鎂基合金管及其製造方法

2023-06-23 06:18:16 2

專利名稱：鎂基合金管及其製造方法
技術領域：
本發明涉及鎂基合金管及其製造方法。特別是涉及韌性或者強度優良的鎂基合金管及其製造方法。
背景技術：
鎂基合金比鋁輕，相對強度、相對剛性也比鋼或鋁優良，除了航空器部件、汽車零件等以外，也廣泛應用於各種電氣產品的殼體等。尤其，過去常用於壓制形成品，作為這種壓制用板材的製造方法，已知有利用軋制的製造方法(例如，參照特開2001-200349號公報、特開平6-293944號公報。
如上所述，鎂基合金各種特性優良，希望不僅作為板材，而且作為管材利用。但是，Mg及其合金是密排六方晶格結構，因而缺乏延性，塑性加工性極差。因此得到Mg及其合金的管是極其困難的。
另外，通過熱擠壓得到的鎂基合金管的強度低，難以以所得到的管作為結構材料使用。例如，由這種熱擠壓得到的管，與鋁合金的管相比，也不是強度優良的管。
因此，本發明的主要目的在於提供強度或者韌性優良的鎂基合金管及其製造方法。
另外，本發明的其他目的在於提供，YP比高的鎂基合金管及其製造方法。

發明內容
本發明人對通常困難的鎂基合金的拉拔加工進行了種種研究，結果發現，通過將拉拔加工時的加工條件特定，就能夠得到強度或韌性改善的管，從而達到完成本發明。
進而發現，根據需要，在拉拔加工後，通過組合規定的熱處理，就能夠得到高強度、高YP或高延性並立的管，從而達到完成本發明。
(鎂基合金管)
即，本發明鎂基合金管的第1特徵在於，是含有以下任意一種化學成分的鎂基合金管，通過拉拔而得到①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％對於在本發明的管中使用的鎂基合金來說，鑄造用鎂基合金和形變用鎂基合金都可以利用。更具體的說，例如可以利用ASTM標記中的AZ系、AS系、AM系、ZK系等。另外，作為Al的含量，按質量％可以分為0.1～小於2.0％的和2.0～12.0％的。一般是作為除了上述化學成分以外還含有Mg和不可避免的雜質的合金被利用。在不可避免的雜質中，可舉出Fe、Si、Cu、Ni、Ca等。
在AZ系中，作為Al含量為2.0～12.0質量％的AZ，例如可舉出AZ3 1、AZ61、AZ91等。AZ31，例如按質量％是含有Al2.5～3.5％、Zn0.5～1.5％、Mn0.15～0.5％、Cu小於或等於0.05％、Si小於或等於0.1％、Ca小於或等於0.04％的鎂基合金。AZ61，例如按質量％是含有Al5.5～7.2％、Zn0.4～1.5％、Mn0.15～0.35％、Ni小於或等於0.05％、Si小於或等於0.1％的鎂基合金。AZ91，例如按質量％是含有Al8.1～9.7％、Zn0.35～1.0％、Mn大於或等於0.13％、Cu小於或等於0.1％、Ni小於或等於0.03％、Si小於或等於0.5％的鎂基合金。在AZ系中，作為Al含量為0.1～小於2.0％的AZ，例如可舉出AZ10、AZ21等。AZ10，例如按質量％是含有Al1.0～1.5％、Zn0.2～0.6％、Mn大於或等於0.2％、Cu小於或等於0.1％、Si小於或等於0.1％、Ca小於或等於0.4％的鎂基合金。AZ21，例如按質量％是含有Al1.4～2.6％、Zn0.5～1.5％、Mn0.15～0.35％、Ni小於或等於0.03％、Si小於或等於0.1％的鎂基合金。
在AS系中，作為Al含量為2.0～12.0質量％的AS，例如可舉出AS41等。AS41，例如按質量％是含有Al3.7～4.8％、Zn小於或等於0.1％、Cu小於或等於0.15％、Mn0.35～0.60％、Ni小於或等於0.001％、Si0.6～1.4％的鎂基合金。在AS系中，作為Al含量為0.1～小於2.0％的AS，可舉出AS21等。AS21，例如按質量％是含有Al1.4～2.6％、Zn小於或等於0.1％、Cu小於或等於0.15％、Mn0.35～0.60％、Ni0.001％、Si0.6～1.4％的鎂基合金。
AM系中的AM60，例如按質量％是含有Al5.5～6.5％、Zn小於或等於0.22％、Cu小於或等於0.35％、Mn大於或等於0.13％、Ni小於或等於0.03％、Si小於或等於0.5％的鎂基合金。AM100，例如按質量％是含有Al9.3～10.7％、Zn小於或等於0.3％、Cu小於或等於0.1％、Mn0.1～0.35％、Ni小於或等於0.01％、Si小於或等於0.3％的鎂基合金。
在ZK系中的ZK60，例如按質量％是含有Zn4.8～6.2％、Zr大於或等於0.45％的鎂基合金。
鎂單體難以得到足夠的強度，但如上所述，含有Al0.1質量％或以上～12.0質量％或者Zn1.0～10.0質量％、Zr0.1～2.0質量％，通過進行規定的拉拔加工，得到優選的強度。另外，在按質量％含有Al0.1～12.0的鎂基合金管的情況下，按質量％含有Mn0.1～2.0％是合適的。進一步地，在按質量％含有Al0.1～12.0％的鎂基合金管的情況下，優選按質量％以含有Zn0.1～5.0％、Si0.1～5.0％的至少一種者。Zn的更優選添加量按質量％是0.1～2.0％，Si的更優選的添加量按質量％是0.3～2.0％。含有這樣的元素，通過進行規定的拉拔加工，就能夠得到不僅強度而且韌性也優良的鎂基合金管。Zr的更優選的含量是0.4～2.0質量％。
另外，本發明管由於具有大於或等於3％的延伸率和大於或等於250MPa的抗拉強度而兼具高強度和優良的韌性，因此與現有的材料相比，相對強度大，可以用於特別要求強度的輕質領域的結構材料成。而且，像這樣由於具有優良的強度和韌性，能夠確保作為上述結構材料使用時的安全性。
在本發明中，更優選的抗拉強度大於或等於250、280、300、320、350MPa。如果延伸率大於或等於3％、抗拉強度大於或等於350MPa，相對強度就比現有的材料大，最適用於特別要求強度的輕質領域的結構材料。當然，即使抗拉強度小於或等於350MPa，不用說在各種用途中也是實用的。另外，更優選的延伸率大於或等於8％，特別優選的延伸率大於或等於15％。其中，延伸率是15～20％、抗拉強度是250～350MPa的鎂基合金管韌性優良、能夠進行彎曲半徑小的彎曲加工，能夠期待用於各種結構材料。更具體的說，在外徑為D(mm)時，能夠容易進行彎曲半徑小於或等於3D的彎曲加工。而且還可以分為延伸率大於或等於5％到小於12％的鎂基合金和延伸率大於或等於12％的鎂基合金。通常，延伸率小於或等於12％的鎂基合金是實用的。
本發明鎂基合金管的第2特徵在於，是含有上述化學成分的鎂基合金管，YP達到大於或等於0.75。
YP比是以「0.2％屈服強度/抗拉強度」表示的比率。在作為結構材料應用鎂基合金時，希望是高強度。此時，實際的使用極限不是由抗拉強度，而是由0.2％屈服強度的大小決定，因此為了得到高強度的鎂基合金，不僅需要提高抗拉強度的絕對值，而且需要使YP比大。以往由熱擠壓得到的鎂基合金管的YP比是0.5～小於0.75，決不比作為一般的結構材料大，而要求YP比的增大。因此，本發明如以下所述，將拉拔加工時的拉拔溫度、加工度、向拉拔溫度的升溫速度、拉拔速度特定，或在拉拔加工後實施規定的熱處理，就能夠得到YP比大於或等於0.75、YP比大於以往的鎂基合金管。
例如，通過以拉拔溫度高於或等於50℃～低於或等於300℃(更優選高於或等於100℃～低於或等於200℃，進一步優選高於或等於100℃低於或等於～150℃或以下)、加工度相對一次拉拔加工大於或等於5％(更優選大於或等於10％，特別優選大於或等於20％)、向拉拔溫度的升溫速度1℃/s～100℃/s、拉拔速度大於或等於1m/s進行拉拔加工，就能夠得到YP比大於或等於0.90的鎂基合金管。進一步地，在上述拉拔加工後進行冷卻，通過實施溫度高於或等於150℃(優選高於或等於200℃)並低於或等於300℃、保持時間大於或等於5分鐘的熱處理，就能夠得到YP比大於或等於0.75並小於0.90的鎂基合金管。YP比大者，雖然強度優良，但在需要彎曲加工等的後加工時，加工性惡化，因此YP比大於或等於0.75並小於0.90的鎂基合金管，特別是如果也考慮製造性，是實用的。更優選YP比大於或等於0.80並小於0.90。
本發明鎂基合金管的第3特徵在於，是含有上述化學成分的鎂基合金管，0.2％屈服強度大於或等於220MPa。
如上所述，結構材料的使用極限由0.2％屈服強度的大小決定。因此，通過將拉拔加工時的拉拔溫度、加工度、向拉拔溫度的升溫速度、拉拔速度特定，就能夠得到相對屈服強度比現有材料大的，具體地說0.2％屈服強度大於或等於220MPa的鎂基合金管。更優選0.2％屈服強度大於或等於250MPa。
本發明鎂基合金管的第4特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，構成管的合金的平均結晶粒徑小於或等於10μm。
使鎂基合金的平均結晶粒徑細化，能夠得到強度和韌性達到平衡的鎂基合金管。通過調整拉拔加工時的加工度或拉拔溫度、拉拔加工後的熱處理溫度等進行平均結晶粒徑的控制。為了使平均結晶粒徑達到小於或等於10μm，拉拔加工後，優選在高於或等於200℃進行熱處理。
特別地，如果做成平均結晶粒徑小於或等於5μm的微細結晶結構，就能夠得到強度和韌性達到更加平衡的鎂基合金管。在拉拔加工後，優選實施高於或等於200℃並且低於或等於250℃的熱處理，就能夠得到平均結晶粒徑小於或等於5μm的微結晶結構。
本發明鎂基合金管的第5特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，使構成管的合金組織形成細晶粒和粗晶粒的混合晶粒組織。
通過使晶粒形成混合晶粒組織，能夠得到強度和韌性兼顧的鎂基合金管。作為晶粒的混合晶粒組織的具體例子，可舉出具有小於或等於3μm的平均粒徑的細粒徑和具有大於或等於15μm的平均粒徑的粗粒徑的混合晶粒組織。其中，使具有小於或等於3μm的平均粒徑的晶粒的面積率達到大於或等於全體的10％，能夠得到強度和韌性更加優良的鎂基合金管。通過進行後述的拉拔加工和拉拔後的熱處理的組合，就能夠得到這樣的混合晶粒組織。特別地，該熱處理優選在高於或等於150℃並且低於200℃進行。
本發明鎂基合金管的第6特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，使該管的金屬組織形成雙晶和再結晶晶粒的混合晶粒組織。
通過形成這樣的混合晶粒組織，能夠得到強度和韌性的平衡優良的鎂基合金管。
本發明鎂基合金管的第7特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，使構成管的合金表面的表面粗糙度達到Rz≤5μm。本發明鎂基合金管的第8特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，使管表面的軸向殘餘拉伸應力小於或等於80MPa。而本發明鎂基合金管的第9特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，使管的外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。所謂徑偏差是管的同一斷面上的外徑的最大值和最小值的差。
在鎂基合金管中，因為表面是平滑的，軸向殘餘拉伸應力小於或等於一定值，管的外徑的徑偏差小於或等於一定值，所以在彎曲加工等的加工時，能夠提高精度，精密加工性優良。
主要通過調整拉拔加工時的加工溫度，能夠進行管表面粗糙度的控制。除此之外，通過選定拉拔速度或潤滑劑等，表面粗糙度也受到影響。通過調整拉拔加工條件(溫度、加工度)等可以調整軸向殘餘拉應力。通過控制拉模形狀、拉拔溫度和拉拔方向等，可以調整徑偏差。
本發明鎂基合金管的第10特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，使管外形的橫斷面形狀形成非圓形。
管的外周和內周的斷面形狀最一般的是圓形(同心圓)。但是，在韌性上也優良的本發明管，不限於圓形形狀，也能夠容易形成斷面是橢圓或矩形·多邊形等異形管。為了使管外形的斷面形狀形成非圓形，通過改變拉模的形狀就能夠容易適應。另外，也考慮通過結構材料，在管的外周面的一部分設置凹凸等，縱向的橫斷面形狀部分不同。將拉拔過的管進行滾軋成形等而得到該縱向的橫斷面形狀不同的異形管。本發明管，即使作為異形管，也得到管外形的橫斷面形狀和圓形的管相同的特性，也能夠應用於要求異形管的汽車或自動雙輪車等的各種框架材等結構材料。
本發明鎂基合金管的第11特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，使厚度達到小於或等於0.5mm。
以往，由拉拔產生的鎂基合金管得不到實用的鎂基合金管，即使由擠壓得到的鎂基合金管，厚度也超過1.0mm。在本發明中，以後述的拉拔條件進行拉拔加工，能夠得到薄壁的鎂基合金管。特別地，也能夠得到小於或等於0.7mm，更進一步小於或等於0.5mm的厚度的合金管。
這樣的薄壁合金管通過拉拔加工而得到。以往，鎂基合金管由於其難加工性而通過擠壓加工等得到短尺寸的管。其延伸率也波動大到5～15％，抗拉強度也是240MPa左右。在本發明中，通過拉拔加工能夠得到韌性或強度優良的薄壁合金管。
本發明鎂基合金管的第12特徵在於，是上述化學成分的鎂基合金管，形成外徑在縱向均勻，內徑是兩端部小、中間部大的バテツド管。
本發明鎂基合金管強度和韌性優良，因此也容易形成バテツド管，也能夠應用於自行車的框架等中。バテツド管一般是外徑在縱向均勻，內徑是兩端小、中間大的管。
(鎂基合金管的製造方法)本發明鎂基合金管的製造方法包括以下步驟準備由下述(A)～(C)中任意一種化學成分構成的鎂基合金的母材管的步驟，即(A)按質量％，含有Al0.1～12.0％的鎂基合金(B)按質量％，含有Al0.1～12.0％，還含有選自Mn0.1～2.0％、Zn0.1～5.0％和Si0.1～5.0％中的至少一種的鎂基合金(C)按質量％，含有Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％的鎂基合金，在母材管上進行鍛頭(口付け)的鍛頭步驟以及已鍛頭的母材管進行拉拔加工的拉拔步驟。而且，以在拉拔溫度高於或等於50℃進行該拉拔加工過程為特徵。
在這樣的溫度區進行拉拔加工，由此能夠得到強度和韌性至少一個優良的鎂基合金管。特別是，能夠得到除強度外，要求是輕質的結構材料，例如最合適於在椅子、桌子、登山用手杖等中使用的管或在自行車等的框架用管的鎂基合金管。
另外，本發明鎂基合金管的製造方法包括以下步驟準備由下述(A)～(C)中任意一種化學成分構成的鎂基合金的母材管的步驟，即(A)按質量％，含有Al0.1～12.0％的鎂基合金(B)按質量％，含有Al0.1～12.0％，還含有選自Mn0.1～2.0％、Zn0.1～5.0％和Si0.1～5.0％中的至少一種的鎂基合金(C)按質量％，含有Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％的鎂基合金，在母材管上進行鍛頭的鍛頭步驟以及已鍛頭的母材管進行拉拔加工的拉拔步驟。而且，以至少將導入鍛頭加工機中的母材管的前端加工部加熱進行這種鍛頭為特徵。在該母材管的至少端部上的導入溫度優選是50～450℃，更優選100～250℃。
由於進行這樣的加熱來實施鍛頭加工，能夠抑制在管上產生裂紋。
經過母材管的準備→(造膜)→鍛頭→拉拔→(熱處理)→矯正加工的步驟來製造鎂基合金管。其中，造膜和熱處理根據需要進行。以下，詳細地說明各步驟。
母材管例如可以使用由鑄造或者擠壓等得到的管。當然，利用本發明方法拉拔的管作為母材管再進行加工也是可以的。
母材管，優選至少在前端部實施潤滑處理而進行拉拔。通過在母材管上實施潤滑被膜進行作為潤滑處理一種的造膜。該潤滑被膜具有對拉拔時的拉拔溫度的耐熱性，而且表面摩擦阻力小的材料是合適的。例如，優選聚四氟乙烯(PTFE)或四氟化-全氟烷基乙烯基醚樹脂(PFA)等氟系樹脂。更具體地說，可舉出在水中分散水分散性PTFE或PFA，在該分散液中浸漬母材管，在300～450℃左右進行加熱，形成PTFE或PFA被膜。由這種造膜形成的潤滑被膜在後述的拉拔時殘留下來，防止母材管的燒粘。在進行造膜時，也可以並用浸漬後述的潤滑油，但不用也沒關係。
鍛頭加工使母材管的端部發生縮徑，在後過程的拉拔加工時，能夠將母材管的端部插入拉模中。使用旋鍛機等鍛頭加工機進行該鍛頭加工。使至少母材管的前端加工部上的導入溫度達到50～450℃進行該鍛頭加工。前端加工部是在母材管中使用鍛頭加工機進行縮徑加工的地方。更優選的導入溫度範圍是100～250℃。導入溫度是向鍛頭加工機導入前的母材管溫度。
這種加熱手段沒有特別的限制。預先使用加熱器等加熱母材管的端部，通過變化至導入旋鍛機的時間，能夠調整母材管端部的溫度。希望從進行加熱後至母材管導入鍛頭加工機時的溫度的降低小。特別地，在鍛頭加工機中，加熱與母材管的接觸部(通常是拉模)是合適的。另外，在進行鍛頭加工時，也希望在母材管的端部插入由鎂基合金或者其他的合金、金屬構成的保溫材料。如果母材管導入旋鍛機中，由於拉模和母材管接觸而開始母材管的冷卻。但是，由於存在保溫材料，在鍛頭加工時，抑制母材管端部的溫度降低，從而抑制母材管的裂紋進行鍛頭加工。作為保溫材料的具體例子，可舉出比鎂基合金更容易加工的銅等。
鍛頭加工中的加工度(外徑減少率)優選小於或等於30％。如果進行超過30％的加工，鍛頭加工時在母材管上容易產生裂紋。為了更可靠地控制裂紋，規定小於或等於15％，更優選小於或等於10％的加工度。
經過鍛頭加工的母材管導入拉拔加工過程中。母材管的拉拔加工通過使母材管在拉模等中通過進行。此時，可以使用在銅合金或鋁合金等管拉拔中有成效的方法。例如可舉出，①以在母材管的內部不配置特定的構件，通過空拉模的空拔，②在母材管的內部配置芯杆的芯杆拉拔，③使用貫通拉模的芯棒的芯棒拉拔等。在芯杆拉拔中，如圖1(A)所示，有在支持棒1的前端固定直線部的長芯杆2，在該芯杆2和拉模3之間進行母材管4的拉拔的固定芯杆拉拔。除此之外，如圖1(B)所示，不使用支持棒，利用芯杆2的浮動芯杆拉拔，或如圖1(C)所示，有在支持棒1的前端固定直線部的短芯杆2，進行拉拔的半浮動芯杆拉拔。另一方面，芯棒拉拔，如圖1(D)所示，在母材管全長配置貫通拉模3的芯棒5進行拉拔。此時，在芯棒上形成潤滑被膜，就能夠進行更加順利地拉拔。特別地，芯棒拉拔適合得到壁厚小於或等於0.7mm的合金管。
尤其，通過組合空拔和芯杆拉拔，能夠容易製作バテツド管。就是說，可以如下進行拉拔過程。首先，與將母材管的一端插入拉模中的同時，在拉模內面和芯杆之間不夾住該母材管，進行空拔。接著，母材管的中央部在拉模內面和芯杆之間進行壓縮母材管的芯杆拉拔。然後，在拉模內面和芯杆之間不夾住母材管進行母材管的另一端側的空拔。通過該過程就能夠形成兩端部是厚壁、中間部是薄壁的バテツド管。除此之外，在拉拔加工使用貫通拉模的芯棒的芯棒拉拔中，在該芯棒中使用外徑在縱向不同的芯棒也能夠形成バテツド管。此時，在拉模出口側把持突出的母材管的前端加工部，進行拉拔是合適的。母材管的把持可以使用拉拔機等進行。在這種拉拔時，改變拉模徑進行數次拉拔對形成バテツド管也是有效的。進行拉模徑的改變而進行數次拉拔，能夠製造厚壁部和薄壁部的厚度差大的バテツド管。
另外，使拉拔溫度達到高於或等於50℃進行上述的拉拔加工。在使拉拔溫度達到高於或等於50℃時，管的加工變得容易。但是，拉拔溫度一變高，就導致強度降低，因此該溫度低於或等於350℃是合適的。優選高於或等於100℃並低於或等於300℃，更優選低於或等於200℃，特別優選低於或等於150℃。
該拉拔溫度規定為拉模導入前後時的母材管或者加熱裝置的設定溫度。例如，即將導入拉模前的母材管溫度、剛離開拉模出口的母材管(拉拔管)溫度、或者剛好在拉模之前設置加熱器進行加熱時，規定為加熱器的設定溫度等。無論哪一個，在實用上都沒有大的差異。但是，剛離開拉模出口的母材管溫度由於加工度、加工速度、拉模溫度、管形狀、拉拔方法(芯棒拉拔或芯杆拉拔等)等因素不同而容易發生變化，拉模入口側溫度更容易特定。
達到該拉拔溫度的加熱可以僅在母材管的前端部進行，也可以在母材管全體上進行。無論哪一個，都能夠得到強度和韌性優良的鎂基合金管。特別地，至少將與拉模接觸的初期加工部加熱是合適的。該初期加工部與鍛頭加工中的前端加工部不同。即，在拉拔加工中，母材管與拉模(芯杆或者芯棒)接觸，拉拔加工開始，變成前端加工部的根部，因此初期加工部是指該拉拔加工的開始地方，即前端加工部的根部。更具體地說，在空拔的情況下，母材管中與拉模接觸的地方成為初期加工部，在芯杆拉拔的情況下，母材管中與拉模和芯杆接觸的地方成為初期加工部，在芯棒拉拔的情況下，母材管中與拉模和芯棒接觸的地方成為初期加工部。
作為加熱母材管的方法，優選在預熱的潤滑油中浸漬母材管，或者通過保護氣體爐(霧囲気爐)中的加熱、高頻加熱爐中的加熱或者通過拉拔拉模的加熱進行。特別地，希望通過在預熱的潤滑油中浸漬母材管，在潤滑處理的同時進行加熱。通過使加熱後至母材管導入拉拔拉模中的放冷時間發生變化，能夠調整出口溫度。作為造膜或浸漬到潤滑油以外的潤滑處理，可舉出強制潤滑。強制潤滑是在拉拔加工時在拉模和母材管之間邊強制地供給已加壓的潤滑劑，邊進行拉拔的潤滑手段。對於潤滑劑來說，使用粉末或潤滑油。
通過組合這樣的潤滑處理和母材管的加熱進行拉拔，能夠抑制產生燒粘或斷裂。特別地，在上述的條件下進行鍛頭加工後，以規定的加熱條件進行母材管拉拔是合適的。
另外，拉拔加工通過使用拉模和芯杆的芯杆拉拔加工進行，也可以僅加熱母材管的初期加工部，在該加熱溫度進行拉拔加工。或者也可以加熱後在冷卻途中進行拉拔加工。此時，初期加工部的加熱溫度優選高於或等於150℃並低於400℃。
達到上述拉拔溫度的升溫速度優選為1℃/s～100℃/s。另外，拉拔加工的拉拔速度大於或等於1m/分鐘是合適的。
拉拔加工也可以在多階段進行數道次。通過這種反覆進行多道次的拉拔加工，能夠得到更細徑的管。
在一次拉拔加工中的斷面減小率優選大於或等於5％。以低加工度得到的強度低，因此進行斷面減小率大於或等於5％的加工，就能夠容易地得到合適強度和韌性的管。更優選每1道次的斷面減小率大於或等於10％，特別優選大於或等於20％。但是，加工度如果變得過大，實際上就不能加工，因此每1道次的斷面減小率的上限小於或等於40％左右。
拉拔加工中的總斷面減小率大於或等於15％是合適的。更優選的總斷面減小率大於或等於25％。通過這樣的總斷面減小率大於或等於15％的拉拔加工，得到兼具強度和韌性的管成為可能。
拉拔加工後的冷卻速度優選大於或等於0.1℃/s。因為如果使該下限值降低，就會促進晶粒的成長。冷卻方法，除了空冷以外，可舉出鼓風等，通過風速、風量等可以進行速度的調整。
通過進行以上的拉拔加工，能夠得到特別是延伸率大於或等於3％、抗拉強度大於或等於350MPa的鎂基合金管。
在拉拔加工後，通過在高於或等於150℃(優選高於或等於200℃)加熱管，導入變形的消除和再結晶的促進成為可能，能夠進一步提高韌性。該熱處理的優選上限溫度小於或等於300℃。另外，該熱處理優選的保持時間是5～60分鐘左右。更優選的下限是5～15分鐘左右，最優選的上限是20～30分鐘左右。通過該熱處理，能夠得到延伸率是15～20％、抗拉強度是250～350MPa的合金管。再者，按照本發明方法得到的管在拉拔加工後，即使不實施高於或等於150℃的熱處理，也能夠作為管利用。


圖1是表示管的拉拔方式的說明圖。圖2是表示AZ31合金管外徑和加工度的關係的圖。圖3是表示AZ61合金管外徑和加工度的關係的圖。圖4是表示加工度和拉拔力的關係的圖。圖5是表示試驗例2-3中的試樣No.17-18的金屬組織的顯微鏡照片。圖6表示バテツド管的製造步驟，(A)是進行空拔管時的說明圖，(B)是進行芯杆拉拔管時的說明圖。圖7是バテツド管的縱剖面圖。
具體實施例方式
以下，說明本發明的實施方式。
試驗例1-1使用AZ31合金和AZ61合金的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)，在各種溫度進行拉拔至外徑12.0mm，得到各種管。所使用的AZ31合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Al2.9％、Zn0.77％、Mn0.40％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金，AZ61合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Al6.4％、Zn0.77％、Mn0.35％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。拉拔加工通過空拔用2道次進行，在第1道次加工成13.5mm後，在第2道次加工至12.0mm。第1道次的斷面減小率是10.0％，第2道次的斷面減小率是12.3％，總斷面減小率是21.0％，拉拔後的管冷卻通過空冷進行，冷卻速度是1～5℃/s。加工溫度是在拉模前設置加熱器，以加熱器的加熱溫度作為加工溫度，後述的試驗例1-2～1-10也相同。升溫到加工溫度的升溫速度是1～2℃/s，拉拔速度是10m/min。所得到的拉拔管的特性示於表1中。
表1

如表1所示，AZ31和AZ61合金的擠壓材料(試樣No.1-1和1-7)，抗拉強度小於或等於290MPa，0.2％屈服強度小於或等於190MPa，YP比小於或等於0.70，延伸率是6～9％。另一方面，在高於或等於50℃的溫度進行拉拔加工的試樣No.1-3～1-6和1-9～1-12，在具有大於或等於5％的良好延伸率的同時，具有大於或等於300MPa的高抗拉強度、大於或等於250MPa的0.2％屈服強度、大於或等於0.90的YP比。由此可知，這些試樣沒有韌性的大幅降低，強度已提高。這些試樣之中，加工溫度高於或等於100℃並低於或等於300℃的試樣No.1-4～1-6和No.1-10～1-12，延伸率具有比大於或等於8％的高值，在韌性方面特別優良。因此可知，如考慮延伸率，拉拔時的加工溫度優選高於或等於100℃並低於或等於300℃。與此相反，如果拉拔溫度超過300℃，抗拉強度的上升率就小，另外，在20℃的室溫進行拉拔加工的試樣No.1-2和1-8，因為開裂而不能加工。因此可知，在高於或等於50℃並低於或等於300℃(優選高於或等於100℃並低於或等於300℃)的加工溫度，顯示更優良的強度-韌性平衡。
所得到的試樣No.1-3～1-6和1-9～1-12，反覆大於或等於3道次的多道次的拉拔加工也是可能的。另外，這些試樣No.1-3～1-6和1-9～1-12的表面粗糙度Rz小於或等於5μm。這些試樣No.1-3～1-6和1-9～1-12的管表面的軸向殘餘拉應力利用X射線衍射求出，該應力小於或等於80MPa。而且，管外徑的徑偏差(在管外形的同一斷面上的徑的最大值和最小值的差)小於或等於0.02mm。
試驗例1-2使用AZ31合金和AZ61合金的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)，改變斷面減小率進行拉拔加工，得到外徑不同的各種管。所使用的AZ31合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Al2.9％、Zn0.77％、Mn0.40％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金，AZ61合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Al6.4％、Zn0.77％、Mn0.35％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。拉拔加工通過空拔用1道次進行，斷面減小率分別是5.5％(拉拔後的外徑是14.20mm)、10.0％(拉拔後的外徑是13.5mm)、21.0％(拉拔後的外徑是12.0mm)。加工溫度是150℃，拉拔後的冷卻速度是1～5℃/s，升溫到加工溫度的升溫速度是1～2℃/s，拉拔速度是10m/min。所得到的拉拔管的特性示於表2中。
表2

如表2所示，AZ31和AZ61合金的擠壓材料(試樣No.2-1和2-5)，抗拉強度小於或等於290MPa，0.2屈服強度小於或等於190MPa，YP比小於或等於0.70，延伸率是6～9％。另一方面，進行斷面減小率大於或等於5％的拉拔加工的試樣No.2-2～2-4和2-6～2-8，在具有大於或等於8％的良好延伸率的同時，具有大於或等於300MPa的高抗拉強度、大於或等於250MPa的0.2％屈服強度、大於或等於0.90的YP比。由此可知，這些試樣進行斷面減小率大於或等於5％的拉拔加工，沒有韌性的大幅降低，強度已提高。
另外，所得到的試樣No.2-2～2-4和2-6～2-8的表面粗糙度Rz小於或等於5μm，利用X射線衍射求出的管表面的軸向殘餘拉應力小於或等於80MPa，管外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。
試驗例1-3使用按質量％含有Al1.2％、Zn0.4％、Mn0.3％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AZ10合金)的擠壓管、按質量％含有Al4.2％、Si1.0％、Mn0.45％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AS41合金)的擠壓管，按質量％含有Al1.9％、Si1.0％、Mn0.45％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AS21合金)的擠壓管，在150℃進行拉拔加工至外徑12.0mm得到管。各擠壓管都是外徑15.0mm、壁厚1.5mm。除了使拉拔時的溫度達到150℃以外，進行和試驗例1-1相同的拉拔加工。作為對比，用同樣的方法，也製成拉拔時的溫度達到20℃的試樣。所得到的拉拔管的特性示於表3中。
表3

如表3所示，任何一種合金的擠壓管(試樣3-1、3-4、3-7)都是抗拉強度小於或等於260MPa，0.2％屈服強度小於或等於150MPa，YP比小於或等於0.65，延伸率為9～10.5％。另一方面，進行斷面減小率大於或等於5％的拉拔加工的試樣No.3-3、3-6、3-9，在具有大於或等於9.0％的優良延伸率的同時，具有大於或等於300MPa的高抗拉強度、大於或等於250MPa的0.2％屈服強度、大於或等於0.90的YP比。由此可知，進行斷面減小率大於或等於5％的拉拔加工，韌性沒有大幅降低，強度已提高。另外，所得到的試樣No.3-3、3-6、3-9的表面粗糙度Rz小於或等於5μm，用X射線衍射求出的管表面的軸向殘餘拉應力小於或等於80MPa，管外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。
試驗例1-4使用AZ31和AZ61合金的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)的擠壓管，拉拔加工至外徑12.0mm，拉拔加工後，在各種溫度實施熱處理，得到各種管。使用的AZ31合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％含有Al2.9％、Zn0.77％、Mn0.40％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金，AZ61合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Al6.4％、Zn0.77％、Mn0.35％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。拉拔加工在150℃的溫度通過空拔用1道次進行。斷面減小率是21.0％。加工溫度是在拉模前設置加熱器，以加熱器的加熱溫度作為加工溫度。升溫到加工溫度的升溫速度是1～2℃/s，拉拔速度是10m/min。拉拔後的管的冷卻通過空冷以冷卻速度約1～5℃/s實施，冷卻至室溫後，再在100～300℃的溫度進行15分鐘的加熱處理。
檢測所得到的管的抗拉強度、0.2％屈服強度、斷裂延伸率、YP比、結晶粒徑。平均結晶粒徑是用顯微鏡放大管的斷面組織，測定視野內的數個晶粒的粒徑，求出其平均值。結果示於表4和表5中。
表4

表5

從表4、5可知，與在AZ31和AZ61合金的哪一個中都不進行拉拔加工和熱處理的擠壓材料(試樣No.4-7和5-7)相比，在拉拔加工後進行高於或等於150℃的熱處理的試樣No.4-3～4-6和5-3～5-6，可以確認延伸率和強度的大幅度提高。具體地，這些試樣No.4-3～4-6和5-3～5-6的抗拉強度大於或等於280MPa、0.2％屈服強度大於或等於220MPa、YP比大於或等於0.75並且不到0.90、顯示出延伸率大於或等於12％，顯示出延性和強度兼而有之的特性。特別是熱處理溫度高於或等於200℃的試樣No.4-4～4-6和5-4～5-6的延伸大於或等於17％，韌性更優良。其中，熱處理溫度高於或等於200℃並低於或等於250℃的試樣No.4-4、4-5和5-4、5-5，抗拉強度大於或等於300MPa，0.2％屈服強度大於或等於240MPa，YP比大於或等於0.80且不到0.90，延伸率大於或等於17％，強度和延性的平衡更良好。
另外，在拉拔加工後進行高於或等於150℃的熱處理的試樣No.4-3～4-6和5-3～5-6與拉拔加工後在溫度100℃進行熱處理的試樣No.4-2和5-2、在拉拔加工後不實施熱處理的試樣No.4-1和5-1相比，可以確認抗拉強度、0.2％屈服強度、YP比雖然降低，但延伸率卻大大上升。另一方面，熱處理溫度如果超過300℃，抗拉強度的上升部分變小，因而希望最好進行低於或等於300℃的熱處理。因此可知，拉拔加工後，進行高於或等於150℃並且低於或等於300℃(優選高於或等於200℃低於或等於300℃)的熱處理，就得到韌性更優良、同時具有高強度的管。
在此得到的試樣的平均結晶粒徑，如表4、5所示，擠壓材料(試樣No.4-7和5-7)或者低於或等於100℃的結晶粒徑料(試樣No.4-1、4-2和5-1、5-2)，顯示大於或等於15μm的大結晶粒徑。與此相反，高於或等於200℃的結晶粒徑料(試樣No.4-4～4-6和5-4～5-6)成為平均粒徑小於或等於10μm的細晶粒。其中200～250℃的結晶粒徑料(試樣No.4-4、4-5和5-4、5-5)平均粒徑小於或等於5μm。另外，150℃的結晶粒徑料(試樣No.4-3和5-3)成為平均粒徑小於或等於3μm的晶粒和平均粒徑大於或等於15μm的粒徑的混合組織，小於或等於3μm的晶粒的面積率大於或等於10％。因此可知，由於合金組織由細晶粒構成，或者是細晶粒和粗晶粒的混合組織，所以得到強度和韌性達到平衡的鎂基合金管。
上述150℃～300℃的結晶粒徑料(試樣No.4-3～4-6和5-3～5-6)反覆2道次或以上的多道次的拉拔加工也是可能的。另外，上述試樣No.4-3～4-6和5-3～5-6的表面粗糙度Rz小於或等於5μm。而且，用X射線衍射法求出的管表面軸向殘餘拉應力小於或等於80MPa。而管外徑的徑偏差(在管的同一斷面上的外徑的最大值和最小值的差)小於或等於0.02mm。
試驗例1-5使用按質量％含有Al1.2％、Zn0.4％、Mn0.3％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AZ10合金)的擠壓管、按質量％含有Al4.2％、Si1.0％、Mn0.40％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AS41合金)的擠壓管、按質量％含有Al1.9％、Si1.0％、Mn0.45％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AS21合金)的擠壓管，在150℃進行拉拔加工至外徑12.0mm，拉拔加工後，在200℃實施熱處理得到管。各擠壓管都是外徑15.0mm、壁厚1.5mm。除了使拉拔後的熱處理溫度達到200℃以外，進行和試驗例1-1相同的拉拔加工。作為對比，用同樣的方法製作拉拔後的熱處理溫度達到100℃的試樣。和試驗例1-4同樣地檢查所得到的拉拔管的結晶粒徑。所得到的拉拔管的抗拉強度、0.2％屈服強度、斷裂延伸率、YP比、結晶粒徑示於表6中。
表6


如表6所示，可以確認，與在哪一種合金中都不進行拉拔加工和熱處理的擠壓材料(試樣No.6-4、6-8、6-12)相比，在拉拔加工後進行200℃的熱處理的試樣No.6-3、6-7、6-11延伸率和強度大幅度地提高。另外，所得到的試樣的結晶粒徑是擠壓材料(試樣No.6-4、6-8、6-12)、不實施熱處理的試樣No.6-1、6-5、6-9和100℃的結晶粒徑料(試樣No.6-2、6-6、6-10)顯示大於或等於15μm的大結晶粒徑。與此相反，200℃的結晶粒徑料(試樣No.6-3、6-7、6-11)成小於或等於5μm細晶粒。另外，所得到的試樣No.6-3、6-7、6-11表面粗糙度Rz小於或等於5μm，用X射線衍射分析裝置求出的管表面的軸向殘餘拉應力小於或等於80MPa，管外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。
試驗例1-6使用ZK40合金和ZK60合金的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)，拉拔加工至外徑12.0mm，拉拔加工後，在各種溫度實施熱處理，得到各種管。所使用的ZK40合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Zn4.1％、Zr0.5％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金，ZK60合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Zn5.5％、Zr0.5％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。拉拔加工，通過在150℃的空拔，用1道次進行。斷面減小率為21.0％。加工溫度是在拉模前設置加熱器，以加熱器的溫度作為加工溫度。升溫到加工溫度的升溫速度是1～2℃/s，拉拔速度是10m/min。拉拔後的管的冷卻通過空冷，以冷卻速度約1～5℃/s實施，冷卻至室溫後，再在100～300℃的溫度進行15分鐘的加熱處理。
檢查所得到的管的抗拉強度、0.2％屈服強度、斷裂延伸率、YP比、結晶粒徑。平均結晶粒徑是用顯微鏡放大管的斷面組織，測定視野內的數個晶粒的粒徑，求出其平均值。結果示於表7和表8中。
表7

表8

從表7、8可知，與在ZK40合金和ZK60合金中都不進行拉拔加工和熱處理的擠壓材料(試樣No.7-7和8-7)相比，在拉拔加工後進行高於或等於150℃的熱處理的試樣No.7-3～7-6和8-3～8-6，延伸率和強度大幅度地提高。具體地，這些試樣No.7-3～7-6和8-3～8-6的抗拉強度大於或等於300MPa，0.2％屈服強度大於或等於200MPa，YP比大於或等於0.75並且不到90，延伸率大於或等於12％，顯示延性和強度兼而有之的特性。尤其可知，熱處理溫度為200℃或以上的試樣No.7-4～7-6和8-4～8-6，延伸率大於或等於18％，韌性更優良。其中，熱處理溫度高於或等於200℃並且低於或等於250℃的試樣No.7-4、7-5和8-4、8-5，抗拉強度大於或等於340MPa，0.2％屈服強度大於或等於250MPa，YP比大於或等於0.80並且不到90，延伸率大於或等於18％，強度和延性的平衡更良好。
另外，在拉拔加工後進行高於或等於150℃的熱處理的試樣No.7-3～7-6和8-3～8-6與在拉拔加工後在溫度100℃進行熱處理的試樣No.7-2和8-2、在拉拔加工後不實施熱處理的試樣No.7-1和8-1進行比較，可以確認，抗拉強度、0.2％屈服強度、YP比雖然降低，但延伸率大大上升。另一方面，熱處理溫度如果超過300℃，抗拉強度的上升部分變小，因而希望最好進行低於或等於300℃的熱處理。因此可知，拉拔加工後，進行高於或等於150並且低於或等於300℃(優選高於或等於200℃並且低於或等於300℃)的熱處理，就得到韌性更優良、同時具有高強度的管。
在此得到的試樣的平均結晶粒徑如表7和表8所示，擠壓材料(試樣No.7-7和8-7)或低於或等於100℃的結晶粒徑料(試樣No.7-1和7-2和8-1、8-2)顯示大於或等於15μm的大結晶粒徑。與此相反，高於或等於200℃的結晶粒徑料(試樣No.7-4～7-6和8-4～8-6)成為平均粒徑小於或等於10μm的細晶粒。其中，200～250℃的結晶粒徑料(試樣No.7-4、7-5和8-4、8-5)的平均粒徑小於或等於5μm。另外，150℃的結晶粒徑料(試樣No.7-3和8-3)成為平均粒徑小於或等於3μm的結晶粒徑和平均粒徑大於或等於15μm的結晶粒徑的混合組織，小於或等於3μm晶粒的面積率大於或等於10％。因此可知，由於合金組織由細晶粒構成，或者是細晶粒和粗晶粒的混合組織，所以得到強度和韌性達到平衡的鎂基合金管。
上述150℃～300℃的結晶粒徑料(試樣No.7-3～7-6和8-3～8-6)，反覆2道次或以上的多道次進行拉拔加工也是可能的。另外，上述試樣No.7-3～7-6和8-3～8-6)表面粗糙度Rz小於或等於5μm。另外，用X射線衍射法求出管表面的軸向殘餘拉應力，該應力小於或等於80MPa。而且管外徑的徑偏差(在管的同一斷面上的外徑的最大值和最小值的差)小於或等於0.02mm。
試驗例1-7使用ZK40合金和ZK60合金的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)，在各種溫度進行拉拔加工至外徑12.0mm，得到各種管。所使用的ZK40合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％含有Zn4.1％、Zr0.5％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金，ZK60合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％含有Zn5.5％、Zr0.5％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。拉拔加工通過空拔用2道次進行。在第1道次加工成13.5mm後，在第2道次加工至12.0mm。第1道次的斷面減小率是10.0％，第2道次的斷面減小率是12.3％，總斷面減小率是21.0％，拉拔後的管的冷卻通過空冷進行，冷卻速度是1～5℃/s。加工溫度是在拉模前設置加熱器，以加熱器的溫度作為加工溫度，關於後述的試驗例1-8也是同樣的。升溫到加工溫度的升溫速度是1～2℃/s，拉拔速度是10m/min。所得到的管的特性示於表9中。
表9

如表9所示，ZK40和ZK60合金的擠壓材料(試樣No.9-1和9-7)抗拉強度不到300MPa，0.2％屈服強度不到220MPa，YP比不到0.75，延伸率是8～9％。另一方面，在高於或等於50℃的溫度進行拉拔加工的試樣No.9-3～9-6和9-9～9-12，在具有大於或等於5％的優良延伸率的同時，具有大於或等於300MPa的高抗拉強度、大於或等於250MPa的0.2％屈服強度、大於或等於0.90的YP比。即可知，這些試樣韌性沒有大幅降低，能夠提高強度。這些試樣之中，使加工溫度達到高於或等於100℃並且低於或等於300℃的試樣9-4～9-6和9-10～9-12具有延伸率大於或等於8％的高值，在韌性方面特別優良。因此可知，如果考慮延伸率，拉拔時的加工溫度優選高於或等於100℃並且低於或等於300℃。與此相反，加工溫度如果超過300℃，抗拉強度的上升率小，另外，在20℃的室溫進行拉拔加工的試樣No.9-2和9-8因為斷裂，所以不能加工。因此可知，在高於或等於50℃並且低於或等於300℃(優選高於或等於100℃並且低於或等於300℃)的加工溫度，顯示更優良的強度和韌性平衡。
所得到的試樣No.9-3～9-6和9-9～9-12，反覆進行大於或等於3道次的多道次拉拔加工也是可能的。另外，這些試樣No.9-3～9-6和9-9～9-12的表面粗糙度Rz小於或等於5μm。用X射線衍射法求出這些試樣No.9-3～9-6和9-9～9-12的管表面的軸向殘餘拉應力，該應力小於或等於80MPa。而且，管外徑的徑偏差(在管外形的同一斷面上的徑的最大值和最小值的差)小於或等於0.02mm。
試驗例1-8使用ZK40合金和ZK60合金的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)，改變斷面減小率進行拉拔加工，得到外徑不同的各種管。所使用的ZK40合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Zn4.1％、Zr0.5％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金，ZK60合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Zn5.5％、Zr0.5％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。拉拔加工通過空拔用1道次進行，斷面減小率分別是5.5％(拉拔後的外徑14.20mm)、10.0％(拉拔後的外徑13.5mm)、21.0％(拉拔後的外徑12.0mm)。加工溫度是150℃，拉拔後的冷卻速度是1～5℃/s，升溫到加工溫度的升溫速度是1～2℃/s，拉拔速度是10m/min。所得到的管的特性示於表10中。
表10

如表10所示，ZK40和ZK60合金的擠壓材料(試樣No.10-1和10-5)，抗拉強度不到300MPa，0.2％屈服強度不到220MPa，YP比不到0.75，延伸率是8～9％。另一方面，進行斷面減小率大於或等於5％的拉拔加工的試樣NO.10-2～10-4和10-6～10-8，在具有大於或等於8％的優良延伸率的同時，具有大於或等於300MPa的高抗拉強度、大於或等於250MPa的0.2％屈服強度、大於或等於0.90的YP比。即可知，這些試樣即使進行斷面減小率大於或等於5％的拉拔加工，韌性也沒有大的降低，能夠提高強度。另外，所得到的試樣NO.10-2～10-4和10-6～10-8，表面粗糙度Rz小於或等於5μm，用X射線衍射法求出的管表面的軸向殘餘拉應力小於或等於80MPa，管外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。
試驗例1-9使用按質量％由含有Al6.1％、Mn0.44％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AM60)的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)，在150℃的溫度進行拉拔加工至外徑12.0mm，得到管。除了使拉拔時的溫度達到150℃以外，和試驗例1-1進行同樣的拉拔加工。作為對比，用同樣的方法製成拉拔時的溫度達到20℃的試樣。所得到的拉拔管的特性示於表11中。
表11

如表11所示，擠壓材料(試樣No.11-1)的抗拉強度是267MPa，0.2％屈服強度是165MPa，YP比是0.62，延伸率是8.5％。另一方面，進行斷面減小率大於或等於5％的拉拔加工的試樣No.11-3同時具有8％的延伸率和大於或等於300MPa的高抗拉強度、大於或等於250MPa的0.2％屈服強度、大於或等於0.90％的YP比。即可知，該試樣的韌性沒有大的降低，能夠提高強度。另外，所得到的試樣表面粗糙度Rz小於或等於5μm，用X射線衍射法求出的管表面的軸向殘餘拉應力小於或等於80MP，管外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。
試驗例1-10使用按質量％由含有Al6.1％、Mn0.44％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金(AM60)的擠壓管(外徑15.0mm、壁厚1.5mm)，在150℃的溫度進行拉拔加工至外徑12.0mm，在拉拔加工後，在200℃實施熱處理而得到管。除了使拉拔時的溫度達到150℃以及在拉拔後進行200℃的熱處理以外，和試驗例1-1同樣地製成管。作為對比，用同樣的方法製成使拉拔後的熱處理溫度達到100℃的試樣和不實施熱處理的試樣。另外，和試驗例1-4相同地檢查所得到的拉拔管的平均粒徑。所得到的管的特性示於表12中。
表12


