KR20150090380A - Method of manufacturing Mg alloy with good formability - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 성형성이 우수한 마그네슘 합금 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 Mg-Zn계 합금에 저가의 새로운 합금원소를 첨가하여, 제조원가 측면에서 유리하고 성형성을 크게 향상시킬 수 있는 고성형성의 마그네슘 합금 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnesium alloy having excellent moldability and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method for manufacturing a magnesium alloy having excellent moldability, And a method for producing the magnesium alloy.
통상적으로 마그네슘 합금은 알루미늄 합금에 비해 약 2/3의 밀도를 지니는 초경량 구조용 재료로 주조성, 기계가공성이 우수하며, 진동 및 충격, 전자파에 대한 흡수능이 탁월한 장점을 갖고 있어 마그네슘 합금 개발 및 제조 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In general, magnesium alloy is an ultra-light structural material with a density of about 2/3 of that of aluminum alloy. It is excellent in casting and machinability. It has excellent absorption ability against vibration, impact and electromagnetic wave. Are being studied actively.
또한 전기전도도, 열전도도 등에서도 우수한 성질을 갖기 때문에 자동차, 항공기 등의 연비 향상이 필요한 장치산업과 방위산업, 그리고 노트북, 휴대폰 등의 휴대용 전자기 부품의 케이스 류에 활용이 가능하다. In addition, it has excellent properties in electric conductivity and thermal conductivity, so it can be used in the device industry that needs improvement of fuel efficiency of automobile and aircraft, the defense industry, and the case of portable electromagnetic parts such as notebooks and mobile phones.
그러나 이러한 우수한 특성을 갖는 매력적인 재료임에도 불구하고 성형의 어려움과 상대적으로 낮은 강도로 인해 그 사용이 제한되고 있는 문제가 있었다.However, despite the attractive materials having such superior properties, there is a problem that the use thereof is limited due to the difficulty of molding and the relatively low strength.
지금까지 마그네슘을 이용한 판재용 합금은 알루미늄(Al)-아연(Zn)계 합금에 칼슘(Ca), 지르코늄(Zr) 등의 여러 가지 원소들을 첨가하여 제조한 AZ31 합금이 주를 이루고 있고, 현재도 AZ31합금의 성능 향상을 위한 연구가 많이 진행되고 있다.Up to now, alloys for plate materials using magnesium have been mainly made of AZ31 alloy, which is made by adding various elements such as calcium (Ca) and zirconium (Zr) to aluminum (Al) Researches for improving the performance of AZ31 alloy have been made.
그러나 상기 AZ31합금의 근본적인 성형능 향상을 위한 연구는 고유의 AZ31 합금이 갖는 성형능 보다 크게 주목받게 향상되지 못하고 있는 실정이었으며, 또한 기존의 AZ31 상용 합금은 상온에서 최대인장강도 및 연신율이 각각 245MPa과 10% 정도여서 성형성 및 강도를 동시에 더욱더 향상시킨 새로운 마그네슘 합금의 개발이 절실히 요구되고 있었다.However, the research for improving the basic molding ability of the AZ31 alloy has not been remarkably improved than that of the original AZ31 alloy, and the conventional AZ31 commercial alloy has a maximum tensile strength and elongation at room temperature of 245 MPa It has been urgently required to develop a new magnesium alloy which is about 10% so that the moldability and the strength can be further improved at the same time.
한편, 상온에서 비교적 성형성이 우수한 마그네슘 합금을 제조하기 위해서는 AZ31합금에 Ag(은)이나 세륨(Ce) 등 고가의 희토류원소(RE)를 첨가해야 그 특성의 뚜렷한 향상을 나타낼 수 있다. On the other hand, in order to produce a magnesium alloy having excellent moldability at room temperature, it is necessary to add an expensive rare earth element (RE) such as Ag (silver) or cerium (Ce) to AZ31 alloy.
