KR100510056B1 - Production technology of magnesium alloy slurries for semi-solid near-net shaping - Google Patents

Production technology of magnesium alloy slurries for semi-solid near-net shaping Download PDF

Info

Publication number
KR100510056B1
KR100510056B1 KR10-2002-0062977A KR20020062977A KR100510056B1 KR 100510056 B1 KR100510056 B1 KR 100510056B1 KR 20020062977 A KR20020062977 A KR 20020062977A KR 100510056 B1 KR100510056 B1 KR 100510056B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnesium alloy
magnesium
solid
temperature
liquid
Prior art date
Application number
KR10-2002-0062977A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040033746A (en
Inventor
변지영
권순일
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR10-2002-0062977A priority Critical patent/KR100510056B1/en
Publication of KR20040033746A publication Critical patent/KR20040033746A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100510056B1 publication Critical patent/KR100510056B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002Castings of light metals
    • B22D21/007Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/12Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 마그네슘 합금의 반응고 성형시 필요한 마그네슘 합금 슬러리를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 액상의 마그네슘 합금을 고상/액상 공존영역까지 냉각할 때 미리 생성되는 고상의 정출물을 마그네슘 초정의 핵생성 위치로 활용함으로써 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리를 간단하게 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리의 제조 방법은, 고상의 마그네슘 합금을 가열하여 단상의 액상 마그네슘을 형성하는 단계; 상기 단상의 액상 마그네슘 합금을 액상선 온도까지 냉각하여 고상 정출물을 형성하는 단계; 및 상기 고상 정출물을 함유한 액상 마그네슘 합금을 상기 액상선 온도와 고상선 온도 사이의 온도까지 냉각하여 상기 고상 정출물을 접종제로 하여 마그네슘 초정을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리의 제조 방법을 이용하면, 냉각속도, 마그네슘 합금에 포함되는 합금원소의 함량, 고상-액상 공존 온도에서의 유지시간 등의 간단한 공정 변수의 제어만으로 구형의 미세한 마그네슘 초정이 액상 내에 균일하게 분포된 상태의 양질의 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리를 제조할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a magnesium alloy slurry required for reaction solidification of a magnesium alloy, and more particularly, the solid phase crystallized in advance when the liquid magnesium alloy is cooled to a solid / liquid coexistence zone. The present invention relates to a method for easily preparing a magnesium alloy slurry for reaction solidification by utilizing as a nucleation site. Method for producing a magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention comprises the steps of heating the solid magnesium alloy to form a single phase liquid magnesium; Cooling the single-phase liquid magnesium alloy to a liquidus temperature to form a solid crystal; And cooling the liquid magnesium alloy containing the solid crystal to a temperature between the liquidus temperature and the solidus temperature to form a magnesium primary by using the solid crystal as an inoculant. When using the method for producing a magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention, the spherical shape of the spherical particles is controlled by simple process variables such as the cooling rate, the content of the alloying elements included in the magnesium alloy, and the holding time at the solid-liquid coexistence temperature. It is possible to prepare a high-quality reaction high-molding magnesium alloy slurry in a state in which fine magnesium crystals are uniformly distributed in the liquid phase.

Description

반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리 제조방법{PRODUCTION TECHNOLOGY OF MAGNESIUM ALLOY SLURRIES FOR SEMI-SOLID NEAR-NET SHAPING}Production Method of Magnesium Alloy Slurry for Reaction Molding {PRODUCTION TECHNOLOGY OF MAGNESIUM ALLOY SLURRIES FOR SEMI-SOLID NEAR-NET SHAPING}

본 발명은 마그네슘 합금의 반응고 성형시 필요한 마그네슘 합금 슬러리를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 액상의 마그네슘 합금을 고상/액상 공존영역까지 냉각할 때 미리 생성되는 고상의 정출물을 마그네슘 초정의 핵생성 위치로 활용함으로써 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리를 간단하게 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a magnesium alloy slurry required for reaction solidification of a magnesium alloy, and more particularly, the solid phase crystallized in advance when the liquid magnesium alloy is cooled to a solid / liquid coexistence zone. The present invention relates to a method for easily preparing a magnesium alloy slurry for reaction solidification by utilizing as a nucleation site.

반응고 성형(semi-solid forming)이란, 반고상 금속의 유변학적(rheology) 특성인 의가소성(pseudoplastic)과 딕소트로픽(thixotropy) 특성을 이용하여 반고상의 모재를 성형/가공하는 것으로, 매우 낮은 응력으로도 모재의 변형 및 성형이 가능한 장점이 있다.Semi-solid forming is the use of pseudoplastic and thixotropy properties, which are the rheological properties of semi-solid metals, to form and process semi-solid substrates with very low stress. Also there is an advantage that the deformation and molding of the base material can be.

이러한 반응고 성형에는, 용탕의 냉각 도중 형성된 반고상 슬러리를 직접 성형 가공하는 레오성형(rheo-forming)과, 고상 금속을 고상/액상 공존영역으로 재가열한 후 성형 가공하는 기술인 딕소성형(thixo-forming)이 있다. 상기 레오성형에 있어서, 액상의 합금으로부터 직접 제조되는 고상/액상 공존 영역의 원재료를 슬러리라 부른다.Such reaction solidification includes rheo-forming for directly forming a semi-solid slurry formed during cooling of a molten metal, and thixo-forming, which is a technique for re-heating a solid metal into a solid / liquid coexistence region. There is). In the above Leo molding, the raw material of the solid / liquid coexistence region produced directly from the liquid alloy is called a slurry.

상기 레오성형의 원자재로 쓰이는 슬러리 내의 고상은, 성형성의 측면에서, 가능한한 구형의 미세한 입자인 것이 바람직하다. 또한, 슬러리는 가압 성형에 적합한 액상 분율을 가져야 하고, 슬러리의 액상 분율은 고상/액상 공존영역의 온도에 의하여 적절히 조절될 수 있다.From the standpoint of formability, the solid phase in the slurry used as the raw material for the Leo molding is preferably as spherical fine particles as possible. In addition, the slurry must have a liquid phase fraction suitable for pressure molding, and the liquid phase fraction of the slurry can be appropriately controlled by the temperature of the solid / liquid coexistence region.

JP 249923/1997에 따르면, 반응고 성형시 마그네슘 초정의 크기는 가능한 한 작고, 그 형상은 가능한 구형일 것이 요구된다고 하면서, 통상의 반응고 성형에서는 초정의 평균 크기는 200㎛를 넘지 않는 것이 좋고, 또한 300㎛ 이상의 수지상과 같은 부정형의 초정이 발생하지 않는 것이 좋다고 보고하고 있다 .According to JP 249923/1997, the size of magnesium tablets is preferably as small as possible in reaction solidification, and the shape is required to be as spherical as possible. In normal reaction solidification, the average size of primary crystals should not exceed 200 µm, In addition, it is reported that irregular crystals such as dendritic phases of 300 µm or more should not occur.

마그네슘 초정이 고상으로 존재하는 레오성형용 고/액 공존 마그네슘 합금 슬러리를 제조하는 방법에 관한 종래 기술로서 다음과 같은 것들이 알려져 있다.The following are known as the prior art regarding the manufacturing method of the solid / liquid coexisting magnesium alloy slurry for Leo molding in which a magnesium primary tablet exists as a solid phase.

(1) 액상선온도(AZ91의 경우 598℃)에 대한 과열도, 즉, 용탕과열도가 300℃ 미만인 AZ91 마그네슘 합금 용탕을 그 합금의 융점보다 낮게 유지된 어떤 치구(jig)에 접촉시킨 후 이를 일정부피의 용기 내에 주입하여 소정의 액상율을 나타내는 온도까지 냉각하여 5초-60분간 유지하는 것에 의해 액중에 미세한 초정을 당 합금중에 정출시켜 마그네슘 합금 슬러리를 제조하는 방법 (JP 076051/1997).(1) A AZ91 magnesium alloy molten metal having a superheat degree of liquidus temperature (598 ° C for AZ91), that is, a melt superheat of less than 300 ° C, is brought into contact with a jig that is kept below the melting point of the alloy. A method of preparing a magnesium alloy slurry by crystallizing a fine tablet in a sugar alloy by injecting it into a container of a predetermined volume, cooling it to a temperature showing a predetermined liquidity rate, and maintaining it for 5 seconds to 60 minutes (JP 076051/1997).

(2) 액상선온도(AZ91의 경우 598℃)에 대한 과열도, 즉, 용탕과열도가 100℃ 미만인 AZ91 마그네슘 합금 용탕을, 치구의 사용없이 그 합금의 융점보다 낮게 유지된 일정부피의 용기 내에 주입하여 소정의 액상율을 나타내는 온도까지 냉각하여 5초-60분간 유지하는 것에 의해 액중에 미세한 초정을 당 합금중에 정출시켜 마그네슘 합금 슬러리를 제조하는 방법 (JP 087770/1997).(2) AZ91 magnesium alloy molten metal having a superheat degree of liquidus temperature (598 ° C for AZ91), that is, a melt superheat of less than 100 ° C, in a container of a constant volume maintained below the melting point of the alloy without the use of jig; A method of preparing a magnesium alloy slurry by crystallizing fine crystals in a sugar alloy in a liquid by injecting, cooling to a temperature showing a predetermined liquidity rate, and maintaining the mixture for 5 seconds to 60 minutes (JP 087770/1997).

(3) 방법(1) 및 (2)에 있어서, 치구나 용기를 진동시키거나, 치구와 용기를 동시에 진동시켜 마그네슘 초정 미세화를 촉진하는 방법.(3) The method (1) and (2), wherein the jig and the container are vibrated, or the jig and the container are vibrated at the same time to promote magnesium crystal refinement.

(4) 액상선온도(AZ91의 경우 598℃)에 대한 과열도, 즉, 용탕과열도가 50℃ 미만인 AZ91 마그네슘 합금 용탕을, 치구의 사용없이 그 합금의 융점보다 낮게 유지된 일정부피의 용기 내에 주입하여 소정의 액상율을 나타내는 온도까지 냉각하여 액중에 미세한 초정을 당 합금중에 정출시켜 마그네슘 합금 슬러리를 제조할 때, 용기 내에 진동봉을 삽입하여 냉각시 진동을 인가하는 방법 (JP 140260/1998). (4) AZ91 magnesium alloy molten metal having a superheat degree of liquidus temperature (598 ° C for AZ91), that is, a molten metal superheat of less than 50 ° C, in a volume of a container kept below the melting point of the alloy without the use of jig; Method of applying vibration during cooling by inserting a vibrating rod into a container when preparing a magnesium alloy slurry by injecting and cooling to a temperature showing a predetermined liquidity rate and crystallizing a fine tablet in a sugar alloy in a sugar alloy (JP 140260/1998) .

(5) 방법(2) 및 (4)에 있어서 마그네슘 초정의 미세화를 위해 0.005%-0.1%Sr, 또는 0.01%-1.5%Si 및 0.005%-0.1%Sr, 또는 0.05-0.3%Ca을 첨가시킨 마그네슘 합금을 사용하는 방법.(5) In the methods (2) and (4), 0.005% -0.1% Sr, or 0.01% -1.5% Si and 0.005% -0.1% Sr, or 0.05-0.3% Ca were added to refine the magnesium primary tablet. How to use magnesium alloy.

상기 방법들은 어떤 냉각방법을 선택하느냐에 따라 용탕 과열도의 허용치가 달라짐을 보여 준다. 즉, 강제 냉각능력이 클수록 용탕 과열도 허용치가 커짐을 알 수 있다. 상기의 방법들의 경우, 치구, 용기, 진동봉 등과 접촉하여 생성된 마그네슘 초정을 마그네슘 합금 액상중에 어떠한 방법으로 균일하게 분산시켜 고/액 공존영역까지 냉각시키느냐가, 구형의 마그네슘 초정이 균일하게 분산된 양질의 레오성형용 슬러리를 제조하는 핵심임을 알 수 있다. The above methods show that the tolerance of the melt superheat varies according to which cooling method is selected. That is, it can be seen that the greater the forced cooling capacity, the larger the allowable melt superheat. In the above methods, the magnesium primary produced in contact with the jig, container, vibrating rod, etc. is uniformly dispersed in the magnesium alloy liquid phase and cooled to the solid / liquid coexistence area. It can be seen that the key to producing a high-quality Leo molding slurry.

상기 특허에 개시된 장치를 이용한 최근의 연구(H. Kaufmann and P.J. Uggowitzer, "Fundamentals of the new rheocasting process for magnesium alloys", Advanced Engineering Materials, vol. 3, no. 12 (2001) pp. 963-967.)에 의하면 마그네슘 합금 액상을 직접 철제 용기에 주입(pouring)하여 양질의 마그네슘 합금 슬러리를 제조하기 위해서는, 용기의 벽면에서 생성된 초정이 구형으로 성장하게 하기 위해서는 조성적과냉(constitutional supercooling)이 일어나지 않도록 냉각속도를 잘 제어해야 한다고 보고하고 있다. 또한, 용탕 과열도가 큰 경우에는 용기 벽면에서 초정이 생성되지 않기도 하고 초정이 생성된다 하더라도 용기 내부에서 사라지게 되므로, 용탕 과열도는 10-20℃ 정도로 낮게 하는 것이 바람직하다고 보고하고 있다.Recent studies using the devices disclosed in this patent (H. Kaufmann and PJ Uggowitzer, "Fundamentals of the new rheocasting process for magnesium alloys", Advanced Engineering Materials, vol. 3, no. 12 (2001) pp. 963-967. In order to produce a good magnesium alloy slurry by pouring the magnesium alloy liquid directly into the steel container, to prevent the constitutional supercooling to occur in order to allow the primary cell produced on the wall of the container to grow spherically. It is reported that the cooling rate should be well controlled. In addition, it is reported that when the superheat degree of molten metal is large, no primary crystal is generated on the wall of the container and disappears inside the container even when the primary crystal is generated.

따라서, 이상의 방법은 마그네슘 초정의 생성속도 및 용해속도를 적절히 제어해야 하고, 이를 위해 마그네슘 합금 용탕으로부터 고/액 공존역까지의 냉각패턴을 정밀하게 제어해야 하는 문제가 있다.Therefore, the above method has to properly control the production rate and dissolution rate of the magnesium primary tablet, there is a problem to precisely control the cooling pattern from the magnesium alloy molten metal to the solid / liquid coexistence zone.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 구형의 미세한 마그네슘 초정이 액상 내에 균일하게 분포된 상태의 양질의 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리를 간단한 공정 제어만으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method for producing a high-quality reaction solid moldable magnesium alloy slurry in a state in which spherical fine magnesium crystals are uniformly distributed in a liquid phase with only simple process control.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 액상의 마그네슘 합금 내에 고상의 정출물을 먼저 생성하고, 상기 고상의 정출물을 마그네슘 초정의 접종제로 활용함으로써, 간단하게 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리를 제조할 수 있는 방법을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention, by producing a solid crystals in the liquid magnesium alloy first, and using the solid crystals as the inoculum of magnesium primary tablets, thereby simply preparing a magnesium alloy slurry for reaction molding Provide a way to do it.

본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리의 제조방법은, 고상의 마그네슘 합금을 가열하여 단상의 액상 마그네슘을 형성하는 단계; 상기 단상의 액상 마그네슘 합금을 액상선 온도까지 냉각하여 고상 정출물을 형성하는 단계; 및 상기 고상 정출물을 함유한 액상 마그네슘 합금을 상기 액상선 온도와 고상선 온도 사이의 온도까지 냉각하여 상기 고상 정출물을 접종제로 하여 마그네슘 초정을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.Method for producing a magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention comprises the steps of heating the solid magnesium alloy to form a single phase liquid magnesium; Cooling the single-phase liquid magnesium alloy to a liquidus temperature to form a solid crystal; And cooling the liquid magnesium alloy containing the solid crystal to a temperature between the liquidus temperature and the solidus temperature to form a magnesium primary by using the solid crystal as an inoculant.

본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리 제조방법의 실시예에서, 상기 슬러리내 마그네슘 초정의 크기는, 고상 정출물로 석출되는 합금 원소의 함량에 의하여 조절될 수 있다. 이 경우 상기 합금 원소의 함량의 하한은 마그네슘 초정의 접종제로 작용하는 고상 정출물의 비율을 고려하여 결정되고, 그 상한은 고상 마그네슘 합금을 단상의 액상 마그네슘으로 용융하는 과정에서 마그네슘의 산화 손실을 고려하여 결정된다.In an embodiment of the method for preparing a magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention, the size of the magnesium tablet in the slurry may be controlled by the content of the alloying element precipitated as a solid crystal. In this case, the lower limit of the content of the alloying element is determined in consideration of the ratio of solid phase crystallization acting as the inoculum of magnesium primary, and the upper limit thereof in consideration of the oxidation loss of magnesium in the process of melting the solid magnesium alloy into single phase liquid magnesium. Is determined.

본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리 제조방법에 관한 다른 실시예에서, 상기 슬러리내 마그네슘 초정의 크기는, 액상의 마그네슘 합금을 액상선 온도까지 냉각하는 속도에 의하여 조절될 수 있다. 냉각속도가 증가하면 마그네슘 초정의 불균일 핵생성자리로 이용되는 고상정출물의 핵생성밀도가 증가한다. 이로 인해 슬러리내 마그네슘 초정의 크기는 감소하게 된다. 이러한 이유로 상기 냉각 속도는 원리적인 측면에서 어떤 임계치 이상이면 족하다. 반대로 냉각속도가 감소하게 되면 생성되는 고상 정출물의 크기가 증가하여 그 수가 감소하게 된다. 또한 고상정출물의 밀도는 마그네슘 합금 액상의 밀도보다 3 배정도 커, 마그네슘 합금 액상 내에서 형성된 고상 정출물은 용기의 저부로 밀도차에 의해 침강하게 된다. 뿐만 아니라 냉각속도 감소에 따라 생성된 고상 정출물의 액상내 체류시간이 증가하게 되어, 마그네슘 초정이 생성되는 액상선 온도에 달하기 전에 다량의 고상 정출물이 용기 저부로 침강하여 침강된 고상 정출물은 접종제로서의 효력을 상실하게 된다. 이를 고려하여 양질의 슬러리를 얻기 위해서는 특정의 냉각속도 이상으로 마그네슘 합금 액상을 냉각하여야 한다. In another embodiment of the method for preparing a magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention, the size of the magnesium primary in the slurry may be controlled by the rate of cooling the liquid magnesium alloy to the liquidus temperature. Increasing the cooling rate increases the nucleation density of the solid phase crystals used as a heterogeneous nucleation site of magnesium primary. This reduces the size of the magnesium primary in the slurry. For this reason, the cooling rate should be above a certain threshold in principle. On the contrary, when the cooling rate decreases, the size of solid crystals produced increases and the number decreases. In addition, the density of the solid phase precipitate is about three times greater than the density of the magnesium alloy liquid phase, the solid crystal formed in the magnesium alloy liquid phase is settled by the density difference to the bottom of the container. In addition, the residence time in the liquid phase of the solid crystals produced by the decrease in the cooling rate increases, so that a large amount of solid crystals settled to the bottom of the vessel before reaching the liquidus temperature at which magnesium crystals are formed. It will lose its effectiveness as an inoculum. In consideration of this, in order to obtain a good slurry, the magnesium alloy liquid phase should be cooled above a specific cooling rate.

