專利名稱：鎂合金碎片和使用該鎂合金碎片的成型品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注塑成型用鎂合金碎片和使用該鎂合金碎片的成型品的制造方法。
背景技術(shù)：
鎂合金在實(shí)用金屬中最輕因此比強(qiáng)度高，放熱性良好，而且再利用性相比于樹(shù)脂優(yōu)異。因此，包含鎂合金的成型品在以電子設(shè)備、汽車或休閑用品等為代表的廣泛的領(lǐng)域中使用。注塑成型是鎂合金一般的成型方法之一。通常，鎂合金的注塑成型通過(guò)將由鎂合金構(gòu)成的碎片在料筒中加熱、使其熔融或半熔融(固相和液相共存的狀態(tài))之后，將熔融或半熔融的鎂合金注射到模具內(nèi)而進(jìn)行。此時(shí)，因?yàn)橐员容^高的壓力將鎂合金注射到模具內(nèi)，因此，注塑成型適用于電子設(shè)備的殼體等的薄壁品的成型等。其中，作為使其半熔融后注射到模具內(nèi)的成型方法的所謂的觸變成型法(Thixomolding)，是鎂合金代表性的注塑成型方法，用于各種成型品的制造。作為注塑成型中使用的鎂合金，一直以來(lái)，廣泛使用機(jī)械特性優(yōu)異的Mg-Al系合金，其中廣泛使用機(jī)械特性和加工性的平衡優(yōu)異、耐腐蝕性也優(yōu)異的Mg-Al-Zn系合金。近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)包含鎂合金的成型品的薄壁化和成品率的提高，謀求成型品的機(jī)械特性的
進(jìn)一步提聞。作為使包含含有鋁的鎂合金的成型品的機(jī)械特性提高的方法，已知在合金中添加碳的方法。通過(guò)使鎂合金含有碳，晶體微細(xì)化，由此機(jī)械特性提高。此時(shí)的晶體的微細(xì)化可以認(rèn)為是由于在鎂合金中添加的碳和鋁反應(yīng)而生成的Al4C3所引起的。一直以來(lái)，作為在鎂合金中添加碳的方法，可以使用在鎂合金的熔融液中添加C2Cl6的方法。然而，該方法中，由于添加的C2CI6分解，產(chǎn)生氯氣等有害物質(zhì)，因此在環(huán)境方面存在問(wèn)題，尋求一種將其取代的方法。作為在含有鋁的鎂合金中添加碳的其他方法，已知添加碳粉末的方法(例如，專利文獻(xiàn)I和2等)。然而，在鎂合金的熔融液中直接添加碳粉末時(shí)，由于碳粉末容易凝集，有時(shí)所得到的成型品的機(jī)械特性沒(méi)有提高，或存在偏差。在專利文獻(xiàn)3中，記載有一種含碳的鎂合金的制造方法，其中，相對(duì)于100質(zhì)量份鎂合金混合5 30質(zhì)量份的碳粉末、碳納米纖維和碳納米管中的至少一種制備母料后，與以質(zhì)量比計(jì)3 20倍量的鎂合金混合。在實(shí)施例中，記載有通過(guò)將用球磨機(jī)處理鎂合金的粉末和碳粉末所得到的混合粉末燒結(jié)而得到母料后，將該母料投入至熔融液，攪拌熔融液使其均勻化從而制得的鎂合金。記載了這樣得到的鎂合金中碳均勻地分散，而且拉伸強(qiáng)度和楊氏模量?jī)?yōu)異。然而，該方法操作繁瑣，存在成本方面的問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本平6-73485號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本2004-156067號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 :日本2007-291438號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明是為了解決上述課題而作出的，其目的在于提供一種能夠得到包含彎曲特性和拉伸強(qiáng)度優(yōu)異、而且它們的偏差小的鎂合金的成型品的注塑成型用碎片。另外，其目的在于提供一種包含使用這樣的注塑成型用碎片得到的鎂合金的成型品的制造方法。用于解決課題的方法上述課題是通過(guò)提供在由含有鋁的鎂合金構(gòu)成的碎片的表面包覆有碳粉末的注塑成型用碎片而解決的。