(57)【要約】  【課題】  必要に応じてマグネシウム合金板材を安価に製造でき、その安価に製造したマグネシウム合金板材を塑性加工することからなるマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法及びマグネシウム合金塑性加工部材を提供すること。  【解決手段】  マグネシウム合金溶湯のダイカスト鋳造により板厚０．２ｍｍ〜１００ｍｍのマグネシウム合金板材を製造し、該マグネシウム合金板材を塑性加工するか、又は該マグネシウム合金板材を室温〜６７３Ｋで一方向乃至二方向で一パス以上の圧延を行って所定の肉厚のマグネシウム合金板材を製造し、該所定の肉厚のマグネシウム合金板材を塑性加工するマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金溶湯のダイカスト鋳造により板厚０．２ｍｍ〜１００ｍｍのマグネシウム合金板材を製造し、該マグネシウム合金板材を塑性加工することを特徴とするマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法。
【請求項２】
マグネシウム合金溶湯のダイカスト鋳造により板厚０．２ｍｍ〜１００ｍｍのマグネシウム合金板材を製造し、該マグネシウム合金板材を室温〜６７３Ｋで一方向乃至二方向で一パス以上の圧延を行って所定の肉厚のマグネシウム合金板材を製造し、該所定の肉厚のマグネシウム合金板材を塑性加工することを特徴とするマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法。
【請求項３】
マグネシウム合金溶湯のダイカスト鋳造により板厚０．５ｍｍ〜１５ｍｍのマグネシウム合金板材を製造することを特徴とする請求項１又は２記載のマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法。
【請求項４】
塑性加工が押出し、圧延、鍛造又はプレスであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法。
【請求項５】
塑性加工する際の素材温度を４７３〜５７３Ｋとすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の製造方法で得られる、金属組織の結晶粒度が平均で５０μｍ以下であることを特徴とするマグネシウム合金塑性加工部材。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の製造方法で得られるマグネシウム合金塑性加工部材を用いた輸送機器、情報家電、産業機械の部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軽量化を必要とする自動車等の輸送機器、携帯電話、ノート型パソコンなどの民生電機・情報家電機器、電動工具、汎用エンジンなどの産業機械等のマグネシウム合金塑性加工部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、パソコンケース、携帯電話ケース、携帯電話機構部品等はマグネシウム合金のプレス成形、あるいは板鍛造で成形が行われている。プレス成形や板鍛造成形に用いる素材は、連続鋳造ビレットを押出したマグネシウム合金板材、又はそのマグネシウム合金板材を更に圧延して得たマグネシウム合金薄板が一般的である（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３９７４８号公報
【特許文献２】特開２００６−２３９７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、マグネシウム合金は塑性変形能が劣り、押出し速度が遅いこと、熱間圧延が必要であること、更にマグネシウム合金板材の使用量が少ないため大量生産が不向きであること、マグネシウム合金連続鋳造ビレットの入手は輸入に頼らざるを得ないこと等から、マグネシウム合金板材はコスト的に非常に高価である。また、このことがマグネシウム合金のプレス成形や板鍛造成形が広まらない要因となっている。
【０００５】
