镁合金成形体和镁合金板制造技术

本发明专利技术提供了一种耐冲击性优异的镁合金成形体和适合用作所述成形体的材料的镁合金板。所述成形体通过对Ａｌ含量为７质量％～１２质量％的镁合金板进行压制成形而制得并具有未进行拉伸变形的平坦部分。对成形体的平坦部分在板的厚度方向上进行切割而制备的截面内的金属组织中，在表层区域中存在且粒径为５μｍ以上的金属间化合物（Ｍｇ１７Ａｌ１２）的粗大粒子数目为５以下，其中所述表层区域位于从表面至板厚度的１／３深度。所述成形体具有其中微细析出物（ｄ０）与少量粗大析出物（ｄ１）一起分散的结构。由于微细析出物产生的分散强化和足够的固溶Ａｌ产生的固溶强化，即使当对压制成形体施加冲击时，所述成形体也不易凹陷。

【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板及镁合金成形体，所述镁合金板适合作为例如移动电子装置的壳体的材料，所述成形体通过压制成形而制得。特别地，本专利技术涉及具有优异耐冲击性的镁合金成形体。
技术介绍
树脂如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)共聚物树脂和聚碳酸酯(PC)树脂，以及金属、 如铝合金和不锈钢(SUS)，已被用作移动电子装置如移动电话和笔记本式个人电脑的壳体材料。最近已经对轻质且比强度和比刚度优异的镁合金作为上述壳体材料进行了研究。 镁合金的壳体主要由通过压铸和触变注射成形制造的铸造材料形成。以美国试验与材料协会(ASTM)规格的AZ31合金为代表的变形镁合金的压制成形板正在使用中。在专利文献1 中，研究了根据ASTM标准的AZ91合金的压制成形。近年来需要薄且轻质的壳体。一般来说，金属的耐冲击性高于树脂且更不易破裂。 金属的厚度容易变薄。然而，铝合金的耐塑性变形性差且非常容易因冲击如落下而变形。不锈钢不易破裂或变形，但是太重。引用列表专利文献专利文献1 日本特开2007-098470号公报
技术实现思路
技术问题与铝合金相比，镁合金具有优异的耐塑性变形性，且与不锈钢相比，镁合金非常轻。然而，镁合金的铸造材料的强度比镁合金的压制成形体的强度差。此外，难以制造薄壁化的铸造材料。AZ31合金的压制成形体的强度也不充分。在对专利文献1中所述的AZ91合金的压延板进行压制成形的情况中，所得成形板的强度高于AZ31合金的压制成形体。然而，本专利技术进行了研究并发现，Al含量高达7质量％能够导致材料板和由所述材料板的成形而获得的压制成形体的耐冲击性不均勻。因此，本专利技术的目的是提供具有优异耐冲击性的镁合金成形体。本专利技术的另一个目的是提供适合用于制造镁合金成形体的镁合金板，所述成形体具有优异的耐冲击性。解决问题的手段本专利技术人通过各种制造方法制造了镁合金的材料板，它们各具有7质量％以上的 Al含量。制造了所得板的压制成形体并对其耐冲击性(耐凹陷性)进行了检验。据发现， 具有良好耐凹陷性的压制成形体具有由金属间化合物(析出物)如Mg17Al12构成的小粒子以及少量粗大粒子。因此，研究了用于控制最大粒径和具有最大粒径的粒子数量的生产方法，即用于减少粗大析出物的生产方法。与相关领域中相比，减少了主要在压延步骤中将板保持在特定温度范围内的总时间。这导致镁合金板具有的粗大析出物数量少。此外，通过对镁合金板进行压制成形而制造的压制成形体具有优异的耐冲击性。这些发现导致本专利技术的完成。根据本专利技术，通过对由Al含量为7质量％ 12质量％的镁合金构成的板进行压制成形来制造镁合金成形体。所述成形体具有未进行拉伸变形的平坦部分。在平坦部分的沿厚度方向的截面内的金属组织中，当设定以下规定的观察视野时，在各观察视野中存在的金属间化合物的粗大粒子数为5个以下。此外，根据本专利技术，镁合金板用于压制成形并且所述镁合金板由Al含量为7质量％ 12质量％的镁合金构成，其中在以下规定的各观察视野中存在的金属间化合物的粗大粒子数为5以下。在平坦部分或镁合金板的沿厚度方向的截面内的金属组织中，当将在厚度方向上从所述平坦部分的表面或所述板的表面延伸至距所述表面1/3厚度的位置的区域定义为表层区域时，将在表层区域中的任意两个100 μ mX 100 μ m的区域设定为观察视野。术语“粗大粒子”是指由含Al和Mg的金属间化合物构成且各自的粒径为5μπι以上的粒子。术语“粒径”是指面积等于粒子截面面积的圆的直径。应注意，可以通过使用能量分散型X射线谱仪(EDS)、X射线衍射等对粒子的组成和结构进行测量，来鉴定在截面中存在的金属间化合物。