본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리 제조방법의 실시예에서, 상기 슬러리내 마그네슘 초정의 구상화는, 상기 고상 정출물을 함유한 액상 마그네슘 합금이 상기 액상선 온도와 고상선 온도 사이에서 유지되는 시간에 의하여 조절될 수 있다. 유지시간이 증가하면 마그네슘 초정의 계면에너지를 줄이기 위해 구상화된다. In an embodiment of the method for producing a magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention, the spheroidization of magnesium primary in the slurry is such that the liquid magnesium alloy containing the solid crystal is maintained between the liquidus temperature and the solidus temperature. It can be adjusted by time. Increasing the retention time causes spheroidization to reduce the interfacial energy of the magnesium primary.

또한, 상기 슬러리 내 마그네슘 초정의 구상화는, 고상 정출물로 석출되는 합금 원소의 양을 증가시킴으로써 조절될 수 있다. 합금원소 양의 증가로 과포화도가 증가하면, 고상정출물의 핵생성이 용이해져 고상정출물의 크기가 동일한 냉각속도에서 감소하게 된다. 과포화도의 증가로 고상정출물의 양이 증가하고, 그 크기 또한 줄어들어 마그네슘 초정의 불균일 핵생성 자리수가 증가하게 되면 동일한 액상율에서 개개의 마그네슘 초정의 크기는 감소하게 된다. 고상정출물에서 불균일 핵생성된 마그네슘 초정은 초기에는 구형으로 성장하다가 나중에는 수지상으로 성장하게 된다. 개개 마그네슘 초정의 크기가 작다함은 수지상 간의 간격이 좁다는 것을 의미하므로 확산거리가 감소하여 고/액 공존 온도에서 유지시 보다 빨리 구형화된다. In addition, the spheroidization of magnesium primary tablets in the slurry can be controlled by increasing the amount of alloying elements precipitated as solid crystals. As the supersaturation increases due to the increase in the amount of alloying elements, nucleation of the solid phase crystallization is facilitated, and the size of the solid phase crystallization decreases at the same cooling rate. Increasing the supersaturation increases the amount of solid crystals and decreases the size, increasing the number of uneven nucleation sites of magnesium tablets decreases the size of individual magnesium tablets at the same liquidity. In solid phase filtrates, the uneven nucleated magnesium tablets initially grow spherical and later grow dendritic. The small size of the individual magnesium primary tablets means that the gap between dendrites is narrow, so that the diffusion distance decreases and spheronizes faster when maintained at the solid / liquid coexistence temperature.

상기 슬러리내 액상과 고상의 분율은, 상기 고상 정출물을 함유한 액상 마그네슘 합금이 상기 액상선 온도와 고상선 온도 사이의 온도까지 냉각 유지되는 온도를 조절함으로써 정량적으로 정확하게 조절될 수 있음이 알려져 있다.It is known that the fraction of the liquid phase and the solid phase in the slurry can be controlled quantitatively and precisely by controlling the temperature at which the liquid magnesium alloy containing the solid crystal is cooled to a temperature between the liquidus temperature and the solidus temperature. .

본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리 제조방법의 실시예에서, 상기 마그네슘 합금은 ASTM(미국재료표준규격)으로 AZ91, AM60, AM50, AS21, AE42 중에서 선택된 어느 하나이고, 상기 고상 정출물은 Mn을 포함하는 것일 수 있다. 상기 마그네슘 합금은 모두 3원계 이상의 합금으로써 그 구체적인 조성은 다음의 표 1과 같다. 표 1에 기재된 각 성분의 중량비를 제외한 나머지는 마그네슘으로 이루어진다.(ASM Specialty Handbook, Magnesium and Magnesium Alloys, ASM International (1999) p. 17 참조). 마그네슘 합금의 조성(중량%) 마그네슘 합금 Al Mn Zn Si 희토류 금속 AZ91 8.3-9.7 0.13-0.50 0.35-1.0 - - AM60 4.4-5.4 0.26-0.50 - - - AM50 5.5-6.5 0.13-0.60 - - - AS21 2.2 0.1 - 1.0 - AE42 4.0 0.1 - - 2.5 In an embodiment of the method for preparing a magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention, the magnesium alloy is any one selected from AZ91, AM60, AM50, AS21, and AE42 as ASTM (American Material Standard). It may include Mn. The magnesium alloys are all three or more alloys, the specific composition of which is shown in Table 1 below. Except for the weight ratios of each ingredient listed in Table 1, magnesium consists of magnesium (see ASM Specialty Handbook, Magnesium and Magnesium Alloys, ASM International (1999) p. 17). Composition of Magnesium Alloy (wt%) Magnesium alloy Al Mn Zn Si Rare earth metals AZ91 8.3-9.7 0.13-0.50 0.35-1.0 - - AM60 4.4-5.4 0.26-0.50 - - - AM50 5.5-6.5 0.13-0.60 - - - AS21 2.2 0.1 - 1.0 - AE42 4.0 0.1 - - 2.5

반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리의 제조 원리Manufacturing Principle of Magnesium Alloy Slurry

이하 본 발명에 따른 마그네슘 합금 슬러리의 제조 원리를 단계별로 설명한다.Hereinafter, the production principle of the magnesium alloy slurry according to the present invention will be described step by step.

단상의 액상 마그네슘을 형성하는 단계:Forming single phase liquid magnesium:

ASTM(미국재료표준규격)으로 Mn을 함유한 AZ91, AM60, AM50, AS21, AE42 중에서 선택된 어느 하나의 마그네슘 합금을 특정 온도 이상으로 가열하여 완전 용융시킨다. According to ASTM (American Material Standard), any one magnesium alloy selected from AZ91, AM60, AM50, AS21, and AE42 containing Mn is heated to a certain temperature and completely melted.

이 특정 온도는 단상의 액상 마그네슘 합금의 냉각 도중 고상 정출물로 석출되는 Mn의 마그네슘 합금내 함량에 따라 결정된다. 도 1은 본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리의 제조 공정에서 단계별 온도변화 과정을 나타낸다. 상기 특정 온도는 마그네슘 합금 내 Mn의 함량에 대응하는 포화온도(Tsat, 2)를 의미한다.This particular temperature is determined by the amount of Mn in the magnesium alloy that precipitates as a solid phase crystal during cooling of the single phase liquid magnesium alloy. Figure 1 shows the step-by-step temperature change process in the manufacturing process of the magnesium alloy slurry for reaction solidification according to the present invention. The specific temperature means a saturation temperature (T sat , 2) corresponding to the content of Mn in the magnesium alloy.

상술한 바와 같이, 본 발명은 Mn의 용해도 차에 의해 생성된 고상 정출물을 마그네슘 초정의 접종제(핵생성 위치)로 하여 마그네슘 합금 슬러리를 제조하는 것이므로, 상기 마그네슘 합금을 가열하여 용융시키는 온도(Tm, 1)는 상기 포화온도(Tsat, 2) 이상이 바람직하다.As described above, the present invention is to prepare a magnesium alloy slurry using a solid crystallized product produced by the difference in solubility of Mn as a magnesium primary inoculum (nucleation site), so that the magnesium alloy is heated and melted ( T m , 1) is preferably above the saturation temperature (T sat , 2).

다시 말하면, 상기 포화온도(Tsat, 2)보다 낮은 온도에서 마그네슘 합금을 용융한다면, Mn 을 함유한 고상 정출물이 액상의 마그네슘 합금 내에 이미 존재하게 된다. 고상 정출물의 밀도는 액상의 마그네슘 밀도보다 크기 때문에(예를 들면, Al8(Mn,Fe)5상의 밀도는 4.4 g/㎤로 액상 마그네슘의 밀도인 1.6 g/㎤ 보다 크다), 고상 정출물은 도가니 저부로 침강하게 되고, 이렇게 침강된 고상 정출물은 접종제로서 효력을 상실한다. 따라서, Mn을 함유한 고상 정출물이 마그네슘 초정의 접종제로 최대한 작용하기 위해서는, 상기 용융 온도(TM, 1)는 포화온도(Tsat, 2) 이상으로 하여야 한다.In other words, if the magnesium alloy is melted at a temperature lower than the saturation temperature T sat , 2, the solid crystals containing Mn are already present in the liquid magnesium alloy. Since the density of the solid crystal is larger than that of the liquid magnesium (for example, the density of the Al 8 (Mn, Fe) 5 phase is 4.4 g / cm 3 and higher than that of the liquid magnesium, 1.6 g / cm 3), It is settled to the bottom of the crucible, and this solid precipitate is lost as an inoculant. Therefore, in order for the solid crystal containing Mn to function as a magnesium primary inoculum to the maximum, the melting temperature (T M , 1) must be at or above the saturation temperature (T sat , 2).

표 2에 나타난 바와 같이, Mn을 포함한 마그네슘 합금에 있어서, 온도가 증가할수록 Mn의 포화 용해도는 증가함을 알 수 있다. 이는 역으로 마그네슘 합금내 Mn의 양이 증가할수록 마그네슘 합금을 완전 용융시키기 위한 온도가 증가함을 의미한다.As shown in Table 2, in the magnesium alloy containing Mn, it can be seen that as the temperature increases, the saturation solubility of Mn increases. This in turn means that as the amount of Mn in the magnesium alloy increases, the temperature for complete melting of the magnesium alloy increases.

