JP2000212675A - マグネシウム合金およびその鍛造方法 - Google Patents
マグネシウム合金およびその鍛造方法Info
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Abstract
し難いため、薄肉成形性と偏肉成形性を両立する成形方
法がなかった。 【解決手段】 リチウムを6〜10.5重量%含有する
マグネシウム合金において、内部歪を付与し、その後、
200〜300℃で30分〜2時間熱処理を行い析出し
ているα相を球状分散化することで、鍛造成形性がよく
なり、鍛造成形可能となった。
Description
たマグネシウム合金およびその鍛造方法に関するもので
ある。
も軽く、樹脂材料に代わる材料として、近年、電子機器
筐体等に採用されている。一般的に使用されているマグ
ネシウム合金は、hcp結晶構造のマグネシウムα相
(以下α相と称す)であるため塑性加工が難しく、成形
方法としては、ダイキャスト法、チクソキャスト法、熱
間プレス法などが採用されており、さらに、特開平9―
41066号公報には冷間プレス加工可能なリチウムを
添加したマグネシウム合金が提案されている。
法等の射出成形法では、薄肉化に対応し難く、また、成
形後に、バリ取り、表面仕上などの2次加工が必要であ
るため、生産効率が悪い。また、熱間プレス等のプレス
加工では、偏肉構造をとることができず、部分的に強度
が必要な場合でも全体を厚く設定いなければならず、ま
た、ボス等の機構部を作り込むことができないため、適
用用途も限られていた。さらには、一部でマグネシウム
合金の鍛造も実用化されているが、加工温度が350〜
400℃以上必要であり、また、一回の鍛造での変形率
は小さく複数回の鍛造が必要となり、薄肉の、例えば、
電子機器の筐体の様な形状を成形するのは難しかった。
7―122111号公報等には超塑性を有するリチウム
を添加したマグネシウム合金が提案されている。
の添加量が6重量%以上でbccの結晶構造を持つリチ
ウムβ相(以下β相と称す)が晶出し始め、10.5重
量%までは、α相とβ相の共晶組織となる。さらに、1
0.5重量%を超えてリチウムを添加すると、β相単相
の均一固溶体となる。このβ相は、冷間で塑性加工も容
易なため、β相の晶出に伴い、著しく加工性が改善され
る。上記公告公報では、変形温度350℃、歪速度4×
10-5〜4×10-1/sにおいて、数百%の伸びを示し
ている。
では、超塑性の発現は高温に限られており、また、肉の
流動の少ない引張り変形時の伸び特性で且つ歪速度も遅
いため、肉の流動の大きい鍛造成形には結び付けること
はできなかった。
を目的としてなされたものであって、請求項1記載の発
明は、6〜10.5重量%のリチウムを含有し、残部が
マグネシウムと不可避の不純物とからなるマグネシウム
合金において、内部歪を付与し、その後、200〜30
0℃で30分〜2時間熱処理を行うことを特徴とするマ
グネシウム合金である。
はアルミニウムを0.5〜3重量%含有することを特徴
とする請求項1記載のマグネシウム合金である。
ム、ジリコニウム、珪素のうち少なくともいずれかを
0.5〜2重量%含有することを特徴とする請求項1或
いは2記載のマグネシウム合金である。
1乃至3記載のマグネシウム合金を成形型に装入し、冷
間にて加圧成形することを特徴とするマグネシウム合金
の鍛造方法である。
1乃至3記載のマグネシウム合金を100〜300℃で
5〜30分予熱処理し、100〜300℃に熱せられた
金型で加圧成形することを特徴とするマグネシウム合金
の鍛造方法である。
詳細に説明する。
料を秤量し、真空溶解炉に装入し、溶解炉内を1.0×
10-5torrに真空排気後、アルゴンガスを導入し、
ほぼ大気圧のアルゴン雰囲気とし、材料を加熱溶解した
後、金型に鋳造し、各組成のインゴットを作製した。溶
解には鉄製のルツボを用いた。
り出し、10mmの厚さまで圧延することにより内部歪
を付与した。その後、上記に示したアルゴン雰囲気中で
200℃、1時間の熱処理を施した。この熱処理後のサ
ンプルを20mm×20mm×10mmtに切り出し試
験片とした。
mm×20mm×10mmtに切り出し試験片とした。
うに鍛造プレス機(機械装置全体は図示せず)に装入
し、冷間(室温)にて鍛圧90tで鍛造性の評価を行な
った。
験片に対して、1重量%食塩水の24時間浸漬耐食テス
トを実施した。
範囲内にあるマグネシウム合金(L7、L10、LZ9
1、LA91、LZC911、LAC911)の共晶組
織における内部歪の付与および熱処理による鍛造性の実
験結果を表2に示す。
1、LA91、LZC911、LAC911の各インゴ
ットを圧延による内部歪を付与し、さらに200℃1時
間の熱処理を施したものであり、比較例1〜6はL7、
L10、LZ91、LA91、LZC911、LAC9
11の各インゴットから直接切り出したものである。
6のものが鍛造性が良好であったが、比較例1〜6のも
のは若干の割れが見受けられた。
め、上記の代表例として、実施例3及び比較例3の共晶
組識のLZ91合金の顕微鏡観察を行った。
鋳造したまま、すなわちインゴットのままである圧延前
のミクロ組識を示す模式図(比較例3)であり、(b)
は歪及び熱処理により球状に分裂分散したミクロ組識を
示す模式図(実施例3)である。
ス上に晶出していたα相3が、球状に分裂分散している
様子が分かる。針状のα相が合金の塑性変形能を劣化さ
せており、さらに、α相を球状に分裂分散すれば鍛造性
を向上できることがわかった。
グネシウムリチウム合金において、内部歪の付与と熱処
理によりα相の共晶組織を針状から球状化させることが
でき、鍛造性が良好になることがわかった。
出の変化は、実施例1〜6に示すように亜鉛、アルミ等
の強化剤やカルシウム等の結晶微粒化剤添を加え、内部
歪付与及び熱処理を行なった何れのサンプルでも同様の
結果が得られた。
り行なったが、押出し、粗鍛造によっても同様の結果を
確認した。
せず、60%程度の内部歪付与と熱処理により、α相の
球状分散化が可能となることがわかった。
1)あるいは10%(実施例2)のマグネシウム合金の
比較として、リチウム添加量5%(α相単相)とリチウ
ム添加量11%(β相単相)のマグネシウム合金を用い
て上記と同様の実験を行った。その結果を表3に示す。
ットを圧延による内部歪を付与し、さらに200℃1時
間の熱処理を施したものであり、比較例9、10は、L
5、L11の各インゴットから直接切り出したものであ
る。
ついては圧延途中で割れが生じた。このことはα相単相
の組成では鍛造には適していないということがいえる。
また、インゴットから直接切り出した状態の比較例9で
も、鍛造を行うと割れが多く、鍛造品としては使用でき
ないことがわかった。
ては、比較例8と比較例10から明らかなように、鍛造
性に関しては良好であるものの、耐食性は悪く、製品と
