因此,在本 發明,欲進行於工業上有效的加工軋縮率超過40%之塑性 加工,即使加工溫度未達2 5 (TC,也可以充分地實施鍛造加 工。而在乳縮率爲8 0 %以上的強加工之中,則最好能加熱 1279446 至2 5 0 °C以上。 在進行塑性加工的型鍛加工之情形中,則以下述的溫 度條件較爲適當。亦即,當斷面減少率爲r2 %,加工溫度爲 T°C時,T 必需滿足 3r2+150> T$3r2-3 0(但其中,20°/〇€r2S 80% ,T<2 5 0 °C)。例如,當斷面減少率r2 = 20%之時,則加熱溫 度可以設定爲不到2 5 0 °C,特別是設定在3 0 °C以上未達 2 1 0 °C。因此,比起習知之在斷面減少率爲2 0 %之情形,其 使用未施以拉製加工的擠製材料以及輥軋材料,便必需加 熱到2 1 0 °C之習知方法,使用本發明合金組織較爲微細的拉 製材料,可以更加延長金屬模具以及滾筒的使用壽命。當 將斷面減少率r2設定在超過3 3 %的情形中,加熱溫度的下 限爲以上述3r2-30所求得的値,加熱溫度的上限則爲考慮 到金屬模具以及滾筒等之使用壽命,應設定在不到25(TC。 使用本發明合金組織較爲微細的拉製材料,於被當作工業 上有效的加工的斷面減少率超過40%的加工中,可以在不 到25 0°C的加工溫度之下,進行型鍛加工。而在斷面減少率 爲超過80%的強加工之中,則最好能加熱至25 0°C以上。 在進行塑性加工的彎曲加工之情形中,則以下述的溫 度條件較爲適當。亦即,當彎曲之際線條體的厚度爲t mm ,彎曲半徑爲Rmm,而加工溫度爲T°C時,T爲(1)當〇· 1 SR/t値S 1·0時,貝〇 Τ的範圍可爲25 0> T- 2 5 0-2 5 0 R/t値 ;(2)當 1.0<R/t 値 $ 1.9 時,貝U T 的範圍可爲 5 00-25 0R/t 値2T〉0 ; (3)當1.9<R/t値S2.0時,貝[j Τ的範圍可爲252 T>0。例如彎曲半徑R和線條體的厚度爲t之比値R/t値爲 1279446 1 .0〜1 .9之情形中,加熱溫度T(°c)爲不到250°C。特別是可 以將上限設在500-2 5 0 R/t値以下。亦即’由後述的試驗結 果,可以知道的是,可以將加熱溫設定爲不到1 〇〇°C,甚至 於室溫左右(例如2 0°C)。還有,當R/t値爲1.9〜2.0之情形 中,可以將加熱溫度T(°C)設定在25°C以下。在使用未經施 加拉製加工之擠製材料以及輥乳材料之習知方法之中,R/t 値爲1.0〜2.0的彎曲加工,特別是在進行R/t値爲1.5〜1.0 左右的彎曲加工之情形中,加熱是必須的。相對於此,本 發明中,藉由使用拉製材料,以藉此得到的微細的結晶粒 的效果,於R/t値爲1.0〜2.0的彎曲加工中,即使不進行加 熱,也可以充分地進行彎曲加工,亦可以不要採用加熱設 備。還有,由於不進行加熱的關係,更可以謀求金屬模具 等之加工材料的使用壽命延長。另一方面,於R/t値爲不 到1 .〇之強加工之情形中,加熱溫度的下限爲以上述2 5 0- 2 5 OR/t之式子所求得的値,加熱溫度的上限則應該考慮金 屬模具等的壽命,訂在不到25 0°C。在使用擠製材料之習知 的方法之中,在R/t値爲1 · 2以下的強加工而言,必須要加 熱到2 0 0 °C以上,特別是R/t値爲1 · 〇以下的強加工之情形 中,必需要加熱到2 5 0 °C以上。相對於此,在本發明之中, 藉由使用合金組織爲細微的拉製材料,即使是在R /1値爲 0.1〜1.0那樣的強力□工,力□工溫度即使未達250°c,也可以 充分地進行彎曲加工。 上述線條體的厚,如果是線條體爲金屬線(線狀體)之 情形以及其爲棒狀體且剖面形狀爲矩形之情形中,其厚就 -10- 1279446 等於其厚度,如果是線條體爲管狀的情形:其厚便是外徑 和內徑的差。 還有,R/t値爲超過2 · 〇之情形而言,其彎曲加工的程 度較低,由於即使是擠製材料或是輥軋材料也可以於常溫 下進行加工,所以在本發明之中不予以限定。還有,於R/t 値爲不滿〇 · 1之強加工而言,由於必須期望能夠加熱到超 過225 °c ’在考慮金屬模具等的加工材料的壽命之下,在本 發明之中,並不予以限定。 本發明係不論合金組成,於在室溫左右(例如:2 0 °C )加 工性很差劣、具有hep構造的鎂基合金是有效的。例如可 以利用鍛造用鎂基合金以及延展用鎂基合金。具體而言, 可以舉含有A1在0.1重量%以上12重量%以下者,以及含 有Zn在0.1重量%以上10重量%以下以及含有Zr在0.1重 量%以上2.0重量%以下者。在含有A1之情形中,更進而 含有一種以上選自下列族群者::Mn: 0.1重量%以上2.0重 量%以下;Ζη:0·1重量%以上5.0重量%以下;Si:0.1重量% 以上5.0重量%以下。就上述的合金組成而言,可以使用於 代表性AS TM記號中的AZ系、AS系、AM系、ZK系等。 以A1含有量而言,可以區分以重量%而言未滿〇·1〜2.0 %者 ,以及超過2.0〜12.0%者。除了上述的化學成分以外’一般 是作爲含有M g以及雜質的合金來利用。雜質如F e、S i、C u 、Ni 、 Ca 等。 於AZ系中舉A1含量爲2.0〜12.0重量%者的例子而言 ,例如ΑΖ31、ΑΖ61、ΑΖ91等。ΑΖ31乃是例如以重量%而 1279446 言係含有 a1:2 5〜3 5%、Zn:() 5〜1 5%、5%、 Cικ0·05%以下、Si:〇 1%以下、Ca:〇 〇4%以下之鎂基合金。 AZ61乃是例如以重量%而言係含有 A1:5.5〜7 2%、 Ζη··0·4〜1.5%、Mn:〇 15〜〇 35%、Ni:〇 〇5%以下、^ 〇 以以 下之鎂基合金。AZ91乃是例如以重量%而言係含有 Α1:8·1 〜9.7%、Zn:0.35 〜1.0%、Μη:0·13%以上、Cu:() 1%以
下、Ni:0.03%以下、以:〇.5%以下之鎂基合金。於Az系中 舉A1 a里爲0.1〜2.0重量°/〇未滿者的例子而言,例如A z i 〇 、AZ21等。AZ10係爲例如以重量%而言係含有a1:1〇〜15% 、Ζη·0·2 〜0.6%、Μη:0·2% 以上、C!u:0.1%以下、以 下、Ca:0.4%以下之鎂基合金。AZ21乃是例如以重量%而言 係含有八1:1.4〜2.6%、211:0.5〜1.5%、]\/111:0.15〜0.35%、>^:0.03% 以下、Si:0.1%以下之鎂基合金。
於AS系中舉A1含量爲2.0〜12.0重量。/〇者的例子而言 ,例如 AS 41等。AS41乃是例如以重量%而言係含有 Α1:3·7 〜4·8%、Ζη:0·1% 以下、Cu:0.15% 以下、Μη:0·35 〜0.60% 、Ni:0.001%以下、Si:0.6〜1.4%之鎂基合金。於AS系中舉 A1含量爲0.1〜2.0重量%未滿者的例子而言,例如AS21等 。A S21乃是例如以重量%而言係含有AL 1.4〜2.6%、Zn ··0·:! % 以下、C u : 0 · 1 5 % 以下、Μ η : 0 · 3 5 〜0 · 6 0 %、N i: 0 · 0 0 1 %、 Si:0.6〜1.4%之鎂基合金。 在AM系之中,例如AM60、AM100等。AM60乃是例 如以重量°/〇而言係含有 A1: 5 . 5〜6 · 5 %、Ζ η : 0 · 2 2 %以下、 Cu:0.35%以下、Μη:0·13%以上、Ni:0.03%以下、Si:0.5% 以 -12- 1279446 下之鎂基合金。AM 10 0乃是例如以重量%而言係含有 Α1:9·3 〜10.7%、Ζη:0·3%以下、CuiO.l%以下、Μη:0·1 〜0.35% ^ 、Ni:〇.〇1%以下、si:〇 3%以下之鎂基合金。 『 以ZK系而言,例如ZK40、ZK60等。ZK40乃是例如 以重量%而言係含有Zn:3.5〜4.5%、Zr:0.45%以上之鎂基合 · 金。ZK 60乃是例如以重量%而言係含有Ζη:4·8〜6.2%、 Ζγ:0·45%以上之鎂基合金。 