마그네슘 합금별 액상내 Mn의 용해도 및 평형 정출물상.(%, 중량백분율)Solubility and equilibrium crystallization of Mn in liquid phase by magnesium alloy. (%, Weight percentage) 마그네슘합금Magnesium alloy 액상선온도(TL,℃)Liquid line temperature (T L , ℃) 650℃650 ℃ 670℃670 ℃ 690℃690 ℃ 정출물상Water prize AZ91AZ91 0.120%(598℃)* 0.120% (598 ° C) * 0.248%0.248% 0.319%0.319% 0.400%0.400% Al8(Mn,Fe)5 Al 8 (Mn, Fe) 5 AM60AM60 0.195%(615℃)* 0.195% (615 ° C) * 0.311%0.311% 0.403%0.403% 0.513%0.513% Al8(Mn,Fe)5 Al 8 (Mn, Fe) 5 AM50AM50 0.245%(620℃)* 0.245% (620 ℃) * 0.361%0.361% 0.468%0.468% 0.603%0.603% α-AlMnFeα-AlMnFe AS21AS21 0.178%(632℃)* 0.178% (632 ° C) * 0.219%0.219% 0.277%0.277% 0.341%0.341% (Mn,Fe)5Si3 (Mn, Fe) 5 Si 3 AE42AE42 0.126%(625℃)* 0.126% (625 ℃) * 0.181%0.181% 0.245%0.245% 0.326%0.326% Al8(Mn,Fe)4REAl 8 (Mn, Fe) 4 RE

삭제delete

다만, 용융 온도(TM, 1)가 과도해지면 산화성이 강한 마그네슘 합금의 산화 손실이 커지기 때문에 일정한 한계가 있다. 따라서, 이는 Mn의 함량에도 제한을 가하게 된다.However, when the melting temperature (T M , 1) is excessive, there is a certain limit because the oxidation loss of the oxidizing magnesium alloy increases. Therefore, this also limits the content of Mn.

고상 정출물을 형성하는 단계:Formation of solid crystals:

본 발명에서 마그네슘 초정의 접종제의 역할을 하는 고상 정출물의 형성은, 액상의 마그네슘 합금내에서 Mn의 온도에 따른 용해도의 차를 이용한다. In the present invention, the formation of a solid crystal that acts as an inoculant of magnesium primary tablet uses the difference in solubility according to the temperature of Mn in the liquid magnesium alloy.

도 1에서, 액상의 마그네슘 합금을 용융 온도(Tm, 1)에서 당해 합금의 액상선 온도(TL, 3)까지 냉각하면, 포화온도(Tsat, 2)와 액상선 온도(TL, 3) 사이에서 온도가 낮아짐에 따라 액상의 마그네슘 합금 내 Mn의 용해도가 감소하므로, 고상의 정출물(6)이 마그네슘 합금 액상(7) 중에 생성된다. 도 1의 5는 고상의 정출물이 형성되는 모습을 도식적으로 나타낸 그림이다.In FIG. 1, when the liquid magnesium alloy is cooled from the melting temperature (T m , 1) to the liquidus temperature (T L , 3) of the alloy, the saturation temperature (T sat , 2) and the liquidus temperature (T L , Since the solubility of Mn in the liquid magnesium alloy decreases as the temperature decreases between 3), solid crystals 6 are formed in the magnesium alloy liquid phase 7. 5 of FIG. 1 is a figure which shows a figure in which the solid crystal | crystallization is formed.

표 2의 AZ91 마그네슘 합금을 예로 하여 설명한다. AZ91 마그네슘 합금의 경우, 액상선 온도(598℃)에서 Mn 용해도는 0.12%이나, 온도가 690℃까지 상승하면 Mn 용해도는 0.4%까지 증가한다. 따라서, 0.4%의 Mn을 함유한 AZ91 합금이 690℃보다 높은 온도에서 용해된 후 냉각될 때, 액상의 AZ91 합금 온도가 690℃ 보다 낮아지는 순간에 과포화된 Mn이 액상의 AZ91 합금 내에 정출하게 된다. 액상의 AZ91 합금을 더 냉각하여 액상선 온도에 이르면 이 온도에서의 Mn 용해도는 0.12% 이므로, 0.28% Mn에 해당하는 Mn이 용해도 차에 의해 정출하게 된다. It demonstrates using the AZ91 magnesium alloy of Table 2 as an example. For AZ91 magnesium alloy, Mn solubility is 0.12% at liquidus temperature (598 ° C), but Mn solubility increases to 0.4% as the temperature rises to 690 ° C. Therefore, when the AZ91 alloy containing 0.4% of Mn is dissolved at a temperature higher than 690 ° C. and then cooled, the supersaturated Mn is crystallized in the liquid AZ91 alloy when the liquid AZ91 alloy temperature is lower than 690 ° C. . When the liquid AZ91 alloy is further cooled to reach the liquidus temperature, the Mn solubility at this temperature is 0.12%, so Mn corresponding to 0.28% Mn is determined by the difference in solubility.

표 2에서 보여지는 바와 같이, 과포화된 Mn이 정출할 때는 순수한 고상 Mn이 생성되는 것이 아니고, Al8(Mn,Fe)5상으로 정출하게 된다. 고상 정출물의 상은 합금의 종류에 따라 정해진다.As shown in Table 2, when supersaturated Mn is crystallized, pure solid Mn is not produced, but is crystallized to Al 8 (Mn, Fe) 5 phase. The phase of the solid crystal is determined according to the type of alloy.

상기 예에서 고상 정출물의 양은 주로 과포화된 Mn의 양에 의해서 결정된다. 왜냐하면, 통상의 마그네슘 다이 캐스팅 합금 내에 Fe 함량이 50 ppm 이하이기 때문에(ASTM B-94), 이는 상기 예에서 Mn의 함량변화인 0.28%의 약 1.8% 정도 밖에 되지 않기 때문이다. 따라서, 과포화된 Fe에 의해 생성되는 Al8(Mn,Fe)5상의 정출물 양은 무시할 수 있다. 한편, Al8(Mn,Fe)5 상내 Al의 농도는 중량백분율로 44%에 해당하므로 Mn의 0.28%변화에 의해 Al은 0.22%의 변화가 생긴다. 즉, 과포화된 Mn의 석출로 마그네슘 합금내 Al의 함량이 0.22% 감소하게 된다. 이 정도 Al 함량이 변화더라도 ASTM B-94 마그네슘 합금 성분 규격을 만족시킬 수 있어 반응고 공정으로 제조된 마그네슘 합금 부품의 물성을 변화시키지는 않는다.The amount of solid crystallization in this example is mainly determined by the amount of supersaturated Mn. This is because the Fe content in a typical magnesium die casting alloy is 50 ppm or less (ASTM B-94), because it is only about 1.8% of 0.28% of the Mn content change in the above example. Thus, the amount of crystallized Al 8 (Mn, Fe) 5 phase produced by supersaturated Fe can be ignored. On the other hand, since the concentration of Al in the Al 8 (Mn, Fe) 5 phase corresponds to 44% by weight percentage, Al is changed by 0.22% by 0.28% of Mn. That is, the precipitation of supersaturated Mn reduces the content of Al in the magnesium alloy by 0.22%. This change in Al content can satisfy the ASTM B-94 magnesium alloy component specification, and does not change the properties of magnesium alloy components manufactured by the reaction solidification process.

일정량의 고상 정출물이 석출될 때, 고상 정출물의 입자 크기가 작을수록 마그네슘 초정의 핵생성 위치, 즉 고상 정출물의 수는 증가하게 된다. 따라서, 고상 정출물의 크기가 작을수록 마그네슘 초정의 입자 크기도 작아지게 된다. 고상 정출물의 크기는 포화 온도(Tsat, 2)와 액상선 온도(TL, 3) 사이에서의 냉각 속도를 제어함으로써 조절될 수 있다. 핵생성 이론에 의하면 냉각속도를 증가시키면 과포화된 합금 원소(Mn)로부터 생성되는 고상 정출물의 크기는 감소하고, 반대로 냉각 속도를 감소시키면 고상 정출물의 크기는 증가한다.When a certain amount of solid crystallization is precipitated, the smaller the particle size of the solid crystallization, the more the nucleation site of the magnesium primary tablet, i.e., the number of solid crystallization is increased. Therefore, the smaller the size of the solid crystal is, the smaller the particle size of the magnesium primary tablet is. The size of the solid crystals can be adjusted by controlling the cooling rate between the saturation temperature (T sat , 2) and the liquidus temperature (T L , 3). According to nucleation theory, increasing the cooling rate decreases the size of the solid crystal formed from the supersaturated alloying element (Mn), and conversely, decreasing the cooling rate increases the size of the solid crystal.

상기 냉각 속도는 원리적인 측면에서 어떤 임계치 이상이면 족하고, 바람직하게는 0.1℃/s 이상이면 된다. 이 보다 냉각속도가 더 감소하게 되면 전술한 바와 같이 마그네슘 합금 액상내 고상정출물의 체류시간이 증가하여 밀도차에 의한 고상정출물의 침강량이 증가하고 이로 인해 마그네슘 초정의 불균일 핵생성 자리가 감소하여 양질의 슬러리를 얻기가 어렵다. The said cooling rate should just be a certain threshold or more from a principal point of view, Preferably it should just be 0.1 degree-C / s or more. If the cooling rate is further reduced, as described above, the residence time of the solid phase crystal in the magnesium alloy liquid phase increases, so that the settling amount of the solid phase crystal due to the density difference increases, which reduces the nonuniform nucleation site of the magnesium crystals, thereby reducing the quality. It is difficult to obtain a slurry.

유사하게, 핵생성 이론에 의하면 과포화도가 클수록 핵생성은 용이하게 된다. 따라서 동일한 냉각속도가 유지된 경우 슬러리 내 마그네슘 초정의 크기를 감소시키기 위해서는 마그네슘 합금 내 합금 원소(Mn)를 증가시켜 고상 정출물의 수를 증가시킬 수 있다.Similarly, according to nucleation theory, the greater the degree of supersaturation, the easier the nucleation. Therefore, when the same cooling rate is maintained, in order to reduce the size of the magnesium primary in the slurry, it is possible to increase the number of solid crystals by increasing the alloying elements (Mn) in the magnesium alloy.

