鎂合金、成型製品以及鎂合金的成型方法
2023-06-01 20:53:36 4
專利名稱：鎂合金、成型製品以及鎂合金的成型方法
技術領域：
本發明涉及流動性優異的鎂合金、成型製品以及使用鎂合金的成型方法。
背景技術：
以往，鎂合金使用於行動電話的外殼部分或汽車的發動機部件等，其中，通常使用含有規定量的鋁、鋅、錳的鎂合金(AZ91D)。該鎂合金由於除強度大外，比重也小，因此大多以使製品或部件等輕量化為目的而使用，通常，通過注射成型成型部件等。另外，由於這樣的鎂合金可以使用於各種物品，因此也可以根據其使用目的含有其他成分，改變特性(例如，參照專利文獻1)。
該專利文獻1中記載的鎂合金與含有8.5～9.5重量％的鋁、0.45～0.9重量％的鋅、0.17～0.4重量％的錳，其餘部分含有鎂和雜質的AZ91D不同，其構成是，含有2～10重量％的鋁、1.0～10重量％的鈣、其餘部分含有鎂和雜質。而且，成型製品時，在液相線溫度或該溫度以下的低溫度加熱該鎂合金的狀態下，進行注射成型。由此，得到耐熱性優異的製品。另外，由於在低溫度下成型，可以防止製品發生熱裂、防止發生燒結於模具。
特開平9-271919號公報發明內容但是，上述鎂合金雖然適用於汽車的發動機部件等這樣的壁厚大、要求耐熱性的製品的成型，但在成型行動電話的外殼部分這樣的含有薄壁部分的部件時，由於流動性不充分、存在大量產生鑄造缺陷等不良製品的問題。
本發明就是針對上述問題而進行的，其目的在於，提供通過提高流動性，可以成型厚度小的成型製品的鎂合金、成型製品以及鎂合金的成型方法。
為達到上述目的，本發明涉及的鎂合金的構成上的特徵在於，該鎂合金是在液相線或液相線以上溫度加熱熔融的狀態下，通過注射成型機成型為規定形狀的鎂合金，該鎂合金含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳，其餘部分含有鎂和不可避免的雜質。
如上述構成的本發明涉及的鎂合金與以往使用的AZ91D的鎂合金(以下記為AZ91D材料)比較，鋁的含量增加的同時，還含有AZ91D材料不含的鈣。由此，鎂合金的流動性大幅度提高。另外，可以謀求拉伸強度、耐久性、硬度等的機械性質的提高，得到實用效果大的合金。該鎂合金特別適於壁厚小的成型製品的成型。
另外，鎂合金中含有的鋁量多時，通過注射成型時的加熱，鎂合金容易著火，但通過添加鈣，鎂合金的著火溫度大幅度提高。即相對於AZ91D材料的著火溫度為430～520℃，通過添加1重量％的鈣，著火溫度上升為780～870℃。因此，可以防止著火，易於成型操作，同時也可以謀求安全性的提高。
另外，鋁的含量變為12重量％或12重量％以上，鈣的含量變為1.5重量或1.5重量以上時，鎂合金的韌性減少，有可能在成型時產生成型斷裂，在成型後的壓制加工時產生壓制缺陷。另外，這些含量過少時，在流動性的提高上不能獲得大的效果，因此，鈣和鋁的含量必須設定為上述範圍。
另外，本發明涉及的鎂合金的其他的構成上的特徵在於，雜質是0.05重量％或0.05重量％以下的矽、0.025重量％或0.025重量％以下的銅、0.004重量％或0.004重量％以下的鐵以及0.001重量％或0.001重量％或以下的鎳。這些成分對於本發明涉及的鎂合金並不是必要的，是在製造過程中不可避免地混入的物質。因此，這些成分可以沒有，即使殘留也必須控制在上述的量或上述的量以下。由此，可以得到流動性或機械性質優異的鎂合金。
本發明涉及的成型製品在結構上的特徵在於，該成型製品是把在液相線或液相線以上溫度加熱熔融的鎂合金通過注射成型，成型為規定的形狀的成型製品，將上述鎂合金製成含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳、其餘部分含有鎂和不可避免的雜質的材料。由此，可以大幅度提高鎂合金的流動性，因此可以以良好的狀態得到薄壁且形狀複雜的成型製品。
本發明涉及的鎂合金的成型方法的構成上的特徵在於，該方法包括以下工序將含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳、其餘部分含有鎂和不可避免的雜質的鎂合金在液相線或液相線以上溫度加熱熔融的加熱熔融工序、和將通過上述加熱熔融工序加熱熔融了的上述鎂合金注射在模具內，成型成型體的成型工序。
本發明涉及的鎂合金與AZ91D材料比較，在提高流動性的同時，固相溫度有若干提高。因此，該鎂合金的加熱溫度必須比AZ91D材料的加熱溫度高，但通過將其進一步提高，將鎂合金在液相線或液相線以上的溫度熔融並成型，材料能夠以良好的狀態注入到模具的成型用凹部的各個角落，可以製造形狀複雜的成型製品。
另外，本發明涉及的鎂合金的成型方法的構成上的特徵在於，成型體含有厚度為0.8mm或0.8mm以下的薄壁部分。例如，行動電話的外殼部分，有時含有厚度為0.5mm左右的薄的部分。通過使用本發明涉及的鎂合金，可以以良好的狀態成型這樣的壁厚小的成型品。
[圖1]是示出採用按本發明的一個實施方案的鎂合金進行注射成型的注射成型機的概要的斷面圖。
是鎂-鋁體系平衡狀態圖。
是鎂-鈣體系平衡狀態圖。
是示出吸引裝置的構成圖。
是示出含有0.65重量％的鋅的鎂合金的吸引長度的曲線圖。
是示出含有1.2重量％的鋅的鎂合金的吸引長度的曲線圖。
是示出含有1.75重量％的鋅的鎂合金的吸引長度的曲線圖。
示出了使用於流動長度測定的試驗模具具有的試驗片形成部，(a)為側面圖，(b)為從內端側看的背面圖。
是示出流動長度測定結果的曲線圖。
是示出機械性質的測定結果的曲線圖。
10-注射成型機、HM-熔融材料、M-原料片、P-成型製品實施發明的最佳方案下面，用
本發明的一個實施方案。圖1示出了使用含有本發明涉及的鎂合金的原料片M，成型成型品P用的注射成型機10的概要。該注射成型機10內部具有，內藏螺杆11的注射料筒12、向注射料筒12供給原料片M的原料料鬥13、設置在注射料筒12後端部驅動螺杆11的高速注射元件14、設置在注射料筒12前端部的模具15。
在注射料筒12的後端側部分的上部設置了將原料片M放入內部用的片料採入口12a。另外，原料料鬥13的下方設置了將從原料料鬥13的下端開口落下的原料片M輸送至片料採入口12a上方用的原料供給裝置16。而且，在原料供給裝置16的下遊端和片料採入口12a之間設置了將從原料供給裝置16的下遊端落下的原料片M從片料採入口12a輸送至注射料筒12內用的原料供給管16a。
原料供給裝置16由可以通過振動搬送路徑使原料片M從原料料鬥13的下端部搬送至原料供給管16a側的送料器構成。另外，原料供給管16a內，從氬氣供給裝置(未圖示)供給氬氣，內部成為非活性的氬氣環境。因此，通過原料供給管16a內的原料片M可以不被氧化地輸送到注射料筒12內。另外，輸送至注射料筒12內的原料片M通過由高速注射元件14的運轉而旋轉的螺杆11猛烈地移動至注射料筒12的前端側。
另外，在注射料筒12的外周面從注射料筒12的後端側向前端側以規定的間隔設置了6個加熱器17a、17b、17c、17d、17e、17f，可以將在注射料筒12內移動的原料片M加熱至熔融溫度或熔融溫度以上。而且，在注射料筒12的前端部設置了注射噴嘴18，該注射噴嘴18的前端部的外周面安裝了加熱注射噴嘴18維持規定溫度用的加熱器19。
因此，原料片M在通過螺杆11的旋轉而移動期間，通過加熱器17a等的加熱而熔融，注射至在模具15內形成的成型製品形成凹部15a內。模具15由固定模21和可動模22構成，固定模21的中央形成流柱形成穴21a。該流柱形成穴21a通過在固定模21和可動模22的邊界面形成的流道形成穴15b連通成型製品形成凹部15a，將在注射料筒12中熔融、從注射噴嘴18注射來的熔融材料HM通過流道形成穴15b通入成型品形成凹部15a側。
在成型製品形成凹部15a內形成的成型品P，通過移動可動模22從固定模21上分離，從成型製品形成凹部15a取出。另外，雖然沒有圖示，但該注射成型機10具有冷卻模具15的規定部分用的冷卻水路、注射成型機10運轉用的控制裝置、設置了各種開關等的操作板等。通過這樣地構成注射成型機10，可以以良好的狀態進行連續接觸成型(以注射噴嘴18一直接觸在固定模21側的狀態進行的注射成型)。
另外，原料片M由鎂合金形成為大小為3～5mm的片狀的物質構成，所述鎂合金是，含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳，其餘部分為鎂和作為不可避免的雜質的0.05重量％或0.05重量％以下的矽、0.025重量％或0.025重量％以下的銅、0.004重量％或0.004重量％以下的鐵以及0.001重量％或0.001重量％以下的鎳的鎂合金。而且，使用原料片M成型的成型製品P為含有厚度為0.4mm左右的薄壁部分的行動電話用外殼部件。
使用上述這樣構成的注射成型機10，用原料片M注射成型成型製品P時，首先，在將原料片M填充至原料料鬥13內的同時，將電源開關設置為接通狀態，將注射成型機10設置為可以運轉的狀態。而且，將啟動按鈕設置為接通狀態，注射成型機10開始運轉。由此，下蓋13a開啟，原料片M落下至原料供給裝置16側，同時，原料供給裝置16開始運轉。而且，從原料料鬥13中落下至原料供給裝置16的搬送面上的原料片M順次輸送至搬送面的下遊側，從原料供給裝置16的下遊端通過原料供給管16a內落下至注射料筒12內。
接著，原料片M填充至注射料筒12內時，高速注射元件14運轉，注射料筒12內的螺杆11旋轉移動，進行注射成型。此時，原料片M通過加熱器17a等的加熱徐徐升溫，到達注射噴嘴18時，變為液相線溫度或液相線溫度以上的大約620℃，成為熔融了的熔融材料HM。另外，在其注射成型時，原料供給裝置16停止，原料片M不再進入注射料筒12內。而且成型製品P成型時，通過可動模22的移動，模具15打開，成型製品P通過機械手(未圖示)取出。
另外，圖2示出了鎂-鋁體系平衡狀態圖，圖3示出了鎂-鈣體系平衡狀態圖。按照圖2所示，在鎂中含有9％的鋁時的液相線的溫度為598℃，按照圖3所示，在鎂中含有3％的鈣時的液相線的溫度為626℃。通過熱分析，含有11％的鋁、1％的鈣時為582℃。從這些值可知，本發明涉及的鎂合金在液相線上的最高溫度為約610℃。因此，熔融材料HM的溫度如果約為610℃，那麼，在上述範圍內無論將本發明涉及的鎂合金的成分進怎樣的組合，其熔融溫度均為液相線或液相線以上的溫度。因此，鎂合金的流動性變好，可以得到良好的成型製品P。
這樣，在本實施方案中，原料片M由鎂合金構成，所述鎂合金是，與以往通常使用的AZ91D材料比較，在鋁含量多的同時，還含有AZ91D材料不含的鈣。因此，原料片M熔融成為熔融材料HM時的流動性大幅度提高，成為適合壁厚小的成型製品P的成型的物質。另外，也可以進行形狀複雜的成型製品P的注射成型。此外，由於作為雜質的矽為0.05重量％或0.05重量％以下、銅為0.025重量％或0.025重量％以下、鐵為0.004重量％或0.004重量％以下、鎳為0.001重量％或0.001重量％以下的含量，因此可以防止由於這些雜質引起的流動性或機械性質的降低。
接著，使用圖4所示的吸引裝置30，對AZ91D材料、不含鈣的比較例的鎂合金以及本發明涉及的實施例的鎂合金分別進行吸引實驗。以下對吸引裝置30的構成、吸引實驗的方法及其實驗結果進行說明。
吸引裝置30具有可以以密閉狀態收納鐵坩堝31的電爐32、真空泵33、氬氣瓶34、減壓箱35。電爐32中收納鐵坩堝31的收納部32a是可以開閉的，可以存取鐵坩堝31。而且，收納部32a的周圍設置了包含加熱器36a和溫度傳感器36b的溫度調節器36，可以使收納部32a內的溫度調節為設定的溫度。另外，在鐵坩堝31內填充實驗用熔融鎂合金TM，在其內部設置測定熔融鎂合金TM的溫度的溫度計31a。
而且，收納部32a通過配管33a與真空泵33連接，配管33a上設有開閉配管33a內部的手動閥33b。另外，收納部32a通過配管34a與氬氣瓶34連接，配管34a上設有開閉配管34a內部的手動閥34b。此外，收納部32a通過配管35a連接減壓箱35，配管35a上設有開閉配管35a內部的手動閥35b和電磁閥35c。
另外，配管35a設置為可以升降的狀態，其下端部，與銅製的吸引管35d連接。該吸引管35d由內徑Φ3mm的細管構成，其下端部伸向鐵坩堝31內。另外，該吸引管35d以洗淨且除去雜質等的狀態設置於收納部32a內。
此外，收納部32a與收納部32a排氣用的排氣管37連接，內部填充的氬氣等氣體可以從該排氣管37排出。該排氣管37也設置了手動閥37a，使排氣管37可以開閉。再有，減壓箱35通過連接管38連接在配管33a上的真空泵33和手動閥33b之間的部分。該連接管38也設置了手動閥38a。另外，減壓箱35上設置了測定減壓箱35內的壓力的壓力表39、和與排出管39a連接的排出管39a的排氣閥39b。
使用這樣構成的吸引裝置30按照以下方法進行吸引實驗。首先，將內部填充了鎂合金的鐵坩堝31放入電爐32的收納部32a內，將收納部32a內排氣的同時，使其充滿氬氣並密閉收納部32a。而且，通過由溫度調節器36使收納部32a內的溫度上升並維持在規定溫度，熔融鎂合金，製成熔融鎂合金TM。另外，溫度調節器36的設定溫度按照溫度計31a的顯示溫度為610℃地進行設定。
接著，將配管35a下降，使吸引管35d的下端部浸漬於鐵坩堝31內部的熔融鎂合金TM中，1秒後，通過真空泵33的運轉，使減壓箱35內減壓為0.02MPa。此時，將熔融鎂合金TM在吸引管35d內的上升距離作為吸引長度。將該實驗對AZ91D材料、各比較例的鎂合金以及各實施例的鎂合金分別進行10次。其結果示於表1～表4。
下述的表1示出了使用AZ91D材料和不含鈣的比較例涉及的鎂合金進行實驗的結果。在AZ91D材料(現行材料)中，吸引長度的平均值為94.3mm。下面，將該值作為吸引長度的基準值100，來比較各比較例以及後述的實施例的值。比較例的鎂合金分別製成鋁的含量為10重量％、11重量％、12重量％，鋅的含量為0.65重量％、1.2重量％、1.75重量％的9種鎂合金。另外，比較例的鎂合金的其餘成分由0.3重量％的錳和佔據其餘部分的鎂構成。
從表1可以發現，鋁的含量在9～12重量％的範圍，鋁的含量越多吸引長度越大。另外，鋅的含量少時，吸引長度會稍有變大的傾向。
另外，在下述的表2～表4中，示出了使用實施例涉及的鎂合金進行實驗的結果。實施例的鎂合金與各個比較例的鎂合金同樣，將鋁含量為10重量％、11重量％、12重量％、鋅的含量為0.65重量％、1.2重量％、1.75重量％、並分別含有0.3重量％的錳的9種組合的鎂合金設定為3組。然後，對向構成各組的鎂合金中分別添加0.5重量％、1.0重量％、1.5重量％的鈣，其餘由鎂構成的27種鎂合金進行實驗。下述表2示出了含有0.5重量％的鈣的鎂合金的結果。
從表2可以發現，鋁的含量在10～12重量％的範圍，鋁的含量越多吸引長度越大。但是，對於鋅的含量或多或少均未發現有意義的差異。另外，下述的表3示出了含有1.0重量％的鈣的鎂合金的結果。
從表3可以發現鋁的含量在10～12重量％的範圍，鋁的含量越多吸引長度越大。另外，鋅的含量多時，吸引長度稍有變長的傾向。下述的表4示出了含有1.5重量％的鈣的鎂合金的結果。
從表4可以發現鋁的含量在10～12重量％的範圍，鋁的含量越多吸引長度越大。另外，鋅的含量少時，吸引長度稍有變長的傾向。此外，從表1～表4可知，由於含有鈣，吸引長度變長，鈣的含量在0.5～1.5重量％的範圍，鈣的含量越多吸引長度越長。
另外，為使表1～表4所示的結果易於看懂，將這些值在圖5～圖7中以曲線圖示出。圖5～圖7基於鋅含量的不同做成3種組合，將各個組合含有的鎂合金的實驗結果整理合併在一起示出。另外，圖5～圖7的橫軸表示各自的鈣的含量，縱軸表示吸引長度的比(相對於AZ91D材料的吸引長度的比)。而且，曲線圖中的各條線表示用一條線連結的含有同量鋁的鎂合金的實驗結果。由此，鋁和鈣對吸引長度的影響變得易於理解。
即，圖5示出了含有0.65重量％鋅的鎂合金的實驗結果，圖6示出了含有1.2重量％鋅的鎂合金的實驗結果，圖7示出了含有1.75重量％鋅的鎂合金的實驗結果。另外，在圖5～圖7中，連結菱形記號的線表示含有鋁為10重量％、連結方形記號的線表示含有鋁為11重量％、連結三角形記號的線表示含有鋁為12重量％的鎂合金的結果。從圖5～圖7所示的曲線圖可知，鋁和鈣的含量越多吸引長度越長。
此外，為驗證各種鎂合金的流動性，使用與圖1所示的注射成型機10同樣的觸變成型機(未圖示)，向試驗模具內澆鑄表5所示的以往材料(AZ91D材料)、比較例1～3以及實施例1～9的鎂合金，比較流動長度。該試驗模具具有圖8(a)、(b)所示的形狀的試驗片形成部40，將澆鑄到試驗片形成部40內的各鎂合金的從實驗片形成部40的澆口40a到最初產生裂紋(貫穿表裡的裂紋)的部分的長度作為流動長度進行比較。
圖8(a)、(b)中的L1～L7表示各自對應的部分的長度，L1是試驗片形成部40的全長386mm，L2是澆口40a附近的厚度大的部分的長度60mm，L3是前端變細的錐形部分的長度20mm，L4是前端側厚度小的部分的長度306mm，L5是澆口40a的厚度1.2mm，L6是前端的厚度0.7mm，L7是試驗片形成部40的寬度60mm。
另外，作為觸變成型機，使用日本制鋼所的JLM-220MG，成型條件設定為成型溫度620℃、成型速度2m/秒、模具溫度175℃。另外，作為脫模劑使用以倍率100倍稀釋的松村石油的MK-400。另外，作為鎂合金製成如表5所示，以往材料的AZ91D材料和比較例1～3不含鈣，含鋅約1.2重量％，分別含鋁大約10、11、12重量％的合金。
實施例1～3製成含鈣0.5重量％、含鋅1.2重量％、含鋁分別約為10、11、12重量％的合金。實施例4～6製成含鈣1重量％、含鋅1.2重量％、含鋁分別約為10、11、12重量％的合金。實施例7～9製成含鈣1.5重量％、含鋅1.2重量％、含鋁分別約為10、11、12重量％的合金。並且，試樣數分別製作30個，計算各自的平均值進行比較。另外，表5也記載了將以往材料的平均值作為基準值100時各例的比例。
其結果，各試樣的流動長度相對於以往材料的248.93mm，實施例1為302.28mm、實施例2為319.57mm、實施例3為326.23mm、實施例4為330.47mm、實施例5為347.10mm、實施例6為349.50mm、實施例7為312.77mm、實施例8為352.68mm、實施例9為367.40mm。另外，比較例1為288.43mm、比較例2為328.10mm、比較例3為330.17mm。
從該結果可知，鈣的含量越增加，鎂合金的流動長度越長。另外，鈣含量相同時，鋁的含量越多，鎂合金的流動長度越長。另外，即使在不含鈣的比較例1～3中，鋁的含量越增加，流動長度越長。從這些結果得知，鈣和鋁的含量越是增加，越可以提高鎂合金流動性。
另外，實施例1～9、比較例1～3同時表現出比以往材料良好的值。此外，為使該表5的結構易於看懂，在圖9中用曲線圖示出。在圖9中，連結菱形記號的線表示含有鋁為10重量％、連結方形記號的線表示含有鋁為11重量％、連結三角形記號的線表示含有鋁為12重量％的各種鎂合金的結果。
另外，使用上述的以往材料、比較例1～3以及實施例1～9的鎂合金成型試樣，對各個試樣進行拉伸強度、0.2％耐力以及硬度的測定。各試驗用3個試樣實施測定，比較其測定值的平均值。拉伸強度是持續拉伸試樣發生斷裂時的應力(MPa)，0.2％耐力是從應力和變形之間的關係求出的屈服應力(MPa)。此外，硬度以Hv(維氏硬度計測定的硬度)表示。將該測定的結構示於下述表6。
如表6所示，拉伸強度在實施例1～9中的含有0.5重量％的鈣、含有12重量％的鋁的實施例3的試樣為最大的267MPa，含有1.5重量％的鈣、含有10重量％的鋁的實施例7的試樣為最小的252MPa。另外，不含鈣的比較例1～3的試樣全部顯示為與實施例1～9的試樣同等或其以上的良好的值，以往材料的試樣顯示為最低值。從這些結果可以得知，拉伸強度由於增加鋁而增大，但由於增加鈣而變小。
另外，在0.2％耐力中，發現比較例1～3的試樣、實施例1～9的試樣同時比以往材料的試樣有大幅度的提高，與比較例1～3的試樣相比，實施例1～9的試樣獲得更良好的結果。另外，在含有同樣量的鈣的試樣中，鋁的含量越多越可以得到良好的結果。從這些結果可知，鈣含量越高，0.2％耐力越會提高，再有，鋁含量多時，0.2％耐力也稍有提高。
另外，在硬度中，發現比較例1～3的試樣、實施例1～9的試樣同時比以往材料的試樣有大幅度的提高，與比較例1～3的試樣相比，實施例1～9的試樣獲得更良好的結果。另外，鈣含量越多試樣硬度也越大，在含有同樣量的鈣的試樣中，鋁的含量越多越可以得到良好的結果。從這些結果可知，鈣含量越多，硬度越會提高，再有，鋁含量多時，硬度也稍有提高。
另外，圖10將對含有11重量％的鋁的比較例2、實施例2、5、8的試樣的測定結果示於曲線圖。在圖10中，連結菱形記號的線表示拉伸強度的結果，連結方形記號的線表示0.2％耐力的結果，連接×記號的線表示硬度的結果。由此可以確認基於鈣的含量的機械性質的提高。
另外，使用上述的以往材料、比較例1～3以及實施例1～9的鎂合金成型試樣，對各個試樣進行鹽水噴霧試驗。鹽水噴霧試驗按照以下方式進行對於成型的原樣未進行化成處理的試樣，用溫度為35℃的5％氯化鈉、實施8小時噴霧和16小時停止，以此為1個循環，重複該循環，比較其間鏽蝕的發生。另外，鹽水噴霧試驗對於各材料實施3個試樣，比較其測定值的平均值。該實驗結果示於下述表7。
表7中，沒有鏽蝕的產生或鏽蝕微小時用「○」表示，鏽蝕產生很少時用「▲」表示，有嚴重鏽蝕產生時用「×」表示，大量產生鏽蝕時用「××」表示。如表7所示，相對於在以往材料中，2個循環結束後稍有鏽蝕產生，3個循環結束後發生嚴重鏽蝕，在比較例1～3以及實施例1～9的試樣中，2個循環結束後，只產生極少鏽蝕，3個循環結束後稍有鏽蝕產生。
另外，4循環結束後，相對於在以往材料中，產生大量鏽蝕，在比較例1～3以及實施例4～9的試樣中，與以往材料的試樣產生的鏽蝕相比，產生的鏽蝕相當少。另外，在實施例1～3的試樣中只稍有鏽蝕發生。從該結果可以確認對於鹽水噴霧的鏽蝕的產生，由於添加鈣的同時增加鋁而提高，但鈣的含量少的一方更有效果。
另外，對使用上述的以往材料、比較例1～3以及實施例1～9的鎂合金成型的試樣進行化成處理之後，實施鹽水噴霧試驗。化成處理通過以下方法進行試樣的表面脫脂之後，用鹽酸或硫酸等酸進行蝕刻，在試樣表面形成採用磷酸錳鈣類的鹼溶液的鈍態膜。另外，鹽水噴霧試驗在於上述的鹽水噴霧試驗同樣的條件下進行，試樣數對於各材料製作3個。其試驗結果示於下述表8。
如表8所示，在以往材料、比較例1～3以及實施例4～9的試樣中，相對於4個循環結束後稍有鏽蝕產生，實施例1～3的試樣在4個循環結束後也幾乎沒有鏽蝕產生。從該結果可以確認，進行化成處理之後實施鹽水噴霧時的鏽蝕發生的減少即使增加鋁含量也不能確認到有意義的差別，但添加了少量的鈣時提高。
另外，對使用上述的以往材料、比較例1～3以及實施例1～9的鎂合金成型的試樣實施塗覆密合試驗。該塗覆密合試驗通過在上述進行了化成處理的試樣上塗布底塗的塗料(ハニ一化成AW-130GR)之後，塗布上塗的塗料(ハニ一化成MA-150SL)，再分別進行初期密合試驗、溼潤試驗、耐溼試驗來實施。
溼潤試驗通過將試樣在溫度50℃、溼度98％的氣體環境中保持24小時進行，耐溼試驗將試樣在溫度60℃、溼度95％的氣體環境中保持120小時進行。並且，在初期密合試驗、溼潤試驗、耐溼試驗中，均通過將試樣的表面分割成棋盤狀形成100塊，數出其中的合格數(良好的部分)來判定。另外，試樣數對於各材料製作3個。該試驗結果示於下述表9。
在表9中，合格數為95或95以上的用「○」表示，合格數如果為95或95以上，判定為良好，如果不足95則判定為不合格。如表9所示，在以往材料、比較例1～3以及實施例1～9的全部試樣中，合格數均為95或95以上，沒有不足95的不合格的試樣。從該結果可以確認，本發明涉及的鎂合金在塗覆密合性上可以發揮與以往的AZ91D材料同等的性能，可以耐受充分使用。
另外，本發明並不限定於上述實施方案，可以適當實施變更。例如，在上述實施形態中，將成型製品P作為行動電話的外殼部件，但並不限定於此，也可以是通過注射成型鎂合金成型的部件或其他部件。這裡，本發明涉及的鎂合金由於使用於含有薄壁部分的成型製品的成型，從而發揮更大的效果。另外，鎂合金注射成型時的熔融溫度並不限於上述的610℃或620℃，也可以是該溫度以下的溫度，只要是鎂合金熔融的液相線溫度或液相線溫度以上即可。此外，對於這些以外的部分的結構等，可以在本發明的技術範圍內變更。
權利要求
1.一種鎂合金，該鎂合金是在液相線或液相線以上溫度加熱熔融的狀態下，通過注射成型機成型為規定形狀的鎂合金，其特徵在於，該鎂合金含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳，其餘部分含有鎂和不可避免的雜質。
2.按照權利要求1所記載的鎂合金，其中，上述雜質是0.05重量％或0.05重量％以下的矽、0.025重量％或0.025重量％以下的銅、0.004重量％或0.004重量％以下的鐵以及0.001重量％或0.001重量％或以下的鎳。
3.一種成型製品，該成型製品是通過注射成型在液相線或液相線以上溫度加熱熔融的鎂合金，成型為規定的形狀的成型製品，其特徵在於，以上述鎂合金作為含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳、其餘部分含有鎂和不可避免的雜質的材料。
4.一種鎂合金的成型方法，其特徵在於，該方法具有以下工序將含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳、其餘部分含有鎂和不可避免的雜質的鎂合金在液相線或液相線以上溫度加熱熔融的加熱熔融工序、和將通過上述加熱熔融工序加熱熔融了的上述鎂合金注射在模具內，成型成型體的成型工序。
5.按照權利要求3所記載的鎂合金的成型方法，其中，上述成型體含有厚度為0.8mm或0.8mm以下的薄壁部分。
全文摘要
本發明提供鎂合金、成型製品及鎂合金的成型方法，通過提高流動性，可以成型厚度小的成型製品。該鎂合金是在液相線或液相線以上溫度加熱熔融的狀態下，通過注射成型機10成型為規定形狀的鎂合金。其含有9.5～12重量％的鋁、0.65～1.75重量％的鋅、0.5～1.5重量％的鈣以及0.17～0.4重量％的錳。並且，其餘部分由鎂和不可避免的雜質構成。另外，雜質是0.05重量％或0.05重量％以下的矽、0.025重量％或0.025重量％以下的銅、0.004重量％或0.004重量％以下的鐵以及0.001重量％或0.001重量％或以下的鎳。再有，成型的成型體P含有厚度為0.8mm或0.8mm以下的薄壁部分。
文檔編號B22D17/00GK1782112SQ20051010882
公開日2006年6月7日 申請日期2005年9月30日 優先權日2004年10月6日
發明者井上明久, 鈴木宣二 申請人:國立大學法人東北大學, 山葉精密科技株式會社