(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金からなり、コイル状に巻き取られてなる素材板を繰り出す繰出工程と、繰り出した前記素材板に圧延ロールで圧延を施す圧延工程と、圧延された前記素材板をコイル状に巻き取る巻取工程とを具え、少なくとも前記圧延工程を加熱した前記素材板に対して施し、前記巻取工程後、巻き取った前記素材板を再び前記圧延ロールへ繰り出して当該素材板を往復走行させることで複数パスの圧延を当該素材板に施すマグネシウム合金板の製造方法であって、
前記複数パスのうち少なくとも一パスは、前記素材板の走行速度を４０ｍ／ｍｉｎ以上の高速走行で行い、
前記高速走行中に前記素材板を冷却する冷却工程を具え、
前記冷却工程により、全パスに亘って前記素材板の温度を２８０℃以下とし、
前記素材板の走行速度が４０ｍ／ｍｉｎ未満の低速走行中に、前記各工程間の少なくとも一方で前記素材板を保温するマグネシウム合金板の製造方法。
【請求項２】
前記冷却工程が、少なくとも前記圧延工程と前記巻取工程との間に施される請求項１に記載のマグネシウム合金板の製造方法。
【請求項３】
前記冷却工程では、表面温度が２０℃以上１８０℃以下のピンチロールを前記素材板に接触させる請求項１または請求項２に記載のマグネシウム合金板の製造方法。
【請求項４】
前記高速走行中、前記繰出工程と前記圧延工程との間で、前記素材板を保温し、前記圧延工程と前記巻取工程との間で、前記素材板を保温しない請求項２または請求項３に記載のマグネシウム合金板の製造方法。
【請求項５】
前記圧延ロールの前後の各々に保温用のピンチロールと冷却用のピンチロールとを具える圧延装置を用い、
前記圧延工程前に前記保温用のピンチロールにより前記素材板を保温して、前記圧延工程後に前記冷却用のピンチロールにより当該素材板を冷却するように、前記圧延ロールの前後で、保温用と冷却用のピンチロールを前記往路走行と復路走行とで切り換える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の製造方法。
【請求項６】
前記マグネシウム合金は、アルミニウムを７質量％以上１２質量％以下含有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金板の製造方法、及びマグネシウム合金板に関するものである。特に、表面性状に優れ、かつ成形性に優れるマグネシウム合金板を生産性よく製造できるマグネシウム合金板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム（以下、Ｍｇ）合金は、軽量で比強度が高いなどの優れた特性を有することから、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータといった携帯用電気・電子機器類の筺体、航空機や自動車の部品などの各種の部材に利用されている。これらＭｇ合金部材の素材となるＭｇ合金板は、例えば、Ｍｇ合金からなる素材板（例えば、鋳造材）に圧延加工を施すことで製造される。その圧延加工に使用する装置として例えば、特許文献１に示すものがある。
【０００３】
特許文献１の圧延機は、一対のコイラ（リール）と、各コイラを収納する一対のヒートボックスと、一対のコイラ（ヒートボックス）の間に配置される圧延ロールと、各コイラと圧延ロールのそれぞれの間に設けられるピンチローラ（ピンチロール）とを具える。コイラは、長尺の金属板（例えば、Ｍｇ合金の素材板）を巻回する巻胴を具えて素材板の巻き取り及び繰り出しを行う。ヒートボックスは、素材板をコイラ毎所定温度に加熱する。ピンチローラは、素材板の表裏から挟んで素材板を支持すると共に、ピンチローラ自体に設けた加熱手段により所定温度に維持されて、圧延過程で素材板を所定温度に維持する。圧延ロールは、圧延ロール自体に設けられた加熱手段により所定の温度に制御されて、繰り出し側のコイラから繰り出された素材板を挟んで所定の厚さに塑性加工する。
【０００４】
この圧延機では、上記素材板が一方のコイラから繰り出され、一方のピンチローラ→圧延ロール→他方のピンチローラの順に通過して、他方のコイラに巻き取られる。そして、巻き取られた素材板を巻き戻して繰り出し、他方のピンチローラ→圧延ロール→一方のピンチローラの順に通過して、一方のコイラで巻き取られる。このように両コイラの回転方向を一パス毎に逆転して素材板を往復走行させることで、素材板に複数パスの圧延を施してＭｇ合金板を製造する。
【０００５】
このピンチローラは上述したように加熱手段を設けているため、所定温度に維持したピンチローラを素材板に接触させることで、両コイラと圧延ロールとの間で素材板の大気曝露に伴う温度低下を抑制できる。従って、素材板を所望の温度に制御して圧延を施すことが可能であり、素材板の温度が低すぎることによる素材板の縁割れや、素材板の温度が高すぎることによる表面の焼けを抑制できると共に、十分に加工歪を付与できて微細な結晶組織を形成できる。即ち、この圧延機によれば、表面性状及び成形性に優れるＭｇ合金板の製造が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２００８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、Ｍｇ合金板の需要の高まりにつれてＭｇ合金板の生産性の向上が望まれている。生産性の改善策として、素材板の走行速度を速くして圧延を施すことが挙げられる。