KR101827994B1 - 고성형 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 마그네슘 합금 판재 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0%제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0%제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0%제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 마그네슘 합금 판재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 마그네슘 합금 판재 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0%제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0%제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0%제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 마그네슘 합금 판재를 제공한다.
Description
본 발명은 고성형 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 모바일 및 IT 분야에서 경량화(그램, gram) 마케팅이 활발히 이루어지고 있다. 보다 구체적으로, 모바일 기기 분야의 기능이 다양화되면서 제품 중량은 좀 더 가벼운 것을 요구하는 실정이다. 이에 따라, 비강도(밀도 대비 강도)가 우수한 마그네슘 판재에 대한 관심이 증가하고 있다. 보다 더 구체적으로, 마그네슘의 밀도는 1.74g/㎤로써, 알루미늄 및 철강을 포함하는 구조용 금속 중에서 가장 가벼운 금속이다. 또한, 진동 흡수능, 전자파 차폐능 등이 우수하여 모바일 및 IT 분야에서 각광받고 있는 금속이다.
아울러, 자동차 분야에서도 유럽을 필두로 한 선진국에서 연비규제 및 성능향상을 이유로 차체 무게를 경량화하려는 연구가 활발하게 진행 중이며, 이에 대응하는 대체 금속으로 마그네슘이 화두 되고 있다.
다만, 마그네슘 판재는 알루미늄, 스테인리스강 등의 경쟁 소재와 대비해서 상당히 비싼 가격으로 인해, 경량화가 꼭 필요한 일부 부품에만 적용이 제한되고 있다.
또한, 마그네슘의 경우 육방밀집구조(Hexagonal close packing, HCP)로 인해 상온 성형이 어려운 특징이 있다. 다만, 제품의 적용을 위해서는 온간 성형 공정이 필수적이므로, 온간 성형을 위한 금형/가열장치 등의 투자비가 다량 발생하게 된다. 뿐만 아니라, 금형과 소재간의 스티킹(sticking) 현상, 긁힘 현상 및 가열을 위한 시간이 소요되어 생산성이 저하되며, 이에 따라 마그네슘 합금의 가공 비용이 경쟁소재 대비 비싼 문제점이 있다.
따라서, 상온 성형성을 개선하기 위한 마그네슘 합금을 개발하고 있지만, 값이 비싼 리튬 원소 또는 희토류 원소를 첨가하거나, 복잡한 공정을 이용하여 생산성이 저하되고 공정 비용이 다량 발생하는 단점이 있다.
또한, 성형성이 개선되더라도 판재가 이방성을 가지고 있는 경우, 성형이 완료된 제품의 높이와 폭이 일정하지 않을 수 있다. 이에 따라, 방향별로 길이가 달라지는 귀발생(earing)현상이 발생하는 문제점이 있다.
고성형 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 마그네슘 합금 판재 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 마그네슘 합금 판재이되, 상기 마그네슘 합금 판재의 상온에서의 에릭슨 수치는 7mm 이상일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 상온에서의 에릭슨 수치는 8mm 이상일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재의 결정립경은 5 내지 10㎛일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재 미세조직의 금속간 화합물 입경은 2㎛ 이하일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비가 0.7이상일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재의 제조방법은, 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0%제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0%제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0%제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 스트립 캐스팅으로 주조하여 코일을 제조하는 단계; 상기 코일을 균질화 열처리하는 단계; 상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계; 및 상기 온간 압연된 코일을 열처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계; 이전에, 상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;는, 100 내지 150℃ 온도 범위에서 실시할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서, 상기 균질화 열처리된 코일은 가역식 온간 압연기에 의해 온간 압연할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해, 상기 코일은 250 내지 350℃ 온도 범위에서 온간 압연할 수 있다.
상기 코일은 1회 또는 2회 이상 온간 압연할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서, 상기 코일은 압연 1회 당 30% 이하(0% 제외)의 압하율로 1회 또는 2회 이상 온간 압연할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해, 상기 코일은 2회 이상 온간 압연되고, 상기 온간 압연 사이에 1회 이상 중간 소둔을 실시할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해, 상기 코일의 누적 압하율이 50 내지 60%이고, 중간 소둔을 실시할 수 있다.
상기 중간 소둔은 350 내지 450℃ 온도 범위에서 실시할 수 있다.
상기 중간 소둔은 2시간 이하(0시간 제외) 동안 실시할 수 있다.
상기 코일을 균질화 열처리하는 단계;에 의해, 상기 코일은 300 내지 450℃ 온도 범위에서 균질화 열처리할 수 있다.
상기 코일은 5 내지 15시간 동안 균질화 열처리할 수 있다.
상기 온간 압연된 코일을 열처리하는 단계;에 의해, 상기 온간 압연된 코일은 250 내지 350℃ 온도 범위에서 열처리할 수 있다.
상기 온간 압연된 코일은 2시간 이하(0시간 제외)동안 열처리할 수 있다.
전술한 마그네슘 합금 판재의 제조방법에 의해 제조된 상기 마그네슘 합금 판재는, 폭 300mm이상 및 중량 150kg 이상일 수 있다. 상기 마그네슘 판재는 코일 형태로 권취된 것일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재의 결정립경은 5 내지 10㎛일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재 미세조직의 금속간 화합물 입경은 2㎛ 이하일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재의 상온 에릭슨 수치는 7mm이상일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비는 0.7이상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 마그네슘 합금의 성분을 제어하고, 상기 마그네슘 합금의 제조 단계에서 스트립 캐스팅으로 주조 판재 코일을 만든 후, 가역식 온간 압연 및 압연 후 열처리 조건을 제어하여, 상온에서 성형성이 우수한 마그네슘 합금을 제공할 수 있다. 동시에, 강도와 연성의 이방성이 우수한 마그네슘 합금을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 가역식 온간 압연기(RWM)의 모식도이다.
도 2는 비교예 4와 실시예 8의 상온 에릭슨 시험 결과를 비교하여 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1 및 비교예 3의 표면 결함을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 8의 미세조직을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 상기 실시예 8의 성분을 X선 분광분석(EDS)으로 성분 분석한 결과이다.
도 5는 비교예 5 및 비교예 6의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 6은 압연 후 열처리 조건이 상이한 비교예 7 내지 비교예 10 및 실시예 8A 내지 8E의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 7은 압연 후 열처리 조건이 상이한 비교예 7 내지 비교예 10 및 실시예 8A 내지 8E의 {0001} XRD pole figure 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 11과 실시예 8의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 9는 실시예 8C 및 실시예 8D와 비교예 7의 강도-연성 곡선(stress-strain curve) 그래프를 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 4와 실시예 8의 상온 에릭슨 시험 결과를 비교하여 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1 및 비교예 3의 표면 결함을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 8의 미세조직을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 상기 실시예 8의 성분을 X선 분광분석(EDS)으로 성분 분석한 결과이다.
도 5는 비교예 5 및 비교예 6의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 6은 압연 후 열처리 조건이 상이한 비교예 7 내지 비교예 10 및 실시예 8A 내지 8E의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 7은 압연 후 열처리 조건이 상이한 비교예 7 내지 비교예 10 및 실시예 8A 내지 8E의 {0001} XRD pole figure 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 11과 실시예 8의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 9는 실시예 8C 및 실시예 8D와 비교예 7의 강도-연성 곡선(stress-strain curve) 그래프를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 마그네슘 합금 판재 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다.
먼저, 본 발명의 성분 및 조성 범위를 한정한 이유를 설명한다.
Zn은 1.0중량% 이하를 포함할 수 있으나, 0중량%는 제외한다.
보다 구체적으로, 아연은 칼슘과 같이 첨가 시, 비저면의 연화 현상을 가져와 비저면 슬립을 활성화시킴으로써 판재의 성형성을 향상시키는 역할을 한다. 다만, 1.0중량%를 초과하여 첨가 시에는 마그네슘과 결합하여 금속간 화합물을 만들기 때문에 성형성에 악영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 아연을 상기 범위만큼 포함하는 경우, 상온 성형성 향상 효과를 기대할 수 있다.
Ca은 1.0 중량% 이하를 포함할 수 있으나, 0중량%는 제외한다.
보다 구체적으로, 칼슘은 아연과 같이 첨가 시, 비저면의 연화 현상을 가져와 비저면 슬립을 활성화시킴으로써 판재의 성형성을 향상시키는 역할을 한다. 다만, 1.0 중량%를 초과하여 첨가 시에는 스트립캐스팅 주조 시, 주조롤과의 점착성이 증가하여 스티킹(sticking) 현상이 심해질 수 있다. 이로 인해, 용탕의 유동성을 감소시켜 주조성이 낮아지므로, 생산성이 감소할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서 칼슘을 상기 범위만큼 포함하는 경우, 주조성을 저해하지 않는 범위에서 상온 성형성 향상 효과를 기대할 수 있다.
Zr은 0.4 중량% 이하를 포함할 수 있으나, 0중량%는 제외한다.
지르코늄은 결정립 미세화 역할을 한다. 다만, Zr은 고가의 원소이므로, 함량을 필요한 만큼 제한할 필요가 있다. 또한, Zr을 0.4중량% 초과하여 첨가 시, 용탕 내 다른 불순물 원소와 잘 반응하여 금속간 화합물을 형성하기 쉬우므로, 용탕 내의 Zr성분 조정이 어려울 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서 지르코늄을 상기 범위만큼 포함하는 경우, 미량의 첨가로 결정립 미세화 효과를 기대할 수 있다.
마그네슘 합금 판재의 결정립경은 5 내지 10㎛일 수 있다. 보다 구체적으로, 마그네슘 합금 판재의 결정립경이 상기 범위일 경우, 조대한 결정립경을 가지는 경우보다 최종 판재의 상온 성형성이 우수할 수 있다. 상기 마그네슘 합금 판재의 결정립경은, 전술한 마그네슘 합금의 성분 및 조성만 만족해서는 상기 결정립경의 마그네슘 합금 판재를 수득하지 못할 수 있다. 보다 구체적으로, 후술하는 본 발명의 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재의 제조방법을 제어함에 따라, 상기와 같은 결정립경의 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다. 보다 더 구체적으로는, 후술하는 실시예를 통해 알 수 있다.
또한, 본 명세서에서 결정립경이란, 측정 단위 내 존재하는 결정립의 지름을 의미한다. 만약, 결정립경이 비 구형일 경우, 상기 비구형 물질을 구형으로 근사하여 계산한 구의 지름을 의미한다.
상기 마그네슘 합금 판재 미세조직의 금속간 화합물 입경은 2㎛ 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 금속간 화합물의 입경은 1 내지 2 ㎛ 일 수 있다. 마그네슘 합금 판재 미세조직의 금속간 화합물 입경이 상기 범위일 경우, 미세한 크기의 금속간 화합물로 인해 강도 향상 효과를 기대할 수 있다.
