專利名稱：卷材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由適用于鎂合金構(gòu)件用原材料的鎂合金鑄造材料形成的卷材和制造所述卷材的方法、由所述卷材制造的鎂合金板和制造所述鎂合金板的方法、以及適用于制造所述卷材的卷材卷取機(jī)。特別地，本發(fā)明涉及有助于提高高強(qiáng)度鎂合金構(gòu)件的生產(chǎn)率的卷材和制造所述卷材的方法。
背景技術(shù)：
作為用于各種構(gòu)件如便攜式電力和電子裝置如移動(dòng)電話和膝上型計(jì)算機(jī)的外殼的構(gòu)成材料，已經(jīng)對(duì)展示優(yōu)異比強(qiáng)度和比剛性的輕質(zhì)鎂合金進(jìn)行了研究。關(guān)于由鎂合金形成的構(gòu)件，通過壓鑄法或觸變成形法制造的鑄造材料(例如基于美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的AZ 91合金)是主流。近年來，已經(jīng)使用了由如下板制造的構(gòu)件，所述板由伸長(zhǎng)用鎂合金形成且已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了壓制成形，所述鎂合金由基于美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的AZ 31合金代表。專利文獻(xiàn)1公開，在特定條件下制造了由AZ 91合金或含有與AZ91相同量的Al 的合金形成的軋制板并將制得的板進(jìn)行壓制成形。專利文獻(xiàn)2公開了一種利用雙輥型連續(xù)鑄造裝置制造充當(dāng)這種軋制板的原材料的鑄造材料的技術(shù)。雙輥型連續(xù)鑄造裝置是用于通過將熔融材料進(jìn)給至在彼此相反的方向上旋轉(zhuǎn)的一對(duì)鑄造輥之間并將所述鑄造輥之間的熔融材料急冷并凝固而得到板狀鑄造材料的裝置。通常在通過軋制等形成之后將利用這種雙輥型連續(xù)鑄造裝置制造的鑄造材料卷繞在卷取軸上，并將其攜帶至基于卷取軸的另一個(gè)二次成形位置或船運(yùn)給顧客。專利文獻(xiàn)3公開了一種適用于雙輥型連續(xù)鑄造裝置的鑄造噴嘴。通過將分開布置的一對(duì)主體板和布置在所述兩個(gè)主體板兩側(cè)上的長(zhǎng)方體側(cè)壩結(jié)合來形成這種噴嘴，且開口部為矩形。在通過上述技術(shù)形成的鎂合金中，具有高強(qiáng)度并展示優(yōu)異耐腐蝕性、阻燃性等的鎂合金具有大的添加元素含量。例如，在對(duì)鑄造材料進(jìn)行比較的情況中，與AZ 31合金相比，Al含量比AZ 31合金的Al含量更大的AZ 91合金具有高的拉伸強(qiáng)度和優(yōu)異的耐腐蝕性。此外，關(guān)于具有相同組成的鎂合金，通常，與鑄造材料的強(qiáng)度相比，通過對(duì)鑄造材料進(jìn)行各種塑性成形如軋制、鍛造、拉伸或壓制而制造的成形材料的強(qiáng)度更高。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-098470號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平1-133642號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2006-263784號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
通常，期望上述構(gòu)件如外殼具有高強(qiáng)度和剛性并展示優(yōu)異的耐腐蝕性等。然而，難以以高生產(chǎn)率制造由具有優(yōu)異特性如強(qiáng)度和耐腐蝕性的鎂合金形成的構(gòu)件。例如，在通過對(duì)軋制板進(jìn)行塑性成形如壓制來制造展示優(yōu)異強(qiáng)度的鎂合金構(gòu)件的情況中，預(yù)期與將切割成預(yù)定長(zhǎng)度的單位長(zhǎng)度的軋制板用作原材料相比，將連續(xù)制造的長(zhǎng)長(zhǎng)度的軋制板用作原材料能夠提高收率并提高生產(chǎn)率。為了制造長(zhǎng)長(zhǎng)度的軋制板，需要制造充當(dāng)軋制板用原材料的長(zhǎng)長(zhǎng)度的鑄造材料。而且，為了能夠?qū)⒃牧线B續(xù)進(jìn)給至軋制機(jī)等中，期望的是，通過卷繞成圓筒形而將充當(dāng)原材料的長(zhǎng)長(zhǎng)度的鑄造材料制成鑄造卷材。然而，難以制造長(zhǎng)長(zhǎng)度的由高強(qiáng)度鎂合金形成的鑄造材料并難以對(duì)長(zhǎng)長(zhǎng)度的主體進(jìn)行卷繞。作為用于制造高強(qiáng)度鎂合金構(gòu)件的原材料的實(shí)例，本發(fā)明人對(duì)具有250MPa以上拉伸強(qiáng)度的板狀鑄造材料進(jìn)行了研究。典型地，通過將充當(dāng)鎂合金添加元素的元素如 Al、Zr、Y、Si、Zn和Ca的總含量規(guī)定為7. 3質(zhì)量％以上，能夠使得鑄造材料的拉伸強(qiáng)度為250MPa以上。滿足上述拉伸強(qiáng)度的鎂合金的實(shí)例包括具有7. 3質(zhì)量％以上Al含量的 Mg-Al-Zn基鎂合金。為了通過使用含有高濃度添加元素的這種鎂合金來制造如下鑄造材料，需要對(duì)熔融金屬進(jìn)行急冷和凝固，所述鑄造材料以使得在表面中基本不變色(主要由氧化造成)的方式具有優(yōu)異的表面質(zhì)地并以使得中心線以非常低的水平偏析的方式具有少量缺陷。特別地，優(yōu)選以使得板材從鑄造機(jī)中排出時(shí)的溫度變?yōu)?50°C以下并優(yōu)選250°C以下的方式結(jié)合冷卻實(shí)施鑄造。鑄造成薄板適用于實(shí)現(xiàn)上述冷卻條件以得到上述高品質(zhì)鑄造材料。然而， 當(dāng)鑄造材料薄時(shí)，在鑄造之后通過自然冷卻以約25°C /分鐘 50°C /分鐘的速率降溫。在這點(diǎn)上，鎂合金具有六方晶系結(jié)構(gòu)(六方密堆積結(jié)構(gòu))，并因此在室溫下的塑性成形性差。 因此，塑性成形性因上述降溫而劣化，從而使得在相關(guān)領(lǐng)域中難以利用卷取機(jī)進(jìn)行卷繞。此外，在使用含有高濃度添加元素的上述鎂合金的情況中，鑄造組織變?yōu)槠渲性谥尉w附近產(chǎn)生富集添加元素的脆弱微偏析的組織。因?yàn)檫@種偏析，鑄造材料的韌性差且在不產(chǎn)生裂紋等的條件下能夠進(jìn)行彎曲的曲率(容許彎曲半徑)受到限制。因此，關(guān)于相關(guān)領(lǐng)域中的卷取機(jī)，難以在不產(chǎn)生裂紋等的條件下對(duì)制造的長(zhǎng)長(zhǎng)度的鑄造材料進(jìn)行連續(xù)卷繞。