具有优良的耐热性、铸造性的低成本的铸造用耐热镁合金制造技术

一种具有优良的耐热性、铸造性的低成本的铸造用耐热镁合金，作为该铸造用耐热镁合金，含有６～１２重量％的铝、０．０５～４重量％的钙、０．５～４重量％的稀土类元素、０．０５～０．５０重量％的锰、０．１～１４重量％的锡，余量为镁和不可避免的杂质。还可含有０．０５～０．２重量％的锆和０．０３～０．２重量％的碳中至少一种。

【技术实现步骤摘要】
技术区域本专利技术涉及一种铸造用耐热镁合金。
技术介绍
从保护地球环境的观点出发，以汽车为主的车辆等的轻型化在国内外的厂家受到了比以往更强的关注。解决此问题的最有效手段之一是采用实用金属中最轻的镁合金。过去，在一般不要求耐热性的部位、例如气缸盖罩、转向芯材、踏板支架等得到了应用。今后为了进一步实现车辆的轻型化，对于需要耐热性的部位、例如变速器体、油盘、发动机缸体等也希望采用镁合金。但是，现在一般使用较多的镁合金AZ91D以及AM60合金在120℃以上其耐热特性会急剧下降，因此要用于如上所述的需要大概120～150℃以上的耐热性的部位，困难极大。因此，近年来为了解决这一问题，开发了以下专利文献所述的耐热性更好的镁合金，但在实用中仍然存在问题。根据专利文献1，提出了含有作为改进耐热性的元素的0.5～5重量％的镧系元素和2～5重量％的钙的镁合金。根据专利文献2，提出的镁合金中作为改进耐热性的元素，添加有钙、稀土类元素、铝，钙的添加量为1.2～2.2重量％，稀土类元素的添加量为1～3重量％，铝的添加量上限值为6重量％。根据专利文献3，钙的添加量为0.3～2重量％，虽然是在考虑了耐蚀性和成本的实用范围，但由于铝的添加量低，为2～6重量％，因此铸造性(金属液流动性、铸造开裂)差。根据专利文献4，提出了含有1～10重量％的铝、0.2～5重量％的稀土类元素、0.02～5重量％的钙、0.2～10重量％的硅、1.5重量％以下的锰的镁合金。根据专利文献5，提出了含有作为提高耐热性的元素的0.5～2重量％的铈、铈系铈镧合金中1种或2种以上、以及0.5～15重量％的锡的镁合金。根据专利文献6，提出了含有6.0～20.0重量％的锡、0.2～2.0重量％的硅、还含有4.0重量％以下的铝、锌中至少一种以上的具有良好的蠕变性能的镁合金。根据专利文献7，提出了含有1～10重量％的锌、0.3～4重量％的硅、0.05～3重量％的钙、0.2～1.5重量％的锰、以及作为杂质的2重量％以下的铋、铅、锡、镉、以及1重量％以下的锑、稀土类元素的镁合金。特许第2604670号公报；特许第3229954号公报；特开2001-316752号公报；特许第3326140号公报；特开平6-172909号公报；特开平7-3374号公报；特开平8-20835号公报。根据上述专利文献1，如前所述，提出了含有作为改进耐热性的元素的0.5～5重量％的镧系元素和2～5重量％的钙的镁合金。但是，与专利文献1有关的合金不含有锡。根据上述专利文献2，如前所述，提出的镁合金中作为改进耐热性的元素，钙的添加量为1.2～2.2重量％，稀土类元素的添加量为1～3重量％，铝的添加量上限值为6重量％。但是根据专利文献2，由于铝的添加量上限值6重量％比较低，因此铸造性(金属液流动性、铸造开裂)差。还有，与专利文献2有关的合金不含有锡。根据上述专利文献3，虽然钙的添加量为0.3～2重量％，虽然是在考虑了耐蚀性和成本的实用范围，但由于铝的添加量2～6重量％较低，因此铸造性(金属液流动性、铸造开裂)差。还有，与专利文献3有关的合金不含有锡。根据上述专利文献4，如前所述，提出了含有1～10重量％的铝、0.2～5重量％的稀土类元素、0.02～5重量％的钙、0.2～10重量％的硅、1.5重量％以下的锰的镁合金。但是，虽然由于含铝量较多而铸造性好，但0.2重量％以上的硅的添加引起缺口韧性低的针状Mg2Si相在晶界析出，这样降低了合金的韧性。还有，硅元素与作为提高耐热性元素的钙以及稀土类元素一样，凝固时在较高温度生成金属间化合物，因此添加硅时，实质上妨碍了钙、稀土类元素产生的成为提高耐热性原因的化合物的形成，从而降低了耐热性。因此，可以说希望不添加硅。还有，为了提高耐热性而必然要添加稀土类元素，但稀土类元素为高价元素，从而又显著提高了铸造品的成本。还有，与专利文献4有关的合金不含有锡。根据上述专利文献5，如前所述，提出了含有作为提高耐热性的元素的0.5～2重量％的铈、铈系铈镧合金中1种或2种以上、以及0.5～15重量％的锡的镁合金。但是，根据专利文献5，由于没有添加对能够大大提高铸造性和强化母相(初晶α-镁相)的铝，因此这些特性差。这样根据专利文献5，由于没有添加铝，特别是金属液流动性、耐铸造开裂性等铸造性差，实质上难以适应工业规模的生产。根据上述专利文献6，如前所述，提出了含有作为提高耐热性的元素的6.0～20.0重量％的锡、0.2～2.0重量％的硅、还含有4.0重量％以下的铝、锌中至少一种以上的镁合金。但是，根据专利文献6，虽然含有锡，但与上述专利文献5一样，铝的添加量4重量％以下较低，因此铸造性(金属液流动性、铸造开裂)差。根据上述专利文献7，如前所述，提出了含有1～10重量％的锌、0.3～4重量％的硅、0.05～3重量％的钙、0.2～1.5重量％的锰、以及作为杂质的2重量％以下的铋、铅、锡、镉、以及1重量％以下的锑、稀土类元素的镁合金。但是，根据专利文献7的镁合金，虽然含有作为杂质的锡，在如该说明书所示，不是Mg-Al系合金，而是Mg-Zn系合金，添加有10重量％以下的锌。这样，锌的大量添加容易导致产生由于脆弱的Mg7Zn3相的形成而引起的铸造开裂。还有，锌的添加量超过了镁中锌的最大固溶度6.2重量％，由于共晶反应在340℃的低温下发生，因此降低了耐热性。如上所述，作为提高铸造性的元素，铝要优于锌，现在市售的AZ91D镁合金中铝的添加量多达9重量％，同时锌的添加量为微量的1重量％。还有根据专利文献7，由于没有添加铝，实用上存在铸造性、特别是铸造开裂性的大问题。
技术实现思路
本专利技术的目的为考虑到上述情况，提供具有优良的耐热性、铸造性的低成本的铸造用耐热镁合金与第1专利技术有关的铸造用耐热镁合金的特征为含有6～12重量％的铝、0.05～4重量％的钙、0.5～4重量％的稀土类元素、0.05～0.50重量％的锰、0.1～14重量％的锡，余量为镁和不可避免的杂质。与第2专利技术有关的铸造用耐热镁合金的特征为含有6～12重量％的铝、0.05～4重量％的钙、0.5～4重量％的稀土类元素、0.05～0.50重量％的锰、0.1～14重量％的锡，还含有0.05～0.2重量％的锆和0.03～0.2重量％的碳中至少一种，余量为镁和不可避免的杂质。与本专利技术有关的耐热镁合金中，可以认为有如下的提高耐热性的原因。即，与钙和稀土类元素相比，锡具有在形成镁合金的初晶α-镁母相中优先固溶的趋势。这样，没有添加锡时固溶在初晶α-镁母相中的钙和稀土类元素，由于锡的添加而容易在初晶α-镁母相的晶界作为化合物而析出。其结果，可以认为产生了有效地防止晶界滑移、以及优先在形成镁合金的初晶α-镁母相中固溶的锡更加妨碍随着晶内蠕变而产生的位错滑移这两个原因。如上所述，锡的添加可以抑制对铸造性和耐蚀性的影响，提高耐热性。因此，对于预先设定以耐热性为目标的情况，通过在所使用的合金成分中，添加比钙和稀土类元素成本更低的锡，可以相应减少高价的钙和稀土类元素的量，从而降低材料成本。根据第1专利技术，由于适量含有铝、钙、稀土类元素、锰、锡，从而可以提供具有优良的耐热性、铸造性的低成本的铸造用耐热镁合金。根据第2专利技术，由于适量含有铝、钙、稀土类元素、锰、锡，而且还适量含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造用耐热镁合金，其特征在于：含有６～１２重量％的铝、０．０５～４重量％钙、０．５～４重量％的稀土类元素、０．０５～０．５０重量％的锰、０．１～１４重量％的锡，余量为镁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：才川清二，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]