따라서 지금까지 이를 극복하기 위하여 Ag, RE 등의 첨가는 성형능 향상에 영향을 미치나, 마그네슘 합금의 제조원가 상승과 맞물려 마그네슘 합금의 시장수요가 발생할 수 없게 하는 직접적인 요인으로 작용하였다.Therefore, the addition of Ag, RE, etc. to overcome this has a direct effect on the improvement of the moldability, but the market demand of the magnesium alloy can not be generated due to the increase of the manufacturing cost of the magnesium alloy.
또한, 강도를 향상시키기 위해 일반적으로 Al의 함량을 6~9%의 무게비 만큼 많이 첨가된 AZ61, AZ80 등의 합금을 제조하여 사용하고 있으나, 이들은 각각 250~320MPa의 최대인장 강도와 6~7%의 연신특성을 갖는 것으로 보고되고 있기에 고강도 합금으로는 적합하나, 성형성이 우수한 마그네슘 합금을 요구하는 시장 상황에 비춰 볼 때 많이 불리하였다.In order to improve the strength, alloys such as AZ61 and AZ80, which are generally added in a weight ratio of 6 to 9%, are prepared and used. However, they have a maximum tensile strength of 250 to 320 MPa and a tensile strength of 6 to 7% , It is suitable as a high strength alloy. However, it is disadvantageous in view of the market situation requiring a magnesium alloy having excellent moldability.
아울러 Mg-Zn계 합금은 마그네슘 합금 중 시효강화 효과가 가장 우수하고, 적절한 시효처리 공정 후에 고강도와 고연성을 갖는 합금을 얻을 수 있지만, Zn 첨가 함량에 따라 주조시 미소기공의 생성될 수 있는 단점이 있고, 미세립 결정립도를 갖는 합금을 설계하기 어렵다. In addition, the Mg-Zn based alloy has the most excellent aging strength among magnesium alloys, and an alloy having high strength and high ductility can be obtained after an appropriate aging treatment. However, there is a disadvantage And it is difficult to design an alloy having fine grain lattice grains.
따라서 이를 극복하기 위해 Zr, RE, Th, Cu, Ca 등의 새로운 합금 원소를 첨가하는 연구들이 진행되어 왔지만 근본적으로 성형성을 향상된 Mg-Zn계 합금 개발보다는 고강도의 특성을 갖는 합금으로 그 개발에 한계가 있었다.
In order to overcome this problem, studies have been made to add new alloying elements such as Zr, RE, Th, Cu, and Ca, but the development of Mg- There was a limit.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 통상적으로 적용되어온 Mg-Al-Zn계열의 합금에서 벗어나 고성형성 마그네슘 합금으로 개발된 Mg-Zn계 합금에 저가의 미시메탈(MM)과 주석(Sn) 등의 합금원소를 첨가하여 제조원가 측면에서 경제적이고 성형성이 탁월하게 향상된 마그네슘 합금 및 그의 제조방법 제공을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a Mg-Zn-based alloy developed from a commonly used Mg-Al- (Sn) and the like, which are economical in terms of the production cost, and are remarkably improved in moldability, and a method for producing the magnesium alloy.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일실시 예에 따른 마그네슘의 제조방법은 상술한 목적들을 달성하기 위하여, 마그네슘이 용해된 마그네슘 용탕에 일정 중량%의 합금원소를 용융시키는 단계, 상기 합금원소가 용융된 마그네슘 용탕을 일정시간 동안 교반하는 단계, 교반된 상기 마그네슘 용탕을 일정온도에서 안정화시키는 단계, 안정화된 상기 마그네슘 용탕을 냉각시켜 일정형상의 마그네슘 합금을 제조하는 단계 및 제조된 상기 마그네슘 합금의 균질화 및 표면 처리하는 단계를 포함하되, 상기 합금원소는 아연, 주석, 미시메탈 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상의 합금원소로 이루어질 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing magnesium, comprising the steps of: melting an alloy element of a predetermined weight percent in a magnesium melt in which magnesium is dissolved; heating the molten magnesium melt to a predetermined time Stirring the molten magnesium to stabilize the magnesium melt at a predetermined temperature, cooling the stabilized magnesium melt to produce a magnesium alloy having a predetermined shape, and homogenizing and surface-treating the magnesium alloy thus prepared The alloy element may be composed of three or more alloying elements selected from the group consisting of zinc, tin, micro metal and manganese.
