JP2003166031A

JP2003166031A - 高耐蝕性マグネシウム合金およびその製造方法

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Publication number: JP2003166031A
Application number: JP2001363179A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Nishino; 直久西野; Yoshihiro Shimizu; 吉広清水; Hiroaki Iwabori; 弘昭岩堀; Tadataka Kaneko; 忠孝金子
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-06-13
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: JP3916452B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特別な防蝕処理を施すまでもなく、耐蝕性に優
れたマグネシウム合金を提供する。【解決手段】全体を１００質量％としたときに、１〜８
質量％のアルミニウム（Ａｌ）と、０．１〜１．５質量
％のマンガン（Ｍｎ）と、合計で０．１〜０．９質量％
のセリウム（Ｃｅ）および／またはランタン（Ｌａ）
と、残部がマグネシウム（Ｍｇ）と不可避不純物とから
なることを特徴とする耐蝕性に優れた高耐蝕性マグネシ
ウム合金。Ａｌ、ＭｎおよびＣｅ、Ｌａを適量含むこと
により、表面酸化皮膜が強化され、局部的な腐蝕を抑制
でき、耐蝕性が向上した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐蝕性に優れた高
耐蝕性マグネシウム合金と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、実用金属中で最も軽量
で比強度に優れると共に、資源が豊富で、リサイクル性
にも優れる。このため、軽量化や環境負荷の低減等が強
く求められる昨今、マグネシウムは有望な金属材料であ
り、各種分野の各種製品に、マグネシウムまたはマグネ
シウム合金が使用されつつある。

【０００３】例えば、自動車等の車両分野では、マグネ
シウム合金製のカバー類やホイールなどが開発されてお
り、軽量化に伴う省エネルギー化や運動性能の向上等が
図られている。また、電気機器の分野でも、ノート型パ
ソコンや携帯電話等のケースにマグネシウム（またはそ
の合金）が使用され、モバイル機器のさらなる軽量化や
リサイクル化が図られている。

【０００４】ところが、マグネシウムは、非常に活性な
金属であり、実用金属中で最も電位的に卑な金属（つま
り、イオン化傾向が大きい金属）であり、マグネシウム
自体が耐蝕性を有する緻密な酸化被膜を形成することも
ない。このため、純マグネシウムは勿論、従来のマグネ
シウム合金は、非常に耐蝕性の劣るものであった。

【０００５】そのため、実用上、化成被膜、陽極酸化被
膜、めっき、塗装等の耐蝕性被膜をマグネシウム合金等
の表面に設けることが必要とされていた。しかし、この
ような耐蝕性被膜を別途形成することは、コスト高の要
因である。また、その耐蝕性被膜を形成したとしても、
傷付き等により母材が露出すると、その部分から新たに
腐蝕が進行して、安定した耐蝕性は得られない。

【０００６】そこで、このような特別な耐蝕性被膜を必
要とせずに、それ自身の耐蝕性を高めたマグネシウム合
金の研究・開発がなされている。例えば、特開平５−１
７１３３３号公報には、「重量比でＺｎ；１．０〜６．
０％、ミッシュメタル；０．１〜２．０％、Ｚｒ；０．
１〜２．０％、Ｓｉ；０．１〜３．０％、Ａｌ；０．１
〜６．０％を含有し、残部がＭｇおよび不可避不純物か
らなることを特徴とするマグネシウム合金」が開示され
ている。そして、その公報によると、このＭｇ−Ａｌ−
Ｚｎ−Ｒ．Ｅ．系合金は、Ｒ．Ｅ．が腐蝕初期にＲ．
Ｅ．リッチな保護皮膜を形成し耐蝕性を向上させるとあ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、その公報中で
は、耐蝕性の程度が明かにはされておらず、上記組成か
らなるマグネシウム合金が実用上、十分な耐蝕性を有す
るかは不明である。また、マグネシウム合金に含まれる
ミッシュメタルの具体的な組成について何ら開示がな
く、ミッシュメタル中の何れの元素が耐蝕性の向上に有
効であるかは不明である。