以鎂單体來說,很難得到充分的強度,不過藉由含有 上述化學成分可以得到較佳的強度。 馨 本發明是藉由將線條體塑性加工所得到的成形體,其 適用於:例如眼鏡框或是可攜式電子機器等的補強用框、 或者是適用於螺絲等之製造。 【實施方式】 以下,說明本發明之實施形態。 (實施例1) 準備以重量%而言含有 A1: 3.0 %、Ζ η : 1 . 0 %、Μ η : 0.1 5 %, 其餘部分爲由Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於ASTM · 記號 AZ31 之材料)的擠製材料(0)4.0mm、(D3.0mm)。Φ4.0πιπι 的擠製材料先經過於約160°C的溫度,以及每一輥道行程後 的斷面減少率爲20%以下的加工度施行拉製加工至Φ3·0ιηιη 爲止(昇溫至160°C的昇溫速度:約l〇°C/sec、運轉速度: 16m/sec)。還有拉製加工後施以3 5 0 °Cx 15min的熱處理, · 除去拉製時的應變,進行藉由再結晶所達成之組織的均一 細微化。 -13- 1279446 將所得到的Φ 3 · Omm拉製材料以及未進行拉製之φ 3 · 0 m m的擠製材料分別切斷爲3 m m長,做爲試驗片。對此 等試驗片於各種軋縮率沿線軸方向施以鍛造加工。此時在 1 00 °C〜2 5 0 °C的範圍之下,於各種溫度下加熱各試驗片進行 鍛造加工。然後’調查其是否可以進行鍛造加工。將其結 果顯示於第1圖。於第1圖之中,〇爲屬於可以鍛造加工 者,X爲產生裂痕無法進行鍛造加工。△爲雖然可以進鍛造 加工,但是加熱溫度很高,從金屬模具的使用壽命的觀點 來看爲有問題者。還有,於第1圖之中,顯示數學式(1)爲 Τ = 3ι*! + 150,數學式(2)爲T = 3ri + 10。於數學式(1)、數學式(2) 中τ爲加熱溫度’ r!爲車L縮率。 如第1 (a)圖所示般對拉製材料進行鍛造加工之情形中 ,相對於軋縮率q (%),藉由加熱至滿足τ^3Γι + 1〇之溫度 T °C,便可進行鍛造。亦即,在使用拉製材料之情形,可知 道其即使加熱未滿25 0°C,也充分足夠進行鍛造加工。特別 是軋縮率爲20〜30%左右者,其於滿足T<3ri + 150之溫度下 也充分足以進行鍛造加工。在加熱至25 0°C之情形中’即使 在軋縮率在20〜80 %中之任一者之時,皆可以進行鍛造加工 ’但是若考慮到金屬模具的使用壽命時,仍然期3藉由不 滿250°C之加熱溫度之加工。
相對於此,如第1 (b)圖所示般,在對未進行拉製加1工 的擠製材料進行鍛造加工之情形中,相對於軋縮率^ (°/〇) ’ 若不在滿足Τ-3Γι +150的加熱條件下進行加工的話’無法 進行鍛造加工。特別從中可知屬於工業上有效的加工之車L -14- 1279446 縮率超過40%之鍛造加工之情形中,一定要加熱至25 0 °C。 亦同時於組成相異的鏡基合金進彳了同樣的試驗。亦即 ,對於擠製材料施行上述之拉製加工之後,對經進行熱處 理過之拉製材料,於各種軋縮率且於1〇〇〜2 5 0°c範圍各種溫 度下沿線軸方向進行鍛造加工。於以下顯示經進行試驗之 錶基合金的組成。 以重量%而言含有 AL1.2%、Ζη··0.4%、Μη:0·3%,其餘 部分爲由Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於ASTM記 號AZ1 0之材料) 以重量%而言含有 Α1:6·4%、Ζη:1·0%、Mn:0.28%,其餘 部分爲由Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於AS TM記 號AZ61之材料) 以重量%而言含有入1:9.0%、211:0.7%、1^1:1:0.1%5其餘 部分爲由Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於ASTM記 號AZ91之材料) 以重量%而言含有 Al:1.9%、Zn:0.45%、Si:1.0%,其餘 