本発明者らは、Alを7質量%以上含有するマグ ネシウム合金において種々の製造方法により 素材となる板を作製し、得られた板からプレ ス成形体を作製して、耐衝撃特性(耐凹み性)� ��調べたところ、凹み難かったプレス成形体� ��、Mg ₁₇ Al ₁₂ といった金属間化合物(析出物)からなる粒子� ��小さく、大きな粒子が少ない、との知見を� ��た。そこで、上記析出物の最大粒径及びそ� ��個数を制御する、即ち、粗大な析出物を低� ��する製法を検討したところ、主として圧延� ��程において特定の温度域に保持される総合� ��時間を従来よりも短くすることで、粗大な� ��出物が少ないマグネシウム合金板を得るこ� ��ができた。また、このマグネシウム合金板� ��プレス成形したプレス成形体は、耐衝撃特� ��に優れていた。本発明は、上記知見に基づ� ��ものである。

 本発明のマグネシウム合金成形体は、Al� �7質量%以上12質量%以下含有するマグネシウム 合金からなる板をプレス成形したもので、絞 り変形を伴わない平坦な部分を有しており、 この平坦な部分を板厚方向に切断した断面の 金属組織において、以下に規定する観察視野 をとったとき、各観察視野内に存在する粗大 な金属間化合物の粒子が5個以下である。

 また、本発明のマグネシウム合金板は、� ��レス成形に用いられるものであって、Alを7� ��量%以上12質量%以下含有するマグネシウム合 金からなり、以下に規定する各観察視野内に 存在する粗大な金属間化合物の粒子が5個以� �である。

 観察視野とは、上記平坦な部分、又は上記� ��グネシウム合金板を板厚方向に切断した断� ��の金属組織において、上記平坦な部分の表� ��、又は上記板表面から板厚方向に板厚の1/3� ��での領域を表層領域とし、この表層領域の� ��意の2箇所から選択した100μm×100μmの領域と� ��る。
 粗大粒子とは、Al及びMgを含む金属間化合物 の粒子であって、粒子径が5μm以上である粒� �とする。
 粒子径とは、上記断面における粒子の面積� ��等価な面積を有する円の直径とする。
 なお、上記断面に存在する金属間化合物は� ��例えば、EDS(エネルギー分散型X線分析装置:E nergy Dispersive X-ray Spectrometer)やX線回折など� �粒子の組成、構造を調べることで判別でき� �。

 上記特定の組織を有する本発明合金板は、� ��えば、以下の各工程を具える製造方法によ� ��、製造することができる。
 準備工程:Alを7~12質量%含有するマグネシウ� �合金からなり、連続鋳造法で製造した鋳造� �を準備する。
 溶体化工程:上記鋳造板に350℃以上の温度で 溶体化処理を施す。
 圧延工程:上記溶体化処理された板材に圧延 を施す。
 特に、溶体化処理の保持温度からの冷却工� ��において、350℃から250℃までの冷却速度を0 .1℃/sec以上とし、圧延工程において、加工対 象である板材が250℃以上350℃以下の温度域に 保持される総合計時間を60分以内とする。

 上述のように、溶体化処理の冷却過程(即ち 、圧延直前)、及び圧延工程において、析出� �が析出されたり、成長して粗大になり易い� �定の温度域(250℃~350℃)に保持される時間を� �きるだけ短くすることで、粗大な析出物を� �なすることができ、図1(1)に示すように、微� ��な析出物d ₀ が分散した組織が得られる。

 従来より、圧延は、所望の板厚になるま� ��、図2(2)に示すように適宜な加工度(圧下率)� ��複数回(多パス)行う(各パスは、図2に「圧延 n」(n=1,2,…)と示す)。このとき、加工対象(鋳� ��板又は最終圧延が施されるまでの間の圧延� ��)を250℃以上に加熱することで、塑性加工性 が高められる。従って、圧延工程において少 なくとも圧延初期の段階(粗圧延)では、加工� ��象を加熱して、温間圧延又は熱間圧延する� ��とが好ましい。しかし、特に、Alの含有量� �7質量%以上と多いマグネシウム合金である場 合、250℃以上に加熱することで金属間化合物 といった析出物が上述のように成長して粗大 になり易くなる。また、溶体化処理工程の冷 却過程において250℃~350℃の温度域を通過す� �際にも析出物が粗大になり易くなる。

 従来、圧延直前及び圧延工程において、加� ��対象を250℃~350℃の温度域に保持する総合計 時間をどの程度にするか十分に検討されてい ない。本発明者らが調べたところ、Alの含有� ��が7~12質量%のマグネシウム合金の場合、少� �くとも圧延工程において上記温度域の総保� �時間が1時間を超えると、図1(2)に示すように 粒径が5μm以上の粗大な析出物d ₁ が存在した組織が得られる。これに対し、圧 延工程において上記温度域の総保持時間を1� �間以内とすることで、上記粗大な析出物を� �減することができる。また、圧延工程のみ� �おいて上記温度域の総保持時間を1時間以内� ��することに加えて、溶体化処理工程におけ� ��冷却速度を速めることで、粗大な析出物を� ��り効果的に抑制することができる。特に、� ��延工程における上記温度域の総保持時間と� ��溶体化処理工程の冷却過程における上記温� ��域の保持時間との合計時間を1時間以内とす ることが好ましい。

 本発明合金板は、表層領域に粗大な析出� ��が少なく、非常に微細な析出物が分散して� ��在する組織を有する(図1(1))。また、本発明� ��金板は、粗大な析出物が少ないことで、粗� ��な析出物が多く存在することによるマトリ� ��ス(Mg)中の固溶Al量の低下が少なく、Al量低� �に伴う固溶強化の低下が少ない、と考えら� �る。そのため、析出物の分散強化による板� �体の剛性の向上、及び固溶Al量の低下の抑制 による強度の維持により、本発明合金板は、 衝撃を受けても凹み難く、耐衝撃特性に優れ る。更に、粗大な析出物が少ない本発明合金 板は、塑性加工性にも優れ、プレス加工を容 易に施すことができる。

 本発明成形体は、上述のように、主とし� ��圧延工程において特定の温度域の保持時間� ��制御して得られた本発明合金板にプレス成� ��を施すことで製造することができる。本発� ��合金板を用いた場合、本発明成形体におい� ��プレス成形に伴う変形が少ない箇所(平坦な 部分)では、上記本発明合金板を構成する粗� �な析出物が少ない組織を概ね維持する。

 即ち、本発明成形体も、表層領域に粗大� ��析出物が少なく、非常に微細な析出物が分� ��した組織を有する。従って、本発明成形体� ��、上述のように微細な析出物による分散強� ��、及びAlの十分な固溶による固溶強化によ� �、耐衝撃特性に優れ、凹み難い。

 以下、本発明をより詳細に説明する。
 《組成》
 マグネシウム合金は、Mgに添加元素を含有� �た種々の組成のもの(残部:Mg及び不純物)が挙 げられる。本発明の板及び成形体は、添加元 素に少なくともAlを7質量%以上12質量%以下含� �するMg-Al系合金からなるものとする。Al以外� ��添加元素は、Zn,Mn,Si,Ca,Sr,Y,Cu,Ag,及び希土類� �素(Yを除く)から選択された1種以上の元素が� ��げられる。これらの元素を含む場合、その� ��有量は、0.01質量%以上10質量%以下、好まし� �は0.1質量%以上5質量%以下が挙げられる。よ� �具体的なMg-Al系合金は、例えば、ASTM規格に� �けるAZ系合金(Mg-Al-Zn系合金、Zn:0.2~1.5質量%)、 AM系合金(Mg-Al-Mn系合金、Mn:0.15~0.5質量%)、Mg-Al- RE(希土類元素)系合金などが挙げられる。特� �、Alを8.3~9.5質量%、Znを0.5~1.5質量%含有するMg- Al系合金、代表的にはAZ91合金は、AZ31合金と� �った他のMg-Al系合金と比較して、耐食性や強 度、耐塑性変形性といった機械的特性に優れ る。

 《マグネシウム合金板の厚さ》
 本発明合金板は、曲げ加工や絞り加工とい� ��たプレス成形が施され、筐体といった薄型� ��軽量の部材の素材に利用される。プレス成� ��が施されて得られた筐体において、塑性加� ��に伴う変形により厚さが実質的に変化しな� ��箇所(本発明成形体における平坦な部分)の� �さが薄くなるように、本発明合金板の厚さ� �、2.0mm以下、特に1.5mm以下、更に1mm以下が好� ��しい。上記範囲においてマグネシウム合金� ��の厚さが厚いほど、強度に優れ、薄いほど� ��薄型、軽量な筐体に適する。所望の用途に� ��じて板厚を選択するとよい。

  《機械的特性》
 本発明合金板は、落下などの衝撃を受けた� ��に凹み難い。具体的には、本発明合金板か� ��切り出した30mm×30mm、厚さt _b の試験片に対して、以下の凹み試験を行った とき、上記試験片の凹み量x _b は、x _b ≦0.47×t _b ^-1.25 を満たす。また、本発明成形体において、絞 り変形を伴わない平坦な部分は、上述のよう に粗大な析出物が少なく、上述のように本発 明合金板の特性を実質的に維持する。そのた め、上記平坦な部分から、上述した本発明合 金板と同様の試験片(厚さ:t _p )を切り出し、以下の凹み試験を行ったとき� �上記試験片の凹み量x _p は、x _p ≦0.47×t _p ^-1.25 を満たす。なお、本発明成形体の平坦な部分 から切り出した試験片の厚さt _p は、プレス成形前の素材となったマグネシウ ム合金板、例えば、本発明合金板から切り出 した試験片の厚さt _b に実質的に等しい(t _p =t _b )。
 (凹み試験)
 直径20mmの穴を有する支持台に、この穴を塞 ぐように試験片を配置し、この状態で試験片 からの高さ200mmの地点より、重量100g、先端r=5 mmの円柱棒を自由落下させる。
 凹み量x _b 又はx _p は、凹み試験後における試験片の両辺を結ぶ 直線から最も凹んだ部分までの距離とする。