此時(shí),上述碳粉末的含量?jī)?yōu)選為0. 01 3重量％。上述碳粉末也優(yōu)選為炭黑。此時(shí)，更優(yōu)選炭黑的平均一次粒徑為5 lOOnm，且DBP吸收量為40 200mL/100g。上述課題是通過(guò)提供混合由含有鋁的鎂合金構(gòu)成的碎片和上述碳粉末的上述注塑成型用碎片的制造方法而解決的。向注塑成型機(jī)導(dǎo)入上述注塑成型用碎片，進(jìn)行注塑成型的鎂合金的成型品的制造方法，是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。此時(shí)，在上述成型品中，優(yōu)選在鎂的基質(zhì)中分散有鋁和碳的復(fù)合體。將注塑成型上述注塑成型用碎片時(shí)產(chǎn)生的邊角料在助熔劑的存在下加熱熔融然后冷卻的包含鎂合金的坯料的制造方法，也是本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。此時(shí)，優(yōu)選上述坯料中的碳的含量(2 (重量％)相對(duì)于上述邊角料中的碳的含量C1 (重量WiK(CVC1)S0.1以下。發(fā)明的效果將本發(fā)明的注塑成型用碎片注塑成型而得到的成型品的彎曲特性和拉伸強(qiáng)度優(yōu)異，而且它們的偏差小。另外，根據(jù)包含本發(fā)明的鎂合金的成型品的制造方法，能夠簡(jiǎn)便地制造彎曲特性和拉伸強(qiáng)度優(yōu)異、而且它們的偏差小的包含鎂合金的成型品。因此，能夠提高成型品的薄壁化和成品率。另外，將本發(fā)明的注塑成型用碎片注塑成型時(shí)產(chǎn)生的邊角料的再利用性優(yōu)異。


圖1為拉伸試驗(yàn)中試驗(yàn)片的外觀照片和安裝有試驗(yàn)片時(shí)的試驗(yàn)機(jī)的外觀照片。圖2為彎曲試驗(yàn)中安裝有試驗(yàn)片時(shí)的試驗(yàn)機(jī)的外觀照片。圖3為在實(shí)施例1和比較例I中，將成型品在相對(duì)于熔融液的流動(dòng)方向垂直地切斷而得到的截面的顯微鏡照片。圖4為表示實(shí)施例1和比較例I中由拉伸試驗(yàn)得到的試驗(yàn)片斷裂時(shí)的位移和負(fù)荷的關(guān)系的圖。圖5為表示實(shí)施例1和比較例I中由彎曲試驗(yàn)得到的試驗(yàn)片斷裂時(shí)的位移和負(fù)荷的關(guān)系的圖。圖6為實(shí)施例1中成型品表面的含有鋁和碳的復(fù)合體的部分的元素分布圖。圖7為表示測(cè)定實(shí)施例1和比較例I中成型品中的鋁和鋅的各含量的分布時(shí)的測(cè)定位置的圖。圖8為表示實(shí)施例1和比較例I中成型品中的鋁含量的分布的圖。圖9為表示實(shí)施例1和比較例I中成型品中的鋅含量的分布的圖。圖10為表示實(shí)施例1 3和比較例I中的成型品的由拉伸試驗(yàn)得到的0. 2%彈性極限應(yīng)力的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為在由含有鋁的鎂合金構(gòu)成的碎片的表面包覆有碳粉末的注塑成型用碎片。提供給碳粉末的包覆的上述碎片必須為由含有鋁的鎂合金構(gòu)成的碎片。即，上述碎片必須由作為鎂以外的成分還含有鋁的鎂合金構(gòu)成。鋁具有使鎂合金的拉伸強(qiáng)度和耐腐蝕性提高的效果。另外，如后面的實(shí)施例所示，由本發(fā)明的制造方法所得到的成型品中，形成鋁和碳的復(fù)合體。可以認(rèn)為通過(guò)形成該復(fù)合體，可以得到具有優(yōu)異的彎曲特性和拉伸強(qiáng)度的成型品。本發(fā)明所使用的鎂合金中的鋁的含量?jī)?yōu)選為I 15重量％。在鋁的含量小于I重量％時(shí)，所得到的成型品的拉伸強(qiáng)度和耐腐蝕性有可能降低。另外，所得到的成型品中難以形成鋁和碳的復(fù)合體，有可能彎曲特性和拉伸強(qiáng)度得不到提高。另一方面，當(dāng)鋁的含量超過(guò)15重量％時(shí)，有可能發(fā)生脆性開(kāi)裂。