예를 들면, 0.4%의 Mn을 함유한 AZ91 합금에서는 5g의 Al8(Mn,Fe)5상이 1kg의 AZ91 합금 액상 중에 분포하나, 0.22%의 Mn을 함유한 AZ91 합금에서는 1.78g의 Al8(Mn,Fe)5상이 1kg의 AZ91 합금 액상 중에 분포한다. 따라서, 냉각속도가 동일한 경우, Mn의 함량증가로 과포화도가 증가하여 고상정출물의 크기 감소가 일어나고, 뿐만 아니라 고상정출물의 양 또한 증가하므로 0.4% Mn을 함유한 AZ91 합금 슬러리 중의 마그네슘 초정의 크기는 줄어들게 된다.For example, in the AZ91 alloy containing 0.4% Mn, 5 g Al 8 (Mn, Fe) 5 phase is distributed in 1 kg AZ91 alloy liquid phase, while in the AZ91 alloy containing 0.22% Mn, 1.78 g Al 8 ( The Mn, Fe) 5 phase is distributed in 1 kg of AZ91 alloy liquid phase. Therefore, when the cooling rates are the same, the size of magnesium primary in AZ91 alloy slurry containing 0.4% Mn decreases because the amount of supernatant increases with increasing Mn content, and the amount of solid phase is also increased. do.

이상으로부터 AZ91 합금의 액상선 온도까지의 냉각속도와 AZ91 합금 내의 Mn 함량을 조절함으로써 AZ91 합금 슬러리 중 마그네슘 초정의 크기를 조절할 수 있음을 알 수 있다.From the above it can be seen that by controlling the cooling rate to the liquidus temperature of the AZ91 alloy and the Mn content in the AZ91 alloy, it is possible to control the size of the magnesium primary in the AZ91 alloy slurry.

마그네슘 초정을 형성하는 단계:Steps to Form Magnesium Candles:

본 단계에서, 상기 고상 정출물을 함유한 액상 마그네슘 합금을 상기 액상선 온도와 고상선 온도 사이의 온도까지 냉각 유지시켜 고상 정출물을 접종제로 하여 마그네슘 초정을 형성한다.In this step, the liquid magnesium alloy containing the solid crystals is cooled and maintained to a temperature between the liquidus temperature and the solidus temperature to form magnesium primary by using the solid crystals as an inoculant.

상술한 바와 같이, 도 1의 5는 액상선 온도에 Mn을 함유한 고상의 정출물(6)이 액상의 마그네슘 합금(7)에 분산되어 있는 상태를 나타낸다. 이 고상 정출물(6)을 함유한 액상 마그네슘 합금(7)을 액상선 온도(TL)와 고상선 온도(TS) 사이에 유지시키면, 마그네슘 초정(9)이 상기 Mn 또는 Zr을 함유한 고상의 정출물을 핵으로 하여 생성된다. 도 1의 8은 마그네슘 초정(9)이 상기 고상의 정출물(6)을 핵으로 하여 형성되어 액상의 마그네슘 합금(7) 내에 분산되어 있는 상태를 나타낸다.As described above, 5 in FIG. 1 shows a state in which the solid crystals 6 containing Mn at the liquidus temperature are dispersed in the liquid magnesium alloy 7. When the liquid magnesium alloy 7 containing the solid crystals 6 is kept between the liquidus temperature T L and the solidus temperature T S , the magnesium primary 9 contains Mn or Zr. It is produced by using solid crystals as nuclei. 8 of FIG. 1 shows a state in which the magnesium primary tablet 9 is formed using the solid crystals 6 as a nucleus and dispersed in the liquid magnesium alloy 7.

도 1의 상태 8에서 액상의 마그네슘 합금(7)이 갖는 비율은 마그네슘 초정(9)을 형성시키기 위해 유지하는 온도(4)를 변경시킴으로써 이론적으로 구할 수 있다(P.J. Uggowitzer and A. Wahlen, 'On the formation of eutectic phase in magnesium alloys during cooling from the semi-solid state', 6th International Conference Semi-solid processing of alloys and composites, Turin, Italy, Sep. 27-29, 2000, pp. 429-435).The ratio of the liquid magnesium alloy 7 in state 8 of FIG. 1 can be theoretically obtained by changing the temperature 4 maintained to form the magnesium primary 9 (PJ Uggowitzer and A. Wahlen, 'On the formation of eutectic phase in magnesium alloys during cooling from the semi-solid state ', 6th International Conference Semi-solid processing of alloys and composites, Turin, Italy, Sep. 27-29, 2000, pp. 429-435).

상기 마그네슘 초정(9)을 형성하는 온도(4)를 장시간 유지시키면 마그네슘 초정(9)은 계면에너지를 감소시키기 위해 구형화된다. If the temperature 4 forming the magnesium primary 9 is maintained for a long time, the magnesium primary 9 is spherical to reduce the interfacial energy.

또한, Mn의 함량을 높이면 전술한 바와 같이 짧은 유지시간에도 마그네슘 초정(9)는 쉽게 구형화된다.In addition, when the content of Mn is increased, the magnesium primary 9 can be spherically easily even in a short holding time as described above.

이상, 본 발명에 따른 용해도 차에 의한 액상의 마그네슘 합금 중의 고상 정출물 형성 원리, 정출되는 합금원소의 함량 또는 냉각속도를 제어하여 슬러리 내의 마그네슘 초정의 입자 크기를 제어하는 원리, 및 마그네슘 초정 형성 과정에서 액상율의 제어와 입자 구상화의 원리는 AZ91 합금 뿐만 아니라 표 2에 나타낸 바와 같이 AM60, AM50, AS21, AE42 합금에도 동일하게 적용될 수 있다. Above, the principle of forming solid crystals in the liquid magnesium alloy by the difference in solubility according to the present invention, the principle of controlling the particle size of magnesium crystals in the slurry by controlling the content or cooling rate of the alloy elements to be crystallized, and magnesium primary formation process The principle of control of liquidus rate and particle spheroidization can be equally applied to AM60, AM50, AS21 and AE42 alloys as shown in Table 2.

나아가, Zr을 함유한 마그네슘 합금인 EQ21, EZ33, EK41, HK31, ZE41, ZE63, ZK51, ZK61, ZK40, ZK60, QH21, QE22, WE54, WE43, 등에 있어서, 당해 마그네슘 합금에 함유된 Zr도 Mn과 마찬가지로 온도에 따른 용해도차에 의해 Zr 함유 정출물이 생성될 수 있다. 따라서, 상기와 동일한 원리로 Zr을 함유한 마그네슘 합금의 반응고 성형용 슬러리 제조에 활용할 수도 있을 것이다.Furthermore, in EQ21, EZ33, EK41, HK31, ZE41, ZE63, ZK51, ZK61, ZK40, ZK60, QH21, QE22, WE54, WE43, etc. which are magnesium alloys containing Zr, Zr also contains Mn and Similarly, Zr-containing crystals can be produced by the difference in solubility with temperature. Therefore, the same principle as described above may be utilized in the production of slurry for the reaction solidification of the magnesium alloy containing Zr.

실시예1: AZ91 마그네슘 합금 슬러리Example 1 AZ91 Magnesium Alloy Slurry

본 실시예에서 채용한 조건은 표 3과 같다. The conditions employed in this example are shown in Table 3.

AZ91 마그네슘 합금 슬러리 제조조건AZ91 Magnesium Alloy Slurry Manufacturing Conditions Mn 함량(wt.%)Mn content (wt.%) 냉각속도1) (℃/s)Cooling rate 1) (℃ / s) 용해온도 (℃)Melting temperature (℃) 유지시간2) Retention time 2) 잉여Mn3) (wt.%)Surplus Mn 3) (wt.%) 미세조직 Microstructure 0.170.17 1.51.5 670670 1 분1 minute 0.050.05 그림 2Picture 2 0.220.22 2.02.0 690690 2분 30초2 minutes 30 seconds 0.100.10 그림 3Picture 3 0.400.40 2.02.0 700700 4분4 minutes 0.280.28 그림 4Picture 4 0.400.40 0.10.1 700700 4분4 minutes 0.280.28 그림 5Picture 5 0.400.40 1.71.7 700700 60분60 minutes 0.280.28 그림 6Picture 6

삭제delete

1) 용해온도부터 액상선온도까지의 평균 냉각속도1) Average cooling rate from melting temperature to liquidus temperature

2) 고/액공존영역(580 ±3℃)에서의 AZ91 합금의 유지시간2) Holding time of AZ91 alloy in solid / liquid coexistence area (580 ± 3 ℃)

3) AZ91 합금내 Mn 함량과 액상선온도에서의 Mn 함량 (0.12wt.%)과의 차 3) Difference between Mn content in AZ91 alloy and Mn content (0.12wt.%) At liquidus temperature

먼저, 25g의 AZ91 합금을 철제 도가니에 넣고 수직관상로에서 아르곤 분위를 이용하여 용융시킨다. 본 실시예에서, AZ91 합금은 Al 9%, Zn 0.7%, Fe 30 ppm 이하를 포함하고 있다. 이 경우, 상기 용용온도는 AZ91 합금내에 존재하는 Mn을 포함하는 모든 고상 정출물이 용해될 수 있을 정도로 높아야 한다.First, 25 g of AZ91 alloy is placed in an iron crucible and melted using argon in a vertical tube furnace. In this embodiment, the AZ91 alloy contains up to 9% Al, 0.7% Zn, and 30 ppm Fe. In this case, the melting temperature should be high enough to dissolve all the solid crystals including Mn present in the AZ91 alloy.