據(jù)認(rèn)為，卷取機(jī)卷繞滾筒的半徑隨上述容許彎曲半徑的增大而增大。然而，必要的是， 卷取機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因卷繞滾筒的大型化而大型化，所述想法是不切實(shí)際的。而且，即使當(dāng)提高卷繞滾筒的半徑時(shí)，也可以通過抓住鑄造材料卷繞起始位置的夾緊部在卷繞起始位置附近施加半徑比卷繞滾筒的半徑更小的彎曲。因此，僅通過改變卷繞滾筒的半徑可能不能解決上述問題。另一方面，含有低濃度添加元素的鎂合金如AZ31具有即使在室溫下仍能夠?qū)嵤澢某潭鹊捻g性。因此，在制造長(zhǎng)長(zhǎng)度的鑄造材料的情況中，能夠容易地實(shí)施卷繞，但不能得到高強(qiáng)度的鎂合金構(gòu)件。同時(shí)，在板材剛從鑄造機(jī)中排出之后的溫度與上述溫度相比未降低并使得溫度在某種程度上處于高的狀態(tài)的情況中能夠?qū)嵤├鋮s。然而，在這種情況下，關(guān)于卷繞的鑄造材料，會(huì)發(fā)生由未制成固溶體的部分引起的缺陷和因氧化造成的表面狀態(tài)的劣化等。因此，需要在隨后的步驟如軋制之前將這些缺陷和表面層除去，從而降低了鎂合金構(gòu)件的生產(chǎn)率。另外，在制造上述鑄造卷材中使用專利文獻(xiàn)3中所述的具有矩形開口的鑄造噴嘴的情況中，難以連續(xù)并穩(wěn)定地制造具有預(yù)定寬度的鑄造板。
在通過連續(xù)鑄造來制造鑄造板的情況中，與鑄造板的中心部相比，鑄造板邊緣部的熔融金屬的流量?jī)A向于下降，由此在邊緣部中易于產(chǎn)生碎屑、裂紋等。因此，在對(duì)鑄造板進(jìn)行成形如軋制的情況中，對(duì)鑄造板的兩個(gè)邊緣部進(jìn)行修整以在成形之前調(diào)節(jié)至預(yù)定寬度。如果邊緣部的裂紋延伸至中心部，則修整量增大，不能確保預(yù)定的寬度，且收率下降。因此，在制造長(zhǎng)長(zhǎng)度的鑄造材料中，期望降低邊緣部的裂紋。然而，未預(yù)先對(duì)能夠有效減少邊緣部裂紋的制造方法和鑄造材料的形狀進(jìn)行充分研究。關(guān)于由主體板和側(cè)壩形成的上述鑄造噴嘴，通過側(cè)壩對(duì)存在于噴嘴中端部附近的熔融金屬進(jìn)行冷卻，并可以在側(cè)壩附近局部產(chǎn)生凝固的材料。凝固的材料進(jìn)一步冷卻周圍的熔融金屬并降低流向噴嘴開口部的熔融金屬的流量，從而逐漸擴(kuò)展凝固區(qū)域，凝固區(qū)域可能與模具接觸，且可能在鑄造板的邊緣部中在很大程度上產(chǎn)生碎屑和裂紋。特別地，在具有矩形開口的鑄造噴嘴中，相對(duì)于在噴嘴中在拐角部分之外的位置中流動(dòng)的熔融金屬的流量，在噴嘴中的拐角部分附近流動(dòng)的熔融金屬的流量?jī)A向于變得更小。另外，與在拐角部分之外的位置中流動(dòng)的熔融金屬相比，填充到上述拐角部分中的熔融金屬的溫度傾向于相對(duì)更低。因此，填充到噴嘴拐角部分中的熔融金屬易于凝固，且可能發(fā)生如下問題如上所述，邊緣部因凝固的材料而產(chǎn)生碎屑和裂紋，在最壞的情況下，因?yàn)楸仨毻Ｖ鼓毯丸T造而不能得到具有期望板寬的鑄造板。為了提高鑄造板、通過使用這種板作為原材料而制造的塑性成形材料等的生產(chǎn)率以降低制造的單位成本，例如，需要連續(xù)制造長(zhǎng)長(zhǎng)度如30m以上且特別是IOOm以上的鑄造板，且不期望中途停止鑄造。因此，一直期望開發(fā)能夠連續(xù)穩(wěn)定地制造長(zhǎng)長(zhǎng)度鑄造板的制造方法和能夠連續(xù)穩(wěn)定地制造的鑄造材料的形狀。因此，本發(fā)明的目的是提供能夠有助于提高高強(qiáng)度鎂合金構(gòu)件生產(chǎn)率的卷材和制造所述卷材的方法。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供適用于鎂合金構(gòu)件用原材料的鎂合金板和制造所述鎂合金板的方法。而且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供適用于制造由鎂合金鑄造材料形成的卷材的卷材卷取機(jī)。解決問題的手段關(guān)于制造由鎂合金形成的鑄造材料的卷材，本發(fā)明提出了一種制造方法，其中在通過連續(xù)鑄造來制造板狀鑄造材料中規(guī)定卷繞即將開始時(shí)的鑄造材料的溫度。具體地，在制造卷材的方法中，將由金屬形成的板材卷繞成圓筒形而制造卷材。這種板材是從連續(xù)鑄造機(jī)中排出的鎂合金鑄造材料且其厚度t (mm)為7mm以下。此外，包括如下卷繞步驟。卷繞步驟將所述板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度T(°C )控制在如下溫度，并利用卷取機(jī)進(jìn)行卷繞而獲得在室溫下的伸長(zhǎng)率ek為10%以下的鑄造卷材，在該溫度下由板材的厚度t和彎曲半徑R(mm)表示的表面應(yīng)變((t/R)X100)小于或等于所述板材在室溫下的伸長(zhǎng)率elr(%)。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，即使卷材(板材)具有相對(duì)低的韌性，例如在室溫下的伸長(zhǎng)率el,為10%以下，仍能夠容易地進(jìn)行卷繞，因此能夠以高生產(chǎn)率制造鑄造卷材。特別地， 在使用上述根據(jù)本發(fā)明的制造方法的情況中，即使當(dāng)例如用于卷繞鑄造材料的卷繞滾筒的半徑小于鑄造材料在室溫下的容許彎曲半徑時(shí)，通過使用所述卷繞滾筒仍能夠容易地卷繞所述鑄造材料。此外，可以說，具有7mm以下板材厚度的鎂合金鑄造卷材為其中板材中的偏析處于低水平的鎂合金鑄造卷材。這是因?yàn)槿绻圃斓陌宀牡暮穸刃?，則在鑄造中在急冷和凝固期間將板材快速急冷并凝固直至中心部，由此在鑄造材料中不易發(fā)生偏析。根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法，得到了根據(jù)本發(fā)明的如下卷材。根據(jù)本發(fā)明的卷材由鎂合金鑄造材料形成，具有7mm以下的厚度且在室溫下的伸長(zhǎng)率為10%以下，并卷繞成圓筒形。盡管這種卷繞材料為具有相對(duì)低的韌性的鑄造材料，但是能夠?qū)⑵渚砝@成具有小的直徑。換言之，鑄造卷材具有高強(qiáng)度，因此，通過將這種鑄造卷材用作原材料，能夠得到高強(qiáng)度的鎂合金構(gòu)件。此外，能夠?qū)㈣T造卷材的尺寸小型化。因此，預(yù)期根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法和根據(jù)本發(fā)明的卷材能夠有助于提高高強(qiáng)度鎂合金構(gòu)件的生產(chǎn)率。通過對(duì)根據(jù)本發(fā)明的卷材進(jìn)行如下各種處理可得到根據(jù)本發(fā)明的鎂合金板。(1)通過在滿足Tan ^ TsXO. 8的熱處理溫度Tan(K)下實(shí)施保持時(shí)間為30分鐘以上的熱處理，從而制造板，其中構(gòu)成所述卷材的鎂合金的固相線溫度由Ts(K)表示且熱處理溫度由Tan(K)表示。(2)通過使用構(gòu)成卷材的厚度t的tX90%以上的部分來制造板。(3)通過在壓下率為20%以下的條件下將卷材進(jìn)行軋制，從而制造板。通過根據(jù)本發(fā)明的制造方法得到的卷材和根據(jù)本發(fā)明的卷材能夠具有長(zhǎng)的長(zhǎng)度。 因此，通過將其用作原材料，能夠連續(xù)地將所述原材料進(jìn)給至第二步驟如軋制。因此，通過使用這些鑄造卷材，能夠以高生產(chǎn)率制造包含根據(jù)本發(fā)明的鎂合金板的鎂合金構(gòu)件。此外，根據(jù)本發(fā)明的如下卷材卷取機(jī)適用于上述根據(jù)本發(fā)明制造卷材的方法中。 這種卷取機(jī)為用于將利用連續(xù)鑄造機(jī)連續(xù)制造的板材卷繞成圓筒形的卷材卷取機(jī)。這種板材由鎂合金形成。而且，這種卷取機(jī)具有用于抓住上述板材端部的夾緊部和用于對(duì)上述板材的被上述夾緊部抓住的區(qū)域進(jìn)行加熱的加熱裝置。這種卷取機(jī)具有預(yù)定的加熱裝置，由此，能夠容易地控制在開始卷繞時(shí)和恰好在開始卷繞之后板材的溫度。發(fā)明優(yōu)勢(shì)根據(jù)本發(fā)明制造卷材的方法，能夠以高生產(chǎn)率容易地制造根據(jù)本發(fā)明的卷材。通過使用根據(jù)本發(fā)明的卷材利用根據(jù)本發(fā)明的制造鎂合金板的方法，能夠以高生產(chǎn)率制造根據(jù)本發(fā)明的鎂合金板。根據(jù)本發(fā)明的卷材卷取機(jī)適用于制造根據(jù)本發(fā)明的卷材。


[圖1A]圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的卷材的制造步驟的示意性說明圖。圖IA顯示了其中在連續(xù)鑄造機(jī)與卷取機(jī)之間設(shè)置有加熱裝置的實(shí)例。[圖1B]圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的卷材的制造步驟的示意性說明圖。圖IB顯示了其中卷取機(jī)具有加熱裝置的實(shí)例。[圖2]圖2是顯示加熱溫度T與表面應(yīng)變(t/R)之間關(guān)系的圖，其中在試驗(yàn)例1-1 中關(guān)于具有各種厚度t的鎂合金鑄造卷材的制造，以各種彎曲半徑R施加彎曲。[圖3]圖3是顯示加熱溫度T與表面應(yīng)變(t/R)之間關(guān)系的圖，其中在試驗(yàn)例1-2 中關(guān)于具有各種厚度t的鎂合金鑄造卷材的制造，以各種彎曲半徑R施加彎曲。
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[圖4A]圖4A是顯示設(shè)置在卷取機(jī)中的夾緊部的實(shí)例的示意性截面圖。[圖4B]圖4B是顯示夾緊部的實(shí)例的示意性截面圖，其中對(duì)板材施加幾乎沿凸起部和凹入部的形狀的彎曲。[圖5]圖5是顯示試驗(yàn)溫度與斷裂伸長(zhǎng)率之間關(guān)系的圖，其中對(duì)AZ91合金的雙輥鑄造材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。[圖6A]圖6是用于實(shí)施例2-1中所示的鎂合金鑄造卷材的制造設(shè)備的示意圖。 圖6A是俯視圖。[圖6B]圖6是用于實(shí)施例2-1中所示的鎂合金鑄造卷材的制造設(shè)備的示意圖。 圖6B是側(cè)視圖。[圖7]圖7是用于說明關(guān)于鎂合金鑄造卷材的w和d的定義的示意圖。此處，w 表示卷材的寬度且d表示在卷材兩個(gè)端面外接的直線與卷材外圍面之間的最大距離。[圖8A]圖8A是示意性顯示實(shí)施例3_2中的構(gòu)成鎂合金鑄造卷材的鑄造板的示意性透視圖。[圖8B]圖8B是示意性顯示用于制造實(shí)施例3_2中的鎂合金鑄造卷材的方法的鑄造噴嘴的橫截面視圖。[圖9A]圖9A是示意性顯示實(shí)施例3_3中的構(gòu)成鎂合金鑄造卷材的鑄造板的示意性透視圖。[圖9B]圖9B是示意性顯示用于制造實(shí)施例3_3中的鎂合金鑄造卷材的方法的鑄造噴嘴的橫截面視圖。[圖10A]圖10示意性顯示了用于制造實(shí)施例3-4中的鎂合金鑄造卷材的方法的鑄造噴嘴的開口部的附近。圖IOA是透視圖。[圖10B]圖10示意性顯示了用于制造實(shí)施例3-4中的鎂合金鑄造卷材的方法的鑄造噴嘴的開口部的附近。圖IOB是從主體板側(cè)觀察的平面圖。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。在參考附圖進(jìn)行的說明中，相同的要素由相同的標(biāo)號(hào)表示。此外，附圖中的尺寸比并不總是與如下說明中一致。實(shí)施例1-1[鑄造卷材，鎂合金板](組成)構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的上述卷材和根據(jù)本發(fā)明的鎂合金板的鎂合金的實(shí)例包括其中在Mg中含有添加元素的具有各種組成的那些物質(zhì)(其余Mg和雜質(zhì))。特別地，在本發(fā)明中，連續(xù)鑄造的鑄造材料的實(shí)例包括具有各種組成并滿足在室溫下的伸長(zhǎng)率為10%以下的鑄造材料。此外，優(yōu)選除了上述伸長(zhǎng)率的規(guī)定之外，還滿足在室溫下的拉伸強(qiáng)度為250MPa 以上的組成。組成的典型實(shí)例包括具有7.3質(zhì)量％以上的添加元素總含量的組成。隨著添加元素的增多，強(qiáng)度、耐腐蝕性等變得優(yōu)異。然而，如果所述含量太大，則易于發(fā)生因偏析而造成的缺陷、因塑性成形性下降而造成的裂紋等。因此，優(yōu)選的是，所述總含量為20質(zhì)量％ 以下。至于添加元素，例如提及了選自如下元素中的至少一種元素A1、Si、Ca、Zn、Mn、Sr、 Y、Cu、Ag、Sn、Li、Zr、Ce、Be 和稀土元素(Y 和 Ce 除外)。
特別地，含Al的Mg-Al基合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性，且隨著Al的量增大，耐腐蝕性傾向于變得優(yōu)異。然而，如果Al的含量太大，則塑性成形性下降。因此，Mg-Al基合金的有利Al含量為2. 5質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下。特別地，優(yōu)選7. 3質(zhì)量％以上且12質(zhì)量％以下。優(yōu)選的是，Mg-Al基合金中Al之外的其他添加元素的總含量為0. 01質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下，特別地為0. 1質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下。關(guān)于Mg-Al基合金，沉淀出金屬間化合物如Mg17Al12，且在均勻分散的同時(shí)存在沉淀物的粒子，從而強(qiáng)度和剛性能夠提高。Mg-Al基合金的具體實(shí)例包括由美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的AZ基合金(Mg-Al-Si 基合金，Zn 0. 2質(zhì)量％ 1. 5質(zhì)量％ )、AM基合金(Mg-Al-Mn基合金，Mn :0. 15質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％ )、AS基合金(Mg-Al-Si基合金，Si 0. 3質(zhì)量％ 4質(zhì)量％ )以及其他合金如 Mg-Al-RE (稀土元素)基合金。AZ基合金的實(shí)例包括含8.3質(zhì)量％ 9.5質(zhì)量％的Al和 0. 5質(zhì)量％ 1. 5質(zhì)量％的Si的合金，典型地為AZ91合金。特別地，優(yōu)選的是，含有總計(jì)約0. 01質(zhì)量％ 10質(zhì)量％的Si、Ca、&i和Sn中的至少一種元素，因?yàn)槟軌蛱岣哝V合金的機(jī)械特性如強(qiáng)度、剛性、韌性和耐熱性。在上述元素中， 關(guān)于含有Si的Mg-Si基合金和含有Ca的Mg-Ca基合金，與Mg17Al12相比，易于產(chǎn)生沉淀物 (Mg2Si、Al2Ca等)，且預(yù)期通過所述沉淀物可發(fā)揮提高強(qiáng)度的巨大效果。此外，上述元素如 Si、Ca、Zn和Sn在工業(yè)上是可用的，因?yàn)閮?chǔ)量相對(duì)大且所述元素可廉價(jià)得到?？纱_定，即使當(dāng)含有非常少量如1質(zhì)量％的Al、Si、Ca、Si和Sn之外的上面列出的元素時(shí)，仍發(fā)揮了提高鎂合金的特性、特別是強(qiáng)度的效果。然而，關(guān)于鑄造材料，韌性傾向于變差。因分散沉淀物粒子而提高強(qiáng)度的上述效果主要取決于添加元素的含量。例如，關(guān)于與Mg形成金屬間化合物的Si，能夠預(yù)期強(qiáng)度提高效果為其含量的2. 7倍(通過Mg2Si的原子量76除以根據(jù)Si的原子比的量08X1)而得到的值，其中將Mg的原子量規(guī)定為M 且將Si的原子量規(guī)定為28)。關(guān)于與Mg形成金屬間化合物的Al，能夠預(yù)期強(qiáng)度提高效果為其含量的2.沈倍(通過Mg17Al12的原子量732除以根據(jù)Al的原子比的量(27X12)而得到的值，其中將Mg的原子量規(guī)定為M且將Al的原子量規(guī)定為27)。此外，關(guān)于與Al形成金屬間化合物的Ca，能夠預(yù)期強(qiáng)度提高效果為其含量的2. 35倍(通過Al2Ca的原子量94 除以根據(jù)Ca的原子比的量(40X1)而得到的值，其中將Al的原子量規(guī)定為27且將Ca的原子量規(guī)定為40)的其含量。然而，在含有Al和Ca兩者的情況中，Al為用于與Ca沉淀而消耗的Ca含量的1. 35倍(通過將根據(jù)Al的原子比的Al2Ca的量M除以根據(jù)Ca的原子比的量40而得到的值，其中將Al的原子量規(guī)定為27且將Ca的原子量規(guī)定為40)，因此，降低了有助于提高強(qiáng)度的Al的量。因此，在含有Al和Si兩者的情況中，預(yù)期強(qiáng)度提高效果由2. 71 X (Si的含量)+2. ^X (Al的含量)規(guī)定。同時(shí)，在含有三種元素Al、Si和Ca中的至少一種的情況中，預(yù)期強(qiáng)度提高效果由式的值D = 2. 71 X (Si的含量)+2. 26 X [(Al的含量)-1. 35X (Ca的含量)]+2. 35X (Ca的含量)規(guī)定?？梢哉f，由Al、Si和Ca的含量(質(zhì)量％)表示的上述式的值D顯示了用于提高強(qiáng)度的Al、Ca和Si的貢獻(xiàn)度，且另外顯示了鎂合金的脆弱性。作為本發(fā)明人進(jìn)行檢驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)，關(guān)于滿足D > 14. 5的鑄造材料，即使在150°C以下的低溫下仍不易產(chǎn)生裂紋。然后，至于添加元素的優(yōu)選含量的指標(biāo)，提出了，鎂合金含有選自Al、Ca和Si中的至少一種元素并滿足上述式的值D彡14. 5。在這點(diǎn)上，與 α相的鎂合金形成固溶體而提高強(qiáng)度的元素(固溶體型元素)不遵循該式的值D。
(機(jī)械特性)根據(jù)本發(fā)明的卷材滿足在室溫(約20°C)下的伸長(zhǎng)率為10%以下(不包括0%)。 隨著拉伸強(qiáng)度增大，伸長(zhǎng)率傾向于變小，且根據(jù)鎂合金的組成提及了具有上述5%以下、此外4%以下伸長(zhǎng)率的物質(zhì)。為了穩(wěn)定地制造鑄造卷材，在室溫下的伸長(zhǎng)率優(yōu)選為0. 5%以上。根據(jù)本發(fā)明的鑄造卷材在室溫下的伸長(zhǎng)率有點(diǎn)低，但表面質(zhì)地優(yōu)異，如下所述。因此， 在高溫下的拉伸試驗(yàn)中不易產(chǎn)生裂紋等，且可以說，在高溫下的大伸長(zhǎng)率是特征之一。例如，滿足在200°C下的伸長(zhǎng)率為10%以上，優(yōu)選40%以上。在這點(diǎn)上，在通過上述根據(jù)本發(fā)明的制造方法進(jìn)行制造的情況中，卷繞期間的伸長(zhǎng)率處于增大的狀態(tài)中，因此，即使當(dāng)在卷繞之后根據(jù)本發(fā)明的鑄造卷材在室溫下的伸長(zhǎng)率如上所述有點(diǎn)低時(shí)，仍不會(huì)造成問題。而且，優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的卷材是除了上述伸長(zhǎng)率規(guī)定之外，還滿足在室溫 (約20°C )下的拉伸強(qiáng)度為250MPa以上的高強(qiáng)度材料。上述鑄造卷材的拉伸強(qiáng)度主要隨組成變化。例如，根據(jù)添加元素的類型和含量，可滿足在室溫下的拉伸強(qiáng)度為^OMPa以上。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的具有厚度t的卷材的最小彎曲半徑(典型地為卷繞成圓筒形的板材的半徑)由Rmin表示時(shí)，鑄造卷材處于具有由t/Rmin表示的表面應(yīng)變的狀態(tài)中，如后所述。如上所述，通過在特定制造條件下進(jìn)行制造，根據(jù)本發(fā)明的鑄造卷材能夠處于具有大表面應(yīng)變的形式如滿足t/Rmin彡0. 02的形式，且進(jìn)一步滿足t/Rmin彡0. 