铝－镁合金及其合金板制造技术

本发明专利技术提供一种即使不添加Be也能够抑制熔液氧化的铝－镁合金及其合金板，其特征在于，是在含有0.8～15质量％的Mg并且含有0.001质量％以上的P作为不可避免的杂质之一的铝－镁合金中，添加0.20质量％以上的Cr和0.002质量％以上的Ca中的至少一种以上的合金而成。

Aluminum magnesium alloy and its alloy plate

The invention provides an aluminum magnesium alloy without addition of Be also can inhibit the oxidation of molten alloy plate, characterized in containing 0.8 to 15 mass% Mg and contains more than 0.001 mass% of aluminium magnesium alloy P as one of the inevitable impurities in the alloy to add at least one more the 0.20 mass% Cr and 0.002 wt% or more in Ca and.

【技术实现步骤摘要】
铝－镁合金及其合金板本申请是申请号：201280048181.4，申请日：2012.11.15，专利技术名称：“铝－镁合金及其合金板”的PCT/JP2012/079672申请的分案申请。
本专利技术涉及铝－镁合金及其合金板，特别涉及由含有P作为不可避免的杂质的原料制造的铝－镁合金及其合金板。
技术介绍
铝熔液若暴露于大气中则容易氧化，形成大量的氧化物等夹杂物。作为该夹杂物，除Al2O3、MgO、MgAl2O4、SiO2、硅酸盐、Al·Si·O、FeO、Fe2O3等氧化物以外，还有碳化物(Al4C3、Al4O4C、石墨碳)、硼化物(AlB2、AlB12、TiB2、VB2)、Al3Ti、Al3Zr、CaSO4、AlN及各种卤化物。另一方面认为，就铝－镁合金(以下，适当称为Al－Mg合金)熔液而言，Mg的氧化物生成自由能比Al小，因此Mg优先被氧化，使MgO(氧化镁)、Al2O3－MgO(尖晶石)形成。并且，上述氧化物与Al－Mg合金熔液(以下，适当称为熔液)的润湿性高，因此在熔液中以沉降或漂浮的夹杂物形式存在。若这些夹杂物存在于熔液中，则最终成为非金属夹杂物，会导致延展材、锻造件、压铸件等的制品的品质下降。因此，为了在利用熔解炉、保持炉等的各制造阶段中从熔液分离除去夹杂物，进行利用气体、熔剂的炉内熔液处理，过滤器过滤、旋转喷嘴处理之类的系列处理等。但是，在上述处理后将熔液从处理槽转移至铸造铸模的工序和利用铸造铸模进行铸造的工序中，由于熔液暴露于大气中，因此导致在熔液表面生成氧化物。因此，为了抑制Al－Mg合金中的Mg的熔液氧化，通常进行添加数ppm的Be(铍)的处理。并且，确认到通过进行该处理，MgO、Al2O3－MgO的生成被抑制(非专利文献1)。但是，若操作者以微粉、烟尘形式继续持续吸入上述Be，则有可能成为引起慢性呼吸功能障碍的原因。因此，为了提升操作者的安全、操作环境，必须抑制Be的添加。另外，从近年的节能化·减轻环境负荷的观点出发，对再生的意识提高，使用根据由于含有铝废料而含有规定量的P的原料制造而成的Al－Mg合金铝废料。因此，希望创造出即使在使用这样的包含规定量的P的原料时也能够抑制熔液氧化的技术。因此，在专利文献1中，提出了在Al－Mg合金中，即使不添加Be也能够抑制Mg熔液氧化的方法。具体地说，是如下的方法：通过使Al－Mg合金中的Bi(铋)的含量为30ppm(0.003质量％)以下，由此减少熔液面中的Bi的存在，防止由Bi所致的向Mg供给氧，并且通过用氧的扩散速度慢的Al、Mg的氧化膜覆盖熔液面，由此能够抑制熔液中的MgO的形成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008－260975号公报非专利文献非专利文献1：《轻金属》，轻金属学会，No.21(1956)第68页
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在工业上经常使用的Al、Mg新锭和作为再生铝的原料的铝废料中原本不含作为杂质的Bi，根据历来所使用的原料制造而成的Al－Mg合金的Bi含量为30ppm(0.003质量％)以下。即，即使将Al－Mg合金的Bi的含量规定为30ppm以下，与现有的Al－Mg合金没有任何区别。另外，对于详细的结果在后记述，但即使将Al－Mg合金中所含的Bi的含量抑制为30ppm以下，也存在由于熔液氧化而大量形成夹杂物的情况。因此，现状是在专利文献1所述的现有技术中不能够充分抑制熔液氧化。本专利技术是鉴于上述的问题而完成的，其课题在于提供即使不添加Be也能够抑制熔液氧化的铝－镁合金及其合金板。用于解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术的专利技术人认为一直以来，在Al－Mg合金熔液中，Mg的氧化物生成自由能比Al小，因此Mg优先被氧化，形成MgO、Al2O3－MgO，对此进行了如下的研究。