專利名稱：：高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及提高了阻燃性鎂合金的機(jī)械強(qiáng)度的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金。
背景技術(shù)：
：鎂合金由于極輕，因而作為鋁及其合金的替代材料而備受關(guān)注。鎂合金在實(shí)用金屬中屬于最輕的，用強(qiáng)度、彈性模量除以密度而得的比強(qiáng)度、比彈性模量等相當(dāng)高。因此，預(yù)想在要求輕量化的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，將來其需求將不斷高漲。鈦、鋁合金雖具有充分的強(qiáng)度，但與鎂合金相比，具有輕量性、緩沖性等特性低的缺點(diǎn)。以往以來已知，通常的鎂合金雖然比強(qiáng)度比較高，但與鈦、鋁合金相比，絕對(duì)強(qiáng)度低，并且有因燃點(diǎn)低而易于引燃的缺點(diǎn)。因此，開發(fā)出為了制成阻燃性，而在鎂合金中添加釣來提高燃點(diǎn)，制成難以引燃的阻燃性鎂合金，且施加了擠壓、壓延等塑性加工的阻燃性鎂合金(專利文獻(xiàn)l)。還提出了各種進(jìn)行了改良的鎂合金，該改良用以謀求與鈦、鋁合金相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度。例如，公開了如下的鎂合金及其制造技術(shù)所述鎂合金強(qiáng)度及比強(qiáng)度高，具有塑性變形后的晶體粒度小的特性，在Mg中添加規(guī)定量的Ca、Zn及X(在此，X為稀土類元素，為選自Y、Ce、La、Nd、Pr、Sm、Mm中的一種以上元素)，具有這些化合物微細(xì)地分散的組織(例如參照專利文獻(xiàn)2)。即，是添加規(guī)定量的稀土元素，通過急速冷卻凝固霧化(atomize)法來達(dá)到組織微細(xì)化的鎂合金。另外，作為同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度和高延展性的鎂合金，公開了由元素周期表第2族、第3族或鑭系元素中所含有的、原子半徑比鎂大的l種溶質(zhì)原子0.03~0.54原子％、以及其余為鎂而構(gòu)成的鎂合金(例如參照專利文獻(xiàn)3)。該鎂合金的平均晶體粒度為1.5fim以下，具有如下的微細(xì)晶粒組織晶界附近的溶質(zhì)原子以晶粒內(nèi)溶質(zhì)原子濃度的1.5~10.0倍的濃度而偏在。進(jìn)而，作為兼具高強(qiáng)度和高延展性的鎂合金，公開了如下的鎂合金:所述鎂合金以規(guī)定的組成比在鎂中含有1.0~4.0原子％的Zn和1.0~4.5原子。/。的Y，制成同時(shí)含有金屬間化合物Mg3Y2Zn和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的Mg12YZn的組織(例如參照專利文獻(xiàn)4)。其通過使金屬間化合物Mg3Y2Zn和長(zhǎng)周期相的Mg12YZn同時(shí)存在，而4吏耐力、拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率提高。進(jìn)而，如上所述在鎂合金中含有釣的阻燃性鎂合金的燃點(diǎn)高，機(jī)械強(qiáng)度也高，具有易于處理的特性。由此，還公開了利用該優(yōu)點(diǎn)將該鎂合金制成制品而應(yīng)用于頭盔的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)5)，或者，應(yīng)用于眼鏡架的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)6)。另一方面，鎂合金被期待在汽車、二輪車、鐵路車輛、航空器、機(jī)器人等移動(dòng)結(jié)構(gòu)體、福利器械、老年人用器械等的結(jié)構(gòu)部件中的廣泛應(yīng)用。在這樣的各種結(jié)構(gòu)部件中，各部件的接合、特別是焊接技術(shù)是不可缺少的。對(duì)于鎂合金的焊接技術(shù)也進(jìn)行了各種開發(fā)，有激光焊接、TIG焊接、MIG焊接等等。公開了非本發(fā)明的阻燃性鎂合金，例如，在鎂基合金的擠壓件等母材上施加拉線加工后，在表面實(shí)施削勻(shaving)加工使表面清潔性優(yōu)異的鎂焊接線(例如參照專利文獻(xiàn)7)。另外，還已知亦非本發(fā)明的阻燃性鎂合金，而作為強(qiáng)度和韌性優(yōu)異的鎂基合金的金屬絲，含有A1、Mn、Zn、Zr、稀土類元素等成分的鎂合金(例如參照專利文獻(xiàn)8)。另外，如上所述在鎂合金中含有釣的阻燃性鎂合金的燃點(diǎn)高，機(jī)械強(qiáng)度高，具有易于處理的特性。作為利用該優(yōu)點(diǎn)的具體事例，在上述專利文獻(xiàn)5、6中公開了將分割的部件在對(duì)合的狀態(tài)下，通過激光焊接、TIG焊接、MIG焊接等熔融焊接來進(jìn)行焊接而一體化的焊接技術(shù)。專利文獻(xiàn)l:日本特開2000-109963號(hào)7>才艮專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-41065號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-16658號(hào)公才艮專利文獻(xiàn)4:日本特開2006-97037號(hào)公才艮專利文獻(xiàn)5:日本特開2005-350808號(hào)爿〉報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本特開2005-196094號(hào)7〉報(bào)專利文獻(xiàn)7:日本特開2006-263744號(hào)7>才艮專利文獻(xiàn)8:日本特許第3592310號(hào)公才艮