용해가 완료되어 균일한 액상으로 된 AZ91 합금을 수직관상로 상부로 이동시킨다. 수직관상로 상부의 온도는 580℃였다. 따라서, 수직관상로 상부로 이동된 AZ91 액상은 고/액공존영역인 580±3℃까지 냉각되게 된다. 용융온도부터 액상선온도까지의 냉각속도는 0.1-2 ℃/s 범위였다. 580±3℃에서 1-60분 유지한 후 고/액공존역의 AZ91 합금을 얼음물로 급냉시킨다. The dissolution is complete and the AZ91 alloy in a uniform liquid phase is transferred upwards in a vertical column. The temperature of the upper part of the vertical tube furnace was 580 degreeC. Therefore, the AZ91 liquid phase moved to the upper part of the vertical tube is cooled to 580 ± 3 ° C., which is a solid / liquid coexistence area. The cooling rate from the melting temperature to the liquidus temperature ranged from 0.1-2 ° C./s. After holding for 1-60 minutes at 580 ± 3 ° C, AZ91 alloy in solid / liquid coexistence zone is quenched with ice water.

이러한 방법으로 제조된 AZ91 합금 슬러리의 미세조직을 도 2 내지 도 6에 나타내었다. 도 2 내지 도 6에 나타난 바와 같이, 마그네슘 초정 내부에는 Al8(Mn,Fe)5상의 정출물이 존재하고 있고, 이것은 Al8(Mn,Fe)5이 마그네슘 초정의 핵생성자리로 작용하였음을 나타낸다.The microstructure of the AZ91 alloy slurry prepared in this manner is shown in FIGS. 2 to 6. To FIG hayeoteum, magnesium Primary inside Al 8 (Mn, Fe) and present this crystallization water over 5, this Al 8 (Mn, Fe) 5 acts as a nucleation place of magnesium Primary As shown in Figures 2 to 6 Indicates.

도 2 내지 도 4는, 냉각속도가 1.5-2.0 ℃/s 범위일 때 Mn의 함량변화가 각각 0.17%, 0.22%, 0.4% 일 때 얻어진 AZ91 합금 슬러리의 미세조직이다. 도면에 나타난 바와 같이, 유사한 액상율에서 Mn의 함량이 증가함에 따라 마그네슘 초정의 크기가 줄어듦을 알 수 있다. 액상율 0.6에서, Mn의 함량이 0.17%일 때 초정 평균 크기는 110㎛, 0.22%일 때는 102㎛, 0.4%일 때는 52㎛로 Mn 함량 증가에 따라 초정 크기가 감소한다. 이는 마그네슘 초정의 핵생성 위치로 작용하는 Al8(Mn,Fe)5상의 정출물 양이 전술한 바와 같이 Mn 함량의 증가에 따라 증가했기 때문이다.2 to 4 are microstructures of the AZ91 alloy slurry obtained when the change in Mn content is 0.17%, 0.22%, and 0.4%, respectively, when the cooling rate is in the range of 1.5-2.0 ° C./s. As shown in the figure, it can be seen that the size of magnesium primary decreases as the content of Mn increases at a similar liquidity rate. At 0.6 liquidity, the initial average size is 110 μm when the Mn content is 0.17%, 102 μm at 0.22%, and 52 μm at 0.4%. This is because the amount of crystals in the Al 8 (Mn, Fe) 5 phase serving as the nucleation site of the magnesium primary increased with increasing Mn content as described above.

한편, Mn 함량이 0.17%로 낮을 때는 구상과 수지상의 마그네슘 초정이 동시에 형성되나(도 2), Mn 함량이 증가함에 따라 마그네슘 초정은 구상화되어 반응고 성형에 유리하게 된다. Mn 함량의 증가로 과포화도가 증가하여 마그네슘 초정의 불균일 핵생성 자리수가 증가하게 되면 동일한 액상율에서 개개의 마그네슘 초정의 크기는 감소하게 된다. 이로 인해 개개 마그네슘 초정의 수지상 간의 간격이 좁아져 확산거리가 감소하여 고/액 공존 온도에서 유지시 보다 빨리 구상화된다. On the other hand, when the Mn content is low as 0.17% spherical and dendritic magnesium crystals are formed at the same time (Fig. 2), as the Mn content increases, magnesium primary crystals are spheroidized, which is advantageous for reaction molding. As the supersaturation increases due to the increase in Mn content and the heterogeneous nucleation sites of the magnesium tablet increase, the size of the individual magnesium tablet decreases at the same liquid rate. This narrows the spacing between the dendritic phases of the individual magnesium primary tablets, reducing the diffusion distance and forming more quickly when maintained at the solid / liquid coexistence temperature.

도 5는 Mn의 함량이 0.4%일 때 냉각속도를 0.1 ℃/s로 낮춘 상태에서 얻어진 AZ91 합금 슬러리의 미세조직을 나타낸다. 도 5에 따르면, 냉각속도가 2.0 ℃/s인 도 4의 경우에 비해 초정 크기가 증가하고, 형상도 수지상이 많이 함유되어 있음을 알 수 있다. 냉각속도의 감소로 마그네슘 합금 액상내 고상정출물의 체류시간이 증가한다. 밀도차에 의한 고상정출물의 침강량이 증가하고 이로 인해 마그네슘 초정의 크기가 증가하며 수지상이 발달하게 된다.Figure 5 shows the microstructure of the AZ91 alloy slurry obtained at a cooling rate lowered to 0.1 ℃ / s when Mn content of 0.4%. According to Figure 5, compared with the case of Figure 4, the cooling rate is 2.0 ℃ / s increased the primary size, it can be seen that the shape also contains a lot of dendritic. The decrease in cooling rate increases the residence time of solid phase crystals in the magnesium alloy liquid phase. The sedimentation amount of solid phase precipitate due to the density difference increases, which increases the size of magnesium primary tablet and develops the dendritic phase.

도 6은 Mn 함량이 0.4%이고 냉각속도가 2.0 ℃/s일 때, 고/액 공존역인 580 ±3℃에서 60분간 유지했을 때의 AZ91 합금 슬러리 미세조직이다. 도 6에 따르면, 유지시간이 4분인 도 4에 비해 초정크기는 52㎛에서 105㎛로 증가하였으나 초정이 보다 구상화 되었음을 알 수 있다.FIG. 6 is a AZ91 alloy slurry microstructure when the Mn content is 0.4% and the cooling rate is 2.0 ° C./s, and is maintained at 580 ± 3 ° C. for 60 minutes in a solid / liquid coexistence range. According to Figure 6, compared with Figure 4, the retention time is 4 minutes, the initial tablet size increased from 52㎛ 105㎛ it can be seen that the tablet is more spherical.

상술한 바와 같이, 반응고 성형시 마그네슘 초정의 크기는 가능한 한 작고, 그 형상은 가능한 구형일 것이 요청되나 통상의 반응고 성형에서는 초정의 평균 크기는 200㎛를 넘지 않는 것이 좋고, 또한 300㎛ 이상의 수지상과 같은 부정형의 초정이 발생하지 않는 것이 좋다고 알려져 있다(JP 249923/1997). As described above, it is desired that the size of magnesium tablets is as small as possible and that the shape is as spherical as possible in reaction solidification, but in normal reaction solidification, the average size of primary solids should not exceed 200 µm, and more than 300 µm. It is known that it is preferable that irregular amorphous crystals such as dendritic phase do not occur (JP 249923/1997).

본 실시예에 따른 AZ91 합금 슬러리 제조에 있어서, Mn 함량은 0.17% 이상, 냉각속도는 0.1 ℃/s 이상으로 하였을 때 상기 JP 249923/1997에 기재된 기준에 부합할 수 있었다. 표 3에 나타난 바와 같이, 0.17%의 Mn을 함유한 AZ91 합금을 액상선 온도까지 냉각하면, 0.05%의 잉여 Mn에 의해 AZ91 합금 1 kg당 0.9 g의 Al8(Mn,Fe)5상의 정출물이 마그네슘 합금 액상 중에 생성된다. AZ91 합금 1 kg당 0.9 g의 Al8(Mn,Fe)5상의 정출물이 분산되어 있으면 반응고 성형에 적합한 마그네슘 합금 슬러리를 제조할 수 있음을 알 수 있다. 즉, Mn의 함량은 액상선 온도에서의 Mn의 포화용해도 보다 0.05% 과잉으로 하고 이러한 조성의 AZ91 합금을 이용하면 된다.In preparing the AZ91 alloy slurry according to the present embodiment, when the Mn content was 0.17% or more and the cooling rate was 0.1 ° C./s or more, the standard described in JP 249923/1997 was satisfied. As shown in Table 3, when the AZ91 alloy containing 0.17% Mn was cooled to liquidus temperature, 0.9 g of Al 8 (Mn, Fe) 5 phase per kg of AZ91 alloy was added with 0.05% excess Mn. This magnesium alloy is produced in the liquid phase. It can be seen that a magnesium alloy slurry suitable for reaction molding can be prepared by dispersing 0.9 g of Al 8 (Mn, Fe) 5 phase crystals per kg of AZ91 alloy. That is, the content of Mn is 0.05% more than the saturated solubility of Mn at the liquidus temperature, and the AZ91 alloy having such a composition may be used.

한편, Mn의 함량이 1%를 초과하면 함유된 Mn을 모두 용해시키기 위해서는 AZ91 합금의 용융온도를 765℃까지 상승시켜야 한다. 이 온도에서는 산화성이 강한 마그네슘 합금의 산화손실이 증가하므로 Mn의 함량은 1% 이하로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the Mn content exceeds 1%, the melting temperature of the AZ91 alloy must be raised to 765 ° C in order to dissolve all the contained Mn. At this temperature, the oxidation loss of the highly oxidizable magnesium alloy is increased, so the Mn content is preferably 1% or less.

또한, 고/액 공존역에서의 유지시간은 후의 반응고 성형의 성형조건에 따라 적절히 제어할 수 있으나 60분 정도는 무난한 것으로 판단된다. 유지시간이 증가하면 계면에너지를 감소시킥기 위해 마그네슘 초정은 보다 구형화되나, 마그네슘 초정의 크기가 Ostwald 성장에 의해 증가하므로 이를 고려하여 유지시간의 상한을 설정한다. 반응고 성형의 생산성을 고려하는 경우 60분 이상 유지하는 것은 무의미하므로 본 실시예에서는 유지시간을 60분 이상으로 하지는 않았다. 하한은 전술한 바와 같이 반응고 성형용 슬러리내 고상의 평균입도가 200㎛ 이하가 되는 조건으로 설정하였다. 1분 정도만 유지하여도 무난히 이 조건을 만족하므로 유지시간 하한을 1분으로 하였다. 그 이하로 하면 유지시간을 제어하기가 까다로워진다.In addition, the holding time in the solid / liquid coexistence zone can be appropriately controlled according to the molding conditions of subsequent reaction solidification, but it is considered that about 60 minutes is fine. In order to reduce the interfacial energy as the holding time increases, the magnesium tablet becomes more spherical but the size of the magnesium tablet increases due to the growth of Ostwald. When considering the productivity of the reaction high-molding, holding for 60 minutes or more is meaningless, so the holding time is not set to 60 minutes or more in this embodiment. The lower limit was set under the condition that the average particle size of the solid phase in the slurry for reaction solidification became 200 µm or less as described above. Even if only one minute was maintained, this condition was satisfactorily satisfied, so the lower limit of the holding time was set to one minute. Below that, the holding time becomes difficult to control.

실시예 2: AM60 마그네슘 합금 슬러리Example 2: AM60 Magnesium Alloy Slurry

AM60 합금 슬러리 제조시의 조업조건도 AZ91 합금과 동일하게 변화시킬 수 있다. 본 실시예에서는 모든 조건은 동일하고 Mn의 함량만 변화시킨 결과를 제시한다.The operating conditions for the production of AM60 alloy slurry can also be changed in the same way as for the AZ91 alloy. In this example, all the conditions are the same, and only the content of Mn shows the result.

도 7은 Mn의 함량이 0.25%, 도 8은 0.5%일 때의 AM60 합금 슬러리의 미세조직을 나타낸다. 그림 7과 8의 결과는 용융온도 700℃, 용해온도로부터 액상선온도(610℃)까지의 냉각속도는 1.0℃/s, 슬러리 제조온도와 유지시간은 각기 600±5℃, 5분인 조건에서 얻어진 것이다.Figure 7 shows the microstructure of the AM60 alloy slurry when the content of Mn is 0.25%, Figure 8 is 0.5%. The results in Figures 7 and 8 show that the cooling rate from the melting temperature of 700 ° C, from the melting temperature to the liquidus temperature (610 ° C) was 1.0 ° C / s, and the slurry production temperature and holding time were 600 ± 5 ° C and 5 minutes, respectively. will be.

도 7과 도 8에 나타난 바와 같이, Mn 함량이 적으면 구형과 수지상의 마그네슘 초정이 형성되나(도 7), Mn 함량이 많으면 구형의 마그네슘 초정이 형성된다(도 8). 또한, Mn 함량이 0.25%일 때의 초정 평균 크기는 액상율 0.6에서 105㎛이나, Mn의 함량이 0.5%로 증가하면 액상율 0.61에서 70㎛로 감소한다. 이는 전술한 바와 같이 Mn을 함유한 고상 정출물의 양이 증가했기 때문이다.As shown in Figures 7 and 8, a small Mn content of the spherical and dendritic magnesium crystals are formed (Fig. 7), while a high Mn content of a spherical magnesium primary crystals (Fig. 8). In addition, the initial average size at the Mn content of 0.25% is 105㎛ at the liquidity rate 0.6, but decreases to 70㎛ at the liquidity rate 0.61 when the Mn content is increased to 0.5%. This is because the amount of solid crystals containing Mn increased as described above.

한편, 0.25%의 Mn을 함유한 AM60 합금을 액상선 온도까지 냉각하게 되면, 표 2에 나타난 바와 같이 0.05%의 잉여 Mn에 의해 AM60 합금 1kg당 0.9g의 Al8(Mn,Fe)5상의 정출물이 액상의 마그네슘 합금에 생성된다. AM60 합금 1kg당 0.9g의 Al8(Mn,Fe)5상의 정출물이 분산되어 있으면 반응고 성형에 적합한 마그네슘 합금 슬러리를 제조할 수 있음을 알 수 있다. 즉, Mn의 함량은 액상선 온도에서의 Mn의 포화용해도 보다 0.05% 과잉으로 하고 이러한 조성의 AM60 합금을 이용하면 된다. 또한 Mn의 함량이 1%를 초과하면 함유된 Mn을 모두 용해시키기 위해서는 AM60 합금의 경우 용해온도를 750℃까지 상승시켜야 한다. 이 온도에서는 산화성이 강한 마그네슘 합금의 산화손실이 증가하므로 Mn의 함량은 1% 이하로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the AM60 alloy containing 0.25% Mn is cooled to the liquidus temperature, 0.9 g of Al 8 (Mn, Fe) 5 phase is crystallized per kg of AM60 alloy with 0.05% excess Mn as shown in Table 2. Water is produced in the liquid magnesium alloy. It can be seen that a magnesium alloy slurry suitable for reaction molding can be prepared by dispersing 0.9 g of Al 8 (Mn, Fe) 5 phase crystals per kilogram of AM60 alloy. That is, the content of Mn is 0.05% excess of the saturated solubility of Mn at the liquidus temperature, and an AM60 alloy having such a composition may be used. In addition, when the Mn content exceeds 1%, the melting temperature of the AM60 alloy must be increased to 750 ° C in order to dissolve all the contained Mn. At this temperature, the oxidation loss of the highly oxidizable magnesium alloy is increased, so the Mn content is preferably 1% or less.

본 발명은 Mn 또는 Zr를 함유하는 고상 정출물을 마그네슘 초정의 접종제(핵생성 자리)로 사용하기 때문에 응고시 과냉이 거의 일어나지 않아 액상선에서 고/액공존역까지의 냉각을 조절하는 것이 용이하다.In the present invention, since solid crystals containing Mn or Zr are used as the inoculum of magnesium tablets (nucleation sites), supercooling hardly occurs during solidification, and thus it is easy to control cooling from the liquid line to the solid / liquid coexistence zone. Do.

또한, 용융온도에서 액상선 온도까지의 냉각속도만 제어하면 되기 때문에 용탕의 과열도를 엄격히 제한하지 않아도 되고, 단지 Mn의 함량만을 조절하여 주면 되므로, 기존방법 보다 간단하게 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리를 제조할 수 있는 장점이 있다.In addition, since only the cooling rate from the melting temperature to the liquidus temperature needs to be controlled, the superheat degree of the molten metal does not have to be strictly limited, and only the Mn content is controlled. There is an advantage to manufacture.

또한, 마그네슘 합금의 용해온도로부터 액상선 온도까지의 마그네슘 합금의 냉각속도 만을 제어하면 구형의 마그네슘 초정이 균일하게 분산된 양질의 마그네슘 합금 슬러리를 보다 용이하게 얻을 수 있으므로, 마그네슘 초정의 균일한 분산을 위해 마그네슘 합금 액상을 기계적 또는 전자기적인 에너지를 가해 교반하는 등의 별도의 공정을 요하지 않는다.In addition, by controlling only the cooling rate of the magnesium alloy from the dissolution temperature of the magnesium alloy to the liquidus temperature, it is easier to obtain a high quality magnesium alloy slurry in which the spherical magnesium crystals are uniformly dispersed. For this purpose, the magnesium alloy liquid phase does not require a separate process such as stirring by applying mechanical or electromagnetic energy.

반응고 성형에 사용되는 마그네슘 합금 슬러리는 성형성의 측면에서 고상은 가능한 한 둥글고, 그 크기는 작은 것이 바람직하다. The magnesium alloy slurry used for reaction solidification is preferably as solid as possible in terms of formability and small in size.

본 발명의 원리에 기초하여 Mn의 과포화량과 액상선 온도까지의 냉각속도를 제어하여 액상 마그네슘 합금 단위 부피당 Mn 함유 정출물의 수를 증가시키면, 마그네슘 초정의 핵생성 위치의 수가 증가하여 마그네슘 초정의 크기를 감소시킬 수 있다. Based on the principles of the present invention, increasing the number of Mn-containing crystallites per unit volume of the liquid magnesium alloy by controlling the supersaturation amount of Mn and the cooling rate to the liquidus temperature, the number of nucleation sites of the magnesium primary increases, thereby increasing the size of the magnesium primary. Can be reduced.

본 발명의 원리에 기초하여 Mn의 과포화량과 액상선 온도와 고상선 온도 사이의 유지 시간을 제어 함으로써 마그네슘 초정 입자를 구형화할 수 있다. 유지시간이 증가하면 계면에너지를 감소시킥기 위해 마그네슘 초정은 구형화된다. 과포화도가 증가하면 마그네슘 초정의 크기가 감소하여 수지상 간의 간격이 좁아 보다 빠른 시간내에 구형화 된다. 즉, Mn의 함량을 증가시켜 과포화도를 증가시키는 경우 보다 짧은 유지시간으로 고상의 크기가 작고, 구형화된 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리를 얻을 수 있게 된다. Based on the principles of the present invention, magnesium primary particles can be spherical by controlling the supersaturation amount of Mn and the holding time between the liquidus temperature and the solidus temperature. As the retention time increases, the magnesium tablet becomes spherical to reduce the interfacial energy. As the degree of supersaturation increases, the size of the magnesium primary decreases and the gap between dendritic phases narrows, resulting in spherical formation in a faster time. That is, when the supersaturation is increased by increasing the content of Mn, the size of the solid phase is small and the spherical reaction solidified magnesium alloy slurry can be obtained with a shorter holding time.