따라서, 미세한 크기의 금속간 화합물이 고르게 분산되어 있음에 따라, 강도 향상 효과를 기대할 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재의 상온에서의 에릭슨 수치는 7mm 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 상온에서의 에릭슨 수치는 8mm 이상일 수 있다. 보다 더 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 상온 에릭슨 수치는 8 내지 11mm 일 수 있다.
본 명세서에서 에릭슨 수치란, 상온에서의 에릭슨 시험을 통해 도출되는 실험값을 의미한다. 보다 구체적으로, 본원 실시예 및 비교예의 성형성은 상온 에릭슨 시험을 통한 값으로 비교할 수 있다.
보다 구체적으로, 에릭슨 수치는 판재를 변형시켜 컵(cup) 형태로 가공하였을 때, 파단이 발생할 때까지 판재가 변형된 높이를 의미한다.
따라서, 마그네슘 합금 판재의 변형 높이가 높을수록, 에릭슨 수치가 클 수 있고, 이에 따라 성형성이 우수할 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비가 0.7이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비는 0.8 이상일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비란, 길이 방향의 물성과 폭 방향의 물성의 비를 의미한다. 보다 더 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비는 1에 가까울수록 이방성이 없음을 의미한다.
따라서, 상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비가 상기 범위일 경우, 길이 방향에 따른 폭 방향의 물성의 편차가 적을 수 있다. 이에 따라, 상기 마그네슘 합금 판재 전반적으로 균등한 물성을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재의 제조방법은, 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0%제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0%제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0%제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 스트립 캐스팅으로 주조하여 코일을 제조하는 단계; 상기 코일을 균질화 열처리하는 단계; 상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계; 및 상기 온간 압연된 코일을 열처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저, 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0%제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0%제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0%제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 스트립 캐스팅으로 주조하여 코일을 제조하는 단계;를 실시할 수 있다.
상기 합금 용탕의 성분 및 조성 범위를 한정한 이유는 앞서 마그네슘 합금 판재의 성분 및 조성 범위를 한정한 이유와 같으므로 생략한다.
상기 합금 용탕은 회전하고 있는 수평식 쌍롤을 이용한 스트립 캐스팅을 통해 주조하여 코일을 제조할 수 있다.
보다 구체적으로, 스트립 캐스팅법으로 코일을 제조하는 경우, 결정립이 작고 균일한 미세조직의 코일을 수득할 수 있다.
이후, 상기 코일을 균질화 열처리하는 단계;를 실시할 수 있다.
상기 주조 판재 코일은 300 내지 450℃ 온도 범위에서 균질화 열처리될 수 있다.
상기 주조 판재 코일은 5 내지 15시간 동안 균질화 열처리될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 온도 범위에서 상기 시간 범위 동안 균질화 열처리를 실시하는 경우, 과열을 방지할 수 있다. 또한, 상기 주조 코일의 내권부와 외권부간의 온도 편차를 최소화할 수 있다. 이와 같이, 충분한 균질화 열처리를 통해, 미세하고 균일한 결정립의 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.
보다 더 구체적으로, 상기 결정립경이 작은 미세조직으로 인해, 후술하는 상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서 상기 코일 압연 시, 비정상적인 결정립 성장 및 전단띠(shear band) 현상을 방지할 수 있다. 이로 인해, 오렌지필 결함, 또는 표면 크랙 등의 결함을 방지할 수 있다. 따라서, 압연성을 향상시킬 수 있다.
이후, 상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;를 실시할 수 있다.
다만, 상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계; 이전에, 상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;에 의해, 상기 균질화 열처리된 코일은 주조 시 발생한 엣지 크랙이 제거될 수 있다.
보다 더 구체적으로, 상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;에 의해, 이후 온간 압연 시 엣지 크랙이 더 큰 크랙으로 발달하여 판파단을 일으키는 현상을 방지할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;는, 100 내지 150℃ 온도 범위에서 실시할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 온도 범위에서 사이드 트리밍을 실시하는 경우, 사이드 트리밍 시 발생할 수 있는 버(burr)를 최소한으로 발생시킬 수 있다. 이때, 상기 버(burr)는 사이드 트리밍을 실시하여 엣지 크랙 제거 시 깨끗하게 절단되지 않고, 상기 코일이 늘어나 띠 모양으로 돌출되는 형태를 의미한다.
이후, 상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;를 실시할 수 있다.
이때, 상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서, 상기 균질화 열처리된 코일은 가역식 온간 압연기에 의해 온간 압연될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 가역식 온간 압연기는 인라인히터(2), 워크롤(3), 백업롤(4), 및 텐션릴(5)을 포함할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 상기 인라인히터(2)는 250 내지 400℃ 온도 범위의 열을 순간적으로 출력할 수 있다. 상기 가역식 온간 압연기는 본원 도 1에 개시되어 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 가역식 온간 압연기(RWM)의 모식도이다.
상기 도 1에 개시된 바와 같이, 워크롤(3) 전후로 인라인히터(2)가 위치하는 가역식 온간 압연기로 인해, 마그네슘 판재 코일(1)은 전술한 온도 범위 내에서 온간 압연 될 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해, 상기 코일은 250 내지 400℃ 온도 범위에서 온간 압연될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 코일은 250 내지 350℃ 온도 범위에서 온간 압연될 수 있다.
