耐クリープ性マグネシウム合金
【課題】耐クリープ性が向上したマグネシウムアルミニウム合金および該合金の用途を提供する。
【解決手段】該合金は、アルミニウム１〜９重量％、バリウム０．５〜５重量％、カルシウム０．５〜５重量％、残りはマグネシウムからなる。さらに亜鉛、スズ、リチウム、マンガン、イットリウム、ネオジム、セリウム、および／またはプラセオジムをそれぞれ７重量％までの割合で含んでもよい。該合金は、自動車、船舶および／または航空機用部品の製造、動力伝達機構またはその部品の製造に使用できる。
【解決手段】該合金は、アルミニウム１〜９重量％、バリウム０．５〜５重量％、カルシウム０．５〜５重量％、残りはマグネシウムからなる。さらに亜鉛、スズ、リチウム、マンガン、イットリウム、ネオジム、セリウム、および／またはプラセオジムをそれぞれ７重量％までの割合で含んでもよい。該合金は、自動車、船舶および／または航空機用部品の製造、動力伝達機構またはその部品の製造に使用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐クリープ性マグネシウム合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウムを含有する金属合金は、自動車産業、電子産業、航空宇宙産業、その他数種の技術分野で広範に用いられている。これらの合金は、高温クリープ耐性があり、高温環境で使用可能なので、特に有益である。
【０００３】
非特許文献１や非特許文献２のような数種の異なったマグネシウム合金が開発・標準化されている。ダウケミカル社により開発されたＭｇ−４％Ａｌ−２％ＲＥ（ＲＥは希土類元素）という組成を持つ合金Ａも、高温で使用されることがよく知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第４４４６８９８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２２０１４６０号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｈ ５２０３（ＭＣ１-ＭＣ１０）
【非特許文献２】ＪＩＳ Ｈ ５３０３（ＭＤＣ１Ａ，ＭＤＣ１Ｂ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そのような耐熱性マグネシウム合金は、金属対象物が成形後に急速冷却されなければならない鋳造には、極めて不適当である。
【０００７】
特許文献１は、以下の成分を含有する耐クリープ性マグネシウム合金を開示している：アルミニウム（Ａｌ）１．５〜１０重量％、希土類元素（ＲＥ）２重量％未満、カルシウム（Ｃａ）０．２５〜５．５重量％、残部はマグネシウム。さらに、この合金は銅および／または亜鉛０．２〜２．５重量％を含有する場合もある。
【０００８】
しかしながら、このような合金に含有される希土類元素は、合金のコストを増大させる。
【０００９】
特許文献２も、アルミニウムを含有し、また所望であれば、カルシウム、ジルコニウム、チタン、ケイ素、ストロンチウム、イットリウム、セリウム、またはバリウムから選ばれた追加の元素を含有する耐クリープ性マグネシウム合金を開示している。バリウムとカルシウムとの組合せは、追加の元素としては開示されていない。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を克服でき、さらに、より高い耐クリープ性を持つマグネシウム合金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、マグネシウムまたはマグネシウム合金を含有する金属合金であって、当該合金の総重量に対し、アルミニウム（Ａｌ）１〜９重量％、バリウム（Ｂａ）０．５〜５重量％、カルシウム（Ｃａ）０．５〜５重量％、残りはマグネシウム（Ｍｇ）と製造に関連する不可避の不純物である、を含有する上記合金により達成される。好ましくは、上記製造に関連する不可避の不純物は、当該合金の総重量に対し、合計で２重量％以下の量である。アルミニウムの割合は、好ましくは２〜７重量％、より好ましくは３〜６重量％である。バリウムの割合は、好ましくは１〜４重量％、より好ましくは１．５〜３重量％である。カルシウムの割合は、好ましくは１〜４重量％、より好ましくは１．５〜３重量％である。
【００１２】
本発明のマグネシウム合金は、さらに亜鉛、スズ、リチウム、マンガン、イットリウム、ネオジム、セリウム、および／またはプラセオジムをそれぞれ７重量％までの割合で含んでよい。
【００１３】
本発明のマグネシウム合金は、多くの用途分野で用いられていると思われる。好ましくは、自動車、船舶および／または航空機用部品の製造、より好ましくは動力伝達機構およびその部品の製造に用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の２種のマグネシウム合金に対し２００℃の温度で８０ＭＰａのひずみをかけた時の時間の関数としてのクリープ変形を従来の合金ＡＥ４２およびデッドシーマグネシウム社（Dead Sea Magnesium社）によりＭＲＩ２３０Ｄの名前で製造されている合金（アルミニウムとカルシウムに加え希土類元素を含有する）との比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を添付の図面を参考に説明する。本発明の２種のマグネシウム合金（ＡＢＣ合金）、すなわち、アルミニウム約４重量％、バリウム約２重量％、カルシウム約１重量％を含有するマグネシウム合金（ＡＢＣ４２１）とアルミニウム約４重量％、バリウム約２重量％、カルシウム約２重量％を含有するマグネシウム合金（ＡＢＣ４２２）、に対し２００℃の温度で８０ＭＰａのひずみをかけた時の時間の関数としてのクリープ変形を従来の合金ＡＥ４２（Ｅは希土類元素を表す）、およびデッドシーマグネシウム社（Dead Sea Magnesium社）によりＭＲＩ２３０Ｄの名前で製造されている合金（アルミニウムとカルシウムに加え希土類元素を含有する）と比較して図１に示す。
【００１６】
本発明の合金は、それぞれの比較合金より著しくクリープ変形が少ない。これから、ひずみが一定の場合、温度がよりいっそう高くなるであろうという結論、または、部品は著しく長い時間ひずみをかけられるであろうという結論が導かれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐クリープ性マグネシウム合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウムを含有する金属合金は、自動車産業、電子産業、航空宇宙産業、その他数種の技術分野で広範に用いられている。これらの合金は、高温クリープ耐性があり、高温環境で使用可能なので、特に有益である。
【０００３】
非特許文献１や非特許文献２のような数種の異なったマグネシウム合金が開発・標準化されている。ダウケミカル社により開発されたＭｇ−４％Ａｌ−２％ＲＥ（ＲＥは希土類元素）という組成を持つ合金Ａも、高温で使用されることがよく知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第４４４６８９８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２２０１４６０号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｈ ５２０３（ＭＣ１-ＭＣ１０）
【非特許文献２】ＪＩＳ Ｈ ５３０３（ＭＤＣ１Ａ，ＭＤＣ１Ｂ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そのような耐熱性マグネシウム合金は、金属対象物が成形後に急速冷却されなければならない鋳造には、極めて不適当である。
【０００７】
特許文献１は、以下の成分を含有する耐クリープ性マグネシウム合金を開示している：アルミニウム（Ａｌ）１．５〜１０重量％、希土類元素（ＲＥ）２重量％未満、カルシウム（Ｃａ）０．２５〜５．５重量％、残部はマグネシウム。さらに、この合金は銅および／または亜鉛０．２〜２．５重量％を含有する場合もある。
【０００８】
しかしながら、このような合金に含有される希土類元素は、合金のコストを増大させる。
【０００９】
特許文献２も、アルミニウムを含有し、また所望であれば、カルシウム、ジルコニウム、チタン、ケイ素、ストロンチウム、イットリウム、セリウム、またはバリウムから選ばれた追加の元素を含有する耐クリープ性マグネシウム合金を開示している。バリウムとカルシウムとの組合せは、追加の元素としては開示されていない。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を克服でき、さらに、より高い耐クリープ性を持つマグネシウム合金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、マグネシウムまたはマグネシウム合金を含有する金属合金であって、当該合金の総重量に対し、アルミニウム（Ａｌ）１〜９重量％、バリウム（Ｂａ）０．５〜５重量％、カルシウム（Ｃａ）０．５〜５重量％、残りはマグネシウム（Ｍｇ）と製造に関連する不可避の不純物である、を含有する上記合金により達成される。好ましくは、上記製造に関連する不可避の不純物は、当該合金の総重量に対し、合計で２重量％以下の量である。アルミニウムの割合は、好ましくは２〜７重量％、より好ましくは３〜６重量％である。バリウムの割合は、好ましくは１〜４重量％、より好ましくは１．５〜３重量％である。カルシウムの割合は、好ましくは１〜４重量％、より好ましくは１．５〜３重量％である。
【００１２】
本発明のマグネシウム合金は、さらに亜鉛、スズ、リチウム、マンガン、イットリウム、ネオジム、セリウム、および／またはプラセオジムをそれぞれ７重量％までの割合で含んでよい。
【００１３】
本発明のマグネシウム合金は、多くの用途分野で用いられていると思われる。好ましくは、自動車、船舶および／または航空機用部品の製造、より好ましくは動力伝達機構およびその部品の製造に用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の２種のマグネシウム合金に対し２００℃の温度で８０ＭＰａのひずみをかけた時の時間の関数としてのクリープ変形を従来の合金ＡＥ４２およびデッドシーマグネシウム社（Dead Sea Magnesium社）によりＭＲＩ２３０Ｄの名前で製造されている合金（アルミニウムとカルシウムに加え希土類元素を含有する）との比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を添付の図面を参考に説明する。本発明の２種のマグネシウム合金（ＡＢＣ合金）、すなわち、アルミニウム約４重量％、バリウム約２重量％、カルシウム約１重量％を含有するマグネシウム合金（ＡＢＣ４２１）とアルミニウム約４重量％、バリウム約２重量％、カルシウム約２重量％を含有するマグネシウム合金（ＡＢＣ４２２）、に対し２００℃の温度で８０ＭＰａのひずみをかけた時の時間の関数としてのクリープ変形を従来の合金ＡＥ４２（Ｅは希土類元素を表す）、およびデッドシーマグネシウム社（Dead Sea Magnesium社）によりＭＲＩ２３０Ｄの名前で製造されている合金（アルミニウムとカルシウムに加え希土類元素を含有する）と比較して図１に示す。
【００１６】
本発明の合金は、それぞれの比較合金より著しくクリープ変形が少ない。これから、ひずみが一定の場合、温度がよりいっそう高くなるであろうという結論、または、部品は著しく長い時間ひずみをかけられるであろうという結論が導かれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金において、上記合金の総重量に対し、以下の成分を含有する上記マグネシウム合金：
アルミニウム１〜９重量％、バリウム０．５〜５重量％、カルシウム０．５〜５重量％、残りはマグネシウム。
【請求項２】
さらに亜鉛、スズ、リチウム、マンガン、イットリウム、ネオジム、セリウム、および／またはプラセオジムをそれぞれ７重量％までの割合で含む、請求項１に記載のマグネシウム合金。
【請求項３】
アルミニウムの割合は、２〜７重量％、好ましくは３〜６重量％である、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム合金。
【請求項４】
バリウムの割合は、１〜４重量％、好ましくは１．５〜３重量％である、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム合金。
【請求項５】
カルシウムの割合は、１〜４重量％、好ましくは１．５〜３重量％である、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム合金。
【請求項６】
自動車、船舶および／または航空機用部品の製造における請求項１ないし５のいずれかに記載のマグネシウム合金の使用。
【請求項７】
動力伝達機構またはその部品の製造における請求項１ないし５のいずれかに記載のマグネシウム合金の使用。
【請求項１】
マグネシウム合金において、上記合金の総重量に対し、以下の成分を含有する上記マグネシウム合金：
アルミニウム１〜９重量％、バリウム０．５〜５重量％、カルシウム０．５〜５重量％、残りはマグネシウム。
【請求項２】
さらに亜鉛、スズ、リチウム、マンガン、イットリウム、ネオジム、セリウム、および／またはプラセオジムをそれぞれ７重量％までの割合で含む、請求項１に記載のマグネシウム合金。
【請求項３】
アルミニウムの割合は、２〜７重量％、好ましくは３〜６重量％である、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム合金。
【請求項４】
バリウムの割合は、１〜４重量％、好ましくは１．５〜３重量％である、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム合金。
【請求項５】
カルシウムの割合は、１〜４重量％、好ましくは１．５〜３重量％である、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム合金。
【請求項６】
自動車、船舶および／または航空機用部品の製造における請求項１ないし５のいずれかに記載のマグネシウム合金の使用。
【請求項７】
動力伝達機構またはその部品の製造における請求項１ないし５のいずれかに記載のマグネシウム合金の使用。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−６５３１８（Ｐ２０１０−６５３１８Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１９３７８７（Ｐ２００９−１９３７８７）
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（５９９０３６７６１）ゲーカーエスエス フオルシユングスツエントルーム ゲーエストハフト ゲーエムベーハー (22)
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９３７８７（Ｐ２００９−１９３７８７）
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（５９９０３６７６１）ゲーカーエスエス フオルシユングスツエントルーム ゲーエストハフト ゲーエムベーハー (22)
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