(57)【要約】  【課題】  鋳造温度が比較的低く、合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも発火しにくく、且つ低比重であるマグネシウム−亜鉛合金及び軽量マグネシウム−亜鉛合金部材を提供すること。  【解決手段】  亜鉛を４０〜８０質量％含有し、残部がマグネシウム及び不可避の不純物からなり、液相線温度が５２５℃以下であり、比重が２．８以下であり、且つ合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも１０分間以上発火しない低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金及び該合金のダイカスト鋳造により得られる軽量マグネシウム−亜鉛合金部材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛を４０〜８０質量％含有し、残部がマグネシウム及び不可避の不純物からなり、液相線温度が５２５℃以下であり、比重が２．８以下であり、且つ合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも１０分間以上発火しないことを特徴とする低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金。
【請求項２】
アルミニウムを０．１〜１２質量％の量で追加含有していることを特徴とする請求項１記載の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金。
【請求項３】
銅を０．１〜５質量％の量で追加含有していることを特徴とする請求項１又は２記載の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金。
【請求項４】
希土類金属、カルシウム及びストロンチウムの少なくとも一種を０．１〜２質量％の量で追加含有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金。
【請求項５】
マンガンを０．１〜２質量％の量で追加含有していることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金を合金の融点＋４０℃よりも低い溶湯温度でダイカスト鋳造して得られる軽量マグネシウム−亜鉛合金部材。
【請求項７】
ホットチャンバー型ダイカスト鋳造機で鋳造して得られる請求項６記載の軽量マグネシウム−亜鉛合金部材。
【請求項８】
軽量マグネシウム−亜鉛合金部材が自動車・情報家電・産業機械の軽量部品である請求項６又は７記載の軽量マグネシウム−亜鉛合金部材。
【請求項９】
軽量マグネシウム−亜鉛合金部材が光磁気ピックアップ部品である請求項６又は７記載の軽量マグネシウム−亜鉛合金部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金及び軽量マグネシウム−亜鉛合金部材に関し、より詳しくは、軽量化を必要とする自動車等の輸送機器、携帯電話、ノートパソコン等の民生電機・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−亜鉛合金製部材の製造に用いることができる低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金及び軽量マグネシウム−亜鉛合金部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような用途の部材を軽量化するためにはマグネシウム合金部材の採用が有効であり、また、マグネシウム合金部材の製造には一般的にはダイカスト鋳造法が採用されている。本発明が対象としているマグネシウム−亜鉛合金については、例えば「８〜１２重量％の亜鉛、ゼロ又は１．０重量％以下のカルシウムを含有し、残部がマグネシウム及び不可避不純物からなるマグネシウム合金」（特許文献１参照）、「重量％でＺｎ：４．０〜１５．０％、Ｓｉ：０．５〜３．０％、Ａｌ：０．５〜８．０％と、Ｍｇおよび不可避不純物の残部とからなる耐クリープ性、耐食性を有するマグネシウム合金」（特許文献２参照）、「亜鉛を３〜１５重量％、銅を１〜４重量％含有し、かつ、亜鉛の含有量（重量％）が１９マイナス４銅（重量％）以下となる条件を満足する範囲であるとともに、ジルコニウムを０．４〜０．７重量％含有し、残部がマグネシウムおよび不可避な不純物からなる鋳造用マグネシウム合金」（特許文献３参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２１２６６２号公報
【特許文献２】特開平８−８１７２８号公報
【特許文献３】特開平０７−２１６４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
汎用のマグネシウム合金のダイカスト鋳造は６２５℃以上、一般的には６５０℃以上で実施されており、この温度域ではマグネシウム合金溶湯は大気雰囲気中では発火するためＳＦ6ガス等の防燃ガスを用いる必要がある。これらのガスは地球温暖化ガスであり、またマグネシウム合金が燃えやすいということは作業安全上、また取り扱い上、種々の問題がある。
【０００４】
また、鋳造温度が高いということはダイカスト鋳造機の射出部材や金型へのアタックが著しくなり、部材や金型の交換頻度が高くなることに起因してコスト高の要因となり、また射出部材の磨耗・劣化に伴う鋳造条件の変化や金型の表面キレツなどに起因して製品不良の原因となる。
【０００５】
本発明の目的は、鋳造温度（融点、液相線温度）が比較的低く、合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも発火しにくく、且つ低比重であるマグネシウム−亜鉛合金及び軽量マグネシウム−亜鉛合金部材を提供することにある。
【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について種々検討した結果、マグネシウム−亜鉛合金において亜鉛含有量を特定の範囲内に維持することにより鋳造温度（融点、液相線温度）が比較的低く、合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも発火しにくく、且つ低比重であるマグネシウム−亜鉛合金が得られることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金は、亜鉛を４０〜８０質量％（１４〜４９原子％）含有し、残部がマグネシウム及び不可避の不純物からなり、液相線温度が５２５℃以下であり、比重が２．８以下であり、且つ合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも１０分間以上発火しないことを特徴とする。
また、本発明の軽量マグネシウム−亜鉛合金部材は、上記の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金を合金の融点＋４０℃よりも低い溶湯温度でダイカスト鋳造して得られるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金は低融点であり、ホットチャンバー型ダイカスト鋳造機で鋳造するのに適しており、アルミニウムと同等以下の軽さであるので、光磁気ピックアップ部品など軽量性が求められながら大量生産が求められる分野に適用できる。また、軽量性と生産性のバランスを必要とする他の用途にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金は、亜鉛を４０〜８０質量％含有し、残部がマグネシウム及び不可避の不純物からなり、液相線温度が５２５℃以下であり、比重が２．８以下であり、且つ合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも１０分間以上発火しないものであるので、アルミニウム（比重は２０℃で２．７０である）と同程度又はそれ以下の軽さであり、マグネシウム−アルミニウム合金の鋳造温度より１００℃程度又はそれ以上低い温度での鋳造が可能である。また、合金溶湯を大気雰囲気中で合金の融点よりも４０℃高い温度に保持した場合でも１０分間以上発火しないので、鋳造時の作業、取り扱いを安全に実施できる。
【００１０】
本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金は、合金の融点、比重、機械的特性を改善するためにアルミニウムを０．１〜１２質量％の量で追加含有することができる。また、合金の機械的特性を改善するために銅を０．１〜５質量％の量で追加含有することもできる。
【００１１】
本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金は、合金の耐熱性、耐食性を改善するために希土類金属、カルシウム及びストロンチウムの少なくとも一種を０．１〜２質量％の量で追加含有することができ、更に、合金の耐食性を改善するためにマンガンを０．１〜２質量％の量で追加含有することもできる。
【００１２】
アルミニウム合金はホットチャンバーダイカストが困難であることを考慮すると、本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金の鋳造温度は汎用亜鉛合金の鋳造温度よりも１００℃程度高いが、従来のマグネシウム合金の鋳造温度より１００℃程度低いので、ホットチャンバーダイカストを想定した場合、ホットチャンバー用の新しい軽量合金が見出されたことになる。従来の鋳造温度から１００℃程度下げ得ることにより射出部材及び金型の寿命は２〜１０倍延伸されると推定される。
【００１３】
本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金について耐食性並びに経時寸法変化を確認したが実用上問題がないレベルであった。また、機械的特性においてもダイカスト素材としてＨｖ９０以上で、引張強さ２００ＭＰａ程度であり、実用上問題がないレベルであった。
【００１４】
従来、光磁気ピックアップは樹脂、亜鉛、アルミニウム合金、マグネシウム合金等で製造されており、耐熱特性が要求される場合には亜鉛が用いられ、亜鉛よりも耐熱性が必要な場合にはアルミニウム合金、マグネシウム合金が用いられている。しかし、アルミニウム合金を用いる場合には加工レス化が難しくて高コストになり、マグネシウム合金を用いる場合には融点が高いのでホットチャンバーダイカスト機では射出部材及び金型の寿命に問題があり、大量生産への対応力に問題があった。しかし、本発明の低比重、低融点マグネシウム−亜鉛合金を用いることにより、軽量性と生産性とのバランスを必要とする光磁気ピックアップ部品を効率よく大量生産することができる。
【００１５】
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。
実施例１〜１４及び比較例１〜２
第１表に示す組成の合金を製造し、それらの合金の比重及び融点を測定し、合金溶湯を大気雰囲気中に合金の融点よりも４０℃高い温度で１０分間保持した場合の発火の有無で発火性を調べた。発火性は１０分間以内に発火した場合には「発火」、１０分間発火しなかった場合には「なし」とした。それらの測定結果、調査結果は第１表に示す通りであった。
【００１６】
【表１】
2009293075.tif 000002
【００１７】
実施例１５
ホットチャンバー型ダイカスト機を用い、光磁気ピックアップ部品に相当する金型を用いて、実施例１２のマグネシウム−亜鉛合金、汎用亜鉛合金ＺＤＣ２及び高融点マグネシウム合金ＡＺ９１の各々の溶湯から光磁気ピックアップ部品を鋳造した。
【００１８】
各々の光磁気ピックアップ部品をオートコリメーターによる光学特性の評価によって評価した。即ち、各々の光磁気ピックアップ部品に鏡を装着し、光線を当てて鏡による反射光軸の位置を測定した。次に、各々の光磁気ピックアップ部品に３４３Ｋ・１２０秒保持→２５３Ｋ・１２０秒保持の熱サイクルを１０回実施した後に同様に反射光軸の位置を測定した。それらの結果は、実施例１２のマグネシウム−亜鉛合金を用いた場合には図１に示す通りであり、汎用亜鉛合金ＺＤＣ２を用いた場合には図２に示す通りであり、高融点マグネシウム合金ＡＺ９１を用いた場合には図３に示す通りであった。
【００１９】
図１〜図３の比較から明らかなように、本発明の実施例１２のマグネシウム−亜鉛合金の場合には、高融点マグネシウム合金ＡＺ９１の場合と同等以上に光軸のズレは少なかった。なお、融点が低く鋳造が容易である汎用亜鉛合金ＺＤＣ２の場合には光軸のズレの点で不合格であった。
【００２０】
実施例１６〜２８
実施例１〜１１及び１３〜１４のマグネシウム−亜鉛合金の何れかを用い、実施例１５と同様にして光磁気ピックアップ部品を鋳造し、同様にして評価した。何れの光磁気ピックアップ部品も異常なく鋳造することができ、高融点マグネシウム合金ＡＺ９１の場合と同等以上に光軸のズレは少なかった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１２のマグネシウム−亜鉛合金を用いた光磁気ピックアップ部品の評価結果を示す図である。
【図２】汎用亜鉛合金ＺＤＣ２を用いた光磁気ピックアップ部品の評価結果を示す図である。
【図３】高融点マグネシウム合金ＡＺ９１を用いた光磁気ピックアップ部品の評価結果を示す図である。
【図１】
2009293075.tif 000003
【図２】
2009293075.tif 000004
【図３】
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