Ｍｇ合金は常温では塑性加工性に乏しいため、加熱された状態で圧延を施す必要があり、走行速度を速くしてＭｇ合金板の生産性を向上しようとすると、圧延過程において素材板の大気曝露時間が短くなって素材板の温度の低下が抑制される。そのため、上記往復圧延により複数パスの圧延を施すと、圧延する度に素材板に熱が蓄積されて素材板の温度が上昇することがある。その結果、素材板の表面、特に素材板に付着する潤滑剤が焼けて滑りが悪くなって素材板に片伸びや横流れが生じる。また、十分に加工歪が蓄積されず、結晶組織が微細になり難いため、塑性加工性が乏しくなる。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、表面性状に優れ、かつ成形性に優れるＭｇ合金板を生産性よく製造できるＭｇ合金板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、上記製造方法により製造されるＭｇ合金板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＭｇ合金板の製造方法は、マグネシウム合金からなる素材板を往復走行させることで複数パスの圧延を素材板に施してＭｇ合金板を製造する方法である。具体的には、コイル状に巻き取られてなる素材板を繰り出す繰出工程と、繰り出された素材板に圧延ロールで圧延を施す圧延工程と、圧延された素材板をコイル状に巻き取る巻取工程とを具え、少なくとも圧延工程を加熱した素材板に対して施す。そして、巻取工程後、巻き取った素材板を再び圧延ロールへ繰り出す。この製造方法において、複数パスのうち少なくとも一パスは、素材板の走行速度を４０ｍ／ｍｉｎ以上の高速走行で行う。その高速走行中に素材板を冷却する冷却工程を具え、冷却工程により、全パスに亘って素材板の温度を２８０℃以下とする。
【００１１】
本発明Ｍｇ合金板の製造方法は、表面性状に優れ、かつ成形性に優れるＭｇ合金板を生産性よく製造できる。複数パスの圧延のうち少なくとも一パスを高速走行で行っても、素材板を冷却することで、素材板の温度を全パスに亘って所望の温度に制御できる。そのため、素材板の温度が過剰に高くなり過ぎることを抑制できるので表面の焼けを抑制でき、かつ、十分な加工歪を付与できるので結晶組織を微細にできるからである。
【００１２】
本発明製造方法の一形態として、冷却工程が少なくとも圧延工程と巻取工程との間に施されることが挙げられる。
【００１３】
上記の構成によれば、各工程において素材板の温度が高くなり易い圧延工程と巻取工程の間、即ち圧延工程後に冷却工程を施すことで、素材板を所望の温度に効果的に制御できる。
【００１４】
本発明製造方法の一形態として、冷却工程では、表面温度が２０℃以上１８０℃以下のピンチロールを素材板に接触させることが挙げられる。
【００１５】
上記の構成によれば、上記温度のピンチロールを接触させるので、素材体を効果的に冷却でき、素材板の温度を効果的に制御できる。
【００１６】
本発明製造方法の一形態として、冷却工程が少なくとも圧延工程と巻取工程との間に施される場合、高速走行中、繰出工程と圧延工程との間で素材板を保温し、圧延工程と巻取工程との間で素材板を保温しないことが挙げられる。
【００１７】
上記の構成によれば、繰出側で素材板を保温することで、素材板を圧延に適した温度で圧延を施すことができる。そして、巻取側で素材板を保温せず冷却することで、素材板の温度が過剰に高くなることを抑制できる。
【００１８】
本発明製造方法の一形態として、素材板の走行速度が４０ｍ／ｍｉｎ未満の低速走行中に、各工程間の少なくとも一方で素材板を保温することが挙げられる。
【００１９】
上記の構成によれば、上記低速走行中、例えば素材板の走行開始（高速走行）から高速走行（走行停止）に至るまでの加速（減速）過程などは、素材板の大気曝露により素材板は放熱され易く素材板の温度が低下し易いため、保温することで素材板を所望の温度に制御できる。
【００２０】
本発明製造方法の一形態として、圧延ロールの前後の各々に保温用のピンチロールと冷却用のピンチロールとを具える圧延装置を用いることが挙げられる。その場合、圧延工程前に保温用のピンチロールにより素材板を保温して、圧延工程後に冷却用のピンチロールにより素材板を冷却するように、圧延ロールの前後で、保温用と冷却用のピンチロールを往路走行と復路走行とで切り換える。
【００２１】
上記の構成によれば、往路走行か復路走行かによらず、繰出側で素材板を保温でき、巻取側で素材板を冷却できる。そのため、往路走行と復路走行とで同一の温度制御ができ、素材板を所望の温度に容易に制御できる。
【００２２】
本発明製造方法の一形態として、Ｍｇ合金におけるＡｌの含有量が、７質量％以上１２質量％以下であることが挙げられる。
【００２３】
上記の構成によれば、Ａｌが上記の範囲含有することで、耐食性および機械的特性に優れるＭｇ合金板を製造できる。
【００２４】
本発明のＭｇ合金板は、上記本発明のＭｇ合金板の製造方法により得られる。
【００２５】
本発明Ｍｇ合金板は、表面性状に優れ、かつ成形性に優れる。このＭｇ合金板は、製造時に、所望の温度に制御でき、素材板の温度が過剰に上がり過ぎることを抑制できたからである。その上、十分な加工歪を付与できたため結晶粒径を微細にできたからである。このＭｇ合金板を、例えば、プレス加工などの塑性加工を施して得られる成形品は、割れなどの欠陥が少なく、高品質である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のＭｇ合金板の製造方法は、表面性状に優れ、かつ成形性に優れるＭｇ合金板を生産性よく製造できる。