發(fā)明內(nèi)容如上所述，提出了各種使鎂合金的機(jī)械特性提高的改良技術(shù)。然而，目前的鎂合金仍有很多問題，并不如意，用于實(shí)際的制品還不理想。專利文獻(xiàn)1的技術(shù)是本申請(qǐng)人的申請(qǐng)，高強(qiáng)度阻燃性鎂合金是含有0.1~15質(zhì)量。/。的Ca、并添加一部分A1、Zn而得到的合金。本發(fā)明發(fā)展了該技術(shù)，是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的合金。另外，在專利文獻(xiàn)2中，必須要添加高價(jià)的稀土類元素，由此得到的合金也必然是高成本的。進(jìn)而，必須使用急速冷卻凝固霧化法這樣特殊且高難的技術(shù)。根據(jù)專利文獻(xiàn)2的合金的耐力顯示為510~635MPa，雖實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度化，但斷裂伸長(zhǎng)率為1.0~4.0%，極小，成為非常脆的材料。另外，專利文獻(xiàn)3的技術(shù)作為屈服應(yīng)力、伸長(zhǎng)率得到提高的技術(shù)而例示出來，但由于被指定的溶質(zhì)原子除鈣以外的其它元素是稀土類元素，因此與上述合金一樣成為成本高的合金。進(jìn)而，對(duì)于專利文獻(xiàn)4所記載的鎂合金，僅在金屬間化合物Mg3Y2Zn和長(zhǎng)周期相Mg12YZn同時(shí)存在的情況下，可以得到3卯~520MPa的拉伸強(qiáng)度和4.5~10.3%的斷裂伸長(zhǎng)率，而在金屬間化合物或長(zhǎng)周期相中的任一單方存在的情況下，顯示出不能兼具高強(qiáng)度和高延展性。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)7的技術(shù)是涉及鎂焊接線的技術(shù)，是為了提高焊接線的表面清潔性的技術(shù)，并不涉及焊接線、焊接棒這種所謂的焊料的組成。而且，這種焊接線并不是阻燃性鎂合金。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)8的技術(shù)公開了鎂基合金金屬絲的技術(shù)，含有A1、Mn、Zn、Zr、稀土類元素等成分，與本發(fā)明的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金焊料的組成不同。專利文獻(xiàn)8的內(nèi)容的目的在于提供使用金屬絲的彈簧，公開了作為焊接線來利用的可能性，但并未記載其具體的實(shí)施例。進(jìn)而，該焊接線也不涉及阻燃性鎂合金。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)5中，公開了將阻燃性鎂合金用于頭盔，根據(jù)需要進(jìn)行該鎂合金的激光焊劑、TIG焊接、MIG焊接等熔融焊接，從而公開了阻燃性鎂合金焊接的可能性。但是，并無(wú)具體實(shí)施例的記載。進(jìn)而，該專利文獻(xiàn)5所記載的是阻燃性鎂合金為被焊接側(cè)的被焊接材料，而不是用于焊接的焊料。以上，如上述那樣在專利文獻(xiàn)2、3和4中記載的鎂合金雖然具有各自的優(yōu)點(diǎn)，但作為機(jī)械材料所要求的特性是不充分的，所添加的元素都是使用高價(jià)的稀土類元素，結(jié)果有制造的鎂合金成為高價(jià)的問題。另外，在專利文獻(xiàn)5、6中，公開了接合技術(shù)，但對(duì)象阻燃性鎂合金并不是本發(fā)明的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)7、8所記栽的技術(shù)改善焊接線的表面性狀、使用高價(jià)的稀土類元素、而且涉及金屬絲自身的機(jī)械特性的改善，都不是本發(fā)明的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特性不充分。本發(fā)明是以這樣的以往的技術(shù)背景為基礎(chǔ)而完成的，達(dá)成如下目的。本發(fā)明的目的是提供一種阻燃性鎂合金，其不使用限于稀土類元素的合金化元素，通過添加通用的元素、化合物，而使其拉伸強(qiáng)度高，具有高耐力的高強(qiáng)度特性。本發(fā)明的其它目的在于提供一種阻燃性鎂合金，其可以以低成本來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的焊接性提高，可以用作焊料。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的而采用如下技術(shù)方案。本發(fā)明l的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金是如下得到的，即，在阻燃性鎂合金中，添加選自碳(C)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、硅(Si)、鴒(W)、氧化鋁(A1203)、硅化鎂(Mg2Si)及碳化硅(SiC)中的至少一種以上追加添加物，其中，所述阻燃性鎂合金在鎂合金中添加有0.5~5.0質(zhì)量％的鈣。本發(fā)明2的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物碳(C)的量為0.1~0.3質(zhì)量％。