KR101799619B1 - 마그네슘 합금 압연재, 마그네슘 합금 부재, 및 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법 - Google Patents
마그네슘 합금 압연재, 마그네슘 합금 부재, 및 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101799619B1 KR101799619B1 KR1020137020228A KR20137020228A KR101799619B1 KR 101799619 B1 KR101799619 B1 KR 101799619B1 KR 1020137020228 A KR1020137020228 A KR 1020137020228A KR 20137020228 A KR20137020228 A KR 20137020228A KR 101799619 B1 KR101799619 B1 KR 101799619B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- rolling
- magnesium alloy
- width direction
- alloy
- Prior art date
Links
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 197
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 196
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 157
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 11
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 20
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 17
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
- B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
- B21B1/26—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
폭이 넓고, 기계적 특성이 폭 방향으로 균일한 Mg 합금 압연재, 그 Mg 합금 압연재를 소성 가공하여 이루어지는 Mg 합금 부재, 및 그 Mg 합금 압연재의 제조 방법을 제공한다. Mg 합금 압연재의 제조 방법은, Mg 합금 소재를 압연롤로 압연하여 제조하는 방법이다. Mg 합금 소재의 폭이 1000 ㎜ 이상이고, 압연롤은 폭 방향으로 3개 이상의 영역을 갖는다. 압연롤 표면의 폭 방향에 있어서의 최고 온도와 최저 온도의 차가 10℃ 이하가 되도록, 각 영역마다 온도 제어한다. 압연롤의 폭 방향 전체의 온도차를 작게 함으로써, 폭 방향의 압연 상태의 변동을 저감할 수 있다. 그 때문에, 폭 방향으로 기계적 특성이 실질적으로 균일한 Mg 합금 압연재를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 마그네슘 합금 압연재, 마그네슘 합금 부재, 및 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 압연재의 폭이 넓어도 폭 방향의 기계적 특성이 균일한 마그네슘 합금 압연재, 그 마그네슘 합금 압연재를 소성 가공한 마그네슘 합금 부재, 및 상기 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 마그네슘(이하, Mg) 합금판이 휴대 전화나 노트북의 하우징 등에 이용되고 있다. Mg 합금은 소성 가공성이 부족하다는 점 때문에, 다이캐스트법이나 틱소몰드법에 의한 주조재가 주류이다. 통상, 그 주조재에 압연 가공 등을 실시함으로써 기계적 특성의 향상을 도모하고 있다.
특허문헌 1에서는, ASTM 규격에서의 AZ91 합금 상당의 마그네슘 합금을 쌍롤 연속 주조법에 의해 제조한 주조재에 압연을 실시하는 것이 기재되어 있다. 구체적으로는, 압연롤에 삽입하기 직전의 Mg 합금 소재판의 표면 온도와, 압연롤의 표면 온도를 각각 특정 온도로 제어하여 압연하고 있다.
Mg 합금의 용도 범위의 확대에 따라, 크기가 큰 Mg 합금재의 개발이 요구되고 있다. 전술한 압연에 따르면, 예컨대, Mg 합금 소재의 폭이 그다지 넓지 않은 경우에서는, 폭 방향에 있어서 Mg 합금 소재 및 압연롤의 각각의 표면 온도가 자연히 균일해지기 쉽다. 그 때문에, 폭 방향으로 압연 상태에 변동이 잘 생기지 않아, 기계적 특성이 폭 방향으로 균일한 Mg 합금 압연재가 되기 쉽다. 그러나, 상기 합금 소재의 폭이 넓어질수록, 특히 1000 ㎜ 이상이 되면, 그 폭 방향에 있어서 기계적 특성을 균일하게 하는 것이 곤란했다. 그 이유는, 폭이 넓어질수록, 압연 시에, Mg 합금 소재의 폭 방향의 중앙부에서는 가열 상태가 유지되기 쉽고, 동(同)양단부에서는 냉각되기 쉬운 경향이 있기 때문이다. 이에, 상기 중앙부와 양단부에서 균일한 가열 상태를 유지하는 것이 어려워, 압연 상태에 차가 생기는 경우가 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적 중 하나는 폭이 넓고, 기계적 특성이 폭 방향으로 균일한 Mg 합금 압연재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 Mg 합금 압연재를 이용한 Mg 합금 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 Mg 합금 압연재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 Mg 합금 압연재는 Mg 합금 소재를 압연롤로 압연하여 이루어지고, 폭이 1000 ㎜ 이상이다. 상기 Mg 합금 압연재의 폭 방향에 있어서, 중앙부에서의 (002)면, (100)면, (101)면, (102)면, (110)면, (103)면의 X선 회절의 피크 강도를 각각 IC(002), IC(100), IC(101), IC(102), IC(110), IC(103)으로 한다. 상기 폭 방향에 있어서, 단부에서의 상기 각 면의 X선 회절의 피크 강도를 각각 IE(002), IE(100), IE(101), IE(102), IE(110), IE(103)으로 한다. 그리고, 상기 중앙부 및 단부의 각각에 있어서의 저면 피크비(OC, OE)를 이하의 식으로 할 때, 상기 단부와 중앙부의 저면 피크비의 비율(OE/OC)이 0.89≤OE/OC≤1.15를 만족한다.
저면 피크비 OC: IC(002)/{IC(100)+IC(002)+IC(101)+IC(102)+IC(110)+IC(103)}
저면 피크비 OE: IE(002)/{IE(100)+IE(002)+IE(101)+IE(102)+IE(110)+IE(103)}
본 발명의 Mg 합금 압연재에 따르면, Mg 합금 압연재의 단부와 중앙부의 저면 피크비의 비율(OE/OC)이 상기 범위를 만족함으로써, 결정면의 배향성이 폭 방향으로 균일하다. 그 때문에, Mg 합금 압연재의 소성 가공성(성형성)이 폭 방향으로 균일한 압연재로 할 수 있다. 따라서, 이 압연재에 소성 가공을 실시할 때, 어느 개소를 가공해도 실질적으로 균일한 가공을 실시할 수 있다.
본 발명의 압연재의 일 형태로서, 상기 중앙부와 단부에 있어서, 압연 방향과 직교하는 단면에서의 평균 결정립경을 각각 DC, DE로 할 때, 상기 단부와 중앙부의 평균 결정립경비(DE/DC)가 0.7≤DE/DC≤1.5를 만족하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, Mg 합금 압연재의 단부와 중앙부의 평균 결정립경비(DE/DC)가 상기 범위를 만족함으로써, 평균 결정립경이 폭 방향에 있어서 균일하다. 그 때문에, 폭 방향으로 강도 및 내식성이 실질적으로 균일한 압연재로 할 수 있다.
본 발명의 압연재의 일 형태로서, 상기 중앙부와 단부에 있어서, 압연 방향의 인장 시험에서의 연신을 각각 EC, EE로 할 때, 상기 단부와 중앙부의 연신비(EE/EC)가 2/3≤EE/EC≤3/2를 만족하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, Mg 합금 압연재의 단부와 중앙부의 연신비(EE/EC)가 상기 범위를 만족함으로써, 압연 방향에 있어서의 연신이 폭 방향으로 균일하다. 즉, 어느 개소에 소성 가공을 실시하더라도 실질적으로 균일한 가공을 실시할 수 있다.
본 발명의 압연재의 일 형태로서, 상기 중앙부와 단부에 있어서, 압연 방향의 인장 시험에서의 인장 강도를 각각 TsC, TsE로 할 때, 상기 단부와 중앙부의 인장 강도비(TsE/TsC)가 0.9≤TsE/TsC≤1.1을 만족하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, Mg 합금 압연재의 단부와 중앙부의 인장 강도비(TsE/TsC)가 상기 범위를 만족함으로써, 압연 방향에 있어서의 인장 강도가 폭 방향으로 실질적으로 균일하다.
본 발명의 압연재의 일 형태로서, 상기 중앙부와 단부에 있어서, 압연 방향의 인장 시험에서의 0.2% 내력을 각각 PsC, PsE로 할 때, 상기 단부와 중앙부의 0.2% 내력비(PsE/PsC)가 0.9≤PsE/PsC≤1.1을 만족하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, Mg 합금 압연재의 상기 단부와 중앙부의 0.2% 내력비(PsE/PsC)가 상기 범위를 만족함으로써, 압연 방향에 있어서의 상기 내력비가 폭 방향으로 균일하다. 그 때문에, 압연 방향에 있어서의 성형성이 폭 방향으로 실질적으로 균일한 압연재로 할 수 있다.
본 발명의 압연재의 일 형태로서, 상기 마그네슘 합금 소재는, 알루미늄을 5 질량% 이상 12 질량% 이하 함유하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, 알루미늄을 상기 범위로 함유함으로써, 보다 고경도의 내식성이 우수한 Mg 합금 압연재로 할 수 있다.
본 발명의 Mg 합금 부재는 상기 본 발명의 Mg 합금 압연재에 소성 가공을 실시함으로써 제작된다.
상기 구성에 따르면, 폭 방향에 있어서 기계적 특성이 균일한 Mg 합금 압연재에 소성 가공을 실시하기 때문에, 어느 개소에서도 특성이 균일한 Mg 합금 부재로 할 수 있다.