上述鎂合金可以含有鋅，此時(shí)鋅的含量為3重量％以下。在含有鋅時(shí)，鎂合金的韌性和成型時(shí)的熔融液流動(dòng)性進(jìn)一步提高。鋅的含量?jī)?yōu)選為0.1 3重量％。在鋅的含量小于0.1重量％時(shí)，所得到的成型品的韌性和成型時(shí)的熔融液流動(dòng)性有可能降低。另一方面，在鋅的含量超過(guò)3重量％時(shí)，有可能發(fā)生熱開(kāi)裂。上述鎂合金可以含有猛,此時(shí)猛的含量為I重量％以下。在含有猛時(shí)，鎂合金的耐腐蝕性進(jìn)一步提高。錳的含量?jī)?yōu)選為0.05 I重量％。錳的含量小于0.05重量％時(shí)，所得到的成型品的耐腐蝕性有可能降低。另一方面，在錳的含量超過(guò)I重量％時(shí)，壓縮彈性極限應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度有可能降低。上述鎂合金可以含有鈹，此時(shí)鈹?shù)暮繛?.003重量％以下。在含有鈹時(shí)，鎂合金熔融時(shí)的阻燃性提高。另外在含有鈹時(shí)，所得到的成型品的亮度提高。鈹?shù)暮績(jī)?yōu)選為0. 0001 0. 003重量％。在鈹?shù)暮啃∮?. 0001重量％時(shí)，有可能得不到使阻燃性和亮度提高的效果。另一方面，在鈹?shù)暮砍^(guò)0.003重量％時(shí)，晶體粗大化，有可能拉伸強(qiáng)度降低或成本增加。上述鎂合金可以含有鈣，此時(shí)鈣的含量為3重量％以下。在含有鈣時(shí)，鎂合金的阻燃性提高。鈣的含量通常為0. 5 3重量％。上述鎂合金只要在無(wú)損于本發(fā)明的效果的范圍就可以含有上述元素以外的元素。這樣的元素可以是積極地含有的，也可以是不可避免的雜質(zhì)。這樣的元素的含量通常為I重量％以下。而且，上述碎片中所使用的鎂合金的剩余部分為鎂，鎂的含量通常為80重量％以上。上述鎂合金，具體而言，能夠使用45了11規(guī)格中的4291、41150、41160和4231等的鎂合金。其中，優(yōu)選為機(jī)械特性和加工性的平衡優(yōu)異、耐腐蝕性也優(yōu)異的AZ91。
上述碎片的制作方法沒(méi)有特別限定。通常，能夠通過(guò)切削由上述的鎂合金構(gòu)成的坯料制作上述碎片。上述碎片的形狀和大小沒(méi)有特別限定，能夠配合成型品的制造中使用的注塑成型機(jī)的型號(hào)等適當(dāng)選擇。通常，使用長(zhǎng)度I IOmm的碎片。其中，碎片的長(zhǎng)度是指碎片中距離最遠(yuǎn)的2點(diǎn)間的距離。本發(fā)明所使用的上述碳粉末沒(méi)有特別限定，能夠使用炭黑、鱗狀黑鉛等的石墨或焦碳等。在本發(fā)明中，上述碳粉末優(yōu)選為炭黑。在作為上述碳粉末使用炭黑時(shí)，通過(guò)用混合機(jī)混合炭黑和上述碎片的操作，在上述碎片的表面包覆炭黑。使用包覆有碳粉末的注塑成型用碎片進(jìn)行注塑成型時(shí)，可以認(rèn)為在進(jìn)行注塑成型時(shí)，碳粉末容易分散在鎂合金中。上述炭黑的種類沒(méi)有特別限定，能夠使用爐法炭黑、熱炭黑、槽法炭黑、乙炔黑、科琴炭黑等，也可以將它們混合使用。優(yōu)選上述炭黑的平均一次粒徑為5 lOOnm，且DBP吸收量為40 200mL/100g。DBP吸收量是指將炭黑的一次顆粒彼此熔合形成的所謂“集合體(aggregate)”比作葡萄串時(shí)，對(duì)應(yīng)葡萄串之中的空隙部分的體積的參數(shù)。集合體越大則上述空隙部分越大，DBP吸收量變大。集合體的大小和炭黑的一次粒徑都有對(duì)鋁和碳的復(fù)合體的形成產(chǎn)生影響的可能性。因此，優(yōu)選平均一次粒徑和DBP吸收量處于一定范圍內(nèi)。DBP吸收量能夠根據(jù)JIS K6217測(cè)定。從所得到的成型品的彈性極限應(yīng)力優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，上述炭黑的DBP吸收量?jī)?yōu)選為40 200mL/100g，更優(yōu)選為60 200mL/100g，更加優(yōu)選為80 200mL/100g。上述炭黑也可以是在表面具有的官能團(tuán)的炭黑。作為這樣的官能團(tuán)，可以例示酚
