[发明专利]耐热镁合金及合金铸件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐热镁合金及合金铸件的制造方法，尤其涉及在基于压力铸造等的批量生产前的新产品的试产阶段中，用于铸造基于砂型铸造的试产品的耐热镁合金及耐热镁合金铸件的制造方法。

背景技术

因近年来轻量化需求的提高，重量比铝合金更轻的镁合金受到瞩目。该镁合金是在实用金属材料中重量最轻的材料，除了要求机体轻量化的飞机产业以外，随着环境意识的提高，尤其在发展车体(车辆)的进一步轻量化的汽车产业等各产业界中作为零件材料受到瞩目。

于是，响应这种产业界的要求，提出了如下耐热镁合金：耐热性等机械特性和基于抑制生产成本的压力铸造等的批量生产性等优异的由镁-铝-钙3元类构成(例如，参照专利文献1～专利文献4等)。

专利文献1中公开有如下耐热镁合金：含有6～12重量％的铝、0.05～4重量％的钙、0.5～4重量％的稀土类元素、0.05～0.50重量％的锰、及0.1～14重量％的锡，余量由镁及不可避免杂质构成，并且耐热性、铸造性优异，并且公开有如下耐热镁合金：在由这种成分组成构成的耐热镁合金中进一步含有0.05～0.2重量％的锆、0.03～0.2重量％的碳中至少1种而构成，并且耐热性、铸造性优异。

专利文献2中公开有含有如下成分而成的镁合金：至少86重量％的镁、4.8～9.2重量％的铝、0.08～0.38重量％的锰、0.00～0.9重量％的锌、0.2～1.2重量％的钙、0.05～1.4重量％的锶、0.00～0.8重量％的稀土类元素。

专利文献3中公开有含有如下成分而成的镁合金：至少85.4重量％的镁、4.7～7.3重量％的铝、0.17～0.60重量％的锰、0.0～0.8重量％的锌、1.8～3.2重量％的钙、0.3～2.2重量％的锡、0.0～0.5重量％的锶。

专利文献4中公开有如下镁合金：在对含有2～9重量％的铝、6～12重量％的锌、及0.1～2.0重量％的钙且余量由镁及不可避免杂质构成的镁合金依次施以固溶处理和人工时效处理的状态下，室温时具有至少140MPa的0.2％的耐力，且具有65HV以上的维氏硬度。

专利文献1：日本专利公开2005-68550号公报

专利文献2：日本专利公开2004-238678号公报

专利文献3：日本专利公开2004-238676号公报

专利文献4：日本专利公开2002-266044号公报

但是，利用耐热镁合金通过高压压铸法批量生产新设计的新产品，例如，油盘、汽缸头盖、汽缸体等汽车用零件以及使其实用化时，必须在该工序之前的零件设计到实用化的开发阶段，铸造少数具备批量生产时接近的机械特性的试产品，由此对新规设计零件进行检验，即，作为单体及基于多个零件的装配之后的状态对各种功能或特性进行事先评价、确认。

然而，通过以往的技术利用镁合金制造新产品的试产品时，尚未确立实现在能够以低成本且在短期间内铸造的铸型中利用最简易的砂型的铸造技术，因此，以往如果不是从新产品的开发阶段(试产阶段)制作与批量生产时相同的压力铸造用印模，则无法试产铸造试产品。

因此，以往，必须花费开发期间才能开始试产铸造，其结果开发费用增高的同时，期间被延长，因此强烈渴望实现飞机产业或汽车产业等各产业界的开发技术人员以更廉价且短期间试产铸造试产品，且可以评价确认(实际验证)机械特性等的试产铸造技术。即，强烈渴望实现与印模相比能够以廉价且短期间制作的基于砂型的试产品的试产铸造技术。

发明内容

因此，本发明为解决所述课题而发明的，提供一种以如下作为目的而进行改进的耐热镁合金及耐热镁合金铸件的制造方法：以基于压力铸造等的批量生产铸造作为前提，通过能够以廉价且短期间进行的简易的砂型铸造实现新产品的设计或开发阶段中的试产品的试产铸造；并且，可通过砂型铸造进行能够得到基于压力铸造的批量生产品的大致75％以上的机械特性的试产品的试产铸造。

在此，压力铸造品的75％以上的机械特性是指在试产功能评价中成为主要所需规格的静态拉伸试验中的0.2％的耐力与压力铸造作对比为75％以上。

本发明人员经长年深入研究重复各种实验的结果，发现了可以解决所述课题的方法，以至于完成本发明。

即，本发明的耐热镁合金，含有镁、铝、钙，其特征在于，

含有超过9.20质量％～12.6质量％的铝、0.9～2.0质量％的钙、0.0005～0.1000质量％的铍、及0.10～0.45质量％的锰(Mn)，余量由镁及不可避免杂质构成。