本發(fā)明3的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物鉬(Mo)的量為1.0~12.0質(zhì)量％。本發(fā)明4的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物鈮(Nb)的量為0.5~5.0質(zhì)量％。本發(fā)明5的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物珪(Si)的量為0.5~6.0質(zhì)量％。本發(fā)明6的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物鵠(W)的量為5.0~40.0質(zhì)量％。本發(fā)明7的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物氧化鋁(A1203)的量為1.0~5.0質(zhì)量％。本發(fā)明8的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物珪化鎂(Mg2Si)的量為2.0~6.0質(zhì)量％。本發(fā)明9的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述追加添加物碳化硅(SiC)的量為0.7~20.0質(zhì)量％。本發(fā)明10的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述鎂合金是含有0~12.0質(zhì)量％的鋁、0~5.0質(zhì)量％的鋅及0.5質(zhì)量%以下的錳的鎂合金。本發(fā)明11的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述鎂合金是選自美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)所規(guī)定的AZ31系、AZ61系、AZ80系、AZ91系、AZ92系、AM50系、AM60系及AM100系中的一種鎂合金。本發(fā)明12的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述阻燃性鎂合金是由得自該阻燃性鎂合金原材料的粉碎物形成的阻燃性鎂合金。本發(fā)明13的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1中，所述高強(qiáng)度阻燃性鎂合金是在添加所述追加添加物后，通過塑性加工而制造的合金。本發(fā)明14的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明12中，所述粉碎物是用切削加工而得到的切削屑或其粉末體。本發(fā)明15的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明13中，所述塑性加工是選自擠壓加工、拉拔加工、回轉(zhuǎn)鍛造加工及壓延加工中的一種、或2種以上的組合的加工。本發(fā)明16的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明1~15中，所述以添加追加添加物而構(gòu)成的合金是形成焊料構(gòu)成的合金。本發(fā)明17的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，在本發(fā)明16中，所述焊料為線狀或棒狀的焊接材料。如以上說明所述，本發(fā)明的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，不使用限定于稀土類元素的合金化元素，通過通用元素、化合物的追加物添加，另外，通過實(shí)施粉碎物的成型、燒結(jié)及塑性加工，而使其成為拉伸強(qiáng)度高、具有高耐力的高強(qiáng)度特性的、低成本的阻燃性鎂合金。進(jìn)而，作為焊料，通過添加釣而燃點(diǎn)增高，能在通常的狀態(tài)下接合，成為在焊接作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的煙塵(因焊接或切斷時(shí)的熱而蒸發(fā)的物質(zhì)被冷卻而成的固體微粒)的發(fā)生少的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金。進(jìn)而，通過有效利用切削屑等粉碎物，而成為以低成本使接合性提高的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金。圖1是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的粉碎物中添加C時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖2是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的粉碎物中添加Mo時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖3是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的粉碎物中添加Nb時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖4是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的粉碎