即，本专利技术的专利技术人等对熔液氧化的机理进行潜心研究，结果发现Al－Mg合金熔液中的P(磷)的存在对熔液氧化有很大影响。具体可知，若在Al－Mg合金熔液中存在超过规定量的P，则该P与Mg形成化合物(以下，适当称为P化Mg)并且上浮于熔液内，通过在大气气氛中进行氧化形成Mg和P的复合氧化物(以下，适当称为Mg－P氧化物)。另一方面，若Al－Mg合金熔液中的P为规定量以下，则几乎不形成Mg－P氧化物，能够抑制熔液氧化。另外，可知上述Mg－P氧化物与熔液的润湿性高，因此在熔液中作为沉降或漂浮的夹杂物存在。这是由于Mg和P的化合物比Al和P的化合物的氧化物生成自由能低，能够在熔液中稳定存在，并且Mg和P的化合物比Al熔液比重小而上浮。此外，着眼于Al－Mg合金熔液中存在的P，存在尝试从熔液除去P(P化合物)的技术。例如，提出了在特定温度下过滤熔液而过滤Al－P化合物的方法(日本特开平4－276031号公报)、在熔液中与MgO一同吹入氧生成P氧化物或Mg－P氧化物并将其分离的方法(日本特开平7－207366号公报)。但二者均不仅铝损耗大、不经济，而且过滤过于消耗时间，因此不可能适于实用化。另外，也提出了向熔液添加Mg等并吹入氯气或氯化物，使P和Mg的化合物上浮而除去的方法(日本专利第3524519号公报)，该方法的镁损耗也大、不经济，而且由于氯使用量增加而难以适于实用化。还有，若氯气或氯化物被操作者吸入有可能危害健康，因此，从操作者的安全、操作环境的观点考虑也不优选该方法。鉴于以上内容创造出本专利技术。即，本专利技术是一种铝－镁合金，其特征在于，是在含有0.8～15质量％的Mg并且含有0.001质量％以上的P作为不可避免的杂质之一的铝－镁合金中，添加0.20质量％以上的Cr和0.002质量％以上的Ca中的至少一种以上的合金而成。按照这样，本专利技术的铝－镁合金即使含有P，由于以规定量添加Cr、Ca，所以P优先与Cr、Ca结合(形成P化Cr或P化Ca)，与Mg结合的比例减少。其结果是能够抑制P化Mg的产生，最终抑制Mg－P氧化物(夹杂物)的产生。即，在熔液中几乎不形成Mg－P氧化物，能够抑制熔液氧化。另外，本专利技术的铝－镁合金，由于只添加Cr、Ca，所以不需要其它途径、过滤等工序，另外，也不存在铝、镁损耗等问题，因此适合实用化。另外，本专利技术的铝－镁合金板(厚板用)特征在于，是由上述合金构成的铝－镁合金板，上述Mg的含量为1.0～5.5质量％。按照这样，本专利技术的铝－镁合金板(厚板用)即使含有P，通过由上述合金构成，P优先与Cr、Ca结合，能够抑制Mg－P氧化物(夹杂物)的产生。另外，本专利技术的铝－镁合金板(厚板用)优选上述Mg的含量为1.0～2.5质量％。按照这样，通过将Mg含量进一步规定为规定值以下，本专利技术的铝－镁合金板(厚板用)，能够使耐蚀性提高。另外，本专利技术的铝－镁合金板(成形加工用)的特征在于，是由上述合金构成的铝－镁合金板，上述Mg的含量为6.0～15.0质量％。按照这样，本专利技术的铝－镁合金板(成形加工用)即使含有P，通过由上述合金构成，P优先与Cr、Ca结合，能够抑制Mg－P氧化物(夹杂物)的产生。其结果是，能够避免该Mg－P氧化物引起的“缩孔(shrinkagecavity)”之类的表面缺陷的问题。专利技术效果根据本专利技术的铝－镁合金及其合金板，在熔液中几乎不形成Mg－P氧化物，能够抑制熔液氧化。其结果是，能够提供几乎不形成夹杂物的高品质的铝－镁合金及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厚板用或成形加工用铝－镁合金，其特征在于，是在含有0.8～15质量％的Mg、0.25质量％以下的Si、0.4质量％以下的Fe、0.1质量％以下的Cu、0.5质量％以下的Mn、0.3质量％以下的Zn、0.1质量％以下的Ti，并且含有0.001～0.01质量％的P作为不可避免的杂质之一的铝－镁合金中，添加0.20质量％以上的Cr和0.002质量％以上的Ca中的至少一种以上而成的合金，余量由Al和不可避免的杂质构成,Mg‑P氧化物数为40个/mm

【技术特征摘要】
2011.11.21 JP 2011-254339;2012.10.23 JP 2012-233541.一种厚板用或成形加工用铝－镁合金，其特征在于，是在含有0.8～15质量％的Mg、0.25质量％以下的Si、0.4质量％以下的Fe、0.1质量％以下的Cu、0.5质量％以下的Mn、0.3质量％以下的Zn、0.1质量％以下的Ti，并且含有0.001～0.01质量％的P作为不可避免的杂质之一的铝－镁合金中，添加0.20质量％以上的Cr和0.002质量％以上的Ca中的至少一种以上而成的合金，余量由Al和...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部光宏，森下诚，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP