KR101045218B1 - 마그네슘 합금 및 그 제조 방법 - Google Patents

마그네슘 합금 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네슘 합금 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 발화 특성 및 산화 특성을 향상시켜 보호 가스의 사용량을 줄이는데 있다.
이를 위해 본 발명은 마그네슘을 도가니에 넣고 보호 가스 분위기에서 600~800℃의 온도로 용해하여 마그네슘 용탕을 형성하는 마그네슘 용탕 형성 단계와, 마그네슘 용탕에 첨가제를 첨가하는 첨가제 첨가 단계와, 마그네슘 용탕을 1~400분 동안 교반하는 교반 단계와, 마그네슘 용탕을 100~300℃의 주형에 넣어 주조하는 주조 단계와, 주조된 마그네슘을 냉각하는 냉각 단계로 이루어진 마그네슘 합금의 제조 방법을 개시한다.
또한, 본 발명은 결정립계를 갖는 다수의 마그네슘 결정립과, 마그네슘 결정립의 내부가 아닌 외부로서, 결정립계에 존재하는 첨가제 화합물로 이루어진 마그네슘 합금을 제공한다.

Description

마그네슘 합금 및 그 제조 방법{Magnesium alloy and manufacturing method thereof}
본 발명은 마그네슘 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 마그네슘 또는 마그네슘 합금(이하, 마그네슘 합금으로 통칭한다)은 실용 금속 중에서 가장 가벼운 금속으로, 비강도, 비강성이 우수하여 경량 구조 재료로서 기대되고 있다. 또한 수지계 재료의 대체재로도 기대되고 있다. 마그네슘 합금은 다이캐스팅과 틱소 캐스팅(thixo casting) 등 다양한 제조법으로 제조되는데, 이는 강도가 그다지 문제시 되지 않는 전자기기나 가전제품의 케이스로 많이 사용된다. 또한, 자동차에서도 경량화를 꾀하기 위하여 핸들, 실린더 헤드 커버 등에서 실용화를 꾀하고 있다.
고온으로 녹인 마그네슘 합금 용액 즉, 용탕은 쉽게 발화하는 현상이 있다. 따라서 이러한 마그네슘 합금 용탕의 발화를 방지하기 위해 다양한 종류의 보호 가스가 사용되고 있다. 대표적인 보호 가스로는 SF6, SO2, CO2, HFC-134a, Novec™612, 비활성기체 및 이들의 혼합가스 등이 있다.
그러나 마그네슘 합금 용탕의 발화 억제를 위한 보호 가스는 대부분 인체에 유해하고, 철제 장비를 부식시킬 뿐만 아니라, 특히 온실 가스로 분류되어 그 사용이 엄격히 제한되고 있다. 일례로, 상기 SF6 가스는 CO2 가스의 23,900배에 달하는 지구 온난화 효과를 가짐으로써, 선진국에서는 SF6 가스를 쓰지 못하는 규제가 시작되었으며 가스를 대체하는 등의 많은 연구가 진행되고 있다.
한편, 마그네슘 합금에 칼슘(Ca)을 첨가하게 되면 고온에서의 발화 및 산화 현상이 억제되는 것으로 알려져 있다. 그런데 이와 같이 칼슘이 첨가된 마그네슘 합금은 유동성, 열간균열 및 금형소착 등이 발생하는 단점이 있다. 또한, 상기 칼슘은 kg당 대략 200$에 육박하기 때문에, 마그네슘 합금의 제조 원가를 상승시킨다. 더불어, 상기 칼슘은 마그네슘 합금의 원래 조성비(original alloy specification)를 변화시킴으로써, 상기 마그네슘 합금의 활용 범위를 축소시키고 있다. 마지막으로, 상기 칼슘은 마그네슘 합금의 재활용을 위한 처리 동안 소멸됨으로써, 마그네슘 합금의 재활용성을 크게 저하시키고 있다. 즉, 마그네슘 합금의 재활용을 위해서는 다시 칼슘을 넣어주는 공정을 수행하여야 하며 따라서 원가 상승의 원인이 되고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 보호 가스를 줄이거나 제거할 수 있는 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 용해로 내, 용탕 이송 중 또는 용탕 주입시 용탕의 청정도를 향상시키는 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 유동성, 열간균열 및 금형소착 등의 문제점을 일으키지 않아 캐스팅, 포밍, 웰딩 및 PM 처리 능력을 향상시킬 수 있는 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 보호 가스를 줄이거나 제거하는 동시에, 저가의 첨가제를 사용하여 제조비용을 절감할 수 있는 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 첨가제를 투입하여 원래의 합금 조성비를 변화시키지 않음으로써, 합금 원래의 용도를 유지할 수 있는 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 결정 정제(grain refinement) 및 내부 건전성(internal soundness)에 의한 기계적 특성을 향상시킬 수 있는 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 웰딩 및 조인트 성능을 향상시킬 수 있는 마그네 슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 산화 및 발화 저항성을 증가시켜 각종 애플리케이션에 안전한 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 플럭스 타입 및 온도 제어에 따른 재생 능력을 향상시킬 수 있는 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 마그네슘 합금은 결정립계를 갖는 다수의 마그네슘 결정립과, 상기 마그네슘 결정립의 내부가 아닌 외부로서, 상기 결정립계에 존재하는 첨가제 화합물을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 첨가제 화합물은 마그네슘과 알칼리 금속의 화합물, 마그네슘과 알칼리토금속의 화합물, 마그네슘 합금중 마그네슘 이외의 물질과 알칼리 금속의 화합물, 및 마그네슘 합금중 마그네슘 이외의 물질과 알칼리토금속의 화합물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 마그네슘 결정립은 순수 마그네슘 결정립 또는 마그네슘 합금 결정립일 수 있다.
상기 첨가제 화합물은 마그네슘 합금 100중량부에 0.0001 내지 30중량부가 첨가된 것일 수 있다.
상기 첨가제 화합물은 크기가 0.1~500㎛일 수 있다.
상기 마그네슘 합금은 발화 온도(℃)가 500 내지 1500일 수 있다.
상기 마그네슘 합금은 캐스팅 합금(casting alloy), 러트 합금(wrought alloy), 크립 합금(creep alloy), 댐핑 합금(damping alloy), 분해 가능한 바이오 합금(degradable bio alloy) 및 파우더 메탈러지(powder metallurgy)중에서 적어도 어느 하나로 이용될 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 마그네슘 합금의 제조 방법은 마그네슘을 도가니에 넣고 보호 가스 분위기에서 600~800℃의 온도로 용해하여 마그네슘 용탕을 형성하는 마그네슘 용탕 형성 단계와, 상기 마그네슘 용탕에 첨가제를 첨가하는 첨가제 첨가 단계와, 상기 마그네슘 용탕을 1~400분 동안 교반하는 교반 단계와, 상기 마그네슘 용탕을 100~300℃의 주형에 넣어 주조하는 주조 단계와, 상기 주조된 마그네슘을 냉각하는 냉각 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 마그네슘 용탕 형성 단계에서 이용된 마그네슘은 순수 마그네슘 또는 마그네슘 합금일 수 있다.
상기 첨가제 첨가 단계에서 이용된 첨가제는 알칼리 금속, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 금속 화합물, 알칼리토금속, 알칼리토금속 산화물 및 알칼리토금속 화합물 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 알칼리 금속 산화물은 나트륨 산화물 또는 칼륨 산화물 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 알칼리토금속 산화물은 베릴륨 산화물, 마그네슘 산화물, 칼슘 산화물, 스트론튬 산화물 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 알칼리토금속 화합물은 칼슘 카바이드(CaC2), 칼슘 시아나미드(CaCN2), 칼슘 카보네이트(CaCO3) 및 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트(CaSO4) 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 첨가제 첨가 단계에서 이용된 첨가제는 마그네슘 합금 100중량부에 대하여 0.0001 내지 30중량부가 첨가된 것일 수 있다.
상기 첨가제 첨가 단계에서 이용된 첨가제는 크기가 0.1~500㎛일 수 있다.
상기 첨가제 첨가 단계에서 이용된 첨가제는 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도 및 경도는 높이고, 보호 가스의 필요량은 줄이는 것일 수 있다.
본 발명은 마그네슘 합금의 제조 공정중 발화 온도를 높이고, 산화 현상을 억제하는 첨가제를 첨가함으로써 온실 가스로 분류되는 보호 가스의 사용량을 줄이거나 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은 마그네슘 합금의 제조 공정중 첨가되는 첨가제의 영향으로 용해로 내, 용탕의 이송 또는 용탕의 주입시 용탕이 청정도가 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 유동성, 열간균열 및 금형소착 등의 문제점을 일으키지 않아 캐스팅, 포밍, 웰딩 및 PM 처리 능력도 향상시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명은 상기와 같은 이유로 웰딩 및 조인트 성능도 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 마그네슘 합금의 제조 공정중 첨가되는 첨가제를 저가로 구입하여 사용할 수 있음으로써, 보호 가스의 사용 저감 및 제거에 의한 원가 절감뿐 만 아니라 첨가제에 의한 원가도 절감된다.
또한, 본 발명은 마그네슘 합금의 제조 공정중 첨가되는 첨가제가 원래의 합금 조성비를 변화시키지 않음으로써, 합금 원래의 용도를 그대로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 마그네슘 합금의 제조 공정중 첨가되는 첨가제에 의해 결정 정제 및 내부 건전성이 우수해짐으로써, 기계적 특성이 향상된다.
또한, 본 발명은 마그네슘 합금의 제조 공정중 첨가되는 첨가제에 의해 산화 및 발화 온도가 증가함으로써, 각종 애플리케이션에서 안전성이 향상된다.
또한, 본 발명은 마그네슘 합금의 제조 공정중 첨가되는 첨가제가 결정립 내부가 아닌 결정립계에 첨가제 화합물 형태로 존재함으로써, 마그네슘 합금의 재생 시 공급되는 플럭스 및 온도 효과에 따라 첨가제가 반응하지 않음으로써, 우수한 재생 능력을 갖는다. 즉, 마그네슘 합금의 재생 공정중 별도의 첨가제 첨가 공정을 수행할 필요가 없다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법은 마그네슘 용탕 형성 단계(S1)와, 첨가제 첨가 단계(S2)와, 교반 단계(S3)와, 주조 단계(S4)와, 냉각 단계(S5)를 포함한다.
상기 마그네슘 용탕 형성 단계(S1)에서는 마그네슘을 도가니에 넣고 보호 가스 분위기에서 600 내지 800℃의 온도를 제공한다. 그러면, 상기 도가니 내의 마그네슘은 용해되어 마그네슘 용탕을 형성한다.
여기서, 온도가 600℃ 미만이면 마그네슘 용탕이 형성되기 어렵고, 온도가 800℃를 초과하면 마그네슘 용탕이 발화할 위험이 있다. 또한, 상기 보호 가스는 통상의 SF6,SO2, CO2, HFC-134a, Novec™612, 비활성기체 및 그 등가물과, 또한 이들의 혼합 가스를 이용하여, 상기 마그네슘의 발화를 억제한다.
상기 마그네슘 용탕 형성 단계에서 이용된 마그네슘은 순수 마그네슘, 마그네슘 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 마그네슘 합금은 AZ91D, AM20, AM30, AM50, AM60, AZ31, AS41, AS31, AS21X, AE42, AE44, AX51, AX52, AJ50X, AJ52X, AJ62X, MRI153, MRI230, AM-HP2, Mg-Al, Mg-Al-Re, Mg-Al-Sn, Mg-Zn-Sn, Mg-Si, Mg-Zn-Y 및 그 등가물중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이러한 마그네슘 합금으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 첨가제 첨가 단계(S2)에서는 상기 마그네슘 용탕에 분말 형태의 첨가제를 첨가한다.
여기서, 상기 첨가제 첨가 단계에서 이용된 첨가제는 알칼리 금속, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 금속 화합물, 알칼리토금속, 알칼리토금속 산화물, 알칼리토 금속 화합물 및 그 등가물과, 또한 이들의 혼합물이 가능하다.
상기 알칼리 금속 산화물은 나트륨 산화물, 칼륨 산화물 및 그 등가물 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 알칼리토금속 산화물은 베릴륨 산화물, 마그네슘 산화물, 칼슘 산화물, 스트론튬 산화물 및 그 등가물 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 알칼리토금속 화합물은 칼슘카바이드(CaC2), 칼슘 시아나미드(CaCN2), 칼슘 카보네이트(CaCO3), 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트(CaSO4) 및 그 등가물 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 그러나 이러한 종류로 첨가제를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 첨가제는 마그네슘 합금의 발화 온도는 높이고, 산화력은 줄이며, 또한 보호 가스의 필요량을 줄일 수 있는 것이라면 어느 것이라도 이용할 수 있다.
상기 첨가제 첨가 단계에서 이용된 첨가제는 마그네슘 합금 100중량부에 대하여 0.0001 내지 30중량부가 첨가될 수 있다. 상기 첨가제가 0.0001중량부 미만인 경우에는 첨가제에 의한 효과(발화 온도 증가, 산화력 감소, 및 보호 가스 감소)가 작다. 또한, 상기 첨가제가 30중량부를 초과하게 되면 원래의 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 특성이 나타나지 않는다.
또한, 상기 첨가제 첨가 단계에서 이용된 첨가제는 크기가 0.1~500㎛일 수 있다. 상기 첨가제의 크기가 0.1㎛ 미만인 것은 현실적으로 만들기 어렵고 비용이 많이 든다. 또한, 상기 첨가제의 크기가 500㎛를 초과할 경우에는 상기 첨가제가 상기 마그네슘 용탕과 반응하지 않을 수 있다.
상기 교반 단계(S3)에서는 상기 마그네슘 용탕을 1~400분 동안 교반한다.
여기서 교반 시간이 1분 미만이면 마그네슘 용탕에 첨가제가 충분히 섞이지 않고, 교반 시간이 400분을 초과하면 마그네슘 용탕의 교반 시간이 불필요하게 길어질 수 있다.
또한, 상기와 같은 교반 단계에서 상기 첨가제는 마그네슘 결정립 또는 마그네슘 합금 결정립의 내부에 존재하지 않고, 결정립의 외부 즉, 결정립계에서 금속간 화합물 형태로 존재하게 된다. 즉, 이러한 교반 단계에서 첨가제는 첨가제 화합물 형태를 띠게 되는데, 좀 더 구체적으로 마그네슘과 알칼리 금속의 화합물, 마그네슘과 알칼리토금속의 화합물, 마그네슘 합금중 마그네슘 이외의 물질과 알칼리 금속의 화합물 또는 마그네슘 합금중 마그네슘 이외의 물질과 알칼리토금속의 화합물 의 형태를 띠게 된다. 물론, 첨가제를 이루는 나머지 원소(산소, 탄소, 질소 등)는 모두 마그네슘 용탕의 표면에 부유하게 되며, 이는 수동 또는 자동 설비에 의해 제거된다.
상기 주조 단계(S4)에서는 상기 마그네슘 용탕을 100~300℃의 주형에 넣어 주조한다.
여기서, 상기 주형은 금형, 세라믹형, 그라파이트형 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한, 주조 방식은 중력 주조, 연속 주조 및 그 등가 방식이 가능하다. 그러나 여기서 상기 주형의 종류 및 상기 주조의 방식을 한 정하는 것은 아니다.
상기 냉각 단계(S5)에서는 상기 주형을 상온으로 냉각시킨 후 주형에서 마그네슘 합금(eg. 마그네슘 합금 잉곳)을 꺼낸다.
여기서, 상기와 같은 방법으로 제조된 마그네슘 합금은 아래에서 설명하겠지만 결정립계를 갖는 다수의 마그네슘 결정립과, 상기 마그네슘 결정립의 내부가 아닌 외부로서, 상기 결정립계에 존재하는 첨가제 화합물로 이루어진다.
또한, 상기 마그네슘 합금의 제조 공정 중에 첨가되는 물질은 단순히 첨가제로 정의하고, 제조된 마그네슘 합금에 첨가되어 있는 물질은 첨가제 화합물로 정의한다. 즉, 제조된 마그네슘 합금에 첨가되어 있는 물질은 금속간 화합물 형태를 띠기 때문이다.
도 2는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 따라 제조된 마그네슘 합금의 조직도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 마그네슘 합금(1)은 다수의 마그네슘 결정립(2)과, 첨가제 화합물(3)을 포함한다.
상기 다수의 마그네슘 결정립(2)은 결정립계를 가지며, 상기 첨가제 화합물(3)은 상기 마그네슘 결정립(2)의 내부가 아닌 외부로서, 상기 결정립계에 존재한다. 즉, 상기 첨가제 화합물(3)은 마그네슘 결정립(2)의 내부에 존재하지 않고, 결정립계에 존재하며 금속간 화합물 형태를 한다.
여기서, 상기 마그네슘 결정립(2)은 순수 마그네슘 결정립, 마그네슘 합금 결정립 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 첨가제 화합물(3)은 마그네슘과 알칼리 금속의 화합물, 마그네슘과 알칼리토금속의 화합물, 마그네슘 합금중 마그네슘 이외의 물질과 알칼리 금속의 화합물, 및 마그네슘 합금중 마그네슘 이외의 물질과 알칼리토금속의 화합물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 첨가제 화합물(3)은 마그네슘 합금 100중량부에 0.0001 내지 30중량부가 첨가될 수 있다. 또한, 상기 첨가제 화합물(3)은 크기가 0.1~500㎛일 수 있다. 이러한 수치 범위의 의의는 이미 위에서 설명하였다.
이와 같이 하여 본 발명에 따른 마그네슘 합금(1)은 경도(HRF)가 40 내지 80일 수 있다. 그러나 이러한 경도값은 가공 방법 및 열처리 등에 따라 다양하게 변화하기 때문에, 이러한 경도 값으로 본 발명에 따른 마그네슘 합금(1)을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 마그네슘 합금(1)은 발화 온도(℃)가 500 내지 1500℃로서, 발화 저항 특성이 향상된다. 더불어, 아래에서 설명하겠지만, 본 발명은 보호 가스의 사용량을 상당히 저감시킨다.
한편, 상기 마그네슘 합금은 캐스팅 합금(casting alloy), 러트 합금(wrought alloy), 크립 합금(creep alloy), 댐핑 합금(damping alloy), 분해 가능한 바이오 합금(degradable bio alloy) 및 파우더 메탈러지(powder metallurgy)중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이용될 수 있다.
일례로, 상기 캐스팅 합금은 AZ91D, AM20, AM50, AM60에 CaX을 혼합하여 형 성한 것일 수 있다. 여기서, 상기 CaX는 CaO, CaC2, CaCN2 등일 수 있다. 그러나 이러한 종류로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 러트 합금은 AZ31, AM30에 CaX를 혼합하여 형성한 것일 수 있다.
상기 크립 합금은 Mg-Al, Mg-Al-Re에 CaX 또는 SrO를 혼합하여 형성한 것일 수 있다. 더불어, 상기 크립 합금은 Mg-Al-Sn 또는 Mg-Zn-Sn에 CaX를 혼합하여 형성한 것일 수 있다.
상기 댐핑 합금은 순수 Mg, Mg-Si, SiCp/Mg에 CaO을 혼합하여 형성한 것일 수 있다.
상기 분해 가능한 바이오 합금은 순수 Mg에 CaO을 혼합하여 형성한 것일 수 있다.
상기 파우더 메탈러지는 Mg-Zn-(Y)에 CaX을 혼합하여 형성한 것일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 각종 실험 결과를 설명한다.
(실시예 1)
세 개의 AZ91D 마그네슘 합금 3kg을 구비하고, 이들을 각각 680℃의 온도로 가열하여 용탕을 형성하였다. 이어서, 각 용탕에 파우더 형태로서 100㎛ 미만, 100~200㎛, 500㎛의 칼슘 산화물(CaO) 30g(1중량부)를 투입하였다. 이어서, 각 마그네슘 합금 용탕을 10분간 교반하였다. 이어서, 각 마그네슘 합금 용탕을 금형에 부어서 중력 주조하였다. 마지막으로 마그네슘 합금을 냉각시킨 후, ICP(Inductively Coupled Plasma)를 통하여 성분을 분석하였다.
분말 크기, 투입양, ICP에 의한 성분 분석 및 수율은 아래의 표 1과 같다.
[표 1]
분말 크기 ~100㎛ ~200㎛ ~500㎛
투입양 1중량부 CaO 1중량부 CaO 1중량부 CaO
ICP 성분 분석 0.45중량부 CaO 0.0078중량부 CaO 0.0042중량부 CaO
수율 45% 0.78% 0.42%
상기와 같이 하여 칼슘 산화물의 크기가 100㎛ 미만일 경우에는 실질적으로 45%의 수율을 얻을 수 있다. 즉, 1중량부의 칼슘 산화물을 첨가한 경우 0.45중량부의 칼슘이 마그네슘 용탕에 용해되었다. 그러나 칼슘 산화물의 크기가 200㎛ 또는 500㎛에 이를 경우에는 수율이 각각 0.78% 및 0.42%로 크게 떨어졌다.
도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 EPMA(Electron Probe Micro Analyzer) 실험 결과를 도시한 사진이다.
도 3은 마그네슘 합금에 대한 후방 산란 전자(back scattering electron) 사진이다. 도 3에 도시된 바와 같이 마그네슘 합금은 대체로 결정립 및 결정립계를 이룬다. 도 4는 마그네슘에 대한 사진으로서 적색 영역이 마그네슘이다. 도 4에 도시된 바와 같이 마그네슘은 많은 결정립과 결정립계로 이루어짐을 확실히 알 수 있다. 사진에서 청색은 마그네슘이 없는 부분이다. 도 5는 알루미늄에 대한 사진으로서 결정립계에 소량 존재함을 알 수 있다. 즉, 사진에서 적색 부분이 알루미늄이 다. 도 6은 아연에 대한 사진으로서 결정립계에 알루미늄보다 훨씬 적게 존재함을 알 수 있다. 도 7은 칼슘에 대한 사진으로서 결정립계에 소량 존재함을 수 있다. 사진에서 적색 부분이 칼슘이다. 도 8은 산소에 대한 사진으로서, 거의 존재하지 않음을 확인할 수 있다.
이와 같이 하여, 마그네슘 합금은 대부분의 마그네슘으로 이루어지고, 결정립계에 알루미늄, 아연 및 칼슘이 존재함을 수 있다. 실질적으로, 상기 알루미늄, 아연 및 칼슘은 금속간 화합물 형태를 한다.
즉, AZ91D 마그네슘 합금에 칼슘 산화물을 첨가한 경우 칼슘 산화물은 환원되며, 결정립계에 알루미늄칼슘(Al2Ca) 화합물 형태로 존재한다. 칼슘 산화물이 마그네슘보다 열역학적으로 안정함에도 불구하고 환원되는 현상은 아직 명확하게 규명되지 않았다.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 TEM(Transmission Electron Microscope) 실험 결과를 도시한 사진이다.
도 9는 TEM의 확대 영상으로서 가운데 흑색 영역이 알루미늄칼슘(Al2Ca) 화합물이다. 도 10은 알루미늄칼슘 화합물 이외의 부분인 마그네슘 영상이다. 도 11은 알루미늄 영상이고, 도 12는 칼슘 영상이다. 따라서 마그네슘 결정립계에는 알루미늄과 칼슘이 금속간 화합물 형태로 존재함을 알 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 보호 가스 저감 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 13의 결과는 다이캐스팅 작업 용탕 온도인 680℃에서 실험하여 얻은 것이고, 도 14의 결과는 720℃(과열 상태)에서 실험하여 얻은 것이다.
또한, 도 13 및 도 14에서 "sealed"는 외부 공기가 유입되지 않는 상태를 의미하고, "unsealed"는 외부 공기가 유입되는 상태를 의미한다.
먼저 도 13에 도시된 바와 같이, 680℃의 분위기로서 공기가 유입되는 상태(unsealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ91D, AZ91D-0.04중량부CaO, AZ91D-0.13중량부CaO에서 모두 1,000ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 그러나 공기가 유입되지 않는 상태(sealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ91D 및 AZ91D-0.04중량부CaO의 경우 대략 500ppm의 SF6 가스가 필요했고, AZ91D-0.13중량부CaO의 경우 300ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 따라서 통상의 다이 캐스팅 작업 온도에서는 공기가 유입되지 않은 조건일 경우, 첨가제의 투입량이 많을수록 발화 억제를 위한 보호 가스의 필요량이 감소함을 알 수 있다.
다음으로 도 14에 도시된 바와 같이, 720℃의 분위기로서 공기가 유입되는 상태(unsealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ91D, AZ91D-0.04중량부CaO, AZ91D-0.13중량부CaO에서 각각 3,200ppm, 2,000ppm, 1,000ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 그러나 공기가 유입되지 않는 상태(sealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ91D 및 AZ91D- 0.04중량부CaO의 경우 대략 500ppm의 SF6 가스가 필요하였고, AZ91D-0.13중량부CaO의 경우 300ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 따라서 과열 온도에서도 공기가 유입되지 않은 조건일 경우 첨가제의 투입량이 많을수록 발화 억제를 위한 보호 가스의 필요량이 감소함을 알 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 TGA(Thermogravimetry Analyzer) 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 15에서 X축은 시간이고, Y축은 무게 증가량(%)이다. AZ91D의 경우 시간이 흐를수록 무게가 급격히 증가함을 수 있다. 즉, 산화 현상이 급격하게 진행한 것이다. AZ91D-0.14중량부CaO의 경우 시간이 흘러도 무게가 완만히 증가함을 수 있다. 즉, 산화 현상이 천천히 진행한 것이다. 예를들면, 400분 경과후 AZ91D는 113의 무게로 증가하였고, AZ91D-0.14중량부CaO는 101의 무게로 증가하였다.
따라서 이러한 실험 결과로부터 첨가제를 첨가한 마그네슘 합금의 산화 현상이 억제됨을 알 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 AES(Atomic Emission Spectrometer) 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 16에서 X축은 스퍼터 시간이고, Y축은 검출량이다. AZ91D의 경우 스퍼터 시간 대략 9분 정도까지 산소가 대략 40정도 검출되고, 그 이후부터 산소 검출이 적어짐을 알 수 있다. 즉, AZ91D의 경우 산화막이 비교적 두껍게 형성되어 있음을 의미한다.
한편, 도 17에 도시된 바와 같이 AZ91D-0.7중량부CaO의 경우 스퍼터 시간 대략 1분 정도까지 산소가 대략 26정도 검출되고, 그 이후부터 산소 검출이 적어짐을 알 수 있다. 즉, AZ91D-0.7중량부CaO의 경우 산화막이 비교적 얇게 형성되어 있음을 의미한다.
따라서 이러한 실험 결과로부터 첨가제를 첨가한 마그네슘 합금의 산화 현상이 억제됨을 알 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 상온 및 고온에서의 경도를 도시한 그래프이다.
도 18에 도시된 바와 같이 제조 공정중 칼슘 산화물이 0.007 내지 0.41중량부 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 그 칼슘 산화물의 첨가량이 증가할수록 경도가 증가함을 알 수 있다. 즉, 상온(25℃)에서의 산화칼슘이 첨가되지 않은 AZ91D 마그네슘 합금의 경도는 대략 57이며, 칼슘 산화물이 소량 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 경도가 68까지 상승됨을 알 수 있다. 100℃ 및 150℃로 온도가 상승하면 AZ91D 마그네슘 합금 내의 β상(Mg17Al12)의 낮은 열안정성의 이유로 상온에서의 경도값 보다 약간 떨어진다.
도 19는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도를 도시한 그래프이다.
도 19에 도시된 바와 같이 칼슘 산화물의 첨가량에 따른 마그네슘 합금의 발화 온도는 그 칼슘 산화물의 첨가량이 증가함에 따라 함께 증가함을 알 수 있다. 즉, 대기 분위기에서의 AZ91D 마그네슘 합금의 발화 온도는 대략 490℃이고, 질소 분위기에서의 발화온도는 대략 510℃인 반면에, 칼슘 산화물이 첨가된 마그네슘 합금의 발화온도는 첨가량에 따라 대략 100℃ 이상의 발화 온도가 상승하였음을 알 수 있다.
(실시예 2)
도 20은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 상온에서의 경도를 도시한 그래프이다.
도 20에 도시된 바와 같이 제조 공정중 스트론튬 산화물이 0.02 내지 0.48중량부 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 그 스트론튬 산화물의 첨가량이 증가할수록 경도가 증가함을 알 수 있다. 즉, 상온에서 스트론튬 산화물이 첨가되지 않은 AZ91D 마그네슘 합금의 경도는 대략 57이며, 산화 스트론튬이 소량 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 대략 65이다.
도 21은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 대기 및 질소 분위기에서의 발화 온도를 도시한 그래프이다.
도 21에 도시된 바와 같이 스트론튬 산화물이 첨가되지 않은 AZ91D 마그네슘 합금은 발화 온도가 대기 분위기에서 대략 490℃이고 질소 분위기에서는 대략 510℃이다. 그러나 스트론튬 산화물이 첨가된 AZ91D 마그네슘의 발화 온도는 그 첨가량에 따라 대략 100℃ 이상 상승하였다.
(실시예 3)
도 22는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 빌렛 표면 사진이다.
도 22에 도시된 바와 같이 알칼리토금속 산화물인 베릴륨 산화물과, 마그네슘 산화물이 각각 0.0001중량부와 0.5중량부 첨가된 다이캐스팅용 AZ91D 마그네슘 합금의 빌렛 사진을 보면, 베릴륨 산화물을 0.0001중량부 미량 첨가하여도 빌렛이 산화 또는 발화하지 않고 깨끗한 표면을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 마그네슘 산화물을 0.5중량부 미량 첨가 하여도 산화 또는 발화하지 않은 깨끗한 빌렛을 얻을 수 있었다.
도 23은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도를 도시한 그래프이다.
도 23에 도시된 바와 같이 베릴륨 산화물과 마그네슘 산화물이 각각 0.0001중량부와 0.5중량부 첨가된 다이캐스팅용 AZ91D 마그네슘 합금에 대한 발화 온도를 통해서도 분명하게 확인할 수 있듯이, 알칼리토금속 산화물인 베릴륨 산화물이나 마그네슘 산화물의 첨가량에 따라 발화 온도가 향상되어 기계적 특성 및 산화 특성 등이 향상됨을 알 수 있다.
도 24는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 경도를 도시한 그래프이다.
도 24에 도시된 바와 같이 베릴륨 산화물과 마그네슘 산화물이 각각 0.0001중량부와 0.5중량부 첨가된 다이캐스팅용 AZ91D 마그네슘 합금에 대한 경도를 통해서도 분명하게 확인할 수 있듯이, 알칼리토금속 산화물인 베릴륨 산화물이나 마그네슘 산화물의 첨가량에 따라 경도가 향상됨을 알 수 있다.
(실시예 4)
도 25는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 조직 사진이다.
도 25에 도시된 바와 같이 첨가제가 첨가되지 않은 AZ91D 마그네슘 합금에 비해 첨가제가 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금의 결정립이 큰 차이가 나지 않는 것을 알 수 있다. 여기서, 첨가제는 칼슘계 화합물인 칼슘시아나미드(CaCN2)로서 0.007 중량부 첨가되었다. 이와 같은 미량의 첨가는 AZ91D 마그네슘 합금의 특성에 전혀 영향이 없음을 알 수 있다.
도 26은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 경도 데이터이다.
도 26에 도시된 바와 같이 칼슘계 화합물인 칼슘시아나미드가 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 경도가 대략 66으로 측정되었다. 즉, 어떠한 첨가제도 첨가하지 않은 AZ91D 마그네슘 합금의 경우 경도가 대략 62 정도인데 반해, 칼슘시아나미드가 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금의 경우 경도가 대략 4 정도 증가하였다.
도 27은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도 그래프이다.
도 27에 도시된 바와 같이 칼슘계 화합물인 칼슘시아나미드가 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 발화 온도가 대기중에서 대략 540℃에 이른다. 즉, 첨가제가 첨가되지 않은 AZ91D 마그네슘 합금은 발화 온도가 대기중에서 대략 510℃이므로, 첨가제 첨가에 의해 대략 30℃의 발화 온도가 증가하였다.
(실시예 5)
도 28은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 조직 사진이다.
도 28에 도시된 바와 같이 첨가제가 첨가되지 않은 AZ91D 마그네슘 합금에 비해 첨가제가 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금의 결정립이 큰 차이를 나타내지 않는 것을 알 수 있다. 여기서, 첨가제는 칼슘계 화합물인 칼슘카바이드(CaC2)로서, 0.03 중량부가 첨가되었다.
도 29는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 경도 데이터이다.
도 29에 도시된 바와 같이 칼슘계 화합물인 칼슘카바이드가 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 경도가 대략 65.3이다. 즉, 어떠한 첨가제도 첨가하지 않은 AZ91D 마그네슘 합금의 경우 경도가 대략 62 정도이므로, 경도가 대략 3정도 증가하였다.
도 30은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도 그래프이다.
도 30에 도시된 바와 같이 칼슘계 화합물인 칼슘 카바이드가 첨가된 AZ91D 마그네슘 합금은 발화 온도가 질소 중에서 대략 540℃에 이른다. 즉, 첨가제가 첨가되지 않은 AZ91D 마그네슘 합금은 발화 온도가 질소 중에서 대략 510℃이었으므로, 첨가제 첨가에 의해 대략 30℃의 발화 온도가 증가하였다.
도 31은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도 데이터이다.
도 31에 도시된 바와 같이, 대기 분위기에서 발화 온도는, 칼슘계 화합물인 칼슘 시아나미드(CaCN2)나 칼슘 카바이드(CaC2)가 각각 첨가된 마그네슘 합금(AZ91D-0.007중량부CaCN2/0.03중량부CaC2) 모두 순수한 마그네슘 합금(AZ91D)과 비교하여 상당히 향상된 내열성의 합금의 발화 온도를 나타내고 있으며, 이는 결국 칼슘계 화합물의 첨가량에 따라 발화온도가 크게 향상됨을 알 수 있다.
(실시예 6)
도 32는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의한 제조된 마그네슘 합금의 경도 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 32에 도시된 바와 같이 AM50 마그네슘 합금에 칼슘 산화물이 첨가되지 않은 경우, 대략 0.05중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우, 대략 0.15중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우 경도는 대략 50 내외로 나타났다. 따라서 미량의 칼슘 산화물 첨가에 따른 미세 조직 및 경도 값에는 영향이 없는 것으로 나타났다.
도 33 및 도 34는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 33에 도시된 바와 같이 AM50 마그네슘 합금에 칼슘 산화물이 첨가되지 않은 경우 대기 분위기에서 발화 온도는 대략 570℃이었지만, 대략 0.05중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우 발화 온도는 대략 590℃로 증가하였다. 더욱이 대략 0.15중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우 발화 온도는 대략 610℃로 증가하였다.
도 34에 도시된 바와 같이 AM50 마그네슘 합금에 칼슘 산화물이 첨가되지 않은 경우 질소 분위기에서 발화 온도는 대략 550℃이었지만, 대략 0.05중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우 발화 온도는 대략 570℃로 증가하였다. 더욱이 대략 0.15중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우 발화 온도는 대략 640℃로 증가하였다.
(실시예 7)
도 35 및 도 36은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 보호 가스 저감 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 35의 결과는 다이캐스팅 작업 용탕 온도인 680℃에서 실험하여 얻은 것이고, 도 36의 결과는 720℃(과열 상태)에서 실험하여 얻은 것이다.
도 35에 도시된 바와 같이, 680℃의 분위기로서 공기가 유입되는 상태(unsealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ31, AZ31-0.05중량부CaO, AZ31-0.32중량부CaO에서 모두 500ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 그러나 공기가 유입되지 않는 상태(sealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ31 및 AZ31-0.05중량부CaO의 경우 대략 100ppm의 SF6 가스가 필요하였고, AZ31-0.32중량부CaO의 경우 40ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 따라서 통상의 다이캐스팅 작업 온도에서는 공기가 유입되지 않은 조건일 경우, 첨가제의 투입량이 많을수록 발화 억제를 위한 보호 가스의 필요량이 감소함을 알 수 있다.
다음으로 도 36에 도시된 바와 같이, 720℃의 분위기로서 공기가 유입되는 상태(unsealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ31, AZ31-0.05중량부CaO, AZ31-0.32중량부CaO에서 1,000ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 그러나 공기가 유입되지 않는 상태(sealed)에서는 발화 억제를 위해 AZ31의 경우 대략 200ppm의 SF6 가스가 필요하였고, AZ31-0.05중량부CaO의 경우 대략 100ppm의 SF6 가스가 필요하였으며, AZ31-0.32중량부CaO의 경우 40ppm의 SF6 가스가 필요하였다. 따라서 과열 온도에서도 공기가 유입되지 않은 조건일 경우 첨가제의 투입량이 많을수록 발화 억제를 위한 보호 가스의 필요량이 감소함을 알 수 있다.
