[发明专利]由镁合金构成的线状体、螺栓、螺帽和垫圈

说明书

技术领域

本发明涉及由镁合金构成的线状体、以及各自由所述线状体制成的螺栓、螺帽和垫圈。更特别地，本发明涉及由镁合金构成的线状体，其具有优异的耐热性和塑性加工性并且适合用作紧固部件如螺栓用材料。

背景技术

镁合金比铝轻并且具有比钢和铝更高的比强度和比刚度。因此，已经考虑使用镁合金作为用于各种构造元件如飞机部件、车辆部件、和电子/电气制品的壳体的材料。

例如，专利文献1提出使用镁合金作为螺钉用材料。专利文献1公开了通过对由镁合金构成的线(线状体)进行诸如锻造加工和辊轧加工的螺钉用塑性加工来制造螺钉，所述线通过将挤出材料拉伸而获得。

可使用紧固部件如螺钉和螺栓将金属元件相互紧固。在这种情况下，如果金属元件和紧固部件由不同种金属构成，或者如果紧固部件如螺栓和螺帽由不同种金属构成，则存在可能在不同金属之间发生电腐蚀，或者在高温环境中紧固状态可能因为热膨胀量之差而松弛的担忧。因此，当通过紧固部件将由镁合金构成的元件相互紧固时，优选地，使用也由镁合金构成的紧固部件，从而能够防止电腐蚀的发生或紧固状态的松弛。另外，当通过使用由金属构成的线状体作为材料并对所述材料进行塑性加工而制造紧固部件如螺栓时，实现期望的优异的生产率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-048278号公报

发明内容

技术问题

然而，至今为止，没有考虑具有优异耐热性和适用于紧固部件如螺栓用材料的塑性加工性的由镁合金构成的线状体。

某些部件如飞机部件和车辆部件在高温环境下使用。因此，由镁合金构成的紧固部件也要求具有优异的耐热性，并且因此，作为紧固部件用材料的线状体也要求具有优异的耐热性。

另一方面，镁合金在室温（典型地约20℃）下具有差的塑性加工性。因此，如专利文献1中所述，通过将由镁合金构成的材料加热至实现高塑性加工性的温度而进行塑性加工。在此，例如，可考虑向镁合金中添加具有优异耐热性的元素而提高线状体的耐热性。然而，添加元素的量的增加倾向于降低塑性加工性。即使如上所述在塑性加工时对材料进行加热，也可能在塑性加工期间在材料中发生破裂等，从而导致紧固部件的生产率下降。

因此，本发明的目的是提供一种在耐热性和塑性加工性方面优异的由镁合金构成的线状体。本发明的另一目的是提供具有优异耐热性的螺栓、螺帽和垫圈。

解决问题的手段

本发明人已经发现，作为以特定范围将Ca和Zn包含到镁合金中的结果，Ca和Zn彼此相互作用而提高耐热性。另外，本发明人发现，通过以特定范围中的量将Ca和Zn包含到镁合金中，可减少由在由镁合金构成的线状体中包含添加元素而造成的塑性加工性的下降；并且由具有特定组成的镁合金构成的线状体可具有足以通过塑性加工制造螺栓等的塑性加工性。基于上述发现实现了本发明。

根据本发明，线状体由镁合金构成，所述镁合金包含0.1质量%以上且6质量%以下的Zn，大于0.4质量%且4质量%以下的Ca，并且余量为Mg和不可避免的杂质，其中，当在150℃的温度、75MPa的应力和100小时的保持时间的条件下对所述线状体进行蠕变试验时，蠕变应变为1.0%以下。

本发明的由镁合金构成的线状体具有以特定范围包含Ca和Zn的特定组成，并且因此，当进行蠕变试验时，其具有1.0%以下的小的蠕变应力，因此表现出优异的蠕变特性。因此，本发明的线状体具有优异的耐热性。另外，因为本发明的线状体具有特定组成，所以其具有优异的塑性加工性，并且可通过包括塑性加工的制造步骤令人满意地制造紧固部件如螺栓、螺帽或垫圈。因此，本发明的线状体可适合用作紧固部件用材料，并且此外，可适合用作进行各种塑性加工操作的二次制品用材料。另外，因为可通过材料除去量少(材料损失少)的塑性加工制造紧固部件，所以通过使用本发明的线状体作为材料，可以以高生产率制造紧固部件。

另外，由本发明的线状体获得的紧固部件，即，通过对本发明的线状体进行塑性加工而获得的本发明的螺栓、本发明的螺帽或本发明的垫圈具有优异的耐热性。因此，通过使用本发明的螺栓、本发明的螺帽或本发明的垫圈，预期即使在高温环境中使用，也长期地维持牢固的紧固状态。特别地，因为本发明的螺栓具有优异的耐热性，所以即使在高温环境中使用，也能提高螺栓的轴向力，并且因此能够维持牢固的紧固状态。

以下将更详细地说明本发明。

在本发明的线状体中，耐热性随蠕变应力减小而提高。因此，蠕变应力优选为0.8%以下，并且特别是0.5%以下。