전술한 바와 같이, 가역식 온간 압연기에 상기 코일은 상기 온도 범위 내에서 온간 압연될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 온도 범위에서 온간 압연 시, 최종적으로 제조된 마그네슘 합금 판재의 표면 결함을 저감할 수 있다. 보다 더 구체적으로는, 너무 낮은 온도에서 온간 압연하는 경우, 표면 분산형 크랙 및 엣지 크랙이 다량 발생할 수 있다. 또한, 너무 높은 온도에서 온간 압연하는 경우, 고온으로 인해 마그네슘 합금 판재 표면의 오렌지필 결함이 유발될 수 있다. 또한, 고온에서의 압연을 위해, 생산 설비 구성품을 내열 소재로 변경해야 함에 따라 추가 비용이 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 전술한 가역식 온간 압연기의 인라인히터(2)의 순간 출력 온도의 상승도 요구될 수 있다. 따라서, 설비적인 문제, 공정 비용, 및 생산성 저하 등의 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 상기 온도 범위에서 온간 압연함으로써, 크랙 발생 없이 성형성이 우수한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해, 상기 코일은 1회 또는 2회 이상 온간 압연될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 코일은 압연 1회 당 30% 이하(0% 제외)의 압하율로 1회 또는 2회 이상 온간 압연될 수 있다. 이로부터, 목적하는 두께의 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해, 상기 코일은 2회 이상 온간 압연되고, 상기 온간 압연 사이에 1회 이상 중간 소둔을 실시할 수 있다.
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해, 상기 코일의 누적 압하율이 50 내지 70%일 때, 중간 소둔을 실시할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 코일의 누적 압하율이 50 내지 65%일 때, 중간 소둔을 실시할 수 있다. 보다 더 구체적으로는, 50 내지 60%일 수 있다.
보다 구체적으로, 누적 압하율이 상기 범위일 때 중간 소둔을 실시함으로써, 내부에 축적된 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있으며, 비저면 재결정립의 형성으로 인해 저면 집합조직이 약화되어 최종 판재의 상온 성형성을 향상시킬 수 있다.
보다 더 구체적으로, 누적 압하율이 상기 범위를 만족하지 못할 경우, 더 이상 압연을 진행할 수 없거나, 성형성이 현저하게 열위해질 수 있다. 보다 더 구체적으로, 누적 압하율이 너무 과할 경우, 결정립 내부에 응력이 많이 축적된 상태이므로, 이후 온간 압연을 더 실시하는 경우 판파단을 야기할 수 있다. 반면, 누적 압하율이 50% 미만일 경우, 비저면 재결정립을 형성하기 위한 씨드(seed)가 부족할 수 있다. 씨드(seed)로는 쌍정(twin), 전단 밴드(shear band) 등을 예로 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
따라서, 누적 압하율이 상기 범위일 때 중간 소둔을 실시함으로써, 가장 효과적으로 비저면 재결정립을 형성하여 저면 집합조직의 강도를 약화시킬 수 있다.
상기 중간 소둔은 350 내지 450℃ 온도 범위에서 실시할 수 있다.
상기 중간 소둔은 2시간 이하(0시간 제외) 동안 실시할 수 있다.
상기 온도 범위를 만족하지 못할 경우, 비정상적인 결정립 성장에 의한 표면 오렌지필 결함 또는 표면 분산 크랙 결함 등이 야기될 수 있다.
마지막으로, 상기 온간 압연된 코일을 열처리하는 단계;를 실시할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 압연된 코일은 250 내지 350℃ 온도 범위에서 열처리될 수 있다. 보다 더 구체적으로는, 300 내지 350℃ 온도 범위에서 열처리될 수 있다.
상기 압연된 코일은 2시간 이하(0시간 제외)동안 열처리될 수 있다. 보다 구체적으로는, 1시간 이하(0시간 제외)동안 열처리될 수 있다.
상기 온도 범위에서 상기 시간 동안 압연 후 열처리함으로써, 마그네슘 합금 판재의 성형성을 향상시킬 수 있다.
보다 더 구체적으로, 압연된 판재를 250℃ 미만에서 열처리하는 경우, 비저면 결정립의 재결정을 위한 구동력이 부족하여 재결정이 충분히 일어나기까지 많은 시간이 소요될 수 있다. 또한, 압연된 판재를 350℃ 초과 온도 범위로 열처리하는 경우, 비저면 결정립의 재결정을 위한 구동력이 너무 강해서 재결정이 급속도로 일어날 수 있다. 이로 인해, 결정립 성장이 진행되어 표면에 오렌지필 결함을 야기할 수 있다.
따라서, 상기 온도 범위에서 열처리를 실시하는 경우, 완전히 재결정이 일어난 미세한 결정립을 수득할 수 있다.
전술한 본 발명의 다른 일 구현예에 의해 제조된 마그네슘 합금 판재는, 상온 성형성이 우수할 수 있다.
또한, 이방성이 개선된 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다.
또한, 상기 마그네슘 합금 판재는 상온 에릭슨 수치가 7mm이상일 수 있다.
상기 마그네슘 합금 판재는 강도 및 연성의 이방성비가 0.8이상일 수 있다.
실시예
전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 수평식 쌍롤을 이용하여, 스트립 캐스팅으로 주조하여 코일을 제조하였다. 이후, 상기 코일을 300 내지 450℃에서 12시간 동안 균질화 열처리하였다.
이후, 하기 표 1 내지 3에 개시된 조건에 따라, 온간 압연, 중간 소둔 및 압연 후 열처리를 실시하였다. 이때, 상기 온간 압연은 가역식 온간 압연기를 이용하였다.