도 1은 본 발명에 따른 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리 제조원리도.1 is a manufacturing principle of the reaction magnesium alloy slurry for molding according to the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 AZ91 마그네슘 합금 슬러리 미세조직도(50×, 0.17% Mn, 냉각속도=2℃/s).Figure 2 is a microstructure of AZ91 magnesium alloy slurry prepared according to an embodiment of the present invention (50 ×, 0.17% Mn, cooling rate = 2 ℃ / s).

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 AZ91 마그네슘 합금 슬러리 미세조직도(50×, 0.22% Mn, 냉각속도=2℃/s).Figure 3 is a microstructure of AZ91 magnesium alloy slurry prepared according to another embodiment of the present invention (50 ×, 0.22% Mn, cooling rate = 2 ℃ / s).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 AZ91 마그네슘 합금 슬러리 미세조직도(50×, 0.40% Mn, 냉각속도=2℃/s, 유지시간=4분).Figure 4 is a microstructure of AZ91 magnesium alloy slurry prepared according to another embodiment of the present invention (50 ×, 0.40% Mn, cooling rate = 2 ℃ / s, holding time = 4 minutes).

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 AZ91 마그네슘 합금 슬러리 미세조직도(50×, 0.40% Mn, 냉각속도=0.1℃/s).Figure 5 is a microstructure of AZ91 magnesium alloy slurry prepared according to another embodiment of the present invention (50 ×, 0.40% Mn, cooling rate = 0.1 ℃ / s).

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 AZ91 마그네슘 합금 슬러리 미세조직도(50×, 0.40% Mn, 냉각속도=2℃/s, 유지시간=60분).Figure 6 is a microstructure of AZ91 magnesium alloy slurry prepared according to another embodiment of the present invention (50 ×, 0.40% Mn, cooling rate = 2 ℃ / s, holding time = 60 minutes).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 AM60 마그네슘 합금 슬러리 미세조직도(50×, 0.25% Mn, 냉각속도=2℃/s).Figure 7 is a microstructure of the AM60 magnesium alloy slurry prepared according to another embodiment of the present invention (50 ×, 0.25% Mn, cooling rate = 2 ℃ / s).

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 AM60 마그네슘 합금 슬러리 미세조직도(50×, 0.50% Mn, 냉각속도=2℃/s).Figure 8 is a microstructure of the AM60 magnesium alloy slurry prepared according to another embodiment of the present invention (50 ×, 0.50% Mn, cooling rate = 2 ℃ / s).

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

1: 용해온도 2: Mn 의 포화온도1: melting temperature 2: saturation temperature of Mn

3: 액상선온도 4: 고/액공존온도3: liquidus temperature 4: solid / liquid coexistence temperature

5: 마그네슘 합금 액상내 고상 정출물이 분산된 상태5: state of solid crystals in magnesium alloy liquid phase

6: 고상 정출물 7: 액상 마그네슘 합금 6: solid phase crystal 7: liquid magnesium alloy

8: 마그네슘 합금 슬러리 9: 초정 마그네슘8: Magnesium Alloy Slurry 9: Primary Magnesium

Claims (5)

AZ91, AM60, AM50, AS21 및 AE42로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 고상 마그네슘 합금을 그 마그네슘 합금 내 Mn의 함량에 대응하는 포화온도(Tsat) 보다 높은 온도로 가열하여,Any one of the solid magnesium alloys selected from the group consisting of AZ91, AM60, AM50, AS21 and AE42 is heated to a temperature higher than the saturation temperature (T sat ) corresponding to the Mn content in the magnesium alloy, 생성된 단상의 액상 마그네슘 합금을 액상선 온도(TL)까지 0.1℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각시켜 고상 정출물을 형성시키고,The produced single phase liquid magnesium alloy is cooled to a liquidus temperature (T L ) at a cooling rate of 0.1 ° C./s or more to form a solid crystal, 상기 고상 정출물을 함유한 액상 마그네슘 합금을 상기 합금의 액상선 온도와 고상선 온도 사이의 온도까지 냉각하여 상기 고상 정출물을 불균일 핵생성 자리로 하여 마그네슘 초정을 형성시킴과 동시에 1 내지 60분간 유지시켜 마그네슘 고용체 초정을 구형화시키는 것을 특징으로 하는 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리의 제조방법.The liquid magnesium alloy containing the solid crystals is cooled to a temperature between the liquidus temperature and the solidus temperature of the alloy to form the magnesium crystals as a non-uniform nucleation site and hold for 1 to 60 minutes. A method of producing a magnesium alloy slurry for reaction molding, characterized in that to form a solid solution of magnesium solid solution. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고상 마그네슘 합금 내 Mn의 함량은 상기 액상선 온도에서 Mn의 포화 중량% 보다 0.05 내지 1.0 중량% 더 큰 것을 특징으로 하는 반응고 성형용 마그네슘 합금 슬러리의 제조방법.The content of Mn in the solid magnesium alloy is 0.05 to 1.0% by weight greater than the saturation weight of Mn at the liquidus temperature, the method of producing a magnesium alloy slurry for solidification molding. 삭제delete
KR10-2002-0062977A 2002-10-15 2002-10-15 Production technology of magnesium alloy slurries for semi-solid near-net shaping KR100510056B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0062977A KR100510056B1 (en) 2002-10-15 2002-10-15 Production technology of magnesium alloy slurries for semi-solid near-net shaping

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0062977A KR100510056B1 (en) 2002-10-15 2002-10-15 Production technology of magnesium alloy slurries for semi-solid near-net shaping

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040033746A KR20040033746A (en) 2004-04-28
KR100510056B1 true KR100510056B1 (en) 2005-08-25

Family

ID=37333148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0062977A KR100510056B1 (en) 2002-10-15 2002-10-15 Production technology of magnesium alloy slurries for semi-solid near-net shaping

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100510056B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112517873B (en) * 2020-11-01 2022-04-12 广州德珐麒自动化技术有限公司 Preparation process of semisolid aluminum alloy slurry

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08187547A (en) * 1994-12-28 1996-07-23 Ahresty Corp Production of metallic slurry for casting
JPH1133692A (en) * 1997-07-24 1999-02-09 Ahresty Corp Manufacture of metallic slurry for semi-solidified casting
JPH11138248A (en) * 1997-09-04 1999-05-25 Ahresty Corp Semisolid forming method and production of semisolidified metallic slurry used to this
KR20020009104A (en) * 2000-07-24 2002-02-01 신광선 Manufacturing process of Magnesium alloys and components excellent in Corrosion resistance using semisolid/semiliquid process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08187547A (en) * 1994-12-28 1996-07-23 Ahresty Corp Production of metallic slurry for casting
JPH1133692A (en) * 1997-07-24 1999-02-09 Ahresty Corp Manufacture of metallic slurry for semi-solidified casting
JPH11138248A (en) * 1997-09-04 1999-05-25 Ahresty Corp Semisolid forming method and production of semisolidified metallic slurry used to this
KR20020009104A (en) * 2000-07-24 2002-02-01 신광선 Manufacturing process of Magnesium alloys and components excellent in Corrosion resistance using semisolid/semiliquid process

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040033746A (en) 2004-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8486329B2 (en) Process for production of semisolidified slurry of iron-base alloy and process for production of cast iron castings by using a semisolidified slurry
Guo et al. Modification of Mg2Si morphology in Mg–Si alloys with Bi
KR101264219B1 (en) Mg alloy and the manufacturing method of the same
US6395224B1 (en) Magnesium alloy and method of producing the same
KR100432983B1 (en) Method for manufacturing of metallic materials in coexisting state of solid and liquid
CN101279361B (en) Preparation of magnesium alloy with high strength and ductility
JP3246363B2 (en) Forming method of semi-molten metal
JP3246296B2 (en) Forming method of semi-molten metal
KR100510056B1 (en) Production technology of magnesium alloy slurries for semi-solid near-net shaping
CN113862534B (en) Method for regulating and controlling tissue inheritance of aluminum alloy material and method for preparing 7085 aluminum alloy thick plate
JP3246273B2 (en) Forming method of semi-molten metal
JP2004034135A (en) Aluminum alloy with superior formability in semi-molten state and manufacturing method of its cast ingot
JP5035508B2 (en) Solidified aluminum alloy and method for producing the same
JP3473214B2 (en) Forming method of semi-molten metal
JPH0987768A (en) Production of half-melted hypereutectic al-si alloy
CN115491553B (en) Aluminum alloy plate for LNG ship and preparation method thereof
JP3053063B2 (en) Manufacturing method of aluminum alloy casting material suitable for semi-solid molding
CN115652155B (en) Grain refiner for rare earth magnesium alloy, preparation method and use method thereof
JP2019063816A (en) Method for producing aluminum alloy
JP3339333B2 (en) Method for forming molten metal
JPH0987771A (en) Production of half-melted aluminum-magnesium alloy
JP2006104537A (en) Method for casting aluminum alloy
JPH04138842A (en) Alloy for microcrystalization and production thereof
JP3246319B2 (en) Forming method of semi-molten metal
US20120000317A1 (en) Method Of Refining The Grain Structure Of Alloys

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110801

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120808

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee