JPH0665669A - 耐熱Ｍｇ合金およびその製造方法 - Google Patents
耐熱Ｍｇ合金およびその製造方法Info
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- JPH0665669A JPH0665669A JP22551492A JP22551492A JPH0665669A JP H0665669 A JPH0665669 A JP H0665669A JP 22551492 A JP22551492 A JP 22551492A JP 22551492 A JP22551492 A JP 22551492A JP H0665669 A JPH0665669 A JP H0665669A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優秀な耐熱強度を備えた耐熱Ｍｇ合金を提供
する。 【構成】 耐熱Ｍｇ合金は、オスプレイプロセス、それ
に次ぐ熱間押出し加工法の適用下で製造され、Ｓｉ、Ｇ
ｅおよびＳｂから選択される少なくとも一種の合金元素
ＡＥの含有量が１．３重量％≦ＡＥ≦２０重量％であっ
て、その合金元素ＡＥおよびＭｇよりなる低比重で、且
つ高融点の微細金属間化合物が均一に分散している。
する。 【構成】 耐熱Ｍｇ合金は、オスプレイプロセス、それ
に次ぐ熱間押出し加工法の適用下で製造され、Ｓｉ、Ｇ
ｅおよびＳｂから選択される少なくとも一種の合金元素
ＡＥの含有量が１．３重量％≦ＡＥ≦２０重量％であっ
て、その合金元素ＡＥおよびＭｇよりなる低比重で、且
つ高融点の微細金属間化合物が均一に分散している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱Ｍｇ合金、特に、低
比重で、且つ高融点の金属間化合物をＭｇマトリックス
に分散させた耐熱Ｍｇ合金に関する。
比重で、且つ高融点の金属間化合物をＭｇマトリックス
に分散させた耐熱Ｍｇ合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種耐熱Ｍｇ合金としては、前
記金属間化合物であるＭｇ2 Ｓｉを含有し、鋳造法によ
って製造されたものが知られている（例えば、特公昭４
３−２０８９２号公報参照）。
記金属間化合物であるＭｇ2 Ｓｉを含有し、鋳造法によ
って製造されたものが知られている（例えば、特公昭４
３−２０８９２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳造法
によるＭｇ2 Ｓｉの微細化には限界があり、例えば、よ
り一層の耐熱強度の向上を狙ってＳｉ含有量を２０重量
％程度と高く設定してＭｇ2 Ｓｉの晶出量を増すと、そ
の微細化および均一分散を十分に達成することができな
い場合があった。
によるＭｇ2 Ｓｉの微細化には限界があり、例えば、よ
り一層の耐熱強度の向上を狙ってＳｉ含有量を２０重量
％程度と高く設定してＭｇ2 Ｓｉの晶出量を増すと、そ
の微細化および均一分散を十分に達成することができな
い場合があった。
【０００４】本発明は前記に鑑み、前記金属間化合物の
微細化と均一分散とを達成すると共にその金属間化合物
の含有範囲を拡張し、これにより要求耐熱強度を容易に
満たすことができるようにした前記耐熱Ｍｇ合金および
その製造方法を提供することを目的とする。
微細化と均一分散とを達成すると共にその金属間化合物
の含有範囲を拡張し、これにより要求耐熱強度を容易に
満たすことができるようにした前記耐熱Ｍｇ合金および
その製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐熱Ｍｇ合
金は、ＬＤＣプロセス、それに次ぐ塑性加工法の適用下
で製造され、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｂから選択される少な
くとも一種の合金元素ＡＥの含有量が１．３重量％≦Ａ
Ｅ≦２０重量％であって、その合金元素ＡＥおよびＭｇ
よりなる低比重で、且つ高融点の微細金属間化合物が均
一に分散していることを特徴とする。
金は、ＬＤＣプロセス、それに次ぐ塑性加工法の適用下
で製造され、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｂから選択される少な
くとも一種の合金元素ＡＥの含有量が１．３重量％≦Ａ
Ｅ≦２０重量％であって、その合金元素ＡＥおよびＭｇ
よりなる低比重で、且つ高融点の微細金属間化合物が均
一に分散していることを特徴とする。
【０００６】本発明に係る耐熱Ｍｇ合金の製造方法は、
Ｓｉ、ＧｅおよびＳｂから選択される少なくとも一種の