  《成形体の形状》
 本発明成形体は、代表的には、天板部(底面 部)と、天板部の周縁から立設される側壁部� �を有する形状が挙げられる。より具体的に� �、矩形板状の天板部と、対向する一対の側� �部のみを有する]状体、対向する一対の側壁� ��を二組有する断面]状の箱体や、天板部が円 板状で、側壁部が円筒状の有蓋筒状体などが 挙げられる。

 上記天板部及び側壁部の形態は、代表的� ��は、平坦な面からなり、形状・大きさは特� ��問わない。上記天板部及び側壁部は、ボス� ��どを一体に成形又は接合していたり、表裏� ��貫通する孔や厚さ方向に凹んだ溝を有して� ��たり、段差形状になっていたり、塑性加工� ��切削加工などにより局所的に厚さが異なる� ��分を有していてもよい。本発明成形体にお� ��て、絞り加工を伴わない平坦な部分とは、� ��記ボスなどを有する部分を除いた領域から� ��り出した切片を水平面に配置したとき、反� ��が少ない部分とする。より具体的には、上� ��水平面に配置した切片における水平面と向� ��い合った面において、水平面から垂直方向� ��最も離れた箇所までの距離が1mm以内である� ��分とする。凹みは、一般に、平坦な部分に� ��じ易いため、本発明合金板や本発明成形体� ��は、耐凹み性の評価の対象を上記平坦な部� ��とする。

 《成形体の表面》
 本発明成形体は、マグネシウム合金からな� ��板の表面に、防食、保護、装飾などを目的� ��した被覆層を具える形態とすることができ� ��。本発明成形体を主として構成するマグネ� ��ウム合金は、Alを7質量%以上含むことで、Al� ��含有量が少ない合金、例えばAZ31合金に比較 して耐食性に優れる。更に、化成処理や陽極 酸化処理といった防食処理を上記マグネシウ ム合金からなる板に施し、防食層を具える形 態とすることで、本発明成形体の耐食性をよ り高められる。なお、上記防食や塗装などの 被覆層の形成工程では、析出物の大きさや析 出に実質的に影響を与えない。そのため、上 記本発明成形体は、上記防食などの被覆層を 具えていても、上記粗大粒子が5個以下であ� �、上記凹み試験を行った場合、x _p ≦0.47×t _p ^-1.25 を満たす。

  《製造方法》
   [準備工程]
 鋳造板は、双ロール法といった連続鋳造法� ��特に、WO/2006/003899に記載の鋳造方法で製造� �た鋳造板を利用することが好ましい。連続� �造法は、急冷凝固が可能であるため、酸化� �や偏析などを低減でき、圧延性に優れる鋳� �板が得られる。鋳造板の大きさは特に問わ� �いが、厚過ぎると偏析が生じ易いため、10mm� ��下、特に5mm以下が好ましい。

   [溶体化工程]
 上記鋳造板には、溶体化処理を施して、組� ��の均質化を図る。溶体化処理は、保持温度� ��350℃以上とする。特に、保持温度:380~420℃� �保持時間:60~2400分が好ましく、Alの含有量が� ��いほど、保持時間を長くすることが好まし� ��。また、本発明合金板を製造するために、� ��記保持温度からの冷却工程において、350℃~ 250℃の温度域の保持時間を制御する。具体的 には、図2(1)に示すように上記温度域の保持� �間を短くするために、この温度域における� �却速度を0.1℃/sec以上(保持時間:約16.6分以下) 、好ましくは、0.5℃/sec以上(保持時間:3.3分以 下)とする。このような冷却速度は、水冷や� �風といった強制冷却などにより達成できる� �上記温度域の保持時間をできるだけ短くす� �ことで、高Alマグネシウム合金であっても、 Al及びMgを含む金属間化合物の析出を抑制で� �、特に粗大粒に成長することを効果的に抑� �することができる。

