KR101242703B1 - 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법 - Google Patents

마그네슘 판재의 역편석 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법은 마그네슘 판재 상에 형성된 역편석을 용이하게 검출할 수 있도록 용탕을 이격 배치된 트윈롤 사이로 공급하여 마그네슘 판재를 형성하는 연속 캐스팅 단계와, 상기 마그네슘 판재를 인산용액과 접촉시키는 인산용액 공급 단계와, 인산용액에서 분리된 상기 마그네슘 판재 상에 역편석이 존재하는지 여부를 확인하는 판별 단계를 포함한다.

Description

마그네슘 판재의 역편석 검출 방법{METHOD FOR DETECTING INVERSE SEGREGATION OF MAGNESIUM PLATE}
본 발명은 역편석 검출 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 마그네슘 판재에 형성된 역편석 검출 방법에 관한 것이다.
마그네슘은 자체의 낮은 밀도를 바탕으로 특히 적은 중량을 갖는다. 동시에 마그네슘은 알루미늄의 강도 특성과 매우 흡사한 강도 특성을 갖는다. 이런 특성 조합으로 마그네슘은 차량 차체의 제조, 특히 더욱더 적은 중량과 더불어 더욱더 높은 강도 및 강성이 요구되는 자동차 차체의 제조 분야에서 높은 관심의 대상이 되고 있다.
마그네슘 스트립 캐스팅은 마그네슘 합금 용탕을 트윈롤에 통과시켜 박판재를 직접 제조할 수 있는 경제적으로 매우 우수한 공정이다. 그러나 응고 중 판재 표면 혹은 내부에 생성되는 용질원소의 편석에 따라 마그네슘 판재의 최종 품질을 크게 달라지게 된다.
용탕은 트윈롤을 통과하면서 외측에서부터 응고되어 마그네슘 합금 제조를 위한 용탕에 포함된 용질원소인 알루미늄, 아연 등이 내측에 편석으로 형성될 수 있다. 마그네슘 판재의 내측에 형성된 편석은 품질에 크게 영향을 미치지 아니하나 마그네슘 판재의 외측에서 내측으로 응고되어 표면에 나타난 역편석은 마그네슘 판재의 강도를 저하시키는 원인이 된다.
이와 같이 마그네슘 판재 품질에 있어서 역편석의 검출여부는 매우 중요한 판단 기준이 된다. 그러나 역편석은 육안으로 관찰이 어려워서 샘플을 채취하여 현미경으로 관찰하여야만 한다. 그러나 이러한 검출 방법은 과정이 복잡하여 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 아주 일부분만을 검사할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마그네슘 판재에 형성된 역편석을 용이하게 검출할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법은 용탕을 이격 배치된 트윈롤 사이로 공급하여 마그네슘 판재를 형성하는 연속 캐스팅 단계와, 상기 마그네슘 판재를 인산용액과 접촉시키는 인산용액 공급 단계와, 인산용액에서 분리된 상기 마그네슘 판재 상에 역편석이 존재하는지 여부를 확인하는 판별 단계를 포함한다.
상기 인산용액 공급 단계에서 상기 인산용액은 0.5중량% 내지 10중량% 범위의 인산(H3PO4)을 포함할 수 있으며, 상기 인산용액 공급 단계에서 상기 인산용액과 상기 마그네슘 판재의 접촉 시간의 범위는 10초 내지 240초일 수 있다.
인산용액 공급 단계는 마그네슘 판재에 뭍어 있는 인산용액을 제거하는 인산용액 세척 단계를 포함할 수 있으며, 상기 인산용액 공급 단계는 세척된 마그네슘 판재를 건조시키는 건조 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 판별 단계는 촬영장치를 이용하여 마그네슘 판재를 화상으로 촬영하는 촬영단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역편석 검출 방법은 육안으로 역편석을 검출할 수 있으므로 보다 용이하고 신속하게 연편석을 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역편석 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2a는 연속 캐스팅 단계를 나타낸 도면이고, 도 2b는 압연 단계를 나타낸 도면이며, 도 2c는 인산용액 공급 단계를 나타낸 도면이고, 도 2d는 판별 단계를 나타낸 도면이다.
도 3은 인산용액에 침적된 후, 마그네슘 판재에 나타난 역편석을 나타낸 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2a는 연속 캐스팅 단계를 나타낸 도면이고, 도 2b는 압연 단계를 나타낸 도면이며, 도 2c는 인산용액 공급 단계를 나타낸 도면이고, 도 2d는 판별 단계를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법은 용탕(123)을 이격 배치된 트윈롤(102) 사이로 공급하여 마그네슘 판재(120)를 형성하는 연속 캐스팅 단계(S101)와 마그네슘 판재(120)를 인산용액(104a)과 접촉시키는 인산용액 공급 단계(S102), 및 인산용액(104a)에서 분리된 마그네슘 판재(120) 상에 역편석(125)이 존재하는지 여부를 확인하는 판별 단계(S103)를 포함한다.
연속 캐스팅 단계(S101)는 도 2a에 도시된 바와 같이 트윈롤(102) 사이로 용탕(123)을 공급하여 박판 형태의 마그네슘 판재(120)를 형성한다, 용탕(123)은 노즐(101)을 통해서 트윈롤(102) 사이로 공급되어 트윈롤(102)을 통과하는 과정에서 표면부터 냉각된다. 이때, 마그네슘 판재(120)의 내부에는 용융점의 차이로 편석(121)이 석출되고 가공 조건에 따라서 마그네슘 판재(120)의 표면에 역편석(125)이 형성된다.
도 2b에 도시된 바와 같이 연속 캐스팅 단계(S101)는 압연 단계를 더 포함하는 바, 압연 단계에서는 트윈롤(102)에서 생성된 마그네슘 판재(120)를 가압 롤러(103)로 가압하여 마그네슘 판재(120)의 두께를 감소시킨다.
도 2c에 도시된 바와 같이 인산용액 공급 단계(S102)에서는 수조(104)에 저장된 인산용액(104a)에 마그네슘 판재(120)를 담그고 설정된 시간이 경과된 후, 인산용액(104a)에서 마그네슘 판재(120)를 이탈시킨다. 본 실시예에서는 인산용액(104a)에 마그네슘 판재(120)를 담그는 것으로 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 롤러 등을 이용하여 마그네슘 판재(120)에 인산용액(104a)을 도포하는 방식으로 인산용액을 공급할 수도 있다.
5초 10초 20초 30초 60초 120초 240초 480초 960초
H2O 99.9% + H3PO4 0.1% X X X X X X X X X
H2O 99.5% + H3PO4 0.5% X ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X
H2O 99.0% + H3PO4 1.0% X ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X
H2O 98.0% + H3PO4 2.0% X ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X
H2O 95.0% + H3PO4 5.0% X ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X
H2O 90.0% + H3PO4 10.0% X ○ ○ X X X X X X
표 1은 인산용액(104a)에 포함된 인산의 조성비와 인산용액과 마그네슘 판재(120)가 접촉하는 시간에 따른 역편석 검출 가능 여부을 나타낸 표이다.
본 실시예에 따른 인산용액(H2O+H3PO4)(104a)은 0.5중량% 내지 10중량%의 인산(H3PO4)을 포함하는 바, 표 1에 나타난 바와 같이 인산의 함량이 0.5중량%보다 더 작은 경우에는 역편석을 확인할 수 없었으며, 인산의 함량이 10중량%보다 더 큰 경우에도 역편석을 확인할 수 없었다. 인산의 함량이 0.5중량%보다 더 작은 경우에는 인산이 역편석에 충분히 영향을 미치지 못하여 변색이 발생하지 아니하였으며, 인산의 함량이 10중량%보다 더 큰 경우에는 역편석이 아닌 부분에도 변색이 발생하여 역편석을 검출할 수 없었다.