025的形式。形式根據(jù)本發(fā)明的卷材處于其中具有7mm以下厚度t的薄管狀材料以圓筒形卷繞的形式。通過根據(jù)本發(fā)明的按上述對(duì)卷繞即將開始時(shí)的管狀材料的溫度進(jìn)行控制的制造方法來制造這種鑄造卷材，由此在包括由卷取機(jī)的夾緊部抓住的卷繞起始位置的整個(gè)長(zhǎng)度上在所述卷材的表面中基本上不會(huì)產(chǎn)生裂紋，也不會(huì)發(fā)生因氧化造成的變色等，且表面質(zhì)地優(yōu)異。 更具體地，例如，提及了如下形式，其中存在于內(nèi)部的沉淀物的粒子細(xì)(平均粒徑50μπι以下)且在表面中不存在具有100 μ m以上深度和100 μ m以下寬度并與卷材的縱向形成5° 以上角的裂縫。或者，提及了其中氧化膜非常薄或基本不存在的形式。定量地，提及了其中氧化膜的最大厚度為0. Imm以下、優(yōu)選10 μ m以下、更優(yōu)選1 μ m以下的形式。隨著鑄造卷材表面上存在的氧化膜變得更薄，表面質(zhì)地變得優(yōu)異。因此，全體厚度不均勻無所謂，只要最大厚度滿足上述范圍即可。在這點(diǎn)上，將根據(jù)本發(fā)明的卷材和根據(jù)本發(fā)明的鎂合金板的厚度規(guī)定為平均厚度，其中在縱向上的任意點(diǎn)處測(cè)量了在與縱向正交的方向(關(guān)于鑄造卷材的寬度方向)上的厚度。在將通過卷取機(jī)的夾緊部抓住的卷繞起始位置看作加工余量 (stock allowance)并在成形之后不再使用的情況中，允許在卷繞起始位置中存在非常細(xì)的抓住的裂縫和痕跡，只要在除了由卷取機(jī)的夾緊部抓住的卷繞起始位置之外的整個(gè)板材長(zhǎng)度上不產(chǎn)生裂紋等即可。優(yōu)選的是，構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的卷材的板材的長(zhǎng)度為30m以上。鑄造材料的更優(yōu)選長(zhǎng)度為50m以上，特別優(yōu)選長(zhǎng)度為IOOm以上。在鑄造材料的長(zhǎng)度為30m以上的情況中，能夠由一種卷材制造許多鎂合金構(gòu)件。如果可以由一種卷材制造許多鎂合金構(gòu)件，則如下可以變得可能一種卷材對(duì)于在鎂合金構(gòu)件制造場(chǎng)所要制備的卷材是足夠的。在這種情況下， 能夠節(jié)省用于在場(chǎng)所放置卷材的空間，提供了鎂合金構(gòu)件的生產(chǎn)率，并能夠顯著降低鎂合金構(gòu)件的制造成本。根據(jù)本發(fā)明的鎂合金板由充當(dāng)原材料的根據(jù)本發(fā)明的上述卷材制得，并因此為具有7mm以下厚度的薄板。具體形式的實(shí)例包括其中卷材被切割成預(yù)定形狀、長(zhǎng)度等的形式， 其中對(duì)鑄造卷材施加表面處理如研磨、防腐蝕處理如化學(xué)轉(zhuǎn)化處理或陽極氧化處理、或涂裝的形式，其中對(duì)鑄造卷材施加熱處理的形式，其中對(duì)鑄造卷材施加塑性成形如軋制的形式以及其中以組合的方式對(duì)鑄造卷材施加上述切割、表面處理、熱處理、塑性成形等的形式 (例如，其中施加切割一熱處理一塑性成形一表面處理的形式)。根據(jù)本發(fā)明的卷材具有高的強(qiáng)度和優(yōu)異的表面質(zhì)地，如上所述。因此，預(yù)期即使處于上述僅被切割的形式中，仍可以將卷材充分地用作鎂合金板。通過施加上述表面處理， 能夠制造具有更優(yōu)異的表面質(zhì)地和耐腐蝕性的鎂合金板，從而提高了商業(yè)價(jià)值。在施加上述表面處理如研磨或塑性成形如軋制的情況中，能夠制造厚度比用作原材料的根據(jù)本發(fā)明的卷材的厚度更小的鎂合金板。對(duì)進(jìn)行了上述塑性成形的鎂合金板進(jìn)行加工硬化，因此，與上述鑄造卷材相比具有更優(yōu)異的強(qiáng)度和剛性。在這點(diǎn)上，在僅施加上述切割、防腐蝕處理、 涂裝和熱處理的情況中，鎂合金板的厚度與用作原材料的根據(jù)本發(fā)明的卷材的厚度基本相同?？蓪⒏鶕?jù)本發(fā)明的上述鎂合金板原樣用作鎂合金構(gòu)件或者可以通過對(duì)這種板施加塑性成形如壓制成形如彎曲或拉伸而將其用作用于制造鎂合金構(gòu)件的原材料。[制造方法](制造卷材的方法)通過利用卷取機(jī)對(duì)板材進(jìn)行卷繞來制造根據(jù)本發(fā)明的卷材，所述板材是通過將處于熔融狀態(tài)的鎂合金進(jìn)給至連續(xù)鑄造機(jī)中而制造的。此時(shí)，通過控制卷繞即將開始時(shí)的板材的溫度，得到了鑄造卷材。<鑄造和在剛鑄造之后的板材的溫度控制>關(guān)于連續(xù)鑄造法，能夠?qū)嵤┘崩淠蹋虼?，即使在添加元素的含量大的情況中， 仍能夠減少偏析、氧化物等，并得到具有優(yōu)異塑性成形性如軋制的鑄造材料。至于連續(xù)鑄造，提及了各種方法如雙輥鑄造法、雙帶鑄造法以及帶輪鑄造法。然而，雙輥鑄造法和雙帶鑄造法適用于制造板材。特別優(yōu)選雙輥鑄造法，因?yàn)榭梢酝ㄟ^使用展示優(yōu)異剛性和熱傳導(dǎo)性并具有大熱容的模具來實(shí)施急冷凝固。關(guān)于其中將鑄造材料的兩個(gè)表面都進(jìn)行急冷凝固，由雙帶鑄造法和雙輥鑄造法代表的方法，可能產(chǎn)生中心線偏析。可確定，在作為用于上述鎂合金構(gòu)件的原材料的應(yīng)用中不會(huì)發(fā)生問題，只要中心線偏析的存在區(qū)域在鑄造材料的厚度方向上距離中心在士20%的范圍內(nèi)、特別地士 10%的范圍內(nèi)即可。優(yōu)選的是，鑄造中的冷卻速率為100°C /秒以上，因?yàn)槟軌蚴沟迷谥尉w界面處產(chǎn)生的沉淀物細(xì)，如20 μ m以下。將鑄造的板材的厚度規(guī)定為7mm以下，因?yàn)槿绻穸忍?，則易于發(fā)生偏析。特別地，優(yōu)選5mm以下，因?yàn)槟軌虺浞纸档推?。板材厚度的下限?mm，更優(yōu)選2mm，進(jìn)一步優(yōu)選約4mm。在這種鑄造中，優(yōu)選的是，將在就要從連續(xù)鑄造機(jī)中排出之后板材的溫度規(guī)定為 350°C以下。因此，能夠得到如下鑄造材料，所述鑄造材料以使得表面中基本沒有變色(主要由氧化造成)的方式具有優(yōu)異的表面質(zhì)地并以使得中心線以非常低的水平偏析的方式具有少了缺陷。為了在線上(in line)使得這種板材在350°C以下、特別是250°C以下，提及了調(diào)節(jié)熔融金屬與模具的接觸時(shí)間(下文中稱作模具接觸時(shí)間)和模具的冷卻溫度、以