【００２７】
本発明のＭｇ合金板は、表面性状に優れ、かつ成形性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態で使用した圧延装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
《マグネシウム合金板の製造方法》
本発明のＭｇ合金板の製造方法は、Ｍｇ合金からなる素材板を往復走行させることで複数パスの圧延を素材板に施してＭｇ合金板を製造する方法である。具体的には、コイル状に巻き取られてなる素材板を繰り出す繰出工程と、繰り出した素材板に圧延ロールで圧延を施す圧延工程と、圧延された素材板をコイル状に巻き取る巻取工程とを具え、少なくとも圧延工程を加熱した素材板に対して施す。そして、上記巻取工程後、巻き取った素材板を再び圧延ロールへ繰り出す。この製造方法の特徴とするところは、複数パスのうち少なくとも一パスは、素材板の走行速度を４０ｍ／ｍｉｎ以上の高速走行で行う点、高速走行中に素材板を冷却する冷却工程を具える点、及び、冷却工程により全パスに亘って素材板の温度を２８０℃以下とする点にある。以下、詳細に説明するにあたり、まず、図１を参照してＭｇ合金板を製造するための装置の一例を説明し、続いて、Ｍｇ合金板の構成材料、上記各工程の順に説明する。
【００３１】
〔圧延装置〕
利用する装置としては、例えば、図１に示すような圧延ラインを構築した圧延装置１００が挙げられる。この圧延ラインは、離間して配置され、反転可能な一対のリール１０ａ,１０ｂと、これら一対のリール１０ａ,１０ｂ間に配置され、走行するＭｇ合金からなる素材板１を挟持するように対向配置される一対の圧延ロール３とを具える。一方のリール１０ａにコイル状の素材板１を設置して巻き戻し、素材板１の一端を他方のリール１０ｂで巻き取ることで、素材板１は、両リール１０ａ,１０ｂ間を走行する。走行中、圧延ロール３に挟まれることで、素材板１に圧延を施すことができる。図１に示す例では、各リール１０ａ,１０ｂはそれぞれヒートボックス２ａ,２ｂに収納され、各リール１０ａ,１０ｂに巻き取られた素材板１は各ヒートボックス２ａ,２ｂにより加熱可能である。加熱された素材板１は、一方のリール１０ａから巻き戻されて繰り出され、一方のヒートボックス２ａから排出されて、他方のヒートボックス２ｂに向かって走行し、他方のリール１０ｂに巻き取られる。圧延装置１００は、１パスごとにリール１０ａ,１０ｂの回転方向を逆転することでリバース圧延が可能である。なお、図１において圧延ロール３の数は例示であり、素材板１の走行方向に複数対の圧延ロールを配置させた構成とすることができる。
【００３２】
圧延装置１００は、さらに、ヒートボックス２ａ，２ｂと圧延ロール３との各間に、ピンチロール４を具える。ピンチロール４は、素材板１の表裏に配置して、素材板１に一定の張力を付与すると共に、素材板１を圧延ロール３やヒートボックス２ａ，２ｂに案内する。さらに、ピンチロール４の機能として、素材板１の温度が低下しないように保温したり、素材板１の温度が上昇し過ぎないように冷却したりすることができる。保温用の場合、例えば、ロール自体にヒータなどの加熱手段を具えることで所定の温度に加熱制御できる。冷却用の場合、例えば、ロール内に水などの液体冷媒を流通させる冷却手段を具えることで所定の温度に冷却制御できる。
【００３３】
上記各間のそれぞれに配置するピンチロール４の数は適宜選択することができる。上記各間に複数対のピンチロール４を配置する場合、少なくとも一つを保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）とし、少なくとも一つを冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）とすることが好ましい。ここでは、上記各間のそれぞれに、２対のピンチロール４を素材板１の走行方向に並列配置している。上記各間において、一方のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）は、素材板１を保温するための保温用、他方のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）は、素材板１を冷却するための冷却用としている。なお、上記各間において、保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）や冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）をそれぞれ走行方向に複数配置させてもよい。特に、上記各間の巻取側において冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）を複数並列配置すると、素材板１の温度を２８０℃以下に確実に維持し易い。
【００３４】
複数対のピンチロール４の配置形態は、適宜選択できる。冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）と保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）のどちらがヒートボックス２ａ（２ｂ）（圧延ロール３）側でもよい。例えば、上記各間の一方で、冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）（保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ））を圧延ロール３側に配置し、上記各間の他方で、冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）（保温用のピンチロール４ｂｈ（４ａｈ））をヒートボックス２ｂ（２ａ）側に配置するというように異なっていてもよい。ここでは、上記各間において、冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）を圧延ロール３側に、保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）をヒートボックス２ａ（２ｂ）側に配置している。
【００３５】
上記各間で使用するピンチロール４は、素材板１の走行速度に応じて各間で切り換えることが好ましい。具体的には、素材板１の走行速度が４０ｍ／ｍｉｎ以上の高速走行中には、図１において、紙面左（右）側から右（左）側に向かって素材板１が走行する方向を往路（復路）方向とするとき、繰出側（圧延ロール３の左（右）側）では、保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）を素材板１に接触させ、冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）は素材板１に接触させないように紙面上下方向に離しておく。一方、巻取側（圧延ロール３の右（左）側）では、冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）を素材板１に接触させるようにし、保温用のピンチロール４ｂｈ（４ａｈ）を素材板１に接触させないように紙面上下方向に離しておくことが挙げられる。
【００３６】
このように、高速走行中においては、繰出側を保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）とし、巻取側を冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）となるように往路方向と復路方向とで切り換えることが好ましい。そうすれば、往路走行と復路走行のいずれにおいても、繰出側で素材板１を保温でき、巻取側で素材板１を冷却できるので、往路と復路とで素材板１の温度制御を同一とできる。そのため、素材板１の温度を所望の温度に制御し易い。
【００３７】
一方、素材板１の走行速度が４０ｍ／ｍｉｎ未満の低速走行中には、同図において圧延方向が往路方向、又は復路方向のいずれの方向でも、繰出側及び巻取側の両側とも保温用のピンチロール４ａｈ、４ｂｈを素材板１に接触させることが好ましい。そうすれば、素材板１の温度が低下し易い低速走行中でも素材板１の温度を所望の温度に制御でき、過剰に温度が低下することを抑制できる。なお、繰出側では冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）は素材板１に接触させず、巻取側では接触させてもよいし接触させなくてもよい。
【００３８】
このように、高速走行中と低速走行中とで使用するピンチロールを切り換えて使い分けることが好ましい。
【００３９】
圧延装置１００は、素材板１の温度を測定するための温度センサ（図示略）を具えることが好ましい。走行方向における素材板１の温度の測定地点は、ここでは、ヒートボックス２ａ（２ｂ）とピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）との間、ピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）と圧延ロール３との間のそれぞれに設ける。即ち、素材板１が、ヒートボックス２ａ（２ｂ）から出た直後の地点Ａ、圧延ロール３を通過する直前の地点Ｂ、直後の地点Ｃ、ヒートボックス２ｂ（２ａ）内に入る直前の地点Ｄの計４か所に設けている。各地点Ａ〜Ｄにおいて、素材板１の幅方向の中央の温度を測定することが挙げられる。温度センサの種類は、接触型センサでもよいし、非接触型センサでもよい。特に、疵をつけないためには非接触式センサが好ましい。
【００４０】
その他、圧延ロール３、及びピンチロール４の温度を測定する温度センサも具えることが好ましい。温度の測定箇所は、圧延ロール３とピンチロール４のいずれも幅方向の中央とすることが挙げられる。圧延ロール３、及びピンチロール４の温度を測定する温度センサの種類も接触型センサでもよいし、非接触型センサでもよい。
【００４１】
温度センサで測定した素材板１の温度に基づいて、圧延ロール３やピンチロール４の温度を適宜変更すればよい。具体的には、圧延方向が往路（復路）方向の場合、地点Ａで測定した温度に基づいて、素材板１の温度が所望の温度よりも低い（高い）場合、保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）の温度を上げる（下げる）とよい。地点Ｂで測定した温度に基づいて、素材板１の温度が所望の温度よりも低い（高い）場合、圧延ロール３の温度を上げる（下げる）とよい。地点Ｃで測定した温度に基づいて、素材板１の温度が所望の温度よりも低い（高い）場合、冷却用のピンチロールの温度を上げる（下げる）とよい。地点Ｄで測定した温度にも続いて、素材板１の温度が所望の温度よりも低い（高い）場合、ヒートボックス２ｂの温度を上げる（下げる）とよい。そうすれば、素材板１を所望の温度（２８０℃以下）に制御し易くなる。