본 발명의 Mg 합금 압연재의 제조 방법은 마그네슘 합금 소재를 압연롤로 압연하여 제조하는 방법이다. 상기 마그네슘 합금 소재의 폭이 1000 ㎜ 이상이고, 상기 압연롤은 폭 방향으로 3개 이상의 영역을 갖는다. 그리고, 상기 압연롤 표면의 폭 방향에 있어서의 최고 온도와 최저 온도의 차가 10℃ 이하가 되도록, 각 영역마다 온도 제어한다.
본 발명의 제조 방법에 따르면, 압연롤의 폭 방향 전체의 온도차를 작게 함으로써, 폭 방향의 압연 상태의 변동을 저감할 수 있다. 그 때문에, 폭이 1000 ㎜ 이상인 폭넓은 Mg 합금 소재에 대하여, 폭 방향으로 균일한 압연을 실시할 수 있다. 따라서, 두께의 변동이나 가장자리 균열 등이 적어, 폭이 1000 ㎜ 이상이고, 기계적 특성이 폭 방향으로 실질적으로 균일한 Mg 합금 압연재를 제조할 수 있다.
본 발명의 제조 방법의 일 형태로서, 상기 온도 제어는, 상기 압연롤 내에 온도를 조정한 열매유(熱媒油)를 도입하여 행하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, 온도 제어에 열매유를 사용함으로써, 상기 각 영역마다 압연롤의 내부로부터 조속히 정해진 온도로 제어할 수 있다.
본 발명의 제조 방법의 일 형태로서, 상기 온도 제어는, 상기 압연롤 표면에 온도를 조정한 가열 유체를 부착시킴으로써 행하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, 가열 유체를 롤 표면에 직접 부착시켜 온도 제어하기 때문에, 각 영역마다, 및 각 영역에 걸친 개소 등 압연롤의 폭 방향에 있어서 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 압연롤 내부에 온도 제어 기구를 삽입하지 않아도 좋다. 즉, 가열 유체의 이용에 의해 온도 제어 기구가 없는 기존의 압연롤이라도, 롤의 외부로부터 그 표면 온도를 영역마다 용이하게 제어할 수 있다.
본 발명의 제조 방법의 일 형태로서, 상기 온도 제어는, 상기 압연롤 표면에 있어서, 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하가 되도록 행하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, 근접한 2점의 온도차를 작게 함으로써, 압연롤의 폭 방향 전체의 온도 분포의 변동을 제어하기 쉽다. 그 때문에, Mg 합금 소재의 폭 방향으로 압연 상태의 변동을 저감할 수 있다.
본 발명 제조 방법의 일 형태로서, 상기 압연롤을 통과하기 직전의 상기 마그네슘 합금 소재의 표면에 있어서, 폭 방향의 최고 온도와 최저 온도의 차가 8℃ 이하가 되도록 예열하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, Mg 합금 소재의 폭 방향 전체의 온도차를 작게 함으로써, Mg 합금 소재의 폭 방향으로 압연 상태의 변동을 보다 효과적으로 저감할 수 있다. 즉, 압연롤뿐만 아니라, 소재의 온도도 폭 방향으로 변동을 저감시킴으로써, 균일한 압연을 실시할 수 있다.
본 발명의 제조 방법의 일 형태로서, 상기 압연롤을 통과하기 직전의 상기 마그네슘 합금 소재의 표면에 있어서, 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하가 되도록 예열하고, 그리고, 상기 온도 제어는 상기 압연롤을 통과한 직후의 상기 마그네슘 합금 압연재의 표면에서, 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하가 되도록 행하는 것을 들 수 있다.
상기 구성에 따르면, 압연 전후에서, 근접한 2점의 온도차를 작게 함으로써, 압연롤의 폭 방향 전체의 온도 분포의 변동을 한층 더 제어하기 쉽다. 그 때문에, Mg 합금 소재의 폭 방향으로 압연 상태의 변동을 한층 더 효과적으로 저감할 수 있다.
본 발명의 Mg 합금 압연재는 폭이 넓고 기계적 특성이 폭 방향으로 균일하다.
본 발명의 Mg 합금 부재는 어느 개소에서나 특성을 균일하게 할 수 있다.
본 발명의 Mg 합금 압연재의 제조 방법은 폭이 1000 ㎜ 이상인 폭넓은 Mg 합금 소재라도, 기계적 특성이 폭 방향으로 균일한 압연재를 제조할 수 있다.
도 1은 실시형태에 관한 Mg 합금 압연재의 제조 과정의 개략도로서, (A)는 압연 라인의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이고, (B)는 Mg 합금 소재의 예열에 이용하는 히트 박스의 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 먼저, Mg 합금 압연재를 설명하고, 그 후, 도 1을 적절하게 참조하여 그 제조 방법에 관해서 설명한다.
<<Mg 합금 압연재>>
[조성]
Mg 합금 압연재는 Mg 원소를 주성분으로 하여, 그 Mg에 첨가 원소를 함유한 여러가지 조성의 것(잔부: 불가피적 불순물)을 들 수 있다. 특히, 본 발명에서는, 첨가 원소에 적어도 알루미늄(Al)을 함유하는 Mg-Al계 합금으로 하는 것이 바람직하다. 이 Al의 함유량이 많을수록, 내식성이 우수한 데다가, 강도, 내소성 변형성과 같은 기계적 특성도 우수한 경향이 있다. 따라서, 본 발명에서는, Al을 3 질량% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 5 질량% 이상, 특히 7.0 질량% 이상이 보다 바람직하고, 또한, 7.3 질량% 이상 함유하면 한층 더 바람직하다. 다만, Al의 함유량이 12 질량%를 초과하면 소성 가공성의 저하를 초래하기 때문에, 상한은 12 질량%로 한다. Al의 함유량은 특히 11 질량% 이하, 또한 8.3 질량% ~ 9.5 질량%가 바람직하다.
Al 이외의 첨가 원소에는, 아연(Zn), 망간(Mn), 규소(Si), 베릴륨(Be), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 이트륨(Y), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 리튬(Li), 지르코늄(Zr), 세륨(Ce) 및 희토류 원소(RE)(Y, Ce을 제외함)로부터 선택된 1종 이상의 원소를 들 수 있다. 이러한 원소를 포함하는 경우, 그 함유량은 합계 0.01 질량% 이상 10 질량% 이하, 바람직하게는 0.1 질량% 이상 5 질량% 이하를 들 수 있다. 이들 첨가 원소 중, Si, Sn, Y, Ce, Ca, 및 희토류 원소(Y, Ce을 제외함)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계 0.001 질량% 이상, 바람직하게는 합계 0.1 질량% 이상 5 질량% 이하 함유하면, 내열성, 난연성이 우수하다. 희토류 원소를 함유하는 경우, 그 합계 함유량은 0.1 질량% 이상이 바람직하고, 특히, Y을 함유하는 경우, 그 함유량은 0.5 질량% 이상이 바람직하다. 불순물은, 예컨대 Fe 등을 들 수 있다.
Mg-Al계 합금의 보다 구체적인 조성은, 예컨대 ASTM 규격에서의 AZ계 합금(Mg-Al-Zn계 합금, Zn: 0.2 질량% ~ 1.5 질량%), AM계 합금(Mg-Al-Mn계 합금, Mn: 0.15 질량% ~ 0.5 질량%), Mg-Al-RE(희토류 원소)계 합금, AX계 합금(Mg-Al-Ca계 합금, Ca: 0.2 질량% ~ 6.0 질량%), AJ계 합금(Mg-Al-Sr계 합금, Sr: 0.2 질량% ~ 7.0 질량%) 등을 들 수 있다. 특히, Al을 8.3 질량% ~ 9.5 질량%, Zn을 0.5 질량% ~ 1.5 질량% 함유하는 Mg-Al계 합금, 대표적으로는 AZ91 합금이 내식성, 기계적 특성이 우수하여 바람직하다.
[치수]
Mg 합금 압연재의 폭은 1000 ㎜ 이상이면, 길이 및 두께는 제조하는 Mg 합금 부재의 크기에 따라서 적절하게 선택하면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 장척재나 코일재를 적절한 길이로 잘라낸 단척재 등을 들 수 있다. 어떠한 길이를 갖는 압연재라도, 폭 방향에 있어서 두께가 실질적으로 균일한 것이 바람직하다. 특히, Mg 합금 압연재의 폭 방향의 중앙부와 단부에 있어서, 각각의 두께를 tC, tE로 할 때, 두께의 비(tE/tC)가 0.97≤tE/tC≤1.03을 만족하는 것이 바람직하다. 이 범위를 만족함으로써, Mg 합금 압연재를 코일로 권취하는 경우, 폭 방향으로 두께가 균일하기 때문에, 어긋나게 감기는 것을 저감할 수 있다. 여기서 말하는 중앙부란, 압연재의 폭 방향의 중심으로부터 양가장자리 방향으로 대략 50 ㎜ 이내의 범위로 하고, 단부란, 가장자리로부터 중심 방향으로 대략 100 ㎜ 이내, 바람직하게는 50 ㎜ 이내의 지점 근방으로 한다. 이후, 중앙부 및 단부는, 여기서 말하는 중앙부 및 단부와 동일한 위치를 나타낸다.