性羥基等的羥基、羧基或醌基等。通過(guò)在上述碎片的表面包覆上述碳粉末，制作在上述碎片的表面包覆有上述碳粉末的注塑成型用碎片。在上述碎片的表面包覆上述碳粉末的方法沒(méi)有特別限定。通常，能夠通過(guò)使用混合機(jī)混合上述碎片和上述碳粉末，制作在上述碎片的表面包覆有上述碳粉末的注塑成型用碎片。上述碎片和上述碳粉末的混合比能夠根據(jù)所得到的成型品所含有的碳的量適當(dāng)調(diào)整。包覆有上述碳粉末的注塑成型用碎片中的上述碳粉末的量?jī)?yōu)選為0.01 3重量％，更優(yōu)選為0. 01 0. 5重量％。通過(guò)向注塑成型機(jī)導(dǎo)入在上述碎片的表面包覆有上述碳粉末的注塑成型用碎片進(jìn)行注塑成型，得到成型品。通常，向注塑成型機(jī)中投入的注塑成型用碎片在料筒中被加熱，同時(shí)，由料筒中的螺旋輸送器被搬運(yùn)至注塑用噴嘴。而且，被搬運(yùn)至注塑用噴嘴附近的熔融或半熔融(固相和液相共存的狀態(tài))的鎂合金通過(guò)被注射至模具而被成型。通常，注塑成型機(jī)中的料筒溫度為530 700°C，模具溫度為160 240°C。這樣，通過(guò)使用在碎片的表面包覆有上述碳粉末的注塑成型用碎片，在注塑成型機(jī)中，在熔融或半熔融的鎂合金中上述碳粉末均勻地分散，因此可以得到鋁和碳的復(fù)合體均勻地分散的成型品。在注塑成型機(jī)中，可以認(rèn)為被加熱的熔融或半熔融的鎂合金通過(guò)螺旋輸送器的旋轉(zhuǎn)有效地被攪拌，上述碳粉末在熔融或半熔融的鎂合金中均勻地分散。料筒溫度并沒(méi)有那么高溫，而且盡管碎片從進(jìn)入料筒中到被注射的時(shí)間為短時(shí)間，上述碳粉末仍舊在鎂合金中均勻地分散，令人意外。在本發(fā)明中，優(yōu)選作為使導(dǎo)入注塑成型機(jī)的碎片半熔融后注射到模具內(nèi)的成型方法的所謂的觸變成型法。
通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的成型品是在鎂的基質(zhì)中分散有鋁和碳的復(fù)合體的成型品。鋁和碳的復(fù)合體能夠通過(guò)使用X射線微量分析儀的元素分布測(cè)定等觀察。在該復(fù)合體的部分中，鋁和碳都以比周邊的高的濃度檢測(cè)出來(lái)。另一方面，鎂的基質(zhì)是指鋁和碳的復(fù)合體以外的部分，該基質(zhì)的大部分含有鎂作為主要成分。在本發(fā)明中，可以認(rèn)為鋁和碳的復(fù)合體通過(guò)在注塑成型時(shí)上述碳粉末和上述碎片中的鋁結(jié)合而形成。本發(fā)明的發(fā)明人分析了所得到的成型品，結(jié)果確認(rèn)了成型品中的碳的大部分與鋁形成了復(fù)合體。在該復(fù)合體中，雖然沒(méi)有確認(rèn)是否形成了 Al4C3，但可以認(rèn)為，通過(guò)形成這樣的復(fù)合體，本發(fā)明的成型品具有優(yōu)異的彎曲特性和拉伸強(qiáng)度。另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，能夠使上述碳粉末在鎂合金中均勻地分散，所以在成型品中，上述復(fù)合體均勻地分散。因此，成型品的彎曲特性和拉伸強(qiáng)度的偏差變小。另外，本發(fā)明的成型品不僅缺陷少，而且各成分的偏析的程度小。可以認(rèn)為這是由于在注塑成型時(shí)，在熔融或半熔融的鎂合金中碳粉末分散從而熔融液流動(dòng)性提高的緣故。形成品的缺陷少，偏析的程度小都有助于彎曲特性和拉伸強(qiáng)度的偏差的降低。由本發(fā)明的制造方法得到的成型品中的碳的含量?jī)?yōu)選為0. 01 3重量％。在碳的含量小于0.01重量％時(shí)，成型品的彎曲特性和拉伸強(qiáng)度的提高或熔融液流動(dòng)性的提高有可能不充分。