【０００８】一般に、多元系のマグネシウム合金の場
合、耐蝕性に有効な合金元素を添加しても、それが有効
に作用しない場合が多々ある。そして、耐蝕性が向上し
たとしても、それが実用レベルに達しない場合、結局は
防蝕処理を必要とし、マグネシウム合金部材のコスト低
減には至らない。従って、適正な合金元素を適量組み合
わせなければ、十分な耐蝕性が得られない。加えて、マ
グネシウム合金の耐蝕性には、その組織も影響する。従
って、上記公報のマグネシウム合金では、満足な耐蝕性
が得られていたとは考えられない。

【０００９】なお、特開平６−１７２９４８号公報およ
び特開平７−１１３７１号公報にＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−
Ｒ．Ｅ．−Ｍｎ系合金が開示されているが、いずれも耐
蝕性の向上を目的としたものではなく、それぞれに開示
された組成で高耐蝕性マグネシウム合金が得られるとは
思われない。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものである。すなわち、特殊な耐蝕性被膜を付着形成
させる防蝕処理を施すまでもなく、自ら優れた耐蝕性を
発現して、例えば、鋳放し状態であったとしても、実用
上十分な高耐蝕性を発揮するマグネシウム合金を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はこの
課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、
マグネシウム合金の耐蝕性向上に有効な元素とその適量
を新たに見出し、本発明を完成するに至った。（高耐蝕性マグネシウム合金）すなわち、本発明の高耐
蝕性マグネシウム合金は、全体を１００質量％としたと
きに、１〜８質量％のＡｌと、０．１〜１．５質量％の
Ｍｎと、Ｃｅおよび／またはＬａを合計で０．１〜０．
９質量％含む希土類元素（Ｒ．Ｅ．）と、残部がＭｇと
不可避不純物とからなることを特徴とする。

【００１２】本発明のマグネシウム合金は、Ａｌ、Ｍｎ
および特定のＲ．Ｅ．とを適量含有することにより、別
途耐蝕性被膜を付与するまでもなく、優れた耐蝕性を発
揮する。本発明のマグネシウム合金が、何故このように
優れた耐蝕性を発現するのか必ずしも明かではないが、
本発明者の懸命な研究により現状では次のように考えら
れる。

【００１３】本発明者は、従来のマグネシウム合金と比
較して比較的少量のＲ．Ｅ．が、本発明のマグネシウム
合金の耐蝕性を向上させる上で非常に有効であること、
および、Ｒ．Ｅ．中でも、ＣｅとＬａとが特に有効な元
素であることを新たに見出した。そして、このＣｅやＬ
ａが、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎと化合物を形成して、マグネシ
ウム合金の表面に従来とは異なる不動態被膜に近いよう
な保護被膜（例えば、表面酸化皮膜）を形成するためで
はないかと、考えている。

【００１４】もっとも、このような保護被膜の存在のみ
では、必ずしも安定した耐蝕性を得ることはできないと
思われる。なぜなら、製造時に混入する鉄（Ｆｅ）、ニ
ッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の不可避不純物が、腐蝕
原因（腐蝕起点）となり得るからである。

【００１５】本発明のマグネシウム合金の場合、上記Ｃ
ｅやＬａに加えて適量のＭｎを含んでいる。Ｃｅ、Ｌ
ａ、Ｍｎにより、腐蝕原因（腐蝕起点）となるＦｅ等の
不純物が有効に除去される。その結果、上記保護被膜の
効果が有効に現れ、両者の相乗効果によって、本発明の
マグネシウム合金は、従来になく著しく優れた耐蝕性を
発現したものと考えられる。なお、このメカニズムの詳
細については後述する。