비교예
비교예 1 내지 3은 본 발명의 일 구현예에서 한정한 온간 압연 온도를 만족하지 못하는 것을 제외하고는, 본원 실시예와 같은 조건으로 제조하였다.
비교예 4는 상용 마그네슘 합금인 AZ31합금이다.
비교예 5 및 6은 본 발명의 일 구현에에서 한정한 누적 압하율을 만족하지 못하는 것을 제외하고는, 상기 실시예와 같은 조건으로 제조하였다.
비교예 7 내지 10은 본 발명의 일 구현예에서 한정한 압연 후 열처리 조건을 만족하지 못하는 것을 제외하고는, 상기 실시예와 같은 조건으로 제조하였다.
비교예 11은 합금의 성분 및 조성이 상기 실시예와 동일한 합금 용탕을 이용하여, 중력 주조법으로 마그네슘 합금 판재를 제조하였다.
이후, 하기에서 상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 마그네슘 합금 판재의 성형성을 비교 실험하였다. 보다 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 성형성은 상온에서의 에릭슨 수치를 측정하여 나타내었다. 상온 에릭슨 수치 측정 방법은 하기와 같다.
마그네슘 합금 판재를 상부 다이와 하부 다이 사이에 삽입한 후, 상기 판재의 외주부를 5kN의 힘으로 고정하였다. 이후, 30mm의 직경을 가지는 구형 펀치를 사용하여 5 내지 10mm/min의 속도로 상기 판재에 변형을 가해주었다. 이후, 상기 판재가 파단될 때까지 펀치를 삽입한 뒤, 파단 시 판재의 변형 높이를 측정하는 방식으로 수행하였다.
| 압연 온도 (℃) |
중간 소둔 횟수 (회) |
중간 소둔 온도 (℃) |
상온 에릭슨치(mm) (as-rolled) |
상온 에릭슨치(mm) (압연 후 열처리, 350℃에서 30분) |
상온 에릭슨치(mm) (압연 후 열처리, 350℃에서 60분) |
|
| 비교예 1 | 230 | 1 | 350 | - | - | - |
| 비교예 2 | 230 | 2 | 400 | - | - | - |
| 실시예 1 | 250 | 2 | 350 | 5.4 | - | 7.2 |
| 실시예 2 | 250 | 1 | 350 | 4.2 | - | 7.0 |
| 실시예 3 | 250 | 1 | 400 | 4.1 | - | 7.1 |
| 실시예 4 | 250 | 3 | 400 | 6.7 | - | 7.3 |
| 실시예 5 | 280 | 2 | 350 | 6.0 | - | 7.2 |
| 실시예 6 | 280 | 1 | 400 | 4.5 | 7.8 | 7.5 |
| 실시예 7 | 300 | 2 | 400 | 5.8 | 8.0 | 7.8 |
| 실시예 8 | 300 | 1 | 400 | 5.3 | 8.2 | 8.1 |
| 실시예 9 | 300 | 4 | 400 | 6.7 | - | 7.0 |
| 실시예 10 | 320 | 1 | 400 | 5.4 | 7.4 | 7.8 |
| 실시예 11 | 320 | 2 | 400 | 5.6 | 7.5 | 7.4 |
| 실시예 12 | 350 | 1 | 400 | 5.4 | 7.7 | 7.2 |
| 실시예 13 | 350 | 2 | 400 | 4.8 | - | 7.0 |
| 비교예 3 | 430 | 2 | 400 | 6.5 | - | 6.0 |
| 비교예 4 | 250-300 | 1 | 350 | 3.6 | - | 3.8 |
상기 표 1에 개시된 바와 같이, 비교예에 비해 본원 실시예의 상온 성형성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 상용 마그네슘 합금인 AZ31을 이용한 비교예 4는 본 발명의 일 구현예에 의한 압연 온도, 중간 소둔 조건을 모두 만족함에도 불구하고, 본원 실시예 대비 상온 성형성이 3.8mm 수준으로 매우 열위함을 확인할 수 있었다. 이로부터, 본 발명에 의한 제조 공정뿐만 아니라, 마그네슘 합금의 성분이 상온 성형성에 미치는 영향을 확인할 수 있다.
이는 본원 도 2를 통해서도 확인할 수 있다.
도 2는 비교예 4와 실시예8의 상온 에릭슨 시험 결과를 비교하여 나타낸 것이다.
전술한 바와 같이, 상기 비교예 4는 에릭슨 시험 결과 변형 높이가 미미한 반면, 상기 실시예 8의 경우 에릭슨 수치가 매우 높은 것을 육안으로도 확인할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 상기 비교예 4(AZ31합금)는 압연 후 본원 범위에 포함되는 열처리를 실시하여도, 상온 에릭슨 수치가 3 내지 4mm수준이지만, 본원 실시예 8은 압연 후 열처리를 수행하면 상온 에릭슨 수치가 8mm 이상으로 상온 성형성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.
이는, 실시예 8이 비교예 4와 비교하여, Ca 성분을 더 포함함으로써, 비저면 재결정립 생성에 의한 저면 집합조직의 강도가 약해졌기 때문이다. 이로 인해, 상기 실시예 8은 상온 성형성이 우수한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있음을 확인하였다.