바람직하게는 상기 합금원소는 아연 1~3중량%, 주석 0.01~1중량%, 미시메탈 0.01~1중량% 및 망간 0~1중량%로 첨가되며 나머지 중량%는 마그네슘으로 이루어지질 수 있다.Preferably, the alloy element is added in an amount of 1 to 3% by weight of zinc, 0.01 to 1% by weight of tin, 0.01 to 1% by weight of misal metal and 0 to 1% by weight of manganese, and the balance of the weight of magnesium may be magnesium.
바람직하게는 상기 마그네슘 용탕의 표면에는 상기 합금원소가 용융되기 전에 CO2 + 0.3~0.5%SF6의 혼합가스가 분당 1ℓ의 유량으로 도포될 수 있으며, 상기 마그네슘 용탕을 일정시간 동안 교반하는 단계는 5 ~ 10분 동안 아르곤 가스를 투입하면서 교반될 수 있다.Preferably, on the surface of the magnesium molten metal, before the alloy element melts, CO 2 A mixed gas of +0.3-0.5% SF 6 may be applied at a flow rate of 1 L / min. In the step of stirring the magnesium melt for a predetermined time, the argon gas may be stirred for 5 to 10 minutes.
바람직하게는 제조된 상기 마그네슘 합금의 균질화 및 표면 처리하는 단계는 350℃에서 2시간 동안 균질화 처리 후 급냉한 다음 200℃에서 6 ~ 12시간 동안 열처리 되고 밀링선반으로 표면 처리될 수 있다.
Preferably, the step of homogenizing and surface-treating the magnesium alloy is quenched after being homogenized at 350 ° C for 2 hours, then heat-treated at 200 ° C for 6-12 hours and surface-treated with a milling lathe.
본 발명의 실시 예에 따른 마그네슘 합금은 통상적으로 적용되어온 Mg-Al-Zn계열의 합금에서 벗어나 고성형성 마그네슘 합금으로 개발된 Mg-Zn계 합금에 저가의 미시메탈(MM)과 주석(Sn) 등의 합금원소를 첨가하여 제조원가 측면에서 경제적이고 성형성이 탁월하게 향상된 우수한 효과가 있다.
The magnesium alloy according to the embodiment of the present invention is a Mg-Zn based alloy which is developed from a Mg-Al-Zn based alloy, which has been conventionally applied as a high-strength magnesium alloy, and low-cost mis- metal (MM) and tin The present invention is economical in terms of the production cost and has excellent excellent moldability.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 마그네슘 합금의 제조방법의 전체 공정도다.
도 2는 도 1에 의해 제조되는 마그네슘 합금을 시험편으로 하여 인장강도를 측정한 결과를 보여주는 이미지다.1 is an overall process diagram of a method for manufacturing a magnesium alloy according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an image showing tensile strength measured using the magnesium alloy produced in Fig. 1 as a test piece. Fig.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다. The term used in the present invention is a general term that is widely used at present. However, in some cases, there is a term selected arbitrarily by the applicant. In this case, the term used in the present invention It is necessary to understand the meaning.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
이와 관련하여 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 마그네슘 합금의 제조방법의 전체 공정도이며, 도 2는 도 1에 의해 제조되는 마그네슘 합금을 시험편으로 하여 인장강도를 측정한 결과를 보여주는 이미지다.FIG. 1 is an overall process diagram of a method of manufacturing a magnesium alloy according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the results of measurement of tensile strength of a magnesium alloy, All.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은 마그네슘이 용해된 마그네슘 용탕에 일정 중량%의 합금원소를 용융시키는 단계(S100)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a magnesium alloy having excellent moldability according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step (S100) of melting a predetermined amount of an alloy element in a magnesium melt in which magnesium is dissolved.