另一方面，在碳的含量超過(guò)3重量％時(shí)，碳粉末凝集從而有可能容易發(fā)生裂紋，由此拉伸強(qiáng)度上有可能產(chǎn)生偏差。碳的含量更優(yōu)選為0. 5重量％以下。這樣得到的成型品，彎曲特性和拉伸強(qiáng)度優(yōu)異，而且它們的偏差小。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)成型品的薄壁化和成品率的提高。由本發(fā)明的制造方法制造的成型品能夠適合用于便攜電話、電腦、攝像機(jī)、光盤播放器、顯示器、投影儀等的電子儀器；汽車；輪椅等的福利器具；釣魚(yú)用具、自行車等的休閑用品等各種用途。另外，優(yōu)選向注塑成型機(jī)導(dǎo)入上述碎片，將在注塑成型時(shí)得到的邊角料在助熔劑的存在下加熱熔融然后冷卻，由此制造由鎂合金構(gòu)成的坯料。通過(guò)由這樣的方法進(jìn)行制造，能夠降低所得到的坯料中的碳含量。作為注塑成型時(shí)得到的邊角料，可以列舉在注塑成型機(jī)內(nèi)部的澆口、流道、溢流部等中固化的合金或偏離標(biāo)準(zhǔn)的成型品等。將上述邊角料投入熔融爐熔融。此時(shí)，優(yōu)選在預(yù)熱的熔融爐中投入上述邊角料。另夕卜，還優(yōu)選調(diào)節(jié)溫度，使得熔融液的溫度為600 750°C。在邊角料中添加助熔劑的時(shí)間沒(méi)有特別限定，優(yōu)選在熔融爐中投入的邊角料熔融后添加。優(yōu)選在添加助熔劑后，攪拌熔融液進(jìn)行精煉。精煉時(shí)的溫度優(yōu)選為600 750°C，精煉時(shí)間優(yōu)選為3 300分鐘。本發(fā)明的坯料的制造方法中所使用的助熔劑沒(méi)有特別限定，能夠使用在鎂合金的精煉中通常使用的助熔劑。例如，可以列舉含有屬于元素周期表第IA族和第IIA族的金屬的鹵化物作為主要成分的助熔劑。其中，“主要成分”通常是指含量為50重量％以上的成分，優(yōu)選為80重量％以上的成分。上述金屬氯化物優(yōu)選為選自氯化鎂、氯化鈣、氯化鋇、氯化鉀、氯化鈉、氟化鈣中的至少一種。助熔劑的添加量?jī)?yōu)選相對(duì)于100重量份邊角料為0. 3 45重量份。優(yōu)選靜置精煉后的熔融液。靜置時(shí)的溫度優(yōu)選為600 750°C，靜置時(shí)間優(yōu)選為3 300分鐘。通過(guò)將精煉后的熔融液的上層的清潔的部分澆注入模具，進(jìn)行冷卻得到坯料。上述坯料中的碳的含量C2 (重量％)相對(duì)于上述邊角料中的碳的含量C1 (重量％)之比(C2Zt1)優(yōu)選為0.1以下，更優(yōu)選為0.06以下。通常，使邊角料熔融后，難以除去所得到的熔融液中的碳。例如，將在表面附著有碳化物的邊角料加熱熔融之后進(jìn)行冷卻得到的坯料的碳含量多。而且，從這樣的坯料得到的成型品，耐腐蝕性等的功能不充分。可以認(rèn)為這樣的坯料中的碳不分散，由此耐腐蝕性等降低。從這樣的事實(shí)出發(fā)，例如，將在表面附著有碳化物的邊角料再生為坯料時(shí)，在預(yù)先除去碳化物后，需要熔融，成本變高，而且也難以充分除去碳化物。對(duì)此,將本發(fā)明的注塑成型用碎片成型時(shí)所得到的邊角料，通過(guò)上述的簡(jiǎn)便的方法，再生為碳含量少的坯料。由這樣的坯料制得的碎片，由于碳含量少，所以能夠與不含碳的碎片混合使用，而且也能夠再包覆碳粉末使用，再利用性優(yōu)異。另外，由本發(fā)明的坯料得到的成型品的耐腐蝕性優(yōu)異，而且機(jī)械性質(zhì)也優(yōu)異。實(shí)施例以下，使用實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。[拉伸試驗(yàn)]拉伸試驗(yàn)中使用英斯特朗公司(Instron Japan Company Limited)制萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)“3382落地型試驗(yàn)系統(tǒng)”。