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マグネシウム合金材料を製造する方法 新技術説明会

国内特許コード P10P007564
掲載日 2010年6月4日
出願番号 特願2008-292072
公開番号 特開2010-116618
登録番号 特許第5540306号
出願日 平成20年11月14日(2008.11.14)
公開日 平成22年5月27日(2010.5.27)
登録日 平成26年5月16日(2014.5.16)
発明者
  • 三浦 博己
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 マグネシウム合金材料を製造する方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】従来のマグネシウム合金に比べて、高い強度を有するマグネシウム合金を提供することを目的とする。
【解決手段】マグネシウム合金材料を製造する方法であって、少なくともアルミニウムと亜鉛とを添加元素として含む、マグネシウム合金の被加工材料を準備するステップと、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップと、前記降温多軸鍛造処理された被加工材料を、最大20%の圧下率で圧延処理するステップと、を有することを特徴とする方法。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



マグネシウム合金は、軽量で比強度が高く、構造用材料としての適用が期待されている。これまで、マグネシウム合金は、電子機器用の部品として広く使用されてきたが、最近では、自動車等の構造材料としての需要が急増し始めている。特に、燃費向上のため軽量化が進む自動車分野では、マグネシウム合金は、日本国内の高級車で約5%、西欧では中級車以上で12~13%まで使用量が増えてきている。今後は、マグネシウム合金の低価格車への適用も期待されている。





しかしながら、現在使用されているマグネシウム合金は、構造用材料として十分に高い強度を有するとは言い難い。また、マグネシウム合金は、難加工性材料として知られており、加工硬化による強度向上効果は、期待し難いという問題がある。これは、マグネシウム合金は、室温での活動すべり系の数が少ない上、加工処理を行った場合、生成する集合組織により、更にすべり系の数が減少してしまうためである。従って、マグネシウム合金に対して、圧延処理等の加工を行った場合、割れ等の欠陥が生じる危険性が極めて高くなる。





最近、このようなマグネシウム合金の加工性に関する問題に対処するため、アルミニウムと亜鉛とを含むマグネシウム合金(以下、「AZ系のマグネシウム合金」と称する)を降温多軸鍛造処理することにより、結晶粒を微細化し、これによりAZ系のマグネシウム合金の加工性を向上させることが提案されている(特許文献1)。

【特許文献1】

開2007-291488号公報

産業上の利用分野



本発明は、マグネシウム合金の製造方法に関し、特に、アルミニウムおよび亜鉛を含むマグネシウム合金の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
マグネシウム合金材料を製造する方法であって、
少なくともアルミニウムと亜鉛とを添加元素として含む、マグネシウム合金の被加工材料を準備するステップと、
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップと、
前記降温多軸鍛造処理された被加工材料を、さらに強化するため、室温で、5%以上、最大20%の圧下率で圧延処理するステップと、
を有することを特徴とする方法。

【請求項2】
さらに、
前記圧延処理された被加工材料を、時効処理するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記時効処理するステップは、
前記圧延処理された被加工材料を、373K~473Kの温度範囲で時効処理するステップを有することを特徴とする請求項2に記載の方法。

【請求項4】
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップは、
573K~673Kの範囲で第1回目のパスの鍛造を行い、403K~523Kの範囲で最後のパスの鍛造を行う降温多軸鍛造処理ステップを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の方法。

【請求項5】
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにおいて、
第N回目のパスの鍛造(Nは、1以上の整数)と、第N+1回目のパスの鍛造との温度差は、10K~100Kの範囲にあることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載の方法。

【請求項6】
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップは、
第N回目のパスの鍛造(Nは、1以上の整数)において、3×10-3/sec~3×10-1/secの範囲のひずみ速度で、前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップを有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載の方法。

【請求項7】
最後のパスの鍛造におけるひずみ速度は、第1回目のパスの鍛造におけるひずみ速度よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載の方法。

【請求項8】
各パスの鍛造におけるひずみ速度は、実質的に等しいことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載の方法。

【請求項9】
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにより、前記被加工材料に、1.0~6.4の範囲の総歪み量が導入されることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載の方法。

【請求項10】
前記被加工材料を降温多軸鍛造処理するステップにより、平均結晶粒径が最大2μm以下の被加工材料が得られることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載の方法。

【請求項11】
前記圧延処理するステップは、室温で実施されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一つに記載の方法。

【請求項12】
前記被加工材料は、2~10質量%のアルミニウムと、0.1~2質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一つに記載の方法。

【請求項13】
前記被加工材料は、さらに、
マンガン、鉄、シリコン、銅、ニッケルおよびカルシウムからなる群から選定された少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。

【請求項14】
前記被加工材料は、2.5~3.5質量%のアルミニウムと、0.6~1.4質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。

【請求項15】
前記被加工材料は、5.5~7.2質量%のアルミニウムと、0.5~1.5質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。

【請求項16】
前記被加工材料は、8.3~9.7質量%のアルミニウムと、0.35~1.0質量%の亜鉛とを含むマグネシウム合金材料であることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008292072thum.jpg
出願権利状態 登録
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