可以通过例如包括下述步骤的制造方法来制造本专利技术具有特定结构的合金板。准备步骤准备了由Al含量为7质量％ 12质量％的镁合金构成且通过连续铸造法制造的铸造板。熔体化热处理步骤在350°C以上对铸造板进行熔体化热处理。压延步骤对已进行了熔体化热处理的所得板材进行压延。特别地，在熔体化热处理的保持温度的冷却子步骤中，在350°C 250°C的温度范围内冷却速率为0. rc /秒以上。在压延步骤中，将作为工件的板材保持在250°C 350°C 的温度范围内的总时间在60分钟以内。如上所述，在熔体化热处理的冷却过程(即，直接在压延之前)和压延步骤中，使板保持在特定温度范围 350°C)的时间长度最小化减少了粗大粒子的数目，从而获得了其中微细析出物Cltl如图1的部分(1)中所示那样分散的结构，其中在所述温度范围内析出物析出且易于生长形成粗大粒子。常规上，如图2的部分O)中所示，在适当的加工度(压下率)下进行多次(多道次)压延，以这种方式获得期望的厚度(在图2中各道次由“压延η”表示(η = 1，2，...))。 这里，将工件(铸造板或在进行最终压延之前的压延板)加热至250°C以上导致更高的塑性成形性。因此，在压延步骤中，优选地，在压延的至少早期阶段(粗压延)对工件进行加热并对其进行温压延或热压延。然而，特别地，对于Al含量高达7质量％以上的镁合金，将所述镁合金加热至250°C以上易于导致例如金属间化合物的析出物的生长，从而形成粗大粒子。此外，在熔体化热处理步骤的冷却过程中，当将镁合金通过250°C 350°C的温度范围时，析出物易于变粗。常规上，还没有充分研究直接在压延步骤之前和期间将工件保持在250°C 350°C温度范围内的总时间。本专利技术人对所述总时间进行了研究，并发现如下对于Al含量为7质量％ 12质量％的镁合金，在至少压延步骤中在上述温度范围内的总保持时间超过1小时的情况下，形成了含有粒径各自为5μπι以上的粗大析出物Cl1的结构，如图1的部分O)中所示。相反，在压延步骤中在上述温度范围内的总保持时间在1小时以内的情况下，可以减少粗大析出物。此外，仅在压延步骤中，除了在上述温度范围内的总保持时间在 1小时以内的事实之外，还提高了熔体化热处理的冷却速率的情况下，更有效地抑制了粗大析出物的形成。特别地，压延步骤中在上述温度范围内的总保持时间与熔体化热处理步骤的冷却过程中在上述温度范围内的保持时间的总和优选在1小时以内。本专利技术的合金板在表层区域中具有少量粗大析出物且具有分散了极细析出物的结构(图1的部分(1))。由于本专利技术的合金板具有少量粗大析出物，所以认为由于大量粗大析出物的存在而导致在基质(Mg)中形成固溶体的Al量的降低少，且由于Al含量的降低而导致的固-溶强化的降低少。因此，作为由于析出物的分散所致的分散强化的结果，所述板自身的刚性得到提高，且由于抑制了形成固溶体的Al量的降低而维持了强度，所以本专利技术的合金板即使在受到冲击时也较不易于凹陷且具有优异的耐冲击性。此外，具有少量粗大析出物的本专利技术的合金板也具有优异的塑性成形性且可以容易地进行压制成形。对本专利技术的合金板进行压制成形以制造本专利技术的成形体，所述合金板通过如上所述对主要在压延步骤中在特定温度范围内的保持时间进行控制而获得。在使用本专利技术的合金板的情况下，通常将构成本专利技术合金板且具有少量粗大析出物的结构保持在本专利技术成形体的一部分(平坦部分)中，在所述部分中由于压制成形造成的变形度低。S卩，本专利技术的成形体也具有如下结构其在表层区域中具有少量粗大析出物且其中分散了极细析出物。因此，如上所述，由于微细析出物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种镁合金成形体，其通过对由镁合金构成的板进行压制成形而制造，其中所述镁合金包含７质量％～１２质量％的Ａｌ，所述成形体具有未进行拉伸变形的平坦部分，以及其中在平坦部分的沿厚度方向的截面内的金属组织中，将在厚度方向上从所述平坦部分的表面延伸至距所述表面１／３厚度的位置的区域定义为表层区域，将表层区域中的两个１００μｍ×１００μｍ区域设定为观察视野，并且其中将由含有Ａｌ和Ｍｇ的金属间化合物构成且各自的粒径为５μｍ以上的粒子定义为粗大粒子，在各个观察视野中存在的粗大粒子数为５以下。

【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：大石幸广，
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