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高強度高靭性マグネシウム合金及びその製造方法 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P120006901
整理番号 05053JP
掲載日 2012年3月21日
出願番号 特願2008-507511
登録番号 特許第5239022号
出願日 平成19年3月20日(2007.3.20)
登録日 平成25年4月12日(2013.4.12)
国際出願番号 JP2007056522
国際公開番号 WO2007111342
国際出願日 平成19年3月20日(2007.3.20)
国際公開日 平成19年10月4日(2007.10.4)
優先権データ
  • 特願2006-077736 (2006.3.20) JP
発明者
  • 河村 能人
  • 山崎 倫昭
  • 糸井 貴臣
  • 広橋 光治
出願人
  • 国立大学法人 熊本大学
  • 国立大学法人 千葉大学
発明の名称 高強度高靭性マグネシウム合金及びその製造方法 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

マグネシウム合金の拡大した用途に対して強度及び靭性ともに実用に供するレベルにある高強度高靭性マグネシウム合金及びその製造方法を提供する。本発明に係る高強度高靭性マグネシウム合金は、Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすことを特徴とする。
(1)0.2≦a≦10
(2)0.2≦b≦10
(3)2/3a-2/3<b

従来技術、競合技術の概要


マグネシウム合金は、そのリサイクル性とあいまって、携帯電話やノート型パソコンの筐体あるいは自動車用部品として急速に普及し始めている。
これらの用途に使用するためにはマグネシウム合金に高強度と高靭性が要求される。高強度高靭性マグネシウム合金の製造のために従来から材料面等から種々検討されている。
97原子%Mg-1原子%Zn-2原子%Yの組成を有するマグネシウム合金の鋳造材には長周期積層構造が生成され、この鋳造材に押出し加工を施すことにより室温において高強度及び高靭性が得られることが本発明者によって提案されている(例えば特許文献1)。

【特許文献1】WO2005/052203

産業上の利用分野


本発明は、高強度高靭性マグネシウム合金及びその製造方法に関し、より詳細には特定の希土類元素を特定割合で含有することにより高強度高靭性を達成した高強度高靭性マグネシウム合金及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たす高強度高靭性マグネシウム合金であって、
前記高強度高靭性マグネシウム合金は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(1)0.2≦a≦10
(2)0.2≦b≦10
(3)2/3a-2/3<b

【請求項2】
請求項1において、前記高強度高靭性マグネシウム合金はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項3】
請求項1又はにおいて、前記高強度高靭性マグネシウム合金は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一項において、前記高強度高靭性マグネシウム合金はマグネシウム合金鋳造物であり、前記マグネシウム合金鋳造物には熱処理が施されていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項5】
請求項において、前記高強度高靭性マグネシウム合金は、前記マグネシウム合金鋳造物の塑性加工を行った塑性加工物であることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項6】
Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすマグネシウム合金鋳造物を作り、前記マグネシウム合金鋳造物を切削することによってチップ形状の鋳造物を作り、前記鋳造物を塑性加工により固化した塑性加工物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(1)0.2≦a≦10
(2)0.2≦b≦10
(3)2/3a-2/3<b

【請求項7】
Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすマグネシウム合金鋳造物を作り、前記マグネシウム合金鋳造物に塑性加工を行った後の塑性加工物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(1)0.2≦a≦10
(2)0.2≦b≦10
(3)2/3a-2/3<b

【請求項8】
請求項又はにおいて、前記マグネシウム合金鋳造物には熱処理が施されていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項9】
請求項乃至のいずれか一項において、前記塑性加工物には熱処理が施されていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項10】
請求項乃至のいずれか一項において、前記塑性加工物はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項11】
請求項乃至10のいずれか一項において、前記塑性加工物は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項12】
請求項乃至11のいずれか一項において、前記塑性加工は、圧延、押出し、ECAE、引抜加工、鍛造、プレス、転造、曲げ、FSW加工及びこれらの繰り返し加工のうち少なくとも一つを行うものであることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項13】
請求項乃至12のいずれか一項において、前記塑性加工は、少なくとも一回の相当歪量が0超5以下であることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項14】
Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たす組成を有する液体を形成し、前記液体を急冷して凝固させた粉末、薄帯又は細線からなり、前記粉末、薄帯又は細線は長周期積層構造相の結晶組織を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(1)0.2≦a≦10
(2)0.2≦b≦10
(3)2/3a-2/3<b

【請求項15】
請求項14において、前記粉末、薄帯又は細線はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項16】
請求項14又は15において、前記粉末、薄帯又は細線は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項17】
請求項14乃至16のいずれか一項において、前記粉末、薄帯又は細線にせん断が付加されるように固化されたことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項18】
請求項乃至17のいずれか一項において、前記長周期積層構造相がキンキングしていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項19】
請求項乃至18のいずれか一項において、前記MgにZnをc原子%含有し、前記aとcは下記式(4)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(4)0.2<a+c≦15

【請求項20】
請求項19において、前記aとcはさらに下記式(5)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(5)c/a≦1/2

【請求項21】
請求項乃至20のいずれか一項において、前記MgにLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Yb及びLuからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でd原子%含有し、前記bとdは下記式(6)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(6)0.2<b+d≦15

【請求項22】
請求項21において、前記bとdはさらに下記式(7)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。
(7)d/b≦1/2

【請求項23】
Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすマグネシウム合金鋳造物を作る工程と、
前記マグネシウム合金鋳造物に塑性加工を行うことにより塑性加工物を作る工程と、
を具備することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。
(1)0.2≦a≦10
(2)0.2≦b≦10
(3)2/3a-2/3<b

【請求項24】
請求項23において、前記マグネシウム合金鋳造物を作る工程と前記塑性加工物を作る工程との間に、前記マグネシウム合金鋳造物を切削する工程をさらに具備することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項25】
請求項23又は24において、前記マグネシウム合金鋳造物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項26】
請求項23乃至25のいずれか一項において、前記塑性加工物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項27】
請求項25又は26において、前記塑性加工物はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項28】
請求項25乃至27のいずれか一項において、前記塑性加工物は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項29】
請求項25乃至28のいずれか一項において、前記長周期積層構造相がキンキングしていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項30】
請求項23乃至29のいずれか一項において、前記マグネシウム合金鋳造物を作る工程の後に、前記マグネシウム合金鋳造物に熱処理を施す工程をさらに含むことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項31】
請求項23乃至30のいずれか一項において、前記塑性加工物を作る工程の後に、前記塑性加工物に熱処理を施す工程をさらに含むことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項32】
請求項23乃至31のいずれか一項において、前記塑性加工は、圧延、押出し、ECAE、引抜加工、鍛造、プレス、転造、曲げ、FSW加工及びこれらの繰り返し加工のうち少なくとも一つを行うものであることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項33】
請求項23乃至32のいずれか一項において、前記塑性加工は、少なくとも一回の相当歪量が0超5以下であることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項34】
請求項23乃至33のいずれか一項において、前記MgにZnをc原子%含有し、前記aとcは下記式(4)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。
(4)0.2<a+c≦15

【請求項35】
請求項34において、前記aとcはさらに下記式(5)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。
(5)c/a≦1/2

【請求項36】
請求項23乃至35のいずれか一項において、前記MgにLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Yb及びLuからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でd原子%含有し、前記bとdは下記式(6)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。
(6)0.2<b+d≦15

【請求項37】
請求項36において、前記bとdはさらに下記式(7)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。
(7)d/b≦1/2

【請求項38】
Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たす組成を有する液体を形成し、
前記液体を急冷して凝固させることにより、長周期積層構造相の結晶組織を有する粉末、薄帯又は細線を形成し、
前記粉末、薄帯又は細線にせん断が付加されるように固化することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。
(1)0.2≦a≦10
(2)0.2≦b≦10
(3)2/3a-2/3<b
産業区分
  • 冶金、熱処理
  • 合金
  • 鋳造
国際特許分類(IPC)
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) WO2007/111342
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