도 37 및 도 38은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 37에 도시된 바와 같이 AZ31 마그네슘 합금에 칼슘 산화물이 첨가되지 않은 경우 대기 분위기에서 발화 온도는 대략 570℃이었지만, 대략 0.3중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우 발화 온도는 대략 610℃로 증가하였다.
도 38에 도시된 바와 같이 AZ31 마그네슘 합금에 칼슘 산화물이 첨가되지 않은 경우 질소 분위기에서 발화 온도는 대략 640℃이었지만, 대략 0.3중량부의 칼슘 산화물이 첨가된 경우 발화 온도는 대략 690℃로 증가하였다.
도 39 내지 도 41은 보호 가스가 없는 경우, 보호 가스가 있는 경우 및 본 발명의 방법에 따라 제조한 마그네슘 합금의 박판 주조품 표면을 도시한 사진이다.
도 39에 도시된 바와 같이 보호 가스 없이 마그네슘 합금이 제조된 경우, 표면이 검게 발화된 것을 알 수 있다.
또한, 도 40에 도시된 바와 같이 보호 가스를 분사하여 마그네슘 합금이 제조된 경우에도, 산화물 혼입에 따른 크랙 현상이 발생된 것을 알 수 있다.
그러나 도 41에 도시된 바와 같이 칼슘 산화물을 첨가하여 마그네슘 합금이 제조된 경우, 발화 현상이나 크랙 현상이 발견되지 않음을 알 수 있다.
여기서, 상기 도 39 내지 도 41에 도시된 마그네슘 합금은 모두 AZ31을 예로 한 것이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 따라 제조된 마그네슘 합금의 조직도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 EPMA 실험 결과를 도시한 사진이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 TEM 실험 결과를 도시한 사진이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 보호 가스 저감 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 15는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 TGA 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 AES 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 18은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 상온 및 고온에서의 경도를 도시한 그래프이다.
도 19는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 대기 및 질소 분위기에서의 발화 온도를 도시한 그래프이다.
도 20은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 상온에서의 경도를 도시한 그래프이다.
도 21은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 대기 및 질소 분위기에서의 발화 온도를 도시한 그래프이다.
도 22는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 빌렛 표면 사진이다.
도 23은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도를 도시한 그래프이다.
도 24는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 경도를 도시한 그래프이다.
도 25는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 조직 사진이다.
도 26은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 경도 데이터이다.
도 27은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도 그래프이다.
도 28은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 조직 사진이다.
도 29는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 경도 데이터이다.
도 30은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도 그래프이다.
도 31은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 온도 그래프이다.
도 32는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의한 제조된 마그네슘 합금의 경도 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 33 및 도 34는 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 35 및 도 36은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 보호 가스 저감 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 37 및 도 38은 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 제조 방법에 의해 제조된 마그네슘 합금의 발화 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 39 내지 도 41은 보호 가스가 없는 경우, 보호 가스가 있는 경우 및 본 발명의 방법에 따라 제조한 마그네슘 합금의 표면을 도시한 사진이다.

Claims (23)

  1. 삭제
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  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 용탕에,
    CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여, 상기 용탕과 상기 첨가제를 반응시켜 첨가제 화합물을 생성시킨 마그네슘 합금으로, 상기 첨가제가 첨가되기 전의 동일 조성의 합금과 비교하여 산화저항성 또는 발화지연성이 우수한 것을 특징으로 하는, CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여 제조된 마그네슘 합금.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 첨가제는 마그네슘 합금 100중량부에 대하여 0.0001 내지 30중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는, CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여 제조된 마그네슘 합금.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 첨가제의 크기는 0.1~500㎛인 것을 특징으로 하는, CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여 제조된 마그네슘 합금.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 첨가제 화합물을 생성시킨 마그네슘 합금의 발화온도는 500 내지 1500℃인 것을 특징으로 하는, CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여 제조된 마그네슘 합금.
  21. 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 보호가스 분위기에서 600~800℃의 온도로 용해하여 용탕을 형성하는 단계;
    상기 용탕에 CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하는 단계;
    상기 용탕을 1~400분 동안 교반하는 단계;
    상기 용탕과 상기 첨가제를 반응시켜 첨가제 화합물을 생성시키는 단계;
    상기 마그네슘 용탕을 100~300℃의 주형에 넣어 주조하는 단계; 및,
    상기 주조된 마그네슘 합금을 냉각하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는, CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여 산화저항성 또는 발화지연성이 우수한 마그네슘 합금의 제조하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 첨가제는 마그네슘 합금 100중량부에 대하여 0.0001 내지 30중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는, CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여 산화저항성 또는 발화지연성이 우수한 마그네슘 합금의 제조하는 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 첨가제의 크기는 0.1~500㎛인 것을 특징으로 하는, CaC2, CaCN2, CaCO3 및 CaSO4의 첨가제 중 적어도 어느 하나의 첨가제를 첨가하여 산화저항성 또는 발화지연성이 우수한 마그네슘 합금의 제조하는 방법.
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