【００１６】こうして、本発明のマグネシウム合金を使
用した製品は、特別な防蝕処理等を施すことなく、実用
上十分な耐蝕性が得られる。例えば、低コスト化が求め
られるダイキャスト製品等の鋳造品に、本発明のマグネ
シウム合金を使用すると、鋳放し状態でも使用可能とな
り非常に好ましい。（高耐蝕性マグネシウム合金の製造方法）本発明は、上
記マグネシウム合金以外に、その製造方法としても把握
することができる。

【００１７】すなわち、本発明は、全体を１００質量％
としたときに、Ａｌを１〜８質量％、Ｍｎを０．１〜
１．５質量％、Ｃｅおよび／またはＬａを合計で０．１
〜０．９質量％、残部をＭｇおよび不可避不純物とする
原料調製工程と、該原料調製工程後の原料を溶解する溶
解工程と、該溶解工程後の溶湯を冷却して凝固させる凝
固工程と、からなることを特徴とする高耐蝕性マグネシ
ウム合金の製造方法としても良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、実施形態を挙げ、本発明を
より詳しく説明する。なお、以下に述べる内容は、本発
明のマグネシウム合金自体のみならず、その製造方法に
も適宜当てはまるものである。（１）腐蝕の態様およびメカニズム本発明のマグネシウム合金は、腐蝕の態様およびメカニ
ズムが従来のマグネシウム合金と異なると考えられる。
これに関して、現状考えられることを以下に説明する。

【００１９】Ｍｇ−Ａｌ合金では、Ａｌ添加量が増すと
耐蝕性が向上することが知られている。これは、その合
金中に形成されるＭｇ−Ａｌ化合物が、腐蝕を抑制する
効果を有すると同時に、表面の酸化皮膜中にＡｌが固溶
して、耐蝕性の高い緻密なアルミナ（あるいはスピネ
ル）皮膜を形成するためと考えられる。

【００２０】しかし、Ａｌのみを含有するマグネシウム
合金は、Ａｌが大きな濃度偏析を示すために、Ａｌ濃度
の低い部分あるいは不純物化合物（Ａｌ−Ｆｅ化合物）
を起点として、線状あるいは網目状の局所的な腐蝕を激
しく生じ得る。

【００２１】これに対し、このＭｇ−Ａｌ合金に少量の
Ｃｅ、Ｌａ（あるいはＭｍ）を添加すると、前記の局所
的な腐蝕が抑制され、マグネシウム合金の耐蝕性が大き
く向上する。そして、そのマグネシウム合金は、わずか
に腐蝕を生じるとしても、均一的な腐蝕を生じるように
なる。これは、Ｃｅおよび／またはＬａの存在により不
純物が除去され、加えて表面皮膜が腐蝕に対して強化さ
れたためと考えられる。

【００２２】もっとも、添加されたＣｅまたはＬａの大
部分は、Ｍｇ合金中でＡｌ（Ｍｇ）−ＣｅあるいはＡｌ
（Ｍｇ）−Ｌａの化合物を形成する。これら化合物は、
Ｍｇに対して腐蝕電位が貴な化合物であるため、その含
有量が増すとマグネシウム合金の耐蝕性低下を招き得る
おそれがある。

【００２３】本発明のマグネシウム合金は、Ａｌ、Ｒ．
Ｅ．（Ｃｅ、Ｌａ）の他に、さらにＭｎを含有する。Ｍ
ｎは、Ａｌ（Ｍｇ）−Ｃｅ−ＭｎあるいはＡｌ（Ｍｇ）
−Ｌａ−Ｍｎの化合物を形成する。これらの化合物は、
腐蝕電位がＭｇに近い化合物であるため、前述のＡｌ
（Ｍｇ）−ＣｅあるいはＡｌ（Ｍｇ）−Ｌａの化合物に
よる耐蝕性低下を抑制することができる。

【００２４】しかも、このＭｎは、耐蝕性に極めて悪影
響を及ぼす不可避不純物であるＦｅと結合し易い。一
方、Ｃｅ、ＬａはＮｉと結合し易い。つまり、合金中の
Ｆｅ、Ｎｉは、Ａｌ（Ｍｇ）−Ｃｅ−ＭｎあるいはＡｌ
（Ｍｇ）−Ｌａ−Ｍｎ化合物中に固溶したり、新たな化
合物を形成したりし易い。こうして、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｌａ
は、それらの不純物がマグネシウム合金の耐蝕性に及す
悪影響をも抑制する。（２）成分組成次に、上述したことを踏まえて、各成分元素について詳
述する。Ｒ．Ｅ．希土類元素には多数の元素が含まれるが、本発明でいう
耐蝕性に有効な元素は、ＣｅまたはＬａである。このこ
とを調べた結果を図１に示す。図１は、一例としてＭｇ
−６％Ａｌ−０．３％Ｍｎ合金をベースに、Ｍｍ、Ｃ
ｅ、Ｌａ、Ｎｄを各々０．５％添加した場合と、Ｒ．
Ｅ．を添加しなかった場合の腐蝕速度をそれぞれ比較し
て示したものである。なお、各マグネシウム合金の製造
方法および腐蝕試験方法については、後続の実施例で詳
述する（以下、同様）。この図１から、Ｒ．Ｅ．中でも
ＣｅおよびＬａが耐蝕性向上に特に有効な元素であるこ
とが明かとなった。

【００２５】次に、本発明のマグネシウム合金は、上記
ＣｅまたはＬａのいずれか一方、若しくは両者を同時に
含むものであれば良い。そして、その合計含有量が、
０．１〜０．９質量％（以下、単に「％」で示す。）で
あれば良い。０．１％未満であると、十分な耐蝕性の効
果が得られず、０．９％を超えると、耐蝕性が低下し始
めるからである。Ｃｅおよび／またはＬａの合計が、
０．１５〜０．８％、さらには０．１５〜０．５％であ
るとより好ましい。この含有量と耐蝕性（腐蝕速度）と
の関係について、一例であるＭｇ−６％Ａｌ−０．３％
Ｍｎ−ｘ％（Ｃｅ＋Ｌａ）合金について調べた結果を図
２（ａ）に示す。

【００２６】このようにＣｅやＬａが耐蝕性向上に有効
な元素であるとしても、工業的な製造工程では、コスト
面からそれらを含有するＭｍを使用することが多い。そ
こで、本発明のマグネシウム合金を製造する際の原料調
製工程が、ＭｍをＣｅおよび／またはＬａの原料として
用いる工程であると好適である。

【００２７】このとき、Ｃｅ：５２％、Ｌａ：２５％、
Ｎｄ：１６％、Ｐｒ：５％のＭｍを用いた場合なら、本
発明のマグネシウム合金がＭｍを０．２〜１％、さらに
は０．３〜０．５％とすると良い。このＭｍの含有量と
耐蝕性との関係について、一例であるＭｇ−６％Ａｌ−
０．３％Ｍｎ−ｘ％Ｍｍ合金について調べた結果を図２
（ｂ）に示す。

【００２８】なお、Ｒ．Ｅ．量が増えると、鋳造性の低
下を招来するが、本発明の上記組成範囲内であれば、鋳
造性が悪化することもない。このため、本発明のマグネ
シウム合金は鋳造用マグネシウム合金として好ましい。ＭｎＭｎは、前述したように、腐蝕原因となるＦｅ等の不純
物除去に有効な元素であり、Ｍｎを０．１〜１．５％含
有させることが非常に有効である。

【００２９】Ｍｎの含有量と耐蝕性（腐蝕速度）との関
係について、一例であるＭｇ−６％Ａｌ−ｘ％Ｍｎ−
０．５Ｍｍ％（Ｍｍは上記組成）合金について調べた結
果を図３に示す。図３からも解るように、Ｍｎが０．１
％未満では、耐蝕性の向上はさほど望めず、１．５％を
超えると、組成的に腐蝕電位のやや貴な化合物量が増し
て、耐蝕性が低下し始める。そして、Ｍｎを０．２〜
１．０％、さらには０．２〜０．５％とするとより好ま
しい。

【００３０】なお、Ｍｎは、通常、溶湯中で、Ａｌ−Ｍ
ｎ−Ｆｅ化合物を形成し沈殿除去されることが多い。仮
に、合金中に残留した場合でも、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ化合
物とＭｇとの電位差は小さいため、Ｆｅに起因する腐蝕
は大きく抑制される。こうして、本発明のマグネシウム
合金によると、不可避不純物であるＦｅによる耐蝕性低
下が著しく抑制される。

【００３１】また、Ｒ．Ｅ．にも不純物除去効果があ
り、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−（Ｎｉ）−Ｒ．Ｅ．（Ｍｍ）化
合物とＭｇとの電位差も小さい。したがって、仮に、Ｍ
ｎの含有量に対して不純物のＦｅ量が相対的に多くなっ
たとしても、あるいはＮｉ量が多くなったとしてもＭｍ
を含有させることで十分な耐蝕性を得ることができると
考えられる。ＡｌＡｌは、ＣｅやＬａとの協働により、マグネシウム合金
の耐蝕性を向上させる元素であり、Ａｌを１〜８％含有
させることが非常に有効である。

【００３２】Ａｌの含有量と耐蝕性（腐蝕速度）との関
係について、一例であるＭｇ−ｘ％Ａｌ−０．３％Ｍｎ
−０．５Ｍｍ％（Ｍｍは上記組成）合金について調べた
結果を図４に示す。図４からも解るように、Ａｌが１％
未満では、耐蝕性の向上はさほど望めず、８％を超える
と耐蝕性が低下し始める。Ａｌを２〜８％、２〜６％、
さらには４〜６％とすると、より好ましい。

【００３３】なお、比較的多くのＡｌを含む程、耐蝕性
が向上すると一般にいわれている。これは、表面皮膜中
でのＡｌ量が増して、高耐蝕性のアルミナ皮膜の形成
量、厚さが増し、また、合金中に形成されるＭｇ−Ａｌ
化合物が耐蝕性向上に寄与するためであると考えられて
いる。もっとも、本発明のマグネシウム合金によれば、
ＣｅやＬａの存在により、１〜３％前後の少量のＡｌで
も十分に保護皮膜が強化され、耐蝕性向上に効果がある
と思われる。むしろ、１０％を超えるようなＡｌ量は、
保護被膜中におけるＲ．Ｅ．（Ｃｅ、Ｌａ）量の欠乏を
もたらし、保護皮膜の強化が弱まることが考えられる。Ｚｎ本発明のマグネシウム合金は、Ｚｎを含有しなくても、
十分な耐蝕性を得ることができるが、１質量％以下のＺ
ｎを含むと、その耐蝕性がさらに向上する。これは、少
量のＺｎがＭｇ中に固溶してＭｇの腐蝕電位を下げ、均
一的な腐蝕を示す本発明のマグネシウム合金の耐蝕性向
上に有効であると考えられるからである。

【００３４】Ｚｎの含有量と耐蝕性（腐蝕速度）との関
係について、一例であるＭｇ−６％Ａｌ−ｘ％Ｚｎ−
０．３％Ｍｎ−０．５Ｍｍ％（Ｍｍは上記組成）合金に
ついて調べた結果を図５に示す。図５からも解るよう
に、Ｚｎが１％を超えると耐蝕性がわずかながら低下し
始める。Ｚｎを０．１〜０．８％、さらには０．２〜
０．５％とすると、より好ましい。（３）組織純Ｍｇ（あるいはＡｌを含まないＭｇ合金）の場合、粒
界が腐食の起点となり得るため、結晶粒径が微細である
ほど腐食が生じ易すく、結晶粒径が大きいほど耐食性が
ある。Ｍｇ−Ａｌ合金の場合、形成されるＭｇ−Ａｌ化
合物が耐食性に有効であり、結晶粒径、デンドライトセ
ルサイズが微細な程、耐食性に有効となる。なぜなら、
化合物はデンドライトセル等の間に晶出するためであ
る。

【００３５】本合金においても同様であり、結晶粒径や
デンドライトセルサイズが小さい程、その耐蝕性が向上
することが確認されている。

【００３６】例えば、デンドライトセルサイズが５０μ
ｍ以下、４０μｍ以下、さらには３０μｍであると好ま
しい。なお、ここでいうデンドライトセルサイズは、平
均デンドライトセルサイズのことである。平均デンドラ
イトセルサイズは、組織写真から一定の長さの線分を横
切るデンドライトセルの数を測定してその平均デンドラ
イトセルサイズを求める方法（線分法、Ｈｅｎ’ｓ法）
により決定される。

【００３７】このようなデンドライトセルサイズをもつ
鋳造組織は、例えば、本発明のマグネシウム合金を製造
する際の凝固工程を、冷却速度を２℃／ｓ以上、さらに
は５℃／ｓ以上とすることにより得られる。

【００３８】なお、鋳造時の冷却速度は、デンドライト
セルサイズの調整のみならず、前述した各合金元素のＭ
ｇ合金中への固溶、Ｍｇとの化合物形成、およびその形
態を制御する上で重要である。

【００３９】この冷却速度と耐蝕性（腐蝕速度）との関
係について、一例であるＭｇ−４％Ａｌ−０．３％Ｍｎ
−０．５Ｍｍ％（Ｍｍは上記組成）合金について調べた
結果を図６に示す。図６から解るように、冷却速度が１
℃／ｓ未満ではマグネシウム合金の耐蝕性向上が不十分
であるのに対し、冷却速度が２℃／ｓを超えると耐蝕性
が十分に向上する。（４）腐蝕速度本発明のマグネシウム合金は、従来のマグネシウム合金
と腐蝕態様が異なるのみならず、極めて耐蝕性が高い。
この耐蝕性を指標する一例として、本明細書では、５質
量％食塩水浸漬試験による腐蝕速度を用いている。これ
によると、本発明のマグネシウム合金は、その腐蝕速度
が０．１ｍｇ／（ｃｍ²・ｄａｙ）以下、さらには、
０．０８ｍｇ／（ｃｍ²・ｄａｙ）以下、０．０５ｍｇ
／（ｃｍ²・ｄａｙ）以下、０．０３ｍｇ／（ｃｍ²・ｄ
ａｙ）以下ともなり得る。一般的な鋳造用アルミニウム
合金であるＪＩＳＡＤＣ１２合金の腐蝕速度が０．１
１ｍｇ／（ｃｍ²・ｄａｙ）である。従って、本発明の
マグネシウム合金は、アルミニウム合金と同等以上の耐
蝕性を有することになる。

【００４０】なお、５質量％食塩水浸漬試験について
は、後述する。（５）用途本発明のマグネシウム合金は、優れた耐蝕性を有するた
め、種々の製品に用いることができる。特に、従来のマ
グネシウム合金では使用が制限されていた湿潤環境下に
ある部材にも、本発明のマグネシウム合金を用いること
ができる。

【００４１】特に、本発明のマグネシウム合金は、前述
したように鋳造用アルミニウム合金と同等以上の耐蝕性
を有するため、各種アルミニウム合金製品を本発明のマ
グネシウム合金を用いた製品に置換可能である。

【００４２】具体的には、本発明のマグネシウム合金
を、各種ケース類、自動車のホイール等に使用可能であ
る。しかも、防蝕処理なしで優れた耐蝕性を発揮するた
め、マグネシウム合金部材の低コスト化を図れる。勿
論、本発明のマグネシウム合金に防蝕処理をさらに施す
ことを除くものではない。

【００４３】

【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。（試験片の製造）本発明に係るマグネシウム合金の耐蝕
性を具体的に調べるために、表１に挙げる試料Ｎｏ．１
〜１５および試料Ｎｏ．Ｃ１〜Ｃ１２を次の方法で製造
した。

【００４４】先ず、原料として、市販の純Ｍｇ（９９．
９３％）、純Ａｌ（９９．９９％）、Ｍｇ−３．３％Ｍ
ｎ合金、純Ｚｎ（９９．９９％）、Ｍｍを用意した。こ
こで用意したＭｍは、前述した組成をもつものである。
また、単位は、質量％である（以下、同様）。

【００４５】次に、表１に示す組成となるように、それ
らの原料を適宜組合わせた（原料調製工程）。なお、試
料Ｎｏ．１４、１５および試料Ｎｏ．Ｃ９では、Ｍｍを
用いずに、純Ｃｅ（９９％）、純Ｌａ（９９％）および
純Ｎｄ（９９％）を用いた。

【００４６】これらの原料をステンレス（ＳＵＳ４３
０）製るつぼ内で溶解し、十分に撹拌して７５０℃に保
持した（溶解工程）。このとき、フラックスは使用せ
ず、六フッ化硫黄（ＳＦ₆）ガスを少量吹付けながら溶
解した。

【００４７】なお、最初にＳＵＳ４３０製るつぼ内でマ
グネシウム地金を溶解しておいて、そこに各種合金元素
を添加するようにしても良い。この場合は、原料調製工
程と溶解工程とを同時に行うことになる。

【００４８】各成分組成の異なる上記溶湯を、竪型ダイ
カスト機を用いて５０×１２０×５ｍｍ板状鋳物に鋳造
した（凝固工程）。このときの冷却速度は、８０℃／ｓ
であった。（評価）上記方法により得られた板状鋳物から、２０×２０×
３ｍｍの試験片を切り出し、＃８００のＳｉＣペーパで
全面研磨を行った。この研磨後の試験片を、５質量％Ｎ
ａＣｌ水溶液（２５℃）へ１００時間浸漬して腐蝕試験
を行った。

【００４９】この試験片の重量を腐蝕試験前後で測定し
た。なお、試験後、試験片表面に付着した腐食生成物
は、２０％酸化クロム水溶液にて除去した。その重量変
化から各試験片毎の腐蝕速度（ｍｇ／（ｃｍ２・ｄａ
ｙ））を算出した。この腐蝕速度を表１に併せて示し
た。

【００５０】なお、試料Ｎｏ．Ｃ１２は、一般的な鋳造
用アルミニウム合金であるＪＩＳＡＤＣ１２合金製試験
片について、同様に腐蝕試験を行った結果を参考に示し
たものである。試料Ｎｏ．１〜１５は、腐蝕速度がアルミダイキャス
ト品（試料Ｎｏ．Ｃ１２）の０．１１（ｍｇ／（ｃｍ２
・ｄａｙ））より遙かに小さく、非常に耐蝕性に優れる
ことが解る。

【００５１】Ｍｍを配合した試料はＣｅおよびＬａの両
方を含むが、試料Ｎｏ．１４、１５はそれらの一方しか
含まない。しかし、ＣｅかＬａの少なくとも一方を含め
ば、十分に耐蝕性が向上していることが解る。一方、
Ｒ．Ｅ．であっても、Ｎｄのみを含む試料Ｎｏ．Ｃ９
は、図１で示したように耐蝕性が向上しなかった。ま
た、試料Ｎｏ．Ｃ７、Ｃ８から解るように、ＣｅやＬａ
を含まないか、それらが極微量であると、耐蝕性の向上
は殆ど望めない。

【００５２】また、試料Ｎｏ．Ｃ１０のようにＡｌの含
有量が少なかったり、試料Ｎｏ．Ｃ１１のようにＭｎの
含有量が少なかったりしても、同様に耐蝕性の向上は望
めない。上記試料Ｎｏ．２と試料Ｎｏ．Ｃ７とを、５％ＮａＣ
ｌ水溶液に約２５０時間浸漬後、各試験片表面に付着し
た腐食生成物を酸化クロム水溶液で除去した後のの表面
観察写真を図７（ａ）および（ｂ）に示した。なお、こ
のときの各試験片の大きさは２０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍ
ｍとした。

【００５３】試料Ｎｏ．Ｃ７のマグネシウム合金の場
合、試験片が線状または網目状に局部的な腐蝕を示して
いることが図７（ｂ）から解る。一方、試料Ｎｏ．２の
マグネシウム合金の場合、そのような腐蝕形態は観られ
ず、均一的な腐蝕を示していることが図７（ａ）から解
る。従って、両者の腐蝕メカニズムが明らかに異なると
思われ、本発明に係るマグネシウム合金によると、従来
の線状または網目状の局部的な腐蝕が抑制されているこ
とが明かである。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、特別な防蝕処理を施す
までもなく、耐蝕性に優れたマグネシウム合金が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】含有する希土類元素（Ｒ．Ｅ．）と腐蝕速度と
の関係を示す棒グラフである。

【図２】Ｒ．Ｅ．の含有量と腐蝕速度との関係を示すグ
ラフであり、同図（ａ）は（Ｃｅ＋Ｌａ）量との関係を
示し、同図（ｂ）はＭｍ量との関係を示す。

【図３】Ｍｎの含有量と腐蝕速度との関係を示すグラフ
である。

【図４】Ａｌの含有量と腐蝕速度との関係を示すグラフ
である。

【図５】Ｚｎの含有量と腐蝕速度との関係を示すグラフ
である。

【図６】冷却速度と腐蝕速度との関係を示す棒グラフで
ある。

【図７】マグネシウム合金の腐蝕試験後の様子を示す写
真であり、同図（ａ）は本発明に係るマグネシウム合金
のものであり、同図（ｂ）は従来のマグネシウム合金の
ものである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９２Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９２Ａ (72)発明者清水吉広愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者岩堀弘昭愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者金子忠孝愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体を１００質量％としたときに、１〜８質量％のアルミニウム（Ａｌ）と、０．１〜１．５質量％のマンガン（Ｍｎ）と、合計で０．１〜０．９質量％のセリウム（Ｃｅ）および
／またはランタン（Ｌａ）と、残部がマグネシウム（Ｍｇ）と不可避不純物とからなる
ことを特徴とする耐蝕性に優れた高耐蝕性マグネシウム
合金。
【請求項２】さらに、亜鉛（Ｚｎ）を１質量％以下含む
請求項１記載の高耐蝕性マグネシウム合金
【請求項３】前記Ｃｅおよび／またはＬａの合計は、
０．１５〜０．５質量％である請求項１記載の高耐蝕性
マグネシウム合金。
【請求項４】デンドライトセルサイズが５０μｍ以下の
組織からなる請求項１記載の高耐蝕性マグネシウム合
金。
【請求項５】５質量％食塩水浸漬試験による腐蝕速度が
０．１ｍｇ／（ｃｍ²・ｄａｙ）以下である請求項１記
載の高耐蝕性マグネシウム合金。
【請求項６】全体を１００質量％としたときに、Ａｌを
１〜８質量％、Ｍｎを０．１〜１．５質量％、Ｃｅおよ
び／またはＬａを合計で０．１〜０．９質量％、残部を
Ｍｇおよび不可避不純物とする原料調製工程と、該原料調製工程後の原料を溶解する溶解工程と、該溶解工程後の溶湯を冷却して凝固させる凝固工程と、からなることを特徴とする高耐蝕性マグネシウム合金の
製造方法。
【請求項７】前記原料調製工程は、ミッシュメタル（Ｍ
ｍ）を前記Ｃｅおよび／またはＬａの原料として用いる
工程である請求項６記載の高耐蝕性マグネシウム合金の
製造方法。
【請求項８】前記凝固工程は、冷却速度を２℃／ｓ以上
とする工程である請求項６記載の高耐蝕性マグネシウム
合金の製造方法。