KR101026056B1 - 마그네슘 합금재의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
마그네슘 합금을 용해로에서 용해해서 용탕으로 하는 용해공정과, 상기 용해로로부터 용탕을 용탕저류조로 이송하는 이송공정과, 상기 용탕저류조로부터 주탕구를 개재해서 가동 주형에 용탕을 공급해서 응고시키고, 주조재를 연속적으로 제조하는 주조공정을 구비하는 마그네슘 합금재의 제조방법이다. 용해공정으로부터 주조공정에 걸치는 공정에 있어서 용탕이 접촉하는 부분은, 산소의 함유량이 20질량%이하인 저산소재료로 형성된 부재를 이용한다. 주조재의 두께는, O.1㎜이상 1O.O㎜이하로 함으로써, 기계적 특성, 표면 정밀도가 우수한 마그네슘 합금 주조재, 압연재와 같은 마그네슘 합금재를 제공하는 것을 특징으로 한 것이다.
Description
도 2(A)는 주탕구 근방의 구성을 설명하는 부분확대도이며, 응고완료점이 오프셋 구간 내에 존재하는 경우를 도시하고, 도 2(B)는 주탕구 근방의 구성을 설명하는 부분확대도이며, 응고완료점이 오프셋 내에 존재하지 않는 경우를 도시함;
도 3(A)는 도 2(A)의 X-X단면도이며, 주탕구가 횡단면 직사각형상의 예를 도시하고, 도 3(B)는 도 2(A)의 X-X단면도이며, 주탕구가 횡단면 사다리꼴 형상의 예를 도시함;
도 4(A)는 가동 주형의 표면에 피복층을 구비하는 예를 도시하는 가동 주형 부분의 부분개략도이며, 가동 주형의 표면에 피복층을 밀착 고정시키는 예를 도시하고, 도 4(B)는, 가동 주형의 표면에 피복층을 구비하는 예를 도시하는 가동 주형 부분의 부분개략도이며, 가동 주형의 표면을 가동하도록 배치되는 피복층을 구비하는 예를 도시함;
도 5는 용탕의 자중을 이용해서 가동 주형에 용탕을 공급하는 마그네슘 합금의 연속주조장치의 개략구성도.
11, 41 : 이송통 12. 42 : 용탕저조류 12d, 42d : 공급부
13, 43 : 주탕구 14, 44 : 롤
Claims (45)
- 마그네슘 합금을 용해로에서 용해해서 용탕으로 하는 용해공정과,
상기 용해로로부터 상기 용탕을 용탕저류조로 이송하는 이송공정과,
상기 용탕저류조로부터 주탕구를 개재해서 가동 주형에 상기 용탕을 공급해서 응고시키고, 두께 O.1㎜이상 1O.O㎜이하인 주조재를 연속적으로 제조하는 주조공정을 구비하고,
상기 용해공정으로부터 상기 주조공정에 걸치는 공정에 있어서 상기 용탕이 접촉하는 모든 부분은, 산소의 함유량이 20질량%이하인 저산소재료로 형성된 부재를 이용하고,
상기 용탕이 접촉하는 모든 부분은, 상기 용해로 내의 표면부, 상기 용해로와 상기 용탕저류조간의 이송통의 표면부, 상기 용탕저류조의 표면부, 상기 용탕저류조와 상기 가동 주형간의 공급부의 표면부, 상기 가동 주형의 표면부이고,
상기 저산소재료는, 탄소계 재료, 몰리브덴, 탄화규소, 질화붕소, 구리, 구리합금, 철, 강, 및 스테인리스로부터 선택되는 1종 이상이고,
상기 공급부의 표면부는 탄소계 재료, 탄화규소 및 질화붕소로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 가동 주형은,
상기 가동 주형의 도전율을 y, 상기 마그네슘 합금재의 도전율을 x로 할 때,
100≥y>x-10
인 도전율조건을 만족시키는 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 가동 주형의 표면에는,
피복층을 형성하는 재료의 도전율을 y', 상기 마그네슘 합금재의 도전율을 x로 할 때,
100≥y'>x-10
인 도전율조건을 만족시키는 상기 피복층을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 가동 주형의 표면에는, 상기 마그네슘 합금재의 합금조성의 50질량%이상 함유하는 재료로 형성되는 금속피복층을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 주조공정에 있어서 상기 가동 주형의 표면온도는, 실온이상이고, 상기 가동 주형을 형성하는 재료의 융점의 50%이하로 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 용해로 내, 상기 용탕저류조 내, 상기 용해로와 상기 용탕저류조간의 이송통 내의 적어도 하나는, 저산소 분위기로 하고,
상기 분위기의 산소농도는, 대기의 산소농도미만인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 7항에 있어서,
상기 분위기는, 체적%로 산소를 5%미만, 잔부의 기체 중 95%이상으로 질소, 아르곤, 및 이산화탄소의 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은, Al, Zn, Mn, Y, Zr, Cu, Ag, 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 1원소당 0.01질량%이상 20질량%미만 함유하고, 잔부가 Mg 및 불순물로 이루어지며, 상기 Mg는 50질량%이상으로 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 9항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은 또한, Ca을 0.001질량%이상 16질량%미만 함유하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 9항에 있어서,
상기 마그네슘합금은 또한, Ca, Ni, Au, Pt, Sr, Ti, B, Bi, Ge, In, Te, Nd, Nb, La, 및 RE로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 1원소당 0.001질량%이상 5질량%미만 함유하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 용해로, 상기 용해로로부터 상기 용탕저류조로 상기 용탕을 이송하는 이송통, 및 상기 용탕저류조의 적어도 1개에 있어서 상기 용탕을 교반하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 주탕구로부터 상기 가동 주형에 공급될 때의 상기 용탕의 압력이 101.8kPa이상 118.3kPa미만인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 13항에 있어서,
상기 가동 주형은, 서로 다른 방향으로 회전하고, 롤간 갭의 중심선이 수평방향으로 되도록 배치된 한 쌍의 롤로 구성되고,
상기 용탕저류조로부터 상기 주탕구를 개재해서 상기 롤간 갭에 수평방향으로 상기 용탕이 공급되고,
상기 롤간 갭에의 상기 용탕의 공급은, 상기 용탕의 자중을 이용해서 실시되고,
상기 용탕저류조 내의 상기 용탕의 액면은, 상기 롤간 갭의 중심선 보다 30㎜이상 1000mm 이하의 더 높은 위치에 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 14항에 있어서,
상기 롤간 갭의 중심선으로부터 30㎜이상 1000mm 이하의 더 높은 지점의 높이를 상기 용탕의 액면의 설정치로 하고,
상기 용탕저류조 내의 상기 용탕의 액면이 상기 설정치의 ±10%의 범위 내로 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 주탕구에 있어서의 상기 용탕의 온도를 액상선온도 +10℃이상 액상선온도 +85℃이하로 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 주탕구의 횡단면 폭방향에 있어서, 상기 용탕의 온도의 편차가 10℃이내인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
응고할 때의 냉각속도가 50K/초 이상 10000K/초 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 가동 주형은, 서로 다른 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤을 대향 배치한 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 19항에 있어서,
상기 롤의 회전축을 포함한 평면과 상기 주탕구의 선단부간의 거리가 상기 롤의 1개의 전체둘레길이의 0.8%이상 2.7%이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 19항에 있어서,
상기 주탕구의 외주 가장자리의 선단부간의 거리가 상기 롤간의 최소 갭의 1배이상 1.55배이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 용탕의 응고는, 상기 가동 주형으로부터 배출되었을 때에 완료되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 22항에 있어서,
상기 가동 주형은, 서로 다른 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤을 대향 배치한 것이며,
상기 용탕의 응고는, 상기 롤의 회전축을 포함한 평면과 상기 주탕구의 선단부간의 거리의 15%이상 60%이하의 범위에서 완료하고 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 22항 또는 제 23항에 있어서,
상기 가동 주형으로부터 배출된 상기 마그네슘 합금재의 표면온도가 실온이상 400℃이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 22항 또는 제 23항에 있어서,
상기 응고한 마그네슘 합금재에 의해 상기 가동 주형에 부여되는 압축하중이 상기 마그네슘 합금재의 폭방향에 있어서, 1500N/㎜이상 7000N/㎜이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항 또는 제3항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 주조공정에 의해 얻어진 상기 주조재에 열처리를 실시하는 열처리공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
또한, 상기 주조공정에 의해 얻어진 상기 주조재에 압연롤에 의해 압연가공을 실시하는 압연공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금재의 제조방법. - 제 27항에 있어서,
총압하율C가 20%이상 100%미만이며,
상기 주조재의 두께를 A(㎜), 상기 압연가공이 실시된 압연재의 두께를 B(㎜)로 할 때, 총압하율 C는, C(%) = (A-B)/A×100으로 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 27항에 있어서,
상기 압연공정에는, 1패스의 압하율 c가 1%이상 50%이하인 압연패스를 포함하고,
압연 전의 소재의 두께를 a(㎜), 압연 후의 소재의 두께를 b(㎜)로 할 때, 1패스의 압하율 c는, c(%) = (a-b)/a×1OO으로 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 27항에 있어서,
상기 압연공정에는, 상기 압연롤에 삽입하기 직전의 소재의 표면온도를 실온이상 100℃이하로 하고, 상기 압연롤의 표면온도를 100~300℃로 하는 압연패스를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 제 27항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 압연가공이 실시된 압연재에 열처리를 실시하는 열처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금재의 제조방법. - 용해한 마그네슘 합금의 용탕을 가동 주형에 공급해서 응고시키는 연속주조에 의해 얻어지고,
상기 연속주조는, 상기 용탕이 접촉하는 모든 부분을 산소의 함유량이 20질량%이하인 저산소재료로 형성한 연속주조장치를 이용해서 실시되고,
두께가 O.1㎜이상 1O.O㎜이하이고,
상기 용탕이 접촉하는 모든 부분은, 용해로 내의 표면부, 상기 용해로와 용탕저류조간의 이송통의 표면부, 상기 용탕저류조의 표면부, 상기 용탕저류조와 상기 가동주형간의 공급부의 표면부, 상기 가동주형의 표면부이고,
상기 저산소재료는, 탄소계재료, 몰리브덴, 탄화규소, 질화붕소, 구리, 구리합금, 철, 강 및 스테인리스로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 주조재. - 제 32항에 있어서,
DAS가 0.5㎛이상 5.0㎛이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 주조재. - 제 32항에 있어서,
결정석출물의 크기가 0을 초과하고 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 주조재. - 제 32항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은,
1. Al, Zn, Mn, Y, Zr, Cu, Ag, 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 첨가원소를 1원소당 0.01질량%이상 20질량%미만의 양으로 함유하고, 잔부가 Mg(단, Mg은 50질량%이상) 및 불순물로 이루어지는 조성,
2. Al, Zn, Mn, Y, Zr, Cu, Ag, 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 첨가원소를 1원소당 0.01질량%이상 20질량%미만, Ca를 0.001질량%이상 16질량%미만 함유하고, 잔부가 Mg 및 불순물로 이루어지는 조성,
3. Al, Zn, Mn, Y, Zr, Cu, Ag, 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 첨가원소를 1원소당 0.01질량%이상 20질량%미만, Ca, Ni, Au, Pt, Sr, Ti, B, Bi, Ge, In, Te, Nd, Nb, La, 및 RE로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제2 첨가원소를 1원소당 0.001질량%이상 5질량%미만 함유하고, 잔부가 Mg(단, Mg은 50질량%이상) 및 불순물로 이루어지는 조성,
중 어느 하나의 조성이며,
상기 제1 첨가원소, 상기 제2 첨가원소 중, 0.5질량%이상 함유되는 원소의 각각에 있어서, 그 원소의 설정 함유량과 상기 주조재의 표면부에 있어서의 실제 함유량과의 차이가 10%이하, 또한 그 원소의 설정 함유량과 상기 주조재의 중앙부에 있어서의 실제 함유량과의 차이가 10%이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 주조재. - 제 32항에 있어서,
표면 결함의 깊이가 상기 주조재의 두께의 10%미만인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 주조재. - 제 32항에 있어서,
상기 주조재의 표면에 존재하는 리플 마크의 폭의 최대치 rw와 깊이의 최대치 rd가
rw×rd<1.O
의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 주조재. - 제 27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재.
- 제 38항에 있어서,
평균결정입경이 0.5㎛이상 30㎛이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제 38항에 있어서,
상기 압연재의 표면부의 평균결정입경과 그 중앙부의 평균결정입경과의 차이가 20%이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제 38항에 있어서,
결정석출물의 크기가 0을 초과하고 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제 38항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은,
1. Al, Zn, Mn, Y, Zr, Cu, Ag, 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 첨가원소를 1원소당 0.01질량%이상 20질량%미만 함유하고, 잔부가 Mg(단, Mg은 50질량%이상) 및 불순물로 이루어지는 조성,
2. Al, Zn, Mn, Y, Zr, Cu, Ag, 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 첨가원소를 1원소당 0.01질량%이상 20질량%미만, Ca를 0.001질량%이상 16질량%미만 함유하고, 잔부가 Mg 및 불순물로 이루어지는 조성,
3. Al, Zn, Mn, Y, Zr, Cu, Ag, 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 첨가원소를 1원소당 0.01질량%이상 20질량%미만, Ca, Ni, Au, Pt, Sr, Ti, B, Bi, Ge, In, Te, Nd, Nb, La, 및 RE로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제2 첨가원소를 1원소당 0.001질량%이상 5질량%미만 함유하고, 잔부가 Mg(단, Mg은 50질량%이상) 및 불순물로 이루어지는 조성
중 어느 하나의 조성이며,
상기 제1 첨가원소, 상기 제2 첨가원소 중 0.5질량%이상 함유되는 원소의 각각에 있어서, 그 원소의 설정 함유량과 상기 압연재의 표면부에 있어서의 실제 함유량과의 차이가 10%이하, 또한 그 원소의 설정 함유량과 상기 압연재의 중앙부에 있어서의 실제 함유량과의 차이가 10%이하인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제 38항에 기재된 마그네슘 합금 압연재에 소성가공을 실시하는 소성가공공정과,
상기 소성가공이 실시된 소재에 열처리를 실시하는 열처리공정
을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형품의 제조방법. - 제 43항에 있어서,
상기 소성가공공정은, 상기 압연재에 실온이상 500℃미만의 온도범위에서, 프레스가공 또는 단조가공을 실시하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형품의 제조방법. - 제 44항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형품.
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