KR101858856B1 - High strength magnesium alloy having excellent fire-retardant, and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR101858856B1 KR1020160176119A KR20160176119A KR101858856B1 KR 101858856 B1 KR101858856 B1 KR 101858856B1 KR 1020160176119 A KR1020160176119 A KR 1020160176119A KR 20160176119 A KR20160176119 A KR 20160176119A KR 101858856 B1 KR101858856 B1 KR 101858856B1
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박우진
엄형섭
최대환
김상진
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주식회사 포스코
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Abstract

One aspect of the present invention relates to a high-strength magnesium alloy having excellent flame retardancy, comprising 2.0 to 13.0 wt% of Al, 0.1 to 0.5 wt% of Mn, 0.0015 to 0.02 wt% of B, 0.1 to 1.0 wt% of Y, and the remainder consisting of Mg and inevitable impurities. The volume fraction of a Mg-Al intermetallic compound includes greater than or equal to 10%. The average particle diameter of the Mg-Al intermetallic compound is in the range of 20 to 500 nm.

Description

난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH MAGNESIUM ALLOY HAVING EXCELLENT FIRE-RETARDANT, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a high-strength magnesium alloy having excellent flame retardancy and a method of manufacturing the same.

본 발명은 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high strength magnesium alloy excellent in flame retardancy and a method of manufacturing the same.

마그네슘은 실용금속 중에서 가장 가벼운 금속에 속하기 때문에 스마트폰, 타블렛 PC, 노트북과 같은 휴대용 전자 제품이나 자동차, 기차, 항공기 등의 운송수단의 구조재로 적용될 수 있으며, 마그네슘에 여러가지 원소가 첨가된 마그네슘 합금은 친환경 경량 금속소재로 각광받고 있다. Because magnesium is the lightest metal in practical metals, it can be applied to portable electronic products such as smart phones, tablet PCs and notebooks, as a structural material for vehicles such as automobiles, trains, and aircrafts. Magnesium alloys with various elements added to magnesium Is attracting attention as an eco-friendly lightweight metal material.

마그네슘 합금은 주조성이 뛰어나기 때문에 주로 고압주조, 저압주조, 중력주조와 같은 금형주조법을 통해 제조되는 주조제품이 주로 실용제품에 적용되어 왔으며, 최근에는 압연이나 압출과 같은 가공공정을 통해 제조될 수 있는 전신재용 제품 개발 및 시장 확대도 추진되고 있다.
Since the magnesium alloy has excellent castability, the casting products manufactured through the mold casting methods such as high-pressure casting, low-pressure casting and gravity casting have mainly been applied to practical products, and recently, they are manufactured through processing such as rolling or extrusion It is also promoting the development of products for all new products and expanding the market.

일반적으로 주조용 마그네슘 합금이나 전신재용 마그네슘 합금에 첨가되는 합금원소의 종류는 유사한 편이며, 가장 보편적으로 사용되고 있는 마그네슘 합금의 종류는 Al과 Zn가 첨가된 AZ계 합금이나 Al과 Mn이 첨가된 AM계 합금을 들 수 있다. 상기 두 종류의 합금은 공통적으로 Al을 함유하고 있으며, 이는 마그네슘의 주조성과 인장강도를 향상시키기 위함이다.In general, alloying elements added to magnesium alloys for casting or magnesium alloys are similar, and the most commonly used magnesium alloys are AZ-based alloys containing Al and Zn or AM alloys containing Al and Mn Based alloy. The two types of alloys commonly contain Al to improve the castability and tensile strength of magnesium.

상용 마그네슘 합금의 대부분을 차지하고 있는 AZ, AM계 마그네슘 합금은 Al 첨가에 의한 용융금속의 유동성 향상으로 각종 금형주조 제품 제조에 적합하며, 또한 전신재용 빌렛주조나 판재주조에도 적합한 장점이 있다. 그러나, 항복강도나 인장강도는 경쟁소재인 알루미늄 합금에 비해 크게 낮아 제품의 두께를 늘리거나 제품형상을 수정해서 적용해야 하는 문제점이 있다. The AZ and AM magnesium alloys, which account for most of the commercial magnesium alloys, are suitable for manufacturing various casting products by improving the flowability of molten metal by Al addition, and are also suitable for billet casting and plate casting. However, the yield strength and the tensile strength are considerably lower than those of the competitive aluminum alloy, so that it is necessary to increase the thickness of the product or to modify the product shape.

또한 마그네슘 합금은 높은 산소친화력으로 인한 발화 가능성이 높기 때문에 사용조건이 제한되고 있는 문제점이 있다.
In addition, the magnesium alloy has a high possibility of ignition due to its high oxygen affinity, which limits the use conditions.

따라서 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금 및 그 제조방법에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
Therefore, there is a demand for developing a high strength magnesium alloy having excellent flame retardancy and a manufacturing method thereof.

한국 공개특허공보 제10-2015-0077494호Korean Patent Publication No. 10-2015-0077494

본 발명의 일 측면은 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금 및 그 제조방법을 제공하기 위함이다.
One aspect of the present invention is to provide a high strength magnesium alloy having excellent flame retardancy and a method of manufacturing the same.

한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
On the other hand, the object of the present invention is not limited to the above description. It will be understood by those of ordinary skill in the art that there is no difficulty in understanding the additional problems of the present invention.

본 발명의 일 측면은 중량%로, Al: 2.0~13.0%, Mn: 0.1~0.5%, B: 0.0015~0.02%, Y: 0.1~1.0%, 나머지 Mg 및 불가피한 불순물을 포함하고, Mg-Al 금속간 화합물을 부피분율로 10% 이상 포함하며, 상기 Mg-Al 금속간화합물의 평균 입경은 20~500nm인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금에 관한 것이다.
An aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: 2.0 to 13.0% of Al, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.0015 to 0.02% of B, 0.1 to 1.0% of Y, the balance of Mg and unavoidable impurities, Resistant magnesium alloy containing 10% or more of an intermetallic compound in a volume fraction and having an average particle size of 20 to 500 nm as the Mg-Al intermetallic compound.