部分爲由Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於ASTM記 號A S 2 1之材料) 以重量%而言含有 Α1:4·2%、Μη··0·50%、Si:l.l%,其餘 部分爲由Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於ASTM記 號A S 4 1之材料) 以重量%而言含有Α1:6·1%、Mn:0.44%,其餘部分爲由 Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於ASTM記號AM60 之材料) 1279446 以重量%而言含有Ζικ5.5%、Zr:0.45%,其餘部分爲由 Mg以及雜質所構成之鎂基合金(相當於AS TM記號ZK60之 材料) 如此而爲,不論是任何一種試料,相對於軋縮率^ (%) ,皆可藉由加熱於滿足T-3ri + 10之溫度Tt下,而可以進 行鍛造加工,即使是於不滿2 5 0°C加熱,也可以充分地進行 加工。 (實施例2) ‘ 對於在實施例1同樣的拉製條件下所製作的Φ 3 . Omm的 拉製材料(相當於ASTM記號AZ31之材料)以及未實施拉製 加工之Φ3.0mm的擠製材料,進行型鍛加工。型鍛加工爲於 10 0〜2 5 0 °C的範圍中之各種溫度下加熱各試驗材料:進行加 工以使得其直徑變爲(D2.7mm(斷面減少率19%)、Φ2·4ιηηι( 同 36%)、(D2.3mm(同 41.2%)、Φ2·1χηιη(同 51%)、〇)1.9nim( 同59.9%)、〇1.6111111(同71.6%)、(1)1.4111111(同78.2%)之7種 直徑來改變斷面減少率。然後,調查其是否可進行型鍛加 工。將其結果顯示於第2圖。於第2圖之中,〇爲屬於可 以型鍛加工者’ X爲產生裂痕無法進行型鍛加工。△爲雖然 可以進型鍛加工,但是加熱溫度很高,從金屬模具的使用 壽命的觀點來看爲有問題者。還有,於第2圖之中,顯示 數學式(3)爲T = 3r2+150 ’數學式(4)爲τ = 3γ2 - 30。於數學式 (3)、數學式(4)中T爲加熱溫度,r2爲斷面減少率。 如第2 (a)圖所不般’對拉製材料進行型鍛加工之情形 中’相對於斷面減少率M%),藉由加熱至滿足Tg3r2-30 -16- 1279446 之溫度T°c,便可進行型鍛加工。亦即,可知在使用拉製材 料之情形,即使加熱不滿25 0°c,也充分足以進行型鍛加工 - 。特別是斷面減少率在2 0〜3 0 %左右者,即使處於滿足 - T<3r2+1 50之溫度下,也充分足以進行加工。還有,在加熱 至25〇°C之情形中,於斷面減少率爲20〜80%中之任一者之 ‘ 下,皆可以進行型鍛加工,不過在考慮到金屬模具的使用 壽命之時,期望能進行藉由不滿25 0°C之加熱所成之加工。 相對於此,如第2(b)圖所示般,在對未進行拉製加工 的擠製材料進行型鍛加工之情形中,即使斷面減少率r2爲 馨 2 0〜3 0 %左右,若不在滿足T $ 3 r 2 + 1 5 0的加熱條件下進行加 工的話,無法進行型鍛加工。特別是在斷面減少率超過40% 以上之下,若不加熱至25 0 °C以上,無法進行型鍛加工。 亦同時於組成相異的鎂基合金進行同樣的試驗。亦即 ’對於擠製材料施行和實施例1相同之拉製加工之後,對 經進行熱處理過之拉製材料,於上述七種直徑之各種斷面 減少率之下,而於100〜250 °C之範圍之各種溫度下進行型鍛 加工。鎂基合金係使用和上述所示成分爲相同的相當於 鲁 AZ10材料、相當於AZ61材料、相當於AZ91材料、相當 於A S 2 1材料、相當於a S 4 1材料、相當於a Μ 6 0材料、相 當於ΖΚ60材料。 試驗的結果,不論是那一種試料,相對於斷面減少率 , Μ°/。)’皆可藉由加熱至滿足τ^3γ2-3〇的溫度T°C之下,順 ' 利進行型鍛加工,即使於加熱未滿2 5 〇它之下,也可以充分 地進行加工。 -17- 1279446 (實施例3) 對於藉由和實施例1相同的拉製條件所製作的Φ 3.0 m m - 拉製材料(相當於ASTM記號AZ3 1之材料),更進一步進行 一 拉製加工(於溫度1 60。(:,每一輥道行程的斷面減少率··約 - 15〜18%。昇溫至160 t:的昇溫速度··約lOt/sec、運轉速度 -:2〇m/sec)、得到斷面形狀爲矩形(厚度t lmmx寬度3mm) 的棒材。對這個棒材施以3 5 0 °Cx 15min的熱處理,得到試 驗片。還有準備和在實施例1之中所使用者同樣的成分(相 當於A S T Μ記號A Z 3 1之材料),且厚度爲t 1 m m的輥軋材 _ 料,切出3mm的寬度,做爲試驗片。 對所得厚度t lmmx寬度3mm的抽製拉製材料以及厚 度t lmmx寬度3mm的輥軋材料的各試驗片進行種種彎曲 半徑R的彎曲加工。彎曲加工是將各試驗片加熱至在20〜250 °C的範圍之內的各種溫度進行。然後,調查是否可以進行 彎曲加工。將其結果顯示於第3圖。於第3圖中,〇爲屬 於可以彎曲加工者,X爲產生裂痕無法進行彎曲加工。△爲 雖然可以進彎曲加工,但是加熱溫度很高,從金屬模具的 馨 使用壽命的觀點來看爲有問題者。還有,於第3圖之中, 顯示數學式(5)爲 T = -25 0R/t + 250,數學式(6)爲 T = -250R/t + 5 00。於數學式(5)、(6)中Τ爲加熱溫度,R爲彎曲 半徑,t爲試驗片的厚度。 ~ 如第3 ( a)圖所不般’在對拉製材料進行彎曲加工之情 -形中,彎曲半徑R(mm)和試驗片的厚度t(inm)之間的比R/t 在滿足0.1$R/tS1.0之時,藉由加熱至滿足Tg-2 5 0 R/t + 250 -18- 1279446 之溫度T°c,可進行彎曲加工。特別是R/t爲超過1 ·〇不滿 2.0之情形,加熱溫度爲T<_2 50R/t + 5 00的溫度,具體而言 ,即使是於室溫左右的20 °C,也充分足以進行彎曲加工。 且於R/t爲2.0,且爲2CTC時,充分足以進行彎曲加工亦即 ,可知在使用拉製材料之情形,即使於不滿2 5 (TC的加熱之 下,也可以充分的進行彎曲加工。還有,在加熱至250 °C之 情形,即使於0.1〜2·0之任一種的R/t下,皆可以進行彎曲 加工,不過在考慮到金屬模具的使用壽命之時,期望能進 行藉由不滿2 5 0 °C之加熱所成之加工。 相對於此,如第3 (b)圖所示般,在對未進行拉製加工 的擠製材料進行彎曲加工之情形中,即使R/t値爲1.0以上 ,若不在滿足Tg-25 0R/t + 500的加熱條件下進行加工的話 ’無法進行加工。特別是在R /1値在0 · 5以下的強加工之下 ,若不加熱至250 °C,無法進行彎曲加工。 亦同時於組成相異的鎂基合金進行同樣的試驗。亦即 ,對於擠製材料施行和實施例1相同之拉製加工之後,更 進一步拉製加工爲斷面矩狀之後,對經進行熱處理過之拉 製材料,於R/t値爲0.1〜2.0之各種彎曲半徑下,且於2〇〜 250 °C之範循之各種溫度下進行彎曲加工。鎂基合金係使用 和上述所示成分爲相同的相當於AZ 1 0材料、相當於AZ6 j 材料、相當於AZ91材料、相當於AS21材料、相當於aS41 材料、相當於A Μ 6 0材料、相當於z K 6 0材料。 試驗結果’不論是任一種試料,當〇 ·丨$ R /1 $丨.〇之時 ,在溫度T°C滿足T-_2 5 0R/t + 25〇的加熱條件下,充分足 1279446 以進行彎曲加工。當1.0<R/t$1.9之時,即使溫度ΤΓ〇爲 比-25 0R/t + 5 00更小的溫度,而當R/t爲1.0以上之時,即 ~ 使在室溫左右的2 0 °C之下,也充分足以進行彎曲加工。如 - 此般,不論是任何一種試料,即使是於不滿25 0°C的加熱環 ' 境,也充分足以進行彎曲加工。 , (產業上之可利用性) 以上,如所說明般,若根據本發明鎂基合金成形體的 製造方法的話,則藉由拉製加工所得到的線條體,可以達 成於不滿250°C的加工溫度下進行塑性加工之優異效果。