【００４２】
〔マグネシウム合金〕
次に、Ｍｇ合金板を製造するにあたって、用意するＭｇ合金は、Ｍｇ元素を主成分として、そのＭｇに添加元素を含有した種々の組成のもの(残部:不可避的不純物)が挙げられる。特に、本発明では、添加元素に少なくともアルミニウム（Ａｌ）を含有するＭｇ−Ａｌ系合金とすることが好ましい。Ａｌの含有量が多いほど、耐食性に優れる上に、強度、耐塑性変形性といった機械的特性にも優れる傾向にある。したがって、本発明では、Ａｌを３質量％以上含有することが好ましく、５質量％以上、特に７．０質量％以上がより好ましく、更には、７．３質量％以上含有すると一層好ましい。但し、Ａｌの含有量が１２質量％を超えると塑性加工性の低下を招くことから、上限は１２質量％とする。Ａｌの含有量は、特に１１質量％以下、更に、８．３質量％〜９．５質量％が好ましい。
【００４３】
Ａｌ以外の添加元素には、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、シリコン（Ｓｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、リチウム（Ｌｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、セリウム（Ｃｅ）及び希土類元素ＲＥ（Ｙ、Ｃｅを除く)から選択された１種以上の元素が挙げられる。このような元素を含む場合、その含有量は、合計で０．０１質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．１質量％以上５質量％以下が挙げられる。これら添加元素のうち、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、及び希土類元素ＲＥ（Ｙ、Ｃｅを除く)から選択される少なくとも１種の元素を合計０．００１質量％以上、好ましくは合計０．１質量％以上５質量％以下含有すると、耐熱性、難燃性に優れる。希土類元素を含有する場合、その合計含有量は０．１質量％以上が好ましく、特に、Ｙを含有する場合、その含有量は０．５質量％以上が好ましい。不純物は、例えば、Ｆｅなどが挙げられる。
【００４４】
Ｍｇ−Ａｌ系合金のより具体的な組成は、例えば、ＡＳＴＭ規格におけるＡＺ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｚｎ：０．２質量％〜１．５質量％）、ＡＭ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ｍｎ：０．１５質量％〜０．５質量％）、ＡＳ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｓｉ：０．３質量％〜４．０質量％）、Ｍｇ−Ａｌ−ＲＥ（希土類元素）系合金、ＡＸ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｃａ系合金、Ｃａ：０．２質量％〜６．０質量％）、ＡＪ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｒ系合金、Ｓｒ：０．２質量％〜７．０質量％）などが挙げられる。特に、Ａｌを８．３質量％〜９．５質量％、Ｚｎを０．５質量％〜１．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ系合金、代表的にはＡＺ９１合金は、耐食性、機械的特性に優れて好ましい。
【００４５】
〔製造工程〕
次に、上述した圧延装置１００を用いて本発明の製造方法を説明する。まず、Ｍｇ合金からなる素材板１を用意する。続いて、所望の温度に素材板１を予熱した後、素材板１を往復走行させることで複数パスの圧延を施す。ここでは、複数パスのうち少なくとも一パスを走行速度が４０ｍ／ｍｉｎの高速走行で行う。勿論、全パスを高速走行で行ってもよい。
【００４６】
［素材板の準備］
（鋳造）
Ｍｇ合金からなる素材板１を準備する。素材板１には、上述した組成を有する鋳造材（鋳造板）を好適に利用できる。鋳造材は、双ロール鋳造法のような連続鋳造法やダイカストなどによって製造することが挙げられ、例えば、WO/2006/003899に記載の製造方法など、公知の方法により製造することができる。
【００４７】
（溶体化処理）
上記鋳造材に圧延を施してもよいが、圧延前の鋳造材に溶体化処理を施して、得られた溶体化材を素材板１としてもよい。溶体化処理によって鋳造材の均質化が可能となる。溶体化処理の条件は保持温度：３５０℃以上、好ましくは３８０℃〜４２０℃、保持時間：３０分〜２４００分が挙げられる。Ａｌの含有量が高いほど保持時間を長くすることが好ましい。また、上記保持時間からの冷却において、水冷や衝風といった強制冷却などを利用して、冷却速度を速めると、粗大な析出物の析出を抑制して、圧延性に優れる板材とすることができる。溶体化処理を長尺な鋳造材に施す場合、上記鋳造コイル材のように、鋳造材をコイル形状に巻き取った状態で行うと、効率よく加熱できる。
【００４８】
［予熱工程］
