JP2001170734A

JP2001170734A - マグネシウム合金製薄肉成形体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001170734A
Application number: JP37323399A
Authority: JP
Inventors: Shinji Seki; 新治関; Shigehiro Taniike; 茂弘谷池; Hiroshi Watanabe; 洋渡辺; Yasuo Hama; 葆夫濱
Original assignee: TOKYO SEITANKOSHO KK; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: TOKYO SEITANKOSHO KK; Proterial Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】鍛造加工により軽量且つ高品質であり、角部
の半径が小さく、ボス部を持つマグネシウム合金製薄肉
成形体を提供すること。【解決手段】マグネシウム合金製鍛造薄肉成形体は、
マグネシウム合金製薄板素材を鍛造で成形してなり、主
要部肉厚が１．５ｍｍ以下、壁部の立ち上がり内側角部
および／または外側角部の面取りまたは半径が１ｍｍ以
下、壁部が高さ３０ｍｍ以下、主要部肉厚の１０倍以下
のボス部を有する。マグネシウム合金製薄肉成形体の製
造方法は、板厚３ｍｍ以下のマグネシウム合金製薄板素
材を、壁部の立ち上がり内側角部および／または外側角
部の面取りまたは半径が１ｍｍ以下、ポンチまたはダイ
に窪み部分を有した金型を用い、素材温度２００〜５４
０℃で、成形荷重１〜３０ｔｏｎ／ｃｍ² 、鍛造速度１
〜５００ｍｍ／秒、圧下率７５％以下で荒鍛造した後、
圧下率３０％以下で仕上鍛造し、主要部肉厚１．５ｍｍ
以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマグネシウム合金製
薄板素材を鍛造により成形した成形体およびその製造方
法に関するものであり、特に小形軽量機器の筐体等の用
途に適したマグネシウム合金製薄肉成形体およびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネシウムは、現在実用化されている
金属材料の中で最も比重が小さい材料である。すなわ
ち、マグネシウムの比重は１．８であり、現在、軽量化
材料として各種用途に広く使用されているアルミニウム
の比重２．７と比較しても、非常に小さい。このため、
マグネシウム合金はアルミニウム合金に代わる軽量化材
料として最近注目されており、航空・宇宙機器部品、陸
上輸送機器、荷役機器、工業機械・工具類、電気・通信
機器、農林鉱業機械、事務機器、光学用機器、スポーツ
用品など幅広い分野において使用されつつある。

【０００３】しかしながら、アルミニウム合金に比べ、
マグネシウム合金は塑性加工性において問題がある。こ
のため、マグネシウム合金の殆どは鋳造材として使用さ
れているのが現状である。一般的に鋳造材として使用さ
れるマグネシウム合金は、主成分元素であるマグネシウ
ムに、基本的な添加元素としてアルミニウムおよび亜鉛
を含有させて強度の向上を図るとともに鋳造性を得てい
る。また、強度と靭性を付与するためにジルコニウムを
添加したり、結晶粒の微細化を図るためにＭｎを添加し
たり、耐熱性を付与するために希土類元素や銀を添加し
たりすることもある。しかし、マグネシウム合金溶湯を
鋳造して得られる成形体は、その製法上の制約から、比
較的肉厚のものに限定される。また、その製造過程中に
おいて、鋳造欠陥や酸化物を内部および表面に介在させ
てしまう恐れが大きい。もしも、これら欠陥等が介在し
ていると、機械的強度の点で問題があり、また耐食性等
についても問題が発生する。

【０００４】マグネシウム合金の鋳造品における上記問
題点を解決できる可能性があるものとして、最近、射出
成形法を応用し固液共存域で成形を行う半溶融成形加工
法が提案され、検討されている。この成形加工方法で得
られた成形体は、一般鋳造品に見られるようなデンドラ
イトが無く、微細な組織が得られ、ダイカスト法で得ら
れた成形体と比較しても気孔が少なく高密度であり、成
形後の熱処理が可能であるなどの利点がある。この方法
によれば成形体の薄肉化もある程度可能であり、肉厚が
１．５ｍｍ以下の成形体も製造されている。しかしなが
ら、この半溶融成形加工法によるマグネシウム合金の成
形体においても、その製造過程中に鋳造欠陥や酸化物を
内部および表面に介在させる恐れが皆無ではないため、
品質の良好なものを工業的に量産しにくいという問題が
ある。

【０００５】マグネシウム合金からなる薄肉成形体を得
る方法の一つとして、マグネシウム合金製薄板素材から
の絞り加工が考えられる。すなわち、まず鋳造法により
インゴットを作製し、そのインゴットを鍛造することに
よって鋳造品の問題点である内部欠陥や偏析等を除去あ
るいは低減する。次いで、この鍛造品を適当な厚さに切
断または圧延して薄板素材を作製し、この薄板素材を絞
り加工して成形体を作製する方法である。マグネシウム
合金薄板の絞り加工について開示されている文献として
は、例えば、特開平６−５５２３０号公報，特開平６−
３２８１５５号公報，および１９９５年の軽合金学会第
８９回秋期大会講演概要１７９〜１８０頁などがある。

【０００６】マグネシウム合金の絞り成形加工における
ダイス及びポンチの肩部の半径は、ブランク材（素材）
板厚の１５〜５倍及び５倍以上に設計すべきであるとさ
れている（「プレス便覧」昭和５３年，丸善発行、６３
３頁参照）。このため、上記「軽合金学会第８９回秋季
大会講演概要」においても、直径６０〜６５ｍｍ，板厚
１ｍｍのＡＺ３１マグネシウム合金円板を、ポンチ径４
０ｍｍ，ポンチ肩半径１２ｍｍ，ダイス内径４３ｍｍ，
ダイス肩半径８ｍｍ，ブランク圧１０００ｋｇｆの条件
で、深絞り試験したことが開示されている。すなわち、
絞り加工においては、ダイス肩部半径を上記範囲よりも
小さく設計した場合、成形体に亀裂が発生する恐れがあ
るため、シャープな形状の成形体を作製することが困難
であるという問題がある。また、絞り成形加工では肉厚
のボスを成形体と一体的に成形することが困難なため、
必要箇所には、別の素材を溶接などしてボス等を確保し
ている。なお、上記特開平６−５５２３０号公報には、
「ポンチ、フランジ部共に表面温度が１７５℃以上、５
００℃以下の温度範囲に加熱された金型を用いて成形す
ると、マグネシウム薄板の深絞り成形が可能となる」こ
とが開示され、温間加工に適した加熱温度についての示
唆がされているものの、ポンチやフランジ部の形状につ
いての開示や示唆は無い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、電子回路部品・
素子の高集積化・高密度化等を背景にして、携帯電話機
等の小形通信機器，ノート型あるいはモバイル型パソコ
ン等の小形事務機器，その他多くの用途において、小型
化・軽量化が盛んに試みられており、それら機器の筐体
などにも小型化・軽量化が求められている。かかる要求
に応えるものの一つとして、アルミニウム合金からなる
薄肉成形体が広く使われているが、同等以上の機械的強
度を有しつつ更なる軽量化を図るために、マグネシウム
合金製の薄肉成形体の出現が望まれている。また、この
ような小型部品の筐体においては、筐体部品同士を結合
したり、内蔵する電子回路基板等を係止あるいは固定す
るためのボス部が必要とされる。しかしながら、マグネ
シウムの結晶構造が稠密六方晶であるため、マグネシウ
ム合金は塑性加工が極めて難しい。このため、マグネシ
ウム合金薄板の塑性加工技術については、国内外で殆ど
検討されておらず、その機械的性質や加工性もあまり知
られていない。

【０００８】前述したマグネシウム合金製薄板素材から
の絞り加工においては、しわの発生防止が不可欠であ
り、しわ押さえ部分を必要とするために材料歩留まりの
点で問題がある。このことは、特に小物の成形体を作製
する場合に大きな問題となる。また、ダイス及びポンチ
の隅部及び肩部に対応する隅肉部に亀裂等の欠陥が生じ
易いため、ダイス隅部及びポンチ肩部の半径をあまり小
さくできないという問題点がある。また、絞り加工の場
合には、鋳造法と異なり、一体的に形成された部分的に
厚肉のボス部や段差部を形成することができないという
根本的な問題点もある。

【０００９】本発明は、かかる従来技術における問題点
等を解消するためになされたものであり、アルミニウム
合金よりも軽いマグネシウム合金からなり、主要部肉厚
が１．５ｍｍ以下で、または更に周壁部、または更に必
要任意の箇所に主要部肉厚より厚肉のボス部を１個以上
一体的に形成してなるマグネシウム合金製薄肉成形体お
よびその製造方法を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、種々の加工方法について検討を行っ
た結果、マグネシウム合金製薄板素材を鍛造することに
より、目的とする薄肉のマグネシウム合金からなる成形
体を作製できることを知見し、本発明を完成したもので
ある。すなわち、マグネシウム合金製薄板素材を鍛造に
より展伸せしめて成形体を得るという、鋳造法や絞り加
工法とは異なる新規な手段により上記目的を達成出来た
ものである。

【００１１】すなわち本発明のマグネシウム合金製薄肉
成形体は、マグネシウム合金製薄板素材を鍛造で成形し
てなることを特徴とする。そして、薄肉成形体の主要部
肉厚が１．５ｍｍ以下であることを特徴とする。ここ
で、主要部肉厚とは、図２に示す成形体の大部分を占め
る底部２２や周壁部２３のようなほぼ均一な肉厚部分を
指し、局部的ボスや図示していないが部分的突出部の高
さの肉厚などは勘案しないものとする。主要部肉厚が
１．５ｍｍを超えると、成形体をの外形寸法を一定にし
た場合、成形体内に実装する内容積が確保できないこと
がある。なお、成形体の剛性を確保する場合には主要部
肉厚を０．２ｍｍ以上とする。好ましくは、主要部肉厚
は０．３〜０．８ｍｍである。

【００１２】また、本発明のマグネシウム合金製薄肉成
形体は、または更に周壁部を有し、この周壁部の立ち上
がり内側角部および／または外側角部の面取りまたは半
径が１ｍｍ以下であり、周壁部が高さ３０ｍｍ以下であ
ることを特徴とする。周壁部を設けることで、周壁部と
別部品とを組み合わせ箱状の筐体にできる。また、周壁
部の立ち上がり内側角部および／または外側角部の面取
りまたは半径を１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下
の小径にしたものは、筐体として使用する場合に、大き
な半径のものに比べて内容積が大になる利点がある。特
に筐体の形状寸法が小さい場合には、この差異は極めて
重要であり、電子回路の実装等において有意義である。
また、シャープな外観の筐体が作製できるため、意匠的
にも優れた工業製品を提供できる。また、周壁部の高さ
が３０ｍｍ以下であれば、例えば電子機器用の筐体とし
て用いることができる。また、マグネシウム合金製薄板
素材を鍛造成形してこの高さにすることが可能である。
ここで周壁部とは、一方に立ち上がり部を持つＬ状、双
方に立ち上がり部を持つＵ状、または箱状の壁状の立ち
上がり部をいう。

【００１３】また本発明のマグネシウム合金製薄肉成形
体は、主要部肉厚より厚肉のボス部を１個以上有するこ
とを特徴とする。そして、ボス部は薄肉成形体の主要部
肉厚の１０倍以下であることを特徴とする。ボス部は、
例えばボス部に取り付け用のねじ穴を形成できるなどの
利点がある。また、絞り加工等で形成した薄肉成形体で
は、本発明でいうボス部のような部分は別個に作成し、
溶接や接着剤等により固着して部品を作製しているが、
作製工程が多く、また信頼性の点でも問題がある。本発
明の成形体は、ボス部が一体的に形成されているため、
このような問題は全くない。

【００１４】本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体
は、その表面に、数字、記号、マーク、または模様の何
れか１以上からなる凸部を有することを特徴とする。そ
して、この凸部は裏面が凹状ではないことを特徴とす
る。凸部を形成することで、あらためて別部品を添付し
なくてもよい。また、本発明のマグネシウム合金製薄肉
成形体は、０．３〜０．８ｍｍの薄肉部が断続的および
／または連続的に偏在していることを特徴とする。この
薄肉部には、ラベルなどを貼附することができる。そし
て、本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体は電子機器
用であり、特に、携帯電話機用、モバイル型パソコン
用、またはノート型パソコン用に好適である。

【００１５】上記本発明のマグネシウム合金製薄肉成形
体は、鍛造成形体であり、鋳造法による成形体とは異な
り、例えばその平均結晶粒径が１０〜３００μｍ程度と
微細であり機械的強度に優れているなど、その組織、機
械的強度等において明確な差異を有するものである。ま
た、成形体に用いられる薄板素材は伸びが２５％前後で
あり、鍛造成形された後も素材よりは伸びが少なくなる
が、依然として１０〜１５％の伸びを有している。

【００１６】次に、本発明のマグネシウム合金製薄肉成
形体の製造方法は、板厚３ｍｍ以下のマグネシウム合金
製薄板素材を、成形荷重１〜３０ｔｏｎ／ｃｍ² 、鍛造
速度１〜５００ｍｍ／秒、圧下率７５％以下で荒鍛造し
た後、圧下率５０％以下で仕上鍛造し、主要部肉厚１．
５ｍｍ以下にすることを特徴とする。

【００１７】上記、マグネシウム合金製薄肉成形体の製
造方法において、マグネシウム合金製薄板素材は、３ｍ
ｍを越えると、目的とする１．５ｍｍ以下の薄肉成形体
とするために鍛造における圧下率を大きくしなければな
らず、鍛造時のマグネシウム合金の金属流れ（以下、
「メタルフロー」という）が著しくなり、再結晶した微
細粒子がメタルフローに沿って出現したり、偏析して存
在したりする恐れがあるためである。これを防ぐために
は、成形荷重、鍛造温度、金型温度、鍛造速度、圧下率
などの諸条件を細かに管理する必要がある。用いられる
薄板素材は、組織の均一性、欠陥などを考慮して、圧延
材を用いると好ましい。

【００１８】成形荷重は、１ｔｏｎ／ｃｍ² 未満では成
形しにくくなるため、その下限を１ｔｏｎ／ｃｍ² とす
る。一方、成形荷重が３０ｔｏｎ／ｃｍ² を超えて負荷
された場合、製品および金型への負荷が過大となるた
め、その上限を３０ｔｏｎ／ｃｍ² とする。特に成形荷
重が必要となる荒鍛造では３〜３０ｔｏｎ／ｃｍ² 、成
形荷重が小さくても十分である仕上鍛造では１〜２０ｔ
ｏｎ／ｃｍ² とすることが好ましい。

【００１９】鍛造速度は、１ｍｍ／秒未満では、薄板素
材の温度が低下して良好な鍛造精度のものが得にくく、
また生産性の低下も招くので、その下限を１ｍｍ／秒と
する。一方、鍛造速度が５００ｍｍ／秒を越えるような
速い速度の場合には、メタルフローが鍛造速度に円滑に
追随できなくなり、メタルフローに乱れを生じて所望の
形状が得られなくなるので、その上限を５００ｍｍ／秒
とする。なお、鍛造速度は、生産性を重視する荒鍛造は
１０〜５００ｍｍ／秒で行い、成形性を重視する仕上鍛
造は１〜２００ｍｍ／秒で行うことが好ましい。

【００２０】荒鍛造での圧下率を７５％以下に限定した
のは、圧下率に応じて大きな成形荷重を必要とするため
であり、また７５％以下の圧下率で薄板素材を展伸させ
て周壁部およびボス部を有する有底形状の荒鍛造成形体
が成形できるからである。また、圧下率が７５％を超え
ると、鍛造時にマグネシウム合金薄板自体が発熱して温
度上昇し、予備加熱条件によっては、発火燃焼する恐れ
があるためである。したがって、安全性を考慮すれば、
荒鍛造時の圧下率は５０％以下とするのがより好まし
い。また、仕上鍛造での圧下率を５０％以下としたの
は、荒鍛造成形体の比較的粗い公差の各部寸法形状を、
目標とする成形体の形状寸法に精密に仕上げ成形するこ
と等を目的として施すものであり、加工量よりも成形性
が重要なためである。仕上げ成形体の表面性状等を考慮
すると、３０％以下とするのが好ましい。ここでいう圧
下率とは、同一鍛造で、１回の圧下による減肉率をい
い、同一工程での複数回の圧下による総計の減肉率をい
うものではない。

【００２１】または更に、本発明のマグネシウム合金製
薄肉成形体の製造方法は、マグネシウム合金製薄板素材
の温度を２００〜５４０℃で、荒鍛造用金型のポンチ肩
部半径（「ｒ１」とする）またはダイ角部半径（「ｒ
２」とする）と、仕上鍛造用金型のポンチ肩部半径
（「ｒ３」とする）またはダイ角部半径（「ｒ４」とす
る）との比、ｒ１（またはｒ２）／ｒ３（またはｒ４）
を７以下とした金型を用い鍛造を行い、完成成形体の周
壁部の立ち上がり内側角部および／または外側角部の面
取りまたは半径を１ｍｍ以下とすることを特徴とする。
マグネシウム合金製薄板素材または荒鍛造成形体の温度
が２００℃未満では、鍛造時のメタルフローが円滑に得
られず、ポンチとダイから構成される金型の空間部、特
に隅部に形成するボス部などにマグネシウム合金が充満
して展伸しないので、薄肉化が困難であると共に良好な
周壁部やボス部を形成することが出来ない。一方、マグ
ネシウム合金製薄板素材または荒鍛造成形体の温度が５
４０℃を超えると結晶粒の粗大化を招き、結晶粒径が３
００μｍを超えると、伸びが失われてくる。また、加工
率によっては発火し燃焼する恐れもあるので、５４０℃
を上限温度とする。好ましくは、４５０℃以下がよい。
上記荒鍛造用金型のポンチ肩部半径（「ｒ１」とする）
またはダイ角部半径（「ｒ２」とする）と、上記仕上鍛
造用金型のポンチ肩部半径（「ｒ３」とする）またはダ
イ角部半径（「ｒ４」とする）との比、ｒ１（またはｒ
２）／ｒ３（またはｒ４）が７以上の場合には、仕上鍛
造で目的とする半径の角部に成形することが困難にな
る。目的とする仕上鍛造成形体の角部半径が１ｍｍ未満
の小さな半径である場合には、上記比、ｒ１（またはｒ
２）／ｒ３（またはｒ４）を２以上とするとするのが好
ましい。２以下の場合には、荒鍛造用金型のポンチ肩部
の半径が小さすぎて、荒鍛造における加工初期段階での
絞り加工的な作用および鍛造時のメタルフローが良好に
行われない恐れがある。なお、仕上鍛造用金型における
上型または下型のいずれか一方に形成される凸状部分の
肩部半径と、前記凸状部分に対応して下型または上型の
いずれか他方に形成される凹状部分の立ち上がり角部の
半径も、荒鍛造金型の場合と同様な理由で、ほぼ同じに
するのが好ましい。

【００２２】また、荒鍛造用金型における上型または下
型のいずれか一方に形成されるポンチ部（凸状部分）の
先端肩部の半径は、鍛造初期段階で極めて瞬間的ではあ
るが絞り加工に近い作用をさせるために出来るだけ大き
い方が良く、１ｍｍ以上が好ましい。先端肩部の半径が
１ｍｍ未満でも成形不能ではないが、特に隅部などのメ
タルフローの関係で、周壁部の有効高さが数１０ｍｍを
超える薄肉成形体の作製は困難となる。完成成形体の内
側角部および／または外側角部の半径を０．５ｍｍ以下
とするためには、先端肩部の半径は１ｍｍ〜５ｍｍとす
るのが好ましい。また、上記下型または上型のいずれか
他方に形成される凸状部分の肩部半径と、この凸状部分
に対向する凹状部分の立ち上がり角部の半径は、他の部
分に比べて角部の板厚があまり変化しないようにほぼ同
じ程度にするのが好ましい。また本発明において、目的
とする仕上鍛造成形体の角部半径が０．５ｍｍ以下であ
り、外側角部の下金型が一体型である場合は、隅部に応
力集中が生じて金型隅部に亀裂が入り、下金型の寿命が
短くなるおそれがある。これを防ぐため、下金型の一部
を入子型とする。このようにすると、エアーベントの役
割を兼ね、しかも応力集中が角部にかからないので型寿
命が延び、成形体もシャープな角部が得られる。

【００２３】または更に、本発明のマグネシウム合金製
薄肉成形体の製造方法は、ポンチまたはダイに少なくと
も１個の窪み部分を有した金型を用いて鍛造してボス部
を有する荒鍛造成形体を成形する荒鍛造と、前記荒鍛造
成形体をポンチまたはダイに前記ボス部に対応する窪み
部分を有する金型を用いて鍛造して、主要部肉厚に対し
て１０倍以下のボス高さとすることを特徴とする。

【００２４】荒鍛造用金型における上型または下型の両
方或いはいずれか一方の必要箇所、例えば、ポンチ部
（凸状部分）またはダイ部（凹状部分）の必要箇所に、
目的とする成形体のボス部に対応する窪みを形成する。
薄肉成形体で良好なボスを得るためには、ボス部に対応
する金型の窪み深さは、荒鍛造ではメタルフローの関係
で完成薄肉成形体の主要部肉厚の７倍以下に、仕上鍛造
では１０倍以下望ましくは７倍以下に押さえることが好
ましい。

【００２５】または更に、前記マグネシウム合金製薄板
素材の板厚が３ｍｍ以下であり、前記荒鍛造用金型が１
００〜５４０℃に加熱保持され、前記仕上鍛造用金型が
１００〜５４０℃に加熱保持されていることを特徴とす
る。

【００２６】マグネシウム合金製薄板素材は、目的とす
る薄肉成形体の表面積にほぼ匹敵する程度の大きさに作
製したものを使用する。薄板素材が大きすぎる場合に
は、荒鍛造時に成形体の周壁部や隅部にしわ等の欠陥が
発生する恐れがある。一方、小さすぎる場合には、隅部
において良好なメタルフローが得られないため、所定の
高さの周壁部が形成されない、周壁部の立ち上がり角部
や隅部に亀裂や欠けなどが発生する、ボス部に欠けが生
ずる、などの問題を生じて、品質の良い薄肉成形体を形
成できない。

【００２７】本発明において、上記鍛造は、基本的に
は、荒鍛造と仕上鍛造の二段の鍛造工程からなるが、よ
り精度の良い形状で、かつ、表面性状に優れた薄肉成形
体を得るために、更に一段以上の中間鍛造を含めても良
い。なお、本発明では薄板素材の予備加熱が必須条件で
あるが、これは絞り加工のようにしわ押さえをしないた
め金型からの伝導熱で加熱することが出来ないためであ
る。また、伝導熱による場合は薄板素材の温度が不安定
になる恐れがあるためである。薄板素材または荒鍛造成
形体の予備加熱は、大気中で行うと表面が酸化して、鍛
造性，耐食性，外観等に悪影響を及ぼす恐れがある。こ
のため、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気で行うこと
が好ましい。また、予備加熱には、通常、雰囲気の制御
がし易い電気式加熱炉を用いると良い。

【００２８】本発明において、仕上鍛造は成形体を最終
形状寸法に仕上げるために行うが、仕上鍛造金型のダイ
部底面に所定の形状の溝を形成したり、段差部を形成し
ておくことにより、仕上鍛造時に成形体外表面に標章等
の記号を一体的に突出形成し、その対応裏面は平面であ
り凹状にせずに済むことも出来たり、段差部を形成する
ことが可能である。主要部肉厚は１．５ｍｍ以下である
が、この時の段差部或いはなだらかな肉厚変化は、偏在
または連続させることも出来、肉厚として０．３〜０．
８ｍｍとすることも可能である。

【００２９】本発明の製造方法により得られる成形体の
角部半径を１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下の小
径にしたものは、筐体として使用する場合に、大きな半
径のものに比べて内容積が大になる利点がある。特に筐
体の形状寸法が小さい場合には、この差異は極めて重要
であり、電子回路の実装等において有意義である。ま
た、シャープな外観の筐体が作製できるため、意匠的に
も優れた工業製品を提供できる。また、本発明の製造方
法によれば、主要部肉厚が１．５ｍｍ以下で、角部、隅
部あるいは任意必要箇所にボス部を一体的に有するマグ
ネシウム合金製鍛造薄肉成形体を実現できる。このよう
な構成の薄肉成形体は、例えばボス部に取り付け用のね
じ穴や電子回路基板の受け等を形成できるなどの利点が
ある。また、絞り加工等で形成した薄肉成形体では、本
発明でいうボス部のような部分は別個に作成し、溶接や
接着剤等により固着して部品を作製しているが、作製工
程が多く、また信頼性の点でも問題がある。本発明の製
造方法により得られる成形体は、ボス部が一体的に形成
されているため、このような問題は全くない。また、本
発明による薄肉成形体は、所望のトリミング及び機械加
工を施した後、仮防食、塗装や陽極酸化皮膜処理を行う
ことが好ましい。すなわちマグネシウム合金は、鍛造後
でも酸化して表面が金属光沢を失う恐れがあるが、本発
明薄肉成形体は、その外表面の粗度に優れており、底部
および／または側周壁部の外側表面に陽極酸化皮膜処理
を施すことにより金属素地自体の光沢のある成形体を実
現できる。そして、携帯電話用筐体、モバイルパソコン
用筐体、ノート型パソコン用筐体などに適用できる。

【００３０】マグネシウム合金製薄板素材を鍛造して、
薄肉成形体を製造するに際しては、鍛造性に優れたマグ
ネシウム合金であることが好ましい。このため、本発明
においては、重量比率で、Ａｌ：１〜６％，Ｍｎ：０．
５％以下、微量元素０．２％以下、残部Ｍｇ及び不可避
的不純物よりなるマグネシウム合金素材、または前記組
成において更にＺｎ：２％以下を含有するマグネシウム
合金素材を選定することが好ましい。アルミニウムが低
いと鍛造性は良いが、剛性が悪くなるので、少なくとも
アルミニウムは１％以上とするのが良い。一方、アルミ
ニウム含有量が高くなると鍛造性，耐食性が低下するの
で、アルミニウム含有量は６％以下とするのが良い。亜
鉛も同様な影響があり、鍛造性と周り性（メタルフロ
ー）の兼ね合いから２％以下のものが良い。このような
合金としては、例えば、ＡＳＴＭ規格のＡＺ３１合金、
ＡＺ２１合金、ＡＭ２０合金などがある。なお、本発明
に適用できるマグネシウム合金は、上記組成に限定され
るものではなく、微量元素として、希土類元素，リチウ
ム，ジルコニウム等を添加含有したマグネシウム合金な
ども本発明に適用可能である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。（実施の形態１）図２は、本発明により作製しようとす
るマグネシウム合金製薄肉成形体の一例を説明するため
の概略構成斜視図である。図２において、２１はマグネ
シウム合金製薄肉成形体であり、基本的な形状として、
底部２２と周壁部２３を有する断面がほぼ凹状の成形体
である。また、底部２２および周壁部２３の肉厚ｔが
１．５ｍｍ以下と極めて薄肉であり、かつ、底部２２か
ら周壁部２３が立ち上がる部分の内側角部２４あるいは
隅部２５に、主要部肉厚よりも厚肉のボス部２６が形成
されている。なお、図２では、ボス部２６が隅部２５に
形成されているが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、ボス部２６を角部２４の適当な位置に形成しても
良いし、あるいは底部中央部分に形成しても良い。ま
た、図２においては、底部２２は平面状であるが、任意
形状の段差部を形成しても良い。

【００３２】図１は、本発明の製造方法を実施するため
の鍛造機における荒鍛造用金型の一例を示す概略構成説
明図である。図１において、１１はマグネシウム合金製
薄板素材であり、下金型１２に設けられた凹部（以下、
「ダイ部」とも称す）１３を覆うように載置される。図
１では、凹部寸法よりも少し大きな形状の薄板素材を使
用しているが、戴置位置は使用する薄板素材の形状寸法
に応じて変化するので、例えば、底面との間に若干の空
隙を有するように戴置することもある。使用する薄板素
材１１の板厚および大きさは、目標とする成形体の肉
厚、周壁部の高さ，作製するボス部の形状，金型温度お
よび圧下率などの鍛造条件などから、適正な厚さと大き
さのものを選択する。本発明においては、板厚は１．５
ｍｍ以下のマグネシウム合金製薄板素材を使用するが、
その大きさは、通常、得ようとする成形体の表面積と同
等または少し大きめの薄板素材を使用することが好まし
い。１４は上金型であり、下金型１２の凹部１３に対応
する凸部（以下、「ポンチ部」とも称す）１５を有す
る。１６は上下金型をそれぞれ加熱するためのヒータで
あり、複数本のヒータを設置して上下金型のダイ部およ
びポンチ部を均一な温度に加熱する。１７は上下金型の
温度を測定するための熱電対であり、通常はダイ部およ
びポンチ部の近くに設置し、その検知出力を参照して加
熱温制御度手段（図示しない）により、上下金型が所定
の温度に加熱保持される。１８は、形成しようとするボ
ス部に対応してポンチ肩部に設けた窪みであり、この窪
みが存在するために荒鍛造時にボス部を有する荒鍛造成
形体が形成される。

【００３３】本発明において、荒鍛造に供する下金型１
２のダイ部（凹部）１３の隅部半径ｒ２（図示せず）
と、上金型１４のポンチ部（凸部）１５における肩部半
径ｒ１（図示せず）とは、出来るだけ大きな曲面に形成
する。それにより荒鍛造時初期における絞り加工に近い
挙動がスムースに行われ、かつ鍛造時における良好なメ
タルフローを確保することが可能となり、亀裂や欠け等
を生ずることなくメタルフローが金型間隙部内に充満し
つつ展伸される。しかし、仕上鍛造において角部を１ｍ
ｍ以下の小さな半径に加工する場合には、隅部半径及び
肩部半径をあまり大きくすると、仕上加工時に角部等に
亀裂などを生じるので、そのような場合には薄板素材板
厚の５倍以下とすることが好ましい。

【００３４】本発明において、荒鍛造用金型における肩
部の半径ｒ１（図示せず）またはダイ部の半径ｒ２（図
示せず）と、仕上鍛造用金型における肩部の半径ｒ３
（図示せず）またはダイ部の半径ｒ４（図示せず）との
関係は、前者（ｒ１またはｒ２）は後者（ｒ３またはｒ
４）の７倍以下の範囲とすることが好ましい。この比が
７を越える場合には、荒鍛造成形体から仕上鍛造すると
きに、角部に亀裂等が発生するなど、欠陥が生じて良好
な性状の薄肉成形体を得ることが困難となるためであ
る。また、仕上鍛造成形体角部の半径が１ｍｍ以下の小
さな半径とする場合には、荒鍛造金型における角部の半
径が小さすぎて、荒鍛造時に角部に亀裂等の欠陥が生じ
る恐れがあるので、この比を２以上とするのがよい。

【００３５】本発明においては、仕上鍛造用下金型の凹
部底面に、予め標章等に対応する窪み、あるいは後工程
で機械加工する部位に対応する段差部、などを形成して
おくことにより、仕上鍛造時に荒鍛造成形体のメタルフ
ローの一部が、その窪みや段差部にも充填伸展させする
ので、凸部の数字、記号、マーク、模様、標章等の記号
をなどで容積の小さな刻印することも可能であり、必要
に応じて底面部に段差部を形成することもできる。本発
明を実施するための鍛造機の型式は特に限定されるもの
ではないが、荒鍛造には鍛造速度が速い機械式鍛造機を
使用し、最終製品寸法を成形する仕上鍛造には鍛造速度
が比較的遅い油圧式鍛造機を使用するのが好ましい。な
お、上記鍛造により得られたマグネシウム合金製薄肉成
形体には、通常、周壁上端部等に鍛造バリが発生してい
るので、鍛造バリを除去するトリミングを行うことが必
要である。また、必要に応じて、所望の箇所に適宜機械
加工を施す。マグネシウム合金は鍛造後においても酸化
して金属光沢を失うおそれがある。このため、例えば、
陽極酸化皮膜処理により酸化皮膜を形成することで、通
常行われている塗装では得られない優れた防食性および
合金素地を生かした金属光沢を有するマグネシウム合金
製薄肉成形体とするのが好ましい。そして、実施の形態
１のマグネシウム合金製薄肉成形体は、各種機器の軽量
化を目的とする薄肉筐体としての用途に適し、携帯電話
用筐体、モバイル型パソコン用筐体、ノート型パソコン
用筐体など、広くできる。

【００３６】（実施の形態２）図５は、本発明により作
製しようとするマグネシウム合金製薄肉成形体の一例を
説明するための概略構成斜視図である。図５において、
３１はマグネシウム合金製薄肉成形体であり、基本的な
形状として、底部３２と周壁部３３を有する断面がほぼ
凹状の成形体である。また、底部３２および周壁部３３
の肉厚ｗが１．５ｍｍ以下と極めて薄肉であり、かつ、
底部３２から周壁部３３が立ち上がる部分の内側角部３
４あるいは周壁部底部の外側角部３８は半径が０．５ｍ
ｍ以下のシャープな形状を持ち、さらには、必要箇所
に、主要部肉厚よりも厚い肉厚のボス部３５、３５’、
３６、３７が形成されている。なお、図５で示す様に、
ボス部は自由に必要箇所に形成できる。また、図５にお
いては、底部３２は平面状であるが、任意形状の段差部
を形成しても良い。

【００３７】図６は図５の成形体３１のＡ−Ａ断面図
で、肉厚はｗで、周壁には異なった３種類のボスが示さ
れている。ボス３５は周壁部３３の内面途中より垂直に
立ち上がっており、ボス３５’は、周壁部３３の内面に
沿っており、ボス３６は底部３２から独立に立ち上がっ
ている。なお、ボス高さとはボス部が一体に成形され突
出している主要な面からの高さを言う。例えば、図６
で、ボス３６の高さは底面からの高さＨをいい、ボス３
５、３５’の高さは、周壁部３３の内面からの突き出し
高さを言う。

【００３８】図３は、本発明の製造方法を実施するため
の鍛造機における荒鍛造用金型の一例を示す概略構成説
明図である。図３において、１はマグネシウム合金から
なる板厚ｔの薄板素材であり、下金型２に設けられた凹
部（以下、「ダイ部」とも称す）４を覆うように載置さ
れる。図３では、凹部寸法よりも少し大きな形状の薄板
素材１を使用しているが、戴置位置は使用する薄板素材
の形状寸法に応じて変化するので、例えば、底面との間
に若干の空隙を有するように戴置することもある。使用
する薄板素材１の板厚および大きさは、目標とする成形
体の肉厚、周壁部の高さ，作製するボス部の形状，金型
温度および圧下率などの鍛造条件などから、適正な厚さ
と大きさのものを選択する。本発明においては、板厚は
１．５ｍｍ以下のマグネシウム合金薄板を使用するが、
その大きさは、通常、得ようとする成形体の表面積と同
等または少し大きめの薄板素材を使用することが好まし
い。３は上金型であり、下金型２のダイに対応する凸部
（以下、「ポンチ部」とも称す）５を有する。６、７、
７’は、形成しようとするボス部に対応してポンチ５の
中央部および肩部に設けた窪みであり、この窪みが存在
するために荒鍛造時にボス部を有する荒鍛造成形体が形
成される。

【００３９】本発明において、角部に亀裂などを生じさ
せないために、荒鍛造に供する下金型２のダイ部（凹
部）４の隅部半径と、上金型３ポンチ部（凸部）５にお
ける肩部半径は、荒鍛造時初期における絞り加工に近い
挙動がスムースに行われ、かつ鍛造時における良好なメ
タルフローを確保し、更に仕上鍛造で成形体の角部の半
径を０．５ｍｍ以下とするするためには、１〜５ｍｍの
半径が好ましい。

【００４０】図４は仕げ鍛造用金型の要部を示し、４２
は下金型、４４は下金型４２に隙間無くきっちりと挿入
された入子である。４３は上金型で、４５はポンチ部を
示す。また４６、４７、４７’は完成成形体３１におけ
る必要箇所に対応する窪みを示す。４１は荒鍛造成形品
で、下型のダイ部に載置される。

【００４１】本発明において、マグネシウム合金は鍛造
後においても酸化して金属光沢を失うおそれがある。こ
のため、例えば、仮防食、塗装などを行うが、特に陽極
酸化皮膜処理により酸化皮膜を形成することで、通常行
われている塗装では得られない優れた防食性および合金
素地を生かした金属光沢を有するマグネシウム合金製薄
肉成形体とするのが好ましい。そして、実施の形態２の
マグネシウム合金製薄肉成形体は、各種機器の軽量化を
目的とする薄肉筐体としての用途に適し、携帯電話用筐
体、モバイル型パソコン用筐体、ノート型パソコン用筐
体など、広くできる。

【００４２】

【実施例】（実施例１）まず、下金型の凹部（ダイ部）
立ち上がり内側角部半径および上金型の凸部（ポンチ
部）肩部の半径が３．５ｍｍの荒鍛造用金型と、下金型
の凹部（ダイ部）立ち上がり内側角部半径および上金型
の凸部（ポンチ部）肩部の半径が０．８ｍｍの仕上鍛造
用金型とを準備した。準備した荒鍛造用の上金型のポン
チ部先端四隅には３ｍｍ×３ｍｍ×深さ４ｍｍより少し
大きいサイズの切り欠け部が形成され、仕上鍛造用の上
金型のポンチ部先端四隅には、目的とするボス部寸法に
対応する３ｍｍ×３ｍｍ×深さ４ｍｍの切り欠け部が形
成されている。次に、板厚１．５ｍｍ、５５×１６０ｍ
ｍ平板状ＡＺ３１マグネシウム合金薄板素材をアルゴン
ガスで充満した電気式加熱炉内に装入し、４００℃に均
一加熱した。次いで、素材を電気式加熱炉内から取り出
し、下金型のダイ部に載置し、金型温度４００℃，鍛造
速度２００ｍｍ／秒，成型荷重１０ｔｏｎ／ｃｍ² の鍛
造条件で荒鍛造を行った結果、底部面積が５０×１５５
ｍｍ、周壁部の有効高さが６ｍｍ、主要部の肉厚１．２
ｍｍ、で四隅にボス部を有する外観上欠陥のない荒鍛造
成形体が得られた。次に、得られた荒鍛造成形体を電気
式加熱炉に装入して３５０℃に均一加熱し、金型温度３
５０℃、鍛造速度５０ｍｍ／秒、成形荷重１０ｔｏｎ／
ｃｍ² の鍛造条件で仕上鍛造を行った結果、底部面積が
５０×１５５ｍｍ、周壁部の有効高さが６ｍｍ、主要部
の肉厚が１．０ｍｍ、立ち上がり部内側半径が約０．８
ｍｍ、四隅に３ｍｍ×３ｍｍ×高さ４ｍｍの大きさのボ
ス部を有する、良好な外観のマグネシウム合金薄肉成形
体が得られた。

【００４３】（実施例２）まず、下金型の凹部（ダイ
部）立ち上がり内側角部半径５．２ｍｍ、上金型の凸部
（ポンチ部）肩部の半径が５．０ｍｍの荒鍛造用金型
と、下金型の凹部（ダイ部）立ち上がり内側角部半径が
１．０ｍｍ、上金型の凸部（ポンチ部）肩部の半径が
１．０ｍｍの仕上鍛造用金型とを準備した。準備した荒
鍛造用の上金型のポンチ部先端四隅および長辺中央部２
カ所には、４ｍｍ×４ｍｍ×深さ６ｍｍより少し大きい
サイズの切り欠け部が形成され、仕上鍛造用の上金型の
ポンチ部先端四隅および長辺中央部２ヶ所には、目的と
するボス部寸法に対応する４ｍｍ×４ｍｍ×深さ６ｍｍ
の切り欠け部が形成されている。板厚１．２ｍｍ、１８
０×２２０ｍｍの平板状ＡＺ３１マグネシウム合金薄板
素材をアルゴンガスで充満した電気式加熱炉内に装入
し、４５０℃に均一加熱した。次いで、素材を電気式加
熱炉内から取り出し、下金型のダイ部に載置し、金型温
度４００℃，鍛造速度２００ｍｍ／秒，成型荷重１０ｔ
ｏｎ／ｃｍ² の同一の鍛造条件で鍛造を行った結果、底
部面積が１７０×２１０ｍｍ、周壁部の有効高さが８ｍ
ｍ、主要部の肉厚０．７ｍｍ、四隅および各長辺中央部
の計６ケ所にボス部を有し、外観上問題のない荒鍛造薄
肉成形体が得られた。次に、得られた荒鍛造成形体を電
気式加熱炉に装入して３５０℃に加熱し、金型温度３５
０℃、鍛造速度５０ｍｍ／秒、成形荷重１０ｔｏｎ／ｃ
ｍ² の鍛造条件で仕上鍛造を行った結果、底部面積が１
７０×２１０ｍｍ、周壁部の有効高さが８ｍｍ、主要部
の肉厚が０．６ｍｍ、立ち上がり部内側半径が約１．０
ｍｍ、四隅および各長辺中央部に４ｍｍ×４ｍｍ×高さ
６ｍｍのボス部を有し、良好な形状・外観のマグネシウ
ム合金からなる薄肉成形体を得ることができた。

【００４４】（実施例３）まず、下金型の凹部（ダイ
部）立ち上がり内側角部半径および上金型の凸部（ポン
チ部）肩部の半径が２．５ｍｍの荒鍛造用金型と、下金
型の凹部（ダイ部）立ち上がり内側角部半径および上金
型の凸部（ポンチ部）肩部の半径が０．７ｍｍの仕上鍛
造用金型とを準備した。準備した荒鍛造用上金型のポン
チ部長辺における両端から５ｍｍ内側の位置２カ所（合
計４ケ所）には、３ｍｍ×３ｍｍ×深さ５ｍｍより少し
大きいサイズの切り欠け部が形成され、仕上鍛造用の上
金型のポンチ部長辺における両端から５ｍｍ内側の位置
２ヶ所（合計４ケ所）には、目的とするボス部寸法に対
応する３ｍｍ×３ｍｍ×深さ５ｍｍの切り欠け部が形成
されている。また、仕上鍛造用金型のポンチ先端面に
は、最終成形体で機械加工除去する位置に対応して段差
０．３ｍｍの複数の段差部も形成した。板厚１．０ｍ
ｍ、１００×１００ｍｍの平板状ＡＺ３１マグネシウム
合金薄板素材をアルゴンガスで充満した電気式加熱炉内
に装入し、４３０℃に均一加熱した。次いで、素材を電
気式加熱炉内から取り出し、下金型のダイ部に載置し、
金型温度３８０℃，鍛造速度２００ｍｍ／秒，成型荷重
１０ｔｏｎ／ｃｍ² の鍛造条件で荒鍛造を行った結果、
底部の概略面積が９５×９５ｍｍ、周壁部の有効高さが
７ｍｍ、主要部の肉厚０．７ｍｍ、各長辺周壁両隅から
５ｍｍ中央よりの置４ケ所にボスを有する、外観上欠陥
のない荒形状成形体が得られた。次に、得られた荒形状
成形体を電気式加熱炉に装入して４３０℃に加熱し、金
型温度３８０℃、鍛造速度５０ｍｍ／秒、成形荷重７ｔ
ｏｎ／ｃｍ² の鍛造条件で仕上鍛造を行った結果、底部
の面積が９５×９５ｍｍ、周壁部の有効高さが７ｍｍ、
肉厚が０．６５ｍｍで、立ち上がり部内側半径が約０．
７ｍｍ、各長辺周壁両隅から５ｍｍ中央よりの位置４ケ
所に３ｍｍ×３ｍｍ×高さ５ｍｍのボスを有し、かつ、
荒鍛造成形体では無かった成形体底部外面に所定の段差
部が形成された、外観上欠陥のないマグネシウム合金か
らなる薄肉成形体を得ることができた。なお、本実施例
のように、ボス部を辺の部分に形成した場合は、ボス部
を隅部に形成した場合よりも再現性良くボス部を成形で
きる。その理由は定かではないが、メタルフローがもっ
とも良好なのは辺の中央部であり、隅にゆくに従ってメ
タルフローが起きにくいためと考えられる。

【００４５】（実施例４）まず、図３での下金型の凹部
（ダイ部）４の立ち上がり内側角部半径および上金型の
凸部（ポンチ部）５肩部の半径４．５ｍｍの荒鍛造用金
型と、図４での入子４４を有する下金型の凹部（ダイ
部）立ち上がり内側角部半径および上金型の凸部（ポン
チ部）肩部の半径０．５ｍｍの仕上鍛造用金型とを準備
した。準備した荒鍛造用の上金型のポンチ部先端四隅に
は成形体３１でボス３７に対応する窪みを３ｍｍ×３ｍ
ｍ×深さ４ｍｍより少し大きいサイズで、また周壁部に
は、成形体３１のボス３５に対応する箇所には３ｍｍ×
３ｍｍで垂直に落ちる切り欠け部、成形体３１の３５'
に対応する箇所には３ｍｍ×３ｍｍ×深さ４ｍｍより少
し大きいサイズで、また、成形体の底部ほぼ中央のボス
３６に対応する箇所には３ｍｍ×３ｍｍ×深さ６ｍｍよ
り少し大きいサイズが形成されている。仕上鍛造用の上
金型のポンチ部先端四隅、周壁部には目的とするボス部
寸法に対応する３ｍｍ×３ｍｍ×深さ４ｍｍ、底部中央
には３ｍｍ×３ｍｍ×深さ９ｍｍの切り欠け部が形成さ
れている。次に、板厚１．５ｍｍ、７５×１６５ｍｍ平
板状ＡＺ３１マグネシウム合金製薄板素材をアルゴンガ
スで充満した電気式加熱炉内に装入し、４００℃に均一
加熱した。次いで、素材を電気式加熱炉内から取り出
し、下金型のダイ部に載置し、金型温度４００℃，鍛造
速度２００ｍｍ／秒，成型荷重１０ｔｏｎ／ｃｍ² の鍛
造条件で荒鍛造を行った結果、底部面積が５５×１５０
ｍｍ、周壁部の有効高さが１０ｍｍ、主要部肉厚１．２
ｍｍで、四隅には３ｍｍ×３ｍｍ×高さ４ｍｍ、周壁部
３３には周壁内面に垂直なボス３５および周壁内面に沿
った３ｍｍ×３ｍｍ×高さ４ｍｍのボス３５’が、また
底部中央部には３ｍｍ×３ｍｍ×高さ６ｍｍのボス３６
を有する外観上欠陥のない荒鍛造成形体が得られた。次
に、得られた荒鍛造成形体を電気式加熱炉に装入して３
５０℃に均一加熱し、金型温度３５０℃、鍛造速度５０
ｍｍ／秒、成形荷重１０ｔｏｎ／ｃｍ² の鍛造条件で仕
上鍛造を行った結果、底部面積が５０×１５５ｍｍ、周
壁部の有効高さ１０ｍｍ、主要部肉厚が１．０ｍｍ、立
ち上がり部内側半径が約０．５ｍｍ、四隅に３ｍｍ×３
ｍｍ×高さ４ｍｍ、周壁部３３には夫々３ｍｍ×３ｍｍ
×高さ４ｍｍのボス３５、３５’、また底部中央には３
ｍｍ×３ｍｍ×高さ９ｍｍのボスを有し、成形体の内隅
部と外角部の少なくとも１部が半径０．５ｍｍの良好な
外観のマグネシウム合金薄肉成形体が得られた。

【００４６】（実施例５）まず、図３での下金型の凹部
（ダイ部）立ち上がり内側角部半径３．５ｍｍ、上金型
の凸部（ポンチ部）肩部の半径３．０ｍｍの荒鍛造用金
型と、図４での入子を有する下金型の凹部（ダイ部）立
ち上がり内側角部半径ほぼ０ｍｍ、上金型の凸部（ポン
チ部）肩部の半径０．５ｍｍの仕上鍛造用金型とを準備
した。準備した荒鍛造用の上金型のポンチ部先端四隅に
は、４ｍｍ×４ｍｍ×深さ５ｍｍより少し大きいサイズ
の切り欠け部が、底部中央部に対応する箇所に３ｍｍ×
３ｍｍ×深さ７ｍｍより少し大きめのサイズの切り欠き
部が形成されている。仕上鍛造用の上金型のポンチ部先
端四隅には、目的とするボス部寸法に対応する３ｍｍ×
３ｍｍ×深さ５ｍｍの切り欠け部、底部中央部に対応す
る箇所に３ｍｍ×３ｍｍ×高さ９ｍｍが形成されてい
る。板厚１．２ｍｍ、１８０×２２０ｍｍの平板状ＡＺ
３１マグネシウム合金製薄板素材をアルゴンガスで充満
した電気式加熱炉内に装入し、４５０℃に均一加熱し
た。次いで、素材を電気式加熱炉内から取り出し、下金
型のダイ部に載置し、金型温度４００℃，鍛造速度２０
０ｍｍ／秒，成型荷重１０ｔｏｎ／ｃｍ² の同一の鍛造
条件で鍛造を行った結果、底部面積が１５０×１９０ｍ
ｍ、周壁部の有効高さが１０ｍｍ、主要部肉厚０．７ｍ
ｍ、四隅の４ケ所のボスは満足に充填されたものが得ら
れたが、底部中央部のボス部は少し充填が不十分であっ
た。このほかは外観上問題のない荒鍛造薄肉成形体が得
られた。次に、得られた荒鍛造成形体を電気式加熱炉に
装入して３５０℃に加熱し、金型温度３５０℃、鍛造速
度５０ｍｍ／秒、成形荷重１０ｔｏｎ／ｃｍ² の鍛造条
件で仕上鍛造を行った結果、底部面積が１７０×２１０
ｍｍ、周壁部の有効高さが１０ｍｍ、主要部肉厚が０．
６ｍｍ、立ち上がり部内側半径が約０．５ｍｍ、四隅に
は３ｍｍ×３ｍｍ×高さ５ｍｍの良好なボス部が掲載さ
れたが、底部中央部ボス部３ｍｍ×３ｍｍ×高さ９ｍｍ
には、充填が不足しボスとしては欠陥であり、成形体と
しては不良となった。原因は底部中央のボス高さが完成
成形体の主要部肉厚の１０倍を超えたためと考えられ
る。

【００４７】（実施例６）まず、図３での下金型の凹部
（ダイ部）立ち上がり内側角部半径および上金型の凸部
（ポンチ部）肩部の半径が２．５ｍｍの荒鍛造用金型
と、図４での入子を有する下金型の凹部（ダイ部）立ち
上がり内側角部半径がほぼ０ｍｍおよび上金型の凸部
（ポンチ部）肩部の半径が０．３ｍｍの仕上鍛造用金型
とを準備した。準備した荒鍛造用上金型のポンチ部長辺
における両端から５ｍｍ内側の位置２カ所（合計４ケ
所）には、３ｍｍ×３ｍｍ×深さ５ｍｍより少し大きい
サイズの切り欠け部、底部中央に対応する箇所に３ｍｍ
×３ｍｍ×深さ５ｍｍの窪みが形成され、仕上鍛造用の
上金型のポンチ部長辺における両端から５ｍｍ内側の位
置２ヶ所（合計４ケ所）には、目的とするボス部寸法に
対応する３ｍｍ×３ｍｍ×深さ５ｍｍの切り欠け部が、
底部中央に対応する箇所に３ｍｍ×３ｍｍ×深さ６ｍｍ
の窪みが、形成されている。板厚１．０ｍｍ、１００×
１００ｍｍの平板状ＡＺ３１マグネシウム合金製薄板素
材をアルゴンガスで充満した電気式加熱炉内に装入し、
４３０℃に均一加熱した。次いで、素材を電気式加熱炉
内から取り出し、下金型のダイ部に載置し、金型温度３
８０℃，鍛造速度２００ｍｍ／秒，成型荷重１０ｔｏｎ
／ｃｍ² の鍛造条件で荒鍛造を行った結果、底部の概略
面積が９５×９５ｍｍ、周壁部の有効高さが７ｍｍ、主
要部肉厚０．７ｍｍ、各長辺周壁両隅から５ｍｍ中央よ
りの位置４ケ所と底部中央部にボスを有する、外観上欠
陥のない荒形状成形体が得られた。次に、得られた荒形
状成形体を電気式加熱炉に装入して４３０℃に加熱し、
金型温度３８０℃、鍛造速度５０ｍｍ／秒、成形荷重７
ｔｏｎ／ｃｍ² の鍛造条件で仕上鍛造を行った結果、底
部の面積が９５×９５ｍｍ、周壁部の有効高さが７ｍ
ｍ、肉厚が０．６５ｍｍで、立ち上がり部内側半径が約
０．３ｍｍ、各長辺周壁両隅から５ｍｍ中央よりの位置
４ケ所に３ｍｍ×３ｍｍ×高さ５ｍｍのボスを、底部中
央部に３ｍｍ×３ｍｍ×深さ６ｍｍのボスを有し、外観
上欠陥のないマグネシウム合金からなる薄肉成形体を得
ることができた。なお、本実施例のように、ボス部を辺
の部分に形成した場合は、ボス部を隅部に形成した場合
よりも再現性良くボス部を成形できる。その理由は定か
でないが、メタルフローがもっとも良好なのは辺の中央
部であり、隅にゆくに従ってメタルフローが起きにくい
ためと考えられる。

【００４８】上記実施例１乃至６に記載した実施例にお
いては、下型に凹部（ダイ部）を形成し、上型に凸部
（ポンチ部）を形成したが、本発明は、その逆の構成の
金型を使っても良い。すなわち下型に形成したポンチ部
（凸部）上にマグネシウム合金製薄板素材または荒鍛造
成形体を載置して成形しても良い。

【００４９】

【発明の効果】本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体
は、アルミニウム合金製の成形体よりもさらに軽量で、
剛性もあり、特に小形筐体として有用なものであり、特
に成形体の内側の半径が小さいため内容量が増える。ま
た、ボス部が必要な場所に一体的に完成成形体の主要部
肉厚の１０倍まで形成されるため、接着等で作製してい
た従来製法による成形体に比べ信頼性の高い成形体が得
られる利点がある。また、適正な被覆処理を施すことに
よりマグネシウム合金素地を生かした金属光沢を有する
製品を得ることも可能であり、各種機器の軽量化を目的
とする薄肉筐体としての用途に適したものとして、携帯
電話用筐体、モバイル型パソコン用筐体、ノート型パソ
コン用筐体など、広くその適用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体の製造
方法に係る要部構成概略説明図である。

【図２】本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体の一例
を示す概略構成斜視図である。

【図３】本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体の製造
方法に係る荒鍛造要部構成概略説明図である。

【図４】本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体の製造
方法に係る仕上げ鍛造要部構成概略説明図である。

【図５】本発明のマグネシウム合金製薄肉成形体の一例
を示す概略構成斜視図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面を示す説明図である。

【符号の説明】

１マグネシウム合金薄板素材２荒鍛造用下型３荒鍛造用上型４下金型の凹部（ダイ）５上金型の凸部（ポンチ）６ボス部に対応する窪み７、７’ ボス部に対応する切り欠き部１１マグネシウム合金薄板素材１２下金型１３下金型の凹部１４上金型１５上金型の凸部１６ヒーター１７熱電対１８ボス部に対応する切り欠け部２１マグネシウム合金製薄肉成形体２２底部２３周壁部２４立ち上がり角部２５隅部２６ボス部３１マグネシウム合金製薄肉成形体３２底部３３周壁部３４内側隅部３５、３５’ ボス３６ボス３７隅ボス３８外側角部４１荒鍛造成形体４２仕上鍛造用下型４３仕上げ鍛造用上金型４４下金型の入子４５上金型の凸部（ポンチ）４６ボス部に対応する窪み４７、４７’ ボス部に対応する切り欠け部ｗ完成成形体肉厚Ｈボス高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺洋東京都港区芝浦一丁目２番１号日立金属株式会社内 (72)発明者濱葆夫栃木県真岡市鬼怒ヶ丘11番地日立金属株式会社素材研究所内Ｆターム(参考） 4E087 AA02 AA10 BA03 BA19 CA15 CB02 CB04 CB16 DA04 EA11 EB03 EC11 ED01 ED13 ED14 FB06 HB06 4E360 AB02 AB51 EE13 EE15 GB26 GB46 GC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシウム合金製薄板素材を鍛造で成
形してなることを特徴とするマグネシウム合金製薄肉成
形体。
【請求項２】前記薄肉成形体は、主要部肉厚が１．５
ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のマグ
ネシウム合金製薄肉成形体。
【請求項３】前記薄肉成形体は、周壁部を有し、該周
壁部の立ち上がり内側角部および／または外側角部の面
取りまたは半径が１ｍｍ以下であることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載のマグネシウム合金製薄肉
成形体。
【請求項４】前記周壁部は、高さ３０ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項３に記載のマグネシウム合金製
薄肉成形体。
【請求項５】前記薄肉成形体は、前記主要部肉厚より
厚肉のボス部を１個以上有することを特徴とする請求項
１乃至請求項４何れか１項に記載のマグネシウム合金製
薄肉成形体。
【請求項６】前記ボス部は、薄肉成形体の主要部肉厚
の１０倍以下であることを特徴とする請求項５に記載の
マグネシウム合金製薄肉成形体。
【請求項７】前記薄肉成形体は、その表面に、数字、
記号、マーク、または模様の何れか１以上からなる凸部
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６何れか
１項に記載のマグネシウム合金製薄肉成形体。
【請求項８】前記凸部は、該凸部の裏面が凹状ではな
いことを特徴とする請求項７に記載のマグネシウム合金
製薄肉成形体。
【請求項９】前記薄肉成形体は、０．３〜０．８ｍｍ
の薄肉部が断続的および／または連続的に偏在している
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８何れか１項に記
載のマグネシウム合金製薄肉成形体。
【請求項１０】前記薄肉成形体が、筐体であることを
特徴とする請求項１乃至請求項９何れか１項に記載のマ
グネシウム合金製薄肉成形体。
【請求項１１】前記薄肉成形体が、電子機器用である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０何れか１項に
記載のマグネシウム合金製薄肉成形体。
【請求項１２】前記薄肉成形体が、携帯電話機用であ
ることを特徴とする請求項１１に記載のマグネシウム合
金製薄肉成形体。
【請求項１３】前記薄肉成形体が、モバイル型パソコ
ン用であることを特徴とする請求項１１に記載のマグネ
シウム合金製薄肉成形体。
【請求項１４】前記薄肉成形体が、ノート型パソコン
用であることを特徴とする請求項１１に記載のマグネシ
ウム合金製薄肉成形体。
【請求項１５】板厚３ｍｍ以下のマグネシウム合金製
薄板素材を、成形荷重１〜３０ｔｏｎ／ｃｍ² 、鍛造速
度１〜５００ｍｍ／秒、圧下率７５％以下で荒鍛造した
後、圧下率５０％以下で仕上鍛造し、主要部肉厚１．５
ｍｍ以下にすることを特徴とするマグネシウム合金製薄
肉成形体の製造方法。
【請求項１６】マグネシウム合金製薄板素材を２００
〜５４０℃で、荒鍛造用金型のポンチ肩部半径（ｒ１）
またはダイ角部半径（ｒ２）と、仕上鍛造用金型のポン
チ肩部半径（ｒ３）またはダイ角部半径（ｒ４）との
比、ｒ１（またはｒ２）／ｒ３（またはｒ４）を７以下
とした金型を用いて鍛造を行い、完成成形体の周壁部の
立ち上がり内側角部および／または外側角部の面取りま
たは半径を１ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１
５に記載のマグネシウム合金製薄肉成形体の製造方法。
【請求項１７】ポンチまたはダイに少なくとも１個の
窪み部分を有した金型を用いて鍛造してボス部を有する
荒鍛造成形体を成形する荒鍛造と、前記荒鍛造成形体を
ポンチまたはダイに前記ボス部に対応する窪み部分を有
する金型を用いて鍛造して、主要部肉厚に対して１０倍
以下のボス高さとすることを特徴とする請求項１５また
は請求項１６に記載のマグネシウム合金製薄肉成形体の
製造方法。
【請求項１８】前記仕上鍛造後のボス部の高さは、前
記マグネシウム合金製薄板素材の板厚の７倍以下である
ことを特徴とする請求項１７に記載のマグネシウム合金
製薄肉成形体の製造方法。
【請求項１９】前記マグネシウム合金製薄板素材の板
厚が３ｍｍ以下であり、前記荒鍛造用金型が１００〜５
４０℃に加熱保持され、前記仕上鍛造用金型が１００〜
５４０℃に加熱保持されていることを特徴とする請求項
１５乃至請求項１８何れか１項に記載のマグネシウム合
金製薄肉成形体の製造方法。