本発明は、必要に応じてマグネシウム合金板材を安価に製造でき、その安価に製造したマグネシウム合金板材を塑性加工することからなるマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法及びマグネシウム合金塑性加工部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記の目的を達成するための方策を種々検討した結果、次の知見を得るに至った。すなわち、プレス成形や板鍛造成形等の塑性加工の素材であるマグネシウム合金板材及びマグネシウム合金薄板をダイカスト鋳造法で製造するか、又はこのダイカスト鋳造で製造した板材の厚さを均一にするために又は所定の厚さにするために圧延して製造することが好ましい。
【０００７】
即ち、本発明のマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法は、マグネシウム合金溶湯のダイカスト鋳造により板厚０．２ｍｍ〜１００ｍｍのマグネシウム合金板材を製造し、該マグネシウム合金板材を塑性加工することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法は、マグネシウム合金溶湯のダイカスト鋳造により板厚０．２ｍｍ〜１００ｍｍのマグネシウム合金板材を製造し、該マグネシウム合金板材を室温〜６７３Ｋで一方向乃至二方向で一パス以上の圧延を行って所定の肉厚のマグネシウム合金板材を製造し、該所定の肉厚のマグネシウム合金板材を塑性加工することを特徴とする。
【０００９】
更に、本発明のマグネシウム合金塑性加工部材は、上記の製造方法で得られる、金属組織の結晶粒度が平均で５０μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、マグネシウム合金板材が安価に入手できるようになり、安価なマグネシウム合金板材を塑性加工するので、軽量化を必要とする自動車等の輸送機器、携帯電話、ノート型パソコンなどの民生電機・情報家電機器、電動工具、汎用エンジンなどの産業機械等のマグネシウム合金塑性加工部材を安価に製造することができるようになり、塑性加工によるマグネシウム合金成形品の用途が広がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法においては、最初に、マグネシウム合金溶湯のダイカスト鋳造により板厚０．２ｍｍ〜１００ｍｍのマグネシウム合金板材を製造する。
【００１２】
このダイカスト鋳造による板材の製造の利点は、先ず、少ロットの板材の安価な生産が可能であることである。即ち、マグネシウム合金板材や薄板の需要が非常に少ない場合でも、ダイカスト鋳造機により必要な量の板材を生産した後、そのダイカスト鋳造機を該板材以外の多様な形状の部材の生産に振り向けることができるので、ダイカスト鋳造機を遊ばせておく必要がない。また、従来の連続鋳造→押出→圧延に比べ、ダイカスト鋳造による板材の製造は工程が少なく、生産コストの点でも有利である。なお、連続鋳造と圧延は同一のものを大量生産するシステムであり、少ロット生産には不向きである。また、鍛造やプレスなどの塑性加工性を改善するために板材及び薄板の金属組織を加工組織にしたい場合でも、ダイカスト鋳造により板材を製造した後に圧延を付加することにより可能である。この圧延はダイカスト鋳造により製造した板材を室温〜６７３Ｋで一方向乃至二方向で一パス以上の圧延を行うことで実施でき、所定の肉厚のマグネシウム合金板材を製造する。この場合でも連続鋳造→押出しが省略でき、ダイカスト鋳造により製造した任意の厚さの板材からスタートすることで圧延数を削減できるので有利である。
【００１３】
また、ダイカスト鋳造による板材の製造の利点は、ダイカスト鋳造できるマグネシウム合金の多様性と溶湯処理が可能であることである。ダイカスト鋳造による板材の製造であるので、希土類金属やカルシウム、ストロンチウムを含有した高強度で耐熱性を有するマグネシウム合金の板材を生産することができ、また、アルゴンガスバブリングなどの溶湯処理や希土類金属の０．１〜１．０質量％の微量添加による溶湯処理により、アルミニウム板材よりも耐食性に優れたマグネシウム合金板材を、用途と必要量に応じて生産することができる。
【００１４】
ダイカスト鋳造で作製できる板材の厚さは、面積にもよるが、一般に０．５ｍｍ以上で１５ｍｍ以下である。特に薄板を作製したい場合には、鋳造時に減圧することなどにより０．２ｍｍ程度まで薄くすることができ、また大型機の使用、真空鋳造や層流ダイカスト、スクイズダイカストまで含めると７０〜１００ｍｍ程度の厚さの板も作製可能であり、製造できる板の厚さの範囲は広い。
【００１５】
また、ダイカスト鋳造は急冷であるので、ダイカスト鋳造で作製した板材は、連続鋳造から押出した板材や、その板材をさらに圧延して得られた板材よりも初期の金属組織は微細で、合金の種類にもよるが平均結晶粒度５０μｍ以下も可能である。この事は第一にその板材の耐食性と機械的強度を向上させ、同時に塑性変形性を向上させる。また、特にパソコンなど情報家電製品に用いられる厚さ１ｍｍ以下のダイカスト薄板の金属組織は、結晶粒度が平均で５０μｍ以下、合金の種類にもよるが具体的には２０〜３０μｍ程度から１０μｍ程度となり、さらに塑性変形性が向上し、加工温度を５７３Ｋ以下、具体的には４７３〜５７３Ｋに下げることができる。ダイカスト薄板に圧延加工を付加した場合は他の製造方法では得られない微細な加工組織が得られる。
【００１６】
さらにマグネシウム合金板材のダイカスト鋳造において、離型剤レス鋳造を実施することにより、鋳造サイクルを短縮すると共に金型寿命の延伸、表面性の向上、離型剤を使用しないことによる板材の耐食性向上、離型剤起因の焼付きの抑制が期待される。
【００１７】
本発明のマグネシウム合金塑性加工部材の製造方法においては、上記のようにしてダイカスト鋳造で製造した板材塑性加工してマグネシウム合金塑性加工部材を製造する。この塑性加工として押出し、圧延、鍛造又はプレス等の成形を実施する。これらの塑性加工は周知であり、周知の技術に従って実施することができる。
【００１８】
本発明はこのような塑性加工により得られたマグネシウム合金塑性加工部材も包含する。本発明の塑性加工により得られたマグネシウム合金塑性加工部材としては鍛造成形部材であることが好ましい。このマグネシウム合金鍛造成形部材においては、マグネシウム合金の金属組織の結晶粒度が他の製法では困難な平均５０μｍ以下とすることができ、３０μｍ以下であることが好ましい。
【実施例】
【００１９】
以下に実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００２０】
実施例１〜１０及び比較例１〜４
実施例１〜１０及び比較例１〜４において下記組成（質量％）のマグネシウム合金を用いた。
【００２１】
ＡＺ３１：Ｍｇ−３％Ａｌ−０．７％Ｚｎ−０．２％Ｍｎ、
ＡＺ６１：Ｍｇ−６％Ａｌ−０．７％Ｚｎ−０．２％Ｍｎ、
ＡＭ５０：Ｍｇ−５％Ａｌ−０．２％Ｍｎ、
ＡＣＭ５２２：Ｍｇ−５％Ａｌ−２％Ｃａ−２％ミッシュメタル−０．２％Ｍｎ。
【００２２】
鋳鋼鋳物製の坩堝に上記の何れかのマグネシウム合金原料を装入して溶解させ、合金の耐食性を改善するためにその溶湯に０．２質量％のミッシュメタルを添加し且つＡｒガスをバブリングさせ、また、その溶湯の表面に希釈ＳＦ6を流動させた。溶湯温度を９２３〜９７３Ｋに維持し、金型温度４７３Ｋ、射出速度４．５ｍ／秒、射出圧力４５０ｋｇｆ／ｃｍ2の条件下でダイカスト鋳造によって□１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．２〜５ｍｍの板材を作製した。また、一部の板材については、素材温度を６２３Ｋとし、圧延方向を各パス毎に９０度回転させて圧延を実施した。その圧下の程度は第１表に示す通りであった。用いた合金の種類、板材の製造法、圧延した場合の圧下の程度、最終板厚、最終板材の金属組織の平均結晶粒度を第１表に示す。
【００２３】
また、比較例として第２表に示す連続鋳造ビレットからの押出し板材及び圧延材を用意した。
【００２４】
【表１】
2008229650.tif 000002
【００２５】
【表２】
2008229650.tif 000003
【００２６】
上記実施例及び比較例の板材を用い、それぞれ第３表に示す加工温度で、底面直径２０ｍｍ、高さ３０ｍｍ以上、側面の抜き勾配５度のコップ形状の試作品をプレス（板鍛造）で作製した。この際、端面は処理しなかった。プレス（板鍛造）の塑性加工性及び耐食性を下記の基準で評価した。それらの評価結果は第３表に示す通りであった。
【００２７】
＜塑性加工性＞
○：試作品にクラック等の欠陥がない、
△：試作品にクラックはないが、皺等の外観上の問題がある、
×：試作品にクラックがある。
【００２８】
＜耐食性＞
板材のままでの塩水噴霧７２時間後の表面状態を観察した。
【００２９】
◎：白錆発生面積率が１０％以下（ＡＺ９１よりも耐食性が優れている）、
○：白錆発生面積率が１０％超２０％以下（耐食性がＡＺ９１程度）、
△：白錆発生面積率が２０％超５０％以下、
×：白錆発生面積率が５０％超。
【００３０】
【表３】
2008229650.tif 000004