보다 구체적으로, 본 발명의 온간 압연 온도 조건을 만족하지 못하는 비교예 1 내지 3의 경우에도, 본원 실시예에 비해 상온 성형성이 열위함을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 비교예 1 및 2의 경우, 너무 낮은 온도에서 압연한 결과, 표면 크랙으로 인해 에릭슨 테스트를 수행할 수 없었다. 보다 구체적으로, 상기 비교예 1 및 2는 에릭슨 테스트 시 발생하는 성형 크랙이 아닌, 압연 시 발생하는 표면 크랙으로 인해 테스트 자체를 진행할 수 없었다.
또한, 비교예 3의 상온 성형성은 본원 실시예에는 미치지 못하는 수준이었다. 이는, 고온에서 압연으로 인한 오렌지필 결함으로 인한 것이며, 전술한 비교예 1 내지 3의 표면 결함은 본원 도 3에 개시된 바와 같다.
도 3은 비교예 1 및 비교예 3의 표면 결함을 나타낸 것이다.
보다 구체적으로, 상기 도 3에 개시된 바와 같이, 너무 낮은 온도에서 압연한 비교예 1의 경우, 표면 분산형 크랙 결함이 유발된 것을 알 수 있다. 반면, 너무 높은 온도에서 압연한 비교예 3의 경우, 표면 오렌지필 결함을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 일 구현예에 의한 온간 압연 온도를 만족하며 마그네슘 합금 제조 시, 크랙 발생 없이 성형성이 우수한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.
본원 도 4는 실시예 8의 미세조직을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 상기 실시예 8의 금속간화합물 성분을 X선 분광분석(EDS)으로 성분 분석한 결과이다.
상기 도 4에 개시된 바와 같이, 전술한 Ca 및 Mg 성분으로 인해 Mg2Ca 금속간 화합물이 형성된 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 금속간 화합물은 결정립 내부에 2㎛ 이하의 크기로 미세하게 분산되어 있는 것을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다.
따라서, 상기 도 4에 개시된 바와 같이, 본 발명의 합금 성분 및 조성 범위를 만족하는 경우, 미세한 크기의 금속간 화합물이 고르게 분산되어 있음에 따라, 강도 향상 효과도 기대할 수 있다.
| 압연 온도 (℃) |
중간 소둔 횟수 (회) |
중간 소둔 온도 (℃) |
중간 소둔 단계에서 누적 압하율 (%) |
상온 에릭슨치(mm) (as-rolled) |
상온 에릭슨치(mm) (압연 후 열처리, 350℃ 0.5시간) |
|
| 비교예 5 | 300 | 1 | 400 | 75 | 4.5 | 6.9 |
| 실시예 8 | 300 | 1 | 400 | 65 | 5.3 | 8.2 |
| 실시예 14 | 300 | 1 | 400 | 56 | 8.4 | 10.5 |
| 비교예 6 | 300 | 1 | 400 | 45 | 4.8 | 6.9 |
상기 표 2는 전술한 표 1에서 상온 에릭슨 치가 가장 우수하였던 실시예 8의 압연 조건 및 중간 소둔 조건을 기준으로 하여, 압연 및 중간 소둔 조건이 동일할 때 누적 압하율에 따른 상온 에릭슨 치를 나타낸 것이다.
보다 구체적으로, 상기 표 2에 개시된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 의한 누적 압하율을 만족하지 못하는 비교예 5 및 6의 경우, 실시예에 비해 상온 에릭슨치가 열위한 것을 확인할 수 있다.
보다 더 구체적으로, 비교예 5는 누적 압하율이 70% 초과일 때 중간 소둔을 실시한 경우로써, 과한 압연으로 인해 가공 경화가 심하게 진행되어 중간 소둔을 실시하여도 강화된 저면 집합조직이 분산되는 정도가 덜하였고, 이에 따라 상온 에릭슨 수치가 높지 않았다. 보다 더 구체적으로, 상기 비교예 5보다 누적 압하율이 높은 경우, 압연 중 판파단이 발생할 수도 있다.
반면, 비교예 6은 누적 압하율이 50% 미만일 때 중간 소둔을 실시한 경우이다. 상기 비교예 6의 경우, 소성 가공 공정을 충분히 수행하지 않고 중간 소둔을 실시한 결과, 재결정 형성을 위한 씨드(seed)가 부족하여 비저면 재결정립의 형성이 미미하였다. 이에, 상온 에릭슨 치가 실시예보다 열위함을 확인할 수 있었다.
이는 본원 도 5를 통해서도 설명할 수 있다.
도 5는 비교예 5 및 비교예 6의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
상기 도 5에 개시된 바와 같이, 누적 압하율이 50% 미만인 비교예 6의 경우, 일부 조대 결정립이 관찰되며, 비저면 재결정립을 형성하기 위한 씨드(seed)가 부족한 것을 확인할 수 있다.
반면, 누적 압하율이 70% 초과인 비교예 5의 경우, 심한 가공경화 조직을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 중간 소둔을 실시하여도 이미 심하게 강화된 저면 집합조직이 분산되는 정도가 약한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 표 2의 실시예 14는 전술한 표 1에서 상온 에릭슨 치가 가장 우수하였던 실시예 8의 누적 압하율을 본 발명의 일 구현예에 의한 범위 내에서 변화시켜 상온에서의 에릭슨치를 측정하였다. 그 결과, 상기 실시예 14의 상온 에릭슨 치가 상기 실시예 8의 에릭슨 치보다 우수한 것을 알 수 있었다.
보다 더 구체적으로, 누적 압하율이 65%일 때 중간 소둔을 실시한 실시예 8의 상온 에릭슨치는 8.2mm이나, 누적 압하율이 56%일 때 중간 소둔을 실시한 실시예 14의 상온 에릭슨치는 10.5mm로써, 상기 실시예 14의 성형성이 더 우수한 것을 알 수 있다.