試驗(yàn)片使用在中央具有覽20mm、長(zhǎng)60mm的平彳了部，在兩端具有抓握部，厚度為2mm的板狀的成型品。該試驗(yàn)片通過(guò)使用與試驗(yàn)片形狀對(duì)應(yīng)的形狀的試驗(yàn)片制作用模具注塑成型來(lái)制作。在圖1中表示拉伸試驗(yàn)中的試驗(yàn)片的外觀照片和安裝有試驗(yàn)片時(shí)的試驗(yàn)機(jī)的外觀照片。以拉伸速度為5mm/min進(jìn)行測(cè)定。[彎曲試驗(yàn)]彎曲試驗(yàn)中，使用英斯特朗公司制萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)“3382落地型試驗(yàn)系統(tǒng)”。彎曲試驗(yàn)中使用的試驗(yàn)片使用通過(guò)將用拉伸試驗(yàn)用的試驗(yàn)片制作用模具所成型的成型品的抓握部的一部分切斷而制得的、寬20_、長(zhǎng)70_、厚2_的板狀的試驗(yàn)片。在圖2中表示彎曲試驗(yàn)中安裝有試驗(yàn)片時(shí)的試驗(yàn)機(jī)的外觀照片。2個(gè)支柱的距離設(shè)定為60mm。通過(guò)以5mm/min將擠壓部件向下推來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)在試驗(yàn)片斷裂時(shí)或擠壓部件的位移達(dá)到20mm時(shí)結(jié)束。[元素分布分析]使用日本電子株式會(huì)社制X射線微量分析儀“JXA-8500FS”，進(jìn)行成型品的表面的元素分布分析。設(shè)定加速電壓15kV、試樣照射電流IXlO-8A,進(jìn)行測(cè)定。[化學(xué)組成的測(cè)定]使用島津制作所制發(fā)光分光分析裝置“PDA-7000”，測(cè)定成型品的化學(xué)組成。測(cè)定點(diǎn)的直徑設(shè)為5mm。其中，關(guān)于碳含量，通過(guò)下述方法測(cè)定。[碳含量的測(cè)定]使用堀場(chǎng)制作所制碳硫分析裝置“EMIA-920V”，進(jìn)行成型品中的碳含量的測(cè)定。測(cè)定根據(jù)JIS Z2615 “金屬材料的碳定量方法通則”(紅外線吸收法(積分法))進(jìn)行。[截面的顯微鏡觀察]將成型品相對(duì)于熔融液的流動(dòng)方向垂直地切斷。將所得到的斷片包埋于樹(shù)脂中后，研磨切斷面。使用光學(xué)顯微鏡觀察研磨后的截面。
實(shí)施例1將由AZ91D (規(guī)格值 Al :8. 5 9. 5 重量 ％、Zn :0. 45 0. 9 重量 ％、Mn :0. 17 0. 4 重量 ％、Be :0. 0008 0. 0012 重量 ％、S1:0. 05 重量 ％ 以下、Fe :0. 004 重量 ％ 以下、Cu 0. 025重量％以下、N1:0. 001重量％以下、剩余部分Mg)構(gòu)成的坯料進(jìn)行切削加工，得到半徑約0. 5mm、長(zhǎng)約4mm的圓柱狀的鎂合金碎片。將IOOkg所得到的鎂合金碎片和IOOg炭黑(三菱化學(xué)株式會(huì)社制爐法炭黑“# 30”、平均一次粒徑30nm、DBP吸收量113mL/100g)分別投入V型混合機(jī)，以轉(zhuǎn)速30r. p. m.混合20分鐘，由此得到在鎂合金碎片的表面包覆有炭黑的注塑成型用碎片。此時(shí)，通過(guò)目測(cè)觀察所得到的注塑成型用碎片，結(jié)果為，炭黑在該碎片表面大致均勻地包覆。將所得到的注塑成型用碎片投入觸變成型用注塑成型機(jī)(日本制鋼所制“JSW JLM220-MG”)，進(jìn)行注塑成型。關(guān)于注塑成型，將熔融溫度設(shè)定為610°C、模具溫度設(shè)定為225°C進(jìn)行。模具使用在拉伸試驗(yàn)中使用的試驗(yàn)片制作用的模具。這樣操作，制作中央的平行部為寬20mm、長(zhǎng)60mm、在兩端具有抓握部、厚度為2mm的板狀的成型品。所得到的成型品中的鋁的含量為8. 9重量％，鋅的含量為0. 68重量％，錳的含量為0. 