JPH0941066A - 冷間プレス加工可能なマグネシウム合金 - Google Patents

冷間プレス加工可能なマグネシウム合金

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JPH0941066A
JPH0941066A JP21393395A JP21393395A JPH0941066A JP H0941066 A JPH0941066 A JP H0941066A JP 21393395 A JP21393395 A JP 21393395A JP 21393395 A JP21393395 A JP 21393395A JP H0941066 A JPH0941066 A JP H0941066A
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weight
magnesium alloy
magnesium
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lithium
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Kohei Kubota
耕平 久保田
Tsutomu Sato
勉 佐藤
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Mitsui Kinzoku Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間での曲げ・絞り等のプレス加工性を付与
した冷間プレス加工可能なマグネシウム合金を提供す
る。 【技術手段】 リチウム6〜16重量%、残部がマグネ
シウムと不可避不純物からなることを特徴とする冷間プ
レス可能なマグネシウム合金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量、高強度で、
曲げ・絞り等の冷間でのプレス加工性を有するマグネシ
ウム合金に関し、より詳しくは従来のマグネシウム合金
では不可能であった打ち抜き以外の冷間プレス加工を可
能にしたマグネシウム合金に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の自動車、家電、OA産業における
素材の軽量化の流れの中で、マグネシウム合金が注目さ
れている。このうち、マグネシウム圧延材については一
般にAZ31(Mg−3重量%Al−0.7重量%Zn
−0.3重量%Mn)合金が使用されているが、室温で
の塑性加工性に乏しく、打ち抜き加工以外の曲げ・絞り
等のプレス加工は、300℃程度の高温に加熱しなけれ
ばできない。マグネシウム圧延材と競合する鉄材やアル
ミニウム材のプレス加工は加熱を施さずに行なうのが一
般的で、従ってプレス加工業者は素材を加熱する設備を
有していないことが多い。すなわち、マグネシウム圧延
材の常温での塑性加工性の欠如がマグネシウム圧延材の
普及を妨げてきた。
【0003】一方、マグネ−リチウム合金については、
1950年代に超軽量材としてNASAで鋳造用LA1
41(Mg−14重量%Li−1重量%Al:比重1.
4)合金が開発された。また、1990年代になり、L
i7〜10.5重量%の圧延材の超塑性性能が見い出さ
れ特許出願されている(特開平6−65668号公
報)。
【0004】しかしながら、高温で発現する超塑性性能
と冷間でのプレス加工性は結びつかないことが多く、例
えば亜鉛の超塑性合金は室温では塑性加工できない。従
って、マグネ−リチウム合金をその圧延材の塑性加工性
欠如の解決と結びつけることはなされなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、冷
間での曲げ・絞り等のプレス加工性を付与した冷間プレ
ス加工可能なマグネシウム合金を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するため、マグネシウム−リチウム合金の圧延材
に冷間プレス加工性が得られる条件を種々検討した。そ
の結果、リチウムを始めとする元素を特定量含有させる
ことが有効であることを見い出した。すなわち、本発明
はリチウム6〜16重量%、残部がマグネシウムと不可
避不純物からなることを特徴とする冷間プレス可能なマ
グネシウム合金にある。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明ではリチウムの含有量は6
〜16重量%である。リチウム含有量はHCP相(α
相)とBCC(β相)の共晶となる6重量%以上で著し
く冷間での加工性が改善する。この傾向はリチウム量の
増加につれてさらに向上していくが、16重量%を超え
ると耐食性が著しく低下して実用に適さない。
【0008】本発明のマグネシウム合金には、リチウム
に加えて、イットリウム0.3〜5重量%、亜鉛4重量
%以下、アルミニウム6重量%以下、銀、マンガン、ケ
イ素、カルシウム、ジルコニウムおよびランタノイド各
々が2重量%以下の少なくとも1種の元素を含有するこ
とができる。
【0009】このマグネシウム−リチウム合金から得ら
れた圧延板は冷間でのプレス加工性を有するが、これに
イットリウム等の第三の元素を含有させるとさらに加工
性が高まり、同時に強度を向上させることができる。
【0010】イットリウムは0.3重量%以上の添加で
組織微細化に効果があり、その結果として強度と加工性
を向上させる。しかし、5重量%を超えるとその効果は
飽和する。亜鉛の添加は強度向上に有効であり、同時に
回復・再結晶を促すので全体に加工性を向上させる。し
かし、4重量%超では材質を脆化させる。アルミニウム
も同様に強度向上に極めて有効であるが、亜鉛のように
加工性を改善する効果はない。また、6重量%超では効
果は飽和する。銀、ランタノイド、ケイ素、カルシウム
などもアルミニウムと同様に強度向上に効果を奏し、そ
れぞれ2重量%を超えた場合、効果は飽和ないし材質は
脆化する。ジルコニウムとマンガンについては組織微細
化に効果があり、その結果として強度と加工性を向上さ
せる。しかし、これらの元素の2重量%超の添加はでき
ない。
【0011】上記した本発明のマグネシウム合金は圧延
材として用いられる。この圧延材は、例えば上記合金を
350℃以下の温度で圧延し、次いでプレス加工性向上
のために100〜300℃、30分から6時間の熱処理
を行なうことにより得られる。このように上記の合金は
一般に350℃以下の温度で圧延されるが、既存のAZ
31合金より低い温度で容易に加工できる。このように
して得られた圧延材は、種々のプレス加工部品の用途に
供せられる。
【0012】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに説明
する。実施例1〜16および比較例1〜3 アルゴン雰囲気の真空溶解炉に、表1に示す組成の合金
となるように原材料を装入し、溶解させた。坩堝は鋳鉄
材を使用し、フラックス等は使用しなかった。その溶湯
を50mm×50mm×300mmの金型中に鋳込んで
試験用鋳物を作成した。
【0013】このようにして得た鋳物を350℃で4時
間熱処理した後、250℃で厚さが10mmから1mm
になるよう圧延して、表1のように150℃で4時間焼
鈍した、あるいは焼鈍していない試験片を作成した。こ
れらの試験片について以下の試験を実施した。なお、試
験はいずれも圧延方向に対して行なった。また、表中の
ミッシュメタル(Mm)はCe45重量%、La22重
量%、Nd13.5重量%、Pr6.3重量%を主成分
とするものである。結果を表1に示す
【0014】〈引張試験〉 試験片:厚さ1mm、長さ
20mm、巾20mm、標点間距離10mm、標点間隔
5mm、引張速度10mm/分、25℃ 〈曲げ試験〉 試験片:厚さ1mm、長さ50mm、巾
5mm、JIS Z2248規格(Vブロック法)によ
り曲げ治具の先端rで測定、25℃ 〈エリクセン試験〉 試験片:厚さ1mm、長さ90m
m、巾90mm、JIS Z 2246規格による、2
5℃
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマグネシ
ウム合金および圧延材は、リチウムを始め種々の元素を
特定量添加し、あるいは特定の熱処理を施すことによっ
て、冷間での曲げ・絞り等のプレス加工が可能となっ
た。
【0017】本発明の冷間でのプレス加工性を有したマ
グネシウム合金は、従来常温でプレス加工できなかった
マグネシウム合金の用途を大きく広げるものである。具
体的には、家電、OA機器のケース部品、マルチメディ
ア機器のケース、機構部品、航空宇宙関連の部品、自動
車部品関係に広く活用できるようになる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リチウム6〜16重量%、残部がマグネ
    シウムと不可避不純物からなることを特徴とする冷間プ
    レス可能なマグネシウム合金。
  2. 【請求項2】 リチウム6〜16重量%と、イットリウ
    ム0.3〜5重量%、亜鉛4重量%以下、アルミニウム
    6重量%以下、銀、マンガン、ケイ素、カルシウム、ジ
    ルコニウムおよびランタノイド各々が2重量%以下の少
    なくとも1種の元素、残部がマグネシウムと不可避不純
    物からなることを特徴とする冷間プレス可能なマグネシ
    ウム合金。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載のマグネシウム
    合金からなる圧延材。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載のマグネシウム
    合金を350℃以下の温度で圧延し、次いで100〜3
    00℃、30分〜6時間の熱処理を行なうことを特徴と
    する圧延材の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の圧延材を用いたプレス
    加工部品。
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