이로부터, 압연 조건 및 중간 소둔 조건이 동일하더라도, 누적 압하율에 따라 적정한 시점에 중간 소둔을 실시함으로써 성형성이 더 우수한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.
| 비교예 7 | 비교예 8 | 실시예 8A | 실시예 8B | 실시예 8C | 실시예 8D | 실시예 8E | 비교예 9 | 비교예 10 | |
| 압연 후 열처리 조건 |
As-rolled | 150℃, 1시간 |
250℃, 1시간 |
300℃, 1시간 | 350℃, 0.5시간 | 350℃, 1시간 | 350℃, 1.5시간 | 400℃, 1시간 | 450℃, 1시간 |
| 상온 에릭슨치 (mm) |
5.3 | 4.4 | 7.5 | 7.9 | 8.2 | 8.1 | 7.8 | 6.8 | 6.6 |
상기 실시예 8A 내지 8E는 전술한 표 1에서 에릭슨 수치가 가장 우수하였던 실시예 8을 이용하여, 압연 후 열처리 조건을 변화시켜 마그네슘 합금 판재를 제조하였다. 그 결과, 상기 표 3에 압연 후 열처리 조건에 따른 상온 에릭슨 수치를 측정하여 마그네슘 합금 판재의 성형성을 비교하여 나타낸 것이다.
보다 구체적으로, 압연 후 350℃에서 0.5시간 동안 열처리한 실시예 8C의 경우, 상온 에릭슨 수치가 8.2mm 로 가장 우수함을 알 수 있다.
이는 본원 도 6을 통해서도 확인할 수 있다.
도 6은 압연 후 열처리 조건이 상이한 비교예 7 내지 비교예 10 및 실시예 8A 내지 8E의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
보다 구체적으로, 압연 후 열처리 온도가 250 내지 350℃를 만족하지 못하는 비교예 7 내지 비교예 10의 경우, 비저면 재결정립의 충분한 재결정이 일어나지 않았거나, 재결정립의 조대화 현상이 유발된 것을 확인할 수 있었다.
보다 더 구체적으로, 250℃ 미만인 경우, 충분한 재결정이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있고, 350℃ 이상인 경우, 재결정립의 조대화로 인해 상기 표 3에 개시된 바와 같이 성형성이 감소된 것을 확인할 수 있다.
도 7은 압연 후 열처리 조건이 상이한 비교예 7 내지 비교예 10 및 실시예 8A 내지 8E의 {0001} XRD pole figure 변화를 나타낸 것이다.
상기 도 7에 개시된 바와 같이, 250 내지 350℃ 온도 범위를 만족하지 못하는 비교예 7 내지 비교예 10의 경우, 저면 집합조직의 강도(intensity)가 5이상으로 높게 나타나 있고, 비교예 7 내지 8의 경우, 저면 방위 근처로 등고선이 밀집되어있는 것을 확인할 수 있다.
반면, 본원 실시예 8A 내지8E의 경우, 저면 집합조직의 피크 강도(Peak intensity) 값이 2 수준으로 낮게 나타나 있어, 저면 방위로부터 벗어난 비저면 재결정립이 많이 생성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 더해서, 제조된 마그네슘 합금 판재의 길이 방향(RD) 및 폭 방향(TD)으로 등고선이 많이 분산되어있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 비저면 재결정립이 많이 생성됨에 따라, 저면 집합조직의 강도가 약해져 마그네슘 합금 판재의 성형성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
참고로, 상기 도 6 및 도 7에 비교예 7 내지 비교예 10 및 실시예 8A 내지 8E를 압연 후 열처리 조건으로 기재하였다. 예를 들어, 비교예 8은 150℃ 1h, 실시예 8A는 250℃ 1h와 같은 방식으로 표기하였다.
도 8은 비교예 11과 실시예 8의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
보다 구체적으로, 상기 비교예 11과 실시예 8은 합금의 성분 및 조성은 동일하나, 제조 조건이 상이한 경우이다.
그 결과, 상기 도 8에 개시된 바와 같이, 합금의 성분 및 조성이 동일한 경우라도, 제조 조건에 따라 전혀 다른 미세조직의 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있었다.
보다 더 구체적으로, 상기 도 8에 개시된 바와 같이, 중력 주조법에 의해 제조된 비교예 11의 경우, 결정립경이 일정하지 못하고 매우 큰 것을 알 수 있다. 반면, 스트립 캐스팅법에 의해 제조된 본원 실시예 8의 경우, 결정립경이 매우 작고 균일함을 알 수 잇다. 이에 따라, 본 발명의 일 구현예인 스트립 캐스팅법에 의해 제조되는 마그네슘 합금 판재의 성형성이 더 우수할 수 있다.
| 항복강도 (MPa) |
인장강도 (MPa) |
연신율 (%) |
상온 에릭슨 치 (mm) |
항복강도 이방성비 |
연신율 (연성) 이방성비 |
|
| 비교예 7(RD) | 276 | 289 | 7.3 | 5.3 | 0.82 | 0.52 |
| 비교예 7(TD) | 227 | 289 | 14.0 | |||
| 실시예 8C(RD) | 166 | 227 | 26.5 | 8.2 | 0.86 | 0.92 |
| 실시예 8C(TD) | 142 | 222 | 24.5 | |||
| 실시예 8D(RD) | 162 | 225 | 28.5 | 8.1 | 0.79 | 0.89 |
| 실시예 8D(TD) | 128 | 215 | 32.1 |
상기 표 4는 전술한 표 3의 비교예 7과 실시예 8C 및 실시예 8D를 이용하여 강도와 연성의 이방성비를 비교하였다.
상기 표 4에 개시된 바와 같이, 본원 실시예는 상온 에릭슨 수치뿐만 아니라, 강도와 연성의 이방성비도 우수한 것을 알 수 있다
상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비란, 길이 방향의 물성과 폭 방향의 물성의 비를 의미한다. 보다 구체적으로, 이방성비는 폭 방향(TD)으로의 물성을 길이 방향(RD)으로의 물성으로 나눈 값이다. 보다 더 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비는 1에 가까울수록 이방성이 없음을 의미한다.
따라서, 상기 표 4에 개시된 바와 같이, 본원 실시예 8C 및 실시예 8D는 길이 방향(RD)과 폭 방향(TD)의 물성의 비가 균일함을 알 수 있다.
특히, 본원 실시예 8C 및 실시예 8D는 비교예 7과 비교하여, 연성의 이방성비가 더 우수함을 알 수 있다. 이는 본원 도 9를 통해서도 확인할 수 있다.
본원 도 9는 실시예 8C 및 실시예 8D와 비교예 7의 강도-연성 곡선(stress-strain curve) 그래프를 나타낸 것이다.
상기 도 9에 개시된 바와 같이, 본원 실시예의 경우 비교예에 비해 길이 방향(RD)과 폭 방향(TD)의 물성 차이가 적은 것을 확인할 수 있다.
이로부터, 본원 실시예는 비교예에 비해 비교적 이방성이 없는 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 마그네슘 판재 코일 10: 마그네슘 판재
2: 인라인히터(In-line heater)
3: 워크롤(WR, Work Roll)
4: 백업롤(BUR, Back Up Roll)
5: 텐션릴(TR, Tension Reel)
2: 인라인히터(In-line heater)
3: 워크롤(WR, Work Roll)
4: 백업롤(BUR, Back Up Roll)
5: 텐션릴(TR, Tension Reel)
Claims (25)
- 마그네슘 합금 판재 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0중량% 제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 마그네슘 합금 판재이되,
상기 마그네슘 합금 판재의 상온에서의 에릭슨 수치는 7mm 이상인 것인 마그네슘 합금 판재.
- 제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재의 상온에서의 에릭슨 수치는 8mm 이상인 것인 마그네슘 합금 판재.
- 제2항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재의 결정립경은 5 내지 10㎛인 것인 마그네슘 합금 판재.
- 제3항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재 미세조직의 금속간 화합물 입경은 2㎛ 이하인 것인 마그네슘 합금 판재.
- 제4항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비가 0.7이상인 것인 마그네슘 합금 판재.
- 전체 100중량%에 대해, Zn: 1.0 중량% 이하(0%제외), Ca: 1.0 중량% 이하(0%제외), Zr: 0.4 중량% 이하(0%제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 스트립 캐스팅으로 주조하여 코일을 제조하는 단계;
상기 코일을 균질화 열처리하는 단계;
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계; 및
상기 온간 압연된 코일을 열처리하는 단계;를 포함하는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조 방법이되,
상기 마그네슘 합금 판재의 상온 에릭슨 수치는 7mm 이상인 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계; 이전에,
상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;를 더 포함하는 것인 마그네슘 판재의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 사이드 트리밍하는 단계;는,
100 내지 150℃ 온도 범위에서 실시하는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서,
상기 균질화 열처리된 코일은 가역식 온간 압연기에 의해 온간 압연 되는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해,
상기 코일은 250 내지 350℃ 온도 범위에서 온간 압연되는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해,
상기 코일은 1회 또는 2회 이상 온간 압연 되는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서,
상기 코일은 압연 1회 당 30% 이하(0% 제외)의 압하율로 1회 또는 2회 이상 온간 압연 하는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해,
상기 코일은 2회 이상 온간 압연되고,
상기 온간 압연 사이에 1회 이상 중간 소둔을 실시하는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에 의해,
상기 코일의 누적 압하율이 50 내지 60%이고,
중간 소둔을 실시하는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제14항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서,
상기 중간 소둔은 350 내지 450℃ 온도 범위에서 실시하는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제15항에 있어서,
상기 균질화 열처리된 코일을 온간 압연하는 단계;에서,
상기 중간 소둔은 2시간 이하(0시간 제외) 동안 실시하는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 코일을 균질화 열처리하는 단계;에 의해,
상기 코일은 300 내지 450℃ 온도 범위에서 균질화 열처리되는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 코일을 균질화 열처리하는 단계;에 의해,
상기 코일은 5 내지 15시간 동안 균질화 열처리되는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 온간 압연된 코일을 열처리하는 단계;에 의해,
상기 온간 압연된 코일은 250 내지 350℃ 온도 범위에서 열처리 되는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제19항에 있어서,
상기 온간 압연된 코일을 열처리하는 단계;에 의해,
상기 온간 압연된 코일은 2시간 이하(0시간 제외)동안 열처리 되는 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제6항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재는, 폭 300mm이상 및 중량 150kg 이상인 코일 형태인 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제6항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재의 결정립경은 5 내지 10㎛인 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 제6항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재 미세조직의 금속간 화합물 입경은 2㎛ 이하인 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
- 삭제
- 제6항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마그네슘 합금 판재의 강도와 연성의 이방성비는 0.7이상인 것인 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
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