合金元素ＡＥを１．３重量％≦ＡＥ≦２０重量％含有す
るＭｇ合金組成の素材を用いてＬＤＣプロセスを行うこ
とにより多孔性中間体を製造し、次いでその多孔性中間
体に塑性加工を施すことを特徴とする。
Ｓｉ、ＧｅおよびＳｂから選択される少なくとも一種の
合金元素ＡＥを１．３重量％≦ＡＥ≦２０重量％含有す
るＭｇ合金組成の素材を用いてＬＤＣプロセスを行うこ
とにより多孔性中間体を製造し、次いでその多孔性中間
体に塑性加工を施すことを特徴とする。
【０００７】
【作用】ＬＤＣ（liquid dynamic compaction)プロセス
とは、例えば溶湯より溶滴流を形成してその溶滴流を所
定の速度で落下させ、下方に設置されたコレクタ内にお
ける溶滴の衝突、溶着および再凝固による堆積作用によ
って多孔性金属塊を得る方法であって、このプロセスに
はオスプレイ(Osprey)プロセス、ＶＡＤＥＲ(vacuum ar
c double electrode remelting) プロセス等が含まれ
る。
とは、例えば溶湯より溶滴流を形成してその溶滴流を所
定の速度で落下させ、下方に設置されたコレクタ内にお
ける溶滴の衝突、溶着および再凝固による堆積作用によ
って多孔性金属塊を得る方法であって、このプロセスに
はオスプレイ(Osprey)プロセス、ＶＡＤＥＲ(vacuum ar
c double electrode remelting) プロセス等が含まれ
る。
【０００８】ＬＤＣプロセスによれば、溶滴の再凝固が
急速に行われるので、金属間化合物がデンドライト状に
晶出することがない。また多孔性金属塊は溶滴の集合物
であるから、その金属塊における金属間化合物の分散が
均一となる。このような金属塊に塑性加工を施すと、製
品の高密度化が達成される。
急速に行われるので、金属間化合物がデンドライト状に
晶出することがない。また多孔性金属塊は溶滴の集合物
であるから、その金属塊における金属間化合物の分散が
均一となる。このような金属塊に塑性加工を施すと、製
品の高密度化が達成される。
【０００９】前記耐熱Ｍｇ合金は前記のような方法によ
って得られたものであるから、それに含有される金属間
化合物は微細であり、その分散も均一となる。また前記
合金元素ＡＥとＭｇよりなる微細金属間化合物は低比重
で、且つ高融点である。その上、合金元素ＡＥの含有範
囲、したがって微細金属間化合物の含有範囲が拡張され
ているので、耐熱Ｍｇ合金に対する要求耐熱強度を容易
に満たすことが可能である。
って得られたものであるから、それに含有される金属間
化合物は微細であり、その分散も均一となる。また前記
合金元素ＡＥとＭｇよりなる微細金属間化合物は低比重
で、且つ高融点である。その上、合金元素ＡＥの含有範
囲、したがって微細金属間化合物の含有範囲が拡張され
ているので、耐熱Ｍｇ合金に対する要求耐熱強度を容易
に満たすことが可能である。
【００１０】ただし、合金元素ＡＥの含有量がＡＥ＜
１．３重量％では微細金属間化合物の含有量が少なくな
って十分な耐熱強度を得ることができず、一方、ＡＥ＞
２０重量％では素材の融点が上昇するため製法上の困難
が生じたり、また金属間化合物の含有量が過大となって
室温下でのＭｇ合金の靱性が低下する。
１．３重量％では微細金属間化合物の含有量が少なくな
って十分な耐熱強度を得ることができず、一方、ＡＥ＞
２０重量％では素材の融点が上昇するため製法上の困難
が生じたり、また金属間化合物の含有量が過大となって
室温下でのＭｇ合金の靱性が低下する。
【００１１】
【実施例】耐熱Ｍｇ合金の製造に当っては、Ｓｉ、Ｇｅ
およびＳｂから選択される少なくとも一種の合金元素Ａ
Ｅを１．３重量％≦ＡＥ≦２０重量％含有するＭｇ合金
組成の素材を溶製する工程と、その素材を用いてＬＤＣ
プロセスとしてのオスプレイプロセスを行うことにより
多孔性中間体を製造する工程と、その中間体の外周部に
切削加工を施して所定の寸法に仕上げる工程と、中間体
に塑性加工としての熱間押出し加工を施す工程とを順次
行うものである。
およびＳｂから選択される少なくとも一種の合金元素Ａ
Ｅを１．３重量％≦ＡＥ≦２０重量％含有するＭｇ合金
組成の素材を溶製する工程と、その素材を用いてＬＤＣ
プロセスとしてのオスプレイプロセスを行うことにより
多孔性中間体を製造する工程と、その中間体の外周部に
切削加工を施して所定の寸法に仕上げる工程と、中間体
に塑性加工としての熱間押出し加工を施す工程とを順次
行うものである。
【００１２】素材において、合金元素ＡＥであるＳｉ、
ＧｅおよびＳｂは、Ｍｇに殆ど固溶しないことからＭｇ
と化合して低比重で、且つ高融点の金属間化合物（以
下、ＩＭＣと称す）を形成する。そのＩＭＣは、Ｓｉの
場合Ｍｇ2 Ｓｉ（比重１．９、融点１１０２℃）であ