또한, 인산용액(104a)과 마그네슘 판재(120)의 접촉 시간은 10초 내지 240초가 된다. 표 1에 나타난 바와 같이 접촉 시간이 10초보다 더 작은 경우에는 역편석(125)을 이 검출되지 않았으며, 접촉 시간이 10초보다 더 큰 경우에도 역편석(125)을 확인할 수 없었다.
인산용액 공급 단계(S102)는 인산용액(104a)에서 마그네슘 판재(120)를 분리한 후, 마그네슘 판재(120)에 뭍어 있는 인산용액(104a)을 제거하는 인산용액 세척 단계를 더 포함할 수 있다. 마그네슘 판재(120)를 인산용액(104a)에서 분리한 후, 바로 역편석(125)을 판별하지 않을 경우에는 마그네슘 판재(120)에 뭍어 있는 인산용액을 세척하여야 한다. 인산용액(104a)이 뭍어 있는 상태로 마그네슘 판재(120)를 방치하면 인산용액(104a)과 마그네슘 판재(120)의 접촉시간이 길어져서 역편석을 검출할 수 없게 되기 때문이다.
또한 인산용액 공급 단계(S102)는 세척된 마그네슘 판재(120)를 건조시키는 건조 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 건조를 위하여 마그네슘 판재(120)를 향하여 고온의 건조 공기 또는 열을 공급하는 건조 장치가 사용될 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이 판별 단계(S103)에서는 마그네슘 판재(120)에 역편석(125)이 있는지 여부를 육안 등으로 관찰하여 역편석의 존재 여부를 판단다. 판별 단계(S103)는 촬영장치(105)를 이용하여 마그네슘 판재(120)의 표면을 화상으로 촬영하는 촬영 단계를 더 포함할 수 있는 바, 화상은 사진일 수 있으며 동영상일 수도 있다. 마그네슘 판재(120)의 표면을 화상을 촬영할 경우에는 화상을 분석하는 프로그램을 이용하여 역편석(125)의 존재 여부를 자동으로 판별할 수 있다.
본 실시예에 따르면 인산용액(104a)으로 인하여 역편석(125)이 검게 변하여 마그네슘 판재(120)에 형성된 역편석(125)을 현미경 없이 육안 또는 카메라로 용이하게 검출할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따르면 인산용액(104a)과 접촉하였던 인산용액 침적부(190)는 인산용액(104a)과 접촉하지 않았던 부분(180)에 비하여 색깔이 검게 변하였으며, 역편석(125)은 주변보다 더 검게 변하여 육안으로 역편석(125)을 용이하게 검출할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
101: 노즐 102: 트윈롤
103: 가압 롤러 104: 수조
104a: 인산용액 120: 마그네슘 판재
121: 편석 123: 용탕
125: 역편석

Claims (6)

  1. 용탕을 이격 배치된 트윈롤 사이로 공급하여 마그네슘 판재를 형성하는 연속 캐스팅 단계;
    상기 마그네슘 판재를 인산용액과 접촉시키는 인산용액 공급 단계; 및
    인산용액에서 분리된 상기 마그네슘 판재 상에 역편석이 존재하는지 여부를 확인하는 판별 단계;
    를 포함하고,
    상기 인산용액 공급 단계에서 상기 인산용액은 0.5중량% 내지 10중량% 범위의 인산(H3PO4)을 포함하는 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인산용액 공급 단계에서 상기 인산용액과 상기 마그네슘 판재의 접촉 시간의 범위는 10초 내지 240초인 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    인산용액 공급 단계는 마그네슘 판재에 뭍어 있는 인산용액을 제거하는 인산용액 세척 단계를 포함하는 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 인산용액 공급 단계는 세척된 마그네슘 판재를 건조시키는 건조 단계를 더 포함하는 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 판별 단계는 촬영장치를 이용하여 마그네슘 판재를 화상으로 촬영하는 촬영단계를 더 포함하는 마그네슘 판재의 역편석 검출 방법.
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