如表12所示，可以確認，與擠壓材料(試樣No.12-4)相比，在拉拔加工後進行200℃的熱處理的試樣No.12-3，延伸率、強度大幅度地提高。另外，所得到的試樣的平均粒徑如下擠壓材料(試樣No.12-4)、無熱處理的試樣No.12-1、100℃的結晶粒徑料(試樣No.12-2)顯示大於或等於15μm的大結晶粒徑。與此相反，200℃的結晶粒徑料(試樣No.12-3)成小於或等於5μm的細晶粒。另外，所得到的試樣No.12-3表面粗糙度Rz小於或等於5μm，用X射線衍射法求出的管表面的軸向殘餘拉應力小於或等於80MPa，管外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。
試驗例2-1使用AZ31合金和AZ6160合金的擠壓母材管(外徑10～45mm、壁厚1.0mm)，在各種溫度進行加工度不同的鍛頭加工。所使用的AZ31合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Al2.9％、Zn0.77％、Mn0.40％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金，AZ061合金的擠壓材料由下述鎂基合金構成按質量％由含有Al6.4％、Zn0.77％、Mn0.35％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。
鍛頭加工，在350℃加熱母材管的端部，通過使至導入旋鍛機的鍛模中的時間(放冷時間)變化，調整鍛模導入時的溫度(導入溫度)。從加熱溫度(350℃)和放冷時間，通過計算來推斷導入溫度。對於一部分母材管並用旋鍛機的鍛模的加熱。該鍛模的加熱溫度是150℃。另外，一部分母材管在端部插入圓筒狀的銅件(保溫材料)進行加熱。各母材管的導入溫度、有無鍛模的加熱、有無保溫材料、以及在各加工度下的加工性示於表13和表14中。加工度以{(加工前的管外徑-加工後的管外徑)/加工前的管外徑}×100表示，以各加工度能夠無裂紋地加工者作為○、以產生裂紋者作為×來表示加工性。而且，在圖2、圖3中表示關於各試樣的加工前的外徑與能夠鍛頭加工的加工度的關係。圖2是關於AZ31的試驗結果，圖3是關於AZ61的試驗結果。
表13

※1表面氧化劇烈，不可使用表14


※1表面氧化劇烈，不可使用從表和圖可知，母材管端部的導入溫度是50℃的試樣，如果是2～3％程度的加工度，就可不產生裂紋進行鍛頭加工。在導入溫度達到50℃的試樣中，組合鍛模的加熱或保溫材料的應用，就能夠以更高的加工度進行鍛頭。另外，導入溫度達到100～450℃的試樣，大於或等於5％的高加工度下的鍛頭加工是可能的。進而，導入溫度超過480℃的試樣，雖然能夠加工，但表明氧化顯著，不能作為商品利用。還可以確認，按照本發明方法的加工，得到厚0.5mm的鎂基合金管。
試驗例2-2接著，也準備母材管，該母材管在和試驗例2-1相同化學成分的擠壓管上進行造膜處理。在水中分散PTFE，在該分散液中浸漬母材管，在400℃加熱已拉起的母材管，在母材管表面形成PTFE的樹脂被膜來進行造膜。接著，進行和試驗例2-1中的試樣No.13-3相同的鍛頭加工，在這種加工後的母材管上進行拉拔加工。
使用拉拔機，通過芯杆拉拔以1道次進行拉拔。在拉拔時，對於母材管來說，將浸漬到預熱的潤滑油，利用保護氣體爐的加熱、利用高頻爐的加熱、利用拉模的加熱的任一種的加熱處理進行組合。從潤滑油槽、保護氣體爐或者高頻爐取出母材管後，改變到導入拉模為止的時間來調整出口溫度。出口溫度是剛離開拉模出口的拉拔管的溫度。升溫到出口溫度的升溫速度是1～2℃/s。拉拔後管的冷卻通過空冷進行，冷卻速度是1～5℃/s。拉拔速度是10m/min。
AZ31的出口溫度、加熱方法、潤滑方法、各加工度下的加工性示於表15中，AZ61的這些條件和結果示於表16中。加工度以{(加工前的管斷面積-加工後的管斷面積)/加工前的管斷面積}×100表示。加工性以不斷裂能夠拉拔者作為「○」，以發生斷裂者作為「×」，以燒粘者作為「燒粘」表示。在「潤滑油方法」中，「潤滑油」表示使潤滑油附著在母材管上進行拉拔，「造膜+潤滑油」表示在形成PTFE的樹脂被膜的母材管上附著潤滑油進行拉拔，「造膜」表示在母材管上形成PTFE的樹脂被膜、不使用潤滑油進行拉拔，「強制潤滑」表示一邊強制地向拉模和母材管之間供給潤滑油一邊進行拉拔。
還研究了拉拔加工中的加工度與拉拔力的關係。用配置在拉模的出口側的測力傳感器測定拉拔力。加工度與拉拔力的關係示於圖4的曲線中。在圖4的曲線中，空白圓圈、三角、菱形表示AZ31的結果，AZ61(PTFE)表示在AZ61上造膜、浸漬在潤滑油中，AZ(通常)表示在AZ61上不造膜僅進行潤滑油浸漬，×表示計算值。
表15


表16

由這些表和表可知，在使出口溫度達到50～300℃時得到優選的結果。特別地，組合造膜和利用潤滑油潤滑的試樣，可以進行高加工度下的拉拔。
試驗例2-3
對於試驗例2-2的一部分試樣，還以數個道次進行總加工度不同的拉拔，這一部分在拉拔後實施熱處理。拉拔時的「加熱方法」是潤滑油浸漬，「潤滑方法」是潤滑油。另外，總加工度為15％的試樣用1道次進行拉拔，總加工度為30％的試樣用2道次進行拉拔，總加工度為45％的試樣用3道次接觸拉拔。在每個道次中，通過潤滑油浸漬進行加熱至出口溫度的母材管的加熱。總加工度以{(加工前的管斷面積-最終加工後的管的斷面積)/加工前的管斷面積}×100表示。拉拔後的熱處理是250℃×30分鐘。對於所得到的所有拉拔管也測定延伸率和抗拉強度。各試樣的出口溫度、總加工度、有無拉拔後的熱處理、延伸率、抗拉強度示於表17中。
表17

由表17可知，在拉拔後實施熱處理的試樣顯示高的延伸率。
另外，用光學顯微鏡觀察試樣No.17-8的金屬組織。其照片示於圖5中。所得到的金屬組織是雙晶和再結晶晶粒混合的特徵組織。
試驗例2-4使用試驗例2-2中的試樣No.15-4實施彎曲加工。彎曲加工在常溫通過旋轉拉拔彎曲加工，對管外徑D為21.5mm、厚1mm的拉拔管賦予半徑2.8D的彎曲。其結果可以確認，即使在這樣的彎曲半徑小的情況下，彎曲加工也良好地進行。
試驗例2-5使用AZ31材進行バテツド加工。首先，準備由外徑28mm、厚2.5mm的擠壓材料料構成的管，用外徑24mm、厚2.2mm的芯杆拉拔進行拉拔加工。接著，對拉拔後的管進行250℃×30分鐘的熱處理。在該拉拔中，以和試驗例2-1中的試樣No.13-3相同的條件進行鍛頭加工，以和試驗例2-2中的試樣No.15-4相同的條件進行拉拔加工。該條件即使在以下所述的空拔和芯杆拉拔中也相同的。
使用得到的拉拔管，如圖6所示，通過空拔和芯杆拉拔的組合，製作バテツド管。首先，在將拉拔管4的一端側插入通拉模3內的同時，使該拉拔管4不夾持在拉模3內面和芯杆2之間，進行空拔(圖6A)。接著，使芯杆2到達至拉模3內部，在拉模3和芯杆2之間進行壓縮拉拔管4的芯杆拉拔來拉拔管4的中央部(圖6B)。然後，使芯杆2後退，在拉模3內面和芯杆2之間不夾持拉拔管4進行空拔來拉拔拉拔管4的另一端(圖6A)。通過該過程，如圖7所示，能夠形成兩端部是厚壁、中間部是薄壁的バテツド管10。所得到的バテツド管10的外徑是23mm，兩端部的厚度是2.3mm，中間部的厚度是2.0mm。
試驗例3-1使用ZK60合金的擠壓管(外徑10～45mm、壁厚1.0～5mm)，和試驗例2-1同樣地在各種溫度進行加工度不同的鍛頭加工。所使用的ZK60合金，按質量％是由含有Zn5.9％、Zr0.70％，餘量為Mg和不可避免的雜質構成的鎂基合金。
鍛頭加工，在350℃加熱母材管的端部，通過改變到導入旋鍛機的鍛模中的時間(放冷時間)，調整鍛模導入時的溫度(導入溫度)。從加熱溫度(350℃)和放冷時間通過計算推斷導入溫度。對一部分母材管並用旋鍛機的鍛模的加熱。該鍛模的加熱溫度是150℃。另外，對於一部分母材管來說，在端部插入圓筒狀的銅片(保溫材料)進行加熱。各母材管的導入溫度、有無鍛模的加熱、有無保溫材料和各加工度下的加工性示於表18中。加工度以{(加工前的管外徑-加工後的管外徑)/加工前的管外徑}×100表示，加工性以在各加工度不產生裂紋能夠加工者作為○表示，以產生裂紋者作為×表示。
表18

※1表面氧化劇烈，不可使用由表18可知，母材管端部的導入溫度是50℃的試樣，如果是2～3％程度的加工度，就可以不產生裂紋進行鍛頭加工。在導入溫度達到50℃的試樣中，如果組合鍛模的加熱和保溫材料的應用，就能夠以更高的加工度進行鍛頭。另外，導入溫度達到100～450℃的試樣，以大於或等於5％的高加工度的鍛頭加工是可能的。而且，導入溫度超過480℃的試樣，雖然能夠加工，但表面氧化顯著，不能作為商品利用。再有，也證實按照本發明方法的加工能夠得到厚0.5mm的鎂基合金管。
試驗例3-2下面，也準備在和試驗例3-1相同化學成分的擠壓管上進行了造膜處理的母材管。通過在水中分散PTFE，在該分散液中浸漬母材管，在400℃加熱已提起的母材管，在母材管表面形成PTFE的樹脂被膜進行膜造膜。接著，進行和試驗例3-1中的試樣No.18-3相同的鍛頭加工，在該加工後的母材管上進行拉拔加工。
使用拉拔機，通過芯杆拉拔以1道次進行拉拔加工。在拉拔時，對於母材管來說，將浸漬到預熱的潤滑油，利用保護氣體爐的加熱、利用高頻爐的加熱、利用拉模的加熱的任一種的加熱處理進行組合。從潤滑油的油槽、保護氣體爐或者高頻爐取出母材管後，改變到導入拉模為止的時間來調整出口溫度。出口溫度是剛離開拉模出口的拉拔管的溫度。升溫到出口溫度的升溫速度是1～2℃/s。拉拔後的管的冷卻通過空冷進行，冷卻速度是1～5℃/s。拉拔速度是10m/min。
ZK60的出口溫度、加熱方法、潤滑方法、各加工度下的加工性示於表19中。加工度以{(加工前的管斷面積-加工後的管斷面積)/加工前的管斷面積}×100表示，加工性以能夠不斷裂加工者作為「○」表示，以發生斷裂者作為「×」表示，以燒粘者作為「燒粘」表示。在「潤滑油方法」中，「潤滑油」表示使潤滑油附著在母材管上進行拉拔，「造膜+潤滑油」表示在形成PTFE的樹脂被膜的母材管上附著潤滑油進行拉拔，「造膜」表示在母材管上形成PTFE的樹脂被膜、不使用潤滑油進行拉拔，「強制潤滑」表示一邊強制地向拉模和母材管之間供給潤滑油一邊進行拉拔。
表19