り、Ｇｅの場合Ｍｇ2 Ｇｅ（比重３．１、融点１１１５
℃）であり、Ｓｂの場合α−Ｍｇ3 Ｓｂ2 （比重４．
１、融点９３０℃）である。
ＧｅおよびＳｂは、Ｍｇに殆ど固溶しないことからＭｇ
と化合して低比重で、且つ高融点の金属間化合物（以
下、ＩＭＣと称す）を形成する。そのＩＭＣは、Ｓｉの
場合Ｍｇ2 Ｓｉ（比重１．９、融点１１０２℃）であ
り、Ｇｅの場合Ｍｇ2 Ｇｅ（比重３．１、融点１１１５
℃）であり、Ｓｂの場合α−Ｍｇ3 Ｓｂ2 （比重４．
１、融点９３０℃）である。
【００１３】オスプレイプロセスは、図１に示すような
装置を用いて行われる。即ち、溶解炉１内で素材を溶解
して溶湯２を調製する、溶解炉１底部外面に付設された
霧化機構３のガス導入管４に高圧Ｎ2 ガスを導入し、そ
のＮ2 ガスと共に溶湯２をノズル５から下向きに噴出さ
せることによって溶滴流６を形成する、その溶滴流６を
コレクタ７によって受容する、コレクタ７内における堆
積物量に応じてそのコレクタ７を昇降台８を介して下降
させ、所定の体積をもつ多孔性中間体９を得る。図中、
１０はノックアウト用ピン孔である。
装置を用いて行われる。即ち、溶解炉１内で素材を溶解
して溶湯２を調製する、溶解炉１底部外面に付設された
霧化機構３のガス導入管４に高圧Ｎ2 ガスを導入し、そ
のＮ2 ガスと共に溶湯２をノズル５から下向きに噴出さ
せることによって溶滴流６を形成する、その溶滴流６を
コレクタ７によって受容する、コレクタ７内における堆
積物量に応じてそのコレクタ７を昇降台８を介して下降
させ、所定の体積をもつ多孔性中間体９を得る。図中、
１０はノックアウト用ピン孔である。
【００１４】このようなプロセスによると溶滴の冷却速
度は１０2 〜１０3 ℃／sec といったように高められる
ので、その溶滴の再凝固に際し、ＩＭＣがデンドライト
状に成長することがなく、これにより微細ＩＭＣを均一
に分散させた多孔性中間体９が得られる。
度は１０2 〜１０3 ℃／sec といったように高められる
ので、その溶滴の再凝固に際し、ＩＭＣがデンドライト
状に成長することがなく、これにより微細ＩＭＣを均一
に分散させた多孔性中間体９が得られる。
【００１５】以下、具体例について説明する。
【００１６】純度９９．９９％のＭｇインゴットおよび
純度９９．７％のＳｉフレークをＡｒガス雰囲気下で高
周波溶解し、次いでＣｕ製金型を用いて鋳込作業を行う
ことにより、Ｓｉ含有量を０．５〜２５．０重量％の範
囲で調節された複数のＭｇ合金組成の素材を溶製した。
純度９９．７％のＳｉフレークをＡｒガス雰囲気下で高
周波溶解し、次いでＣｕ製金型を用いて鋳込作業を行う
ことにより、Ｓｉ含有量を０．５〜２５．０重量％の範
囲で調節された複数のＭｇ合金組成の素材を溶製した。
【００１７】各素材を用いてオスプレイプロセスを行う
ことにより、直径５０mm、長さ６０mmの多孔性中間体を
製造した。オスプレイプロセスの条件は、溶湯温度７５
０℃、Ｎ2 ガスの圧力５kgｆ／cm2 、ノズルおよびコレ
クタ（または堆積物）間の距離３０mm、冷却速度５×１
０2 ℃／sec に設定された。
ことにより、直径５０mm、長さ６０mmの多孔性中間体を
製造した。オスプレイプロセスの条件は、溶湯温度７５
０℃、Ｎ2 ガスの圧力５kgｆ／cm2 、ノズルおよびコレ
クタ（または堆積物）間の距離３０mm、冷却速度５×１
０2 ℃／sec に設定された。
【００１８】各中間体の外周部に切削加工を施して直径
を４０mmに仕上げ、その中間体に押出し温度３５０℃、
押出し比１６の条件下で熱間押出し加工を施して直径１
０mmの丸棒状をなすＭｇ−Ｓｉ系合金（１）〜（１０）
を得た。
を４０mmに仕上げ、その中間体に押出し温度３５０℃、
押出し比１６の条件下で熱間押出し加工を施して直径１
０mmの丸棒状をなすＭｇ−Ｓｉ系合金（１）〜（１０）
を得た。
【００１９】比較のため、前記ＭｇインゴットおよびＳ
ｉフレークを用い、溶解および鋳造を行うことによって
Ｓｉ含有量を異にする直径１０mmの丸棒状をなす２種の
Ｍｇ−Ｓｉ系合金（１１），（１２）を得た。この場合
の冷却速度は１０0 〜１０1℃／sec であった。
ｉフレークを用い、溶解および鋳造を行うことによって
Ｓｉ含有量を異にする直径１０mmの丸棒状をなす２種の
Ｍｇ−Ｓｉ系合金（１１），（１２）を得た。この場合
の冷却速度は１０0 〜１０1℃／sec であった。
【００２０】各Ｍｇ−Ｓｉ系合金（１）〜（１２）につ
いて、ＩＭＣの粒径Ｄおよび体積分率Ｖｆを調べ、また
室温および２００℃において引張り試験を行って引張強
さＴＳ、耐力ＹＳおよび伸びＥL を測定したところ、表
１の結果が得られた。表中、評価の欄において、「○」
印は耐熱Ｍｇ合金として適当であることを、また「×」
印は耐熱Ｍｇ合金として不適当であることをそれぞれ示
す。この評価は以下の各表について同じである。
いて、ＩＭＣの粒径Ｄおよび体積分率Ｖｆを調べ、また
室温および２００℃において引張り試験を行って引張強
さＴＳ、耐力ＹＳおよび伸びＥL を測定したところ、表
１の結果が得られた。表中、評価の欄において、「○」
印は耐熱Ｍｇ合金として適当であることを、また「×」
印は耐熱Ｍｇ合金として不適当であることをそれぞれ示
す。この評価は以下の各表について同じである。
【００２１】
【表１】 表１から明らかなように、Ｍｇ−Ｓｉ系合金（３）〜
（９）はＳｉ含有量が前記範囲に収められており、また
オスプレイプロセスを適用されたことから、適当量の微
細ＩＭＣの均一分散が図られ、その上熱間押出し加工に
よって高密度化が達成されているので、優れた耐熱強度
を有する。
（９）はＳｉ含有量が前記範囲に収められており、また
オスプレイプロセスを適用されたことから、適当量の微
細ＩＭＣの均一分散が図られ、その上熱間押出し加工に
よって高密度化が達成されているので、優れた耐熱強度
を有する。
【００２２】表２は、Ｍｇ−Ｇｅ系合金（１３）〜（２
３）の組成、ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならび
に室温および２００℃における引張り試験結果を示す。
合金（１３）〜（２１）はオスプレイプロセスおよび熱
間押出し加工を適用されたものであり、また合金（２
２），（２３）は前記同様の鋳造法により得られたもの
である。
３）の組成、ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならび
に室温および２００℃における引張り試験結果を示す。
合金（１３）〜（２１）はオスプレイプロセスおよび熱
間押出し加工を適用されたものであり、また合金（２
２），（２３）は前記同様の鋳造法により得られたもの
である。
【００２３】
【表２】 表３は、オスプレイプロセスおよび熱間押出し加工を適
用されたＭｇ−Ｓｂ系合金（２４）〜（３０）の組成、
ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならびに室温および
２００℃における引張り試験結果を示す。
用されたＭｇ−Ｓｂ系合金（２４）〜（３０）の組成、
ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならびに室温および
２００℃における引張り試験結果を示す。
【００２４】
【表３】 表４は、オスプレイプロセスおよび熱間押出し加工を適
用されたＭｇ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金（３１）〜（４０）の
組成、ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならびに室温
および２００℃における引張り試験結果を示す。
用されたＭｇ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金（３１）〜（４０）の
組成、ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならびに室温
および２００℃における引張り試験結果を示す。
【００２５】
【表４】 表５は、オスプレイプロセスおよび熱間押出し加工を適
用されたＭｇ−Ｓｉ−Ｇｅ−Ｓｂ系合金（４１）〜（４
４）の組成、ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならび
に室温および２００℃における引張り試験結果を示す。
用されたＭｇ−Ｓｉ−Ｇｅ−Ｓｂ系合金（４１）〜（４
４）の組成、ＩＭＣの粒径Ｄ、その体積分率Ｖｆならび
に室温および２００℃における引張り試験結果を示す。
【００２６】
【表５】
【００２７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、低比重
で、且つ高融点の特定金属間化合物の微細化と均一分散
とを達成すると共にその微細金属間化合物の含有範囲を
拡張し、これにより要求耐熱強度を容易に満たすことが
可能な耐熱Ｍｇ合金を提供することができる。
で、且つ高融点の特定金属間化合物の微細化と均一分散
とを達成すると共にその微細金属間化合物の含有範囲を
拡張し、これにより要求耐熱強度を容易に満たすことが
可能な耐熱Ｍｇ合金を提供することができる。
【００２８】請求項３記載の発明によれば、前記耐熱Ｍ
ｇ合金を容易に量産することができる。
ｇ合金を容易に量産することができる。
【図１】オスプレイプロセスの概略説明図である。
１ 溶解炉 ２ 溶湯 ３ 霧化機構 ４ ガス導入管 ５ ノズル ６ 溶滴流 ７ コレクタ ８ 多孔性中間体
Claims (3)
- 【請求項１】 ＬＤＣプロセス、それに次ぐ塑性加工法
の適用下で製造され、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｂから選択さ
れる少なくとも一種の合金元素ＡＥの含有量が１．３重
量％≦ＡＥ≦２０重量％であって、その合金元素ＡＥお
よびＭｇよりなる低比重で、且つ高融点の微細金属間化
合物が均一に分散していることを特徴とする耐熱Ｍｇ合
金。 - 【請求項２】 前記微細金属間化合物の粒径ＤがＤ≦１
０μｍである、請求項１記載の耐熱Ｍｇ合金。 - 【請求項３】 Ｓｉ、ＧｅおよびＳｂから選択される少
なくとも一種の合金元素ＡＥを１．３重量％≦ＡＥ≦２
０重量％含有するＭｇ合金組成の素材を用いてＬＤＣプ
ロセスを行うことにより多孔性中間体を製造し、次いで
その多孔性中間体に塑性加工を施すことを特徴とする耐
熱Ｍｇ合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22551492A JPH0665669A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 耐熱Ｍｇ合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22551492A JPH0665669A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 耐熱Ｍｇ合金およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665669A true JPH0665669A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16830512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22551492A Pending JPH0665669A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 耐熱Ｍｇ合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665669A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19853632B4 (de) * | 1997-11-20 | 2006-10-26 | Ricoh Co., Ltd. | Bildverarbeitungsvorrichtung |
| JP2011074469A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | 珪素を添加したマグネシウム合金の製造方法 |
| CN102978494A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-20 | 北京大学 | 一种Mg-Ge系镁合金及其制备方法 |
| JP2017179541A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 鋳造用マグネシウム合金及びマグネシウム合金鋳物 |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP22551492A patent/JPH0665669A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19853632B4 (de) * | 1997-11-20 | 2006-10-26 | Ricoh Co., Ltd. | Bildverarbeitungsvorrichtung |
| JP2011074469A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | 珪素を添加したマグネシウム合金の製造方法 |
| CN102978494A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-20 | 北京大学 | 一种Mg-Ge系镁合金及其制备方法 |
| JP2017179541A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 鋳造用マグネシウム合金及びマグネシウム合金鋳物 |
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