镁合金片制造技术

本发明专利技术公开了一种具有优异压制成型性能的镁合金片。还公开了通过对所述镁合金片进行压制成型而获得的镁合金构件、以及用于制造镁合金片的方法。所述镁合金片由含有Al和Mn的镁合金构成。当在厚度方向上将从所述镁合金片的表面起至30％为止的区域定义为表面区域且从所述表面区域中取出任意的200μm2的小部分时，含有Al和Mn两者且最大直径为0.5～5μm的沉淀粒子的数量为5以下。同时，当从所述表面区域中取出任意的50μm2的小部分时，含有Al和Mn两者且最大直径为0.1～1μm的结晶粒子的数量为15以下。在每一个结晶粒子中，Al对Mn的质量比即Al/Mn为2～5。所述镁合金片具有优异的压制成型性能，因为在所述镁合金片中包含的结晶或沉淀粒子的数目和尺寸小，所述结晶或沉淀粒子是破裂等的原因。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为用于壳体和各种部件用材料的镁合金片、通过对所述合金片进行压制成型而制造的镁合金构件、以及用于制造镁合金片的方法。特别地，本专利技术涉及具有良好压制成型性的镁合金片。
技术介绍
越来越多地将含有镁和各种添加元素的镁合金用作用于移动电子装置如移动电话和膝上型电脑的壳体、以及汽车部件的材料。由于镁合金具有六方晶体结构(六方密堆积(hep)结构)且在常温下具有低塑性加工性，所以镁合金构件如上述壳体主要通过压铸法或触变成型法由铸造材料形成。近来， 已经进行了研究以通过对由根据美国试验和材料协会(ASTM)标准的AZ31合金构成的片进行压制成型而形成壳体。专利文献1提出了一种由与ASTM标准的AZ91合金相当的合金构成的压延片，所述压延片具有良好的压制成型性。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
技术问题期望进一步提高压制成型性。尽管专利文献1公开了一种具有良好压制成型性的片，但是所述文献未充分检验其具体结构。本专利技术的一个目的是提供一种具有良好压制成型性的镁合金片和用于制造所述片的方法。本专利技术的另一个目的是提供由本专利技术的镁合金片得到的镁合金构件。解决问题的手段本申请专利技术的专利技术人已经在各种条件下制备了镁合金片，对所得片进行了压制成型以对压制成型之后的状况如断裂进行研究，并对可良好地对其进行压制成型的镁合金片的结构进行了研究。结果，他们发现，具有良好压制成型性的镁合金片含有具有特定组成的结晶相和具有特定组成的沉淀物，所述结晶相和所述沉淀物两者的尺寸和含量都小，且为了获得良好的压制成型性，所述结晶相和所述沉淀物的尺寸和量优选在特定范围内。他们还发现，在制造这种镁合金片中，为了控制结晶相和沉淀物两者的最大直径和数目，优选在特定条件下进行连续铸造并优选在特定条件下对所得铸造片进行压延。基于这些发现而完成了本专利技术。本专利技术的镁合金片由含有Al和Mn的镁合金构成。当在所述镁合金片的厚度方向上将从所述合金片的表面起至所述合金片的厚度的30%为止的区域定义为表面区域，且当从这个表面区域中任意选择200 μ m2的子区域(下文中称作“第一子区域”)时，在所述第一子区域中作为含有Al和Mn两者且最大直径为0. 5 5 μ m的沉淀物的粒子的数量为5以下。当从所述表面区域中任意选择50 μ m2的子区域(下文中称作“第二子区域”)时，在所述第二子区域中作为含有Al和Mn两者且最大直径为0. 1 1 μ m的结晶相的粒子的数量为15以下。在所述结晶相的粒子中，Al对Mn的质量比(ΑΙ/Μη)为2 5。例如，通过本专利技术的如下方法能够制造具有特定结构的本专利技术的镁合金片。用于制造本专利技术的镁合金片的方法包括如下的铸造步骤和压延步骤铸造步骤将含有Al和Mn的镁合金铸造成片的步骤。压延步骤对在所述铸造步骤中得到的铸造片进行压延的步骤。特别地，通过双辊连续铸造工艺进行所述铸造。在100°C以下的辊温度下进行所述铸造，使得通过铸造得到的铸造片的厚度为5mm以下。另外，在所述压延步骤中，将所述材料在150°C 250°C的温度范围内保持的总时间长度为60分钟以下。通过对本专利技术的镁合金片进行压制成型来形成本专利技术的镁合金构件。这种合金构件具有与镁合金片相同的结构。