耐热镁合金及合金铸件的制造方法技术

本发明专利技术提供耐热镁合金及合金铸件的制造方法，其能够通过砂型铸造实现与基于压力铸造的批量制品相比得到约７５％的机械特性的铸件制造。该合金以质量％计含有９．２０～１２．６％铝、０．９～２．０％钙、０．０００５～０．１０００％铍、０．１０～０．４５％锰、１．０％以下锌、０．６０％以下锶、０．００５％以下铁、０．１０％以下硅、０．０２０％以下镍、及０．０３０％以下铜，余量由镁及不可避免杂质构成，合金铸件制造方法包括：处理工序，对耐热镁合金熔融金属进行精炼处理、脱气处理或除气处理中任一种以上处理；填充工序，在处理工序之后，在６７０～７３０℃浇注温度，向腔表面的温度平均４５℃以上的铸型内浇注合金熔融金属。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及在基于压力铸造等 的批量生产前的新产品的试产阶段中，用于铸造基于砂型铸造的试产品的耐热镁合金及耐 热镁合金铸件的制造方法。
技术介绍
因近年来轻量化需求的提高，重量比铝合金更轻的镁合金受到瞩目。该镁合金是 在实用金属材料中重量最轻的材料，除了要求机体轻量化的飞机产业以外，随着环境意识 的提高，尤其在发展车体(车辆)的进一步轻量化的汽车产业等各产业界中作为零件材料 受到瞩目。于是，响应这种产业界的要求，提出了如下耐热镁合金耐热性等机械特性和基于 抑制生产成本的压力铸造等的批量生产性等优异的由镁-铝-钙3元类构成(例如，参照 专利文献1 专利文献4等)。专利文献1中公开有如下耐热镁合金含有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、及0. 1 14重量％的锡，余 量由镁及不可避免杂质构成，并且耐热性、铸造性优异，并且公开有如下耐热镁合金在由 这种成分组成构成的耐热镁合金中进一步含有0. 05 0. 2重量％的锆、0. 03 0. 2重量％ 的碳中至少1种而构成，并且耐热性、铸造性优异。专利文献2中公开有含有如下成分而成的镁合金至少86重量％的镁、4. 8 9. 2 重量％的铝、0. 08 0. 38重量％的锰、0. 00 0. 9重量％的锌、0. 2 1. 2重量％的钙、 0. 05 1. 4重量％的锶、0. 00 0. 8重量％的稀土类元素。专利文献3中公开有含有如下成分而成的镁合金至少85. 4重量％的镁、4. 7 7. 3重量％的铝、0. 17 0. 60重量％的锰、0. 0 0. 8重量％的锌、1. 8 3. 2重量％的钙、 0. 3 2. 2重量％的锡、0. 0 0. 5重量％的锶。专利文献4中公开有如下镁合金在对含有2 9重量％的铝、6 12重量％的 锌、及0. 1 2. 0重量％的钙且余量由镁及不可避免杂质构成的镁合金依次施以固溶处理 和人工时效处理的状态下，室温时具有至少140MPa的0. 2%的耐力，且具有65HV以上的维 氏硬度。专利文献1 日本专利公开2005-68550号公报专利文献2 日本专利公开2004-238678号公报专利文献3 日本专利公开2004-238676号公报专利文献4 日本专利公开2002-266044号公报但是，利用耐热镁合金通过高压压铸法批量生产新设计的新产品，例如，油盘、汽 缸头盖、汽缸体等汽车用零件以及使其实用化时，必须在该工序之前的零件设计到实用化 的开发阶段，铸造少数具备批量生产时接近的机械特性的试产品，由此对新规设计零件进 行检验，即，作为单体及基于多个零件的装配之后的状态对各种功能或特性进行事先评价、确认。然而，通过以往的技术利用镁合金制造新产品的试产品时，尚未确立实现在能够 以低成本且在短期间内铸造的铸型中利用最简易的砂型的铸造技术，因此，以往如果不是 从新产品的开发阶段(试产阶段)制作与批量生产时相同的压力铸造用印模，则无法试产祷造试广品。因此，以往，必须花费开发期间才能开始试产铸造，其结果开发费用增高的同时， 期间被延长，因此强烈渴望实现飞机产业或汽车产业等各产业界的开发技术人员以更廉价 且短期间试产铸造试产品，且可以评价确认(实际验证)机械特性等的试产铸造技术。艮口， 强烈渴望实现与印模相比能够以廉价且短期间制作的基于砂型的试产品的试产铸造技术。
技术实现思路
因此，本专利技术为解决所述课题而专利技术的，提供一种以如下作为目的而进行改进的 耐热镁合金及耐热镁合金铸件的制造方法以基于压力铸造等的批量生产铸造作为前提， 通过能够以廉价且短期间进行的简易的砂型铸造实现新产品的设计或开发阶段中的试产 品的试产铸造；并且，可通过砂型铸造进行能够得到基于压力铸造的批量生产品的大致 75%以上的机械特性的试产品的试产铸造。在此，压力铸造品的75%以上的机械特性是指在试产功能评价中成为主要所需规 格的静态拉伸试验中的0. 2%的耐力与压力铸造作对比为75%以上。本专利技术人员经长年深入研究重复各种实验的结果，发现了可以解决所述课题的方 法，以至于完成本专利技术。S卩，本专利技术的耐热镁合金，含有镁、铝、钙，其特征在于，含有超过9. 20质量％ 12. 6质量％的铝、0. 9 2. 0质量％的钙、0. 0005 0. 1000质量％的铍、及0. 10 0. 45质量％的锰(Mn)，余量由镁及不可避免杂质构成。在此，本专利技术的耐热镁合金优选含有超过9. 50质量％ 10. 5质量％的所述铝、超 过1. 2质量％ 2. 0质量％的所述钙、0. 0010 0. 0100质量％的所述铍。并且，本专利技术的耐热镁合金优选进一步含有1. 0质量％以下的锌或/及0. 60质 量％以下的锶、0. 005质量％以下的铁、0. 10质量％以下的硅、0. 020质量％以下的镍、 0. 030质量％以下的铜。并且，在本专利技术的耐热镁合金铸件的制造方法中，熔化耐热镁合金，并将其合金熔 融金属浇注到铸型中而铸造铸件，其特征在于，包括处理工序，对所述合金熔融金属进行630 670°C下基于熔剂的精炼处理、或 630 730°C下基于惰性气体的脱气处理、或者通过在200Τοπ·以下的减压下放置所述合 金熔融金属来进行的除气处理中的任意一种以上的处理；填充工序，在该处理工序之后，在 670 730°C的熔融金属温度下，向腔表面的温度平均在45°C以上的所述铸型内浇注所述 合金熔融金属。在此，所述耐热镁合金优选含有超过9. 20质量％ 12. 6质量％的铝、0. 9 2. 0 质量％的钙、0. 0005 0. 1000质量％的铍、及0. 10 0. 45质量％的锰，余量由镁及不可 避免杂质构成，而且含有超过9. 50质量％ 10. 5质量％的铝、超过1. 2质量％ 2.0质 量％的钙、及0. 0010 0. 0100质量％的铍，进一步含有1. 0质量％以下的锌、0. 60质量％以下的锶、0. 005质量％以下的铁、0. 10质量％以下的硅、0. 020质量％以下的镍、及0. 030质量％以下的铜。并且，优选如下所述熔剂由10 15质量％的氟化钙、40 46质量％的氯化钡、 6 11质量％的氯化钾、30 38质量％的氯化镁、及混入各种不可避免杂质的粉体构成， 在浇注于所述铸型的总熔融金属重量的0. 2 0. 5质量％的范围内，将该粉体投入到所述 合金熔融金属中并使之混勻之后，继续进行20分钟以内的所述合金熔融金属的搅拌工作 和该搅拌工作后5分钟以上的熔融金属静置。并且，优选如下通过以流量3 10公升/分钟、3分钟以上的时间向所述合金熔 融金属内送入氩气来进行所述脱气处理，所述氩气的纯度为97%以上，并且，所述氩气向所 述合金熔融金属内的送入是通过使具有多个氩气成为气泡而喷出的微细孔的气体供给管 浸渍于所述合金熔融金属内来进行的，并且，所述铸型为砂型，其模具主材料包含30%以上 的锆砂。而且，在本专利技术的耐热镁合金铸件的制造方法中，优选所述铸件的含氢量在 20cc/100gMg 以下。专利技术效果根据本专利技术，可以通过简易的砂型进行新设计的新产品即油盘、汽缸头盖、汽缸体 等汽车用零件中用于进行根据这些各零件的用途所要求的机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐热镁合金，含有镁、铝、钙，其特征在于，含有：超过９．２０质量％～１２．６质量％的铝、０．９～２．０质量％的钙、０．０００５～０．１０００质量％的铍、及０．１０～０．４５质量％的锰，余量由镁及不可避免杂质构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：才川清二，三币裕喜夫，榊原胜弥，
申请(专利权)人：株式会社亚铝质提，
类型：发明
国别省市：JP[日本]