[發(fā)明專利]鎂合金塑性加工產(chǎn)品及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710306896.6
• 申請(qǐng)日: 2007-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101269386A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 久保田耕平;野坂洋一;堀隆之;太利范人;能本和幸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B21C23/02
• 分類號(hào): B21C23/02;B21C31/00;B21C23/01;B21C29/00;C22C23/00;B23P17/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 孫秀武;李平英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎂合金塑性加工產(chǎn)品、其制造方法、鎂合金擠壓型材及其制造方法，更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及(i)在塑性加工中確保塑性加工性、抑制破裂或表面變黑、燃燒、確保塑性加工產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度的塑性加工產(chǎn)品的制造方法，(ii)通過(guò)將模鑄鑄造和塑性加工復(fù)合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)模鑄鑄造的復(fù)雜形狀的成形性、塑性加工的高可靠性、高強(qiáng)度性的復(fù)合加工技術(shù)的塑性加工產(chǎn)品的制造方法，(iii)需要輕量化的汽車(chē)等運(yùn)送器、手機(jī)、筆記本型計(jì)算機(jī)等民用電機(jī)·信息家電機(jī)器、電動(dòng)工具、通用發(fā)動(dòng)機(jī)等產(chǎn)業(yè)機(jī)械等的鎂合金塑性加工產(chǎn)品的制造方法，(iv)由這些制造方法得到的塑性加工產(chǎn)品，(v)制造在耐熱性鎂合金擠壓型材的擠壓中確保擠壓性、抑制擠壓時(shí)的變黑、確保擠壓型材的機(jī)械強(qiáng)度、更廉價(jià)高品質(zhì)的耐熱性鎂合金擠壓型材的方法，(vi)由該制造方法得到的擠壓型材。

背景技術(shù)

在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，由于燃費(fèi)提高而導(dǎo)致的輕量化的必要性，對(duì)輕量材料的需求變高，開(kāi)始使用樹(shù)脂材料或輕量金屬材料。然而，樹(shù)脂材料一般由于回收困難，在保護(hù)地球環(huán)境方面來(lái)說(shuō)有問(wèn)題。與此相對(duì)，由于金屬材料一般容易回收，因而特別期待其用途的擴(kuò)展。輕量金屬材料中作為最輕量的鎂合金目前在方向盤(pán)、安全帶、氣囊保持器等內(nèi)裝部件上使用。然而，今后尋求向發(fā)動(dòng)機(jī)部件或變速器部件等電動(dòng)車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系部件擴(kuò)展用途。對(duì)于內(nèi)裝品來(lái)說(shuō)，由模鑄鑄造制造延展性優(yōu)良的鎂合金AM50、AM60系合金。另一方面，對(duì)于期待這些用途擴(kuò)展的電動(dòng)車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系來(lái)說(shuō)，已開(kāi)始由模鑄鑄造來(lái)制造強(qiáng)度和150℃前后的耐蠕變性優(yōu)良的耐熱性鎂合金。予以說(shuō)明，作為耐熱性鎂合金，已知在鎂-鋁系內(nèi)添加稀土類金屬或鈣、鍶的各種鎂合金(例如參考專利文獻(xiàn)1)。

而且，最近，個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)外殼、手機(jī)機(jī)構(gòu)部件等通過(guò)鎂合金的沖壓成形或者板鍛造而成形。在沖壓成形或板鍛造成形中使用的坯料一般為擠壓連續(xù)鑄造坯段的鎂合金板材、或者進(jìn)一步壓延該鎂合金板材得到的鎂合金薄板(例如，參考專利文獻(xiàn)2～3)。

現(xiàn)有的鋁構(gòu)件的用途為在汽車(chē)的電動(dòng)車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系部件中使用活塞、汽缸蓋、油壓部件等眾多鍛造品。這些為鎂合金模鑄制品所不能應(yīng)付的高強(qiáng)度、高可靠性的用途，現(xiàn)狀中鎂合金無(wú)法應(yīng)付該用途。與鋁模鑄制品相比較時(shí)，鎂模鑄制品強(qiáng)度低10％以上，難以用同一尺寸的鎂模鑄制品代替鋁模鑄制品，多數(shù)情況下需要局部壁厚提高或追加唇緣等確保強(qiáng)度的對(duì)策。然而，這些對(duì)策與鎂模鑄制品的重量提高相關(guān)聯(lián)。因此，在鎂模鑄制品中，需求提高不滿足強(qiáng)度要件的部位的強(qiáng)度的技術(shù)。

(專利文獻(xiàn)1)日本專利第2604670號(hào)公報(bào)

(專利文獻(xiàn)2)日本特開(kāi)2006-239748號(hào)公報(bào)

(專利文獻(xiàn)3)日本特開(kāi)2006-239750號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

在用于汽車(chē)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系部件中時(shí)，從其使用溫度環(huán)境來(lái)說(shuō)，鎂合金塑性加工產(chǎn)品必須是耐熱性鎂合金。然而，不能生產(chǎn)成為塑性加工坯料的耐熱性鎂合金的連續(xù)鑄造型材和擠壓型材。實(shí)際上，如果擠壓耐熱性鎂合金則會(huì)有下面的問(wèn)題。在耐熱性鎂合金中，為了改善高溫和室溫下的蠕變特性，雖然添加了硅、稀土類元素、鈣、鍶等，但還是因此變得缺乏塑性加工性，生成化合物的晶界部分處容易產(chǎn)生破裂，而且，這些元素由于為活性的，因此在高溫下進(jìn)行擠壓加工時(shí)，則在模具出口處發(fā)生著火或變黑。而且，塑性加工工序中也同樣地缺乏塑性加工性，容易產(chǎn)生晶界處的破裂，達(dá)到高溫時(shí)容易著火或變黑，也得不到塑性加工中的強(qiáng)度提高。

另外，預(yù)將鋁模鑄部材代替為鎂模鑄部材時(shí)，對(duì)于機(jī)械特性而言，剛性、拉伸強(qiáng)度比鋁模鑄部材低10％左右，特別是在汽車(chē)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系部材中，雖然從其使用溫度環(huán)境出發(fā)使用耐熱性鎂合金，但對(duì)于蠕變強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，雖然在機(jī)油的溫度范圍(150℃附近)內(nèi)與鋁模鑄材相同，但由于剛性、壓縮強(qiáng)度相對(duì)地低，例如對(duì)于螺栓緊固來(lái)說(shuō)，殘存軸力比鋁模鑄部材下降20％左右。剛性是材料一時(shí)的物理特性，不能使其發(fā)生較大地變化，將強(qiáng)度特性提高10％以上成為課題。另一方面，鎂鍛造部材由于鍛造用坯料高價(jià)而在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)等中不能廣泛使用。而且，通用鎂合金在標(biāo)準(zhǔn)鍛造溫度下不希望加工硬化，不希望像鋁合金鍛造部材那樣的高強(qiáng)度化。而且，在耐熱性鎂合金中還沒(méi)有生產(chǎn)鍛造用坯料。

進(jìn)一步地，鎂合金的塑性變形能力低劣，擠壓速度慢，需要熱間壓延，進(jìn)一步地，由于鎂合金板材的使用量少不適合大量生產(chǎn)，鎂合金連續(xù)鑄造坯段的獲得必須依賴于進(jìn)口等，因此鎂合金板材的成本非常昂貴。而且，這成為鎂合金的擠壓成形或板鍛造成形不廣泛的主要原因。