しては使用できない結果となった。また、比較例8を顕
微鏡観察を行った結果、熱処理により粗大な結晶となっ
ていることがわかった。
1、LAC911の各組成の試験片に対して、鍛造時の
材料温度250℃、金型温度250℃(実施例7〜1
0)、材料温度350℃、金型温度250℃(比較例1
1、12)にて鍛圧90tで据え込みテストを行なっ
た。その結果を表4に示す。
7〜10、比較例11、12の比較より鍛造後の厚みが
薄くなっていることがわかる。これは実施例1〜6に示
した冷間での鍛造性に比べ、材料を予熱した場合の方が
鍛造性は良好になり、複雑な表面形状の鍛造にも適応可
能であるといえる。
50℃で同様のテストを行った場合も成形後の厚みは若
干厚くなるが加工可能であり、問題は生じなかった。さ
らに、材料温度を150℃、金型温度150℃では、材
料温度250℃、金型温度150℃の場合とほぼ同様の
結果となった。
料温度を高くしすぎると、材料予熱時に表面酸化が生
じ、材料表面(酸化している部分)の伸びが悪くなり、
鍛造性は劣化することがわかった。この結果でも、面あ
れが生じ、鍛造後の厚みが増加している。よって、材料
予熱条件の上限は300℃、30分とするべきである。
℃、材料予熱温度200℃、鍛圧120tにて、図3に
示すような携帯型電子機器筐体成形品を鍛造した。結果
良好に成形できた。
明では、6〜10.5重量%のリチウムを含有し、残部
がマグネシウムと不可避の不純物とからなるマグネシウ
ム合金において、内部歪を付与し、その後、200〜3
00℃で30分〜2時間熱処理を行うことにより、変形
能の低いα相を球状に分裂分散することができ、優れた
鍛造性を得ることができる。
くはアルミニウムを0.5〜3重量%をさらに含有する
ことにより、優れた鍛造性を保ったまま、強度を向上す
ることができる。
としてカルシウム、ジルコニウム、珪素のうち少なくと
もいずれかを0.5〜2重量%含有することにより、α
相を微細化でき、鍛造性を向上することができる。
にして得られた本発明の鍛造性に優れたマグネシウム合
金は、冷間においても良好に鍛造成形できる。
鍛造性に優れたマグネシウム合金を、100〜300℃
で5〜30分予熱処理し、金型温度100〜300℃で
加圧成形することにより、より鍛造成形し難い形状、例
えば、より薄肉の成形品についても、鍛造成形すること
ができる。
である。
である。
模式図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 6〜10.5重量%のリチウムを含有
し、残部がマグネシウムと不可避の不純物とからなるマ
グネシウム合金において、内部歪を付与し、その後、2
00〜300℃で30分〜2時間熱処理を行うことを特
徴とするマグネシウム合金。 - 【請求項2】 亜鉛もしくはアルミニウムを0.5〜3
重量%含有することを特徴とする請求項1記載のマグネ
シウム合金。 - 【請求項3】 カルシウム、ジリコニウム、珪素のうち
少なくともいずれかを0.5〜2重量%含有することを
特徴とする請求項1或いは2記載のマグネシウム合金。 - 【請求項4】 前記請求項1乃至3記載のマグネシウム
合金を成形型に装入し、冷間にて加圧成形することを特
徴とするマグネシウム合金の鍛造方法。 - 【請求項5】 前記請求項1乃至3記載のマグネシウム
合金を100〜300℃で5〜30分予熱処理し、10
0〜300℃に熱せられた金型で加圧成形することを特
徴とするマグネシウム合金の鍛造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01122799A JP3523512B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | マグネシウム合金の鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01122799A JP3523512B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | マグネシウム合金の鍛造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000212675A true JP2000212675A (ja) | 2000-08-02 |
| JP3523512B2 JP3523512B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=11772076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01122799A Expired - Fee Related JP3523512B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | マグネシウム合金の鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523512B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350808A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Hyogo Prefecture | ヘルメットおよびヘルメットの製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57104641A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-29 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of mg-li alloy |
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| JPH04176839A (ja) * | 1990-11-08 | 1992-06-24 | Aluminum Co Of America <Alcoa> | マグネシウム基合金 |
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| JP2000087199A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-28 | Sharp Corp | マグネシウム合金圧延材の製造方法、マグネシウム合金のプレス加工方法、並びに、プレス加工品 |
-
1999
- 1999-01-20 JP JP01122799A patent/JP3523512B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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