KR20090114515A - 마그네슘 또는 마그네슘 합금 가공용 유제 조성물 및가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 가공시 사용되는 가공 유제 및 이를 이용한 가공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 에스테르계 기유; 광유, 폴리부텐, 실리콘, 및 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 윤활제; 및 윤활향상제를 함유하는 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 온간 또는 열간 가공용 가공유제 조성물 및 이를 이용한 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 가공 방법에 관한 것이다.

Description

마그네슘 또는 마그네슘 합금 가공용 유제 조성물 및 가공방법{Metalworking fluid composition and metalworking process for rolling and press of magnesium and magnesium alloy}

본 발명은 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 가공시 사용되는 가공 유제 및 이를 이용한 가공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 에스테르계 기유; 광유, 폴리부텐, 실리콘, 및 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 윤활제; 및 윤활향상제를 함유하는 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 온간 또는 열간 가공용 가공 유제 조성물 및 이를 이용한 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 가공 방법에 관한 것이다.

세계적으로 지구온난화 방지 및 유가의 급등과 관련하여 각종 환경오염을 제도적으로 방지하려는 노력속에 경량피가공재의 수요가 급증하고 있는 추세속에 컴퓨터, 카메라, 통신기기 등의 소위 3C 부문에서 수요가 늘고 있으며, 자동차업계에서는 자동차 배기가스 감소를 위한 경량화 피가공재로 실용금속 중 가장 경금속인 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 피가공재에 대한 상업화 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이를 위해 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금판재를 안정적으로 대량 공급하기 위해서는 압연 및 PRESS 가공에 의한 방법을 이용하는 것이 가격경쟁력 측면에서 가장 적합하다고 알려져 있다.

그러나, 거의 모든 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금은 조밀입방구조를 가지고 있으므로, 상온부근에서 활동하는 슬립계가 저면슬립에 한정되기에 냉간압연은 일반적으로 곤란하나, 150℃ 내지 350℃의 온간 또는 열간영역에서는 비저면슬립계도 활동하기 쉽기 때문에 소성변형능이 향상되고 변형응력도 저하하여 압연 및/또는 PRESS 가공이 용이해진다.

기존 기술에서는 마그네슘 압연재를 SLAB로 주조하여 3~6mm 두께까지 열간압연하고, 이를 낱장의 판재로 절단한 후 가열을 통해 균질화 처리하여 온간압연하고 재가열을 통해 온간압연하여 낱장의 판재만을 생산하는 방법만이 실용화 되어 생산이 이루어지고 있었다. 마그네슘 합금은 열용량이 낮고 열전도율이 높으므로 3~6mm 두께 이하의 온간 및 냉간 압연에서는 압연 공정 중에 판재가 급격히 냉각되는 문제를 가지고 있어 낱장으로만 생산이 가능하였다 (도 1 참조).

경쟁력 있는 마그네슘 합금 판재를 공급하기 위해서는 마그네슘 합금을 연속 압연하여 코일로 생산하는 것이 필수적이며, 이에 적합한 600mm 폭의 고속 코일 압연기가 설계 및 설치되어 대량 생산을 가능하게 하는 연구가 POSCO와 RIST에 의해 진행되었다 (도 2 참조).

이에, 온간 및/또는 열간압연 온도영역에서 가공부하를 저감하고 소부를 방지 할 수 있는 윤활성, 화재위험에 대한 안전을 위한 화재안정성, 피가공재 표면에 부착된 유분의 산화 또는 열분해에 의한 변색을 방지하기 위한 고온-산화안정성과 증발 시 증기에 의한 조업불안정을 해결할 수 있는 열휘산성이 우수한 가공 유제의 개발이 필요하게 되었다.

가공유제 중 수용성 타입의 가공 유제는 마그네슘 또는 마그네슘 합금과 반응하여 수소가스를 발생시키고, 이 수소가스는 폭발 및 화재발생의 우려가 있으며, 증발잠열이 큰 수분에 의해 피가공재의 온도가 저하되므로, 연속 압연을 하는데 어려움이 있기에 비수용성 타입의 가공유제가 바람직하다. 가공 유제 조성물들의 일반적인 특성은 다음의 표 1과 같다.

[표 1]

	윤활성	화재안정성	산화안정성	열휘산성
광유	X	X	△	△
폴리부텐	X	△	○	△
유지	○	○	X	○
에스테르	○	○	△	○
지방산	○	○	X	○
실리콘	○	○	○	○
알코올	X	X	○	X

그러나, 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 가공에 요구되는 특성에 적합한 실리콘은 가격이 높고, 전처리공정에서 설비의 오염 및 제거하기가 어려우며, 회수하기 위해서는 휘발 및 독성이 있는 유해물질로 알려진 탄화수소계 용제 (벤젠, 톨루엔, 크실렌, 광유, 시콜로로 메탄등)를 사용해야 함으로 환경적 측면에서도 곤란한 문제가 있으며, 전처리액의 교환주기등이 빨라져 추가적인 비용을 발생시키므로, 가공유제 조성물 선택에 어려움이 많다.

저점도 및/또는 분자량이 작은 광유, 폴리부텐, 알코올과 같은 조성물은 온간 및 열간영역에서 열휘산이 빨리 일어남에 따라 마찰면에서의 윤활성 감소로 마 찰열이 증가함으로써 가공부하의 경감 및 소부 방지가 어렵고 PICK UP과 같은 표면결함을 유발시킬 뿐만 아니라, 조성물의 인화점이 낮은 특성에 의해 화재위험성이 높으며, 증발되는 증기의 양이 많고, 냄새가 심해 조업성을 저하시킬 수 있으므로, 가공유제 조성물 선택에 어려움이 많다.

유지, 에스테르, 지방산은 피가공재표면에서의 유막의 두께 및 강도를 증가시킴으로써 윤활성이 양호하고, 인화점도 높아 화재 안정성도 양호하며, 고온에서 휘산되므로 열휘산성도 양호하지만, 고온에서의 고온-산화안정성이 낮아 산화 및 열분해에 의해 피가공재 표면에 얼룩을 발생시키게 되어, 가공유제 조성물 선택에 어려움이 많다.

따라서, 온간 및/또는 열간영역에서의 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 소성(압연) 및 PRESS 가공시 요구특성을 만족시킬 수 있는 가공유제 조성물의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 폭 600㎜이하의 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 피가공재의 온간 또는 열간영역에서의 소성(압연) 또는 PRESS 가공에 있어서, 가공재 및 피가공재의 가공부하를 경감하고, 소부를 방지함으로써 PICK UP과 같은 표면결함의 발생을 방지 할 수 있는 윤활성, 높은 인화점에 의한 화재 안정성, 온간 또는 열간영역의 높은 가공온도에 의해 피가공재에 부착되는 가공유제의 산화 및 열분해에 의한 변색을 방지할 수 있는 고온-산화안정성 및 증발된 증기량, 증기 냄새에 의한 조업불안감을 해결할 수 있는 열휘산성을 갖는 온간 및 열간 가공용 가공 유제 조성물 및 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하고자 연구를 진행한 결과, 고온-산화안정성이 우수한 에스테르계 기유를 개발하였으며, 온간 및 열간영역에서의 마그네슘 합금의 가공에 있어서 인산염과 같은 윤활향상제를 적용한 가공유제 조성물이 윤활성을 향상시킨다는 사실을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 한 구체예는 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 에스테르계 기유 50 내지 95 중량부; 광유, 폴리부텐, 및 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 윤활제 4.3 내지 50 중량부 및 인산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 윤활향상제 0.2 내지 5 중량부를 함유하는 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 온 간 또는 열간 가공용 가공 유제 조성물에 관한 것이다.

상기 가공 유제 조성물은 폭 600㎜이하의 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 피가공재의 온간 또는 열간영역에서의 소성 (압연) 또는 PRESS 가공에 적용 가능하다. 또한, 상기 가공 유제 조성물은 가공재 및 피가공재의 내부식성을 향상시키는 부식방지제외 기타 첨가제를 1종 이상 추가로 포함할 수 있다.