13及此外將強(qiáng)制冷卻裝置布置在連續(xù)鑄造機(jī)下游的接近位置。首先，在使用雙輥鑄造機(jī)的情況中，期望地，以使得從連續(xù)鑄造機(jī)的排出口起至板材的移動(dòng)方向上的500mm、特別是150mm的范圍內(nèi)的板材的溫度為350°C以下、優(yōu)選250°C 以下的方式實(shí)施鑄造。在以使得基本上從連續(xù)鑄造機(jī)中排出時(shí)的溫度變?yōu)?50°C以下并優(yōu)選250°C以下的方式實(shí)施鑄造的情況中，能夠抑制在晶體和沉淀物中過度產(chǎn)生雜質(zhì)并能夠抑制雜質(zhì)在晶體和沉淀物中的生長(zhǎng)，并能夠減少充當(dāng)裂紋起點(diǎn)等的晶體和沉淀物中的粗大雜質(zhì)。此外，在這種情況下，能夠?qū)⒃阼T造材料表面上自然產(chǎn)生的氧化膜的厚度規(guī)定為Iym 以下，且在下游操作中在不將氧化膜除去的條件下得到了具有優(yōu)異表面質(zhì)地的鑄造材料。如上所述，從抑制偏析的產(chǎn)生和構(gòu)成組織的粒子的生長(zhǎng)考慮，優(yōu)選的是，板材從連續(xù)鑄造機(jī)中排出時(shí)的溫度更低。特別地，更優(yōu)選的是，距上述排出口在500mm、尤其150mm內(nèi)的板材的溫度在所關(guān)注的范圍內(nèi)達(dá)到150°C以下。然而，如后所述，在通過加熱控制板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度的情況中，如果板材在剛鑄造之后的溫度太低，則卷繞即將開始時(shí)將板材加熱至預(yù)定溫度所需要的能量增大。因此，在剛鑄造之后的板材的下限為室溫以上， 優(yōu)選80°C以上，特別優(yōu)選約120°C以上。同時(shí)，在其中不對(duì)從連續(xù)鑄造機(jī)中排出的板材進(jìn)行加熱的條件下通過熱絕緣等對(duì)卷繞即將開始時(shí)的板材的溫度進(jìn)行控制的情況中，以使得不會(huì)低于卷繞即將開始時(shí)的預(yù)定溫度且不會(huì)變得過低的方式對(duì)在剛鑄造之后的板材的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。其實(shí)例包括將溫度規(guī)定為150°C以上，特別地為200°C以上，并規(guī)定為等于或低于在剛鑄造之后的板材的溫度。<對(duì)鑄造至卷繞中板材的溫度進(jìn)行控制>關(guān)于通過上述鑄造得到的板材，對(duì)鑄造機(jī)和卷取機(jī)之間的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)以控制卷繞即將開始時(shí)的板材的溫度。將卷繞即將開始時(shí)的板材的這種溫度T(°c)規(guī)定為表面應(yīng)變((t/R)X100)變?yōu)樾∮诨虻扔诎宀脑跍囟萒 (°C)下的伸長(zhǎng)率el并優(yōu)選小于或等于板材在室溫下的伸長(zhǎng)率el下的溫度，所述表面應(yīng)變((t/R)X100)由板材的厚度t 和彎曲半徑R(mm)表示。據(jù)認(rèn)為，成形與板材的卷繞相關(guān)的裂紋主要是因?yàn)?，與板材的伸長(zhǎng)率相比，在板材中產(chǎn)生的表面應(yīng)變變得更大。板材的這種伸長(zhǎng)率隨溫度變高而更大，如上所述。因此，通過以上述方式對(duì)板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度進(jìn)行控制，能夠得到其中不易產(chǎn)生裂紋或不會(huì)產(chǎn)生裂紋的鑄造卷材。特別地，在表面應(yīng)變相對(duì)大的情況中，例如控制其中t/ R ^ 0.01的板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度是有效的。至于更具體的最小彎曲半徑Rmin，提及了 500mm以下，更優(yōu)選400mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選300mm以下，最優(yōu)選250mm以下。至于這種溫度控制，具體地，提及了其中通過將板材在剛鑄造之后的溫度先冷卻至預(yù)定溫度以下，然后進(jìn)行加熱來調(diào)節(jié)卷繞即將開始時(shí)的溫度的情況以及其中不對(duì)鑄造之后的板材加熱并通過熱絕緣、調(diào)節(jié)用于冷卻的靜置時(shí)間等來抑制板材從鑄造機(jī)到卷取機(jī)的溫度下降的情況。在通過加熱來控制板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度的情況中，優(yōu)選的是，先在連續(xù)鑄造機(jī)與用于實(shí)施上述加熱的加熱裝置之間將上述板材冷卻至150°C以下。為了在線上實(shí)施這種冷卻，例如，提及了對(duì)從連續(xù)鑄造機(jī)(至于雙輥鑄造機(jī)，為不再夾在一對(duì)輥之間的地點(diǎn))的排出口到如后所述實(shí)施加熱的地點(diǎn)的距離、模具接觸時(shí)間、以及模具的冷卻溫度、隨后進(jìn)行靜置冷卻進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，通過在上述排出口與上述實(shí)施加熱的地點(diǎn)之間布置強(qiáng)制冷卻裝置能夠更有效地實(shí)施冷卻。至于強(qiáng)制冷卻，提及了利用空氣鼓風(fēng)進(jìn)行的空氣冷卻如風(fēng)扇和噴出冷風(fēng)；濕式冷卻如噴射液體冷凍劑如水和還原液體的噴霧等。在先將板材的溫度冷卻至150°C以下之后，對(duì)所得板材進(jìn)行加熱，由此將板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度控制為后述預(yù)定溫度。至于這種加熱，能夠使用適當(dāng)?shù)募訜嵫b置。加熱裝置的實(shí)例包括其中將受熱氣體填充到爐子中并進(jìn)行循環(huán)的氣氛爐、感應(yīng)加熱爐、其中將板材直接通電的直接通電式加熱爐、輻射加熱器、商購可獲得的電熱器以及其他加熱裝置如用于通過浸漬到高溫液體如油中而實(shí)施加熱的高溫液體浸漬裝置。隨著這種加熱溫度變得更高，板材的伸長(zhǎng)率提高，從而即使當(dāng)卷繞時(shí)的彎曲半徑小時(shí)，仍基本不產(chǎn)生裂紋等。然而，如果加熱溫度太高，則可能產(chǎn)生沉淀物，可能在晶體和沉淀物中發(fā)生雜質(zhì)的生長(zhǎng)，表面可能通過氧化等而變色，且卷繞之后的鑄造卷材可能發(fā)生熱收縮而造成裂紋、變形等。因此，加熱溫度優(yōu)選為350°C以下。在這點(diǎn)上，在將加熱溫度規(guī)定為高于350°C的情況中，優(yōu)選的是，在氧濃度低的氣氛中實(shí)施加熱，因?yàn)槟軌蚍乐寡趸４藭r(shí)氣氛中的氧濃度優(yōu)選小于10體積％。然而，即使在氧濃度低的氣氛中，如果加熱溫度太高， 也可能發(fā)生例如如上所述沉淀物可能生長(zhǎng)的問題。因此，加熱溫度優(yōu)選為400°C以下。同時(shí)，在不對(duì)鑄造之后的板材進(jìn)行加熱并抑制板材從鑄造機(jī)到卷取機(jī)的溫度下降的情況中，提及了，例如，從連續(xù)鑄造機(jī)到卷取機(jī)的板材的至少一部分被儲(chǔ)熱材料(絕熱材料)包圍。特別地，優(yōu)選的是，將剛從連續(xù)鑄造機(jī)排出的板材的溫度調(diào)節(jié)至350°C以下范圍內(nèi)的相對(duì)高溫，由此，板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度不會(huì)明顯下降。此處，考慮了其中對(duì)具有厚度t的板材施加具有彎曲半徑Rb的彎曲的情況。此時(shí)， 對(duì)具有厚度t的相同板材施加與彎曲半徑Rb的尺寸相對(duì)應(yīng)的表面應(yīng)變t/Rb。表I顯示了板材厚度t (mm)、彎曲半徑Rb(mm)與表面應(yīng)變((t/Rb) X 100 ))之間的關(guān)系。表 I
權(quán)利要求
1.一種制造卷材的方法，所述方法通過將由金屬形成的板材卷繞成圓筒形而制造所述卷材，所述方法的特征在于包括將所述板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度TCC )控制在如下溫度，并利用卷取機(jī)對(duì)所述板材進(jìn)行卷繞的步驟，在該溫度下由板材的厚度t和彎曲半徑R(mm)表示的表面應(yīng)變((t/ R) X 100)小于或等于所述板材在室溫下的伸長(zhǎng)率，其中所述板材為從連續(xù)鑄造機(jī)中排出的鎂合金鑄造材料，且其厚度t (mm)為7mm以下，以及得到在室溫下的伸長(zhǎng)率為10%以下的鑄造卷材。
2.如權(quán)利要求1所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述t/R為0.01以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造卷材的方法，其特征在于，以使得所述板材從所述連續(xù)鑄造機(jī)中排出時(shí)的溫度變?yōu)?50°C以下的方式鑄造所述卷材。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，將從所述連續(xù)鑄造機(jī)中排出的所述板材的溫度冷卻至150°C以下的溫度，以及在利用所述卷取機(jī)卷繞所述經(jīng)冷卻的板材之前，通過將所述板材的至少一部分加熱至高于所述冷卻溫度的溫度來控制所述板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，通過將絕熱材料布置在所述連續(xù)鑄造機(jī)與所述卷取機(jī)之間來控制所述板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，所得的鑄造卷材在室溫下的拉伸強(qiáng)度為250MPa以上。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，以使得所述板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度T(°C )滿足下式的方式控制所述板材的溫度[式1]
8.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，以使得所述板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度T(°C )滿足下式的方式控制所述板材的溫度[式2]
9.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述鎂合金含有選自Al、Ca和Si中的至少一種元素，且由Al、Ca和Si的含量(質(zhì)量百分比)表示的式的值 D滿足如下式的值 D = {2. 71X (Si 含量)+2· 26X [(Al 含量)_1· 35X (Ca 含量)]+2. 35X (Ca 含量)}彡 14.5。
10.如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述鎂合金含有選自如下元素中的至少一種元素A1、Ca、Si、Si、Mn、Sr、Y、Cu、Ag、Sn、Li、Zr、Be、Ce和稀土元素(Y和Ce除外)。
11.如權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述連續(xù)鑄造機(jī)為雙輥鑄造機(jī)，以及以使得從所述連續(xù)鑄造機(jī)的排出口起至所述板材的移動(dòng)方向上的500mm處為止的范圍內(nèi)的所述板材的溫度為250°C以下的方式實(shí)施鑄造。
12.如權(quán)利要求4所述的制造卷材的方法，其特征在于，將在所述板材的加熱過程中的加熱溫度規(guī)定為350°C以下。
13.如權(quán)利要求4或12所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述卷取機(jī)包含加熱裝置，以及通過所述加熱裝置對(duì)所述板材進(jìn)行加熱。
14.如權(quán)利要求1 13中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，將卷繞即將開始時(shí)的所述卷材的寬度方向上的溫度變化量規(guī)定為50°C以內(nèi)，另外，以使得所述卷材的寬度方向上的中部的溫度高于兩個(gè)邊緣部的溫度的方式控制所述板材的溫度，以及在施加300kgf/cm2以上的恒定卷繞壓力的同時(shí)卷繞所述板材。
15.如權(quán)利要求14所述的制造卷材的方法，其特征在于，將所述板材的長(zhǎng)度方向上的溫度變化量規(guī)定為50°C以內(nèi)。
16.如權(quán)利要求14或15所述的制造卷材的方法，其特征在于，從距離所述板材的卷繞端IOm的生產(chǎn)位置處開始測(cè)量所述板材的卷繞即將開始時(shí)的溫度。
17.如權(quán)利要求1 16中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于所述連續(xù)鑄造機(jī)包含噴嘴以將鎂合金的熔融金屬進(jìn)給至模具中，以及以使得所述板材的側(cè)面呈具有至少一個(gè)彎曲部的形狀的方式設(shè)置所述噴嘴。
18.如權(quán)利要求17所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述噴嘴由一對(duì)分開布置的主體板和一對(duì)棱柱形側(cè)壩形成，其中所述棱柱形側(cè)壩以被夾在所述主體板的兩個(gè)邊緣中的方式布置，并以與所述主體板組合的方式構(gòu)成矩形開口部，所述側(cè)壩的與所述熔融金屬接觸的內(nèi)側(cè)面的至少前端側(cè)區(qū)域?yàn)橐蛔降男螤睿渲兴鰢娮斓暮穸确较蛏系闹行牟客怀?，且形成有從所述中心部起向著所述主體板側(cè)的凹陷， 以及突出部與凹陷部之間的最大距離為0. 5mm以上。