[기계적 특성]
본 발명의 Mg 합금 압연재는 폭이 1000 ㎜ 이상이어도, 후술하는 바와 같이 폭 방향의 압연 상태를 균일하게 함으로써, 폭 방향 전역에 걸쳐 이하의 각 물리량을 균일하게 할 수 있다. 구체적인 기계적 특성을 이하에 서술한다.
(저면 피크비)
저면 피크비는, Mg 합금 압연재의 폭 방향의 중앙부와 단부에 관해서 X선 회절에 의해 구한다. 여기서 말하는 중앙부에서의 저면 피크비(OC)란, (002)면, (100)면, (101)면, (102)면, (110)면, (103)면에서의 X선 회절에 의해 구한 피크 강도 IC(002), IC(100), IC(101), IC(102), IC(110), IC(103)으로부터, IC(002)/ {IC(100)+IC(002)+IC(101)+IC(102)+IC(110)+IC(103)}으로 표기된다. 마찬가지로, 단부에서의 저면 피크비(OE)란, (002)면, (100)면, (101)면, (102)면, (110)면, (103)면에서의 X선 회절에 의해 구한 피크 강도 IE(002), IE(100), IE(101), IE(102), IE(110), IE(103)으부터, IE(002)/{IE(100)+IE(002)+IE(101)+IE(102)+IE(110)+IE(103)}으로 표기된다. 그렇게 하여 구해진 단부와 중앙부의 저면 피크비의 비율(OE/OC)이 0.89≤OE/OC≤1.15를 만족할 때, 폭 방향에 있어서 저면 피크비가 실질적으로 균일한 것으로 한다. 그와 같은 Mg 합금 압연재는 Mg 합금 압연재의 폭 방향으로 결정면의 배향성이 균일하고, 폭 방향에 있어서 실질적으로 균일한 소성 가공성(성형성)을 가질 수 있다. 이들의 X선 회절을 측정하는 개소와 관련하여, 상기 중앙부 및 단부에 있어서 각각 표면에서 측정한다.
(평균 결정립경)
상기 중앙부와 단부에 있어서, 압연 방향과 직교하는 단면에서의 평균 결정립경을 각각 「철-결정 입도의 현미경 시험 방법 JIS G 0551(2005)」에 기초하여 구한다. 그리고, 중앙부와 단부의 상기 평균 결정립경을 각각 DC, DE로 하고, 상기 단부와 중앙부의 평균 결정립경비(DE/DC)가 0.7≤DE/DC≤1.5를 만족할 때, 평균 입경이 폭 방향으로 실질적으로 균일한 것으로 한다. 그와 같은 Mg 합금 압연재이면, 폭 방향으로 강도 및 내식성을 실질적으로 균일하게 할 수 있다. 이 평균 결정립경비(DE/DC)는 0.9≤DE/DC≤1.1인 것이 보다 바람직하다.
(연신·인장 강도·0.2% 내력)
연신, 인장 강도, 0.2% 내력은 상기 중앙부와 단부의 각각에 있어서, 「금속 재료 인장 시험 방법 JIS Z 2241(1998)」에 기초하여 구한다. 이 인장 시험은, 상기 중앙부와 단부의 각각에 있어서, 긴 쪽이 압연 방향을 따르도록 JIS 13B호 시험편(JIS Z 2201(1998))을 잘라내고, 그 시험편에 대하여 행한다.
그리고, 중앙부와 단부의 연신을 각각 EC, EE로 하고, 상기 단부와 중앙부의 연신비(EE/EC)가 2/3≤EE/EC≤3/2를 만족할 때, 폭 방향으로 연신이 실질적으로 균일한 것으로 한다.
마찬가지로, 인장 강도를 각각 TsC, TsE로 하고, 상기 단부와 중앙부의 인장 강도비(TsE/TsC)가 0.9≤TsE/TsC≤1.1을 만족할 때, 폭 방향으로 인장 강도가 실질적으로 균일한 것으로 한다.
또한, 0.2% 내력을 각각 PsC, PsE로 하고, 상기 단부와 중앙부의 0.2% 내력비(PsE/PsC)가 0.9≤PsE/PsC≤1.1을 만족할 때, 폭 방향으로 0.2% 내력이 실질적으로 균일한 것으로 한다.
이들 연신, 인장 강도, 0.2% 내력이 상기 범위를 만족할 때, 폭 방향으로 성형성을 균일하게 할 수 있다.
<마그네슘 합금 부재>
본 발명의 Mg 합금 압연재에 소성 가공을 실시함으로써, Mg 합금 부재가 얻어진다. 소성 가공으로는, 프레스 가공, 딥드로잉(deep-drawing) 가공, 단조 가공, 굽힘 가공 등의 여러가지 가공을 채용할 수 있다. 이러한 소성 가공이 실시된 Mg 합금 부재로는, 대표적으로, 그 전체에 소성 가공이 실시된 것, 예컨대 통형 부재나 물결형 부재 등의 입체 형상의 소성 가공 부재나, Mg 합금 압연재의 일부에만 소성 가공이 실시된 형태, 즉 소성 가공부를 갖는 형태도 포함한다. 본 발명의 Mg 합금 압연재는 폭 방향에 있어서 기계적 특성이 균일하므로, 소성 가공하는 개소가 제한되지 않고 적절하게 선택할 수 있기 때문에, 자유롭게 굽힘 등의 소성 가공을 실시할 수 있다. 소성 가공은, 상기 압연재를 200℃ ~ 300℃로 가열하여 실시하면, 균열 등이 잘 생기지 않고, 표면 성상이 우수한 Mg 합금 부재가 얻어진다. 또한, 전술한 바와 같이 폭 방향에 있어서 기계적 특성이 균일한 Mg 합금 압연재로 함으로써, Mg 합금 부재의 어느 개소에서나 특성이 균일하다.
그 밖에, 본 발명의 Mg 합금 압연재에 적절하게 절단이나 펀칭 등의 형상을 변화시키는 여러가지 가공을 실시함으로써, 정해진 형상의 판형 Mg 합금 부재로 할 수 있다.
얻어진 Mg 합금 부재에, 연마 등의 표면 성상 개질 처리, 화성 처리, 양극 산화 처리 등의 방식 처리, 도장 등의 장식 표면 처리를 하여, 내식성을 더욱 향상시키거나, 기계적 보호를 도모하거나, 상품 가치를 높이거나 할 수 있다.
<<Mg 합금 압연재의 제조 방법>>
전술한 폭이 1000 ㎜ 이상이고, 기계적 특성이 폭 방향으로 균일한 Mg 합금 압연재는 Mg 합금 소재에 압연롤로 압연을 실시함으로써 제조된다. 이 압연은, 도 1의 (A)에 도시한 바와 같이, 한쪽의 릴(10a)(10b)로부터 조출되는 Mg 합금 소재판(1)을 압연롤(3)로 압연하고, 그 압연된 소재판(1)을 다른 쪽의 릴(10b)(10a)에서 권취하는 것을 1패스로 하여 복수 패스 행한다. 여기서는, 1패스마다 각 릴(10a)(10b)의 회전 방향을 역전하는 리버스 압연을 행한다. 압연롤 전후에서 Mg 합금 소재판(1)의 표면 온도가 내려가지 않도록, 릴(10a)(10b)과 압연롤(3)의 도중에 보호 커버(5)를 배치하고 있다. 그리고, 압연롤(3)과, 압연롤(3)을 통과하기 직전, 직후의 소재판(1)의 표면 온도를 측정하는 온도 센서(4r, 4bf, 4bb)가 설치되어 있다. 본 발명의 제조 방법의 특징은, 압연롤은, 폭 방향으로 3개 이상의 영역을 갖고, 압연롤 표면의 폭 방향에 있어서의 최고 온도와 최저 온도의 차가 10℃ 이하가 되도록, 각 영역마다 온도 제어하는 것에 있으며, 이에 따라 본 발명의 Mg 합금 압연재를 얻을 수 있다. 이하, 이 방법에 대해 상세하게 설명한다.