即，在从表面区域中任意选择的200 μ m2的子区域中作为具有特定尺寸和组成的沉淀物的粒子的数量为5以下，且在从表面区域中任意选择的50 μ m2 的子区域中作为具有特定尺寸和组成的结晶相的粒子的数量为15以下。根据能够实施快速凝固的连续铸造工艺如双辊连续铸造工艺，能够降低氧化物和偏析物的量，能够抑制粗大结晶相的产生，并能够形成微细结晶相。特别地，根据本专利技术的制造方法，通过将辊温度和铸造片的厚度调节在上述特定范围内，充分提高了冷却速度，由此能够抑制结晶相自身的产生。因此，可以将在压制成型期间易受断裂影响的表面侧区域的结构转变为含有很少或基本不含微细结晶相的结构。大概是因为结晶相的尺寸和量小， 所以由粗大结晶相或大量结晶相造成的在母相中固溶的Al量的下降受到抑制。而且，快速凝固得到了具有平均晶体粒径小的微细结构的铸造片。这种铸造片含有很少或基本不含充当断裂和变形的起点的粗大结晶相并由此具有高塑性加工性如压延。当对铸造片进行压延时，能够提高强度和伸长率。在对铸造片进行压延中，与常规实践相比，通过降低将材料保持在特定温度范围内的总时间长度，能够减少粗大沉淀物的数目。通过上述制造方法得到的本专利技术合金片含有很少充当断裂等的起点的粗大结晶相和沉淀物，且结晶相和沉淀物的量小。特别地，因为所述结构在压制成型期间易受断裂和破裂影响的表面侧区域中含有很少粗大结晶相和沉淀物以及微量微细结晶相和沉淀物，或者因为所述结构基本不含结晶相和沉淀物，所以在压制成型期间不易发生断裂、破裂等。由于结晶相和沉淀物的量小，所以能够抑制固溶的Al含量的下降，且由于存在充分量的固溶 Al而能够保持高强度。因此，本专利技术的合金片能够通过压制成型而充分伸长，能够保持高强度，并不易发生断裂和破裂。因此，本专利技术的合金片具有良好的压制成型性。当得到的本专利技术的合金构件具有其中与本专利技术的合金片一样，在表面侧区域中的结晶相和沉淀物的量和尺寸小的结构时，所述合金构件显示了良好的机械性能如强度、伸长率和耐冲击性并可以合适地用作各种壳体和部件。 现在将对本专利技术进行详细说明。组成构成本专利技术的镁合金片和本专利技术的镁合金构件的镁合金的实例包含具有各种组成并含有至少Al和Mn作为添加元素(余量为Mg和杂质)的物质。除了 Al和Mn之外的添加元素的实例为选自Si、Si、Ca、Sr、Y、Cu、Ag、Ce、^ 和稀土元素(除Y和Ce以外)中的至少一种元素。特别地，优选含有5质量％ 12质量％的Al和0. 1质量％ 2.0质量％ 的Mn。当在这些范围内含有Al和Mn时，不仅提高了机械性能如强度和伸长率，而且还提高了耐腐蚀性。然而，如果这些元素的含量过大，则导致塑性加工性如压延和压制成型下降。 除了 Al和Mn之外的添加元素的含量为例如Zn :0. 2 7. 0质量％、Si :0. 2 1.0质量％、 Ca 0. 2 6. 0 质量％、Sr :0. 2 7. 0 质量％、Y :1. 0 6. 0 质量％、Cu :0. 2 3. 0 质量％、 Ag 0. 5 3. 0质量％、Ce :0. 05 1. 0质量％、Zr :0. 1 1. 0质量％和RE (稀土元素(除 Y和Ce之外))1. 0 3.5质量％。当除了 Al和Mn之外还含有这些元素时，能够进一步提高机械性能。以上述范围的量含有Al和Mn以及这些元素的至少一种的合金的组成的实例包括ASTM标准的AZ系列合金(Mg-Al-Si系列合金，Zn :0. 2 1. 5质量％ )和AM系列合金(Mg-Al-Mn系列合金，Mn :0. 15 0. 5质量％ )。特别地，含有的Al的量(下文中称作“Al含量”)优选大，因为机械性能和耐腐蚀性随Al含量的增大而提高，且Al含量更优选为5.8质量％ 10质量％。具有5. 8% 10质量％的Al含量的镁合金的优选实例包括Mg-Al-Si系列合金如AZ61合金、AZ80合金、AZ81合金和AZ91合金、以及Mg-Al-Mn系列合金如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：北村贵彦，大石幸广，河部望，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：