이때, 상기 마그네슘 용탕은 순도 99.9wt% 이상의 순 마그네슘 괴를 적당한 크기로 절단한 후 도가니에 장입(裝入)하고 마그네슘이 장입된 도가니를 700℃까지 가열하여 상기 마그네슘을 용해시킴으로써 얻어진다.At this time, the magnesium melt is obtained by cutting a pure magnesium ingot having a purity of 99.9 wt% or more into a proper size, charging it into a crucible, and melting the magnesium by heating the crucible charged with magnesium to 700 ° C.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은 마그네슘 합금의 성형성 및 연신율, 항복강도, 인장강도 등과 같은 기계적 특성을 향상시키고자 상술한 마그네슘 용탕에 일정 중량%의 합금원소가 첨가되어 용융된다. Meanwhile, a method of manufacturing a magnesium alloy having excellent moldability according to an exemplary embodiment of the present invention is a method of manufacturing a magnesium alloy having a predetermined weight percentage of the magnesium alloy to improve mechanical properties such as moldability, elongation, yield strength, tensile strength, The alloy element is added and melted.
이때, 상기 합금원소는 상기 마그네슘 합금의 성형성 및 기계적 특성을 향상시키기 위한 다양한 원소를 첨가할 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서 상기 합금원소는 아연, 주석, 미시메탈 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상의 합금원소로 이루어지고, 바람직하게는 상기 합금원소는 아연 1~3중량%, 주석 0.01~1중량%, 미시메탈 0.01~1중량% 및 망간 0~1중량%로 첨가되며 나머지 중량%는 마그네슘으로 이루어진다.At this time, various elements for improving the moldability and mechanical properties of the magnesium alloy may be added to the alloy element. In an embodiment of the present invention, the alloy element includes zinc, tin, Preferably, the alloy element is added in an amount of 1 to 3% by weight of zinc, 0.01 to 1% by weight of tin, 0.01 to 1% by weight of mis-metal and 0 to 1% by weight of manganese, % Consists of magnesium.
이처럼 첨가되는 합금원소의 중량%를 상술한 바와 같이 한정하는 이유는 다음과 같다.The reasons for limiting the weight percentage of the alloying element added as described above are as follows.
먼저, 마그네슘 합금에서 아연(Zn)의 첨가는 시효처리 시에 생성하는 석출상에 의한 강화를 목적으로 마그네슘 기지 내에 최대 6~7중량% 내외로 고용되는 것으로 알려져 있으며 특히, Zr이나 희토류 원소(Rare Earth : RE) 등과 동시에 첨가하면 석출강화 효과가 크기 때문에 고강도 마그네슘 합금을 설계할 때 많이 사용된다.First, the addition of zinc (Zn) in the magnesium alloy is known to be solved at a maximum of about 6 to 7 wt% in the magnesium matrix for the purpose of strengthening by the precipitation phase generated during the aging treatment. In particular, Zr or a rare earth element Earth: RE), it is widely used for the design of high strength magnesium alloys.
한편, 3중량% 초과 첨가시 열처리 후에 침상 석출상을 형성시키는 것으로 알려져 있기 때문에 성형성이 우수한 마그네슘 합금 설계에는 3중량% 이하의 Zn을 첨가하는 것이 바람직하므로 본 발명에서는 Zn의 첨가범위는 1~3중량%로 한정됨을 특징으로 한다.On the other hand, it is known that when added in an amount of more than 3% by weight, it forms a precipitate phase after heat treatment. Therefore, it is preferable to add 3% by weight or less of Zn to a magnesium alloy having excellent moldability. 3% by weight.
한편, 주석(Sn)은 주로 알루미늄이 포함된 마그네슘 합금에 첨가되는 것으로 알려져 있으며, 마그네슘 합금 제작에 따른 주석의 고용범위는 14중량% 내외로 알려져 있다. On the other hand, it is known that tin (Sn) is mainly added to a magnesium alloy containing aluminum, and the solubility range of tin due to the production of magnesium alloy is known to be about 14 wt%.