因 鲁 此,本發明不須要像直接將擠製材料或是輥軋材料予以塑 性加工之習知技術,於塑性加工之際,必須加熱至250 °C以 上的高溫,而可以加長金屬模具以及滾筒等的加工材料的 使用壽命,可以高生產性的得到鎂基合金的成形體。 【圖式簡單說明】 第1圖爲表示於各種溫度下,當改變軋縮率來進行鍛 造加工時,是否可鍛造加工的圖表,第1(a)圖表示拉製材 料,第1(b)圖表示擠製材料。 _ 第2圖爲表示於各種溫度下,當改變斷面減少率來進 行型纟k加工時’是否可型鍛加工的圖表,第2 (a)圖表示拉 製材料,第2(b)圖表示擠製材料。 第3圖爲表示於各種溫度下,當改變彎曲半徑R和被 、 加工材料的厚度t之比的R/t値來進行彎曲加工時,是否 可彎曲加工的圖表,第3(a)圖表示拉製材料,第3(b)圖表 不擠製材料。 •20- 1279446
元件符號說明 數學式(1) + Ι 50 數學式(2) 丁 = 3]^ + 1 0 數學式(3) T = 3r2+150 數學式(4) T = 3r2-30 數學式(5) T = -25 0R/t + 250 數學式(6) T = -2 5 0R/t + 5 00 T 加熱溫度 Γι 軋縮率 斷面減少率 R 彎曲徑 t 試驗片的厚度 -21 -

Claims (1)

  1. I2I9446 i It年((月介 I 第 93115213 號 十、申請專利範圍: 鎂基合金成形體之製法」專利案 (2006年11月27日修正) 1 ·一種鎂基合金成形體之製造方法,其特徵爲:藉由塑性加 工,將由鎂基合金所構成之線條體加工爲成形體之鎂基合 金成形體之製造方法,其中 該鎂基合金之平均結晶粒徑爲10 μιη以下; 該線條體係使用以拉製加工所得者;
    該塑性加工係包括爲使線條體之加工溫度爲低於250 °C之 以下任一種之強加工: (1)軋縮率爲20%以上之鍛造加工; (2)斷面減少率爲20%以上之型鍛加工; (3 )R/t爲2.0以下之彎曲加工,惟彎曲加工時的線條體之 厚度爲t(mm),彎曲半徑爲R(mm)。
    2·如申請專利範圍第1項之鎂基合金成形體之製造方法,其 中該塑性加工爲於滿足以下條件的加工溫度T°C進行之鍛 造加工; 當軋縮率設爲ri%,加工溫度設爲T°C之時’ τ爲滿足: 3ri + 150> Τ ^ 3η + 1 0 但是 2 0% $ “<8 0%,T<250〇C。 3 .如申請專利範圍第1項之鎂基合金成形體之製造方法,其 中該塑性加工爲於滿足以下條件的加工溫度T°C進行之型 鍛加工; 當斷面減少率設爲r2%,加工溫度設爲T°C之時,τ爲 滿足: 1279446 3r2+l 50> T ^ 3r2-30 但是 20% $ r2 $ 8 0%,T<2 50°C。 4·如申請專利範圍第1項之鎂基合金成形體之製造方法,# 中該塑性加工爲於滿足以下條件的加工溫度T°C進行之彎 曲加工; 當彎曲時線條體的厚度設爲tmm,彎曲半徑設爲Rmm ,加工溫度設爲T°C之時,T爲滿足: 0.1‘R/t$ 1.0 之時,250>Tg 250-250R/t 1.0gR/t$1.9 之時,5 00-25 0R/t2T>0 1.9<R/t$2.0 之時,252T>0。 5 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之鎂基合金成形體之 製造方法,其中鎂基合金含有Α1 : 0.1〜12重量%。 6.如申請專利範圍第5項之鎂基合金成形體之製造方法,其 係更進一步含有一種以上選自以重量%而言Μη: 0.1〜2.0% 、Ζη:0·1 〜5·〇%、Si:0,l 〜5.0% 者。 7·如申請專利範圍第丨至4項中任一項之鎂基合金成形體之 製造方法,其中,鎂基合金含有以重量。而言Zn:0.1〜10% 、Zr:〇· 1 〜2.〇〇/0 〇
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