26重量％，鈹?shù)暮繛?. 0011重量％，鐵的含量為0. 002重量％，銅的含量為0. 003重量％，鎳的含量為0. 001重量％,碳含量為0. 085重量％。在圖3中表示將所得到的成型品在相對(duì)于熔融液的流動(dòng)方向垂直地切斷得到的截面的顯微鏡照片。如圖3所示，在成型品中未發(fā)現(xiàn)大的孔。進(jìn)行所得到的成型品的拉伸試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)。分別使用多個(gè)樣品進(jìn)行試驗(yàn)。在圖4中表示由拉伸試驗(yàn)得到的、試驗(yàn)片斷裂時(shí)的位移和負(fù)荷的關(guān)系。在圖5中表示由彎曲試驗(yàn)所得到的、試驗(yàn)片斷裂時(shí)的位移和負(fù)荷的關(guān)系。其中，在彎曲試驗(yàn)中，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)(位移為20mm)沒(méi)有斷裂時(shí)，記載試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的負(fù)荷。在圖10中表示由拉伸試驗(yàn)所得到的0. 2%彈性極限應(yīng)力。進(jìn)行所得到的成型品的表面的元素分布分析。在圖6中表示含有鋁和碳的復(fù)合體的部分的兀素分布圖。測(cè)定成型品表面的鋁和鋅的各含量的分布。在圖7中表示測(cè)定成型品中的鋁和鋅的各含量的分布時(shí)的測(cè)定位置。在圖8中表示成型品中的鋁的含量的分布，在圖9中表示鋅的含量的分布。樣品數(shù)分別設(shè)為3個(gè)。比較例I使用未包覆炭黑的注塑成型用碎片制作成型品。除了不進(jìn)行炭黑的包覆以外與實(shí)施例1同樣操作，制作成型品。所得到的成型品中的鋁的含量為9. 2重量％，鋅的含量為
0.78重量％，錳的含量為0. 25重量％，鈹?shù)暮繛?. 0010重量％，鐵的含量為0. 002重量％，銅的含量為0. 004重量％，鎳的含量為0. 001重量％。碳的含量的檢測(cè)極限為(0. 0001重量％)以下。在圖3中表示將所得到的成型品在相對(duì)于熔融液的流動(dòng)方向垂直地切斷得到的截面的顯微鏡照片。如圖3所示，在成型品中看到有比較大的孔。與實(shí)施例1同樣地測(cè)定所得到的成型品的拉伸試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)。在圖4中表示由拉伸試驗(yàn)得到的、試驗(yàn)片斷裂時(shí)的位移和負(fù)荷關(guān)系。在圖5中表示由彎曲試驗(yàn)得到的、試驗(yàn)片斷裂時(shí)的位移和負(fù)荷的關(guān)系。在圖10中表示由拉伸試驗(yàn)得到的0.2%彈性極限應(yīng)力。另夕卜，成型品表面的鋁和鋅的各含量的分布與實(shí)施例1同樣測(cè)定。在圖8中表示測(cè)定位置和鋁含量的關(guān)系，在圖9中表示測(cè)定位置和鋅含量的關(guān)系。如圖4所示，由本發(fā)明的制造方法制作的實(shí)施例1中的成型品具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度。而且，樣品之間的拉伸強(qiáng)度的偏差小。另一方面，使用未包覆炭黑的注塑成型用碎片制作的比較例I的成型品，樣片之間的拉伸強(qiáng)度的偏差大。另外，如圖5所示，實(shí)施例1的成型品具有優(yōu)異的彎曲特性。此時(shí)，測(cè)定的樣品(4個(gè))都在最大位移(20mm)沒(méi)有斷裂。另一方面，比較例I的成型品都在小的位移時(shí)斷裂，而且樣品之間的彎曲特性的偏差也大。對(duì)實(shí)施例1的成型品進(jìn)行元素分布測(cè)定的結(jié)果，觀察到如圖6所示的鋁和碳的復(fù)合體。這樣的復(fù)合體在成型品表面大致均勻地分散。如圖8和圖9所示，實(shí)施例1的成型品與比較例I的成型品相比較，鋁(圖8)和鋅(圖9)的偏析的程度小。實(shí)施例2、3除了使用不同種類的炭黑以外，與實(shí)施例1同樣地制作成型品。在實(shí)施例2中，使用三菱化學(xué)株式會(huì)社制的炭黑“# 45L”(平均一次粒徑24nm、DBP吸收量53mL/100g)。在實(shí)施例3中，使用三菱化學(xué)株式會(huì)社制的炭黑“# 3050B”(平均一次粒徑50nm、DBP吸收量175mL/100g)。與實(shí)施例1同樣進(jìn)行所得到的成型品的拉伸試驗(yàn)。在圖10中表示由拉伸試驗(yàn)得到的0. 2%彈性極限應(yīng)力。實(shí)施例4在實(shí)施例1中，向注塑成型機(jī)導(dǎo)入碎片，使用注塑成型時(shí)產(chǎn)生的邊角料制作坯料。進(jìn)行注塑成型后，在預(yù)熱的熔融爐中投入在注塑成型機(jī)的澆口中固化的合金(碳含量0. 16重量％) 100kg。調(diào)節(jié)溫度，使得熔融液達(dá)到650 700°C。投入的合金全部熔融后，在熔融液中添加2kg助熔劑(Dow310 MgCl250重量份、KC1220重量份、CaF215重量份、MgO15重量份)。將熔融液攪拌30分鐘后，靜置30分鐘。將熔融液的上層的潔凈的部分澆注入模具后，進(jìn)行冷卻，得到坯料。坯料中的碳含量為0.003重量％。由切削該坯料得到的碎片構(gòu)成的成型品具有與比較例I的成型品相同的耐腐蝕性和機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1.一種注塑成型用碎片，其特征在于: 在由含有鋁的鎂合金構(gòu)成的碎片的表面包覆有碳粉末。
2.如權(quán)利要求1所述的注塑成型用碎片，其特征在于: 所述碳粉末的含量為0.0l 3重量％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的注塑成型用碎片，其特征在于: 所述碳粉末為炭黑。
4.如權(quán)利要求3所述的注塑成型用碎片，其特征在于: 所述炭黑的平均一次粒徑為5 lOOnm，且DBP吸收量為40 200mL/100g。
5.一種注塑成型用碎片的制造方法，其用于制造權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的注塑成型用碎片，所述制造方法的特征在于: 混合由含有鋁的鎂合金構(gòu)成的碎片和所述碳粉末。
6.一種包含鎂合金的成型品的制造方法，其特征在于: 向注塑成型機(jī)中導(dǎo)入權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的注塑成型用碎片，進(jìn)行注塑成型。
7.如權(quán)利要求6所述的成型品的制造方法，其特征在于: 在所述成型品中，在鎂的基質(zhì)中分散有鋁和碳的復(fù)合體。
8.一種包含鎂合金的坯料的制造方法，其特征在于: 將權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的注塑成型用碎片注塑成型時(shí)產(chǎn)生的邊角料在助熔劑的存在下加熱熔融然后冷卻。
9.如權(quán)利要求8所述的坯料的制造方法，其特征在于: 所述坯料中的碳的含量C2 (重量％)相對(duì)于所述邊角料中的碳的含量C1 (重量％)之比((Vc1)為 0.1 以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在由含有鋁的鎂合金構(gòu)成的碎片的表面包覆有碳粉末的注塑成型用碎片。將這樣的注塑成型用碎片注塑成型得到的成型品的彎曲特性和拉伸強(qiáng)度優(yōu)異，而且它們的偏差小。另外，在將這樣的注塑成型用碎片注塑成型時(shí)產(chǎn)生的邊角料的再利用性優(yōu)異。
文檔編號(hào)C22C23/04GK103079725SQ201280002710
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者水戶岡豐, 日野實(shí), 村上浩二, 內(nèi)山光, 橋本嘉昭 申請(qǐng)人:岡山縣地方政府, 株式會(huì)社Ｓｔｕ