鎂合金、鎂合金板、鎂合金構(gòu)件和鎂合金的制造方法技術(shù)

一種鎂合金，其含有以質(zhì)量％計(jì)1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn并且具有含有Al和Mn的化合物的粒子分散在其中的結(jié)構(gòu)。所述化合物的粒子的平均粒徑為0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面積比例為3.5％以上且25％以下。

Magnesium alloy, magnesium alloy plate, magnesium alloy component and manufacturing method of magnesium alloy

A magnesium alloy containing a mass of more than 1% and less than 12% and more than 0.1% and less than 5% Mn and having particles dispersed in the compound containing Al and Mn and Al. The average particle size of the particles of the compound is more than 0.3 m and below 1 mu m, and the area proportion of the particles of the compound is more than 3.5% and below 25%.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】鎂合金、鎂合金板、鎂合金構(gòu)件和鎂合金的制造方法
本專利技術(shù)涉及適合于殼體、各種部件等的構(gòu)成材料的鎂合金，適合于用于二次加工材料如殼體和各種部件的原材料(一次加工材料)的鎂合金板，適合于二次加工材料如殼體和各種部件的鎂合金構(gòu)件，和所述鎂合金的制造方法。特別地，本專利技術(shù)涉及耐沖擊性、機(jī)械特性、塑性加工性優(yōu)異且生產(chǎn)率也優(yōu)異的鎂合金、鎂合金板和鎂合金構(gòu)件。
技術(shù)介紹
重量輕并且比強(qiáng)度和比剛性優(yōu)異的鎂合金已經(jīng)越來越多地用作各種部件如汽車的部件以及便攜式電子/電氣裝置如便攜式電話和筆記本電腦的殼體的構(gòu)成材料。鎂合金比許多其它金屬輕、比強(qiáng)度高、并且還具有優(yōu)異的沖擊吸收性。由于各種元素添加于活性Mg(鎂)，因此這些鎂合金還具有優(yōu)異的耐腐蝕性并且優(yōu)選用于上述各種部件的構(gòu)成材料。在這些鎂合金之中，特別是含有Al(鋁)的Mg-Al基合金的強(qiáng)度和耐腐蝕性優(yōu)異并且優(yōu)選用于上述構(gòu)成材料。專利文獻(xiàn)1公開了由含有Al和Mn(錳)的鎂合金構(gòu)成并且耐沖擊性和機(jī)械特性不僅在常溫下而且在低溫下均優(yōu)異的鎂合金板。這種鎂合金板含有含Al和Mn的化合物(主要以晶體析出。這些在下文中可以稱為Al-Mn結(jié)晶相)。所述Al-Mn結(jié)晶相是非常微細(xì)的且量非常少，并且優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不存在。因此，在該鎂合金板中，不太可能發(fā)生由粗大的Al-Mn結(jié)晶相引起的破裂等。因此，所述鎂合金板的耐沖擊性和機(jī)械特性優(yōu)異并且塑性加工性如壓制加工性也是優(yōu)異的?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-006754號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問題期望開發(fā)耐沖擊性、機(jī)械特性如強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長率、以及塑性加工性如軋制加工性和壓制加工性優(yōu)異并且生產(chǎn)率也優(yōu)異的鎂合金。專利文獻(xiàn)1中公開的鎂合金板的上述的耐沖擊性等優(yōu)異。然而，為了減少Al-Mn結(jié)晶相的量，將合金的熔體溫度設(shè)定得比較高，即700℃。理論上，當(dāng)含有Al和Mn的鎂合金的熔體溫度在630℃左右、特別是低于630℃時(shí)，最容易形成和生長所述Al-Mn結(jié)晶相。因此，當(dāng)所述合金的熔體溫度充分高于630℃、優(yōu)選高于690℃時(shí)，可以有效防止Al-Mn結(jié)晶相的形成和生長。然而，當(dāng)提高合金的熔體溫度時(shí)，發(fā)生以下情況。(α)合金的熔體容易氧化，并且這會(huì)由于氧化物的形成和混入而導(dǎo)致成品率降低。(β)當(dāng)例如為了防止氧化而使用高真空氣氛時(shí)，因?yàn)镸g的高蒸氣壓而使得合金的熔體變得難以處理，以致可加工性劣化。(γ)需要大量的能量來將合金的熔體保持在高溫。(δ)由于合金的熔體為高溫，因此加速了設(shè)備的熱劣化。從上述觀點(diǎn)來看，難以改善生產(chǎn)率。上述(α)至(δ)也可以導(dǎo)致成本增加。本專利技術(shù)的一個(gè)目的是提供耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性優(yōu)異并且生產(chǎn)率也優(yōu)異的鎂合金。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性優(yōu)異并且生產(chǎn)率也優(yōu)異的鎂合金板。本專利技術(shù)的又一個(gè)目的是提供耐沖擊性和機(jī)械特性優(yōu)異并且生產(chǎn)率也優(yōu)異的鎂合金構(gòu)件。本專利技術(shù)的再一個(gè)目的是提供能以高生產(chǎn)率制造耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性優(yōu)異的鎂合金的鎂合金的制造方法。解決技術(shù)問題的技術(shù)手段本專利技術(shù)一個(gè)方面的鎂合金含有以質(zhì)量％計(jì)1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn并具有含有Al和Mn的化合物的粒子分散在其中的結(jié)構(gòu)。所述化合物的粒子的平均粒徑為0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面積比例為3.5％以上且25％以下。本專利技術(shù)一個(gè)方面的鎂合金的制造方法包括對(duì)含有以質(zhì)量％計(jì)1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn的鎂合金的熔體進(jìn)行連續(xù)鑄造的步驟。在該制造方法中，在即將與模具接觸之前的所述熔體的溫度為630℃以上且690℃以下，并且所述熔體的冷卻速度為560℃/秒以上。專利技術(shù)的有益效果上述鎂合金的耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性優(yōu)異并且生產(chǎn)率也優(yōu)異。上述鎂合金的制造方法能以高生產(chǎn)率制造耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性優(yōu)異的鎂合金。附圖說明[圖1]圖1在其上圖顯示了在掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察到的實(shí)施方式的鎂合金板(樣品號(hào)1-1)的截面的顯微照片(二次電子圖像)，并且還在下圖顯示了通過改變二次電子圖像的對(duì)比度得到的二值圖像。[圖2]圖2為在SEM下觀察到的實(shí)施方式的鎂合金板(樣品號(hào)1-1)的截面的顯微照片(背散射電子圖像)。[圖3]圖3顯示了實(shí)施方式的鎂合金板(樣品號(hào)1-1)的截面的組成圖譜(組成マッピング)，所述組成圖譜顯示了通過場(chǎng)發(fā)射電子探針顯微分析儀(FE-EPMA)在15kV的電子槍加速電壓下得到的Mn的濃度分布。[圖4]圖4為顯示Mn的濃度(Mn計(jì)數(shù)的數(shù)目)對(duì)濃度的頻率和累積頻率的直方圖，所述直方圖使用通過FE-EPMA(15kV)得到并在圖3中示出的組成圖譜制作。[圖5]圖5在其左圖顯示了實(shí)施方式的鎂合金板(樣品號(hào)1-1)的截面的組成圖譜，所述組成圖譜顯示了通過場(chǎng)發(fā)射電子探針顯微分析儀(FE-EPMA)在5kV的電子槍加速電壓下得到的Mn的濃度分布。圖5還在右圖顯示了在SEM下觀察到的與所述組成圖譜的區(qū)域相同的區(qū)域的顯微照片(背散射電子圖像)。[圖6]圖6為顯示Mn的濃度(Mn計(jì)數(shù)的數(shù)目)對(duì)濃度的頻率和累積頻率的直方圖，所述直方圖使用通過FE-EPMA(5kV)得到并在圖5中示出的組成圖譜制作。[圖7]圖7為說明耐沖擊試驗(yàn)的試驗(yàn)方法的說明圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)人在各種制造條件下制造了具有含有Al和Mn的組成并且能夠提供特別是優(yōu)異的強(qiáng)度和耐腐蝕性的鎂合金，從而考查耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性優(yōu)異的鎂合金的結(jié)構(gòu)。結(jié)果本專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，具有以特定范圍內(nèi)的量含有含Al和Mn且尺寸在特定范圍內(nèi)的化合物(Al-Mn結(jié)晶相)的結(jié)構(gòu)的鎂合金可以具有與僅含有非常少量的上述化合物或?qū)嵸|(zhì)上沒有這樣的化合物的鎂合金同等程度的耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性。具體而言，當(dāng)鎂合金具有含有一定量的上述化合物且這些化合物比較微細(xì)并且均勻分散的結(jié)構(gòu)時(shí)，所述鎂合金可以具有與僅含有非常少量的上述化合物或?qū)嵸|(zhì)上沒有這樣的化合物的鎂合金同等程度的耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性。本專利技術(shù)人還發(fā)現(xiàn)，具有上述特定結(jié)構(gòu)的鎂合金可以通過特定的鑄造工序來制造，所述鑄造工序包括以將在即將與模具接觸之前的所述合金的熔體的溫度設(shè)定得盡可能低且冷卻速度非常高的方式進(jìn)行連續(xù)鑄造。在該制造方法中，所述合金的熔體保持比較低的溫度。這可以緩解當(dāng)合金的熔體在高溫下時(shí)可以發(fā)生的上述(α)至(δ)的問題和其它問題，使得可以改善耐沖擊性、機(jī)械特性和塑性加工性優(yōu)異的鎂合金的生產(chǎn)率。本專利技術(shù)基于上述發(fā)現(xiàn)。首先，將列舉和說明本專利技術(shù)的實(shí)施方式的詳細(xì)內(nèi)容。(1)本專利技術(shù)一個(gè)方面的鎂合金包含以質(zhì)量％計(jì)1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn并具有含有Al和Mn的化合物的粒子分散在其中的結(jié)構(gòu)。在該鎂合金中，所述化合物的粒子的平均粒徑為0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面積比例為3.5％以上且25％以下。所述化合物的粒子的平均粒徑使用在光學(xué)顯微鏡下觀察到的圖像進(jìn)行測(cè)定。所述化合物的粒子的面積比例通過由FE-EPMA在5kV或15kV的電子槍加速電壓下得到的所述鎂合金的截面的組成圖譜進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定方法的詳情將在下文進(jìn)行說明。上述鎂合金以特定范圍內(nèi)的量含有Al和Mn，因此強(qiáng)度優(yōu)異并且耐腐蝕性也優(yōu)異。特別是，在所述鎂合金中，雖然所述含有Al和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鎂合金，其包含以質(zhì)量％計(jì)1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn，其中所述鎂合金具有含有Al和Mn的化合物的粒子分散在其中的結(jié)構(gòu)，所述化合物的粒子的平均粒徑為0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面積比例為3.5％以上且25％以下。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.10.15 JP 2014-2112591.一種鎂合金，其包含以質(zhì)量％計(jì)1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn，其中所述鎂合金具有含有Al和Mn的化合物的粒子分散在其中的結(jié)構(gòu)，所述化合物的粒子的平均粒徑為0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面積比例為3.5％以上且25％以下。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金，其中，所述化合物的粒子的最大直徑小于2.5μm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎂合金，其中，所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：大石幸廣，河部望，宮永倫正，弘榮介，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：住友電氣工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本,JP