(57)【要約】【課題】従来のマグネシウム合金板は一方向圧延で作製され、面内異方性の発現が避けられなかった。本発明はこの面内異方性を低減するだけでなく、他の性能も向上させられるマグネシウム合金板の改質方法を提供することを目的とする。【解決手段】マグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する際に、マグネシウム合金をクロス圧延し、製造されるマグネシウム合金板の性能を改質する。クロス圧延でマグネシウム合金板を製造することにより、得られる合金板の曲げ特性や引張り強度といった性能が向上する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する方法において、マグネシウム合金をクロス圧延し、製造されるマグネシウム合金板の性能を改質することを特徴とする方法。
【請求項２】
改質される性能が、最小曲げ半径、エリクセン値、引張り強度、破断延び及び面内異方性から成る群から選択される少なくとも１種である請求項１に記載のマグネシウム合金板の改質方法。
【請求項３】
圧延を冷間圧延で行い、圧延後の焼鈍を２００〜５００℃で行う請求項１又は２に記載のマグネシウム合金板の改質方法。
【請求項４】
マグネシウム合金をクロス圧延して製造されることを特徴とするマグネシウム合金板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する際に、得られるマグネシウム合金板の性能改質をも同時に行えるマグネシウム合金板の改質方法、及びそれにより製造されるマグネシウム合金板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からマグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する際には、常に一定方向に圧延が行われている。従って圧延方向へ伸展された組織が形成されるため、圧延方向と垂直方向では異なる特性を示す。例えば曲げ加工を行うと、圧延方向に比べて垂直方向の方が曲げ易く、圧延方向では割れ易い。マグネシウム合金では焼鈍熱処理を行っても面内異方性は変化せず、熱処理によって面内異方性を小さくすることは不可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような一方向圧延により得られるマグネシウム合金板は、面内異方性が存在するだけでなく、各種強度等の性能が不十分であることがある。
例えば特開平９−１４３６５０号公報には、α＋β型チタン合金を圧延する際のクロス比を特定して得られるチタン合金板の面内異方性を小さくする方法が開示されている。しかしこの方法はチタン合金にのみ適用され、かつ他の性能の向上に関しては記載がない。
本発明は、マグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する際に、単にマグネシウム合金板を製造するだけでなく、性能改質をも行うようにしたマグネシウム合金板の改質方法、及びこれにより得られるマグネシウム合金板を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する方法において、マグネシウム合金をクロス圧延し、製造されるマグネシウム合金板の性能を改質することを特徴とする方法、及びこれにより得られるマグネシウム合金板である。
【０００５】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、マグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する際に、引張り強度等の各種性能を向上させたマグネシウム合金板を製造する手法に関し種々検討した結果、本発明に到達したものである。
本発明では、原料であるマグネシウム合金、通常はインゴットであるマグネシウム合金に対してクロス圧延を行ってマグネシウム合金板を製造する。ここでクロス圧延とは、圧延対象のマグネシウム合金に対して、その圧延方向が異なる複数回の圧延を行うことを意味するが、通常のクロス圧延では、角度が９０°異なる方向で交互につまり１パスごとに圧延を繰り返す。これによりインゴット状のマグネシウム合金が徐々に薄板化して所望厚のマグネシウム合金板が得られる。
【０００６】