주석이 첨가된 마그네슘 합금은 열간가공 시 균열발생을 억제시키고 연신율 증가에 효과가 있는 것으로 알려져 있으나, 주석 첨가의 량이 증가하면 압연 공정에서 압연 롤 관리에 곤란함이 발생하며 주석이 포함된 마그네슘 합금의 온간 압연시 압연 롤에 마그네슘 피막층이 형성되어 연속작업이 어렵다는 문제점이 있다.The tin-added magnesium alloys are known to have an effect of suppressing cracking during hot working and increasing elongation. However, when the amount of tin added increases, it becomes difficult to control the rolling roll in the rolling process, and magnesium alloy containing tin There is a problem in that the magnesium coating layer is formed on the rolling roll during hot rolling, and continuous operation is difficult.
이에 본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위해 주석의 첨가범위를 0.01~1중량% 범위로 한정하였으며, 이를 통해 알루미늄이 첨가된 고강도 마그네슘 합금의 압출성, 압연성 및 성형성을 크게 향상시킨다.Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention limits the addition range of tin to 0.01 to 1 wt%, thereby greatly improving the extrudability, rolling property and formability of a high strength magnesium alloy to which aluminum is added.
한편, 마그네슘 합금에서 희토류 원소(Rare Earth : RE)의 첨가는 주로 고온 강도 및 내크리프(creep) 특성을 향상시키는 목적으로 사용되어 왔으며, 이트륨(Y), 토륨(Th), 세륨(Ce) 등이 마그네슘 합금 설계 시 많이 이용되는 대표적인 희토류 원소이다. On the other hand, the addition of rare earth elements (RE) in magnesium alloys has been mainly used for improving high temperature strength and creep characteristics, and it has been known that yttrium (Y), thorium (Th), cerium This is a typical rare earth element that is widely used in the design of magnesium alloys.
상기 희토류 원소를 첨가함으로써 우수한 물성을 갖는 마그네슘 합금을 설계할 수 있으나, 희토류 원소를 첨가에 따른 제조원가의 상승은 마그네슘 합금의 시장 진입에 최대의 걸림돌로 작용하기에 정제된 고가의 희토류 원소를 적용한 상용 마그네슘 합금 개발은 적합하지 않다. The addition of the rare earth element makes it possible to design a magnesium alloy having excellent physical properties. However, the increase in the manufacturing cost due to the addition of the rare earth element serves as the greatest obstacle to the entry of the magnesium alloy into the market. Therefore, Development of magnesium alloys is not appropriate.
따라서 본 발명의 일실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은에서는 고가의 희토류 원소를 배제하고, 그와 비슷한 특성을 확보할 수 있는 미시메탈(misch metal)을 첨가하여 우수한 특성의 마그네슘 합금을 제조함을 특징으로 한다.Therefore, in the method of manufacturing a magnesium alloy excellent in moldability according to an embodiment of the present invention, a rare earth element is excluded, and a misch metal capable of securing similar properties is added, Alloy. ≪ / RTI >
이때, 첨가되는 상기 미시메탈은 세륨(Ce)계 미시메탈로 30 ~ 60중량%의 세륨을 함유하고 있다.At this time, the misimmetal added is cerium (Ce) based micrometal containing 30 to 60 wt% of cerium.
한편, 통상적으로 사용되는 세륨계 미시메탈은 수많은 산화물을 포함하고 있어 마그네슘 용해 시 그 사용이 제한적이어야 하므로 본 발명에 있어서 상기 세륨계 미시메탈의 첨가 범위는 0.01 ~ 1중량%로 한정된다.On the other hand, commonly used cerium-based micrometals contain a large number of oxides, and their use in dissolving magnesium is limited. Therefore, the range of addition of cerium-based micrometals in the present invention is limited to 0.01 to 1 wt%.
아울러, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은 첨가되는 합금원소로 망간을 더 포함한다.In addition, the method of manufacturing a magnesium alloy having excellent moldability according to an embodiment of the present invention further includes manganese as an alloying element to be added.
이때, 상기 망간은 알루미늄과 함께 아연(Zn) 대체효과가 있으며, 고용강화 효과가 크고 알루미늄과 내식성을 해치지 않은 화합물을 형성하는 특성이 있다. At this time, the manganese has the effect of substituting zinc (Zn) with aluminum, forming a compound which has a strong solid solution strengthening effect and does not harm aluminum and corrosion resistance.
한편, 마그네슘 합금에서 최대 고용범위 2.2중량% 정도인 망간(Mn)은 마그네슘 합금에서 내식성을 향상시키는 특징이 있는데, 그 이유는 망간이 철 또는 그 외의 중금속 원소와 결합하여 내식성에 비교적 무해한 금속 화합물을 형성하기 때문이다. On the other hand, manganese (Mn) having a maximum employment range of about 2.2% by weight in the magnesium alloy has a feature of improving the corrosion resistance in the magnesium alloy because manganese is combined with iron or other heavy metal elements to form a metal compound which is relatively harmless to corrosion resistance .
따라서 망간의 첨가로 인해 용해 시 미시메탈이나 마그네슘 잉곳(Ingot) 등으로부터 유입될 수 있는 철(Fe)에 의한 내식성 저하를 막기 위해 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 0~1중량%의 망간이 첨가됨을 특징으로 한다.Therefore, in order to prevent corrosion resistance due to iron (Fe) which can be introduced from micro metal or magnesium ingot during melting due to the addition of manganese, in a preferred embodiment of the present invention, 0 to 1 wt% of manganese is added .
이때, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은 상기 마그네슘 용탕의 온도가 680 ~ 730℃일 때 상기 합금원소가 첨가되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 적절한 온도범위에서 첨가될 수 있음은 물론이다.At this time, in the method of manufacturing a magnesium alloy having excellent moldability according to an embodiment of the present invention, the alloy element is added when the temperature of the molten magnesium is 680 to 730 ° C, but not always limited thereto, Of course.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은 상기 합금원소가 상기 마그네슘 용탕에 용융되기 전에 CO2 + 0.3~0.5%SF6의 혼합가스를 분당 1ℓ의 유량으로 상기 마그네슘 용탕 표면에 도포하며, 상술한 바와 같이 CO2 + 0.3~0.5%SF6의 혼합가스를 분당 1ℓ의 유량으로 도포하는 무용제 용해법을 수행함으로써 상기 마그네슘 용탕의 표면을 보호한다.On the other hand, CO 2 production process of a magnesium alloy excellent in formability, according to one embodiment of the present invention prior to the said alloying elements to the molten magnesium in the molten metal + 0.3 to 0.5% SF 6 was applied to the surface of the magnesium molten metal at a flow rate of 1 L / min, and as described above, CO 2 + 0.3 to 0.5% SF 6 is applied at a flow rate of 1 L / min to protect the surface of the magnesium molten metal.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은 상기 합금원소가 용융된 마그네슘 용탕을 일정시간 동안 교반하는 단계(S200)를 포함한다.Meanwhile, a method of manufacturing a magnesium alloy having excellent moldability according to an embodiment of the present invention includes a step (S200) of stirring the molten magnesium melt of the alloy element for a predetermined period of time.
이때, 상기 합금원소가 용융된 마그네슘 용탕을 일정시간 동안 교반하는 단계(S200)는 다양한 교반기 또는 교반방식을 이용할 수 있음은 물론이나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 아르곤(Ar) 가스를 투입할 수 있는 교반기를 이용하여 5 ~ 10분 동안 교반됨을 특징으로 한다.At this time, in step S200 of stirring the molten magnesium molten metal for a predetermined time, various stirrers or stirring methods may be used. However, in an embodiment of the present invention, when argon (Ar) gas is supplied And the mixture is stirred for 5 to 10 minutes using a stirrer.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 고성형성을 갖는 고강도 마그네슘 합금의 제조방법은 교반된 상기 마그네슘 용탕을 일정온도에서 안정화시키는 단계(S300)를 포함하는데, 이때 안정화시키는 단계(S300)는 700 ~ 750℃의 로 내에서 20분 동안 교반된 상기 마그네슘 용탕을 안정화시킨다.Meanwhile, a method of manufacturing a high-strength magnesium alloy having solidification according to an embodiment of the present invention includes stabilizing the molten magnesium melt at a predetermined temperature (S300), wherein the stabilizing step (S300) The magnesium melt stirred for 20 minutes in a furnace at 750 DEG C is stabilized.
그리고 안정화된 상기 마그네슘 용탕은 냉각되어 일정형상의 마그네슘 합금으로 제조(S400)되는데, 이때 마그네슘의 합금의 형상은 빌렛(billet) 또는 슬라브(slab)를 포함하는 다양한 형상으로 제조될 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.The stabilized magnesium molten metal is cooled and formed into a magnesium alloy having a predetermined shape (S400). At this time, since the shape of the alloy of magnesium can be variously formed including billets or slabs, There is no limitation.
마지막으로 본 발명의 일실시 예에 따른 고성형성을 갖는 고강도 마그네슘 합금의 제조방법은 제조된 상기 마그네슘 합금의 균질화 및 표면 처리하는 단계(S500)를 포함한다. Finally, a method for manufacturing a high-strength magnesium alloy having solidification according to an embodiment of the present invention includes a step S500 of homogenizing and surface-treating the magnesium alloy.
이때, 상기 마그네슘 합금의 균질화 및 표면 처리하는 단계(S500)는 다양한 방식 또는 방법들을 통해 수행될 수 있음은 물론이나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 상기 마그네슘 합금을 350℃에서 2시간 동안 균질화 처리 후 급냉한 다음 200℃에서 6 ~ 12시간 동안 열처리 되고 밀링선반을 이용하여 표면 가공처리된다.
At this time, step S500 of homogenizing and surface-treating the magnesium alloy may be performed through various methods or methods. However, in a preferred embodiment of the present invention, the magnesium alloy is homogenized at 350 DEG C for 2 hours Quenched and then heat treated at 200 ° C for 6 to 12 hours and surface treated using a milling lathe.
이하에서는 상술한 본 발명의 일실시 예 또는 바람직한 실시 예를 통해 제조된 마그네슘 합금의 물성 측정결과에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the results of measurement of the physical properties of the magnesium alloy produced through one embodiment or the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
이와 관련하여 먼저, 상술한 방법으로 제조된 마그네슘 합금의 연신율, 항복강도 및 인장강도 측정을 위해 상기 마그네슘 합금 슬라브(slab)를 350℃로 가열된 전기로에서 12시간 동안 균질화 처리하고, 대기 중에서 공랭 시킨후 압연을 하였다. In order to measure the elongation, yield strength and tensile strength of the magnesium alloy produced by the above-described method, the magnesium alloy slab was homogenized in an electric furnace heated to 350 ° C for 12 hours, and air-cooled Followed by rolling.
이때, 압연공정은 300℃에서 압하율 20%로 최종 두께 0.5mm까지 반복 온간압연하였으며, 압연을 통해 얻은 상기 마그네슘 합금 판재를 150℃에서 30분간 어닐링 처리한 후, 제조된 마그네슘 판재의 물성을 만능시험기를 이용하여 분석하였다.At this time, the rolling process was repeatedly warm-rolled to a final thickness of 0.5 mm at a reduction rate of 20% at 300 DEG C, annealed at 150 DEG C for 30 minutes at the magnesium alloy sheet obtained through rolling, and then the properties of the magnesium sheet And analyzed using a tester.
이때, 변형속도를 변수로 하여 상온에서 일축 인장시험을 하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]과 같다.
At this time, uniaxial tensile test was performed at room temperature with the strain rate as a variable, and the results are shown in Table 1 below.
시편번호
Specimen Number
(mm/s)Strain rate
(mm / s)
(℃)Temperature
(° C)
(%)Elongation
(%)
(N/mm2)
Yield strength
(N / mm 2 )
(N/mm2)The tensile strength
(N / mm 2 )
시험방법
Test Methods
통상적으로 제조되는 마그네슘 합금 판재는 AZ31합금으로 상온에서 변형속도에 따라 15~20%의 연신특성을 갖는 것으로 보고되고 있으나, 본 발명에서 개발된 성형성이 우수한 마그네슘 판재의 경우, 상기 [표 1]에 나타난 바와 같이 상온에서 변형속도에 따라 약 30~56%의 우수한 연신특성을 갖는다.It is reported that a magnesium alloy sheet which is conventionally manufactured has an elongation of 15 to 20% at a room temperature due to the strain rate of AZ31 alloy. However, in the case of the magnesium plate having excellent moldability developed in the present invention, , It has an excellent stretching property of about 30 to 56% at a room temperature according to the strain rate.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 성형성이 우수한 마그네슘 합금의 제조방법은 Mg-Zn계 합금에 저가의 미시메탈(MM)과 주석(Sn) 등의 합금원소를 첨가하여 제조원가 측면에서 경제적이고 성형성이 탁월하게 향상된 마그네슘 합금을 제조할 수 있다.
As a result, the manufacturing method of magnesium alloy having excellent moldability according to the embodiment of the present invention is economical in terms of manufacturing cost by adding low-cost alloying elements such as micro metal (MM) and tin (Sn) to Mg- Magnesium alloy with excellent properties can be produced.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
Claims (6)
상기 합금원소가 용융된 마그네슘 용탕을 일정시간 동안 교반하는 단계;
교반된 상기 마그네슘 용탕을 일정온도에서 안정화시키는 단계;
안정화된 상기 마그네슘 용탕을 냉각시켜 일정형상의 마그네슘 합금을 제조하는 단계; 및
제조된 상기 마그네슘 합금의 균질화 및 표면 처리하는 단계를 포함하되,
상기 합금원소는 아연, 주석, 미시메탈 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상의 합금원소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 제조방법.
Melting a predetermined amount of an alloy element in a magnesium molten magnesium in which magnesium is dissolved;
Stirring the molten magnesium melt of the alloy element for a predetermined period of time;
Stabilizing the stirred magnesium melt at a predetermined temperature;
Cooling the stabilized magnesium melt to produce a magnesium alloy having a predetermined shape; And
And homogenizing and surface-treating the magnesium alloy,
Wherein the alloy element is composed of at least three alloy elements selected from the group consisting of zinc, tin, micro-metal and manganese.
상기 합금원소는 아연 1~3중량%, 주석 0.01~1중량%, 미시메탈 0.01~1중량% 및 망간 0~1중량%로 첨가되며 나머지 중량%는 마그네슘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the alloy element is added in an amount of 1 to 3% by weight of zinc, 0.01 to 1% by weight of tin, 0.01 to 1% by weight of misal metal and 0 to 1% by weight of manganese, and the balance of magnesium is composed of magnesium Way.
상기 마그네슘 용탕의 표면에는 상기 합금원소가 용융되기 전에
CO2 + 0.3~0.5%SF6의 혼합가스가 분당 1ℓ의 유량으로 도포되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 제조방법.
The method according to claim 1,
On the surface of the magnesium molten metal, before the alloy element is melted
CO 2 + 0.3 to 0.5% SF 6 is applied at a flow rate of 1 liter per minute.
상기 마그네슘 용탕을 일정시간 동안 교반하는 단계는 5 ~ 10분 동안 아르곤 가스를 투입하면서 교반되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of stirring the magnesium molten metal for a predetermined period of time is carried out while charging argon gas for 5 to 10 minutes.
제조된 상기 마그네슘 합금의 균질화 및 표면 처리하는 단계는 350℃에서 2시간 동안 균질화 처리 후 급냉한 다음 200℃에서 6 ~ 12시간 동안 열처리 되고 밀링선반으로 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of homogenizing and surface-treating the magnesium alloy is performed by homogenizing at 350 ° C for 2 hours, followed by quenching, followed by heat treatment at 200 ° C for 6 to 12 hours and surface treatment with a milling lathe. .
상기 마그네슘 합금의 제조방법으로 제조되는 마그네슘 합금.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
A magnesium alloy produced by the method of manufacturing the magnesium alloy.
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|---|---|---|---|
| KR1020140010784A KR20150090380A (en) | 2014-01-28 | 2014-01-28 | Method of manufacturing Mg alloy with good formability |
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|---|---|---|---|---|
| WO2019027188A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | 주식회사 포스코 | Magnesium alloy sheet and manufacturing method therefor |
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2014
- 2014-01-28 KR KR1020140010784A patent/KR20150090380A/en not_active Application Discontinuation
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