镁合金构件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种同时具有足够的机械特性和耐蚀性的镁合金构 件。还公开了一种制造这种镁合金构件的方法。具体公开了这样的镁 合金构件，其包括由镁合金构成的基底以及在所述基底上形成的防腐 涂膜。所述基底为由含5～11质量％Al的镁合金制成的轧制材料。通 过使用含大量Al的基底，能够获得具有优异的机械特性和高耐蚀性的 镁合金构件。另外，因为将轧制材料用于基底，所以铸造过程中产生 较少的表面缺陷，从而降低为了下面的涂布工艺而进行的底漆涂布或 修补作业如腻子施加的次数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及镁合金构件和制造所述镁合金构件的方法，更具体地， 本专利技术涉及其中在镁合金板表面上进行表面处理如形成防腐膜或涂料 施用的镁合金构件。
技术介绍
己知镁是用于结构的金属材料中最轻的金属，比重为L74(密度 g/cm3、 20°C)。通过添加各种元素并使它们合金化，镁能够具有更高的 强度。因此，近来的镁合金能够用作小型便携式机器如蜂窝式电话或 移动式机器的外壳、笔记本式计算机的外壳或汽车零件等。特别地， 含大量铝的镁合金(例如，ASTM美国试验和材料标准AZ91)具有高 的耐蚀性或强度，因此预期对镁合金期望有更大的需求。然而，由于镁合金具有塑性加工性能差的hcp结构(六角密堆积结 构)，所以用作上述外壳的镁合金产品主要是通过拉模铸造或触变成型 (thixomolding)法制造的铸造材料。作为其它镁合金，例如，相对易于 进行塑性加工的AZ31通过对用于制造板的铸锭铸造(ingot-cast)的铸造 材料进行轧制并随后对所述板进行压制成型，而用作外壳(参见专利文 献l，作为类似技术)。专利文献l:日本专利未审公布JP-A-2005-2378
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，铸造材料存在的问题在于用于铸造材料的表面处理非常复 杂。通常，要对用于外壳的镁合金板进行表面处理以提高耐蚀性和外观品质。将这种表面处理分为表面预处理和涂料施用处理。在所述表 面预处理中，使用上面的铸造材料或压制形成的板作为处理对象。对所述处理对象进行脱脂处理、酸蚀刻处理、去酸洗泥(desmutting)处理、 表面调整以及化学处理或阳极氧化处理。在所述涂料施用处理中，对 经过表面预处理的处理对象进行底涂层处理、打腻子(puttying)、抛光 (polishing)以及顶涂层处理。铸造材料具有许多表面缺陷，因此在底涂 层处理以后需要多次重复用腻子填充表面缺陷的打腻子工艺和抛光工 艺。因此，表面处理的产率非常低，基于此原因，产品的制造成本增 加。另外，铸造材料的问题在于，其机械性能如拉伸强度、延展性和 韧性比经轧制工艺的模制板的机械性能小。而且，AZ31的模制板的问题在于，其材料的耐蚀性和通过表面处 理而形成的膜的粘附力差。AZ31比AZ91更易于形成。当将AZ31用 于通过轧制工艺而制造板时，制得的板具有比铸造材料的特性更优异 的特性且可以减少表面缺陷。因此，能够提高作为铸造材料问题的表 面处理中的低产率。然而，AZ31比AZ91等的耐蚀性更差，因此难以 满足所需要的特性。考虑到仅提高耐蚀性，例如，可通过表面预处理 厚厚地形成化学转化处理膜。然而，即使当厚厚地形成膜时，也不能 形成在AZ31的模制板上具有高粘附力的化学转化处理膜，且膜的表面 电阻增加。当镁合金用于电子设备如蜂窝式电话的外壳时，所述外壳 需要具有包括接地、除去高频电流和电磁屏蔽的特性。因此，需要尽可能地降低化学转化处理膜的表面电阻。从而，很少考虑将在AZ31的 模制板上形成的厚化学转化处理膜用于提高耐蚀性。专利技术概述本专利技术旨在解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种具有机械性 能和耐蚀性的镁合金构件以及一种制造所述镁合金构件的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种能够提高表面处理产率的镁合金 构件以及一种制造所述镁合金构件的方法。7解决问题的手段根据本专利技术的一个方面，镁合金构件具有由镁合金制成的基材和在所述基材上形成的防腐膜。所述基材为含5~ii质量y。Ai的轧制镁合金。借助于上述结构，通过使用含大量A1的基材，能够制造具有优异 的机械性能和高耐蚀性的镁合金构件。另外，通过使甩轧制材料，铸 造时的表面缺陷的数量少，在进行随后的涂料施用处理的情况下，能 够减少补偿工艺如底涂层处理和打腻子的频率。所述轧制材料为一种经历过轧制工艺的元件，且还可经历其它工艺如矫平(leveling)工艺或抛 光工艺。根据本专利技术的方面，优选所述镁合金构件具有剪切加工 (shear-processed)部分。借助于这种结构，可以制造具有预定几何形状、高耐蚀性和优异 的机械性能的镁合金构件。在所述镁合金构件中，剪切加工部分为对 其进行剪切加工如切割或冲孔的部分。典型地，将具有预定几何形状 的镁板片的切割(冲孔)端面用作剪切加工部分，所述预定几何形状通过 对长的轧制板进行剪切加工而获得。根据本专利技术的方面，优选具有剪切加工部分的镁合金构件还具有 塑性加工部分。基于这种结构，可以制造具有预定几何形状、高耐蚀性和优异的 机械性能的镁合金构件。特别地，可以制造具有三维形状的镁合金构 件。在所述镁合金构件中，所述塑性加工部分为对其进行塑性加工的 部分。通过压制加工、深拉(deep-drawing)加工、锻造加工、吹制加工 和弯曲加工中的至少一种来举例说明所述塑性加工。通过所述塑性加8工，能够获得各种类型的镁合金构件。经历过压制加工的基材特别适 合于形成电子设备的外壳。另外，根据本专利技术的镁合金，优选所述基材满足如下要求:(1) 平均晶粒尺寸为30 )im以下；(2) 金属间化合物的尺寸为20 pm以下；以及(3) 表面缺陷的深度为所述基材厚度的10%以下。通过将构成所述基材的镁合金的平均晶粒尺寸控制在30 nm以 下，除去了作为裂纹起始点的粗糙粒子，由此可以提高塑性加工性能。 当镁合金的平均晶粒尺寸小时，与直径大的情况相比，晶界更易于充 当阻碍电子的运动的电阻。因此，抑制了基材表面部分中电子的运动， 导致耐蚀性的增加。所述镁合金的平均晶粒尺寸优选为20 nm以下， 更具体地为10 (im以下，甚至更具体地为5 pm以下。所述平均晶粒尺 寸由通过在表面部分和中心部分对所述基材进行切割来计算的平均值 而获得，按JIS(日本工业标准)G 0551 (2005)所限定的方法来计算各种 晶粒直径。所述基材的表面部分为在基材横截面的厚度方向上从基材 的表面至20%厚度处所限定的区域，中心部分为在基材横截面的厚度 方向上从基材的中心至10%厚度处所限定的区域。通过在制造基材中 控制轧制条件(例如，总的压下量和温度)或轧制后的热处理条件(例如， 温度和时间周期)，能够改变平均晶粒尺寸。当对材料构件(轧制材料) 进行剪切加工或塑性加工时，加工部分附近的晶粒直径会变化。因此， 所述镁合金构件的基材的平均晶粒尺寸优选从非加工部分而不是含剪 切加工部分和塑性加工部分附近的部分获得。当基材的金属间化合物的尺寸为20 pm以下时，可以提高对材料 构件进行含压制加工的塑性加工时的加工性能。尺寸大于20 pm的粗 糙的金属间化合物充当塑性加工时的幵裂起始点。所述金属间化合物 的尺寸优选为10 pm以下。通常，从铸造材料能够获得这类基材。将 铸造时用于凝固的冷却速率调整为50K/秒 10000 K/秒，以将所述基材9的金属间化合物的尺寸控制在20 pm以下。通过这些方式，可以获得具有小金属间化合物的铸造材料。特别地，优选平衡在铸造材料的宽 度方向和长度方向上的冷却速率。除了控制冷却速率以外，更有效的 是在熔炉或耐火材料槽中对熔融材料进行搅拌。此时，优选控制熔融 材料的温度，使得不低于部分地生成金属间化合物的温度。通过用金 属显微镜观察基材的横截面并获得横截面中金属间化合物的最长一条 切割线的长度，确定所述金属间化合物的尺寸。另外，随意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金构件，其包括：　由镁合金制成的基材；以及　在所述基材上形成的防腐膜，　其中所述基材为含５～１１质量％Ａｌ的轧制镁合金。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.8 JP 244887/2006;2006.9.27 JP 263645/20061. 一种镁合金构件，其包括由镁合金制成的基材；以及在所述基材上形成的防腐膜，其中所述基材为含5～11质量％Al的轧制镁合金。2. 如权利要求l所述的镁合金构件，其中所述镁合金构件具有剪 切加工部分。3. 如权利要求2所述的镁合金构件，其中所述镁合金构件包括塑 性加工部分。4. 如权利要求3所述的镁合金构件，其中所述塑性加工部分通过 压制加工而成型。5. 如权利要求3所述的镁合金构件，其中所述塑性加工部分通过 深拉加工、锻造加工、吹制加工和弯曲加工中的至少一种而成型。6. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中所述基材 满足下列要求(1) 平均晶粒尺寸为30 |am以下；(2) 金属间化合物的尺寸为20pm以下；以及(3) 表面缺陷的深度为所述基材厚度的10%以下。7. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中所述防腐 膜为化学转化处理膜。8. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中所述防腐 膜为阳极氧化膜。9. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中在所述防腐膜中Cr的含量为0.1质量％以下。10. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中在所述防 腐膜中Mn的含量为0.1质量％以下。11. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中所述防腐 膜为磷酸盐膜。12. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中经24小 时盐雾试验(JIS Z 2371)后所述防腐膜的腐蚀面积占整个面积的比例为 1%以下，以及通过双探针法测定的所述防腐膜的电阻为0.2 acm以下。13. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其中在所述防 腐膜上形成涂膜。14. 如权利要求13所述的镁合金构件，其中所述涂膜包括底涂层 和顶涂层，所述涂膜不包括用于补偿所述底涂层表面缺陷的腻子。15. 如权利要求1 3中任一项所述的镁合金构件，其还包括作为 最上层的抗菌膜，其中所述抗菌膜包括抗菌性金属微粒。16. 如权利要求15所...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥田伸之，真岛正利，酒井将一郎，稻沢信二，森信之，井上龙一，大石幸广，河部望，沼野正祯，
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