(57)【要約】【課題】マグネシウム合金プレス成形体及びその作製方法を提供する。【解決手段】Ｃｅ、Ｌａ、Ｙの添加量を０．０１原子％〜０．５原子％に規定すること、熱間圧延により作製された当該マグネシウム合金圧延材を３００〜４５０℃で１０分以上の焼鈍に供することにより、室温における平均ランクフォード値が１．２５以下のマグネシウム合金圧延材を作製し、該マグネシウム合金圧延材を利用することにより、試料温度１６０℃以下の常温近傍でも高いプレス成形性が確保され、複雑形状を有するプレス成形体を作製する。【効果】１６０℃以下（室温〜１６０℃）の低温でのプレス成形を達成することを実現することができる。本発明は、デジタルカメラ、ノートパソコン、ＰＤＡ等の家電製品プレス成形体に積極的に適用することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｅ＋Ｌａ＋Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
【請求項２】
Ｃｅの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
【請求項３】
Ｌａの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
【請求項４】
Ｃｅ＋Ｌａの総量が７０質量％以上であるミッシュメタルの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
【請求項５】
Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
【請求項６】
使用するマグネシウム合金圧延材の平均ランクフォード値が、室温で１．２５以下である、請求項１から６のいずれかに記載のマグネシウム合金製プレス成形体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のマグネシウム合金製プレス成形体からなることを特徴とするマグネシウム合金製部材。
【請求項８】
Ｃｅ＋Ｌａ＋Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
【請求項９】
Ｃｅの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
【請求項１０】
Ｌａの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
【請求項１１】
Ｃｅ＋Ｌａの総量が７０質量％以上であるミッシュメタルの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
【請求項１２】
Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
【請求項１３】
３００〜４５０℃で焼鈍を実施する、請求項８から１２に記載のマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金プレス成形体及びその製造方法に関するものであり、更に詳しくは、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを適当量添加したマグネシウム合金板材を利用し、適当な熱処理条件を選択することにより、試料温度１６０℃以下でプレス成形することで、複雑成形を有するマグネシウム合金製プレス成形体を常温近傍で作製することを可能とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法及びそのマグネシウム合金製プレス成形体に関するものである。本発明は、宇宙・航空材料・電子機器材料、自動車部材等幅広い分野で利用することが可能なマグネシウム合金製部材及び筐体を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウムは、実用構造金属材料中最も低密度（＝１．７ｇ／ｃｍ３）であり、金属材料特有の易リサイクル性を有し、資源も豊富に存在することから、次世代の構造用軽量材料として注目されている。現在、日本におけるマグネシウム製品の多くは、ダイキャストやチクソキャスト等の鋳造法により作製されている。これらの手法により薄肉成形が可能となったことがマグネシウム合金の工業化を助長した最大の要因である。特に、家電製品では、パソコン・携帯電話・デジタルカメラ等の家電製品筐体にマグネシウム合金鋳造材が利用されている。しかし、現状の鋳造法による生産法には、鋳造欠陥を補うための後処理が必要であること、歩留りが低いこと、部材の強度・剛性に問題があること等の問題が存在する。
【０００３】
プレス成形は、一般的に、歩留まりが高く、成形と同時に高強度・高靭性化を図ることができることから需要拡大の有効な手段と言える。特に、マグネシウム合金製板材から深絞り成形、張り出し成形、ブロー成形等のプレス成形により成形体を作製できる場合、薄肉かつ高強度な成形体を安価なプロセスで作製することができ、家電製品の筐体等多くの需要が予測できる。そのため、プレス成形により作製されたマグネシウム合金製部材が徐々に流通し始めている。