素材板１に圧延を施すにあたり、素材板１の塑性加工性(圧延性)を高めるために、予熱を行うことが挙げられる。具体的には、素材板１の温度（基準温度）が、２８０℃以下となるように加熱する。ヒートボックス２ａ（２ｂ）などの加熱手段の設定温度は、２８０℃以下の範囲で選択でき、特に、素材板１において、圧延直前の温度が全パスに亘って２００℃以上２５０℃以下となるように、設定温度を調整することが好ましい。加熱時間はコイルの重量、大きさ(幅、厚さ)、巻き数などに応じて適宜設定するとよい。ここでは、コイル状に巻き取った素材板１を上述したヒートボックス２ａ（２ｂ）に設置して加熱する。その他、コイル状の素材板１を図示しない加熱炉で所定温度に加熱しておいてからヒートボックスに設置するようにしても良い。
【００４９】
［繰出工程］
コイル状に巻き取られた素材板１をリール１０ａ（１０ｂ）から圧延ロール３へ繰り出す。
【００５０】
［圧延工程］
繰り出された素材板１に圧延ロール３により圧延を施す。
【００５１】
圧延ロール３の表面温度が、具体的には２００℃以上２５０℃以下の範囲になるように加熱する。圧延ロール３の表面温度を２００℃以上とすることで、素材板１を十分に加熱状態に維持できるため、素材板１を塑性加工性に優れる状態にでき、圧延を良好に施せる。圧延ロール３の表面温度を２５０℃以下とすることで、圧延した際に発生する加工発熱で素材板１の温度が上昇しても、素材板１の表面が焼けない上に、素材板１の結晶粒径の粗大化や圧延により導入される加工歪みの解放を抑制して、塑性加工性に優れる圧延板を製造できる。
【００５２】
各パスの圧延において１パスあたりの圧下率は適宜選択することができる。１パスあたりの圧下率は１０％以上４０％以下、総圧下率は７５％以上８５％以下が好ましい。このような圧下率で複数回（多パス）のロール圧延を素材に施すことで所望の板厚にしたり、平均結晶粒径を小さくしたり、塑性加工性を高めたりできる上に表面割れといった欠陥の発生を抑制できる。
【００５３】
圧延にあたり、潤滑剤を利用すると、圧延ロール３と素材板１との摩擦を低減して、良好に圧延を行えて好ましい。潤滑剤は、圧延ロール３に適宜塗布するとよい。潤滑剤は、圧延ロールの加熱温度の最大値：２９０℃、余裕を考慮して、３００℃程度で変質層が形成されないものを利用することが好ましい。そうすれば、素材板１の表面に油焼けなどが生じ難く、幅方向に均一的に圧延し易くなり、素材板１の絞込み、片伸び、横流れ、蛇行、巻ずれなどを抑制できる。絞込みとは、素材板１が圧延ロール３に進入する際に素材板１の幅方向の一部が折り込まれることを言い、圧延ロール３の出側で素材板１にへこみ跡が生じる場合がある。片伸びとは、素材板１の圧延方向への伸びが幅方向で異なることで部分的に弛むことを言う。横流れとは、素材板１が圧延方向に対して幅方向一方側へずれることを言う。蛇行とは、素材板１の幅が実質的に変化することなく、素材板１が圧延方向に対して幅方向両側へいったりきたりしてずれることを言う。巻きずれは、横流れや蛇行によってコイル状に巻き取った素材板のターン同士が互いにコイル幅方向にずれて、素材板１の幅よりもコイルの幅が大きくなることを言う。
【００５４】
素材板１に潤滑剤や変質層が局所的に存在することを防止するために、圧延ロール３に素材板１を供給する直前において、素材板１の表面の潤滑剤を均すことが好ましい。例えば、圧延ロール３の上流側に、刷毛やワイパなどの均し手段を配置しておき、素材の表面の潤滑剤の斑を均一化することが挙げられる。
【００５５】
［巻取工程］
圧延された素材板１は、リール１０ｂ（１０ａ）に巻き取られる。
【００５６】
そして、素材板１の走行方向を反転して、これら各工程を繰り返す。具体的には、巻き取った素材板１を再び圧延ロール３へ繰り出して、素材板１を往復走行させて複数パスの圧延を素材板１に施す。
【００５７】
［冷却工程］
本発明の製造方法では、素材板１の高速走行中に素材板１を冷却する。
【００５８】
冷却を施す箇所は、少なくとも各工程において素材板１の温度が高くなり易い上記圧延工程後、即ち、圧延ロール３から巻取側のリール１０ｂ（１０ａ）に至るまでの間であることが好ましい。そうすれば、高速走行中でも素材板１の温度を２８０℃以下に効果的に維持できる。
【００５９】
素材板１の冷却により、全パスに亘って素材板１の温度を２８０℃以下に維持する。本例のように高速走行で複数パスの圧延を施すと、加工熱により上昇した素材板１の温度が低下し難くなるため、素材板１を冷却しない場合、素材板１の温度が２８０℃を超え、走行速度にもよるが３５０℃以上になる場合もある。これは、高速走行することで、素材板１の大気曝露時間が短く、放熱し難くなるからである。その場合、素材板１の表面が焼けて滑りが悪くなることで、素材板１に絞込み、片伸び、横流れ、巻ずれなどが生じる。その上、十分に加工歪を付与できないので結晶組織を微細にできず、塑性加工性に優れるＭｇ合金板とすることができない。素材板１の温度の下限は、２００℃程度が好ましい。素材板１の温度を２００℃以上とすることで、素材板１を十分に加熱状態に維持できるため、圧延の際に素材板１の温度が低すぎることによる素材板１の縁割れなどを抑制できる。
【００６０】
素材板１を上記温度に維持する手段は、特に限定されず、例えば、冷風などの流体冷媒を吹きかけてもよいし、ピンチロールなどの固体冷却部材を接触させてもよい。ここでは、上述した冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）により素材板１に直接接触させることで冷却する。ピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）に直接接触させることで、所望の温度に制御し易くなる。具体的には、冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）の表面温度を２０℃以上１８０℃以下とすることが好ましい。そうすれば、素材板１を効果的に冷却できる。この表面温度は、特に１００℃以下とすることが好ましい。そうすれば、冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）と素材板１との接触長が短い場合でも十分に所望の温度に制御することができる。なお、このとき、圧延ロール３よりも巻取側の保温用のピンチロール４ｂｈ（４ａｈ）は素材板１と非接触状態となるようにする。
【００６１】
［その他の工程］
圧延工程前、即ち、繰出側におけるリール１０ａ（１０ｂ）と圧延ロール３との間では、素材板１を保温する保温工程を施してもよいし施さなくてもよい。例えば、保温工程を施す場合は、上述の保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）を素材板１に接触させ、冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）を素材板１に非接触状態にする。そうすれば、ピンチロール４との接触による素材板１の温度低下を抑制できると共に、素材板１がリール１０ａ（１０ｂ）から圧延ロール３に至るまでに素材板１の温度低下を抑制できる。具体的に、保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）は、温度を２００℃〜２５０℃程度に加熱することが好ましい。
【００６２】
（低速走行中の場合）
走行速度が４０ｍ／ｍｉｎ未満の低速走行中の場合は、上記保温工程を施すことが好ましい。具体的には、素材板１の加速時（素材板１の繰り出し開始時で、高速走行に至るまでの間）、及び素材板１の減速時（素材板１の巻き取り終了間際）に低速走行にすることが多い。そのため、加速時及び減速時は、素材板１の温度が低下し易く、加減速時の少なくとも一方、特にその両方で上記保温工程を施すことが好ましい。なお、低速走行中は、素材板１を冷却してもよいし冷却しなくてもよい。ただし、繰出側におけるリール１０ａ（１０ｂ）と圧延ロール３との間では素材板１を冷却しない方が好ましい。
【００６３】
そして、冷却工程後にリール１０ｂ（１０ａ）で素材板１を巻き取って再び巻き戻して素材板１を圧延ロール３に繰り出す際、リール１０ｂ（１０ａ）と圧延ロール３との間では、冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）を素材板１と接触しないように紙面上下方向に離しておく。ここで、上述したように素材板１を保温する場合は、保温用のピンチロール４ｂｈ（４ａｈ）を素材板１と接触するように配置すればよい。同様に、圧延ロール３とリール１０ａ（１０ｂ）との間では、保温用ロール４ａｈ（４ｂｈ）を素材板１と接触しないように紙面上下方向に離しておき、冷却用のピンチロール４ａｃ（４ｂｃ）を素材板１と接触するように配置する。そうすることで、上述のように圧延された素材板１を冷却できる。
【００６４】
このように、繰出側を保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）とし、巻取側を冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）となるように往路方向と復路方向とで切り換えることで、素材板１を往復走行させても、常に繰出側で素材板１を保温でき、巻取側で素材板１を冷却できて、往路と復路で同一の温度制御ができるので、素材板１の温度を所望の温度に容易に制御できる。
【００６５】
こうして各工程を繰り返す際、製造開始時の予熱工程で予熱した素材板１の温度を基準温度とするとき、全パスに亘って、素材板１の温度が２８０℃を超えず、かつ上記基準温度の±５０℃以内となるように製造することが好ましい。特に、各パスにおいて、素材板１の温度が、上記基準温度の±３０℃以内となるように製造することが好ましい。そうすれば、素材板１の焼けを防止できると共に、結晶組織を微細にすることができる。
【００６６】
（最終巻取工程）
上記予熱工程、繰出工程、圧延工程、巻取工程という一連の工程を連続して繰り返し行い、目的の回数のロール圧延を行った後、得られた圧延板(Ｍｇ合金板)を最終的にコイル形状に巻き取る。Ｍｇ合金板は、圧延による導入された加工歪み（せん断帯）が存在する組織を有する。そのため、Ｍｇ合金板は、プレス加工といった塑性加工時に動的再結晶化を生じて、塑性加工性に優れる。特に、最終パスの圧延において、巻き取り直前の圧延板の温度を再結晶しない温度、具体的には１５０℃以下にして巻き取ると、平坦度に優れるＭｇ合金板が得られる上に、上記加工歪みが十分に残存する組織とすることができる。巻き取り直前の圧延板を再結晶しない温度にするには、素材板１の走行速度を調整してもよいが、衝風などの強制冷却により圧延板を冷却すると短時間で所定の温度にすることができ、作業性に優れる。
【００６７】
（製造後の矯正工程）