이하, 상기 가공 유제 조성물을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에서 사용된 '에스테르 기유' 또는 '폴리올 에스테르계 기유'는 에스테르 또는 폴리올 에스테르를 기유 (base oil)로서 사용함을 의미하는 것이다. 본 발명에서 기유로 사용된 에스테르는 탄소수 6 내지 18, 바람직하게는 6 내지 12개, 보다 바람직하게는 6 내지 10개인 직쇄형 또는 가지형 지방산과 다가 알코올(탄소수 6 내지 16)에 의하여 합성된 폴리올 에스테르일 수 있으며, 상기 폴리올 에스테르는 인화점이 250 내지 350℃이고, 동점도(40℃)가 100 내지 400㎟/s인 것을 특징으로 하며, 이와 같은 폴리올 에스테르를 기유로서 사용함으로써, 고온-산화 안정성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 구체예에서, 상기 폴리올 에스테르는 트리메틸올프로판 에스테르, 펜타에리트리톨 에스테르, 모노펜타에리트리톨 에스테르, 디펜타에리트리톨 에스테르, 네오펜틸글리콜 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.

기존의 탄소수가 13 내지 18인 지방산에 1가 또는 다가 알코올을 반응시켜 제조된 에스테르로는 600mm이하의 마그네슘 및 마그네슘 합금 판재의 소성(압연) 및/또는 PRESS 가공시의 고온-산화안정성이 열위함에 의해 표면에 부착된 유분이 산화, 열분해에 의해 변색이 발생하는 경향이 있었으나, 본 발명에서는 상기와 같은 폴리올계 에스테르계 기유를 사용함으로써 이러한 문제를 해결하는데 유리하게 작용할 수 있다.

상기 윤활향상제로 사용된 인산염은 방향족 아민의 인산염 및 지방족 아민의 인산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다. 방향족 아민의 인산염 또는 지방족 아민의 인산염 윤활향상제의 인(P) 함량은 5 내지 15%인 것이 좋으며, 탄소수는 16 내지 22개인 것일 수 있다. 또한, 지방족 아민의 인산염의 동점도(100℃)는 100 내지 300㎟/S, 방향족 아민의 인산염은 50 내지 150㎟/S로 높은 가공온도에 의해 판재표면에 부착된 유막이 감소하는 경우 가공재 및 피가공재 표면에 부착하여 표면 마찰을 방지함으로써, 표면결함을 방지 할 수 있다.

상기 알코올은 휘발성이 강한 저급 알코올 대신 탄소수 6 이상, 바람직하게는 탄소수 6 내지 18인 1종 이상의 고급 알코올인 것이 좋다. 이와 같은 고급 알코올의 대표적 예로서 스테아릴 알코올, 이소스테아릴 알코올, 옥틸도데칸올, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다. 고급 알코올은 저급 알코올에 비해 인화점이 높고, 점도가 높아 화재안정성이 좋으면서도 가공유제의 WETTING을 향상시킬 수 있기 때문에 보다 바람직하다.

상기 광유는 동점도가 90 내지 300 (㎟/S, 40℃)인 정제 광유인 것이 좋고, 특히, ISO-파라핀에 비하여 인화점, 끓는점, 및 녹는점이 높은 특징을 갖는 n-파라핀계 탄화수소인 것이 보다 효과적이다.

상기 폴리부텐은 이소부틸렌을 주체로 하는 저온 & 촉매중합반응으로 다양한 분자량의 액상폴리머로써 제조된 것일 수 있고, 수평균분자량이 950 Mn이상, 바람직하게는 950 Mn 내지 2450 Mn, 동점도가 230 내지 4700(㎟/s, 100℃)인 것이 좋다. 상기와 같은 폴리부텐은 첨가제가 사용되지 않아 염소 및 황 함량이 거의 없어 화학적으로 안정하고 고온에서도 탄소잔류물이 없어 내열성이 우수한 원료이다. 기존에 폴리부텐은 수평균분자량 350 Mn 내지 3000 Mn, 동점도 28 내지 300000(㎟/s, 40℃)의 제품이 일반화되어 사용되고 있으나, 평균분자량이 950보다 낮은 제품은 온간 및 열간영역의 고온에서 증발하면서 독특한 취기로 인해 환경 및 조업성 저하 및 낮은 인화점에 의해 화재안정성을 저하시키는 경향이 있으므로, 본 발명에서는 분자량이 950 Mn 이상인 폴리부텐을 사용함으로써 이러한 문제를 해결하였다.

종래에는 폭 600㎜ 이하의 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금재의 소성(압연) 또는 PRESS 가공을 할 수 있는 설비 및 가공유제가 없었을 뿐만 아니라, 마찰면의 증가에 따른 마찰력이 증가함으로써 요구되어지는 윤활성, 화재안정성, 고온-산화안정성 및 열휘산성이 더욱 필요하게 되었다. 그러나, 종래의 가공유제는 윤활성이 부족하여 피가공재에서 표면결함 (PICK UP, EDGE CRACK, BLACK POINT, 변색 등)이 쉽게 발생하거나 화재위험이 높았으며, 고온-산화에 의한 얼룩, 증발되는 증기에 의한 조업불안 및 높은 가공비 등의 곤란한 문제를 해결하지 못하였다. 반면, 본 발명은 상기와 같은 가공 유제를 공급, 도포함으로써 폭 600㎜ 이하의 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금재의 소성(압연) 또는 PRESS 가공에서 상기의 문제를 어느 정도 해결하여 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 온간 또는 열간 가공하는 것이 가능해졌다.

본 발명의 또 다른 구체예는 상기의 가공 유제 조성물을 공급하여, 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 온간 및 열간 영역에서의 압연 또는 PRESS 가공을 가능하게 하는 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금의 온간 및 열간 처리 방법에 관한 것이다.

상기 처리 방법은 상기 가공유제 조성물의 원액을 스프레이 도포, 브러쉬도포, 롤러도포 등에 의하여 200 내지 350 ℃로 가온한 압연롤, 압연판 및/또는 공구에 직접 공급하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 압연의 경우는 롤 입측에 연속으로 공급하며, 공급량은 필요에 따라 적절히 선택 가능하고, 프레스 가공의 경우에 미리 판재 및 금형에 원액을 스프레이 또는 브러쉬로 도포하고 도포량은 적절히 선택할 수 있다. 상기 처리 방법은 본 발명의 구체예에 따른 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 가공용 가공유제 조성물을 사용함으로써, 고온에서의 가공시, 비가공시 예기치 않은 사고에 의한 화재 위험도를 최소화할 수 있으며, 우수한 윤활성 및 고온안정성으로 인해 가공시 발생되는 표면결함(PICK UP, EDGE CRACK, 변색 등)을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르는 경우 최종 제품의 불량발생을 방지하고, 후공정에 추가적인 비용이 소요되지 않아, 가공비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 가공 유제를 적용 가능한 마그네슘 합금 종류는 제한이 없으며, 예컨대 다음의 합금에 적용 가능하다:

1. DIECASTING: AZ91D, AM20A, AM50A, AM60B, AS21A, AS41B, AE42A,

2. CASTING: AZ63A, AZ81A, AZ91C, AZ91D, AZ92A, AM100A, ZK51A, ZK61A, AC63

3. FORGING & EXTRUSION: AZ31B, AZ61A, AZ81A, ZK10A, ZK30A, ZK60A, ZE10A, M1A

본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 구체에에 따른 가공유제 조성물의 원액을 압연 가공유제로 이용하면 600mm 폭의 Mg-Al-Zn계 AZ-31 마그네슘 합금 코일을 3 내지 7mm 두께에서 0.5mm 두께까지 고속으로 연속 코일 압연하는 것이 가능하다. 압연을 위한 피가공재로는 스트립 캐스팅(STRIP CASTING)으로 박판 주조된 폭 600mm, 두께 3 내지 7mm, 외경 1400mm 이상의 코일을 사용할 수 있다.

본 발명의 구체예에 따른 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 가공용 가공유제 조성물을 사용하면 200 내지 350℃의 온간 압연 영역에서의 압연시에도 정상적인 조업 조건에서 압연유의 발화로 인한 화재를 유발하지 않으며, 우수한 윤활성 및 고온안정성으로 인해 가공시 발생되는 표면결함(PICK UP, EDGE CRACK, 변색 등)을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 가공용 가공유제 조성물은 제품의 불량발생을 방지하고, 고속화 연속 코일 압연의 공정에 적용되어 사용할 수 있다. 도 3은 본 발명의 구체예에 따른 가공 유제 조성물을 사용하여 생산된 AZ31 마그네슘 합금 판재 코일의 모습을 보여준다 (POSCO).

프레스 가공의 경우, 미리 판재 및 금형에 원액을 스프레이 또는 브러쉬로 도포하고 도포량은 적절히 선택한다. 본 발명의 구체예에 따른 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 가공용 가공 유제 조성물을 사용하면 고온에서의 프레스 가공에서 화재가 발생하지 않으며, 우수한 윤활성 및 고온안정성으로 인해 가공시 발생되는 표면결함(PICK UP, EDGE CRACK, 변색 등)을 효과적으로 방지할 수 있다. 같은 조건에서 가공유제로 널리 사용되는 GRAPHITE POWDER 에 비교해 볼 때 유사한 윤활성을 나타내었으며, 본 발명의 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 가공용 가공유제 조성물은 제품의 불량발생을 방지하고, 후공정에 추가적인 비용이 소요되지 않아, 가공비용을 절감할 수 있다. 도4a 및 4b는 본 발명의 구체예에 따른 가공유제 조성물을 적용하여 RIST에서 시험 생산된 프레스 가공품의 예를 보여준다.

본 발명의 구체예에 따른 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 가공용 가공 유제 조성물을 사용하면 200 내지 350℃의 온간 압연 영역에서의 압연시에도 정상적인 조업 조건에서 압연유의 발화로 인한 화재를 유발하지 않으며, 우수한 윤활성 및 내열안정성으로 인해 가공시 발생되는 표면결함(Pick Up, Edge Crack, 변색 등)을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명을 하기 실시예를 들어 더욱 자세히 설명할 것이나, 하기 실시예는 본 발명의 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명의 보호범위를 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 9 및 비교예 1 및 4

하기 표 2에 나타낸 성분을 기재된 함량비 (중량%)로 배합하여 본 발명의 온간 및 열간 가공 가공유제 조성물 (실시예 1 내지 9, 및 비교예 1 내지 4)을 제조하였고, 그 물성을 측정하여 얻어진 결과를 표 2 및 3에 나타내었다. 적용 대상 마그네슘 합금으로는 Mg-Al-Zn계인 AZ-31을 사용하였다.

비교예 5 내지 14

하기 표 4에 나타난 일정 성분을 기재된 함량비 (중량%)로 배합하여, 비교예 윤활제 조성물(비교예 3 내지 12)을 제조하였으며, 그 물성을 측정하여 얻어진 결과를 표 4에 나타내었다.

실험예 : 압연 시험

(시험 기기 및 조건)

1. 시험기 : 2단 열간윤활마찰시험기

i) 롤 재질: Mg Roll(상) & HSS Roll(하)

ii) 압연속도 : 31mpm(상) & 100mpm(하)

iii) 롤지름 : 223.45(상) & 98.25(하)

iv) 롤온도 : 300℃

v) 하중 : 70Kg

vi) 압하율 : 30%

2. 시험재료: AZ-31

3. 재로온도: 300℃

4. 시험방법

도 5에 나타나는 열간 윤활 마찰 시험기의 상/하롤을 회전시키고, 상부롤에 고주파가열기를 이용하여 300도로 가열하고, 하부롤을 이용하여 하중을 가하였다. 도 5에서 나타내는 열간 윤활 마찰 시험기의 (2)위치에 윤활제(1)을 적하하고 (3) Mg roll에 윤활제를 도포하였다. 마찰계수를 측정한 후, pick up 및 변색유무를 판단하였다. 측정시간 : 5분/회 * 2회

5. 평가

i) 마찰계수: 두개의 롤에 부과된 하중과 압하율에 따른 마찰계수 구한다

마찰계수가 낮을수록 윤활성이 양호하므로 가공부하는 감소

ii) PICK UP: 압연후의 Mg roll의 마찰면에 pick up 발생정도를 육안으로 평가

PICK UP 미발생: 우수는 ⊙, 양호는 O, 불량은 X로 표기

iii) 변색: 윤활제의 내변색성은 육안으로 평가

내변색성: 우수는 ⊙, 양호는 O, 불량은 X로 표기

[표 2]

성분	실시예
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
정제광유	47	17		10				5
폴리부텐A		5
폴리부텐B			7		20
실리콘A				20	10	10			5
실리콘B					3		3
에스테르A	50	75	90	68	60	85	95	90	90
윤활향상제	3	3	3	2	5	5	1	5	5
알코올					2		1
윤활성 (마찰계수)	0.63	0.60	0.58	0.58	0.57	0.55	0.60	0.61	0.58
PICK UP	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙
산화안정성 (내변색성)	○	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙

[표 3]

성분	비교예
	1	2	3	4
정제광유		5	55	65
폴리부텐A
폴리부텐B
실리콘A
실리콘B
에스테르A		95	45	35
윤활향상제
알코올
윤활성 (마찰계수)	1.24	0.68	0.70	0.78
PICK UP	X	⊙	○	X
산화안정성 (내변색성)	⊙	⊙	○	X

[표 4]

성분	비교예
	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
정제광유	100
폴리부텐A		100
폴리부텐B			100
실리콘A				100
실리콘B					100
에스테르A						100
에스테르B							100
윤활향상제								100
알코올									100
지방산										100
PICK UP	X	X	X	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	X	○
산화안정성 (내변색성)	○	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙	X	⊙	○	X

정제광유: n-파라핀계 탄화수소(동점도: 90 ㎟/S, 40℃)

폴리부텐 A: 평균분자량 680(동점도: 80 ㎟/S, 100℃)

폴리부텐 B: 평균분자량 2000(동점도: 2600 ㎟/S, 100℃)

실리콘 A: ALKYLARYL FLUID(1000 ㎟/S, 40℃)

실리콘 B: PHENYL FLUID(200 ㎟/S, 40℃)

에스테르 A: 펜타에리트리톨 노나노익산 에스테르(200 ㎟/S, 40℃)

에스테르 B: 트리메틸프로판 올레인산 에스테르

윤활향상제: 지방족 아민 인산염 (AMINE PHOSPHATE COMPOUND, C22)

알코올: 폴리에틸렌 글리콜(분자량 400Mn)

지방산: 다이머산 (YD-17, 천경실업)

6. 결과

표 4에 있어서, 비교예 5의 정제광유는 고온-산화안정성이 양호하였으며, 비교예 6 및 7의 폴리부텐은 고온-산화안정성이 우수하나, 비교예 6의 저점도 폴리부텐은 냄새가 심하므로 사용하지 않는 것이 좋다. 또한, 비교예 8 및 9의 실리콘은 고온-산화안정성이 우수하지만 고가이기 때문에 비용적인 면에서 불리하다. 비교예 10의 에스테르는 고온-산화안정성이 우수하나, 비교예 11의 에스테르는 고온-산화안정성이 열위하므로 사용하지 않는 것이 좋다. 따라서 본 발명에서는 에스테르 종류로서 비교예 10과 같이 탄소수 6 내지 18인 직쇄형 또는 가지형 산과 탄소수 6 내지 16의 다가 알코올로 합성된 폴리올 에스테르를 사용하는 것이 좋다. 비교예 12의 인산염은 고온-산화안정성이 양호하지만, 인산염은 매우 고가이기 때문에, 인산염만을 사용하는 것은 비용적인 측면에서 불리하다. 비교예 13의 알코올은 고온 -산화안정성이 우수하였으나, 비교예 14의 지방산은 고온-산화안정성이 불량하므로 사용하지 않는 것이 좋다.

표 2에 있어서, 실시예 1 내지 3의 에스테르 함량이 증가할수록 고온-산화안정성 및 윤활성이 우수한 것으로 나타났다. 실시예 4 내지 9에서 광유와 폴리부텐을 혼용시 광유에 비해 고온-산화안정성 및 윤활성이 우수한 것으로 나타났다. 또한, 실시예 7 내지 9에서 알코올, 실리콘 및 인산염에 의한 윤활성이 향상된 것으로 나타났다. 특히, 열휘산성 및 후처리성이 좋은 인산염은 윤활성이 크게 향상되었다.

표 3의 비교예 1, 내지 4는 윤활제 조성물을 첨가하지 않은 경우와, 윤활항상제를 포함하지 않는 예로서 에스테르 함량비가 본 발명의 범위인 경우와 벗어나는 경우를 보여주는 것으로, 모든 경우에서 윤활성과 pick up 특성과 산화안정성이 모두 본 발명의 실시예의 경우보다 떨어지는 것을 알 수 있다.

도 1은 기존의 마그네슘 판재 생산 기술을 모식적으로 보여주는 것이다 (가: 200 내지 250 mmt, 나: 3 내지 6 mmt까지 수십 pass 압연, 다: 판재 낱장으로 압연, 라: 냉각될 때마다 재가열)

도 2는 마그네슘 판재 대량 생산기술을 모식적으로 보여주는 것이다. (A: 4 내지 6 mmt, B: 코일 연속 생산, C: 압연 중 보온)

도 3은 본 발명의 구체예에 따른 윤활제 조성물을 적용하여 POSCO 에서 생산된 AZ31 마그네슘 합금 판재 코일을 보여주는 사진이다.

도4a 및 4b는 본 발명의 구체예에 따른 가공유제 조성물을 적용하여 RIST에서 시험 생산된 프레스 가공품의 예를 보여주는 것이다.

도 5는 본 발명의 실험예의 압연 시험에서 사용된 열간 윤활 마찰 시험기를 모식적으로 나타낸 것이다.

Claims (7)

1. 전체 조성물 100 중량부에 대하여,

   폴리올 에스테르계 기유 50 내지 95 중량부;

   광유, 폴리부텐, 및 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 윤활제 4.3 내지 50 중량부, 및

   방향족 아민의 인산염 및 지방족 아민의 인산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 윤활향상제 0.2 내지 5 중량부

   를 함유하는 마그네슘 및/또는 마그네슘 합금 온간 또는 열간 가공용 가공 유제 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리올계 에스테르는 탄소수 6 내지 18인 직쇄형 또는 가지형 지방산과 탄소수 6 내지 16의 다가 알코올에 의하여 합성되고, 인화점이 250 내지 350℃이고, 동점도(40℃)가 100 내지 400㎟/s인 것인, 가공 유제 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 방향족 아민의 인산염은 동점도(100℃)가 50 내지 150㎟/S이고, 상기 지방족 아민의 인산염은 동점도(100℃)가 100 내지 300㎟/S인 것인, 가공 유제 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 알코올은 탄소수 6 내지 18의 고급 다가 알코올인, 가 공 유제 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 광유는 동점도가 90 내지 300 (㎟/S, 40℃)인 정제 광유인, 가공 유제 조성물.
6. 제1항에 있어서, 상기 폴리부텐은 평균분자량이 950 내지 2450이고, 동점도가 230 내지 4700(㎟/s, 100℃)인 것인, 가공 유제 조성물.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폭 600㎜ 이하의 마그네슘 또는 마그네슘 합금재의 압연 또는 프레스 가공에 사용되는 것을 특징으로 하는, 가공 유제 조성물.

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