[发明专利]镁合金构件

说明书

技术领域

本发明涉及适用于诸如汽车部件和移动电子装置的壳体的各种部件的构成材料的镁合金材料。特别地，本发明涉及具有优异抗冲击性的镁合金材料。

背景技术

正在对具有优异比强度和比刚性的轻质镁合金进行研究以作为诸如移动电子装置的壳体的各种部件和汽车部件的构成材料，所述移动电子装置包括便携式电话和膝上型计算机且所述汽车部件包括车轮盖和换挡拨片。镁合金部件主要由通过压铸法或触变成型法制造的铸造材料(在美国材料与试验协会标准中定义的AZ91合金)制成。近年来，已经将通过对由延展的镁合金制成的板进行压制加工而制造的部件用于诸如壳体的部件，所述镁合金例示性地为在美国试验与材料协会标准中定义的AZ31合金。专利文献1和2公开了由AZ91合金或Al含量与AZ91合金基本相同的合金在特定条件下制造的压延板的压制加工。

认为镁具有优异的振动能量吸收特性。例如，将Al含量下降的合金和不含Zn的合金、更具体地在美国材料与试验协会标准中定义的AM60合金用作要求高冲击强度的部件如汽车部件的构成材料。

引用列表

专利文献

专利文献1：国际公开2008/029497号

专利文献2：国际公开2009/001516号

发明内容

技术问题

期望开发一种具有更高抗冲击性的镁合金材料。

尽管AM60合金具有优异的抗冲击性，但是期望进一步提高抗冲击性。AZ91合金的铸造材料如压铸材料易于具有内部缺陷如空穴、Al成分的局部增大的浓度或随机取向的晶粒并通常具有不均匀的组成或组织。在AZ91合金的这种铸造材料如压铸材料中，因为Al含量高，所以未固溶的Al倾向于在晶界内作为金属间化合物析出。晶界内的缺陷部分或析出物会成为断裂的起点，或者所述不均匀组成或组织的部分会成为机械弱点。由此，AZ91合金的铸造材料如压铸材料的抗冲击性低。

因此，本发明的目的是提供一种具有优异抗冲击性的镁合金材料。

解决问题的手段

为了提高镁合金的强度，本发明人通过各种方法制造了含有超过7.5质量%的Al的镁合金板并对所述板的抗冲击性进行了检验。本发明人发现，在特定条件下制造的镁合金板具有非常高的抗冲击性。

更具体地，在具有高抗冲击性的镁合金板中，镁合金含有特定量的析出物如含有Mg和Al的至少一种元素的金属间化合物，包括Mg₁₇Al₁₂或Al₆(MnFe)。所述析出物具有相对小的粒度，均匀分散，且基本不含例如具有5μm以上尺寸的粗大粒子。由此，对能够控制析出物粒子的尺寸和数量，即能够防止形成粗大析出物粒子并生成特定数量的微细析出物粒子的制造方法进行了研究。结果，本发明人发现，在直至在铸造之后、特别是在溶液处理之后形成最终产物为止的制造过程中，优选对制造条件进行控制，使得将镁合金材料在特定温度范围内保持给定的总时间。

本发明以这些发现为基础。本发明涉及由含有超过7.5质量%的Al镁合金制成并具有30J/cm²以上夏氏冲击值的镁合金材料。

根据本发明的镁合金材料具有非常大的冲击吸收能量，具有等于或大于下述试验例中的AM60合金的夏氏冲击值并具有优异的抗冲击性。由此，当将根据本发明的镁合金材料用作需要充分吸收冲击能量的部件如汽车部件的构成材料时，期望镁合金材料在高速应力下对破裂具有抵抗性并能够充分吸收冲击。由此预期根据本发明的镁合金材料适合用作冲击吸收构件的构成材料。冲击吸收能量随夏氏冲击值的增大而提高。由此，所述镁合金材料更优选具有40J/cm²以上的夏氏冲击值而无上限。

根据本发明的镁合金材料含有比AM60合金更多的Al并因此具有比AM60合金更高的抗腐蚀性。特别地，根据本发明的镁合金材料还因为其特定组织而具有优异的抗腐蚀性，如下所述。

根据本发明一个方面的镁合金材料在高速拉伸试验中在10m/s的拉伸速度下具有10%以上的伸长率。

本发明人惊奇地获得了如下结果，根据本发明的镁合金材料在普通拉伸试验(拉伸速度：每秒几毫米)中的伸长率稍低于AM60合金，但在非常高速度的拉伸试验中如在10m/s的拉伸速度下的伸长率比AM60合金的伸长率高。预期在高速拉伸试验中具有这种高伸长率的根据本发明的镁合金材料在受到冲击(在高速下与物体接触)时会充分变形并吸收所述冲击。伸长率越高，导致抗冲击性越高。所述伸长率优选为12%以上，更优选14%以上，且无上限。