[Mg 합금 소재의 준비]
(주조)
우선, Mg 합금 소재판(1)을 준비한다. 이 Mg 합금 소재판(1)에는, 전술한 압연재의 조성과 동일한 조성을 갖는 주조재(주조판)를 적합하게 이용할 수 있다. 주조재는, 예컨대 쌍롤 주조법과 같은 연속 주조법이나 다이캐스트 등에 의해 제조한다. 특히, 쌍롤 주조법은 급랭 응고가 가능하기 때문에 산화물이나 편석물 등의 내부 결함을 저감할 수 있고, 압연 등의 소성 가공 시에 이들 내부 결함이 기점이 되어 균열 등이 생기는 것을 경감할 수 있다. 즉, 쌍롤 주조법은 압연성이 우수한 주조재가 얻어져 바람직하다. 특히, Al의 함유량이 많은 Mg 합금 소재에서는 주조 시에 정출물이나 편석이 발생하기 쉽고, 주조 후에 압연 등의 공정을 거쳐도 내부에 정출물이나 편석물이 잔존하기 쉬운데, 쌍롤 주조재는, 전술한 바와 같이 편석 등을 저감할 수 있기 때문에, Mg 합금 소재에 적합하게 이용할 수 있다. 주조재의 두께는 특별히 한정하지 않지만, 지나치게 두꺼우면 편석이 생기기 쉽기 때문에, 10 ㎜ 이하, 더욱 5 ㎜ 이하, 특히 4 ㎜ 이하가 바람직하다. 주조재의 폭은 1000 ㎜ 이상으로 한다. 제조 설비에서 제조 가능한 폭의 주조재를 이용할 수 있다. 본 예에서는, 주조한 장척의 주조재를 코일 형상으로 권취하여 주조 코일재로 하고, 다음 공정에 제공한다. 권취 시, 주조재에 있어서 특히 권취 시작 부분의 온도를 100℃ ~ 200℃ 정도로 하면, AZ91 합금과 같은 균열이 생기기 쉬운 합금종이라도, 굽히기 쉬워져 권취하기 쉽다.
(용체화 처리)
상기 주조재에 압연을 실시해도 좋지만, 압연 전의 주조재에 용체화 처리를 실시하여, 얻어진 용체화재를 Mg 합금 소재판(1)으로 해도 좋다. 용체화 처리에 의해 주조재의 균질화가 가능해진다. 용체화 처리의 조건은 유지 온도: 350℃ 이상, 바람직하게는 380℃ ~ 420℃, 유지 시간: 30분 ~ 2400분을 들 수 있다. Al의 함유량이 높을수록 유지 시간을 길게 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유지 시간으로부터의 냉각 공정에 있어서, 수랭이나 충풍과 같은 강제 냉각 등을 이용하여, 냉각 속도를 빠르게 하면, 조대한 석출물의 석출을 억제하고, 압연성이 우수한 판재로 할 수 있다. 용체화 처리를 장척의 주조재에 실시하는 경우, 상기 주조 코일재와 같이, 주조재를 코일 형상으로 권취한 상태에서 행하면, 효율적으로 가열할 수 있다.
[예열]
상기 주조재나 상기 용체화 처리가 실시된 Mg 합금 소재에 압연을 실시하여 원하는 기계적 특성을 갖는 Mg 합금 압연재를 제조한다. 압연에 있어서, Mg 합금 소재의 소성 가공성(압연성)을 높이는 것에 덧붙여, 폭 방향으로 압연 상태의 변동을 발생시키지 않기 위해, 예열을 행해도 좋다. 예열에는, 예컨대 도 1의 (B)에 도시하는 바와 같은 히트 박스(2)와 같은 가열 수단을 이용하면, 장척의 Mg 합금 소재판(1)을 한번에 가열할 수 있어, 작업성이 우수하다. 히트 박스(2)는 코일형으로 권취된 Mg 합금 소재판(1)을 수납할 수 있는 밀폐 용기로서, 정해진 온도의 열풍이 이 용기 내에 순환 공급되어, 이 용기 내를 원하는 온도로 유지할 수 있는 분위기로(爐)이다. 특히, 히트 박스(2)로부터 그대로 Mg 합금 소재판(1)을 인출하여 압연을 실시하는 구성으로 하면, 가열된 Mg 합금 소재판(1)이 압연롤(3)에 접촉할 때까지의 시간을 단축할 수 있어, 압연롤(3)에 접촉할 때까지 Mg 합금 소재판(1)의 온도가 저하하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 구체적으로, 히트 박스(2)는 코일형으로 권취된 Mg 합금 소재판(1)을 수납할 수 있고, 이 Mg 합금 소재판(1)을 조출 및 권취할 수 있는 릴(10)을 회전 가능하게 지지하는 구성으로 하는 것을 들 수 있다. 이러한 히트 박스(2)에 Mg 합금 소재판(1)을 수납하여, 특정 온도로 가열한다. 또, 도 1의 (B)는 코일형으로 권취된 Mg 합금 소재판(1)을 히트 박스(2) 내에 수납한 상태를 나타내고 있으며, 실제로는 폐쇄하여 이용되지만, 이해하기 쉽도록 앞면을 개방한 상태를 도시한다.
예열 공정에서는, Mg 합금 소재의 온도가 300℃ 이하가 되도록 가열한다. 히트 박스 등의 가열 수단의 설정 온도는 300℃ 이하의 범위에서 선택할 수 있고, 특히, 압연 직전에 있어서, 소재의 표면 온도가 전(全)패스에 걸쳐 150℃ ~ 280℃의 범위가 되도록 설정 온도를 조정하는 것이 바람직하다. 여기서, Mg 합금 소재에 다(多)패스의 압연을 실시하면, 가공열에 의해 Mg 합금 소재의 온도가 상승하는 경향이 있다. 한편, Mg 합금 소재를 풀어서 압연롤에 접촉할 때까지 Mg 합금 소재의 온도가 저하하는 경우가 있다. 따라서, 압연 속도(주로 압연 시의 소재의 주행 속도), 가열 수단으로부터 압연롤까지의 거리, 압연롤의 온도, 패스수 등을 고려하여, 가열 수단의 설정 온도를 조정하는 것이 바람직하다. 가열 수단의 설정 온도는 150℃ ~ 280℃가 바람직하고, 특히 200℃ 이상, 특히 230℃ ~ 280℃가 이용하기 쉽다. 가열 시간은 Mg 합금 소재를 정해진 온도로 가열할 수 있을 때까지로 하면 되지만, 코일형으로 권취된 Mg 합금 코일재에서는, 코일의 내측 영역과 외측 영역의 온도 변동을 저감하여, Mg 합금 코일재 전체가 균일한 온도가 되도록 충분한 시간을 채용하는 것이 바람직하다. 그 밖에, 가열 시간은 코일의 중량, 크기(폭, 두께), 권취수 등에 따라 적절하게 설정하면 된다.
압연롤(3)을 통과하기 전에, 예열되어 조출된 Mg 합금 소재판(1)의 표면 온도가 폭 방향으로 변동하지 않도록, 소재판(1)을 단열 재료로 이루어지는 보호 커버(5)로 덮는 것이 바람직하다. 특히, 소재판(1)의 폭 방향의 양단부의 가열 상태가 유지되기 어려워 냉각되기 쉽기 때문에, 적어도 양단부를 덮도록 하여 폭 방향의 온도가 변동하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 그 후의 압연을 폭 방향으로 균일하게 실시하기 쉬워져, 압연 상태에 변동이 잘 생기지 않게 된다.
Mg 합금 소재판(1)의 표면 온도를 압연롤(3)의 통과 전후에 측정한다. 그러기 위한 온도 센서는 압연롤(3)과 릴(10a, 10b)의 각각의 사이에 배치된다. 예컨대, 도 1의 (A)에 있어서, 지면 좌측으로부터 우측을 향하여 소재판(1)이 진행하는 방향을 왕로(往路) 방향이라 할 때, 압연롤(3)의 좌측에 배치되는 온도 센서(4bf)가 압연롤(3)을 통과하기 직전의 Mg 합금 소재판(1)의 표면 온도를 검출하고, 압연롤(3)의 우측에 배치되는 온도 센서(4bb)가 압연롤(3)을 통과한 직후의 압연판의 표면 온도를 검출한다. 한편, 지면 우측으로부터 좌측을 향하여 소재판(1)이 진행하는 방향을 복로(復路) 방향이라 할 때, 압연롤(3)의 우측에 배치되는 온도 센서(4bf)가 압연롤(3)을 통과하기 직전의 Mg 합금 소재판(1)의 표면 온도를 검출하고, 압연롤(3)의 좌측에 배치되는 온도 센서(4bb)가 압연롤(3)을 통과한 직후의 압연판의 표면 온도를 검출한다.
상기한 온도 범위로 예열된 Mg 합금 소재판(1)의 표면 온도를, 압연 전에 온도 센서(4bf)로 측정한다. 이 온도 센서(4bf)의 종류는 소재판(1)에 접촉시켜 측정하는 접촉식 센서여도 좋지만, 소재판(1)에 흠집을 내지 않기 위해서는 비접촉식 센서가 바람직하다. 이 온도 센서(4bf)의 수나 배치 개소는 적어도 소재판(1)의 폭 방향의 중앙부와 양단부의 3개소를 개별적으로 측정할 수 있도록 적절하게 선택하면 된다. 예컨대, 3개의 온도 센서(4bf)를 중앙부와 양단부에 각각 배치하여, 각각의 온도를 측정하도록 하는 것을 들 수 있다. 후술하는 바와 같이, 소재판(1)(압연판)의 폭 방향에 있어서의 100 ㎜ 간격마다 온도차를 제어하는 경우에는, 100 ㎜마다 판폭에 따른 수의 온도 센서를 설치하면 된다. 그리고, 이 센서(4bf)로 측정한 온도에 기초하여, 상기 예열의 가열 온도나 후술하는 발열 램프 등의 보조 가열 수단의 가열 온도를 변경하는 등의 제어를 행하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, Mg 합금 소재판(1)의 폭 방향 전체의 온도차를 저감하기 쉽다.
온도 센서(4bf)의 측정 온도에 기초하여, Mg 합금 소재판(1)을 재가열하기 위한 보조 가열 수단(도시하지 않음)을 배치하는 것이 바람직하다. 이 보조 가열 수단은 발열 램프 등을 들 수 있고, 온도 센서(4bf)보다 릴(10a)(10b)측에 배치한다. 이 보조 가열 수단을 배치하는 수는, Mg 합금 소재판(1)의 폭 방향에 있어서 적어도 양단부의 2개소를 개별적으로 가열할 수 있도록 적절하게 선택하면 된다. 그렇게 함으로써, 압연에 의해 가열 상태가 유지되기 어려운, 즉 냉각되기 쉬운 양단부를 개별적으로 온도 제어할 수 있어, 폭 방향으로 온도의 변동을 저감할 수 있다.
이 재가열을 포함한 예열에 의해, Mg 합금 소재판(1)은 상기 설정 온도 내에서, Mg 합금 소재판(1)의 폭 방향 전역의 최고 온도와 최저 온도의 차가 8℃ 이하, 특히 5℃ 이하가 되도록, 온도 제어하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 폭이 1000 ㎜ 이상인 폭넓은 Mg 합금 소재판(1) 등이라도, 폭 방향 전체의 온도의 변동이 작기 때문에, Mg 합금 소재판(1)의 압연 상태에 변동이 잘 생기지 않는다. 게다가, Mg 합금 소재판(1)의 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하, 또한 3℃ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 근접하는 2점의 온도차를 작게 함으로써, Mg 합금 소재판(1)의 폭 방향 전체의 온도 분포의 변동을 제어하기 쉽고, 그 결과, Mg 합금 소재판(1)의 압연 상태의 변동을 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
[압연]
히트 박스(2)와 같은 가열 수단에 의해 가열한 Mg 합금 소재판(1)을 히트 박스(2)로부터 조출하고, 압연롤(3)에 공급하여 압연을 실시한다. 구체적으로는, 예컨대 도 1의 (A)에 도시하는 바와 같은 압연 라인을 구축하는 것을 들 수 있다. 이 압연 라인은, 반전 가능한 한쌍의 릴(10a, 10b)과, 이격되어 배치되는 이들 한쌍의 릴(10a, 10b) 사이에 배치되고, 주행하는 Mg 합금 소재판(1)을 협지하도록 대향 배치되는 한쌍의 압연롤(3)을 구비한다. 한쪽의 릴(10a)에 코일형의 Mg 합금 소재판(1)을 설치하여 풀고, Mg 합금 소재판(1)의 일단을 다른 쪽의 릴(10b)에서 권취함으로써, Mg 합금 소재판(1)은 양 릴 사이(10a, 10b)를 주행한다. 이 주행 중, 압연롤(3) 사이에 끼워짐으로써, Mg 합금 소재판(1)에 압연을 실시할 수 있다. 도 1의 (A)에 도시하는 예에서는, 각 릴(10a, 10b)은 각각, 히트 박스(2a, 2b)에 수납되고, 각 릴(10a, 10b)에 권취된 Mg 합금 소재판(1)은 각 히트 박스(2a, 2b)에 의해 가열 가능하다. 그리고, 가열된 Mg 합금 소재판(1)은 한쪽의 릴로부터 풀려서, 한쪽의 히트 박스로부터 배출되고, 다른 쪽의 히트 박스를 향하여 주행하여, 다른 쪽의 릴에 권취된다.
여기서는, Mg 합금 소재판(1)의 양단을 각각, 각 릴(10a, 10b)에 권취하고, 릴(10a, 10b)에 권취된 양단측 영역을 제외한 중간 영역을 압연롤(3)에 도입하여, 복수 패스의 압연을 실시한다. 각 패스의 압연은 1패스마다 릴(10a, 10b)의 회전 방향을 역전하여 행한다. 즉, 리버스 압연을 행한다. 따라서, 최종 패스까지 Mg 합금 소재판(1)을 릴(10a, 10b)로부터 떼어내지 않는다.
한편, 도 1에 있어서 압연롤(3)의 수는 예시이고, Mg 합금 소재판(1)의 주행 방향으로 여러 쌍의 압연롤을 배치시킨 구성으로 할 수 있다.
그리고, 압연롤(3)을 표면 온도가, 구체적으로는 230℃ ~ 290℃의 범위가 되 도록 가열한다. 230℃ 이상으로 함으로써, 소재판(1)을 충분히 가열 상태로 유지할 수 있기 때문에, 소재판을 소성 가공성이 우수한 상태로 할 수 있고, 압연을 양호하게 실시할 수 있다. 290℃ 이하로 함으로써, 소재판(1)의 결정립경의 조대화나 압연에 의해 도입되는 가공 왜곡의 해방을 억제하여, 프레스 가공성이 우수한 압연판을 제조할 수 있다.
상기 온도의 범위 내에서, 압연롤 표면의 폭 방향에 있어서의 최고 온도와 최저 온도의 차가 10℃ 이하가 되도록 온도 제어한다. 압연롤(3)의 폭 방향 전체의 온도차를 작게 함으로써, 폭 방향의 압연 상태의 변동을 저감할 수 있다. 즉, Mg 합금 압연재의 기계적 특성을 폭 방향으로 균일하게 할 수 있다. 덧붙여, 압연판의 두께의 변동이나, 이 두께의 변동에 따르는 어긋나게 감기는 현상의 발생을 효과적으로 저감할 수 있다. 이 압연롤(3)의 폭 방향에 있어서의 최고 온도와 최저 온도의 차는 5℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
게다가, 압연롤(3)의 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하, 또한 3℃ 이하가 되도록 온도 제어하는 것이 바람직하다. 근접하는 2점의 온도차를 작게 함으로써, 압연롤(3)의 폭 방향 전체의 온도 분포의 변동을 제어하기 쉽고, 그 결과, Mg 합금 소재판(1)의 압연 상태의 변동을 보다 효과적으로 저감할 수 있다. 이 2점의 거리는 100 ㎜ 이상이어도 좋고 이하여도 좋지만, 짧을수록 폭 방향 전체의 온도 변동을 제어하기 쉬워 바람직하다.
압연롤(3)의 온도는 온도 센서(4r)에 의해 확인할 수 있도록 한다. 이 온도 센서(4r)도 롤(3)에 접촉시켜 측정하는 접촉형 센서여도 좋고, 비접촉형 센서여도 좋다. 온도 센서(4r)를 배치하는 수나 위치는 롤(3)의 폭 방향의 적어도 중앙부 및 양단부의 3개소를 측정할 수 있도록 적절하게 선택하면 된다. 예컨대, 3개의 온도 센서(4r)를 중앙부와 양단부에 각각 배치하여, 각각의 온도를 측정하도록 하는 것을 들 수 있다. 압연롤(3)의 폭 방향에 있어서의 100 ㎜ 간격마다 온도차를 제어하는 경우에는, 100 ㎜마다 압연롤 폭에 따른 수의 온도 센서를 설치하면 된다.
또한, 압연롤(3)을 통과한 직후의 소재판(1)의 온도도 마찬가지로, 온도 센서(4bb)로 확인한다. 온도 센서(4bb)로 측정한 온도에 기초하여, 압연롤(3)의 가열 온도를 적절하게 변경하는 등의 온도 제어를 행하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, Mg 합금 소재판(1)의 폭 방향 전체의 온도차를 보다 저감하기 쉽게 할 수 있다. 이 온도 센서(4bb)의 측정에 의해, Mg 합금 소재판(1)의 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하이면 바람직하고, 3℃ 이하이면 특히 바람직하다.
또한, 코일형으로 권취된 소재판(1)의 전체는 풀린 일부분에 비교하여 열용량이 크기 때문에, 상기 반송 시나 설치 시에는 비교적 온도가 저하하기 어려운 것으로 생각된다. 반면에, 릴(10)이나 서플라이 장치로부터 조출한 후, 압연롤(3)에 접촉할 때까지의 온도 저하는, 비교적 커질 우려가 있다. 그 이유로서, 전술한 바와 같이 소재의 일부분이며, 열용량이 작은 점이나, 마그네슘 합금이 열전도성이 우수한 금속인 점에서, 냉각되기 쉬운 것을 생각할 수 있다. 압연롤(3)에 접할 때까지의 소재판(1)의 온도의 저하 정도는 소재판(1)의 두께나 소재판(1)의 주행 속도 등에 영향을 받아, 판두께가 얇을수록, 또한 압연 속도가 느릴수록 이 온도가 저하하기 쉽다. 소재판(1)의 표면 온도가 170℃보다 낮아지기 전, 바람직하게는 180℃ 이상, 특히 210℃ 이상에서 압연롤(3)에 공급하는 것이 바람직하다. 또, 압연롤의 회전 속도[주속(周涑)]는 소재의 주행 속도에 따라 적절하게 조정하면 되고, 예컨대 5 m/분 ~ 200 m/분이면, 효율적으로 압연을 실시할 수 있다.