由表19可知，在使出口溫度達到50～300℃時得到優選的結果。尤其知道，組合造膜和利用潤滑油潤滑的試樣，可以進行高加工度下的拉拔。
試驗例3-3對於試驗例3-2的一部分試樣，還數個道次進行總加工度不同的拉拔，其一部分在拉拔後實施熱處理。拉拔時的「加熱方法」是潤滑油浸漬，「潤滑方法」是潤滑油。另外，總加工度15％的試樣用1道次進行拉拔，總加工度30％的試樣用2道次進行拉拔，總加工度45％的試樣用3道次接觸拉拔。在每個道次中，通過浸漬潤滑油進行升溫到出口溫度的母材管的加熱。總加工度以{(加工前的管斷面積-最終加工後的管的斷面積)/加工前的管斷面積}×100表示。拉拔後的熱處理是250℃×30分鐘。對所得到的所有拉拔管也測定延伸率和抗拉強度。各試樣的出口溫度、總加工度、有無拉拔後的熱處理、延伸率、抗拉強度示於表20中。
表20

由表20可知，在拉拔後實施熱處理的試樣顯示高的延伸率。
試驗例3-4使用試驗例3-2中的試樣No.19-4進行彎曲加工。彎曲加工是在常溫通過旋轉拉拔彎曲加工，對管外徑D為21.5mm、厚1mm的拉拔管賦予半徑2.8D的彎曲。其結果可以確認，即使在這樣的彎曲半徑小的情況下，彎曲加工也良好地進行。
試驗例3-5使用ZK60材進行バテツド加工。首先，準備由外徑28mm、厚2.5mm的擠壓材料料構成的管，使用芯杆拉拔進行拉拔加工至外徑24mm、厚2.2mm。接著，對拉拔後的管進行250℃×30分鐘的熱處理。在該拉拔中，以和試驗例3-1中的試樣No.18-3相同的條件進行鍛頭加工，以和試驗例3-2中的試樣No.19-4相同的條件進行拉拔加工。該條件即使在以下所述的空拔和芯杆拉拔中也是相同的。
使用得到的拉拔管，如圖6所示，通過空拔和芯杆拉拔的組合製作バテツド管。首先，在將拉拔管4的一端插入通拉模3內的同時，使該拉拔管4不夾持在拉模3內面和芯杆2之間，進行空拔(圖6A)。接著，使芯杆2到達至拉模3內部，在拉模3內面和芯杆2之間進行壓縮拉拔管4的芯杆拉拔來芯杆拉拔拉拔管4的中央部(圖6B)。然後，使芯杆2後退，在拉模3內面和芯杆2之間不夾持拉拔管4的另一端進行空拔來拉拔拉拔管4的另一端(圖6A)。通過該步驟，如圖7所示，能夠形成兩端部是厚壁、中間部是薄壁的バテツド管10。所得到的バテツド管10的外徑是23mm，兩端部的厚度是2.3mm，中間部的厚度是2.0mm。
試驗例4-1準備AM60、AZ31、AZ61和ZK60合金的各擠壓材料料(外徑26.0mm、壁厚1.5mm、長2000mm)。為了進行拉拔，實施鍛頭加工，為了消除鍛頭加工的加工硬化，而在350℃進行1小時熱處理後，在以下的條件下進行拉拔加工。
使用芯杆以芯杆拉拔進行拉拔加工，在即將拉模之前固定高頻加熱裝置，將管插入拉模中時的溫度設定成150℃。使用拉模內徑24.5mm，芯杆外徑21.7mm實施加工。斷面減小率分別是15.0％。結果確認，不取決於合金種類，而能夠沒有問題地進行加工。高頻加熱是極有效的加熱方法。
試驗例4-2準備AM60、AZ31、AZ61和ZK60合金的各擠壓材料料(外徑26.0mm、壁厚1.5mm、長2000mm)。在實施為了拉拔的鍛頭加工時，在200℃的潤滑油中浸漬管前端，進行加熱，導入旋鍛機進行鍛頭加工。利用該加熱，在管上不產生裂紋等進行鍛頭加工。加熱時間用2分鐘能夠充分加熱，作為加熱方法，浸漬到潤滑油是有效的。另外可以確認，按照本發明方法的加工可以得到厚0.5mm的鎂基合金管。
試驗例4-3準備20根AZ61合金的擠壓材料料(外徑26.0mm、壁厚1.5mm、長2000mm)。在實施了用於進行拉拔的鍛頭加工後，在10根擠壓材料料中的拉拔時的初期加工部周邊進行被膜處理。被膜處理是在水中分散PTFE，僅初期加工部周邊浸漬在分散液中，提起後，僅浸漬部在400℃的溫度進行5分鐘加熱處理。
已實施這種被膜處理的10根擠壓材料料和其餘的未進行被膜處理的10根擠壓材料料進行拉拔加工。使用拉模以芯杆拉拔進行拉拔加工，通過將管浸漬在已加熱至180℃的潤滑油中進行加熱，提起後，在冷卻前使用拉拔機進行拉拔加工。即將插入拉模之前的管的溫度是約150℃。使用拉模內徑24.5mm，芯杆外徑21.7mm實施加工。斷面減小率是15.0％。
未進行被膜處理的管，10根中有6根中看到燒粘現象，與此相反，進行被膜處理的管都沒有看到燒粘。即可知，即使僅在初期加工部周邊進行被膜處理，對防止燒粘也有大的效果。
試驗例4-4準備20根AZ61合金的擠壓材料料(外徑26.0mm、壁厚1.5mm、長2000mm)。在該擠壓材料料上進行鍛頭加工，一旦拉拔加工進行至外徑24.5mm、壁厚1.5mm後，在350℃進行1小時的加熱處理。
以通過上述得到的管作為被加工材料，在實施了用於進行拉拔的鍛頭加工後，再進行拉拔加工。以使用芯杆的芯杆拉拔進行拉拔加工。在合計20根的試樣中，10根在已加熱至350℃的保護氣體加熱爐中將管前端部(在加工開始時拉模和芯杆接觸的初期加工部)加熱，在冷卻至室溫之前用拉拔機進行拉拔加工。拉模插入時的管的溫度是約200℃。其餘10根不加熱進行拉拔加工。其餘的試樣不進行管前端部的加熱，進行拉拔加工。使用拉模內徑23.1mm，芯杆外徑20.4mm實施加工。斷面減小率是14.9％。
未進行管前端部加熱的管，在10根中有9根中看到燒粘現象，與此相反，進行管前端部的加熱的管沒有看到燒粘。即可知，即使僅管前端部的加熱，對防止燒粘也有大的效果。
另外，改變管前端部的加熱溫度，進行同樣的實驗，不到150℃的加熱溫度下效果小，在高於或等於400℃，雖然能夠加工，但看到氧化。
試驗例4-5準備AZ61合金的擠壓材料料(外徑34.0mm、壁厚3.0mm、長2000mm)。實施用於進行拉拔的鍛頭加工，為了消除鍛頭加工的加工硬化，在350℃的溫度進行1小時熱處理後，以下述的條件進行拉拔加工。以使用芯杆的芯杆拉拔進行拉拔加工，使用拉模內徑31mm、芯杆外徑25mm實施10根的加工。斷面減小率是9.7％。通過在已加熱至180℃的潤滑油中浸漬管來加熱加工前的管，使加工溫度達到140℃。在此所說的加工溫度是即將插入拉模前的管溫度。
對得到的拉拔管在350℃實施1小時的熱處理。在以下的條件、使用芯棒對熱處理後的材料進行バテツド加工。管兩端的壁厚厚的部分(壁厚部管的外徑30mm)，用外徑24.2mm的芯棒進行加工，管中間的壁厚薄的部分(薄壁部)，用外徑局部不大的芯棒進行加工。加工的條件是，①以室溫作為加工溫度，在管上實施氟樹脂被膜處理，②以室溫作為加工溫度，在芯棒上實施氟樹脂被膜處理，③以室溫作為加工溫度，不實施被膜處理，④以140℃作為加工溫度，在管上實施氟樹脂被膜處理，⑤以140℃作為加工溫度，在芯棒上實施氟樹脂被膜處理，⑥以140℃作為加工溫度，不實施被膜處理。氟樹脂被膜使用水分散型的PFA。能否加工示於表21中。
表21


由表可知，鎂基合金管的バテツド加工利用芯棒是可能的，通過在管或者芯棒上形成氟樹脂被膜，能夠製作有更大的壁厚差別的バテツド管。更具體地說，通過提高加工溫度，能夠製作有更大壁厚差別的バテツド管。
在加工溫度不到100℃時，沒有效果，如果超過350℃，就發生了斷裂。這是因為材料強度的降低。
再使對厚壁部進行加工的芯棒外徑達到22.0mm，使薄壁部進行加工的芯棒外徑達到24.5mm，進行加工。在管上實施氟樹脂被膜處理在室溫進行該加工。此時，使用內徑29.6mm→28.7mm→28.0mm的3個拉模，在每1道次進行350℃的退火過程。其結果能夠得到，具有厚壁部的厚度是3.0mm、薄壁部的厚度是1.75mm這樣的大厚度差的バテツド管。
產業適用性如以上所說明，按照本發明鎂基合金管的製造方法，通過使鍛頭條件或者拉拔加工條件特定，就能夠得到兼具強度和韌性的鎂基合金管。尤其，這種管具有高抗拉強度、高YP比或者高的0.2％屈服強度，即使在稱做延伸率的韌性中也顯示優良的特性。因此，本發明鎂基合金管，在椅子、桌子、車椅、擔架、登山用手杖等中使用的管，或自行車等框架用管等除強度外還要求是輕質的用途中是有效的。
權利要求
1.鎂基合金管，其特徵在於，它是含有以下任意一種化學成分的鎂基合金管①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％，通過拉拔而得到。
2.根據權利要求1所述的鎂基合金管，其特徵在於，延伸率大於或等於3％，抗拉強度大於或等於250MPa。
3.根據權利要求2所述的鎂基合金管，其特徵在於，抗拉強度大於或等於350MPa。
4.根據權利要求2所述的鎂基合金管，其特徵在於，延伸率是15～20％，抗拉強度是250～350MPa。
5.根據權利要求2所述的鎂基合金管，其特徵在於，延伸率大於或等於5％，抗拉強度大於或等於280MPa。
6.根據權利要求5所述的鎂基合金管，其特徵在於，抗拉強度大於或等於300MPa。
7.根據權利要求5所述的鎂基合金管，其特徵在於，延伸率大於或等於5％並且小於12％。
8.根據權利要求5所述的鎂基合金管，其特徵在於，延伸率大於或等於12％。
9.鎂基合金管，其特徵在於，它是含有以下任意一種化學成分的鎂基合金管①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％，其YP比大於或等於0.75。
10.根據權利要求9所述的鎂基合金管，其特徵在於，YP比大於或等於0.75並且小於0.90。
11.根據權利要求9所述的鎂基合金管，其特徵在於，YP比大於或等於0.90。
12.鎂基合金管，其特徵在於，它是含有以下任意一種化學成分的鎂基合金管①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％，其0.2％屈服強度大於或等於220MPa。
13.根據權利要求12所述的鎂基合金管，其特徵在於，0.2％屈服強度大於或等於250MPa。
14.鎂基合金管，其特徵在於，它是含有以下任意一種化學成分的鎂基合金管①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％，構成管的合金的平均結晶粒徑小於或等於10μm。
15.鎂基合金管，其特徵在於，它是含有以下任意一種化學成分的鎂基合金管①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％，構成管的合金的結晶粒徑是細晶粒和粗晶粒的混合晶粒組織。
16.根據權利要求15所述的鎂基合金管，其特徵在於，構成管的合金是平均結晶粒徑小於或等於3μm的晶粒和平均結晶粒徑大於或等於15μm的晶粒的混合組織。
17.根據權利要求16所述的鎂基合金管，其特徵在於，平均粒徑小於或等於3μm的晶粒的面積率大於或等於全體的10％。
18.鎂基合金管，其特徵在於，它是含有以下任意一種化學成分的鎂基合金管①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％，該管的金屬組織是雙晶和再結晶晶粒的混合組織。
19.根據權利要求1～18中的任意一項所述的鎂基合金管，其特徵在於，管表面的表面粗糙度Rz≤5μm。
20.根據權利要求1～18中的任意一項所述的鎂基合金管，其特徵在於，管表面的軸向殘餘拉應力小於或等於80MPa。
21.根據權利要求1～18中的任意一項所述的鎂基合金管，其特徵在於，管外徑的徑偏差小於或等於0.02mm。
22.根據權利要求1～18中的任意一項所述的鎂基合金管，其特徵在於，管的橫斷面形狀是非圓形斷面。
23.根據權利要求1～18中的任意一項所述的鎂基合金管，其特徵在於，它是含有按質量％Al0.1～12.0％的鎂基合金管，其還含有按質量％Mn0.1～2.0％。
24.根據權利要求23所述的鎂基合金管，其特徵在於，它是含有按質量％Al0.1～12.0％的鎂基合金管，其還含有選自按質量％Zn0.1～5.0％和Si0.1～5.0％中的至少一種。
25.根據權利要求1～18中的任意一項所述的鎂基合金管，其特徵在於，厚度小於或等於0.5mm。
26.根據權利要求1～18中的任意一項所述的鎂基合金管，其特徵在於，它是外徑在縱向均勻，內徑是兩端部小，中間部大的バテツド管。
27.鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，該製造方法包括以下步驟準備由下述(A)～(C)中任意一種化學成分構成的鎂基合金的母材管的步驟(A)按質量％含有Al0.1～12.0％的鎂基合金，(B)按質量％含有Al0.1～12.0％，還含有選自Mn0.1～2.0％、Zn0.1～5.0％和Si0.1～5.0％中的至少一種的鎂基合金，(C)按質量％含有Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％的鎂基合金；在母材管上進行鍛頭加工的鍛頭過程；以及將已鍛頭的母材管進行拉拔加工的拉拔過程，上述拉拔過程在拉拔溫度高於或等於50℃進行。
28.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，升溫至上述拉拔溫度的加熱通過在保護氣體爐中的母材管加熱、在高頻加熱爐中的母材管加熱或者拉模的加熱來進行。
29.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，拉拔溫度高於或等於100℃並且低於或等於350℃。
30.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，在拉拔加工的一次加工中的斷面減小率大於或等於5％。
31.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，拉拔加工使用數個拉模，以多級進行。
32.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，拉拔加工是至少使用拉模的加工，僅將已鍛頭加工的母材管與拉模接觸的初期加工部加熱，在該加熱溫度或者在冷卻途中進行拉拔加工。
33.根據權利要求32所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，初期加工部的加熱溫度高於或等於150℃並且低於400℃。
34.鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，該製造方法包括以下步驟準備由下述(A)～(C)中任意一種化學成分構成的鎂基合金的母材管的步驟(A)按質量％含有Al0.1～12.0％的鎂基合金，(B)按質量％含有Al0.1～12.0％、還含有選自Mn0.1～2.0％、Zn0.1～5.0％和Si0.1～5.0％中的至少一種的鎂基合金，(C)按質量％含有Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％的鎂基合金；在母材管上進行鍛頭加工的鍛頭步驟；以及將已鍛頭的母材管進行拉拔加工的拉拔步驟，上述鍛頭步驟通過至少將導入鍛頭加工機中的母材管的前端加工部加熱來進行。
35.根據權利要求34所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，上述前端加工部的加熱通過加熱與鍛頭加工機中的母材管的接觸部來進行。
36.根據權利要求34所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，至少使前端加工部中的導入溫度達到50～450℃進行上述鍛頭加工。
37.根據權利要求34所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，在母材管的端部插入保溫材料進行上述鍛頭加工。
38.根據權利要求34所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，在已加熱的液體中加熱母材管的前端部，使用旋鍛機進行上述鍛頭加工。
39.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，包括在上述拉拔加工之前，在母材管的至少初期加工部實施潤滑處理的步驟。
40.根據權利要求39所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，上述潤滑處理是將母材管浸漬在已預熱的潤滑油中。
41.根據權利要求39所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，上述潤滑處理是在母材管上形成潤滑被膜。
42.根據權利要求41所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，上述潤滑被膜是氟系樹脂被膜。
43.根據權利要求42所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，氟系樹脂是PTFE或者PFA。
44.根據權利要求41所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，通過在水中分散氟系樹脂，在該分散液中浸漬母材管，將已從分散液中提起的母材管加熱而形成上述潤滑被膜。
45.根據權利要求44所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，在300～450℃加熱處理已從分散液中提起的母材管。
46.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，拉拔加工是使用貫穿拉模的芯棒的芯棒拉拔，在該芯棒上形成潤滑被膜。
47.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，上述拉拔步驟中，母材管的一端在插入拉模中的同時，在拉模內面和芯杆之間不夾持該母材管進行空拔，母材管的中央部在拉模內面和芯杆之間進行壓縮母材管的芯杆拉拔，母材管的另一端在拉模內面和芯杆之間不夾持母材管進行空拔，形成兩端部是厚壁、中間部是薄壁的バテツド管。
48.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，拉拔加工是使用貫穿拉模的芯棒的芯棒拉拔，使用外徑在縱向上不同的芯棒來形成バテツド管。
49.根據權利要求48所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，拉拔時，把持住突出在拉模出口側的母材管的前端加工部進行拉拔。
50.根據權利要求48所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，改變拉模徑進行數次拉拔。
51.根據權利要求27所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，還包括在高於或等於150℃加熱拉拔加工得到的加工管的熱處理步驟。
52.根據權利要求51所述的鎂基合金管的製造方法，其特徵在於，熱處理步驟的加熱溫度低於或等於300℃。
全文摘要
本發明提供強度或者韌性優良的鎂基合金管及其製造方法。鎂基合金管的特徵在於，它是含有以下任意一種化學成分①按質量％，Al0.1～12.0％，②按質量％，Zn1.0～10.0％、Zr0.1～2.0％的鎂基合金管，通過拉拔而得到。這樣的合金管具備準備上述化學成分的母材管的過程、在母材管上進行鍛頭加工的鍛頭過程、以及將鍛頭過的母材管進行拉拔加工的拉拔過程。在使拉拔溫度達到高於或等於50℃進行該拉拔過程。
文檔編號C22C23/04GK1596319SQ0380165
公開日2005年3月16日 申請日期2003年3月4日 優先權日2002年3月4日
發明者大石幸廣, 河部望, 高橋仁, 若松克己 申請人:住友電工鋼鐵電纜株式會社