物中添加Si時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖5是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的粉碎物中添加W時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖6是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的粉碎物中添加A1203時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖7是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的粉碎物中添加Mg2Si時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖8是在阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca，，的粉碎物中添加SiC時(shí)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。圖9表示使用含有追加添加元素的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金作為焊料而焊接的被焊接板材的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，是包括比較例的數(shù)據(jù)圖。圖10表示使用含有追加添加化合物的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金作為焊料而焊接的被焊接板材的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，是包括比較例的數(shù)據(jù)圖。具體實(shí)施例方式[高強(qiáng)度阻燃性鎂合金以下，對(duì)本發(fā)明的阻燃性鎂合金的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，為便于理解本發(fā)明，對(duì)鎂合金進(jìn)行說明。關(guān)于鎂合金，是根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(以下稱為"ASTM")或日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(以下稱為"JIS")等而規(guī)格化的。鎂合金大致上有鑄造用鎂合金和延展用鎂合金。對(duì)它們而言，由ASTM和JIS規(guī)格化的機(jī)械特性的最小值到最大值的范圍如下。這些規(guī)格化的合金的化學(xué)成分的組成因已規(guī)格化且為公知技術(shù)，因而省略其詳細(xì)說明。鑄造用鎂合金的機(jī)械特性如下。拉伸強(qiáng)度140MPa(AM100A-F材)~270MPa(ZK61A-T5、T6處理材)。耐力70MPa(AM100A-F材)~180MPa(ZK61A-T5、T6處理材)。伸長(zhǎng)率約0%(AM100A-F材)~10%(AM50A-F材)。延展用鎂合金的機(jī)械特性如下。拉伸強(qiáng)度190MPa(AZ31C-O材)~310MPa(ZK60A-T5處理材)。耐力卯MPa(AZ31C-O材)~230MPa(ZK60A-T5處理材)。伸長(zhǎng)率4%(AZ31C-H14處理材)~13%(AZ31C-O材)。一般而言，金屬的情況下，與鑄造用合金相比，延展用合金由于塑性加工、加工熱處理的效果而使強(qiáng)度、延展性等機(jī)械性質(zhì)大幅提高。鎂合金也如上述那樣提高，但是現(xiàn)狀是強(qiáng)度、延展性比其它金屬提高的程度都少。因此，進(jìn)行了進(jìn)一步的技術(shù)開發(fā)，公開了如上述專利文獻(xiàn)所示的技術(shù)。本實(shí)施方式為，在添加有鈣而實(shí)現(xiàn)阻燃化的阻燃性鎂合金中添加低價(jià)的元素、化合物的追加添加物，使其機(jī)械強(qiáng)度提高。本實(shí)施方式提出了如下的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，即，利用阻燃性鎂合金的粉碎物，通過成型、燒結(jié)及塑性加工，得到具有在室溫下拉伸強(qiáng)度為419MPa以上、耐力為380MPa以上的機(jī)械特性的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金。下面，對(duì)該合金進(jìn)行說明。本發(fā)明的實(shí)施方式中所示的鎂合金為用ASTM的"AM60B"表示的鑄造用鎂合金。但是，作為可以實(shí)施本發(fā)明的合金，并不一定限于該鑄造用鎂合金"AM60B"，也可以是其它的鎂合金。在該合金中添加0.5~5.0質(zhì)量％的Ca。在本實(shí)施方式中添加2質(zhì)量％的鈣。AM60B是壓鑄用合金，為了提高耐腐蝕性，是使雜質(zhì)Fe、Ni、Cu的含量減少的高純度鎂合金。其基本化學(xué)組成為含有A15.5~6.5質(zhì)量％、Mn0.240.60質(zhì)量。/。、其余為鎂。向其中添加釣，制成阻燃性鎂合金。鈣的添加量為0.5~5.0質(zhì)量％是理想的。由于鎂的結(jié)晶構(gòu)造為稠密六方晶，因而在室溫下其塑性加工性極差，現(xiàn)狀為不能進(jìn)行冷加工。加熱后雖然其塑性加工性也得到很大提高，但與其它金屬相比，也還是難以進(jìn)行精密形狀的加工。因此，鎂合金的制造主要采用鑄造法。另外，將用鑄造法得到的鑄造品、用塑性加工得到的鍛造材、延展材等向最終形狀加工時(shí)，多要實(shí)施切削加工。然而，切削加工時(shí)所產(chǎn)生的切削屑的處理有成本等增大的制約，另一方面，作為循環(huán)材料而直接再利用時(shí)存有很多問題。近年來，為實(shí)現(xiàn)該切削屑的有效利用而進(jìn)行了研究，還未公開對(duì)實(shí)用而言有決定性意義的事例。在本例中，以阻燃性鎂合金的切削屑為基材。該阻燃性鎂合金的切削性良好，因而可以高速切削，因此可以使切削屑大量產(chǎn)生。但是，本發(fā)明中并不限定于切削屑，只要是相當(dāng)于切削屑的物質(zhì)，也可以是各種粉狀物、小片狀塊。[高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的制造方法下面，對(duì)本發(fā)明的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金的制造方法進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，成為基材的鎂合金使用添加有2質(zhì)量％的Ca的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"。AM60B原本為鑄造用的鎂合金，在加熱時(shí)能進(jìn)行擠壓等塑性加工。該塑性加工有擠壓加工、拉拔加工、鍛造加工、回轉(zhuǎn)鍛造加工、壓延加工等。通過在該AM60B中添加2質(zhì)量％的Ca,可以使在該AM60B中添加了2質(zhì)量％Ca的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca合金"的引燃溫度提高200~300"C。因此，即使在大氣中的熔解作業(yè)也可以安全地進(jìn)行。由該阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca合金"，希望得到具有適于下面工序的粉碎的形態(tài)的小片狀塊。在本實(shí)施方式中，方便地使用因阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca合金"的切削加工所產(chǎn)生的切削屑。作為小片狀塊，當(dāng)然并不限定于因切削加工而產(chǎn)生的切削屑，也可以是在各種機(jī)械加工中排出的切削屑、研削屑、切斷或沖壓等的擠壓屑、破碎機(jī)產(chǎn)生的破碎屑、將鑄造物、鑄造件的小片狀塊等粉碎而得的小片狀塊。由這些的小片狀塊得到粉碎物，其使用球磨機(jī)等。本實(shí)施方式中的阻燃性鎂合金的情況下，因添加Ca而實(shí)現(xiàn)阻燃化，因此即使將粉碎物在常溫狀態(tài)下放置于大氣中也是安全的。例如，具有146nm的平均粒徑的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca合金"的粉碎物的爆炸下限濃度值為100mg/m3，比鋁粉末(35mg/m3)大，與鐵粉末(<120mg/m"相近，爆炸的危險(xiǎn)性大幅減輕，處理變得容易。其次，在由小片狀塊得到粉碎物時(shí)，作為屬于本實(shí)施方式特征的追加添加物而添加規(guī)定的元素或化合物。該追加添加物并不限定于稀土類元素，若包括其比例地示出，則為0.10.3質(zhì)量。/。C、1.0~12.0質(zhì)量％Mo、0.55.0質(zhì)量o/oNb、0.56.0質(zhì)量o/oSi、5.0~40.0質(zhì)量％W、1.0~5.0質(zhì)量％A1203、2.0~6.0質(zhì)量％Mg2Si、0.7~20.0質(zhì)量％SiC的各元素、或它們的規(guī)定化合物。將這些元素或化合物的種類和添加量進(jìn)行限定，是為示出制造的阻燃性鎂合金能達(dá)到高強(qiáng)度化的范圍，因?yàn)?，若超出該范圍，將降低高?qiáng)度化的效果。將它們中的l種或選擇數(shù)種進(jìn)行追加添加，并同時(shí)進(jìn)行小片狀塊的粉碎和元素或化合物的復(fù)合化。即，在該粉碎工序中，小片狀塊的阻燃性鎂合金的凝固組織被破壞，改質(zhì)為微細(xì)均質(zhì)的組織。同時(shí)，追加添加物均勻地進(jìn)入粉末內(nèi)部，阻燃性鎂合金的組織變?yōu)槲⒓?xì)、均質(zhì)。[成型及燒結(jié)接著，將如此成為微細(xì)均質(zhì)組織的粉碎物的阻燃性鎂合金成型及燒結(jié)。該成型可以為冷成型或熱成型中的任一種?？紤]到工序的短縮，優(yōu)選燒結(jié)也能同時(shí)進(jìn)行的熱成型。對(duì)于熱成型，適用脈沖通電燒結(jié)法。脈沖通電燒結(jié)法是如下的公知處理方法在石墨鑄模中填充成為對(duì)象的試樣，邊加壓邊進(jìn)行脈沖狀通電來進(jìn)行燒結(jié)。在本例中，該試樣為上述阻燃性鎂合金制的粉碎物。該處理方法具有能高效地加熱粉碎物，以短時(shí)間進(jìn)行燒結(jié)的優(yōu)點(diǎn)。接著，將該成型及燒結(jié)的阻燃性鎂合金粉碎物的燒結(jié)體作為坯料實(shí)施塑性加工。該塑性加工通過對(duì)燒結(jié)體賦予剪切變形，具有將粉碎物之間的固著強(qiáng)固到燒結(jié)體以上的水平、并且使燒結(jié)體的微組織也微細(xì)化的效果。作為實(shí)施塑性加工的方法，有擠壓、壓延、拉拔、鍛造、回轉(zhuǎn)鍛造等各種加工方法，在本例中，使用在材料的重結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的熱擠壓加工。這是因?yàn)?，擠壓加工可以對(duì)加工物賦予大的剪切變形。另夕卜，此時(shí)的擠壓比由于在高至一定程度的情況下所得材料的機(jī)械強(qiáng)度增加，而增大至必要以上時(shí)，則導(dǎo)致擠壓模具的壽命降低、破損、擠壓設(shè)備的大型化等，因而擠壓比的最高優(yōu)選為120左右。通過該擠壓，成型燒結(jié)體中的粉碎物之間受到剪切變形而更牢固地結(jié)合，成為阻燃性鎂合金中原本所含的金屬間化合物的粒子以及追加添加物在鎂基質(zhì)中均勻分散的組織形態(tài)。另外，在熱擠壓加工中發(fā)生重結(jié)晶，鎂的基質(zhì)晶粒被微細(xì)化。因此，機(jī)械特性提高，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度化。除上述實(shí)施方式所公開的以外，使用的鎂合金為含有0~12.0質(zhì)量%的鋁、0~5.0質(zhì)量％的鋅及0.5質(zhì)量％以下的錳的鎂合金也可得到有效的結(jié)果。進(jìn)而，鎂合金使用選自美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)表示的AZ31系、AZ61系、AZ80系、AZ91系、AZ92系、AM50系、AM60系和AM100系中的任一種，也可得到有效的結(jié)果。本發(fā)明將具有這樣性質(zhì)的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金作為原材料，也可適用于焊料。在焊接作業(yè)時(shí)使用的焊料、即焊接棒或焊接線(也稱為"焊接金屬絲")等，是在鎂合金中添加0.5~5質(zhì)量％的鈣(Ca)的基礎(chǔ)上進(jìn)而追加添加C、Mo、Nb、Si、W、A1203、Mg2Si、SiC中的任一種以上的本發(fā)明的高強(qiáng)度鎂合金，是燃點(diǎn)高、強(qiáng)度得到增加的合金。伴隨著阻燃化，即使在接合時(shí)，伴隨火花等的產(chǎn)生的火災(zāi)等的危險(xiǎn)性變少，可以安全地進(jìn)行接合作業(yè)。一般而言，已知在焊接作業(yè)時(shí)，因焊接時(shí)的熱而蒸發(fā)的物質(zhì)被冷卻產(chǎn)生成為固體微粒的煙塵，而通過使用采用本發(fā)明的焊料，可以抑制其發(fā)生。這樣，在實(shí)際的焊接現(xiàn)場(chǎng)，也可以期待其焊接環(huán)境的提高。焊料通過實(shí)施例如擠壓加工、用特定用于拉線的滾輪拉絲模等進(jìn)行的拉線加工的加工方式而得到。通過實(shí)施這些加工，本發(fā)明焊料中所含的追加添加物可以在鎂基質(zhì)中進(jìn)一步均勻分散，其結(jié)果為，在焊接組織中也可以達(dá)成均質(zhì)組織，可以提高機(jī)械特性。本發(fā)明的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，在作為焊料焊接鎂、鎂合金原材料時(shí)，不依賴于焊接的種類而可以全部適用，但可以特別優(yōu)選利用于TIG焊接、MIG焊接。以下，還一并示出用TIG焊接進(jìn)行的接合的實(shí)施例。以上，對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，當(dāng)然，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。實(shí)施例1本實(shí)施例的合金以為了對(duì)AM60B合金賦予阻燃性而添加有2.0質(zhì)量。/。Ca的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"為基材。以達(dá)到表l所示組成的方式向其中添加作為追加添加物的C、Mo、Nb、Si、W、A1203、Mg2Si、SiC元素或化合物。在本實(shí)施例中，作為該合金的小片狀塊，使用屬于車削的切粉的切削屑。用球磨機(jī)粉碎該切削屑，得到粉碎物。此時(shí)，也同時(shí)添加追加添加物，進(jìn)行添加物的均質(zhì)分散復(fù)合化。接著，將用該球磨機(jī)調(diào)制的阻燃性鎂合金的粉碎物用脈沖通電燒結(jié)法以燒結(jié)溫度480X:、時(shí)間20分鐘、在大氣中進(jìn)行固化形成。接著，將其作為坯料以擠壓比110、擠壓溫度480"進(jìn)行熱擠壓加工。在得到的擠壓件的長(zhǎng)邊方向上取得試驗(yàn)片，在室溫下進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、耐力、斷裂伸長(zhǎng)率的試驗(yàn)。將該試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)概括于表2。根據(jù)該結(jié)果，所有試驗(yàn)片的拉伸強(qiáng)度均為419MPa以上，耐力均為380MPa以上，確i人了本發(fā)明的效果。[表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>將該結(jié)果的各元素或化合物的每種數(shù)據(jù)示于圖1到圖8。圖1為添加C的情況，圖2為添加Mo的情況，圖3為添加Nb的情況、圖4為添加Si的情況、圖5為添加W的情況、圖6為添加Ah03的情況、圖7為添加Mg2Si的情況、圖8為添加SiC的情況，是表示與添加量相應(yīng)的各拉伸強(qiáng)度、耐力、斷裂伸長(zhǎng)率的數(shù)據(jù)圖。根據(jù)該結(jié)果，與沒有追加添加物的專利文獻(xiàn)l所示的以往的添加Ca的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金相比，本例的情況也如數(shù)據(jù)圖所表明，在加入了任何追加添加物的情況下機(jī)械強(qiáng)度都提高了。例如，拉伸強(qiáng)度在加入了任何追加添加物的情況下都顯示為419MPa以上。因此，作為原材料的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金可以稱為強(qiáng)度進(jìn)一步得到提高的合金。在各圖中，添加量為0%的值是顯示下面所示的比較例的結(jié)果。下面，進(jìn)行了與本實(shí)施例對(duì)應(yīng)的比較，因而示出其的比較例。本實(shí)施例的結(jié)果高于下面所示的任何比較例。(比較例1)比較例1是對(duì)沒有本發(fā)明的追加添加物的以往的阻燃性鎂合金而進(jìn)行的。使用球磨機(jī)，將來自與實(shí)施例相同化學(xué)組成的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的鑄造件的、用車削得到的切削屑制成粉碎物后，在與實(shí)施例完全相同的條件下，用脈沖通電燒結(jié)法將該粉碎物成型并燒結(jié)。將其作為坯料，在與實(shí)施例相同的條件下，以擠壓比R=110、擠壓溫度T-480t:進(jìn)行熱擠壓加工，在室溫下對(duì)得到的擠壓件的長(zhǎng)邊方向進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。該拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果為，拉伸強(qiáng)度-415MPa、耐力-364MPa、斷裂伸長(zhǎng)率=23%。這些值在顯示實(shí)施例結(jié)果的圖1~圖8中，各添加物的量作為0%而圖示于左端。(比較例2)比較例2是對(duì)沒有本發(fā)明的追加添加物的以往的阻燃性鎂合金而進(jìn)行的。將來自與實(shí)施例完全相同的化學(xué)組成的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca，，的鑄造件，在與實(shí)施例相同的條件下，以擠壓比R=110、擠壓溫度T-480匸進(jìn)行擠壓加工，在室溫下對(duì)擠壓件的長(zhǎng)邊方向進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。該拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果為，拉伸強(qiáng)度-305MPa、耐力=242MPa、斷裂伸長(zhǎng)率=18%。(比較例3)比較例3是對(duì)沒有本發(fā)明的追加添加物的以往的阻燃性鎂合金而進(jìn)行的。將來自與實(shí)施例完全相同的化學(xué)組成的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca"的鑄造件，用熱進(jìn)行擠壓加工后，接著用熱實(shí)施拉拔加工，在室溫下對(duì)如此制作的拉拔件的長(zhǎng)邊方向進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。該拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果為，拉伸強(qiáng)度-286MPa、耐力-198MPa、斷裂伸長(zhǎng)率=16%。實(shí)施例2本實(shí)施例顯示將圖1~圖8所示的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金作為鎂合金焊接的焊料的焊接金屬絲而使用時(shí)的接合結(jié)果。對(duì)于被焊接件，使用為對(duì)AM60B鎂合金賦予阻燃性而添加有2質(zhì)量％的鉀的阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca合金"的擠壓板材(板厚2mm)。用TIG法進(jìn)行焊接。主要的焊接條件如下。即，使用直徑為2.4mm的純鴒電極，電極與母材間的距離為2mm、交流式電流100A、焊接速度200mm/min,惰性氣體使用氬氣，其流量為12L/min。焊接后，去除焊接的多余部分而制成試驗(yàn)片形狀后，進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，確認(rèn)接合強(qiáng)度。將該拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果示于表3、圖9及圖10。圖9為各個(gè)追加添加元素的結(jié)果，另外，圖10為各個(gè)追加添加化合物的結(jié)果。圖9及圖10的橫軸表示各種追加添加物的種類及其組成。實(shí)施例的結(jié)果為，除了追加添加物5Si和9Mg2Si外，都為高于比較例的結(jié)果，確認(rèn)了本發(fā)明的效果。另外，追加添加物5Si和9Mg2Si時(shí)的結(jié)果確認(rèn)是由于粗大的焊接缺陷所致的焊接不良導(dǎo)致的，不是正規(guī)的強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。[表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>比較例4在本比較例中，顯示將沒有本發(fā)明的追加添加物的以往的阻燃性鎂合金作為焊料使用的接合結(jié)果。作為焊料、即本比較例中的焊接金屬絲，使用由阻燃性鎂合金"AM60B+2Ca合金"的鑄造件經(jīng)過用熱進(jìn)行的擠壓加工、接著用熱進(jìn)行的拉拔加工而制作的拉拔件。將被焊接件及各種焊接條件設(shè)為與實(shí)施例相同，進(jìn)行TIG焊接。與實(shí)施例同樣，在焊接后，去除焊接的多余部分而制成試驗(yàn)片形狀后，進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，確認(rèn)接合強(qiáng)度。將其結(jié)果示于表3的"比較例"、圖9及圖10的"比較例"中。比較例的焊接板材的接合拉伸強(qiáng)度都比實(shí)施例的小，為173MPa。權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，是通過向阻燃性鎂合金中添加追加添加物而得到的，所述追加添加物是選自碳C、鉬Mo、鈮Nb、硅Si、鎢W、氧化鋁Al2O3、硅化鎂Mg2Si及碳化硅SiC中的至少一種以上，所述阻燃性鎂合金在鎂合金中添加有0.5～5.0質(zhì)量％的鈣。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物碳C的量為0.1~0.3質(zhì)量％。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物鉬Mo的量為1.0~12.0質(zhì)量％。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物鈮Nb的量為0.5~5.0質(zhì)量％。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物珪Si的量為0.5~6.0質(zhì)量％。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物鵠W的量為5.0~40.0質(zhì)量％。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物氧化鋁A1203的量為1.0~5.0質(zhì)量％。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物珪^ft鎂Mg2Si的量為2.0~6.0質(zhì)量％。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述追加添加物碳化珪SiC的量為0.7~20.0質(zhì)量％。10.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述鎂合金是含有0~12.0質(zhì)量％的鋁、0~5.0質(zhì)量％的鋅及0.5質(zhì)量％以下的錳的鎂合金。11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述鎂合金是選自美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM所規(guī)定的AZ31系、AZ61系、AZ80系、AZ91系、AZ92系、AM50系、AM60系及AM100系中的一種鎂合金。12.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述阻燃性鎂合金是由得自該阻燃性鎂合金原材料的粉碎物形成的。13.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述高強(qiáng)度阻燃性鎂合金是在添加所述追加添加物后，通過施加外力使其發(fā)生永久變形的塑性加工而制造的合金。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述粉碎物是用切削加工而得到的切削屑或其粉末體。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述塑性加工是選自擠壓加工、拉拔加工、回轉(zhuǎn)鍛造加工、壓延加工中的一種、或2種以上的組合的加工。16.根據(jù)權(quán)利要求1~15中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，以添加所述追加添加物而構(gòu)成的合金是形成焊料構(gòu)成的合金。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其特征在于，所述焊料為線狀或棒狀的焊接材料。全文摘要本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度阻燃性鎂合金，其是在阻燃性鎂合金的小片狀塊中，添加選自碳(C)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、硅(Si)、鎢(W)、氧化鋁(Al₂O₃)、硅化鎂(Mg₂Si)及碳化硅(SiC)中的至少一種以上作為追加添加物并制成粉碎物后，通過成型、燒結(jié)及塑性加工而制造的，其中，所述阻燃性鎂合金在鎂合金中添加有0.5～5.0質(zhì)量％的鈣。由于其接合性優(yōu)異，因而應(yīng)用于焊料時(shí)，焊接性提高。文檔編號(hào)C22C23/02GK101512027SQ200780032110公開日2009年8月19日申請(qǐng)日期2007年2月28日優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日發(fā)明者上野英俊,佐藤富雄,小川洋司申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所