압연롤(3) 표면의 온도를 전술한 바와 같이 제어하기 위해, 압연롤(3)은 폭 방향으로 3개 이상의 영역을 갖고, 각 영역마다 온도 제어한다. 그 수단으로서, 예컨대 카트리지 히터와 같은 히터를 내장시키거나(히터식), 가열한 오일(열매유) 등의 액체를 압연롤 내에 도입 혹은 롤 내에서 순환시키거나(액체 순환식), 온도를 조절한 가열 유체를 직접 부착하는 것을 들 수 있다. 가열 유체를 압연롤(3)에 직접 부착시키는 구체적인 수단으로는, 열풍 등의 기체를 분사하는(열풍식) 것이나, 후술하는 윤활제 등을 도포하는 것을 들 수 있다. 그 중에서도 특히, 압연롤(3)의 내부에 가열한 오일을 순환시켜 이 롤을 가열하면, 압연롤(3)에 있어서 폭 방향 및 둘레 방향으로 빠짐없이 가열 액체를 충전할 수 있기 때문에, 상기 각 영역마다 압연롤(3)의 내부로부터 조속히 정해진 온도로 제어할 수 있고, 이 롤의 폭 방향의 최고 온도와 최저 온도의 차를 전술한 범위로 억제하기 쉽다. 순환시키는 액체의 온도는 압연롤(3)의 크기(폭, 직경)나 재질, 상기 영역의 폭이나 위치에 따르기도 하지만, 압연롤(3)의 설정 표면 온도+10℃ 정도가 바람직하다. 상기 액체의 순환에는, 예컨대 수랭 구리 등에 이용되고 있는 액체 순환 기구를 적용할 수 있다. 그 밖에, 압연롤(3)의 폭 방향의 온도 변동을 작게 하기 위해서는, 히터식에서는, 복수개의 히터를 상기 영역마다 조정하여 수납하는 것이 바람직하다. 즉, 가열 상태가 유지되기 쉬운 롤 중앙부와, 가열 상태가 유지되기 어려운 단부에서 수납하는 히터의 개수를 바꾸거나, 히터의 온도를 바꾸거나 하는 것이 바람직하다. 압연롤(3)의 회전축에서의 각 히터측과 전원측의 전기적 접속에는, 슬라이딩 접점을 이용하면 된다. 열풍식에서는, 기체의 온도, 분사량, 분출구의 수, 분출구의 배치 위치 등을 조정하는 것을 들 수 있다.
각 패스의 압연에 있어서 1패스당의 압하율은 적절하게 선택할 수 있다. 1패스당의 압하율은 10% 이상 40% 이하, 총압하율은 75% 이상 85% 이하가 바람직하다. 이러한 압하율로 복수회(다패스)의 롤압연을 소재에 실시함으로써 원하는 판두께로 하거나, 평균 결정립경을 작게 하거나, 프레스 가공성을 높이거나 할 수 있는 데다가 표면 균열과 같은 결함의 발생을 억제할 수 있다.
압연에 있어서, 윤활제를 이용하면, 압연롤과 소재의 마찰을 저감하여, 양호하게 압연을 행할 수 있어 바람직하다. 윤활제는 압연롤에 적절하게 도포하면 된다. 다만, 윤활제의 종류에 따라서는, 소재에 잔존한 윤활제가 다음의 예열 공정에서의 가열이나 압연롤과의 접촉에 의한 가열에 의해 눌어붙어 변질층이 생기는 경우가 있다는 지견을 얻었다. 또한, 이러한 변질층이 존재하면, 소재가 균일적으로 압연되지 않고, 두께에 변동이 생기거나, 이 두께의 변동에 의해 소재가 사행하거나, 한 방향으로 치우쳐 주행하거나(옆으로 흐르거나) 하여, 그 결과, 어긋나 감기는 것이 커지기 쉽다는 지견을 얻었다. 또한, 자세한 메카니즘은 분명하지 않지만, 소재의 폭 방향의 중앙부보다 양가장자리부측에 윤활제가 잔존하기 쉽다는 지견을 얻었다. 그래서, 윤활제는 압연롤의 가열 온도의 최대치: 290℃, 여유를 고려하여, 300℃ 정도에서 변질층이 형성되지 않는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 바와 같이 소재에 윤활제나 변질층이 국소적으로 존재하는 것을 방지하기 위해, 압연롤에 소재를 공급하기 직전에, 소재 표면의 윤활제를 고르게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 압연롤의 상류측에, 솔이나 와이퍼 등의 고르게 하는 수단을 배치해 두고, 소재 표면의 윤활제의 불균일을 균일화하는 것을 들 수 있다.
압연 시에 소재판(1)에 가해지는 장력을 조정하기 위해, 압연롤(3)의 전후에 핀치롤(도시하지 않음)을 배치할 수 있다. 핀치롤과의 접촉에 의한 소재의 온도 저하를 막기 위해, 핀치롤은 200℃ ~ 250℃ 정도로 가열하는 것이 바람직하다.
(권취)
상기 압연이 실시되어 얻어진 압연판은 코일형으로 권취된다. 그리고, 상기 예열 공정, 압연 공정, 이 권취 공정을 포함한 일련의 공정을 연속하여 반복 행하여, 원하는 횟수의 롤압연을 행한 후, 얻어진 압연판(마그네슘 합금판)을 최종적으로 코일 형상으로 권취한다. 얻어진 코일재를 구성하는 마그네슘 합금판은 압연에 의한 도입된 가공 왜곡(전단대)이 존재하는 조직을 갖는다. 이러한 조직을 가짐으로써, 상기 마그네슘 합금판은 프레스 가공과 같은 소성 가공 시에 동적 재결정화를 발생시켜, 소성 가공성이 우수하다. 특히, 최종 패스의 압연에 있어서, 권취 직전의 압연판의 온도를, 재결정시키지 않는 온도, 구체적으로는 150℃ 이하로 하여 권취하면, 평탄도가 우수한 마그네슘 합금판이 얻어지는 데다가, 상기 가공 왜곡이 충분히 잔존하는 조직으로 할 수 있다. 권취 직전의 압연판을 재결정시키지 않는 온도로 하기 위해서는, 소재의 주행 속도를 조정해도 좋지만, 충풍 등의 강제 냉각에 의해 압연판을 냉각시키면 단시간에 정해진 온도로 할 수 있어, 작업성이 우수하다.
(교정 공정)
상기 권취된 코일재는 그대로 제품(대표적으로는 소성 가공재와 같은 마그네슘 합금재의 소재)으로서 사용할 수 있다. 또한, 이 코일재를 풀어서, 압연판에 정해진 굽힘을 부여하여, 압연에 의해 도입된 가공 왜곡을 교정할 수 있다. 교정에는 롤러 레벨러를 적합하게 이용할 수 있다. 롤러 레벨러는 적어도 한쌍의 대향 배치된 롤러를 구비하고, 이 롤러 사이에 소재를 삽입 통과시킴으로써 굽힘을 부여하는 것이다. 특히 복수의 롤러가 지그재그형으로 배치되고, 이들 롤러 사이에 압연판을 통과시켜, 압연판에 반복 굽힘을 부여할 수 있는 것을 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 교정을 행함으로써, 평탄도가 더욱 우수한 마그네슘 합금판으로 할 수 있는 데다가, 상기 가공 왜곡이 충분히 존재하기 때문에, 프레스 가공과 같은 소성 가공성이 우수하다. 상기 롤러에 가열 수단, 예컨대 히터를 구비하고, 가열한 롤러에 의해 압연판에 굽힘을 부여하는 온간 교정으로 하면, 균열 등이 잘 생기지 않는다. 상기 롤러 온도는 100℃ 이상 300℃ 이하가 바람직하다. 교정에 의해 부여하는 굽힘량의 조정은 롤러의 크기, 수, 대향 배치되는 롤러 사이의 간격(갭), 소재의 진행 방향으로 인접하는 롤러 사이의 간격 등을 조정함으로써 행할 수 있다. 교정을 실시하기 전에 소재가 되는 마그네슘 합금판(압연판)을 미리 가열해도 좋다. 구체적인 가열 온도는 100℃ 이상 250℃ 이하, 바람직하게는 200℃ 이상을 들 수 있다.
교정 공정을 거친 마그네슘 합금판은 그대로 제품(대표적으로는 소성 가공재와 같은 마그네슘 합금재의 소재)으로서 사용할 수 있다. 또한 표면 상태를 양호하게 하기 위해, 연마 벨트 등을 이용하여 표면 연마를 행해도 좋다.
<작용 효과>
전술한 실시형태에 관련된 Mg 합금 압연재, 및 Mg 합금 압연재의 제조 방법에 따르면, 이하의 효과를 나타낸다.
(1) 폭이 1000 ㎜ 이상인 폭넓은 Mg 합금 압연재이고, 기계적 특성이 폭 방향으로 실질적으로 균일하다. 그 때문에, 이 압연재에 소성 가공을 실시할 때, 어느 개소를 가공해도 실질적으로 균일한 가공을 실시할 수 있다.
(2) 폭 방향으로 기계적 특성이 균일하기 때문에, 1장의 압연재를 폭 방향으로 분할하여 폭이 좁은 Mg 합금 압연판을 복수개 제작해도, 동일한 기계적 특성을 갖는 압연재를 얻을 수 있다.
(3) 전술한 제조 방법에 따르면, 압연롤의 폭 방향 전체의 온도차를 작게 함으로써, 폭이 1000 ㎜ 이상이어도, 폭 방향의 압연 상태의 변동을 저감할 수 있다. 그 때문에, 폭이 1000 ㎜ 이상이고, 폭 방향으로 기계적 특성이 균일한 Mg 합금 압연재를 제조할 수 있다.
<시험예>
시험예로서, 다음의 Mg 합금 압연재를 제작하고, 기계적 특성을 조사한다. 우선, 쌍롤 주조에 의해, Mg-9.0 질량% Al-1.0 질량% Zn을 함유하는 AZ91 상당의 조성인 Mg 합금 소재판과, Mg-3.0 질량% Al-1.0 질량% Zn을 함유하는 AZ31 상당의 조성인 Mg 합금 소재판을 제조한다. 이들 각 소재판의 판두께는 5.0 ㎜, 판폭은 1020 ㎜, 길이는 1000 ㎜이다. 이들 각 시료에는, 압연 전에 400℃에서 20시간의 용체화 처리를 실시한다. 그 후, 이하에 나타내는 조건에서 압연을 실시하여, AZ91로 이루어지는 시료 1 ~ 3과, AZ31로 이루어지는 시료 4 ~ 6을 제작했다.
(압연 조건)
·복수 패스 압연 압하율: 15 ~ 25%/패스
·최종 두께: 1.0 ㎜까지 압연(폭: 1020 ㎜) 총압하율: 80%
·소재판의 예열(가열로 내, 가열 시간: 30분)
·압연롤의 가열 방법: 롤 외부에서 가열
압연롤의 가열 방법은, 압연롤의 폭 방향을 균등하게 3개의 영역으로 나누고, 그 3개의 영역에 온도를 조정한 윤활제를 직접 도포시킴으로써 행했다. 시료 1에서는, 3개의 영역의 중앙에 250℃ ~ 255℃로 조절한 윤활제를 도포하고, 그 양측에 255℃ ~ 260℃로 조절한 윤활제를 도포하여, 롤 표면 온도를 폭 방향으로 균일해지도록 했다. 한편, 시료 4에서는, 상기 중앙에 230℃ ~ 235℃로 조절한 윤활제를 도포하고, 그 양측에 235℃ ~ 240℃로 조절한 윤활제를 도포하여, 롤 표면 온도를 폭 방향으로 균일해지도록 했다.
압연을 실시할 때에, 압연 직전의 Mg 합금 소재판의 표면, 압연롤 표면, 압연 직후의 Mg 합금 압연판의 표면의 온도를, 다음과 같이 측정하여 구했다. 압연롤의 표면에 있어서 소재판이 접촉하는 영역 내에서, 이 롤의 폭 방향(축방향과 평행한 방향)을 따라 임의의 직선을 긋고, 이 직선 상에서 복수점의 온도를 측정한다. 여기서는, Mg 합금 소재판, 압연롤, Mg 합금 압연재의 각각의 표면에서 상기 임의의 직선을 긋고, 이 직선 상에서 폭 방향 일단으로부터 10 ㎜의 점과, 그 점으로부터 100 ㎜씩 등간격으로 10점의 총 11점을 취하여 각 점의 온도를 비접촉식 온도 센서로 측정했다. 그 때, 압연롤의 폭 방향의 온도는, 윤활제 자체의 온도를 계측하지 않도록, 압연롤의 표면 중, 윤활제의 분사 영역에서 벗어난 개소의 온도를 계측한다. 이들 값을 표 1 ~ 표 3에 나타낸다.
[기계적 특성 평가]
얻어진 Mg 합금 압연재의 시료 1 ~ 6에 대하여, 이하의 특성에 관해서 평가하였다.
[저면 피크비]
시료 1 ~ 6의 저면 피크비를, X선 회절의 피크 강도에 의해 측정했다. 이 측정은, 각 시료의 폭 방향 일단으로부터 50 ㎜(단부), 500 ㎜(중앙부), 950 ㎜(단부)의 지점의 표면에 대하여 X선 회절시킴으로써, (002)면, (100)면, (101)면, (102)면, (110)면, (103)면의 피크 강도를 구했다. 그 결과로부터, 단부와 중앙부의 저면 피크비(OE, OC)를 각각 구하고, 그 비율(OE/OC)도 구했다. 이 저면 피크비(OC, OE)는 중앙부와 단부에서의 상기 각 면의 X선 회절의 피크 강도를 각각 IC(002), IC(100), IC(101), IC(102), IC(110), IC(103), IE(002), IE(100), IE(101), IE(102), IE(110), IE(103)으로 할 때, 다음 식으로 표기된다.
저면 피크비 OC: IC(002)/{IC(100)+IC(002)+IC(101)+IC(102)+IC(110)+IC(103)}
저면 피크비 OE: IE(002)/{IE(100)+IE(002)+IE(101)+IE(102)+IE(110)+IE(103)}
그 결과를 표 4에 나타낸다.
[평균 결정립경]
시료 1 ~ 6의 평균 결정립경을, 「철-결정 입도의 현미경 시험 방법 JIS G 0551(2005)」에 기초하여 측정했다. 이 측정은, 각 시료의 폭 방향 일단으로부터 50 ㎜(단부), 510 ㎜(중앙부), 970 ㎜(단부)의 지점에서, 압연 방향과 직교하는 단면에 관해서 행했다. 그 결과로부터, 단부와 중앙부 간의 평균 결정립경비(DE/DC)를 구했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
[인장 시험]
시료 1 ~ 6의 연신, 인장 강도, 0.2% 내력을, 「금속 재료 인장 시험 방법 JIS Z 2241(1998)」에 기초하여 측정했다. 이 측정 시에, 시료의 폭 방향 일단으로부터 50 ㎜(단부), 510 ㎜(중앙부), 970 ㎜(단부)의 지점에서, JIS 13B호 시험편(JIS Z 2201(1998))을, 그 긴 쪽이 압연 방향을 따르도록 잘라내고, 그 시험편에 대하여 인장 시험을 실시하였다. 그 결과로부터, 단부와 중앙부의 연신비(EE/EC), 인장 강도비(TsE/TsC), 0.2% 내력비(PsE/PsC)를 각각 구했다.
이상의 결과를 종합하여 표 5에 나타낸다.
[결과]
이상의 결과로부터, 폭이 1000 ㎜ 이상인 폭넓은 Mg 합금 소재를 압연할 때, 압연롤 표면의 폭 방향 전체의 온도차를 작게 함으로써, 폭 방향의 압연 상태의 변동을 저감할 수 있는 것을 알 수 있었다. 그것 외에도, 압연 전에 Mg 합금 소재의 표면의 폭 방향 전체의 온도차도 작게 함으로써, 압연 상태의 변동을 한층 더 저감할 수 있고, Mg 합금 소재의 폭 방향으로 균일한 압연을 실시할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 압연 상태의 변동을 저감함으로써, 기계적 특성이 폭 방향으로 균일한 Mg 합금 압연재가 얻어지는 것도 알 수 있었다.
또, 전술한 실시형태는 본 발명의 요지를 일탈하지 않고 적절하게 변경하는 것이 가능하며, 전술한 구성에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 Mg 합금 압연재는 각종 전기·전자 기기류의 구성 부재, 특히 휴대용이나 소형의 전기·전자 기기류의 하우징, 고강도가 요구되는 여러 분야의 부재, 예컨대 자동차나 항공기와 같은 수송 기기의 구성 부재의 소재에 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명의 Mg 합금 압연재의 제조 방법은, 폭이 1000 ㎜ 이상이고, 기계적 특성이 폭 방향으로 균일한 Mg 합금 압연재의 제조에 적합하게 이용할 수 있다.
