本发明专利技术提供一种制造具有优异塑性加工性的长形镁材的方法，并提供根据该制造方法获得的长形镁材。将纯镁或镁合金进行铸造而制得铸造材料，并对该铸造材料进行塑性加工而制得长形加工材料。塑性加工包括伴有横断面面积减小、且在２５０℃或更高的温度下进行的热加工。当进行热加工时，在该过程中，氧化物在工件表面附近生成并存在于此。当对所形成的材料进行诸如拉伸和锻造等塑性加工（二次加工）时，氧化物可成为裂纹或断裂的起始点。在这方面，在本发明专利技术中，将所形成的材料的表面层去除，以有效地除去成为裂纹或断裂起始点的氧化物，从而提高其二次加工性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由纯镁或镁合金构成的长形材料的制造方法以 及由该制造方法获得的长形镁材。具体而言，本专利技术涉及长形镁材的 制造方法，该长形镁材适于制造具有优异塑性加工性(如拉伸和锻造) 的镁线材坯和镁线材。
技术介绍
Mg的比重(密度g/cm3， 20°C)为1.74，并且是用于构造用途 的金属当中最轻的金属。因此，人们期望将主要由Mg构成的镁合金 作为用于便携装置及汽车零件的材料。例如，在作为线材坯用在诸如 拉伸和锻造等工艺中的拉伸用镁合金材料中，存在这样的棒型镁合金 材料，该棒型镁合金材料是通过对由半连续铸造法(如半连续浇铸法(DC浇铸法))制得的铸坯进行热挤出获得的。在一些情况中，由 半连续铸造法(如DC铸造法)获得的铸造材料会在组织中包含粗 糙度为几十微米的结晶和析出产物，或在晶体结构中具有由粗细晶粒 构成的混合晶粒结构。因此，当将上述铸造材料如对其进行塑性加工(如锻造和拉伸)那样进行加工时，这些粗晶粒或结晶和析出产物会 成为引起裂纹或断裂的起始点。在这方面，为了使线坯材中的晶粒减 小，将上述的半连续铸造材料再次加热并进行热挤出，从而提高其塑 性加工性。另一方面，在专利文献1中描述有这样一种技术，其中，使用 可动式铸型进行连续铸造，同时提高冷却速度，从而使晶粒减小。 专利文献l:国际公开No. 02/083341
技术实现思路
本专利技术要解决的问题进行诸如锻造或拉伸等塑性加工(二次加工)的拉伸用材料要 求在锻造时不引起裂纹，并且在拉伸时不引起断裂。本专利技术人已对引 起裂纹和断裂的原因进行了详细研究，并且发现除了粗晶粒以及结晶 和析出产物外，还存在引起裂纹和断裂的其它原因。具体而言，发现 存在于基底材料表面附近的氧化物(如MgO)成为造成裂纹或断裂 的起始点。镁合金的塑性加工性在室温下通常较差，并且在很多情况下，在被加热至25(TC或更高温度的状态下进行塑性加工。对半连续铸造 材料进行的挤出加工也在加热状态(大体为25(TC至420°C)下进行， 并且专利文献1中描述到在40(TC下对连续铸造材料进行轧制。另一 方面，由于Mg是活性金属，因此当施加诸如热挤出或热轧等塑性加 工(初次加工)时，在工件表面上会引起氧化物，并且氧化物在加工 过程中受限于工件表面附近。因此，可认为在制得的拉伸用基底材料 (初加工材料)表面附近存在氧化物。当将其中氧化物如此受限的拉 伸用材料再进行诸如拉伸或锻造等二次加工时，在一些情况下，氧化 物成为裂纹或断裂的起始点。在这方面，本专利技术的主要目的是提供一种， 该长形镁材最适于获得在诸如锻造或拉伸等塑性加工(二次加工)时 不易引起裂纹和断裂的拉伸用材料。此外，本专利技术的另一目的是提供 由以上制造方法获得的长形镁材。解决问题的方法在本专利技术中，在进行二次加工前，为了减少形成于初加工材料 表面的氧化物而除去初加工材料的表面层。由此可以达到上述目的。 换言之，根据本专利技术的包括将纯镁或镁合金进 行铸造以制得铸造材料的步骤；对铸造材料进行塑性加工以制得长形 加工材料的步骤；和除去所述加工材料的表面层的步骤。此外，塑性 加工包括伴有横断面面积减小，且在25(TC或更高的温度下进行的热 加工。另外，表面层为在加工材料的横断面中从表面到大于等于0.01 mm且小于等于0.5 mm的深度的区域。以下，将对本专利技术进行详细描述。本专利技术的长形镁材中的术语"镁"是指由Mg和杂质构成的所谓 纯镁或由添加元素、Mg和杂质构成的镁合金。作为添加元素，可举出选自由(例如)Al、 Zn、 Mn、 Si、 Cu、 Ag、 Y、 Zr等构成的元素 组中的至少一种元素。可以包含选自上述元素组的多种元素。当加入 此类添加元素时，本专利技术的长形加工材料成为在强度、伸长度、高温 强度、耐蚀性等方面都优异的材料。有利的是，添加元素的总量为 20质量％或更低。当添加元素的含量超过20质量％时，在铸造时会 引起裂纹等。作为更具体的包含添加元素的组成，(例如)可举出下 述组成。I .含有0.1质量％-12质量％的Al，余量为Mg和杂质的组成。II. 含有0.1质量％-12质量％的Al、选自0.1质量％-2.0质量％的Mn、 0.1质量％-5.0质量％的Zn禾G 0.1质量％-5.0质量％的Si这三种元素 中的至少一种元素，余量为Mg和杂质的组成。III. 含有0.1质量％-10质量％的Zn、 0.1质量％-2.0质量％的Zr，余量 为Mg和杂质的组成。在上述组成中，杂质可为不是有意加入的元素或者杂质可包含有意加入的元素(添加元素)。作为具有上述组成的镁合金，可使用(例如)为常规组成的镁合金，如在ASTM中常规的AZ系合金、AS系合金、AM系合金、 ZK系合金等。作为AZ系镁合金，(例如)可举出AZIO、 AZ21、 AZ31、 AZ61、 AZ91等。作为AS系镁合金，(例如)可举出AS21、 AS41等。作为AM系镁合金，(例如)可举出AM60、 AM100等。 作为ZK系镁合金，(例如)可举出ZK40、 ZK60等。此外，除了 I 至III的组成外，当包含0.002质量％到5.0质量％的Ca时，可以在 熔融或铸造时有利地抑制发生燃烧或氧化。在本专利技术中，首先将纯镁或具有上述组成的镁合金熔融并铸造， 从而制得铸造材料。特别是，将铸造时的冷却速度设为高速度。具体 而言，rc/秒或更高是优选的。当增加冷却速度时，可抑制固化时结 构中析出的产物生长，从而可避免粗析出物生成。除此以外，也可抑 制在冷却步骤中析出的析出物生长。另外，当增加冷却速度时，可抑 制晶粒生长，从而可得到几乎无粗晶粒的精细晶粒结构。具体而言，可以使结晶和析出产物的最大晶粒直径为20pm或更小，并且可以使 晶粒的最大晶粒直径为50pm或更小。冷却速度越高，可以使结晶和 析出产物以及晶粒越精细。更优选的冷却速度为1(TC/秒或更高。由 此，当抑制析出物析出且使结晶和析出产物及晶粒更精细，从而形成 由柱状晶粒或粒状晶粒构成的精细铸造结构，或形成由柱状晶粒和颗 粒状晶粒构成的混合结构时，可以提高塑性加工性。因此，当对铸造 材料进行诸如轧制或旋转锻造等塑性加工(初次加工)时，可使铸造 材料不易引起裂纹。另外，由于通过塑性加工可使晶粒更加精细，从 而可提高塑性加工性，因此，当将获得的塑性加工材料进行诸如拉伸 和锻造等二次加工时，其不易引起断裂或裂纹，也就是其具有优异的 塑性加工性。当使用连续可动式铸型进行连续铸造时，可容易地加快冷却速 度。作为可移动式铸型，(例如)可举出(1)由在轮/带法中常规的 多个轮(辊)和带的组合构成的轮/带型铸型，和(2)由在双带法中 常规的一对带子构成的双带型铸型。在使用轮和带的可动式铸型中， 由于与熔融物接触的表面连续地出现，因此可容易地使铸造材料的表面状态变得平滑，并且也容易保持这种状态。作为上述轮/带型铸型， 可举出构成如下的轮/带型铸型，其具有铸造轮，其在表面部分(与 熔融物接触的表面)上具有供熔融物流动的凹槽； 一对从动轮，其由 铸造轮驱动，并且被设置成使得该成对从动轮将铸造轮夹住；带，其 被设置为使得该带覆盖凹槽的开口，从而使得在口槽内流动的熔融物 不能流出。除此以外，该轮/带型铸型可设有控制带张力的张力辊。 当带被置于铸造轮和从动轮之间，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种长形镁材的制造方法，该方法包括： 将纯镁或镁合金进行铸造以制得铸造材料的步骤； 对所述铸造材料进行塑性加工以制得长形加工材料的步骤；和 除去所述加工材料的表面层的步骤，其中， 所述塑性加工包括伴有横断面面积减小、且在２５０℃或以上的温度下进行的热加工；并且 所述表面层为在所述加工材料的横断面中从表面到大于等于０．０１ｍｍ且小于等于０．５ｍｍ的深度的区域。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：西川太一郎，中井由弘，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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