【０００４】
金属の塑性変形の基本となる転位の運動性は、すべり面間隔／原子間距離の比に影響されることが知られている。したがって、最密六方晶であるマグネシウム合金の場合、ａ軸長さとｃ軸長さの比（ｃ／ａ比）が大きく（ｃ／ａ＝１．６２３６）、底面すべりと非底面すべりでは転位の運動性に大きな違いが生じる。そのため、マグネシウム合金の非底面すべりの臨界分解せん断応力は、常温において、他のすべり系と比較して非常に大きく、常温成形性は必然的に低い。更に、マグネシウム合金圧延材には、（０００２）面が板面に対して平行に配向する集合組織が形成されるため、塑性変形時の板厚方向の歪みが期待できず、常温成形性を妨げる一因となっている。これらの問題が、マグネシウム合金プレス成形体を実用化するための大きな妨げとなっている。
【０００５】
常温成形性に乏しいマグネシウム合金をプレス成形する手法としては、温間プレス成形が挙げられる。上記手法は、加工温度、加工速度、金型形状、潤滑剤等の加工パラメータを制御してマグネシウム合金板材を成形するものであり、マグネシウム合金のすべり系が高温（２５０°以上）で増加し、延性が増加することに注目した発明である。先行技術として、具体的には、例えば、マグネシウム薄板の深絞り成形方法（特許文献１）、プレス成形性に優れたマグネシウム合金薄板の製造方法（特許文献２）、マグネシウム合金製薄肉成形体の製造方法及び薄肉成形体（特許文献３）、マグネシウム合金製薄肉成形体の製造方法及び薄肉成形体（特許文献４）、マグネシウム合金製薄肉成形体の製造方法及び薄肉成形体（特許文献５）等の発明が挙げられる。
【０００６】
マグネシウム合金をプレス成形する他の手法の一つとしては、超塑性成形が挙げられる。金属材料は、結晶粒を微細化させると超塑性現象が発現する。超塑性変形とは、「多結晶材料の引張り変形において、変形応力が高いひずみ速度依存性を示し、局部収縮を生じることなく数百％以上の巨大伸びを示す現象」を指す。超塑性成形を利用したマグネシウム合金板材の成形方法に関する発明としては、例えば、マグネシウム合金部品とその製造方法（特許文献６）、マグネシウム部品とその製造方法（特許文献７）、マグネシウム素材のスピンドル加工方法及びその装置（特許文献８）、マグネシウム合金製板材の深絞り成形方法及びその成形体（特許文献９）が挙げられる。
【０００７】
マグネシウム合金の温間成形法・超塑性成形法においては、底面すべりと非底面すべりの臨界分解せん断応力が比較し得る大きさとなる成形温度（約２５０℃以上）で成形を行う必要がある。一方、一般的な油性潤滑剤の引火点は、約２５０℃であり、特殊な潤滑剤を利用する必要がある。２５０℃以上でも使用可能な、グラファイトグリス、２硫化モリブデン等の固体潤滑剤、プレコートタイプ潤滑剤を利用した場合、潤滑剤を除去するための機械的なバレル研磨等の作業を追加する必要があり、高コスト化の一因とされている。
【０００８】
試料温度２５０℃以下でマグネシウム合金プレス成形体を作製する方法としては、集合組織を制御したマグネシウム合金圧延材を利用することが挙げられる。具体的には、異周速圧延法（非特許文献１）、クロス圧延法（特許文献１０）を利用して作製したマグネシウム合金を特定の成形条件でプレス成形するものである（特許文献１１）。本手法は、せん断変形を伴う圧延方法により、（０００２）面の集合組織形成を弱めた圧延材を利用することを特徴としており、上記圧延材を特定の条件でプレス成形することにより、油性潤滑剤が十分利用可能な１５０℃以上２３０℃以下でも高い成形性を確保することが可能である。
【０００９】
従来のマグネシウム合金圧延材のプレス成形体及びその製造方法に関する発明は、板材の昇温方法、板材の潤滑方法、圧延材の結晶形態、集合組織に焦点を当てている。また、温間域（約１５０℃〜３００℃）でのプレス成形に関する発明が殆どであった。今後、家電製品筐体・自動車構造部材を中心として、マグネシウム合金プレス成形体の需要はますます増加することが予想され、市場の需要に応えられる生産システムを構築するためには、より常温に近い温度で圧延材をプレス成形するための技術が必要である。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−５５２３０号公報
【特許文献２】特開平６−２９３９４４号公報
【特許文献３】特開２０００−２４６３８６号公報
【特許文献４】特開２００１−１６２３４６号公報
【特許文献５】特開２００１−１７０７３５号公報
【特許文献６】特開２００４−１４９８４１号公報
【特許文献７】特開２００３−３１１３６０号公報
【特許文献８】特開２０００−１２６８２７号公報
【特許文献９】特開２００４−５８１１１号公報
【特許文献１０】特開２００４−１０９５９号公報
【特許文献１１】特願２００５−２７２５８９
【非特許文献１】Ｙ．Ｃｈｉｎｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｔｅｒ．Ｔｒａｎｓ．，Ｖｏｌ．４３（２００２），ｐｐ．２５５４−２５６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような状況の中で、本発明者は、上記従来技術に鑑みて、より常温に近い温度で圧延材をプレス成形するための新技術を開発することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、マグネシウムに微量のＣｅ、Ｌａ、Ｙを添加するとマグネシウム原子のｃ／ａ比（１．６２３８）が減少すること、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを微量に含有したマグネシウム合金がランダムな集合組織を有することに着目し、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを適当量添加したマグネシウム合金板材を利用し、適当な熱処理条件を選択することにより、試料温度１６０℃以下でプレス成形性が確保されることを見いだし、結果的に、複雑成形を有するマグネシウム合金プレス成形体を常温近傍で作製するための基礎的知見を得て、更に研究を重ねて、本発明を完成するに至った。本発明は、上記手法により作製されたマグネシウム合金製プレス成形体及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）Ｃｅ＋Ｌａ＋Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
（２）Ｃｅの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
（３）Ｌａの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
（４）Ｃｅ＋Ｌａの総量が７０質量％以上であるミッシュメタルの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
（５）Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体。
（６）使用するマグネシウム合金圧延材の平均ランクフォード値が、室温で１．２５以下である、前記（１）から（６）のいずれかに記載のマグネシウム合金製プレス成形体。
（７）前記（１）から（６）のいずれかに記載のマグネシウム合金製プレス成形体からなることを特徴とするマグネシウム合金製部材。
（８）Ｃｅ＋Ｌａ＋Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
（９）Ｃｅの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
（１０）Ｌａの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
（１１）Ｃｅ＋Ｌａの総量が７０質量％以上であるミッシュメタルの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
（１２）Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、熱処理による焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
（１３）３００〜４５０℃で焼鈍を実施する、前記（８）から（１２）に記載のマグネシウム合金製プレス成形体の製造方法。
【００１３】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、マグネシウム合金製プレス成形体であって、Ｃｅ、Ｌａ及び／又はＹの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避的に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたことを特徴とするものである。また、本発明は、上記マグネシウム合金製プレス成形体を製造する方法であって、Ｃｅ、Ｌａ及び／又はＹの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材を、３００〜４５０℃で１０分以上の焼鈍を実施した後に、試料温度４３３Ｋ以下で成形することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明者は、マグネシウム合金プレス成形体を従来のプレス成形法よりも低温で作製するための手段として、マグネシウムに微量のＣｅ、Ｌａ、Ｙを添加した合金を利用することに着目した。マグネシウムへの代表的な添加元素であるＡｌ、Ｚｎ等を添加すると、ｃ／ａ比は、一般的に増加することが知られている。一方、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙをマグネシウムに添加すると、ｃ／ａ比は、減少することが今までに報告されている［文献：Ｒ．Ｓ．Ｂｕｓｋ，Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ＡＩＭＥ，ｖｏｌ．１８８（１９５０）１４６０−１４６４；Ｓ．Ｒ．Ａｇｎｅｗ，Ｍ．Ｈ．Ｙｏｏ，Ｃ．Ｎ．Ｔｏｍｅ，Ａｃｔａ  Ｍａｔｅｒｉａｌｉａ，ｖｏｌ．４９（２００１）４２７７−４２８９］
【００１５】
本発明者は、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙの添加により発現するｃ／ａ比の低減を積極的にマグネシウム合金のプレス成形に利用することに着目した。ｃ／ａ比の低下は、底面すべりと非底面すべりでは転位の運動性の差異に影響を及ぼし、室温においても底面すべりと非底面すべりの臨界せん断応力の差を低減させることになると考えられる。研究の結果、底面すべりと非底面すべりの臨界せん断応力の差の低減は圧延材の塑性異方性を低減することにつながり、圧延材の成形性を向上させるための因子の一つとして考慮することができることが判明した。
【００１６】
また、マグネシウム中にＣｅ、Ｌａ、Ｙを微量添加することにより発現するもう一つの効果として集合組織形成のランダム化が挙げられる。図１は、後記する実施例で利用する純マグネシウムとＭｇ−０．０４原子％Ｃｅ圧延材の（０００２）面集合組織である。当該元素を微量添加したマグネシウム合金圧延材の（０００２）面集合組織は、純Ｍｇのそれよりも弱い強度を示す。すなわち、マグネシウム中への当該元素の添加は、圧延方向に平行に配向する（０００２）面の集積を抑制し、マグネシウム合金板材の成形性を改善させることが可能であることが判明した。
【００１７】
上記２つの理由より、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを微量添加したマグネシウム合金板材は、従来の商用マグネシウム合金と比較して、等方的に塑性変形することが可能である。マグネシウム合金板材が等方的に変形したかを判断する尺度としては、圧延材より作製した試験片を引張り試験に供した際の板幅方向歪み（εｗ）と板厚方向歪み（εｔ）の比により定義されるランクフォード値（ｒ値）が利用できる。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
ランクフォード値に付随する数字は、圧延方向と引張り試験方向の角度（°）を示す。更に、（１）〜（３）式の平均である平均ランクフォード値（：平均ｒ値）も、成形性の指標として利用できる。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
１に近いランクフォード値を有する圧延材は、十分な板厚方向歪み（εｔ）を確保しており、塑性異方性が少ない圧延材と言うことができる。
【００２２】
上述の通り、マグネシウム合金圧延材には、（０００２）面が板面に対して平行に配向する集合組織が形成されるため、塑性変形時の板厚方向の歪みが期待できず、常温でのランクフォード値は高く、一般的に、２〜３の値を示す［文献：Ｓ．Ｒ．Ａｇｎｅｗ，Ｊ．Ａ．Ｈｏｒｔｏｎ，Ｔ．Ｍ．Ｌｉｌｌｏ，Ｄ．Ｗ．Ｂｒｏｗｎ，Ｓｃｒｉｐｔａ  Ｍａｔｅｒ．５０（２００４）３７７−３８１］。Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを微量添加したマグネシウム合金は、低いｃ／ａ比及びランダムな集合組織を有するため、１に近いランクフォード値もしくは平均ランクフォード値を有することが期待される。
【００２３】
本発明者は、鋭意研究／開発の結果、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙの適正な微量添加、及び適当な熱処理条件を採用することにより、ランクフォード値が１に近い特性を有するマグネシウム合金圧延材を創製可能であることを明らかにした。具体的には、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙａの添加量を０．０１原子％〜０．５原子％に規定すること、熱間圧延により作製された当該マグネシウム合金圧延材を３００〜４５０℃で１０分以上の焼鈍に供することにより、室温における平均ランクフォード値が１．２５以下（１超）のマグネシウム合金圧延材が創製できることを明らかにした。
【００２４】
上述の通り、Ｃｅ、Ｌａ，Ｙを添加することにより、ｃ／ａ比は減少する。しかし、これらを数％添加すると、固溶硬化の影響が強くなり、転位運動が阻害され、延性が逆に低下することが多い。また、転位等の格子欠陥は、原子結合論的に半径３ｂ〜５ｂ（ｂはバーガスベクトル）程度まで影響を及ぼすと言われている。したがって、原子１個で体積（６ｂ）３〜（１０ｂ）３に影響を及ぼすと仮定すると、０．００１〜０．００５、すなわち０．５原子％の添加量で、すべての原子に影響を及ぼすことが示唆される。そのため、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙの含有量は、０．０１原子％〜０．５原子％の範囲と設定すべきである。
【００２５】
Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを添加したマグネシウム合金より圧延材を作製する際に、材料内部に蓄積される高密度転位を除外するために、プレス成形前に圧延材の熱処理（完全焼き鈍し）を行うことが望ましい。具体的には、３００〜４５０℃にて１０分以上の熱処理に供した後にプレス成形に供することが望ましい。４５０℃以上に熱処理温度を設定すると、静的再結晶により結晶粒の異常粒成長が起こる恐れがあるため、留意すべきである。
【００２６】
マグネシウム合金圧延材をプレス成形するための他の因子としては、素材の結晶粒径が挙げられる。試料を１５０℃以上に加熱する必要がある従来の温間プレス成形においては、素材の変形機構に占める粒界すべりの寄与が無視できないため、なるべく微細な結晶粒（５〜１０μｍ以下）を有するマグネシウム合金圧延材を利用することが必要とされている（特許文献９）。
【００２７】
一方、常温でのプレス成形においては、結晶粒径の大小よりも、（０００１）面配向の強弱がプレス成形の支配的因子になることが近年報告されている［文献：“ＡＺ３１圧延材の温間張出し成形性に及ぼす組織学的  因子の影響”，坂部裕司、岩崎源、千野靖正，日本塑性加工学会第５７回塑性加工連合講演会予稿集（２００６年１０月）］。本発明では、プレス成形温度を１６０℃以下に設定することを特徴としており、それにより、結晶粒径の大小に依存せずプレス成形を行うことが可能である。
【００２８】
ＣｅやＬａと比較して入手が容易であるミッシュメタルには、Ｃｅ＋Ｌａの総量が、通常、７０ｍａｓｓ％以上含有されている。それゆえに、ミッシュメタルの微量添加も、上記と同様の効果を引き出すことが可能であり、本発明では、ミッシュメタルを使用することが可能である。
【００２９】
本発明のマグネシウム合金製プレス成形体は、Ｃｅ＋Ｌａ＋Ｙの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたこと、Ｃｅの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたこと、Ｌａの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたこと、Ｃｅ＋Ｌａの総量が７０質量％以上であるミッシュメタルの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたこと、又はＹの総量が０．０１原子％〜０．５原子％であり、他に不可避に混入する不純物を有するマグネシウム合金圧延材より作製されたこと、しかも使用するマグネシウム合金圧延材の平均ランクフォード値が、室温で１．２５以下であること、で特徴付けられる。本発明は、上記マグネシウム合金製プレス成形体からなる筐体等のマグネシウム合金製部材を提供するものである。
【００３０】
従来のマグネシウム合金圧延材のプレス成形体及びその製造方法に関するものは、板材の昇温方法、板材の潤滑方法、圧延材の結晶形態、集合組織に焦点を当てているものであり、また、温間域（約１５０℃〜３００℃）でのプレス成形に関するものが殆どであった。これに対し、本発明は、より常温に近い（１６０℃以下）温度でプレス成形を達成することを可能としたマグネシウム合金製プレス成形体及びその製造方法を提供することを可能にするものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、次のような効果が奏される。
（１）常温近傍で圧延材をプレス成形することができるマグネシウム合金製プレス成形体及びその作製方法を提供することができる。
（２）マグネシウム中に微量のＣｅ、Ｌａ、Ｙを添加したマグネシウム合金圧延材を、適当な組成、熱処理条件に供することにより上記マグネシウム合金製プレス成形体を作製することができる。
（３）試料温度１６０℃以下の低温域でマグネシウム合金圧延材をプレス成形に供することを可能とする新しいマグネシウム合金製プレス成形体の作製方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００３３】
高周波炉で作製したＭｇ−０．０４原子％Ｃｅ合金鋳造材、Ｍｇ−０．０４原子％Ｌａ合金鋳造材、Ｍｇ−０．０６原子％Ｙ合金鋳造材、Ｍｇ−０．０４原子％Ｍｍ（ミッシュメタル）を熱間押出し（押出し温度５７３Ｋ、押出し速度５ｍ／ｍｉｎ、押出し比６）に供し、熱処理（７０３Ｋ，２０ｈ）を実施した試料を供試材とした。ミッシュメタルの組成は、表１の通りである。
【００３４】
初期形状５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍの供試材は、試料温度６７３Ｋ（予熱時間２０ｍｉｎ）、圧延速度５ｍ／ｍｉｎ、１パス毎の圧下率１５％で、厚み１ｍｍまでの圧延に供された。また、圧延後に６１８Ｋ（６０ｍｉｎ）の熱処理を実施した。ロール直径は１５２ｍｍであり、ロール温度は３５３Ｋであった。一方、比較材として、純Ｍｇ圧延材を作製した。結晶粒径を統一するため、純Ｍｇの圧延時の試料温度は５７３Ｋとした。他の加工条件はＣｅ、Ｌａ、Ｙを含有したＭｇ合金と同一である。
【００３５】
更に、比較材として、商用マグネシウム合金（ＡＺ３１Ｂ：Ｍｇ−３ｍａｓｓ％Ａｌ−１ｍａｓｓ％Ｚｎ−０．５ｍａｓｓ％Ｍｎ）圧延材を作製した。６７３Ｋ（２４時間）の予備熱処理を経たＡＺ３１Ｂマグネシウム合金を供試材として利用し、機械加工により５０ｍｍ×６０ｍｍ×６ｍｍに切り出した供試材を厚み１ｍｍの圧延材を作製した。圧延時の試料温度は６７３Ｋ（予熱時間２０ｍｉｎ）、圧延速度は５ｍ／ｍｉｎ、１パス毎の圧下率は１５％であった。また、圧延後に６１８Ｋ（６０ｍｉｎ）の熱処理を実施した。ロール直径は１５２ｍｍであり、ロール加熱は行わなかった。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
上記マグネシウム合金圧延材のプレス成形体を作製するために、エリクセン試験による張り出し成形を実施した。エリクセン試験はＪＩＳ  Ｚ２２４７，ＪＩＳ  Ｂ７７２９に準拠する。ここでは、エリクセン試験は、金型温度を室温〜４３３Ｋに設定した。ブランク形状は圧延材形状の都合上φ６０ｍｍ（厚み１ｍｍ）とし、それぞれの材料の成形体を作製した。成形速度は５ｍｍ／ｍｉｎとし、しわ押さえ力は１０ｋＮとした。潤滑剤には、グラファイトグリスを利用した。
【００３８】
室温、３７３Ｋ、４３３Ｋでのエリクセン試験の結果を表２にまとめて示す。エリクセン値とは、張り出し成形体の破断時の高さ（ｍｍ）を示す。室温でのＭｇ−０．０４原子％Ｃｅ合金、Ｍｇ−０．０４原子％Ｌａ合金、Ｍｇ−０．０６原子％Ｙ合金、Ｍｇ−０．０６原子％Ｍｍ合金の圧延材は、純マグネシウム圧延材、ＡＺ３１Ｂ圧延材と比して、いずれの温度でも高いエリクセン値を示した。すなわち、いずれの試験温度においても、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを微量に含んだマグネシウム合金圧延材は、優れた成形性を示した。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
Ｍｇ−０．０４原子％Ｃｅ合金圧延材、Ｍｇ−０．０４原子％Ｌａ合金圧延材、Ｍｇ−０．０６原子％Ｙ合金圧延材、Ｍｇ−０．０６原子％Ｍｍ合金圧延材、純Ｍｇ圧延材、ＡＺ３１Ｂ圧延材より、圧延方向に対して、引張り方向が０度、４５度、９０度となる引張り試験片をそれぞれ作製した。引張り試験片の平行部長さは１０ｍｍ、平行部幅は５ｍｍ、平行部厚みは１ｍｍとした。これらの引張り試験片に、初期歪み速度１ｍｍ／ｍｉｎ．にて公称ひずみ１０％までの引張り変形を付与し、その後に、試験片の板幅方向歪み及び板厚方向歪みを測定することにより、ランクフォード値及び平均ランクフォード値を測定した。
【００４１】
ランクフォード値の測定結果を表３に示す。Ｍｇ−０．０４原子％Ｃｅ合金圧延材、Ｍｇ−０．０４原子％Ｌａ合金圧延材、Ｍｇ−０．０６原子％Ｙ合金圧延材のランクフォード値は、いずれの角度においても、純Ｍｇ合金及びＡＺ３１Ｂ合金よりも同等もしくはそれらよりも低い値を示し、平均ランクフォード値は１．２１以下を示した。これは、マグネシウムにセリウムを添加することにより、塑性異方性がほぼ解消されたことを意味する。
【００４２】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように、本発明は、マグネシウム合金プレス成形体及びその作製方法に係るものであり、本発明は、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙを微量添加したマグネシウム合金圧延材を、適当な組成、熱処理条件で成形したものであり、結果として、低温での成形を達成することを可能としたマグネシウム合金製プレス成形体を提供することを実現可能とするものである。本発明のマグネシウム合金製プレス成形体は、デジタルカメラ、ノートパソコン、ＰＤＡ等、主に家電製品のプレス成形体を中心として積極的に適用することが可能であり、その産業的意義は大きいものと言える。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例にて利用したＭｇ−０．０４原子％Ｃｅと純Ｍｇ圧延材の（０００２）面集合組織を示す。（ａ）はＭｇ−０．０４原子％Ｃｅ合金圧延材の集合組織を、（ｂ）は純マグネシウム合金圧延材の集合組織である。集合組織の測定は、板厚方向に対して中央部で実施されている。最大値は、純マグネシウム粉末より得られた（０００２）面集合組織のピーク強度との比を表す。
【図１】
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