   [圧延工程]
 上記溶体化処理が施された板材の塑性加工� ��(圧延性)を高めるために、上述のように少� �くとも粗圧延では、200℃以上、特に250℃以� �の温度に加熱した板材に圧延を施すことが� �ましい。上記加熱温度が高いほど、板材の� �性加工性を高められるが、350℃を超えると� �焼き付きが発生したり、結晶粒が粗大化し� �圧延後の板材の機械特性が低下するなどの� �題があることから、350℃以下が好ましく、� �り好ましい加熱温度は、270℃以上330℃以下� �ある。複数回(多パス)の圧延を施すことで、 所望の板厚にできると共に、マグネシウム合 金の平均結晶粒径を小さくしたり、プレス加 工性を高められる。圧延は、公知の条件、例 えば、板材だけでなくロールも加熱したり、 特許文献1に開示される制御圧延などを組み� �わせて利用してもよい。また、最終パス及� �その近傍のパスでは、寸法精度を高めるな� �の目的で、板材の加熱温度を低く(例えば、� ��温)にしてもよい。

 上記圧延工程において、250℃~350℃の温度 域の保持時間を制御する。具体的には、図2(1 )に示すように、圧延工程の各パスにおいて� �上記温度域の保持時間を短くするために、� �えば、加工対象を加熱する加熱時間を短く� �たり、圧延速度(ロール周速)を速めたり、冷 却速度を速める。そして、圧延工程における 250℃~350℃の温度域の総保持時間が60分以下と なるように、圧延条件を制御する。Al量が多� ��ほど、析出物が析出し易いため、上記保持� ��間の総合計は、Alの含有量に応じて調整す� �ことが好ましい。また、上記総保持時間は� �短いほど好ましく、45分以下、特に30分以下� ��好ましい。このような特定の圧延を行うこ� ��で、上述のように表層領域に粗大な析出物� ��少なく、耐衝撃特性に優れる本発明合金板� ��得られる。

 圧延のパス間に中間熱処理を行い、中間� ��処理までの加工により加工対象である板材� ��導入された歪みや残留応力、集合組織など� ��除去、軽減すると、その後の圧延で不用意� ��割れや歪み、変形を防止して、より円滑に� ��延を行える。中間熱処理は、保持温度:250℃ ~350℃が好ましいが、この温度域では、上述� �ように析出物が成長して粗大になり易い。� �のため、中間熱処理を行う場合、この処理� �間も、上記総保持時間に含めて制御するこ� �が好ましい。

  《圧延後の処理》
  (最終熱処理(焼鈍))
 得られた圧延板には、例えば、300℃以上の� ��終熱処理を行って、圧延による加工歪みを� ��去すると共に、完全に再結晶化させてもよ� ��。この最終熱処理でも、250℃~350℃の温度域 で析出物が成長し易い。そのため、圧延後に 最終熱処理を行う場合、この処理時間も、上 記総保持時間に含めて制御することが好まし い。上述のように最終熱処理時間を制御する ことで、粗大な析出物が少ない本発明マグネ シウム合金板とすることができる。

  (温間矯正処理)
 或いは、圧延後に上記最終熱処理を行わず� ��得られた圧延板を100~250℃に加熱した状態で ロールレベラなどにより歪みを付与する温間 矯正処理を施してもよい。温間矯正処理を行 った処理板にプレス加工を施すと、プレス加 工時に再結晶化されて、微細な結晶組織の成 形体が得られる。上記最終熱処理を行った場 合と比較しても結晶粒が微細になり易く、微 細な析出物がより均一的に分散した組織にな り易い。従って、温間矯正処理を行った場合 、粗大な析出物が少ない上に、上記微細組織 であることで、耐衝撃特性により優れる本発 明マグネシウム合金板が得られる。なお、温 間矯正処理では、圧延板の加熱温度をせいぜ い250℃とすることで、析出物が粗大になり難 いと考えられる。

   [プレス加工]
 本発明成形体は、上記圧延工程により得ら� ��た圧延板や、この圧延板に上述した最終熱� ��理や温間矯正処理を施した処理板にプレス� ��形を施すことで製造することができる。プ� ��ス成形は、加工対象である圧延板や処理板� ��塑性変形性を高められるように200℃~300℃の 温度域で行うことが好ましい。なお、250℃~35 0℃の温度域と重複する温度でプレス成形を� �っても、プレス成形では、250℃~350℃の温度� ��の保持時間が非常に短いため、上述したよ� ��な析出物の粗大化などの不具合は少ないと� ��えられる。

 プレス成形後に熱処理を施し、プレス加� ��により導入された歪みや残留応力の除去、� ��械的特性の向上を図ってもよい。熱処理条� ��は、加熱温度:100℃~400℃、加熱時間:5分~60分 程度が挙げられる。この熱処理においても250 ℃~350℃の温度域の保持時間が長くならない� �うにすることが好ましい。また、プレス後� �得られた成形体は、無処理のままでもよい� �、上述のように防食、保護、装飾などを目� �とした被覆層を形成する処理を行うと、耐� �性や商品価値などを更に高められる。