対象とするマグネシウム合金は、従来から圧延によりマグネシウム合金板に成形されている任意のマグネシウム合金とすることができ、例えばＭｇ−Ｌｉ合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金及びＭｇ−Ｚｎ−Ｚｒ合金等を使用することが望ましく、他にＭｇ−ミッシュメタル系合金、Ｍｇ−希土類金属系合金、Ｍｇ−Ｃｅ系合金等が含まれる。中でも室温での成形性に優れるＭｇ−Ｌｉ合金は圧延用板材として期待され、その性能改質には多大な意味がある。
このようなマグネシウム合金にクロス圧延を行うと、マグネシウム合金板の組織が縦横に伸展されて、例えば奇数回目の圧延ではＸ方向に、偶数回目の圧延ではＹ方向に組織が伸展して面内異方性が少ないマグネシウム合金板が得られる。
【０００７】
本発明方向で圧延して得られるマグネシウム合金板が有する向上する性能の例は、曲げ性能（最小曲げ半径）、引張り強度、破断延び、張出し成形性等である。
ここでは、規定の内側半径の金型を用いて合金試験片を９０°になるまでプレスで曲げて湾曲部の凸側表面の割れの大小により曲げ性能を評価し、つまり割れが生じることなく曲げることのできる最小半径を最小曲げ半径として評価する。この最小曲げ半径の値が小さいほど曲げ性が良好であることを示す。
更に各試験片を室温で引張って破断する際の強度を引張り強度として評価し、かつその際の破断延びも評価できる。
更にＪＩＳに従ってエリクセン試験を行ってマグネシウム合金板の張出し成形性を評価する。エリクセン値が高いほど張出し性が良好であることを意味する。
【０００８】
クロス圧延で製造されるマグネシウム合金板は、条件にも依るが、面内異方性が小さくなるだけでなく、前述の各種性能の殆どが一方向圧延により製造されるマグネシウム合金板の性能より向上する。例えばマグネシウム合金板の最小曲げ半径は比較的高温で圧延することにより、大幅に低減することができ、従って得られたマグネシウム合金板を割れを生じさせることなく、９０°に折り曲げることが可能になる。
このような性能改質は、圧延の条件や圧延後の焼鈍の条件によっても大きく影響される。例えば焼鈍を２００〜５００℃で行うと、クロス圧延で製造された合金板の最小曲げ半径を実質的に零にできる。
このようにマグネシウム合金のインゴット等をクロス圧延するという簡単な手法で性能が向上したマグネシウム合金板を製造することが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施例］
次に本発明に係わるマグネシウム合金板の製造及び得られたマグネシウム合金板の性能評価に関する実施例及び比較例に関して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１０】
実施例１及び比較例１
［圧延板の作製］
Ｌｉを９．５質量％、Ｙを１質量％含有するマグネシウム合金の厚さ２０ｍｍのインゴットを鋳造により作製した。
次いでこのインゴットを、１パス毎に方向を９０°変えてロールへ挿入してクロス圧延（圧延回数は計４０回）を行い、厚さ１ｍｍのマグネシウム合金板（実施例１）を作製した。又比較用としてクロス圧延の代わりに一方向圧延としたこと以外は同じ条件でマグネシウム合金板を作製し、これを比較例１のマグネシウム合金板とした。
それぞれの圧延で、圧下率は９５％で、圧延スケジュールは表１に示す通りとした。圧延後、このマグネシウム合金板を４００℃で１時間保持し、焼鈍を行った。
【００１１】
【表１】
2004010959.tif 000002
【００１２】
［Ｌ曲げ試験］
焼鈍を行ったマグネシウム合金板の最終圧延方向に対して０°、４５°及び９０°の方向で３種類の試験片（それぞれ１０×５５×１ｍｍ）を前記マグネシウム合金板から切り出した。
Ｌ曲げ試験は、規定の内側半径の金型を用いて、前記３種類の試験片のそれぞれを９０°になるまでプレスで曲げて湾曲部の凸側表面の割れの大小により曲げ性能を評価した（最小曲げ半径を測定した）。
その結果を表２及び図１Ａのグラフに示した。
【００１３】
【表２】
2004010959.tif 000003
【００１４】
実施例２及び比較例２
焼鈍の温度及び時間を両例とも２５０℃で４時間としたこと以外は、それぞれ実施例１及び比較例１と同じ条件で曲げ性能を評価した（最小曲げ半径を測定した）。
その結果を表３及び図１Ｂのグラフに示した。
【００１５】
【表３】
2004010959.tif 000004
【００１６】
実施例１及び２と比較例１及び２を比較すると、クロス圧延で作製した実施例のマグネシウム合金板は、一方向圧延で作製した比較例のマグネシウム合金板より最小曲げ半径が小さく、特に焼鈍を４００℃の高温で行った実施例１の場合には試験片の採取角度に依らず全てが０ｍｍであり、最良の結果が得られた。焼鈍を２５０℃で行った実施例２の場合も、対応する比較例２と比較して、全ての採取角度の試験片で最小曲げ半径が小さくなり、性能向上が達成できた。
【００１７】
実施例３及び比較例３
実施例１及び比較例１と同様にそれぞれクロス圧延又は一方向圧延で作製した２種類のマグネシウム合金板から、ＪＩＳ　Ｂ７７２９第一号試験片を採取し、室温でポンチ速度が約０．１ｍｍ／分となるようにしてエリクセン試験を行った。その結果を図２の棒グラフに示した。
このグラフから分かるように、実施例３のクロス圧延で作製したマグネシウム合金板ではエリクセン値が８．７１ｍｍであり、比較例３の一方向圧延で作製したマグネシウム合金板の７．４３ｍｍよりエリクセン値が１．２８ｍｍ高く、張出し特性が優れていることが分かった。
【００１８】
実施例４及び比較例４
実施例１及び比較例１と同様にそれぞれクロス圧延又は一方向圧延で作製した２種類のマグネシウム合金板から、それぞれ採取角度が０°、４５°及び９０°になるように３種類ずつの試験片を切り出した。
計６種類の試験片の一端を固定し、他端をクロスヘッドスピード０．５ｍｍ／分で引張り、試験片が破断する際の引張り強度（ＭＰａ）と破断延び（％）を測定した。測定結果の引張り強度を表４及び図３に、破断延びを表５及び図４にそれぞれ示した。
【００１９】
【表４】
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【００２０】
【表５】
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【００２１】
実施例４と比較例４を比較すると分かるように、全ての試験片採取角度で引張り強度及び破断延びとも実施例４のクロス圧延により作製したマグネシウム合金板の方が優れていることが分かった。
更に引張り強度における最大値と最小値の差は実施例４のマグネシウム合金板では１２４．４５−１１９．０９＝５．３６（ＭＰａ）、比較例４では１１５．２７−１０９．１５＝６．１２（ＭＰａ）で実施例４の方がばらつきが少なく、面内異方性が小さくなっていることが分かる。
更に破断延びにおける最大値と最小値の差は実施例４のマグネシウム合金板では４１．８５−３１．５４＝１０．３１（％）、比較例４では３８．３２−１１．９２＝２６．４０（％）で実施例４の方がばらつきが少なく、面内異方性が小さくなっていることが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、マグネシウム合金を圧延してマグネシウム合金板を製造する方法において、マグネシウム合金をクロス圧延し、製造されるマグネシウム合金板の性能を改質することを特徴とする方法である。
マグネシウム合金板の作製にクロス圧延を使用すると、面内異方性が減少して比較的均一なマグネシウム合金板が作製されるだけでなく、最小曲げ半径、引張り強度、破断延び及び張出し成形性等の合金板として要求される各種性能が改質される。
圧延は冷間圧延で行っても良いが、２００〜５００℃程度の高温で行うと性能改質が顕著になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１及び比較例１におけるクロス圧延マグネシウム合金板と一方向圧延マグネシウム合金板の最小曲げ半径の変化を示すグラフで、図１Ａは、焼鈍を４００℃で１時間、図１Ｂは、焼鈍を２５０℃で４時間行って作製したマグネシウム合金板の最小曲げ半径の変化を示す。
【図２】実施例３及び比較例３におけるエリクセン値を示す棒グラフ。
【図３】実施例４及び比較例４で測定させた引張り強度の値を示すグラフ。
【図４】同じく破断延びの値を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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