JPH07118785A - 鋳物用マグネシウム合金、無気孔性マグネシウム合金鋳物及びそれらの製造方法 - Google Patents
鋳物用マグネシウム合金、無気孔性マグネシウム合金鋳物及びそれらの製造方法Info
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 カルシウムを０．５〜１０重量％含有する鋳
物用マグネシウム合金、該合金からなる無気孔性マグネ
シウム合金鋳物及びそれらの製造方法。 【効果】 本発明の鋳物用マグネシウム合金において
は、鋳造品にはピンホールは発生せず優れたマグネシウ
ム構造材料となり得る。また、鋳造品の製造にあたって
は、溶湯時に脱ガス処理する必要が無いため作業効率の
向上を図ることができる。
物用マグネシウム合金、該合金からなる無気孔性マグネ
シウム合金鋳物及びそれらの製造方法。 【効果】 本発明の鋳物用マグネシウム合金において
は、鋳造品にはピンホールは発生せず優れたマグネシウ
ム構造材料となり得る。また、鋳造品の製造にあたって
は、溶湯時に脱ガス処理する必要が無いため作業効率の
向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋳物用マグネシウム合
金、無気孔性マグネシウム合金鋳物及びそれらの製造方
法に関し、より詳しくは、カルシウムを含有せしめるこ
とによって鋳造品品質を向上させ得る鋳物用マグネシウ
ム合金、該合金からなる無気孔性マグネシウム合金鋳物
及びそれらの製造方法に関する。
金、無気孔性マグネシウム合金鋳物及びそれらの製造方
法に関し、より詳しくは、カルシウムを含有せしめるこ
とによって鋳造品品質を向上させ得る鋳物用マグネシウ
ム合金、該合金からなる無気孔性マグネシウム合金鋳物
及びそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マグネシウム合金は実用合金中最も軽
く、比強度にも優れた材料であるため、その特性を活し
て近年、自動車、航空機、スポーツ、レジャー用品分野
等での構造材料として広く利用されてきている。
く、比強度にも優れた材料であるため、その特性を活し
て近年、自動車、航空機、スポーツ、レジャー用品分野
等での構造材料として広く利用されてきている。
【０００３】従来マグネシウム合金の鋳造は金型鋳造、
ダイカスト鋳造が最も一般的であるが、マグネシウム合
金は水素と結合し易く、その水素に起因して溶湯中に溶
存している水素ガスが鋳造時の降温に伴う溶解度の低下
により気泡となり、ピンポール等の鋳造欠陥を発生させ
る原因となっている。
ダイカスト鋳造が最も一般的であるが、マグネシウム合
金は水素と結合し易く、その水素に起因して溶湯中に溶
存している水素ガスが鋳造時の降温に伴う溶解度の低下
により気泡となり、ピンポール等の鋳造欠陥を発生させ
る原因となっている。
【０００４】このようなピンホールが存在するマグネシ
ウム合金鋳物を構造材料として用いると、該ピンホール
に応力集中が起こり、ここからクラックが発生して材料
の破壊が進行することになる。
ウム合金鋳物を構造材料として用いると、該ピンホール
に応力集中が起こり、ここからクラックが発生して材料
の破壊が進行することになる。
【０００５】現在、スクイズ鋳造によるピンホールの無
いマグネシウム合金鋳物の製造が試みられているが、今
のところ良好な結果は得られていない。
いマグネシウム合金鋳物の製造が試みられているが、今
のところ良好な結果は得られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本発
明の目的は、鋳造品品質が著しく改善され、特に無気孔
性（ピンホールの無い）を向上させ得る鋳物用マグネシ
ウム合金、該合金からなる無気孔性マグネシウム合金鋳
物及びそれらの製造方法を提供することにある。
来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本発
明の目的は、鋳造品品質が著しく改善され、特に無気孔
性（ピンホールの無い）を向上させ得る鋳物用マグネシ
ウム合金、該合金からなる無気孔性マグネシウム合金鋳
物及びそれらの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
合金中に存在するカルシウムの水素吸蔵量が、その他の
一般的な金属元素とは逆に、高温では小さいが低温ほど
大きくなることに着目し、脱水素処理を施してないカル
シウムを他の合金成分からなるマグネシウム合金溶湯に
添加するか又は他の合金成分と混合し、溶解させること
によって、マグネシウム合金が凝固する際に（即ち溶湯
の温度が低下する際に）放出される水素をマグネシウム
合金中のカルシウムに吸蔵させることにより上記の課題
が解決されることを見出し、本発明に到達した。
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
合金中に存在するカルシウムの水素吸蔵量が、その他の
一般的な金属元素とは逆に、高温では小さいが低温ほど
大きくなることに着目し、脱水素処理を施してないカル
シウムを他の合金成分からなるマグネシウム合金溶湯に
添加するか又は他の合金成分と混合し、溶解させること
によって、マグネシウム合金が凝固する際に（即ち溶湯
の温度が低下する際に）放出される水素をマグネシウム
合金中のカルシウムに吸蔵させることにより上記の課題
が解決されることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】即ち、本発明の第一の態様の鋳物用マグネ
シウム合金は、カルシウムを０．５〜１０重量％含有す
ることを特徴とする。
シウム合金は、カルシウムを０．５〜１０重量％含有す
ることを特徴とする。
【０００９】本発明の第二の態様の無気孔性マグネシウ
ム合金鋳物は、カルシウムを０．５〜１０重量％含有す
る鋳物用マグネシウム合金からなることを特徴とする。
ム合金鋳物は、カルシウムを０．５〜１０重量％含有す
る鋳物用マグネシウム合金からなることを特徴とする。
【００１０】本発明の第三の態様の鋳物用マグネシウム
合金又は無気孔性マグネシウム合金鋳物の製造方法は、
脱水素処理を施してないカルシウムを全合金組成の０．
５〜１０重量％となる量で、他の合金成分と混合し、溶
解させた後に、又は他の合金成分の溶湯に添加、混合し
た後に、鋳造することを特徴とする。
合金又は無気孔性マグネシウム合金鋳物の製造方法は、
脱水素処理を施してないカルシウムを全合金組成の０．
５〜１０重量％となる量で、他の合金成分と混合し、溶
解させた後に、又は他の合金成分の溶湯に添加、混合し
た後に、鋳造することを特徴とする。
【００１１】本発明において鋳造用マグネシウム合金と
は、砂型鋳造、金型鋳造、ダイカスト鋳造等に一般に用
いられている全ての鋳造用マグネシウム合金、例えばＭ
ｇ−Ａｌ系合金（ＡＭ３０、ＡＭ１００等）、Ｍｇ−Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金（ＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ６３、ＡＺ
９１、ＡＺ９２等）、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金（ＺＫ５
１、ＺＫ６１等）、Ｍｇ−希土類元素系合金（ＥＺ３
３、ＺＥ４１、ＱＥ２２等）、並びにマグネシウムに、
更に追加の合金成分としてカルシウムを０．５〜１０重
量％含有するものを包含し、それらの例示としてはＭｇ
−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ａｌ−
Ｚｎ−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ−Ｃａ系合金、Ｍ
ｇ−希土類元素−Ｃａ系合金がある。
は、砂型鋳造、金型鋳造、ダイカスト鋳造等に一般に用
いられている全ての鋳造用マグネシウム合金、例えばＭ
ｇ−Ａｌ系合金（ＡＭ３０、ＡＭ１００等）、Ｍｇ−Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金（ＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ６３、ＡＺ
９１、ＡＺ９２等）、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金（ＺＫ５
１、ＺＫ６１等）、Ｍｇ−希土類元素系合金（ＥＺ３
３、ＺＥ４１、ＱＥ２２等）、並びにマグネシウムに、
更に追加の合金成分としてカルシウムを０．５〜１０重
量％含有するものを包含し、それらの例示としてはＭｇ
−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ａｌ−
Ｚｎ−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ−Ｃａ系合金、Ｍ
ｇ−希土類元素−Ｃａ系合金がある。
【００１２】カルシウムは、マグネシウム合金中に含有
されることによってマグネシウム合金に優れた水素吸蔵
性を付与する性質を有する。この特性はカルシウム含有
量が０．５重量％以上で明確になる。しかしカルシウム
含有量が１０重量％を越えるとマグネシウム合金の機械
的性質が低下するとともにコスト高となる。したがって
本発明においてはカルシウム含有量を０．５〜１０重量
％の範囲内で選定すべきである。
されることによってマグネシウム合金に優れた水素吸蔵
性を付与する性質を有する。この特性はカルシウム含有
量が０．５重量％以上で明確になる。しかしカルシウム
含有量が１０重量％を越えるとマグネシウム合金の機械
的性質が低下するとともにコスト高となる。したがって
本発明においてはカルシウム含有量を０．５〜１０重量
％の範囲内で選定すべきである。
【００１３】本発明の鋳物用マグネシウム合金又は無気
孔性マグネシウム合金鋳物の製造においては、脱水素処
理を施してないカルシウムを全合金組成の０．５〜１０
重量％となる量で、他の合金成分と混合し、溶解させる
か、又は他の合金成分の溶湯に添加、混合する。このよ
うにして得た溶湯を鋳造し、冷却、凝固させると、この
際に、マグネシウムに吸蔵されていた水素が放出される
が、この水素は添加されたカルシウムによって吸蔵さ
れ、マグネシウム合金中には遊離の水素が少なくなり、
その結果としてマグネシウム合金又はマグネシウム合金
鋳物の鋳造品品質が著しく改善され、特に無気孔性（ピ
ンホールの無い）が改善される。従って、鋳造品の製造
にあたっては、溶湯時に脱ガス処理する必要が無いため
作業効率の向上を図ることができる。
孔性マグネシウム合金鋳物の製造においては、脱水素処
理を施してないカルシウムを全合金組成の０．５〜１０
重量％となる量で、他の合金成分と混合し、溶解させる
か、又は他の合金成分の溶湯に添加、混合する。このよ
うにして得た溶湯を鋳造し、冷却、凝固させると、この
際に、マグネシウムに吸蔵されていた水素が放出される
が、この水素は添加されたカルシウムによって吸蔵さ
れ、マグネシウム合金中には遊離の水素が少なくなり、
その結果としてマグネシウム合金又はマグネシウム合金
鋳物の鋳造品品質が著しく改善され、特に無気孔性（ピ
ンホールの無い）が改善される。従って、鋳造品の製造
にあたっては、溶湯時に脱ガス処理する必要が無いため
作業効率の向上を図ることができる。
【００１４】
【実施例】脱水素処理を施してないカルシウムを用い、
それぞれ表１に示す合金組成となるように合金成分材料
を配合し、それらの合金組成配合物を黒鉛ルツボ中約７
００〜７５０℃で大気溶解し、ピンホールテストを行っ
た。
それぞれ表１に示す合金組成となるように合金成分材料
を配合し、それらの合金組成配合物を黒鉛ルツボ中約７
００〜７５０℃で大気溶解し、ピンホールテストを行っ
た。
【００１５】各合金のピンホールテストにおいては、予
め鉄製ルツボ（約１０ｃｃ）を１００℃に予熱し、各合
金溶湯の一部を鋳造温度７００℃でルツボに鋳込み、真
空吸引雰囲気中で凝固させた。この凝固過程において、
溶湯中に溶存していたガス量に応じて凝固した鋳物に気
泡などのガス発生の痕跡が現れる。
め鉄製ルツボ（約１０ｃｃ）を１００℃に予熱し、各合
金溶湯の一部を鋳造温度７００℃でルツボに鋳込み、真
空吸引雰囲気中で凝固させた。この凝固過程において、
溶湯中に溶存していたガス量に応じて凝固した鋳物に気
泡などのガス発生の痕跡が現れる。
【００１６】図１は表１に示す組成の各合金から得た鋳
造品の断面写真であり、図１から明らかなように、各合
金ともカルシウムを１重量％、３重量％又は５重量％添
加することによって断面部の割れや巣は著しく改善され
ている。
造品の断面写真であり、図１から明らかなように、各合
金ともカルシウムを１重量％、３重量％又は５重量％添
加することによって断面部の割れや巣は著しく改善され
ている。
【００１７】また、得られた鋳物の密度を測定すること
によって、溶湯中に溶存していたガス量の度合（ポロシ
ティー量）を次式で定性することができる： ポロシティー量＝（１／ρ’−１／ρ）×１００ 〔cc
/100ｇ〕 ρ’：実測密度 ρ ：理論密度（表中の成分より算出） 表２は表１に示す組成の各合金から得た鋳造品の理論比
重、測定比重及びポロシティー量を示しており、表２か
ら明らかなようにカルシウムを添加することによって測
定比重は理論比重に近い値を示しており、さらにポロシ
ティー量は著しく減少している。
によって、溶湯中に溶存していたガス量の度合（ポロシ
ティー量）を次式で定性することができる： ポロシティー量＝（１／ρ’−１／ρ）×１００ 〔cc
/100ｇ〕 ρ’：実測密度 ρ ：理論密度（表中の成分より算出） 表２は表１に示す組成の各合金から得た鋳造品の理論比
重、測定比重及びポロシティー量を示しており、表２か
ら明らかなようにカルシウムを添加することによって測
定比重は理論比重に近い値を示しており、さらにポロシ
ティー量は著しく減少している。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】本発明の鋳物用マグネシウム合金におい
ては、マグネシウム合金中に存在するカルシウムの水素
吸蔵量が高温では小さいが低温ほど大きくなるので、マ
グネシウム合金の溶湯が凝固する際に放出される水素は
マグネシウム合金中のカルシウムに吸蔵され、従って鋳
造品にはピンホールは発生せず優れたマグネシウム構造
材料となり得る。また、鋳造品の製造にあたっては、溶
湯時に脱ガス処理する必要が無いため作業効率の向上を
図ることができる。
ては、マグネシウム合金中に存在するカルシウムの水素
吸蔵量が高温では小さいが低温ほど大きくなるので、マ
グネシウム合金の溶湯が凝固する際に放出される水素は
マグネシウム合金中のカルシウムに吸蔵され、従って鋳
造品にはピンホールは発生せず優れたマグネシウム構造
材料となり得る。また、鋳造品の製造にあたっては、溶
湯時に脱ガス処理する必要が無いため作業効率の向上を
図ることができる。
【図１】実施例に示す組成の各合金から得た鋳造品の断
面写真である。
面写真である。
Claims (3)
- 【請求項１】 鋳物用マグネシウム合金において、カル
シウムを０．５〜１０重量％含有することを特徴とする
鋳物用マグネシウム合金。 - 【請求項２】 カルシウムを０．５〜１０重量％含有す
る鋳物用マグネシウム合金からなることを特徴とする無
気孔性マグネシウム合金鋳物。 - 【請求項３】 脱水素処理を施してないカルシウムを全
合金組成の０．５〜１０重量％となる量で、他の合金成
分と混合し、溶解させた後に、又は他の合金成分の溶湯
に添加、混合した後に、鋳造することを特徴とする鋳物
用マグネシウム合金又は無気孔性マグネシウム合金鋳物
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28732993A JPH07118785A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 鋳物用マグネシウム合金、無気孔性マグネシウム合金鋳物及びそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28732993A JPH07118785A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 鋳物用マグネシウム合金、無気孔性マグネシウム合金鋳物及びそれらの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07118785A true JPH07118785A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17715959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28732993A Pending JPH07118785A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 鋳物用マグネシウム合金、無気孔性マグネシウム合金鋳物及びそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118785A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07331375A (ja) * | 1994-06-06 | 1995-12-19 | Toyota Motor Corp | 鋳造用耐熱マグネシウム合金 |
| JPH08269609A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-15 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ダイカスト性に優れたＭｇ−Ａｌ−Ｃａ合金 |
| EP0799901A1 (en) * | 1996-04-04 | 1997-10-08 | Mazda Motor Corporation | Heat-resistant magnesium alloy member |
| FR2850672A1 (fr) * | 2003-01-31 | 2004-08-06 | Toyota Jidoshokki Kk | Alliage de magnesium de moulage resistant a la chaleur et produit moule en alliage de magnesium resistant a la chaleur |
| US8123877B2 (en) | 2003-01-31 | 2012-02-28 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat-resistant magnesium alloy for casting heat-resistant magnesium alloy cast product, and process for producing heat-resistant magnesium alloy cast product |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP28732993A patent/JPH07118785A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07331375A (ja) * | 1994-06-06 | 1995-12-19 | Toyota Motor Corp | 鋳造用耐熱マグネシウム合金 |
| JPH08269609A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-15 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ダイカスト性に優れたＭｇ−Ａｌ−Ｃａ合金 |
| EP0799901A1 (en) * | 1996-04-04 | 1997-10-08 | Mazda Motor Corporation | Heat-resistant magnesium alloy member |
| FR2850672A1 (fr) * | 2003-01-31 | 2004-08-06 | Toyota Jidoshokki Kk | Alliage de magnesium de moulage resistant a la chaleur et produit moule en alliage de magnesium resistant a la chaleur |
| US8123877B2 (en) | 2003-01-31 | 2012-02-28 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat-resistant magnesium alloy for casting heat-resistant magnesium alloy cast product, and process for producing heat-resistant magnesium alloy cast product |
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