圧延後、巻き取られたコイル材は、そのまま製品（代表的には塑性加工材といったＭｇ合金材の素材）として使用できる。更に、コイル材を巻き戻して、圧延板に所定の曲げを付与し、圧延により導入された加工歪みの矯正を行うことができる。矯正には、例えば、複数のローラが千鳥状に配置され、これらローラ間に圧延板を通過させて、圧延板に繰り返し曲げを付与可能なローラレベラを好適に用いることができる。このような矯正を行うことで、平坦度に更に優れるＭｇ合金板とすることができる上に、上記加工歪みが十分に存在することで、塑性加工性に優れる。上記ローラに加熱手段、例えばヒータを具えて、ローラ温度を１００℃以上３００℃以下に加熱して曲げを付与する温間矯正とすると、割れなどが生じ難い。矯正を施す前に素材となるマグネシウム合金板（圧延板）を予め加熱してもよい。具体的な加熱温度は１００℃以上２５０℃以下、好ましくは２００℃以上が挙げられる。矯正工程を経たＭｇ合金板はそのまま製品（代表的には塑性加工材といったＭｇ合金材の素材）として使用することができる。さらに表面状態を良好にするために、研磨ベルトなどを利用して表面研磨を行ってもよい。
【００６８】
《作用効果》
上述したＭｇ合金板の製造方法によれば、表面性状及び成形性に優れるＭｇ合金板を生産性よく製造できる。素材板を冷却する冷却工程を具えることで、複数パスの圧延を高速走行で行う場合でも、素材板の温度を所望の温度に制御できる。そのため、素材板の温度が過剰に高くなり過ぎず、Ｍｇ合金板の表面が焼けることを抑制でき、かつ、十分な加工歪を付与できるため結晶組織を微細にできるからである。
【００６９】
《試験例１》
以上説明した圧延装置１００を用いて、Ｍｇ合金板の試料１〜６を製造し、その試料の表面状態を評価した。
【００７０】
具体的には、双ロール鋳造法により、ＡＺ９１相当のＭｇ合金（Ａｌ：８．３％〜９．５％、Ｚｎ：０．２％〜１．５％を含有（全て質量％））からなり、板厚４．０ｍｍの鋳造板を用意してコイル状に巻き取り、４００℃×２０時間の溶体化処理を施した後、上記圧延装置１００にセットした。ヒートボックス２ａ内で鋳造板１を２５０℃まで加熱し、走行速度を表１に示すように種々変更して以下に示す圧延条件で複数パスの圧延を施した。ここでは、試料１、２、５、６は、１パス目と２パス目の圧延を３０ｍ／ｍｉｎの走行速度で行い、それ以降の全てのパスの圧延を表１に示す走行速度で行った。また、試料３、４は全パスの圧延を表１に示す走行速度で行った。なお、試料１、２は、繰出側を保温用のピンチロール４ａｈ（４ｂｈ）、巻取側を冷却用のピンチロール４ｂｃ（４ａｃ）とし、試料３〜６は繰出側及び巻取側の両方を保温用のピンチロール４ａｈ，４ｂｈとした。それぞれのピンチロール４の温度を表１に示す。また、圧延中、上記地点Ａ〜Ｄ（図１）で素材板１の温度を測定した。全パス中、最高温度Ｔｍａｘと、最低温度Ｔｍｉｎとを表１に示す。
【００７１】
（圧延条件）
圧延ロール温度：２３０℃
素材板温度（基準温度）：２５０℃
総パス数：７パス
各パスの圧下率：２０％／パス〜２５％／パス
総圧下率：８０％
圧延後の板厚：０．８ｍｍ
圧延後の長さ：７００ｍ
【００７２】
【表１】
0005942573.tif 000002
【００７３】
［表面観察］
得られた試料１〜６の表面を目視観察し、その結果を表１に示す。この表面観察では、表面に焼けが見られず、片伸びや横流れなども見られない、表面性状に優れる場合を（○）とし、表面に油焼けが見られる場合を（△）、油焼けに加えて片伸びや横流れが見られる場合を（×）とした。
【００７４】
［結果］
試料１〜４は、全パスに亘って素材板１の温度を２８０℃以下にでき、表面性状に優れていた。試料５，６は、素材板１の温度が２８０℃を超え、その表面には焼けが見られ、試料６はさらに片伸び（横流れ）も見られた。
【００７５】
試料１、２は、圧延工程後に素材板１を冷却したことで、全パスに亘って素材板１の温度を２８０℃以下に制御できたからだと考えられる。なお、試料３、４は、素材板１の走行速度が４０ｍ／ｍｉｎ未満の低速走行であるため、走行中での大気曝露時間が長いので素材板１が放熱し易い。そのため、繰出側及び巻取側の両方で素材板１を保温することで、複数パスの圧延を施しても素材板１の温度を所望の温度に制御できて、素材板１の温度が過剰に高くならなかったからである。
【００７６】
なお、試料１、２は、試料５、６に比べて成形性に優れる。試料１、２は、全パスに亘って素材板１の温度を２８０℃以下に制御できたため、圧延による加工歪が十分に蓄積されて再結晶により結晶組織を微細にできたからである。一方、試料５，６は、素材板１の温度が３００℃以上となり、圧延による加工歪が蓄積され難く結晶組織を微細にできなかったためである。
【００７７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能である。例えば、冷却用と保温用とのピンチロールを個々に配置せず、加熱手段と冷却手段の両方を具える保温・冷却両用のピンチロールをリール１０ａ，１０ｂと圧延ロール３とのそれぞれの間に配置してもよい。具体的には、保温の場合は加熱流体を、冷却の場合は液体冷媒をそれぞれロール内に流通できる機構を具えるピンチロールとすることが挙げられる。その場合、繰出側を保温用に、巻取側を冷却用にして、例えば、圧延方向が往路方向と復路方向とで、両方を切り換えることで、素材板１を冷却できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のＭｇ合金板の製造方法は、Ｍｇ合金板の製造に利用できる。また、本発明のＭｇ合金板は、Ｍｇ合金の部材に利用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１００  圧延装置
１  素材板
２ａ，２ｂ  ヒートボックス
３  圧延ロール
４，４ａｃ，４ａｈ，４ｂｃ，４ｂｈ  ピンチロール
１０ａ，１０ｂ  リール
【図１】
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