1: Mg 합금 소재판 2, 2a, 2b: 히트 박스
3: 압연롤 4bf, 4bb, 4r: 온도 센서
5: 보호 커버 10, 10a, 10b: 릴
3: 압연롤 4bf, 4bb, 4r: 온도 센서
5: 보호 커버 10, 10a, 10b: 릴
Claims (13)
- 마그네슘 합금 소재를 압연롤로 압연하여 이루어지는 마그네슘 합금 압연재에 있어서,
상기 마그네슘 합금 압연재의 폭은 1000 ㎜ 이상이고,
상기 마그네슘 합금 압연재의 폭 방향에 있어서,
중앙부에서의 (002)면, (100)면, (101)면, (102)면, (110)면, (103)면의 X선 회절의 피크 강도를 각각 IC(002), IC(100), IC(101), IC(102), IC(110), IC(103),
단부에서의 상기 각 면의 X선 회절의 피크 강도를 각각 IE(002), IE(100), IE(101), IE(102), IE(110), IE(103)으로 하고,
상기 중앙부 및 단부의 각각에서의 저면 피크비(OC, OE)를 이하의 식으로 할 때,
저면 피크비 OC: IC(002)/{IC(100)+IC(002)+IC(101)+IC(102)+IC(110)+IC(103)}
저면 피크비 OE: IE(002)/{IE(100)+IE(002)+IE(101)+IE(102)+IE(110)+IE(103)}
상기 단부와 중앙부의 저면 피크비의 비율(OE/OC)은 0.89≤OE/OC≤1.15를 만족하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제1항에 있어서, 상기 중앙부와 단부에서, 압연 방향과 직교하는 단면에서의 평균 결정립경을 각각 DC, DE로 할 때,
상기 단부와 중앙부의 평균 결정립경비(DE/DC)는 0.7≤DE/DC≤1.5를 만족하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제1항에 있어서, 상기 중앙부와 단부에서, 압연 방향의 인장 시험에서의 연신을 각각 EC, EE로 할 때,
상기 단부와 중앙부의 연신비(EE/EC)는 2/3≤EE/EC≤3/2를 만족하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제1항에 있어서, 상기 중앙부와 단부에서, 압연 방향의 인장 시험에서의 인장 강도를 각각 TsC, TsE로 할 때,
상기 단부와 중앙부의 인장 강도비(TsE/TsC)는 0.9≤TsE/TsC≤1.1을 만족하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제1항에 있어서, 상기 중앙부와 단부에서, 압연 방향의 인장 시험에서의 0.2% 내력을 각각 PsC, PsE로 할 때,
상기 단부와 중앙부의 0.2% 내력비(PsE/PsC)는 0.9≤PsE/PsC≤1.1을 만족하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재. - 제1항에 있어서, 상기 마그네슘 합금 소재는, 알루미늄을 5 질량% 이상 12 질량% 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 마그네슘 합금 압연재에 소성 가공을 실시함으로써 제작된 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 부재.
- 마그네슘 합금 소재를 압연롤로 압연하여 마그네슘 합금 압연재를 제조하는 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법에 있어서,
상기 마그네슘 합금 소재의 폭은 1000 ㎜ 이상이며,
상기 압연롤은 폭 방향으로 적어도 3개의 영역을 갖고,
상기 압연롤의 표면의 폭 방향에 있어서의 최고 온도와 최저 온도의 차가 10℃ 이하가 되도록, 상기 압연롤 표면의 폭 방향의 양단부와 중앙부에 상기 양단부 쪽이 상기 중앙부보다 높은 온도 영역으로 조정한 윤활제를 직접 부착시켜 각 영역마다 온도 제어하고,
상기 압연롤을 통과하기 직전의 상기 마그네슘 합금 소재의 표면에서, 폭 방향의 최고 온도와 최저 온도의 차가 8℃ 이하가 되도록 예열하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법. - 제8항에 있어서, 상기 온도 제어는, 상기 압연롤 내에 온도를 조정한 열매유(熱媒油)를 도입하여 행하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 온도 제어는, 상기 압연롤의 표면에 온도를 조정한 가열 유체를 부착시킴으로써 행하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 온도 제어는, 상기 압연롤의 표면에서, 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하가 되도록 행하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법.
- 삭제
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압연롤을 통과하기 직전의 상기 마그네슘 합금 소재의 표면에서, 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하가 되도록 예열하고,
상기 온도 제어는, 상기 압연롤을 통과한 직후의 상기 마그네슘 합금 압연재의 표면에서, 폭 방향으로 100 ㎜ 떨어진 2점의 온도차가 6℃ 이하가 되도록 행하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2011-028607 | 2011-02-14 | ||
| JP2011028607A JP5776873B2 (ja) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | マグネシウム合金圧延材、およびマグネシウム合金部材、ならびにマグネシウム合金圧延材の製造方法 |
| PCT/JP2012/053308 WO2012111632A1 (ja) | 2011-02-14 | 2012-02-13 | マグネシウム合金圧延材、およびマグネシウム合金部材、ならびにマグネシウム合金圧延材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140002726A KR20140002726A (ko) | 2014-01-08 |
| KR101799619B1 true KR101799619B1 (ko) | 2017-11-20 |
Family
ID=46672551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020137020228A KR101799619B1 (ko) | 2011-02-14 | 2012-02-13 | 마그네슘 합금 압연재, 마그네슘 합금 부재, 및 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130323523A1 (ko) |
| JP (1) | JP5776873B2 (ko) |
| KR (1) | KR101799619B1 (ko) |
| CN (1) | CN103379968B (ko) |
| DE (1) | DE112012000802T5 (ko) |
| TW (1) | TW201247336A (ko) |
| WO (1) | WO2012111632A1 (ko) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5776874B2 (ja) * | 2011-02-14 | 2015-09-09 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金圧延材、およびマグネシウム合金部材、ならびにマグネシウム合金圧延材の製造方法 |
| TWI526258B (zh) * | 2013-12-27 | 2016-03-21 | Continuous linear rolling equipment for linear slides | |
| KR20150099025A (ko) * | 2014-02-21 | 2015-08-31 | 서울대학교산학협력단 | 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법 |
| KR20160006320A (ko) | 2014-07-08 | 2016-01-19 | 주식회사 포스코 | 마그네슘 합금 압연재 및 그 제조방법 |
| CN106862272B (zh) * | 2015-12-14 | 2020-01-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强度高延展性镁合金板材的制备方法 |
| US11400542B2 (en) * | 2016-11-18 | 2022-08-02 | Sms Group Gmbh | Method and device for producing a continuous strip-shaped composite material |
| US11906483B2 (en) * | 2019-05-15 | 2024-02-20 | Corning Incorporated | Apparatus and method for testing edge strength of sheet of material having detection mechanism for optically measuring strain in sheet |
| CN113145641B (zh) * | 2021-03-19 | 2023-05-23 | 兴化市广福金属制品有限公司 | 一种不锈钢热轧成型装置 |
| CN117922021B (zh) * | 2024-03-20 | 2024-06-18 | 城资泰诺(山东)新材料科技有限公司 | 热塑板材多层复合设备热压成型温度控制系统及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007044751A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マグネシウム板とマグネシウム板の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4278256B2 (ja) * | 2000-01-06 | 2009-06-10 | 日本金属株式会社 | 温間塑性加工方法 |
| JP4730601B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2011-07-20 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金板の製造方法 |
| CN100463732C (zh) * | 2006-05-22 | 2009-02-25 | 苏州有色金属加工研究院 | 镁合金板坯的铸轧工艺及设备 |
| EP3026137B1 (en) * | 2007-06-28 | 2018-02-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Magnesium alloy plate |
| JP5660374B2 (ja) * | 2009-11-24 | 2015-01-28 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金板の製造方法及びマグネシウム合金コイル材 |
| CN101811136A (zh) * | 2010-04-23 | 2010-08-25 | 山西银光华盛镁业股份有限公司 | 一种镁合金宽板铸轧设备 |
-
2011
- 2011-02-14 JP JP2011028607A patent/JP5776873B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-02-13 DE DE112012000802T patent/DE112012000802T5/de not_active Withdrawn
- 2012-02-13 WO PCT/JP2012/053308 patent/WO2012111632A1/ja active Application Filing
- 2012-02-13 KR KR1020137020228A patent/KR101799619B1/ko active IP Right Grant
- 2012-02-13 CN CN201280008863.2A patent/CN103379968B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-02-13 US US13/985,531 patent/US20130323523A1/en not_active Abandoned
- 2012-02-14 TW TW101104716A patent/TW201247336A/zh unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007044751A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マグネシウム板とマグネシウム板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012166230A (ja) | 2012-09-06 |
| JP5776873B2 (ja) | 2015-09-09 |
| CN103379968B (zh) | 2015-07-15 |
| US20130323523A1 (en) | 2013-12-05 |
| CN103379968A (zh) | 2013-10-30 |
| KR20140002726A (ko) | 2014-01-08 |
| TW201247336A (en) | 2012-12-01 |
| DE112012000802T5 (de) | 2013-11-14 |
| WO2012111632A1 (ja) | 2012-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101799619B1 (ko) | 마그네슘 합금 압연재, 마그네슘 합금 부재, 및 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법 | |
| EP2505274B1 (en) | Method for producing magnesium alloy sheet | |
| KR101404826B1 (ko) | 마그네슘 합금 코일재, 마그네슘 합금 코일재의 제조 방법 및 마그네슘 합금 부재 | |
| EP2557197B1 (en) | Coil material and method for producing same | |
| JP5939382B2 (ja) | マグネシウム合金コイル材の製造方法 | |
| JP5757085B2 (ja) | マグネシウム合金コイル材、マグネシウム合金コイル材の製造方法、マグネシウム合金部材、及びマグネシウム合金部材の製造方法 | |
| KR101799621B1 (ko) | 마그네슘 합금 압연재, 마그네슘 합금 부재 및 마그네슘 합금 압연재의 제조 방법 | |
| JP6274483B2 (ja) | マグネシウム合金コイル材、及びマグネシウム合金コイル材の製造方法 | |
| AU2014218353A1 (en) | Coil material and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |