镁合金、镁合金板、镁合金构件和镁合金的制造方法技术

一种镁合金，其含有以质量％计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结构。所述化合物的粒子的平均粒径为0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面积比例为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%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】镁合金、镁合金板、镁合金构件和镁合金的制造方法
本专利技术涉及适合于壳体、各种部件等的构成材料的镁合金，适合于用于二次加工材料如壳体和各种部件的原材料(一次加工材料)的镁合金板，适合于二次加工材料如壳体和各种部件的镁合金构件，和所述镁合金的制造方法。特别地，本专利技术涉及耐冲击性、机械特性、塑性加工性优异且生产率也优异的镁合金、镁合金板和镁合金构件。
技术介绍
重量轻并且比强度和比刚性优异的镁合金已经越来越多地用作各种部件如汽车的部件以及便携式电子/电气装置如便携式电话和笔记本电脑的壳体的构成材料。镁合金比许多其它金属轻、比强度高、并且还具有优异的冲击吸收性。由于各种元素添加于活性Mg(镁)，因此这些镁合金还具有优异的耐腐蚀性并且优选用于上述各种部件的构成材料。在这些镁合金之中，特别是含有Al(铝)的Mg-Al基合金的强度和耐腐蚀性优异并且优选用于上述构成材料。专利文献1公开了由含有Al和Mn(锰)的镁合金构成并且耐冲击性和机械特性不仅在常温下而且在低温下均优异的镁合金板。这种镁合金板含有含Al和Mn的化合物(主要以晶体析出。这些在下文中可以称为Al-Mn结晶相)。所述Al-Mn结晶相是非常微细的且量非常少，并且优选实质上不存在。因此，在该镁合金板中，不太可能发生由粗大的Al-Mn结晶相引起的破裂等。因此，所述镁合金板的耐冲击性和机械特性优异并且塑性加工性如压制加工性也是优异的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-006754号公报
技术实现思路
技术问题期望开发耐冲击性、机械特性如强度、屈服强度和伸长率、以及塑性加工性如轧制加工性和压制加工性优异并且生产率也优异的镁合金。专利文献1中公开的镁合金板的上述的耐冲击性等优异。然而，为了减少Al-Mn结晶相的量，将合金的熔体温度设定得比较高，即700℃。理论上，当含有Al和Mn的镁合金的熔体温度在630℃左右、特别是低于630℃时，最容易形成和生长所述Al-Mn结晶相。因此，当所述合金的熔体温度充分高于630℃、优选高于690℃时，可以有效防止Al-Mn结晶相的形成和生长。然而，当提高合金的熔体温度时，发生以下情况。(α)合金的熔体容易氧化，并且这会由于氧化物的形成和混入而导致成品率降低。(β)当例如为了防止氧化而使用高真空气氛时，因为Mg的高蒸气压而使得合金的熔体变得难以处理，以致可加工性劣化。(γ)需要大量的能量来将合金的熔体保持在高温。(δ)由于合金的熔体为高温，因此加速了设备的热劣化。从上述观点来看，难以改善生产率。上述(α)至(δ)也可以导致成本增加。本专利技术的一个目的是提供耐冲击性、机械特性和塑性加工性优异并且生产率也优异的镁合金。本专利技术的另一个目的是提供耐冲击性、机械特性和塑性加工性优异并且生产率也优异的镁合金板。本专利技术的又一个目的是提供耐冲击性和机械特性优异并且生产率也优异的镁合金构件。本专利技术的再一个目的是提供能以高生产率制造耐冲击性、机械特性和塑性加工性优异的镁合金的镁合金的制造方法。解决技术问题的技术手段本专利技术一个方面的镁合金含有以质量％计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结构。所述化合物的粒子的平均粒径为0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面积比例为3.5％以上且25％以下。本专利技术一个方面的镁合金的制造方法包括对含有以质量％计1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn的镁合金的熔体进行连续铸造的步骤。在该制造方法中，在即将与模具接触之前的所述熔体的温度为630℃以上且690℃以下，并且所述熔体的冷却速度为560℃/秒以上。专利技术的有益效果上述镁合金的耐冲击性、机械特性和塑性加工性优异并且生产率也优异。上述镁合金的制造方法能以高生产率制造耐冲击性、机械特性和塑性加工性优异的镁合金。附图说明[图1]图1在其上图显示了在扫描电子显微镜(SEM)下观察到的实施方式的镁合金板(样品号1-1)的截面的显微照片(二次电子图像)，并且还在下图显示了通过改变二次电子图像的对比度得到的二值图像。[图2]图2为在SEM下观察到的实施方式的镁合金板(样品号1-1)的截面的显微照片(背散射电子图像)。[图3]图3显示了实施方式的镁合金板(样品号1-1)的截面的组成图谱(組成マッピング)，所述组成图谱显示了通过场发射电子探针显微分析仪(FE-EPMA)在15kV的电子枪加速电压下得到的Mn的浓度分布。[图4]图4为显示Mn的浓度(Mn计数的数目)对浓度的频率和累积频率的直方图，所述直方图使用通过FE-EPMA(15kV)得到并在图3中示出的组成图谱制作。[图5]图5在其左图显示了实施方式的镁合金板(样品号1-1)的截面的组成图谱，所述组成图谱显示了通过场发射电子探针显微分析仪(FE-EPMA)在5kV的电子枪加速电压下得到的Mn的浓度分布。图5还在右图显示了在SEM下观察到的与所述组成图谱的区域相同的区域的显微照片(背散射电子图像)。[图6]图6为显示Mn的浓度(Mn计数的数目)对浓度的频率和累积频率的直方图，所述直方图使用通过FE-EPMA(5kV)得到并在图5中示出的组成图谱制作。[图7]图7为说明耐冲击试验的试验方法的说明图。具体实施方式本专利技术人在各种制造条件下制造了具有含有Al和Mn的组成并且能够提供特别是优异的强度和耐腐蚀性的镁合金，从而考查耐冲击性、机械特性和塑性加工性优异的镁合金的结构。结果本专利技术人发现，具有以特定范围内的量含有含Al和Mn且尺寸在特定范围内的化合物(Al-Mn结晶相)的结构的镁合金可以具有与仅含有非常少量的上述化合物或实质上没有这样的化合物的镁合金同等程度的耐冲击性、机械特性和塑性加工性。具体而言，当镁合金具有含有一定量的上述化合物且这些化合物比较微细并且均匀分散的结构时，所述镁合金可以具有与仅含有非常少量的上述化合物或实质上没有这样的化合物的镁合金同等程度的耐冲击性、机械特性和塑性加工性。本专利技术人还发现，具有上述特定结构的镁合金可以通过特定的铸造工序来制造，所述铸造工序包括以将在即将与模具接触之前的所述合金的熔体的温度设定得尽可能低且冷却速度非常高的方式进行连续铸造。在该制造方法中，所述合金的熔体保持比较低的温度。这可以缓解当合金的熔体在高温下时可以发生的上述(α)至(δ)的问题和其它问题，使得可以改善耐冲击性、机械特性和塑性加工性优异的镁合金的生产率。本专利技术基于上述发现。首先，将列举和说明本专利技术的实施方式的详细内容。(1)本专利技术一个方面的镁合金包含以质量％计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结构。在该镁合金中，所述化合物的粒子的平均粒径为0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面积比例为3.5％以上且25％以下。所述化合物的粒子的平均粒径使用在光学显微镜下观察到的图像进行测定。所述化合物的粒子的面积比例通过由FE-EPMA在5kV或15kV的电子枪加速电压下得到的所述镁合金的截面的组成图谱进行测定。测定方法的详情将在下文进行说明。上述镁合金以特定范围内的量含有Al和Mn，因此强度优异并且耐腐蚀性也优异。特别是，在所述镁合金中，虽然所述含有Al和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金，其包含以质量％计1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn，其中所述镁合金具有含有Al和Mn的化合物的粒子分散在其中的结构，所述化合物的粒子的平均粒径为0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面积比例为3.5％以上且25％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.15 JP 2014-2112591.一种镁合金，其包含以质量％计1％以上且12％以下的Al和0.1％以上且5％以下的Mn，其中所述镁合金具有含有Al和Mn的化合物的粒子分散在其中的结构，所述化合物的粒子的平均粒径为0.3μm以上且1μm以下，并且所述化合物的粒子的面积比例为3.5％以上且25％以下。2.根据权利要求1所述的镁合金，其中，所述化合物的粒子的最大直径小于2.5μm。3.根据权利要求1或2所述的镁合金，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大石幸广，河部望，宫永伦正，弘荣介，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP