KR20130001511A - Forming method of high-strength magnesium blanks employing the tailored softening process, and magnesium plate thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 국부연화 공정을 통한 고강도 마그네슘 판재의 성형가공법 및 이에 의하여 성형가공된 고강도 마그네슘 판재 성형부품에 관한 것이다.
The present invention relates to a molding process of a high strength magnesium sheet through a local softening process and a high strength magnesium sheet molded part molded thereby.
최근 정부의 정책 및 연구개발 방향은 고갈위기에 처해 가는 에너지 자원의 효율적인 이용과 환경오염 저감에 대한 사회적 요구에 부응하기 위한 방향으로 추진되고 있다. 특히 지구온난화의 주원인인 이산화탄소 및 각종 배기가스에 의한 환경오염을 감소시키기 위한 규제가 단계적으로 제정되고 있으며, 한정된 에너지 자원의 효율적인 이용을 위한 연구개발이 활발하게 진행되고 있는 상황이다.
Recently, the government's policy and R & D direction has been promoted in order to meet the social demand for efficient use of energy resources and reducing environmental pollution, which are facing exhaustion. In particular, regulations to reduce environmental pollution caused by carbon dioxide and various exhaust gases, which are the main causes of global warming, have been enacted in stages, and research and development for efficient use of limited energy resources are being actively conducted.
그 중 환경오염을 감소시키고 에너지 자원 이용의 효율성을 향상시키기 위하여 각종 수송기기에 경량소재를 적용하여 기존의 철강소재를 대체함으로써 수송기기의 경량화를 이루고자 하는 기술이 핵심적인 기술로 손꼽히고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위하여 경량소재 중에서 비중이 철의 1/4 이하이며 비강도가 높은 마그네슘이 가장 유력한 경량소재로 주목 받고 있다.
In order to reduce environmental pollution and improve the efficiency of energy resource utilization, the technology to make the weight of transportation equipment lightweight by replacing the existing steel materials by applying lightweight materials to various transportation equipment is considered as the core technology. In order to achieve the purpose, magnesium has a specific gravity less than 1/4 of iron and high specific strength is attracting attention as the most powerful lightweight material.
한편 기술적으로 성숙단계에 있는 마그네슘 주조재의 생산공정에 비하여, 소성가공 공정을 이용한 마그네슘 판재 부품제조 기술의 경우, 기술적 기반이 매우 취약하여 최근에야 전 세계적으로 연구개발이 시작되고 있으며, 국내의 경우에도 기술개발 초기단계에 있다. 따라서 국내 부품소재산업을 활성화시키고 고부가가치를 창출할 수 있는 마그네슘 판재 부품을 자동차산업, 전자기기산업 등에 적용하기 위해서는 다양한 마그네슘 판재의 성형공정 및 부품제조 기술 개발이 절실하게 요구되는 실정이다.
On the other hand, compared to the production process of magnesium casting material which is technically mature, the manufacturing technology of magnesium plate parts using plastic processing process is very weak in technical foundation, and recently, R & D has started in the world. It is in the early stages of technology development. Therefore, in order to revitalize the domestic parts and materials industry and to apply high-value-added magnesium plate parts to the automobile industry and the electronics industry, it is urgently required to develop a variety of magnesium plate forming processes and parts manufacturing technology.
조밀육방격자구조(Hexagonal Close Packed: HCP)를 갖는 마그네슘 소재는 상온에서의 성형성이 매우 열악하여 스탬핑(Stamping), 프레스 단조(Press Forging), 디프드로잉(Deep Drawing) 등 통상의 금속판재 성형공정을 통한 판재성형품 제조가 불가능하여 불가피하게 열간성형 공법을 적용하여야 한다. 그러나 고온에서의 성형은 성형 후에 소재의 강도 저하를 유발하므로, 원소재의 강도 유지를 위한 저온 또는 상온에서의 성형공법 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
Magnesium material with Hexagonal Close Packed (HCP) has very poor formability at room temperature, so it is a common metal sheet forming process such as stamping, press forging, deep drawing, etc. It is impossible to manufacture the plate molded parts through the steel molding, so the hot forming method should be applied. However, molding at a high temperature causes a decrease in strength of the material after molding, and thus, there is an urgent need for development of a molding method at a low temperature or room temperature to maintain the strength of the raw material.
이에 본 발명자들은 마그네슘 소재 성형부품의 전체적인 강도를 성형 전의 강도수준으로 유지함과 동시에 성형성을 향상시킬 수 있는 방법을 연구하던 중, 마그네슘 판재의 제조 시 압연 후에 마지막 소둔을 수행하지 않아 높은 강도를 갖는 마그네슘 판재 원소재(H-temper)에 성형이 필요한 부분만을 국부적으로 급속가열하여 연신율을 향상시킴으로써 성형이 필요하지 않거나 적은 양의 성형이 필요한 부분의 강도를 원소재의 강도로 유지 또는 저하시키지 않으면서 국부적인 성형이 가능한 마그네슘 판재 성형가공법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the inventors of the present invention while studying the method to improve the formability while maintaining the overall strength of the molded part of the magnesium material at the level of strength before molding, during the manufacturing of magnesium plate material does not perform the last annealing after rolling to have a high strength Locally rapid heating of only the parts that need to be molded into magnesium plate material (H-temper) to improve elongation, without maintaining or decreasing the strength of the parts that do not require molding or need small amount of molding to the strength of the raw materials Development of a magnesium plate forming processing method capable of local molding has completed the present invention.
본 발명의 목적은 급속가열에 의한 국부연화 공정을 통한 고강도 마그네슘 판재의 성형가공법 및 이에 의하여 성형가공된 고강도 마그네슘 판재 성형부품을 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a molding method of a high strength magnesium sheet through a local softening process by rapid heating and a high strength magnesium sheet molded part molded thereby.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 고강도 마그네슘 판재(H-temper)에 성형가공이 필요한 부분만 급속 열처리하여 국부적으로 연신율을 높이는 국부연화 단계(단계 1); 및 In order to achieve the above object, in the present invention, localized softening step (step 1) of locally increasing the elongation by rapidly heat-treating only a portion of the high-strength magnesium plate (H-temper) that requires molding; And
상기 단계 1에서 국부적으로 연화된 마그네슘 판재를 성형가공하는 단계(단계 2)를 포함하는 국부연화 공정을 통한 마그네슘 판재 성형가공법을 제공한다.
Provided is a magnesium plate forming process through a local softening process comprising the step (step 2) of forming a locally softened magnesium plate in
본 발명에 따른 급속가열에 의한 국부연화 공정을 통한 고강도 마그네슘 판재의 성형가공법 및 이에 의하여 성형된 고강도 마그네슘 판재 성형부품은 성형이 필요한 부위만을 선택적으로 국부가열하여 연신율을 높이고 이에 따라 성형성을 향상시킬 수 있으며, 이때 가공이 불필요하거나 가공량이 적고 고강도를 유지해야 하는 부위는 무가열 또는 최소한의 가열만이 수행되어 성형 전의 마그네슘 판재가 갖는 초기 기계적 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한 국부적인 가열과 동시에 성형이 이루어짐으로써 열과 변형의 작용에 의해 고강도 마그네슘 판재 미세조직 내에서 발생하는 동적재결정현상을 활용하여 성형부위의 기계적 성질을 향상시킬 수 있는 부가적인 효과가 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 고강도 마그네슘 판재는 가열이 이루어지지 않는 부위는 원소재가 갖는 기계적 특성을 유지하고 국부적으로 가열이 이루어지는 부위는 성형성이 향상되어 목적하는 부품형상으로 성형할 수 있어, 본 발명에 따른 마그네슘 판재 성형부품은 초기 고강도 마그네슘 판재의 우수한 기계적 특성을 유지하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 마그네슘 판재 성형부품을 수송기기에 적용함으로써 높은 기계적 강도를 유지함과 동시에 최대한의 무게감량 효과를 나타내어 수송기기의 연비향상을 통한 에너지 절감이 가능하다.
Forming process of high strength magnesium sheet material through local softening process by rapid heating according to the present invention and the high strength magnesium plate molded part molded thereby are to selectively localize only the portion that needs to be molded to increase the elongation and thereby formability In this case, the processing is not required or the amount of processing is small and the portion to maintain high strength has no effect of maintaining the initial mechanical properties of the magnesium plate before molding is performed only by no heating or minimal heating. In addition, by forming simultaneously with the local heating, there is an additional effect of improving the mechanical properties of the molded part by utilizing the dynamic recrystallization phenomenon generated in the high-strength magnesium plate microstructure by the action of heat and deformation. Accordingly, in the high strength magnesium sheet according to the present invention, the site where the heating is not maintained maintains the mechanical properties of the raw material and the site where the heating is locally improves the formability, thereby forming the desired part shape. The magnesium sheet molded part according to the invention maintains the excellent mechanical properties of the initial high strength magnesium sheet. Therefore, by applying the magnesium plate molded parts according to the present invention to the transport equipment, while maintaining a high mechanical strength and exhibits the maximum weight loss effect, it is possible to save energy through the fuel economy of the transport equipment.
도 1은 성형 전후의 시험편 변형을 나타낸 사진이고;
도 2는 시험편이 변형된 후 비커스경도값 변화를 측정한 그래프이고;
도 3은 시험편이 변형된 후 미세조직을 관찰한 사진이다.1 is a photograph showing specimen deformation before and after molding;
2 is a graph measuring the Vickers hardness value change after the test piece is deformed;
3 is a photograph observing the microstructure after the specimen is deformed.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명은 The present invention
고강도 마그네슘 판재(H-temper)의 성형가공이 필요한 부위만 열처리하여 국부적으로 연신율을 높이는 국부연화 단계(단계 1); 및 A local softening step (step 1) of locally increasing the elongation by heat-treating only a portion of the high-strength magnesium plate (H-temper) that requires molding; And
상기 단계 1에서 국부연화된 마그네슘 판재를 성형가공하는 단계(단계 2)를 포함하는 국부연화 공정을 통한 마그네슘 판재의 성형가공법을 제공한다.
Provided is a molding method of a magnesium sheet through a local softening process comprising the step (step 2) of forming a locally softened magnesium sheet in
이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail step by step.
본 발명에 따른 마그네슘 판재의 성형가공법에 있어서, 단계 1은 고강도 마그네슘 판재(H-temper)를 성형가공이 필요한 부위에 한하여 급속 열처리하여 국부적으로 연신율을 높이는 국부연화 단계 단계이다. 기존의 마그네슘 판재 성형공정에서는 판재 전체를 가열하여 성형함으로써 성형이 필요하지 않거나 성형이 적게 필요한 부분까지 가열되었고, 이에 따라 판재 전체가 소둔되어 연화되는 효과에 의해 기계적 특성이 저하되는, 즉 성형 전 원소재의 고강도 특성을 잃어버리는 문제가 있었다. 하지만 본 발명에 따른 성형가공법에서는 마그네슘 판재 원소재의 성형가공이 필요한 부분만을 가열함으로써, 성형이 필요하지 않은 부분의 기계적 특성을 유지하면서 동시에 판재의 성형이 필요한 부분의 연신율을 높여 성형성을 향상시킬 수 있다.
In the molding method of the magnesium plate according to the present invention,
상기 단계 1의 급속가열 열처리는 고주파, 레이저 및 할로겐 램프 등의 열원을 이용한 가열을 통하여 수행될 수 있으며, 바람직하게는 성형부위에만 가열원(Heating element)를 삽입한 온간 성형 금형을 통하여 수행될 수 있다.The rapid heating heat treatment of
이때, 상기 국부연화를 위한 급속열처리는 150 내지 400 ℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 급속열처리가 150 ℃ 미만에서 수행되는 경우, 원하는 수준의 성형성을 얻을 수 없는 문제점이 있으며, 400 ℃를 초과하는 온도에서 급속열처리가 수행되는 경우 성형성은 증가하지만 기계적 특성이 과도하게 떨어지는 문제가 있다.
At this time, the rapid heat treatment for the local softening is preferably carried out at a temperature of 150 to 400 ℃. If the rapid heat treatment is performed at less than 150 ℃, there is a problem that can not obtain the desired level of formability, if the rapid heat treatment is performed at a temperature exceeding 400 ℃ formability increases but mechanical problems are excessively deteriorated have.
상기 급속열처리는 1 내지 120초 이내에 수행됨으로써 연속공정(In-line)에서의 판재성형공정에 적합하다. 급속열처리가 수행되는 시간이 길수록 마그네슘 판재의 성형공정이 연속적이지 못하고 지연되므로 이에 따라 생산성이 떨어진다. 하지만 본 발명에 따른 성형가공법에서는 급속열처리를 통해 마그네슘 판재를 국부적으로 연화시킴으로써 연속공정을 통한 생산이 가능하며, 생산성이 향상될 수 있다.
The rapid heat treatment is performed within 1 to 120 seconds, which is suitable for the sheet forming process in an in-line process. The longer the rapid heat treatment is performed, the more delayed the forming process of the magnesium plate material, and thus the productivity decreases. However, in the molding process according to the present invention, by softening the magnesium plate locally through rapid heat treatment, production through a continuous process is possible, and productivity may be improved.
본 발명에 따른 마그네슘 판재의 성형가공법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 국부연화된 마그네슘 판재를 성형가공하는 단계이다. 단계 2의 성형가공은 판재를 적용할 분야 및 가공 정도에 따라 스탬핑, 프레스 단조 등과 같은 소성변형공정을 통하여 가공이 수행되게 되며, 이에 특별한 제한을 두지 않는다. In the molding method of the magnesium plate according to the present invention, step 2 is a step of forming the locally softened magnesium plate in
상기 단계 2의 성형은 상온 내지 400 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있으며, 가장 바람직하게는 상온에서 수행된다. 상기 범위의 온도에서 단계 2의 성형이 수행됨으로써 마그네슘 판재의 성형을 수행함과 동시에 기계적 특성을 유지할 수 있다. 또한 상기한 온도범위에서 열과 변형의 복합적인 영향에 의해 발생하는 동적재결정현상을 활용하여 성형부위의 기계적 성질이 향상되는 부가적인 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라 본 발명에 의해 성형된 마그네슘 판재는 강도가 우수한 특징이 있다.
Molding of the step 2 may be carried out at a temperature of room temperature to 400 ℃ or less, most preferably at room temperature. By performing the molding in step 2 at a temperature in the above range it is possible to maintain the mechanical properties while performing the molding of the magnesium plate. In addition, by utilizing the dynamic recrystallization phenomenon caused by the combined effect of heat and deformation in the above temperature range it can be obtained an additional effect that the mechanical properties of the molded part is improved. Accordingly, the magnesium plate formed by the present invention is characterized by excellent strength.
본 발명에 따른 마그네슘 판재의 성형가공법은 상기 단계 1의 급속열처리에 의한 국부연화와 상기 단계 2의 성형가공이 열원(Heating element)을 포함하는 금형에 의해 동시에 수행될 수 있으며, 이에 의한 연속적인 공정에 의해 생산성이 향상된다. 이때, 상기 금형의 열원은 고주파, 레이저, 할로겐 램프 등이 이용될 수 있으며, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
Molding method of the magnesium plate according to the present invention can be carried out simultaneously by the local softening by the rapid heat treatment of
또한, 본 발명은 상기 성형가공법을 통해 성형가공된 마그네슘 성형부품을 제공한다.
In addition, the present invention provides a molded magnesium molded part through the molding process.
조밀육방격자(HCP) 결정구조를 갖는 마그네슘 및 마그네슘 합금 판재는 체심입방정(BCC) 결정구조를 갖는 탄소강 및 면심입방정(FCC) 결정구조를 갖는 알루미늄합금 등에 적용되는 통상의 소성가공 공정을 이용한 판재성형이 어렵다. 이는 조밀육방정 결정구조의 특징인 낮은 대칭성과 압연공정 시 조밀면이 압연방향에 평행하게 우선적으로 배열됨으로써 나타나는 압연판재의 큰 이방성으로 인해 외부응력에 대해 작용하는 슬립계가 극히 제한되기 때문이다. 이러한 마그네슘 판재의 난성형성을 해결하기 위해서는 비조밀면 슬립계가 활성화되어 성형성이 향상되는 고온에서의 성형 또는 가공이 불가피 하며, 이에 따라 고온에서의 성형으로 원소재의 기계적 강도가 떨어지게 되는 문제점이 있었다.Magnesium and magnesium alloy sheet material having a dense hexagonal lattice (HCP) crystal structure is formed using a conventional plastic working process applied to carbon steel having a body-centered cubic (BCC) crystal structure and aluminum alloy having a face-centered cubic (FCC) crystal structure. This is difficult. This is because the slip system acting on external stress is extremely limited due to the low symmetry characteristic of the dense hexagonal crystal structure and the large anisotropy of the rolled sheet material, which is shown by the preferential arrangement of the dense surface parallel to the rolling direction during the rolling process. In order to solve such a difficult formation of magnesium plate material, forming or processing at high temperature where the non-dense surface slip system is activated to improve moldability is inevitable, and thus there is a problem that the mechanical strength of the raw material is degraded by forming at high temperature. .
하지만 본 발명에 따른 마그네슘 판재 성형부품은 성형이 필요한 부분만을 선택적으로 가열하여 성형성을 향상시키고, 성형이 필요하지 않은 부분은 가열하지 않아 가열이 되지 않은 부위는 원래의 마그네슘 판재의 기계적 특성을 유지하며 성형가공이 수행된다. 이를 통하여 마그네슘 판재를 가공하기 위해 고온의 열을 판재 전체에 가하여 기계적 특성이 저하되었던 종래의 문제를 해결하고, 마그네슘 판재의 성형성을 향상시키고 기계적 특성을 유지하거나 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
However, the magnesium plate molded part according to the present invention selectively improves the moldability by heating only the portion that needs to be molded, and the portion that does not need to be heated does not heat to maintain the mechanical properties of the original magnesium plate. And molding is performed. This solves the conventional problem that the mechanical properties are degraded by applying high-temperature heat to the whole plate to process the magnesium plate, there is an effect that can improve the formability and maintain or improve the mechanical properties of the magnesium plate.
<조밀육방격자 결정구조><Dense hexagonal lattice crystal structure>
한편, 본 발명에 따른 마그네슘 판재 성형부품은 수송기기의 차체 또는 전자제품 케이스로 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 마그네슘 판재 성형부품을 수송기기의 대면적 부품으로 이용함으로써, 수송기기의 경량화가 가능하며 이에 따라 연비가 향상되어 에너지 절감효과가 있다. 또한, 노트북 등의 전자제품에 적용함으로써 전자제품의 경량화 효과를 얻을 수 있으며 전자제품 케이스의 강도가 향상되어 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.On the other hand, the magnesium plate molded part according to the present invention can be used as a vehicle body or an electronics case of a transportation device. By using the magnesium plate molded part according to the present invention as a large-area part of the transporting device, it is possible to reduce the weight of the transporting device, thereby improving fuel economy and thus saving energy. In addition, by applying to electronic products such as notebooks, it is possible to obtain a lightening effect of the electronic products and to improve the strength of the electronics case to protect from external impact.
예를 들어, 자동차의 천장(Roof)과 같은 대면적 부품은 도장 후 열처리 공정에서 열팽창계수의 차이에 의해 발생하는 비틀림(Buckling) 등에 의해 치수 및 형상의 변화가 발생되며, 이를 최소화하기 위해 200 MPa 이상의 항복강도가 요구된다. 가공할 판재 전체를 가열하는 기존의 방법으로는 상기와 같은 높은 항복강도 값을 유지하기 어려웠지만, 차체에 본 발명에 의해 성형된 마그네슘 판재를 적용하는 경우 바람직하게는 판재의 가장자리 부위만 연신율을 높여주어 가공함으로써 차체에 적용되기 위한 항복강도 값 이상을 유지함과 동시에 원하는 형태로의 가공이 가능하며, 마그네슘 판재의 적용으로 인한 경량화로 인하여 연비 향상 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
For example, large-area parts such as a car's ceiling are subjected to changes in dimensions and shapes due to buckling caused by the difference in coefficient of thermal expansion in the heat treatment process after painting, in order to minimize 200 MPa Yield strength above is required. It is difficult to maintain such high yield strength values by the conventional method of heating the entire sheet to be processed. However, when the magnesium sheet formed by the present invention is applied to the vehicle body, it is preferable to increase the elongation only at the edge of the sheet. By processing the main body, it is possible to maintain the yield strength value to be applied to the vehicle body and to process it in the desired form, and to improve fuel efficiency and energy saving effect due to the weight reduction due to the application of magnesium plate.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are merely to illustrate the present invention, but the content of the present invention is not limited by the following examples.
<실시예 1> 고강도 마그네슘 합금 판재의 국부성형 1Example 1 Local Molding of High Strength
단계 1: 1mm 두께의 H-Temper 고강도 마그네슘 합금(AZ31-H24) 판재를 길이 150mm, 폭 15mm의 시험편으로 가공한 후, 전기저항 가열방법을 이용하여 시험편 중심부를 40 ℃/초의 가열속도로 150 ℃까지 가열하고 60초간 온도를 유지하는 국부연화 열처리를 수행하였다. 이때 가열이 이루어지는 중심부로부터 좌우 40mm까지 시험편에 점용접된 열전대를 이용하여 온도를 측정하였다.
Step 1: After processing a 1 mm thick H-Temper High Strength Magnesium Alloy (AZ31-H24) sheet into 150 mm long and 15 mm wide specimens, the center of the specimen was heated to 150 ° C. at a heating rate of 40 ° C./sec using an electrical resistance heating method. A local softening heat treatment was performed to heat to and hold for 60 seconds. At this time, temperature was measured using the thermocouple spot-welded to the test piece to the left-right 40mm from the center which heats.
단계 2: 상기 단계 1에서 국부연화된 마그네슘 판재 시험편을 0.3mm/초의 크로스헤드 속도로 파단이 일어날 때까지 일축 인장하여 고강도 마그네슘 합금 판재를 성형하였다.
Step 2: The locally softened magnesium sheet test specimen in
<실시예 2> 고강도 마그네슘 합금 판재의 국부성형 2Example 2 Local Molding of High Strength Magnesium Alloy Plate 2
상기 실시예 1의 단계 1에서 시험편 중심부를 200 ℃까지 가열하여 국부연화 열처리를 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 고강도 마그네슘 합금 판재를 성형하였다.A high-strength magnesium alloy plate was formed in the same manner as in Example 1 except that the central portion of the test piece was heated to 200 ° C. in
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
상기 실시예 1의 단계 1을 수행하지 않고, 상온에서 시험편의 파단이 일어날 때까지 일축 인장하여 고강도 마그네슘 합금 판재를 성형하였다.
Without performing
<실험예 1> 마그네슘 판재의 연신율 측정Experimental Example 1 Measurement of Elongation of Magnesium Sheet
상기 실시예 1 및 2와 비교예 1에서 성형된 고강도 마그네슘 합금 판재의 연신율을 분석하기 위하여, 시험편에 표시한 그리드의 위치 변화로부터 국부 연신율을 측정하였고, 그 결과를 도 1 및 표 1에 나타내었다.
In order to analyze the elongation of the high strength magnesium alloy sheet formed in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the local elongation was measured from the change in position of the grid indicated on the test piece, and the results are shown in FIGS. .
국부가열부에서
5mmElongation (%)
Local heating
5 mm
국부가열부에서
10mmElongation (%)
Local heating
10 mm
국부가열부에서
15mmElongation (%)
Local heating
15 mm
국부가열부에서
20mmElongation (%)
Local heating
20 mm
도 1 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 의해 일축 인장된 마그네슘 판재는 국부가열 후 변형에 의하여 국부연신율 즉, 성형성이 크게 향상되는 것으로 나타났으며, 미가열 상태로 일축인장된 비교예 1의 마그네슘 판재는 국부적인 가열에 의한 성형성 증가 효과가 나타나지 않아 AZ31 H-temper 판재가 통상적으로 나타내는 15-20%의 연신율 범위의 값을 나타내는 것을 확인하였다. 이를 통하여 본 발명에 따른 성형가공법으로 고강도 마그네슘 판재의 성형성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
As shown in FIG. 1 and Table 1, the magnesium plate material uniaxially stretched according to Example 1 and Example 2 of the present invention showed a significant improvement in local elongation, i.e., formability, due to deformation after local heating, It was confirmed that the magnesium plate of Comparative Example 1 which was uniaxially stretched in the heated state did not exhibit the effect of increasing the formability due to local heating and thus the AZ31 H-temper plate exhibited a value of the elongation range of 15-20% as ordinarily shown. Through this, it was confirmed that the molding process according to the present invention can improve the formability of the high strength magnesium sheet.
<실험예 2> 비커스 경도 측정Experimental Example 2 Vickers Hardness Measurement
본 발명의 실시예 1 및 2에 의해 국부가열이 이루어진 고강도 마그네슘 판재(H-temper)의 성형이 수행된 후, 국부가열 열원으로부터 50mm 떨어진 위치까지 비커스 경도값을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 2에 나타내었다After the molding of the high-strength magnesium plate (H-temper) subjected to local heating by Examples 1 and 2 of the present invention was performed, the Vickers hardness value was measured to a
도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 2에 의해 성형된 마그네슘 판재는 국부가열 및 성형의 복합적인 작용에 의해 성형부위의 경도값이 완전히 소둔된 마그네슘 판재(O-temper)의 경도값에 비해 매우 높은 것을 알 수 있다. 이는 고강도 마그네슘 판재(H-temper)의 국부가열 및 성형의 복합적인 작용에 의해 미세조직 내에서 발생하는 동적재결정에 의한 것으로, 본 발명에 따른 성형가공법을 이용하여 성형부위의 기계적 성질이 향상되는 부가적인 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
As shown in FIG. 2, the magnesium sheet formed in Examples 1 and 2 is compared with the hardness value of the magnesium plate (O-temper) in which the hardness value of the molded portion is completely annealed by the combined action of local heating and molding. It can be seen that it is very high. This is due to the dynamic recrystallization generated in the microstructure by the combined action of local heating and molding of high strength magnesium plate (H-temper), the addition of the improved mechanical properties of the molding site by using the molding process according to the present invention It was confirmed that an effective effect can be obtained.
<실험예 3> 주사전자현미경 분석Experimental Example 3 Scanning Electron Microscope Analysis
본 발명에 따른 실시예 1에 의해 국부가열이 수행된 고강도 마그네슘 판재(AZ31 H-temper)의 성형부위를 주사전자현미경으로 관찰화여 미세구조를 분석하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.The microstructure of the high strength magnesium plate (AZ31 H-temper) subjected to localized heating by Example 1 according to the present invention was observed by scanning electron microscope, and the results are shown in FIG. 3.
도 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에 의해 국부가열이 수행된 고강도 마그네슘 판재의 성형부위에는 가열 및 성형의 복합적인 작용에 의해 결정립계와 쌍정계면에서 광범위하게 동적재결정이 일어났고, 이에 의해 결정립 크기가 매우 작아진 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 국부가열에 의한 연화 및 성형에 의해 동적재결정현상에 의한 결정립 미세화가 나타나고, 이로 인해 가공이 필요한 부위의 성형성이 향상되며, 성형 후 성형부위의 기계적 성질이 향상됨을 확인하였다.As shown in FIG. 3, dynamic recrystallization occurred extensively in the grain boundary and twin phase interface by the combined action of heating and molding in the molded part of the high-strength magnesium plate subjected to local heating according to Example 1, and thereby grain size. It can be seen that is very small. That is, it was confirmed that the grain refinement due to the dynamic recrystallization phenomenon is caused by softening and forming by local heating according to the present invention, thereby improving the moldability of the part requiring processing and improving the mechanical properties of the molded part after molding. .
Claims (9)
상기 단계 1에서 국부연화된 마그네슘 판재를 성형가공하는 단계(단계 2)를 포함하는 국부연화 공정을 통한 고강도 마그네슘 판재의 성형가공법.
Localized softening step of heat-treating only the portion of the high-strength magnesium plate (H-temper) needs to be processed to locally increase the elongation (step 1); And
Molding method of high-strength magnesium sheet through a local softening process comprising the step (step 2) of forming a locally softened magnesium plate in step 1.
The method of claim 1, wherein the local softening of the step 1 is carried out at a temperature of 150 to 400 ℃ forming method of magnesium plate material through a local softening process.
The method of claim 1, wherein the local softening of step 1 is rapid heat treatment is carried out for 1 to 120 seconds to suit the continuous process (In-line), characterized in that the forming process of magnesium plate material through a local softening process.
The method of claim 1, wherein the heat treatment of the metal of step 1 of the magnesium alloy sheet through a local softening process, characterized in that performed by any one heat source (Heating element) selected from the group consisting of a high frequency, a laser and a halogen lamp. Molding process.
The method of claim 1, wherein the molding process of step 2 is carried out at a temperature of room temperature to 400 ℃ a molding process of the magnesium alloy sheet through a local softening process.
The method of claim 1, wherein the forming process of step 2 is carried out through any one process selected from the group consisting of stamping, pressing forging and bending (bending) process. Forming process of magnesium alloy plate through the process.
The method of claim 1, wherein the local softening of step 1 and the molding process of step 2 are performed simultaneously by a mold including a heating element.
A magnesium alloy molded part molded by the molding process according to any one of claims 1 to 7.
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