또한, 본 발명의 다른 일 측면은 중량%로, Al: 2.0~13.0%, Mn: 0.1~0.5%, B: 0.0015~0.02%, Y: 0.1~1.0%, 나머지 Mg 및 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 준비하는 단계; In another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a honeycomb structure including, in weight percent, 2.0 to 13.0% of Al, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.0015 to 0.02% of B, 0.1 to 1.0% of Y, ;

상기 용탕을 주조하여 마그네슘 합금 주조재를 얻는 단계; Casting the molten metal to obtain a magnesium alloy casting material;

상기 마그네슘 합금 주조재를 370~490℃의 온도범위에서 2~20시간 동안 용체화 처리하여 마그네슘 합금을 얻는 단계; Subjecting the magnesium alloy cast material to a solution treatment at a temperature of 370 to 490 캜 for 2 to 20 hours to obtain a magnesium alloy;

상기 마그네슘 합금을 100℃ 이하로 냉각하는 단계; 및 Cooling the magnesium alloy to 100 DEG C or less; And

상기 냉각된 마그네슘 합금을 150~250℃에서 2~48시간 동안 시효 처리하는 단계;를 포함하는 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법에 관한 것이다.
And aging the cooled magnesium alloy at 150 to 250 DEG C for 2 to 48 hours. BACKGROUND OF THE INVENTION

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있다.
In addition, the solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. The various features of the present invention and the advantages and effects thereof can be understood in more detail with reference to the following specific embodiments.

본 발명에 의하면, 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금 및 그 제조방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, it is possible to provide a high-strength magnesium alloy having excellent flame retardancy and a method for producing the same.

도 1은 비교재 1(a)과 발명재 7(b)의 마그네슘 합금 주조재의 미세조직을 촬영한 사진이다.
도 2는 비교재 1의 용체화 처리 완료 후 미세조직 사진이다.
도 3은 발명재 7의 용체화 처리 완료 후 미세조직 사진이다.
도 4는 200℃에서 비교재 1(a)와 발명재 7(b)에 대해 시효시간에 따른 경도값을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교재 1(a), 발명재 7(b), 비교재 5(c)의 시효 처리 후의 마그네슘 합금의 미세조직을 관찰한 사진이다.
도 6은 발명재 7의 시효시간에 대한 경도값 변화와 결정립 내부의 Mg-Al금속간화합물 크기의 변화를 나타낸 그래프이다.
도7은 발명재 7의 시효시간에 따른 Mg-Al 금속간화합물의 부피분율을 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a photograph of the microstructure of the magnesium alloy cast material of comparative material 1 (a) and inventive material 7 (b).
2 is a photograph of the microstructure after the solution treatment of the comparative material 1 is completed.
3 is a photograph of a microstructure after the solution treatment of the invention material 7 is completed.
FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the hardness values of the comparative material 1 (a) and the inventive material 7 (b) according to the aging time at 200.degree.
5 is a photograph showing the microstructure of the magnesium alloy after the aging treatment of the comparative members 1 (a), 7 (b) and 5 (c).
6 is a graph showing a change in hardness value versus the aging time of Inventive material 7 and a change in Mg-Al intermetallic compound size within the crystal grain.
7 is a graph showing the volume fraction of Mg-Al intermetallic compound according to the aging time of Inventive Material 7. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

본 발명자들은 마그네슘 합금의 발화특성 및 저강도의 문제점을 해결하기 위하여 깊이 연구한 결과, B 및 Y를 복합첨가하고 시효 처리를 행함으로써 다량의 금속간 화합물을 미세하게 분포시킬 수 있으며, 이에 따라 우수한 난연성 및 고강도를 확보할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
As a result of deep research to solve the problems of ignition characteristics and low strength of magnesium alloys, the present inventors have found that a large amount of intermetallic compounds can be finely distributed by additionally adding B and Y and aging treatment, Flame retardancy and high strength can be secured, and the present invention has been accomplished.

난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금High strength magnesium alloy with excellent flame retardancy

이하, 본 발명의 일 측면에 따른 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a high strength magnesium alloy having excellent flame retardancy according to one aspect of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에 따른 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금은 중량%로, Al: 2.0~13.0%, Mn: 0.1~0.5%, B: 0.0015~0.02%, Y: 0.1~1.0%, 나머지 Mg 및 불가피한 불순물을 포함하고, Mg-Al 금속간 화합물을 부피분율로 10% 이상 포함하며, 상기 Mg-Al 금속간화합물의 평균 입경은 20~500nm이다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a high strength magnesium alloy excellent in flame retardancy, comprising 2.0 to 13.0% of Al, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.0015 to 0.02% of B, 0.1 to 1.0% of Y, And an Mg-Al intermetallic compound in a volume fraction of 10% or more, and an average particle diameter of the Mg-Al intermetallic compound is 20 to 500 nm.

먼저, 본 발명의 합금조성에 대하여 상세히 설명한다. 이하 각 원소 함량의 단위는 특별한 언급이 없는 한 중량%를 의미한다.
First, the alloy composition of the present invention will be described in detail. Hereinafter, the unit of each element content means weight% unless otherwise specified.

Al: 2.0~13.0%Al: 2.0 to 13.0%

Al은 인장강도나 항복강도를 증가시키며, 합금 용탕의 유동성을 향상시켜 주조성을 향상시키는 역할을 하는 원소이다. Al increases the tensile strength and yield strength, and improves the castability by improving the fluidity of the alloy melt.

Al 함량이 2.0% 미만인 경우에는 상술한 효과가 불충분하다. 반면에 Al 함량이 13.0% 초과인 경우에는 취성을 증가시켜 가공성 및 연성을 감소시킬 수 있다. 따라서 Al 함량은 2.0~13.0%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 6.5~11.0%이다.
When the Al content is less than 2.0%, the above-mentioned effect is insufficient. On the other hand, when the Al content exceeds 13.0%, the brittleness can be increased and the workability and ductility can be reduced. Therefore, the Al content is preferably 2.0 to 13.0%, and more preferably 6.5 to 11.0%.

Mn: 0.1~0.5%Mn: 0.1 to 0.5%

Mn은 Al과 금속간 화합물을 형성함으로써 결정립을 미세하게 하여 인장강도 증가에 기여하는 원소이다. 또한, 금속간 화합물 형성을 통해 마그네슘 합금에 불필요한 대표적인 불순물 원소인 Fe를 낮추어 마그네슘의 부식속도를 낮춰주는 역할을 한다. Mn is an element contributing to an increase in tensile strength by making fine grains by forming an intermetallic compound with Al. In addition, it plays a role of lowering the corrosion rate of magnesium by lowering Fe, which is a typical impurity element, unnecessary for the magnesium alloy through intermetallic compound formation.

Mn 함량이 0.1% 미만인 경우에는 상술한 효과가 불충분하다. 반면에 Mn 함량이 0.5% 초과인 경우에는 침상형 금속간화합물의 과도한 형성으로 인한 취성이 유발될 수 있다.
When the Mn content is less than 0.1%, the above-mentioned effect is insufficient. On the other hand, when the Mn content exceeds 0.5%, brittleness due to excessive formation of the needle-shaped intermetallic compound may be caused.

B: 0.0015~0.02%B: 0.0015 to 0.02%

B(보론)은 융점도 매우 높을 뿐 아니라 마그네슘 고상이나 액상에서의 용해도가 거의 제로(zero)에 가깝기 때문에 일반적인 마그네슘 합금에서는 잘 사용하지 않는 원소로 알려져 있다. B (boron) has a very high melting point and its solubility in a magnesium phase or liquid phase is close to zero, so it is known as an element not commonly used in general magnesium alloys.

그러나 본 발명에서는 난연성 및 고강도를 확보하기 위하여 첨가하고 있으며, 특히 마그네슘 합금에 B 및 Y를 복합 첨가하고 시효 처리를 행함으로써, Mg-Al 금속간 화합물을 다량 형성시키는데 기여하여 인장강도를 향상시킬 뿐만 아니라, B이 단독 첨가된 경우보다 난연성 및 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 용탕 산화 방지에 기여하여 용탕 산화 방지를 위해 사용되는 고가의 SF6 가스나 환경오염을 유발시킬 수 있는 SO2 가스의 사용량을 줄일 수 있으므로 생산비용 감소 및 환경보호에 기여할 수 있다. However, in the present invention, it is added to ensure flame retardancy and high strength. In particular, by adding B and Y to a magnesium alloy and aging treatment, it contributes to formation of a large amount of Mg-Al intermetallic compound, Flame retardancy and strength can be further improved as compared with the case where B is added alone. In addition, it can contribute to the reduction of the production cost and the environmental protection because it can reduce the use of the expensive SF 6 gas which is used for prevention of the oxidation of the molten metal and the oxidation of the molten metal, and the SO 2 gas which can cause environmental pollution.

B 함량이 0.0015% 미만인 경우에는 상술한 효과가 불충분하다. 반면에 B 함량이 0.02% 초과인 경우에는 Al-B 화합물이 결정립계에 형성되어 연성을 감소시키는 문제점이 있다. When the B content is less than 0.0015%, the above-mentioned effect is insufficient. On the other hand, when the B content is more than 0.02%, the Al-B compound is formed in the grain boundaries and the ductility is reduced.

따라서, B 함량은 0.0015~0.02%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.003~0.02%이다.
Therefore, the B content is preferably 0.0015 to 0.02%, more preferably 0.003 to 0.02%.

Y: 0.1~1.0%Y: 0.1 to 1.0%

Y는 Al과 결합하여 석출물을 형성함으로써 강도향상에 기여하며, 산소친화력이 높아 용탕 표면의 보호막을 견고하게 하여 용탕의 산화를 억제시킬 뿐만 아니라, 응고 후에도 난연성을 향상시켜주는 역할을 하는 원소이다. Y is a element that binds to Al to form precipitates, contributes to strength improvement, and has a high oxygen affinity to firmly protect the surface of the molten metal to inhibit oxidation of the molten metal, and to improve flame retardancy even after solidification.

또한, 상술한 바와 같이 B와 복합 첨가하고 시효 처리를 행함으로써, Mg-Al 금속간 화합물을 다량 형성시키는데 기여하여 인장강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 단독 첨가된 경우보다 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, as described above, the addition of B and the aging treatment contributes to the formation of a large amount of Mg-Al intermetallic compounds, thereby improving not only the tensile strength but also the flame retardancy.

Y 함량이 0.1% 미만인 경우에는 상술한 효과가 불충분하다. 반면에 Y 함량이 1.0% 초과인 경우에는 조대한 Al-Y 화합물 형성으로 연성이 감소될 우려가 있다.
When the Y content is less than 0.1%, the above-mentioned effect is insufficient. On the other hand, if the Y content exceeds 1.0%, ductility may be reduced due to formation of a coarse Al-Y compound.

본 발명의 나머지 성분은 마그네슘(Mg)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다. 예를 들어, Fe, Cu, Ni, Ca, Na, Ba, F, S, N 등이 있을 수 있다.
The remainder of the present invention is magnesium (Mg). However, in the ordinary manufacturing process, impurities which are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated, so that it can not be excluded. These impurities are not specifically mentioned in this specification, as they are known to any person skilled in the art of manufacturing. For example, there may be Fe, Cu, Ni, Ca, Na, Ba, F, S,

이때, 상술한 합금조성 외에 중량%로, Zn: 0.3~3.0%를 추가로 포함할 수 있다.
In this case, in addition to the above alloy composition, it may further include 0.3 to 3.0% by weight of Zn.

Zn: 0.3~3.0%Zn: 0.3 to 3.0%

Zn은 고용강화원소이며, Mg17Al12상의 형성을 촉진시키거나 Mg2Zn 등의 Zn이 포함된 별도의 금속간화합물을 형성하여 인장강도를 향상시키는 원소이다. Zn is a solid solution strengthening element, which promotes the formation of Mg 17 Al 12 phase or improves the tensile strength by forming a separate intermetallic compound containing Zn such as Mg 2 Zn.

Zn 함량이 0.3% 미만인 경우에는 상술한 효과가 불충분하다. 반면에, Zn 함량이 3.0% 초과인 경우에는 Mg2Zn 등의 Zn이 포함된 별도의 금속간화합물을 다량 형성하여 취성을 증가시키므로 연성이나 인성의 감소를 초래할 수 있다. When the Zn content is less than 0.3%, the above-mentioned effect is insufficient. On the other hand, when the Zn content exceeds 3.0%, a large amount of a separate intermetallic compound including Zn such as Mg 2 Zn is formed to increase the brittleness, which may lead to a decrease in ductility and toughness.

따라서, Zn 함량은 0.3~3.0%인 것이 바람직하다. 강도의 향상과 취성의 저감 측면을 고려할 때, 보다 바람직한 범위는 0.5 내지 1.5중량% 범위이다.
Therefore, the Zn content is preferably 0.3 to 3.0%. Considering the improvement of the strength and the reduction of the brittleness, the more preferable range is from 0.5 to 1.5% by weight.

본 발명의 일 측면에 따른 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금은 상술한 합금조성을 만족할 뿐만 아니라, Mg-Al 금속간 화합물을 부피분율로 7.0% 이상 포함하며, 상기 Mg-Al 금속간화합물의 평균 입경은 20~500nm이다. The Mg-Al intermetallic compounds according to one aspect of the present invention not only satisfy the above-mentioned alloy composition, but also contain Mg-Al intermetallic compounds in a volume fraction of 7.0% or more, and the average particle diameter of the Mg- To 500 nm.

마그네슘에 첨가된 주요합금원소가 Al인 경우 Mg-Al 금속간 화합물이 형성될 수 있으며, 대표적인 Mg-Al 금속간화합물은 Mg17Al12 상이다. Mg-Al 금속간 화합물은 고강도를 확보하는 역할을 한다. When the main alloy element added to magnesium is Al, an Mg-Al intermetallic compound can be formed, and a typical Mg-Al intermetallic compound is Mg 17 Al 12 phase. Mg-Al intermetallic compounds play a role in ensuring high strength.

마그네슘 합금에 첨가되는 Al이나 기타 합금원소의 최대 첨가량이 Mg에 대한 각 합금원소의 최대 고용량 보다 작으므로 결정립내 금속간화합물 형성을 유발시키기 보다는 대부분의 Al이 Mg 기지 내에 고용되기 때문에 Mg-Al 금속간화합물이 형성되는 것은 일반적인 현상으로 볼 수 없으며, Mg-Al 금속간화합물이 다량 형성되기는 어렵다. 본 발명에서는 B 및 Y를 복합첨가하고 시효 처리를 행함으로써 Mg-Al 금속간화합물을 7.0% 이상으로 확보할 수 있었다. Since the maximum amount of Al or other alloying elements to be added to the magnesium alloy is smaller than the maximum amount of each of the alloying elements to Mg, most of the Al is contained in the Mg matrix rather than inducing the formation of intermetallic compounds, It is not a general phenomenon that an intermetallic compound is formed, and it is difficult to form a large amount of Mg-Al intermetallic compound. In the present invention, Mg and Al intermetallic compounds can be ensured to not less than 7.0% by additionally adding B and Y and aging treatment.

Mg-Al 금속간 화합물이 7.0% 미만인 경우에는 고강도를 확보하기 어려운 문제점이 있다. 상한은 특별히 한정할 필요는 없으나, 30% 초과인 경우에는 Mg-Al 금속간 화합물의 입경이 조대해질 수 있으며 취성이 증가할 수 있다. When the Mg-Al intermetallic compound is less than 7.0%, it is difficult to ensure high strength. The upper limit is not particularly limited, but if it exceeds 30%, the particle size of the Mg-Al intermetallic compound may become large and the brittleness may increase.

Mg-Al 금속간화합물의 평균 입경이 20nm 미만인 경우에는 Mg-Al 금속간화합물의 분율이 낮아져 고강도를 확보하기 어려운 문제점이 있으며, 500nm 초과인 경우에는 취성이 증가하는 문제점이 있다.
When the average particle diameter of the Mg-Al intermetallic compound is less than 20 nm, the fraction of the Mg-Al intermetallic compound is low and it is difficult to secure high strength. When the average particle diameter is more than 500 nm, the brittleness increases.

이때, Al-Mn 금속간화합물, Al-Y 금속간화합물 중 1 이상을 추가로 포함하며, 그 합계는 부피분율로 5% 이하일 수 있다. 5% 초과인 경우에는 Mn 및 Y 함량이 과다하여 취성이 증가할 수 있다.
At this time, at least one of the Al-Mn intermetallic compound and the Al-Y intermetallic compound is further included, and the total amount thereof may be 5% or less in a volume fraction. If it exceeds 5%, the Mn and Y contents are excessive and the brittleness may increase.

이때, 본 발명의 마그네?? 합금은 발화온도가 700℃ 이상일 수 있다.
At this time, The alloy may have an ignition temperature of 700 ° C or higher.

또한, 본 발명의 마그네?? 합금은 경도가 70Hv 이상일 수 있다.
In addition, The alloy may have a hardness of 70 Hv or more.

또한, 본 발명의 마그네?? 합금은 인장강도가 130MPa 이상이고, 연신율이 3% 이상일 수 있다.
In addition, The alloy may have a tensile strength of 130 MPa or more and an elongation of 3% or more.

난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법Manufacturing method of high-strength magnesium alloy excellent in flame retardancy

이하, 본 발명의 다른 일 측면인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for producing a high strength magnesium alloy having excellent flame retardancy, which is another aspect of the present invention, will be described in detail.

본 발명의 다른 일 측면인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법은 상술한 합금조성을 만족하는 용탕을 준비하는 단계; 상기 용탕을 주조하여 마그네슘 합금 주조재를 얻는 단계; 상기 마그네슘 합금 주조재를 370~490℃의 온도범위에서 2~20시간 동안 용체화 처리하여 마그네슘 합금을 얻는 단계; 상기 마그네슘 합금을 100℃ 이하로 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 마그네슘 합금을 150~250℃에서 2~48시간 동안 시효 처리하는 단계;를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high strength magnesium alloy having excellent flame retardancy, comprising the steps of: preparing a molten metal satisfying the alloy composition; Casting the molten metal to obtain a magnesium alloy casting material; Subjecting the magnesium alloy cast material to a solution treatment at a temperature of 370 to 490 캜 for 2 to 20 hours to obtain a magnesium alloy; Cooling the magnesium alloy to 100 DEG C or less; And aging the cooled magnesium alloy at 150-250 < 0 > C for 2-48 hours.

용탕Melt 준비 단계 Preparation phase

상술한 합금조성을 만족하는 용탕을 준비한다. 특별히 한정할 필요는 없으며, 일반적인 마그네슘 합금용 용탕 준비에 따르면 된다. A molten metal satisfying the above alloy composition is prepared. It is not particularly limited, and it is possible to prepare a general magnesium alloy molten metal preparation.

예를 들어, 상술한 합금원소들을 제시된 조성범위에 맞추어 준비한 다음, 이를 용해용 도가니에 장입한 후 용해 작업을 실시한다. 마그네슘 합금의 융점은 비교적 낮은 편이므로 가스로, 전기로, 유도용해로 등 어떠한 방식을 적용하더라도 무방하다.
For example, the above-described alloying elements are prepared in accordance with the indicated composition range, and then charged into a crucible for melting and then subjected to a melting operation. Since the melting point of the magnesium alloy is relatively low, any method such as gas, electric furnace, induction melting furnace, etc. may be applied.

합금원소를 준비함에 있어서 각 합금원소를 순수한 형태로 준비할 수도 있지만, Mn, B 및 Y가 Mg 또는 Al과 혼합되어 있는 모합금 형태로 도가니에 장입할 수 있다. B, Y, Mn은 융점이 높기 때문에 Mg 또는 Al과 혼합되어 있는 모합금 형태로 도가니에 장입하는 것이 용해에 유리하기 때문이다.
In preparing the alloying elements, each alloy element may be prepared in a pure form, but it may be charged into the crucible in the form of a parent alloy in which Mn, B and Y are mixed with Mg or Al. B, Y, and Mn have high melting points, it is advantageous to melt them in the crucible in the form of parent alloy mixed with Mg or Al.

또한, 준비된 용해재료를 도가니에 장입할 때 융점이 낮은 원소부터 차례대로 도가니에 장입하여 행하는 것이 용해작업을 유리하게 할 수 있다.
In addition, when the prepared dissolving material is charged into the crucible, it is advantageous to perform the dissolving work by charging the crucible in order from the element having a low melting point.

주조 단계Casting step

상기 용탕을 주조하여 마그네슘 합금 주조재를 얻는다. 주조 단계도 상기 용탕 준비 단계와 마찬가지로 특별히 한정할 필요는 없다. The molten metal is cast to obtain a magnesium alloy cast material. The casting step is not particularly limited as in the case of the molten metal preparing step.

예를 들어, 이동형 금형 이용하는 방법과 고정형 금형을 이용하는 방법을 사용할 수 있다. 이동형 금형을 이용하는 방법으로 대표적인 것은 트윈 롤이나 트윈 벨트와 같은 이동형 금형을 이용하는 트윈롤주조나 벨트주조를 들 수 있다. 또한, 고정형 금형을 이용하는 방법으로 대표적인 것은 빌렛주조와 같은 연속주조 혹은 반연속주조를 들 수 있으며, 또한 고압주조, 저압주조, 중력주조와 같은 금형주조를 들 수 있다. For example, a method using a movable mold and a method using a fixed mold can be used. Representative examples of the method using the movable mold include twin roll casting and belt casting using a movable mold such as twin roll or twin belt. Also, typical examples of the method using the fixed mold include continuous casting such as a billet casting or semi-continuous casting, and also casting such as high-pressure casting, low-pressure casting and gravity casting.

주조공정으로서 상기의 여러가지 방법을 이용할 수 있지만, 마그네슘에 대한 고용도가 낮은 붕소나 이트륨 등을 알루미늄과 함께 첨가하기 때문에 냉각속도를 높일 수 있는 주조공법이 적용되는 것이 유리하다. 이를 위해서는 금형이 냉각수로 냉각되어야 하며, 냉각수를 적용할 시에는 주조 전에는 먼저 금형표면의 응축수가 제거될 수 있도록 상온 이상으로 유지하다가 응축수가 제거된 후에는 금형표면이 상온 이하로 유지되어야 한다.
As the casting process, various methods as described above can be used. However, since boron or yttrium having a low solubility with respect to magnesium is added together with aluminum, it is advantageous to apply a casting method capable of increasing the cooling rate. In order to do this, the mold should be cooled with cooling water. When cooling water is applied, the mold surface should be maintained at room temperature or lower after the condensed water is removed, so that the condensed water on the surface of the mold is removed before casting.

용체화Solution 처리 단계 Processing step

상기 마그네슘 합금 주조재를 370~490℃의 온도범위에서 2~20시간 동안 용체화 처리하여 마그네슘 합금을 얻는다. 마그네슘 합금 주조재에도 Mg-Al 금속간화합물이 형성되나, 조대한 형태(Coarse Mg-Al) 또는 Mg 기지조직과 혼합된 형태 (Lamellar Mg-Al)로 형성되기 때문에 이러한 부정형의 Mg-Al 금속간화합물을 고용시키기 위함이다. The magnesium alloy cast material is subjected to solution treatment at a temperature of 370 to 490 캜 for 2 to 20 hours to obtain a magnesium alloy. Since the Mg-Al intermetallic compound is formed in the magnesium alloy casting material, it is formed of a coarse Mg-Al or a mixed form with the Mg matrix (Lamellar Mg-Al) In order to employ the compound.

용체화 온도가 370℃ 미만이거나 유지시간이 2시간 미만인 경우에는 Mg-Al 금속간화합물이 전량 고용되기 어려우며, 용체화 온도가 490℃ 초과이거나 유지시간이 20시간 초과인 경우에는 생산비용이 증가하고 생산성이 떨어질 수 있으며, 또한 B, Y이 첨가되기 전에는 산화에 의한 발화현상이 나타날 수도 있다. 따라서 보다 바람직하게는 400~460℃의 온도범위에서 2~20시간 동안 행할 수 있다.
If the solution temperature is less than 370 ° C or the retention time is less than 2 hours, the entire Mg-Al intermetallic compound is difficult to be solved. If the solution temperature exceeds 490 ° C or the retention time exceeds 20 hours, the production cost increases Productivity may be deteriorated, and an oxidation phenomenon may occur before B and Y are added. Therefore, it is more preferable to carry out the reaction at a temperature of 400 to 460 DEG C for 2 to 20 hours.

냉각 단계Cooling step

상기 마그네슘 합금을 100℃ 이하로 냉각한다. 시효 처리 전에 나타날 수 있는 자연 시효 현상을 최소화하기 위함이다.
The magnesium alloy is cooled to 100 DEG C or lower. So as to minimize the natural aging phenomenon that may appear before aging treatment.

이때, 냉각속도는 1~100℃/초 일 수 있다. 냉각되는 동안 발생할 수 있는 자연 시효 현상을 최소화하고, 고용된 Al 원소가 임의로 석출되지 않도록 하기 위함이다. 예를 들어, 강제송풍, 수냉, 유냉 등의 방법으로 신속하게 냉각하는 것이 바람직하다.
At this time, the cooling rate may be 1 to 100 ° C / sec. So that the natural aging phenomenon that may occur during cooling is minimized and the dissolved Al element is not precipitated at random. For example, it is preferable to perform rapid cooling by forced blowing, water cooling, oil cooling, or the like.

시효 처리 단계Aging treatment step

상기 냉각된 마그네슘 합금을 150~250℃에서 2~48시간 동안 시효 처리한다. 용체화 처리 후 냉각된 마그네슘 합금의 미세조직에서는 합금원소로 첨가된 대부분의 Al 원소가 Mg 기지조직에 고용된 체로 별도의 금속간화합물을 형성하지 않고 있기 때문에 소재의 강도를 효율적으로 높일 수 없으므로, 본 발명에서는 시효 처리를 통하여 Mg-Al 금속간화합물을 다량 석출시켜 강도를 높이고, 우수한 난연성을 확보하고자 한다. 단, B 및 Y가 본 발명에서 제시한 범위로 복합첨가된 경우에 상술한 시효 처리를 통하여 Mg-Al 금속간화합물을 다량 석출시킬 수 있다. The cooled magnesium alloy is subjected to aging treatment at 150 to 250 DEG C for 2 to 48 hours. In the microstructure of the cooled magnesium alloy after the solution treatment, most of the Al element added as the alloying element does not form a separate intermetallic compound by solid solution in the Mg matrix, so that the strength of the material can not be efficiently increased, In the present invention, a large amount of Mg-Al intermetallic compound is precipitated through aging to increase the strength and to secure excellent flame retardancy. However, when B and Y are combined in the range suggested in the present invention, a large amount of Mg-Al intermetallic compounds can be precipitated through the aging treatment described above.

또한, 시효 처리에 의한 석출은 고상에서 진행되는 고상반응이기 때문에, 강도 및 난연성 향상에 유리한 입자형태, 평균 입경, 부피분율 등을 갖는 Mg-Al 금속간화합물을 형성시킬 수 있다. Since the precipitation by the aging treatment is a solid-state reaction proceeding in the solid phase, it is possible to form an Mg-Al intermetallic compound having a particle shape, an average particle diameter, a volume fraction, etc. favorable to the improvement of strength and flame retardancy.

시효 처리 온도가 150℃ 미만이거나 유지시간이 2시간 미만인 경우에는 Mg-Al 금속간화합물을 충분히 확보하기 어렵다. 반면에, 시효 처리 온도가 250℃ 초과이거나 유지시간이 48시간 초과인 경우에는 Mg-Al 금속간화합물이 고용될 수 있으며, 생산비용이 증가하고 생산성이 떨어질 수 있다. 따라서 150~250℃에서 2~48시간 동안 시효 처리하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Al 첨가량에 따라 상기 온도 및 유지시간 내에서 온도 및 유지시간을 증가시킬 수 있다.
When the aging temperature is less than 150 ° C or the holding time is less than 2 hours, it is difficult to sufficiently secure the Mg-Al intermetallic compound. On the other hand, Mg-Al intermetallic compounds may be employed when the aging temperature exceeds 250 DEG C or the retention time exceeds 48 hours, resulting in an increase in production cost and a decrease in productivity. Therefore, it is preferable to perform the aging treatment at 150 to 250 DEG C for 2 to 48 hours. More preferably, the temperature and the holding time can be increased within the above temperature and holding time depending on the amount of Al added.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

(( 실시예Example 1) One)

하기 표 1에 나타낸 성분조성을 갖는 용탕을 주조하여 10mm 두께의 마그네슘 합금 주조재를 주조하였다. 상기 마그네슘 합금 주조재를 420 ℃에서 4시간 동안 용체화 처리한 후 20℃로 냉각하고, 200℃에서 12시간 동안 시효 처리하여 마그네슘 합금을 제조하였다. A magnesium alloy casting having a thickness of 10 mm was cast by casting a molten metal having the composition shown in Table 1 below. The magnesium alloy cast material was solution-treated at 420 ° C for 4 hours, cooled to 20 ° C, and aged at 200 ° C for 12 hours to produce a magnesium alloy.

마그네슘 합금의 Mg-Al 금속간화합물, 기계적 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다. Mg-Al 금속간화합물의 크기는 원상당 직경으로 측정한 평균 크기를 측정하였다. The Mg-Al intermetallic compound and the mechanical properties of the magnesium alloy were measured and are shown in Table 1 below. The size of the Mg-Al intermetallic compound was measured by the circle-equivalent diameter.

표 1에 기재된 합금 원소 외에는 마그네슘이었으며, Mg-Al은 Mg-Al 금속간화합물을 의미한다. Except for the alloying element shown in Table 1, it was magnesium, and Mg-Al means Mg-Al intermetallic compound.

발화온도 측정은 대기 분위기의 노내에 10g의 시료를 칩(chip) 형태로 놓아둔 채, 노체 내부의 온도를 상승시키면서 발화가 일어나는 온도로 확인하였다.
The ignition temperature was measured at a temperature at which the ignition occurred while raising the temperature inside the furnace while leaving a sample of 10 g in the form of a chip in the furnace in the atmosphere.

구분division 합금조성(중량%)Alloy composition (% by weight) Mg-AlMg-Al 기계적 물성Mechanical properties 발화온도
(oC)
Ignition temperature
( o C)
AlAl MnMn BB YY 크기
(nm)
size
(nm)
분율
(vol%)
Fraction
(vol%)
TS
(MPa)
TS
(MPa)
El
(%)
Hand
(%)
경도
(Hv)
Hardness
(Hv)
비교재 1Comparison 1 99 0.340.34 -- -- 193193 2.62.6 113113 5.25.2 5959 530530 비교재 2Comparative material 2 33 0.050.05 0.0130.013 1.231.23 178178 1.71.7 113113 5.25.2 4848 624624 비교재 3Comparative material 3 66 0.210.21 0.0010.001 0.410.41 205205 2.12.1 121121 4.24.2 5353 590590 비교재 4Comparison 4 99 0.450.45 0.4120.412 0.050.05 232232 3.83.8 124124 3.13.1 6363 647647 비교재 5Comparative material 5 33 0.740.74 -- 0.720.72 184184 1.41.4 114114 4.34.3 5050 634634 비교재 6Comparative material 6 66 0.120.12 0.0030.003 1.211.21 212212 2.42.4 123123 3.43.4 5656 660660 비교재 7Comparison 7 99 0.330.33 -- 0.210.21 228228 3.13.1 125125 3.23.2 6161 612612 발명재 1Inventory 1 2.82.8 0.120.12 0.0180.018 0.920.92 134134 7.57.5 135135 5.85.8 7171 721721 발명재 2Inventory 2 2.72.7 0.320.32 0.0120.012 0.630.63 128128 8.18.1 138138 6.26.2 7272 712712 발명재 3Inventory 3 3.13.1 0.440.44 0.0060.006 0.310.31 133133 8.78.7 142142 6.16.1 7474 718718 발명재 4Invention 4 3.43.4 0.420.42 0.0030.003 0.130.13 129129 9.89.8 144144 5.75.7 7878 715715 발명재 5Invention Article 5 5.65.6 0.120.12 0.0170.017 0.120.12 153153 13.313.3 151151 4.64.6 8484 747747 발명재 6Inventions 6 6.26.2 0.30.3 0.0120.012 0.540.54 161161 14.414.4 155155 5.85.8 8787 733733 발명재 7Invention 7 6.26.2 0.40.4 0.0060.006 0.810.81 154154 14.714.7 158158 4.74.7 8888 742742 발명재 8Invention 8 5.85.8 0.420.42 0.0020.002 0.880.88 139139 13.813.8 152152 4.44.4 8585 739739 발명재 9Invention 9 8.58.5 0.120.12 0.0130.013 0.140.14 176176 19.119.1 164164 3.53.5 103103 783783 발명재10Inventions 10 10.610.6 0.30.3 0.0030.003 0.510.51 184184 21.621.6 167167 4.64.6 107107 776776 발명재11Invention invention 11 9.89.8 0.40.4 0.0090.009 0.940.94 179179 20.320.3 172172 4.24.2 106106 782782 발명재12Invention 12 8.78.7 0.420.42 0.0190.019 0.450.45 172172 19.419.4 168168 3.73.7 104104 785785

본 발명에서 제시한 합금조성 및 제조조건을 만족하는 발명재들은 Mg-Al 금속간화합물을 부피분율로 7.0% 이상 포함하며, 상기 Mg-Al 금속간화합물의 평균 입경이 20~500nm을 만족하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 발화온도가 700℃ 이상으로 난연성이 우수하고, 기계적 물성도 비교재들에 비해 우수한 것을 확인할 수 있다. The inventive materials satisfying the alloy composition and the manufacturing conditions proposed in the present invention include those having an Mg-Al intermetallic compound in a volume fraction of 7.0% or more and an average particle diameter of the Mg-Al intermetallic compound of 20 to 500 nm Can be confirmed. Further, it can be confirmed that the flame retardancy is excellent at an ignition temperature of 700 ° C or higher, and the mechanical properties are also superior to the comparative materials.

반면에 비교재들은 본 발명에서 제시한 제조조건은 만족하였으나 합금조성을 만족하지 못하여 Mg-Al 금속간화합물을 충분히 확보하지 못한 것을 확인할 수 있다. 또한, 난연성이 열위하고, 기계적 물성도 발명재들에 비해 열위한 것을 확인할 수 있다.
On the other hand, the comparative materials satisfied the manufacturing conditions proposed in the present invention, but did not satisfy the alloy composition, so that it was confirmed that Mg-Al intermetallic compounds were not sufficiently secured. In addition, it can be confirmed that the flame retardancy is poor and the mechanical properties are also higher than those of the inventive materials.

(( 실시예Example 2) 2)

상기 표 1의 비교재 1과 발명재 7의 제조단계 과정에서의 변화를 보다 면밀히 관찰하였다. The changes in the manufacturing process of the comparative material 1 and the inventive material 7 shown in Table 1 were observed more closely.

도 1은 비교재 1(a)과 발명재 7(b)의 마그네슘 합금 주조재의 미세조직을 촬영한 사진이다. 비교재1의 주조조직은 Mg 기지조직과 조대한 Mg-Al 금속간화합물(Coarse Mg-Al), Mg 기지조직+Mg-Al 금속간화합물 혼합조직(Lamellar Mg-Al), Al-Mn 금속간화합물(Al-Mn)으로 구성되어 있으며, 이트륨 및 붕소가 첨가된 발명재 7의 주조조직은 상기 조직 외에도 Al-Y 금속간화합물(Al-Y)이 관찰되었으며, 붕소 함유 금속간화합물은 별도로 관찰되지 않았다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a photograph of the microstructure of the magnesium alloy cast material of comparative material 1 (a) and inventive material 7 (b). The casting structure of the comparative member 1 is composed of a Mg-Al intermetallic compound (Coarse Mg-Al), Mg base structure + Mg-Al intermetallic compound mixed structure (Lamellar Mg-Al), Al- The Al-Y intermetallic compound (Al-Y) was observed in addition to the above-mentioned structure, and the boron-containing intermetallic compound was observed separately in the casting structure of invention material 7 in which yttrium and boron were added It was not.

이러한 주조조직을 갖는 비교재와 발명재를 용체화 처리하면, 도2와 도3과 같이 Al-Mn이나 Al-Y금속간화합물을 제외한 대부분의 Mg-Al 금속간화합물은 기지조직으로 고용되기 때문에 관찰되지 않게 된다. 이상의 주조조직과 용체화 처리재의 광학조직은 Al-Y 금속간화합물의 유무 이외에는 거의 유사하지만 시효처리재에서는 큰 차이를 나타낸다.
When the comparative material having the cast structure and the inventive material are subjected to the solution treatment, most of the Mg-Al intermetallic compounds except for Al-Mn and Al-Y intermetallic compounds are solidified as the base structure as shown in FIGS. 2 and 3 It is not observed. The optical structures of the casting structure and the solution treatment material are almost similar except for the presence or absence of the Al-Y intermetallic compound, but show a large difference in the aging treatment material.

이러한 차이점은 시효시간에 따른 경도측정 결과에서 먼저 확인할 수 있다. 도4과 같이 200℃에서 비교재 1(a)와 발명재 7(b)에 대해 시효시간에 따른 경도값을 측정한 결과, 발명재의 경도가 월등히 높다는 것을 확인할 수 있으며, 또한 비교재 1의 경도값은 시효시간에 따라 거의 변화가 없지만, 발명재의 경도값은 시효시간이 1시간을 초과하는 경우 크게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 특히 3시간 경과 후에는 Peak aging에 해당하는 최대 경도값을 보여주고 있으며, 이 때의 경도값은 1시간 이하로 시효처리된 주조재의 평균 경도값에 비해 60% 이상 상승한97~107Hv 값을 보여주고 있다. 또한 발명재 7의 최대 경도값은 비교재 최대 경도값의 2배 가까운 수치를 보여주고 있다.These differences can be confirmed first in the hardness measurement results according to aging time. As shown in FIG. 4, the hardness values of the comparative material 1 (a) and the inventive material 7 (b) were measured at 200 ° C. according to the aging time. As a result, it can be seen that the hardness of the inventive material was remarkably high. The value shows little change with aging time, but it can be seen that the hardness value of the inventive material greatly increases when the aging time exceeds 1 hour. Particularly, after 3 hours, the maximum hardness value corresponding to peak aging is shown, and the hardness value at this time is less than 1 hour, which shows a value of 97 ~ 107Hv which is 60% higher than the average hardness of the aged cast material have. In addition, the maximum hardness value of invention material 7 is about two times the maximum hardness value of the comparative material.

도 5는 비교재 1(a), 발명재 7(b), 비교재 5(c)의 시효 처리 후의 마그네슘 합금의 미세조직을 관찰한 사진이다. 발명재 7은 수십 nm 크기의 Mg-Al 금속간화합물이 대량으로 석출되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 이로 인해 발명재의 경도값이 크게 증가되고 있음을 알 수 있다.
5 is a photograph showing the microstructure of the magnesium alloy after the aging treatment of the comparative members 1 (a), 7 (b) and 5 (c). It can be confirmed that a large amount of Mg-Al intermetallic compound having a size of several tens of nanometers is precipitated in Inventive Material 7, which shows that the hardness value of the inventive material is greatly increased.

도6은 발명재 7의 시효시간에 대한 경도값(마름모) 변화와 결정립 내부의 Mg-Al금속간화합물 크기(네모)의 변화를 보여주고 있으며, 도7은 시효시간에 따른 Mg-Al 금속간화합물의 부피분율을 보여주고 있다. 도6과 도7에서 보여주는 바와 같이 발명재 7을 3시간 이상 시효처리하면 Mg-Al금속간화합물의 평균 크기 및 부피분율이 각각 20nm 이상 및 10vol% 이상으로 성장하였음을 알 수 있다.
FIG. 6 shows changes in the hardness value (rhombus) and the size of the Mg-Al intermetallic compound (square) in the crystal grains with respect to the aging time of the inventive material 7, The volume fraction of the compound is shown. As shown in FIGS. 6 and 7, when the inventive material 7 is aged for 3 hours or more, it can be seen that the average size and the volume fraction of the Mg-Al intermetallic compounds have grown to 20 nm or more and 10 vol% or more, respectively.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

Claims (11)

중량%로, Al: 2.0~13.0%, Mn: 0.1~0.5%, B: 0.0015~0.02%, Y: 0.1~1.0%, 나머지 Mg 및 불가피한 불순물을 포함하고,
Mg-Al 금속간화합물을 부피분율로 7.0% 이상 포함하며,
상기 Mg-Al 금속간화합물의 평균 입경은 20~500nm인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금.
Wherein the alloy contains 2.0 to 13.0% of Al, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.0015 to 0.02% of B, 0.1 to 1.0% of Y, the balance of Mg and unavoidable impurities,
Mg-Al intermetallic compound in a volume fraction of not less than 7.0%
Wherein the Mg-Al intermetallic compound has an average particle diameter of 20 to 500 nm and is excellent in flame retardancy.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은 중량%로, Zn: 0.5~1.5%를 추가로 포함하는 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금.
The method according to claim 1,
Wherein the magnesium alloy further contains 0.5 to 1.5% of Zn by weight, and the magnesium alloy has a high flame retardancy.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은 Al-Mn 금속간화합물, Al-Y 금속간화합물 중 1 이상을 추가로 포함하며, 그 합계는 부피분율로 5% 이하인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금.
The method according to claim 1,
Wherein the magnesium alloy further comprises at least one of an Al-Mn intermetallic compound and an Al-Y intermetallic compound, and the total content thereof is 5% or less by volume in a high-strength magnesium alloy excellent in flame retardancy.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은 발화온도가 700℃ 이상인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금.
The method according to claim 1,
The magnesium alloy is a high-strength magnesium alloy having an ignition temperature of 700 ° C or more and excellent flame retardancy.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은 경도가 70Hv 이상인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금.
The method according to claim 1,
The magnesium alloy is a high strength magnesium alloy having a hardness of 70 Hv or more and excellent flame retardancy.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 합금은 인장강도가 130MPa 이상이고, 연신율이 3% 이상인 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금.
The method according to claim 1,
The magnesium alloy has a high tensile strength of at least 130 MPa and an elongation of at least 3%.
중량%로, Al: 2.0~13.0%, Mn: 0.1~0.5%, B: 0.0015~0.02%, Y: 0.1~1.0%, 나머지 Mg 및 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 준비하는 단계;
상기 용탕을 주조하여 마그네슘 합금 주조재를 얻는 단계;
상기 마그네슘 합금 주조재를 370~490℃의 온도범위에서 2~20시간 동안 용체화 처리하여 마그네슘 합금을 얻는 단계;
상기 마그네슘 합금을 100℃ 이하로 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 마그네슘 합금을 150~250℃에서 2~48시간 동안 시효 처리하는 단계;를 포함하는 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법.
Preparing a melt containing 2.0 to 13.0% of Al, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.0015 to 0.02% of B, 0.1 to 1.0% of Y, and the balance of Mg and unavoidable impurities in terms of% by weight;
Casting the molten metal to obtain a magnesium alloy casting material;
Subjecting the magnesium alloy cast material to a solution treatment at a temperature of 370 to 490 캜 for 2 to 20 hours to obtain a magnesium alloy;
Cooling the magnesium alloy to 100 DEG C or less; And
And aging the cooled magnesium alloy at 150 to 250 DEG C for 2 to 48 hours.
제7항에 있어서,
상기 용탕은 중량%로, Zn: 0.5~1.5%를 추가로 포함하는 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the molten metal further contains 0.5 to 1.5% of Zn in terms of% by weight, and the flame retardancy is excellent.
제7항에 있어서,
상기 용탕을 준비하는 단계는 Mn, B 및 Y가 Mg 또는 Al과 혼합되어 있는 모합금 형태로 도가니에 장입하여 행하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step of preparing the molten metal is carried out by charging the crucible in the form of a parent alloy in which Mn, B and Y are mixed with Mg or Al.
제7항에 있어서,
상기 용탕을 준비하는 단계는 융점이 낮은 원소부터 차례대로 도가니에 장입하여 행하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step of preparing the molten metal is carried out by charging the crucible sequentially from an element having a low melting point.
제7항에 있어서,
상기 냉각하는 단계는 1~100℃/초의 냉각속도로 행하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 고강도 마그네슘 합금의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the cooling step is performed at a cooling rate of 1 to 100 캜 / second.
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