(57)【要約】  ０．５〜２．０重量％のＣｅｒ、０．２〜２．０重量％のランタン、０〜５重量％の希土類の群からの少なくとも一種の更なる金属、１．５〜３．０重量％のマンガン化合物及び０〜０．５重量％のリン化合物の添加によって製造される、少なくとも８７．５重量％のマグネシウムからなる組成からなる、アルミニウム不含のマグネシウム合金。【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．４〜４．０重量％のＣｅｒ、０．２〜２．０重量％のランタン、０〜５重量％の希土類の群からの少なくとも一種の更なる金属、１．５〜３．０重量％のマンガン化合物及び０〜１．５重量％のリン化合物の添加によって製造される、少なくとも８４．５重量％のマグネシウムを有するアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項２】
前記希土類の群からの更なる金属がスカンジウムであることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項３】
前記マグネシウム化合物が、酸化マンガン（ＩＩ、ＩＩＩ）であることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項４】
前記マンガン化合物が塩化マンガン（ＩＩ）であることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項５】
前記マンガン化合物が、０．０１重量％未満の鉄の割合を有するリン酸マンガンであることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項６】
前記マンガン化合物が、亜マンガン酸塩であることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項７】
前記リン化合物がモナザイトであることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項８】
前記リン化合物がリン酸マンガンであることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項９】
前記リン化合物がリン酸マグネシウムであることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項１０】
前記マグネシウム合金が、押し出し成形プロフィル及び／又はダイキャストプロフィルを製造するために使用されることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【請求項１１】
前記マグネシウム合金が、延伸溶接棒を製造するのに使用されることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム不含のマグネシウム合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム不含のマグネシウム合金並びに押し出しプレスされたか、連続鋳造されたか、又はダイキャストされた半製品あるいは部材、並びにシートメタルを製造するためのそれの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム合金は軽量構造部材の原料であり、これは、その他の金属の合金に比較して非常に小さい重量を有しており、そして低重量が重要な役割を果たす、特に、自動車技術、エンジン構造物及び航空及び宇宙技術において使用されている。
【０００３】
非常に良好な強度特性及び低減された比重により、マグネシウム合金は、特に、自動車構造部品及び航空部品のための金属構造材として関心が持たれている。
【０００４】
特に自動車部品において軽量化が必要とされている。というのも、快適さ及び安全性に関する標準が高まっていることに起因して追加的な要素が組み込まれているからである。また、省エネ自動車を製造するための軽量部品も重要である。マグネシウム原材料を加工する場合の方法は、ダイキャストによる成形並びに押し出し成形、鍛造、圧延、延伸又は深絞りによる成形がますます重要になっている。これらの方法によって軽量部材を製造することができ、このために、特に自動車の製造における重要性が増大している。
【０００５】
従来技術において、有利な機械特性、特に高い引張り強度を有する合金が存在する。
【０００６】
ドイツ国特許第８０６  ０５５号明細書（特許文献１）からは、希土類の群の金属０．５〜１０％、残部のマグネシウムの組成であって、但し、該希土類は、少なくとも５０％まで、好ましくは少なくとも７５％までがネオジムからなり、最大で、２５％以下がランタン及びセリウムの合計又はランタン及びセリウムのそれぞれからなり、そして、プラセオジム、少量のサマリウム及び微量のイットリウム族の元素を残部として含み、その際、次の元素、マンガン、アルミニウム、カルシウム、トリウム、水銀、ベリリウム、亜鉛、カドミウム及びジルコニウムの一種又は二種以上が添加される、マグネシウム合金が知られている。
【０００７】
ドイツ国特許出願公開第４２  ０８  ５０４  Ａ１号明細書（特許文献２）からは、２〜８＆の希土類金属を含有し、その際、該希土類金属がサマリウムからなるマグネシウム合金が知られている。
【０００８】
更に、有利な機械特性を有するマグネシウム合金を含む合金が知られており、これは亜鉛及び希土類金属の混合物を含有しており、該希土類金属の混合物は、高い割合のセリウムを有する。そのような合金は、約４．５重量％の亜鉛及び約１．０重量％の、高い割合のセリウムを有する希土類を含有している。これらの合金は、良好な機械特性を達成できるが、非常に鋳造しにくいため、満足のいく品質の部材に鋳造することが困難である。複雑に複合した部材の場合、溶接が困難になる可能性がある。
【０００９】
より改善された鋳造性を有する合金は、より高い添加量の亜鉛及び希土類によって得ることができる。しかしながらこれは、脆性を招く。これは、水素処理によって回避できるが、製造費用が高価になる。
【００１０】
例えば、アルミニウム及び亜鉛のようなその他の金属の成分をより高い含有量で有する、いわば、微細な凝固組織を有するマグネシウム合金は、純粋なマグネシウム又はマグネシウム−マンガン−合金に比較して、それらの腐食特性に関して本質的に劣っている。
【００１１】
ドイツ国特許出願公開第１  ４３３  １０８  Ａ１号明細書（特許文献３）からは、微細な凝固組織を有するケイ素含有の、耐腐食性のマグネシウム合金が知られている。そのマグネシウム合金は、ケイ素以外に、マンガン、亜鉛、チタン、及び、更なる合金成分としてのアルミニウム、カドミウム及び銀が添加される。
【００１２】
主成分のマグネシウム以外のマンガン及び更なる元素、例えば、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、カルシウム等を含有する別の合金は、例えば、ドイツ国特許出願第１９９  １５  ２７６  Ａ１号明細書（特許文献４）、ドイツ国特許出願公開第１９６  ３８  ７６４  Ａ１号明細書（特許文献５）、ドイツ国特許第６７９  １５６号明細書（特許文献６）、ドイツ国特許第６９７  ０４  ８０１  Ｔ２号明細書（特許文献７）、ドイツ国特許出願公開第４４  ４６  ８９８  Ａ１号明細書（特許文献８）から知られている。
【００１３】
これら公知のマグネシウム合金は、様々な欠点を有する。
【００１４】
米国特許第６  ５４４  ３５７号明細書（特許文献９）は、０．１又は０．２重量％〜３０又は４０重量％のＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｇｅ及びＳｂをその他の元素と一緒に含有するマグネシウム合金及びアルミニウム合金を開示している。製造し得る合金の範囲は、以下の従属項に記載される合金に当業者が到達することは不可能であるほど極めて広くかつ管理できるものではない。
【００１５】
カルシウムが存在する場合、高い冷却速度による鋳造法、例えば、射出成形における鋳造後に高温クラックが発生する可能性がある。マグネシウム−アルミニウム−亜鉛−マンガン、あるいはマグネシウム−アルミニウム−マンガンを含有する合金の場合、より高い温度における強度が低減する。
【００１６】
全体的に、成形挙動、溶接性又は耐腐食性が低下する。
【００１７】
最も慣用的なマグネシウム合金の低温成形性は、その六方晶構造及びその小さい展性に起因して制限される。ほとんどのマグネシウム合金は、室温で脆性挙動を示す。マグネシウム合金から半製品を製造するための所定の成形法は、高い引張り強度の他に展性挙動を必要とする。より高い展性によって、改善された成形挙動及び変形挙動が可能であり、場合によっては、より高い強度及び靭性も可能となる。
【００１８】
公知のマグネシウム合金の多くが、製造状態によって非常に様々な特性を有する。
【００１９】
マグネシウム合金の製造時の更なる欠点とは、マグネシウム溶融物中の金属のマンガンが難溶性であるか、あるいは、溶液中へ溶解させるのに長時間要する点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】ドイツ国特許第８０６  ０５５号明細書
【特許文献２】ドイツ国特許出願公開第４２  ０８  ５０４  Ａ１号明細書
【特許文献３】ドイツ国特許出願公開第１  ４３３  １０８  Ａ１号明細書
【特許文献４】ドイツ国特許出願第１９９  １５  ２７６  Ａ１号明細書
【特許文献５】ドイツ国特許出願公開第１９６  ３８  ７６４  Ａ１号明細書
【特許文献６】ドイツ国特許第６７９  １５６号明細書
【特許文献７】ドイツ国特許第６９７  ０４  ８０１  Ｔ２号明細書
【特許文献８】ドイツ国特許出願公開第４４  ４６  ８９８  Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の課題は、シートメタル、溶接棒、押し出し成形プロフィル及び／又はダイキャストプロフィル又は押し出し成形部品及び／又はダイキャスト部品を製造するのに適した、すなわち、良好な成形特性、高い耐腐食性、改善された溶接性、高い延伸性並びに良好な低温成形性を有するマグネシウム合金を開発することである。
【００２２】
本発明によれば、上記の課題は、０．４〜４．０重量％のＣｅｒ、０．２〜２．０重量％のランタン、０〜５重量％の希土類の群から選択される少なくとも一種の更なる金属、及び１．５〜３．０重量％のマンガン化合物、及び０〜１．５重量％のリン化合物の添加によって製造され、その際、Ｃｅｒ及びランタンが、２：１の比率にあり、少なくとも８４．５重量％のマグネシウムを有するマグネシウム合金によって解決される。希土類の群からの更なる金属としては、スカンジウムが好ましく使用される。
【００２３】
マンガン化合物としては、例えば、０．０１重量％未満の鉄分、又は亜マンガン酸塩と共に、酸化マンガン（ＩＩ、ＩＩＩ）、塩化マンガン（ＩＩ）、リン酸マンガンが使用できる。
【００２４】
リン化合物としては、例えば、モザナイト（Ｍｏｚａｎｉｔｅ）、リン酸マンガン又はリン酸マグネシウムが使用できる。
【００２５】
リンは、合金における引張り強度、硬度及び耐腐食性を高める。
【００２６】
このマグネシウム合金は、少なくとも１２０Ｍｐａの降伏力Ｒｐ０．２を有し、並びに、より大きな温度範囲にわたる良好な強度特性、及び高いクリープ耐性を有する一方で十分な成形性を有する。
【００２７】
本発明のマグネシウム合金は、シートメタル、半製品又は押し出し成形部品及び／又はダイキャスト部品及び／又は押し出し成形プロフィル及び／又はダイキャストプロフィルを製造するのに、並びに溶接棒を製造するのに使用できる。それから、特別な部品、好ましくは、自動車部品、列車部品、船舶部品及び航空機部品、例えば、シート、窓又はドアのフレーム、自動車の外装、ハウジング、支持部材、保持部材、架台及びその他の小型部品における使用のために製造することができる。
【００２８】
押し出し成形装置での加工に特に有利なマグネシウム合金は、１．０重量％のＣｅｒ、０．５重量％のランタン、０．１０重量％のスカンジウム、及び２．０重量％の塩化マンガン（ＩＩ）の添加によって、アルミニウム不含のマグネシウムから製造される場合に得られる。
【００２９】
さらなるマグネシウム合金は、１．０重量％のＣｅｒ、０．５重量％のランタン、及び２．０重量％の塩化マンガン（ＩＩ）、並びに０．１重量％のモナザイトの添加によってアルミニウム不含のマグネシウムから製造される場合に得られる。
【００３０】
この組成を有する合金は、良好な耐腐食性、改善された低温成形挙動、低減された高温クリープ挙動、並びに高い降伏力を特徴とする。
【００３１】
このマグネシウム合金は、特に、シートメタル、押し出し成形プロフィル及び／又はダイキャストプロフィル又は押し出し成形部品及び／又はダイキャスト部品、並びに延伸溶接棒の製造に使用することができる。
【国際調査報告】
2016519718.tif 000002
2016519718.tif 000003
2016519718.tif 000004
2016519718.tif 000005