19.如權(quán)利要求17所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述噴嘴由一對(duì)分開布置的主體板和一對(duì)棱柱形側(cè)壩形成，其中所述棱柱形側(cè)壩以被夾在所述主體板的兩個(gè)邊緣中的方式布置，并以與所述主體板組合的方式構(gòu)成矩形開口部，所述側(cè)壩的與所述熔融金屬接觸的內(nèi)側(cè)面的至少前端側(cè)區(qū)域?yàn)榛⌒?，其中所述噴嘴的厚度方向上的中心部是凹陷的，以及凹陷部與凹陷部的弦之間的最大距離為0. 5mm以上。
20.如權(quán)利要求17至19中任一項(xiàng)所述的制造卷材的方法，其特征在于，所述噴嘴由一對(duì)分開布置的主體板和一對(duì)棱柱形側(cè)壩形成，其中所述棱柱形側(cè)壩以被夾在所述主體板的兩個(gè)邊緣中的方式布置，并以與所述主體板組合的方式構(gòu)成矩形開口部，所述側(cè)壩具有傾斜面，其中將由噴嘴前端側(cè)的端面和與所述熔融金屬接觸的所述內(nèi)側(cè)面形成的拐角部分除去，角θ為5°以上且45°以下，其中由所述傾斜面與所述內(nèi)側(cè)面的虛擬延伸面形成的角用θ表示，以及以使得所述傾斜面與所述內(nèi)側(cè)面的脊比所述主體板的前端邊緣位于更內(nèi)側(cè)的方式布置所述側(cè)壩。
21.一種卷材，其特征在于，由鎂合金的鑄造板形成，具有7mm的厚度，在室溫下具有10%以下的伸長(zhǎng)率，以及被卷繞成圓筒形。
22.如權(quán)利要求21所述的卷材，其特征在于，拉伸強(qiáng)度為250MPa以上。
23.如權(quán)利要求21或22所述的卷材，其特征在于，所述鑄造板的長(zhǎng)度為30m以上。
24.如權(quán)利要求21 23中任一項(xiàng)所述的卷材，其特征在于，所述鎂合金含有選自Al、 Ca和Si中的至少一種元素，且由Al、Ca和Si的含量表示的式的值D滿足如下式的值 D = {2. 71X (Si 含量)+2· 26X [(Al 含量)_1· 35X (Ca 含量)]+2. 35X (Ca 含量)}彡 14.5。
25.如權(quán)利要求21 M中任一項(xiàng)所述的卷材，其特征在于，所述鎂合金含有總共7.3 質(zhì)量％ 以上的選自 Al、Ca、Si、Zn、Mn、Sr、Y、Cu、Ag、Sn、Li、Zr、Be、Ce 和稀土元素(Y 和 Ce 除外)中的至少一種元素作為添加元素，其余由Mg和雜質(zhì)構(gòu)成。
26.如權(quán)利要求21 25中任一項(xiàng)所述的卷材，其特征在于，所述鎂合金包含7.3質(zhì)量％以上且12質(zhì)量％以下的Al。
27.如權(quán)利要求21 沈中任一項(xiàng)所述的卷材，其特征在于，所述鎂合金含有0.1質(zhì)量％以上的選自Y、Ce、Ca和稀土元素(Y和Ce除外)中的至少一種元素，其余由Mg和雜質(zhì)構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求21 27中任一項(xiàng)所述的卷材，其特征在于，在所述鑄造板的橫截面中， 所述鑄造板的側(cè)面呈具有至少一個(gè)彎曲部的形狀，且所述鑄造板的所述彎曲部在與厚度方向正交的方向上的最大突出距離為0. 5mm以上。
29.如權(quán)利要求21 觀中任一項(xiàng)所述的卷材，其特征在于，在從與通過卷繞所述鑄造板而產(chǎn)生的所述卷材的兩個(gè)端面外接的直線到所述鑄造卷材的外圍面的距離中的由d(mm) 表示的最大距離與所述鑄造板的由w(mm)表示的寬度滿足0. OOOlw < d < 0. Olw, 所述卷材的外圍面位于比所述直線更接近所述鑄造卷材芯部的一側(cè)。
30.如權(quán)利要求四所述的卷材，其特征在于，所述卷材的匝之間的間隙為Imm以下。
31.如權(quán)利要求四或30所述的卷材，其特征在于，構(gòu)成所述卷材的所述鑄造板的板厚度的變化量為士0. 2mm以下。
32.—種制造鎂合金板的方法，其特征在于包括準(zhǔn)備權(quán)利要求21 31中任一項(xiàng)的卷材的步驟，以及在滿足Tan(K) ^ TsXO. 8的熱處理溫度Tan(K)下實(shí)施保持時(shí)間為30分鐘以上的熱處理，從而制造板的步驟，其中構(gòu)成所述卷材的鎂合金的固相線溫度用Ts(K)表示，且所述熱處理溫度用Tan(K)表示。
33.如權(quán)利要求32所述的制造鎂合金板的方法，其特征在于，通過在所述熱處理之后、 在壓下率為20%以上的條件下實(shí)施軋制來制造所述板。
34.一種制造鎂合金板的方法，其特征在于包括準(zhǔn)備權(quán)利要求21 31中任一項(xiàng)的卷材的步驟，以及通過使用構(gòu)成所述卷材的厚度t (mm)的tX90%以上的部分來制造板的步驟。
35.一種制造鎂合金板的方法，其特征在于包括準(zhǔn)備權(quán)利要求21 31中任一項(xiàng)的卷材的步驟，以及在壓下率為20%以下的條件下將所述卷材進(jìn)行軋制，從而制造所述板的步驟。
36.一種鎂合金卷材，其特征在于，所述鎂合金卷材通過權(quán)利要求1 20中任一項(xiàng)的制造卷材的方法得到。
37.一種鎂合金板，其特征在于，通過權(quán)利要求32 35中任一項(xiàng)的制造鎂合金板的方法得到。
38.一種卷材卷取機(jī)，其用于將利用連續(xù)鑄造機(jī)連續(xù)制造的板材卷繞成圓筒形，所述卷取機(jī)的特征在于包含用于抓住所述板材的端部的夾緊部；和用于加熱所述板材的被所述夾緊部抓住的區(qū)域的加熱裝置，其中所述板材由鎂合金形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠有助于提高高強(qiáng)度鎂合金板的生產(chǎn)率的卷材和制造所述卷材的方法。關(guān)于通過將由金屬形成的板材卷繞成圓筒形以制造卷材，從而制造卷材的方法，所述板材為從連續(xù)鑄造機(jī)中排出的鎂合金鑄造材料，且其厚度t(mm)為7mm以下。在將板材(1)卷繞即將開始時(shí)的溫度T(℃)控制在如下溫度，并利用卷取機(jī)對(duì)所述板材(1)進(jìn)行卷繞，在該溫度下由板材(1)的厚度t和彎曲半徑R(mm)表示的表面應(yīng)變((t/R)×100)小于或等于所述板材(1)在室溫下的伸長(zhǎng)率。
文檔編號(hào)B22D11/00GK102471859SQ201180003026
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者內(nèi)原武志, 大石幸廣, 宮永倫正, 河部望, 沼野正禎 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社