WO2013147406A1 - 마그네슘 합금의 결정립 미세화제 및 미세화 방법, 이를 이용한 마그네슘 합 금의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금 - Google Patents

마그네슘 합금의 결정립 미세화제 및 미세화 방법, 이를 이용한 마그네슘 합 금의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금 Download PDF

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magnesium alloy
grain
alloy
magnesium
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유봉선
김영민
김하식
배준호
임창동
박성혁
문병기
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한국기계연구원
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
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    • C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to a grain refiner and a refinement method of a magnesium alloy, a method for producing a magnesium alloy using the same and a magnesium alloy produced accordingly.
  • Magnesium is a metal with a specific gravity of 1.74. It is not only the lightest metal among metal materials but also has excellent specific strength, dimensional stability, electromagnetic shielding, and heat dissipation. However, magnesium is used in the form of alloys with various elements because general properties are not suitable for use as structural materials in terms of strength and corrosiveness. Most of the magnesium alloys are Hexagonal Close Packed lattice (HCP) structures, and the conventional metal materials with Body Centered Cubic lattice (BCC) or Face Centered Cubic lattice (FCC) structures In comparison, it is classified as a hard-working material with low ductility and low plasticity. Therefore, industrially used magnesium alloy is used in casting form instead of forging form.
  • HCP Hexagonal Close Packed lattice
  • BCC Body Centered Cubic lattice
  • FCC Face Centered Cubic lattice
  • Grain refiners added during the casting of magnesium alloys exhibit various advantages such as improved mechanical properties, reduced casting defects, improved segregation suppression formability, and improved surface properties, as with conventional metals.
  • Most commercially available magnesium alloys are similar to the AZ-based magnesium alloys, which are corrosion-resistant magnesium (3 ⁇ 4) -aluminum (A1) -zinc (Zn) -based, and the AM-based magnesium alloys, which are ductile (Mg) -aluminum (A1) -based. It contains aluminum, and the grain refining mechanism of aluminum-containing magnet alloys currently includes heterogeneous nuclei theory and carbon segregation 0 ⁇ 0 ].
  • the heterogeneous nucleation theory is based on the combination of aluminum and carbon in the molten metal by adding various inorganic compound gases containing carbon in the molten metal to form carbides, and these particles act as nucleated particles on the magnesium base in the molten metal.
  • the theory is that this is micronized.
  • the theory of carbon segregation is the theory that the carbon element administered to the molten metal becomes micronized by segregating at the liquid-liquid interface as the initial uncured grain grows and inhibits grain growth.
  • the El final process was developed in Germany in 1942.
  • the ferrous chloride (FeCl 3 ) was added to the molten metal at 740 " C to 780 I: near the surface to refine the particles, or the iron (Fe) was added to the alloy.
  • the carbon addition method is divided into a method of directly adding fine carbon powder to a molten metal and a method of adding an inorganic compound containing carbon. It is known to be the most important micronization method in magnesium fe) -aluminum (M) based alloys because it does not need to raise the molten metal to a high temperature and is economically superior to the superheat treatment method.
  • the method of directly injecting carbon directly into carbon contains fine carbon powder containing carbon, activated carbon, etc.
  • a method of dosing there is a disadvantage that the carbon powder is not uniformly dispersed during the dosing and most of it floats on the molten metal so that the miniaturization efficiency is inferior, and thus, the method of injecting the molten metal in the form of an inorganic compound is more widely used.
  • Patent 10-0836599 describes magnesium alloy casting Provided are a grain refiner of ash and a method of refinement thereof.
  • the fine powder addition process of adding magnesium carbonate (MgC0 3 ) powder in an amount of 0.5% by weight to 5.0% by weight of the molten metal at a temperature of 650 ° C. to 760 ° C. and; A casting process of casting after maintaining for at least 5 minutes after the addition of the refiner; It provides a method for grain refinement of a magnesium alloy cast material comprising a.
  • the magnesium carbonate powder is added to the magnesium molten metal according to the above micronization method, it provides an excellent micronization effect and provides an environmentally friendly grain refining agent and a micronization method of the magnesium alloy casting material, but adds magnesium carbonate powder to the molten metal in a bulk process.
  • the reaction can proceed vigorously by using a high-coefficient magnesium carbonate in the form of a powder having a large surface area
  • the micronizing agent may not be uniformly mixed to the lower part of the molten metal, and the vigorous reaction is a process such as explosion There is a problem that causes danger.
  • the Republic of Korea Patent Publication 10-2009-0036239 provides a method for refining grains of magnesium alloy.
  • the inventors of the present invention while conducting research to solve the problem of adjusting the reaction rate of the grain refining agent in the molten metal and the problem of releasing harmful substances, carbon powder or metal powder in the form of inorganic compounds containing carbon Magnesium alloy with environmentally friendly reaction rate of molten metal when it is added to the molten metal by mixing with the carbonate-based powder into powder form, pellet form, rod form or wire form. It was confirmed that the crystals can be refined and the present invention was completed.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a magnesium alloy using the grain refining agent of the magnesium alloy.
  • Still another object of the present invention is to provide a magnesium alloy prepared according to the above method.
  • magnesium alloy grain refiner comprising a carbonate-based powder and other powder having a decomposition temperature of 150 ° C to 780 ° C
  • the carbonate-based powder is added in 30% to 70% by volume of the total magnesium alloy grain refiner volume,
  • a first powder which is a carbon powder or
  • Magnesium alloy grains fine characterized in that the mixture of one or two or more second powder selected from the group consisting of the first powder and carbide powder, nitride powder, sulfide powder, boride powder and intermetallic compound powder Provide a topic.
  • the step of applying a protective gas to the magnesium alloy after heating and melting to the melting silver of the magnesium alloy to produce a magnesium alloy molten metal step 1
  • Adding a magnesium alloy grain refiner prepared in the present invention to the magnesium alloy melt prepared in step 1 step 2
  • step 2 the step of applying a protective gas to the magnesium alloy after heating and melting to the melting silver of the magnesium alloy to produce a magnesium alloy molten metal
  • step 3 Casting the magnesium alloy melt of the step 2 to form a magnesium alloy casting material having fine grains (step 3);
  • step 1 the step of applying a protective gas to the magnesium alloy and then heating and melting to the melting silver of the magnesium alloy to prepare a magnesium alloy molten metal (step 1); Adding a magnesium alloy grain refiner prepared in the present invention to the magnesium alloy melt prepared in step 1 (step 2); And
  • step 3 Casting the magnesium alloy melt of the step 2 to form a magnesium alloy casting material having fine grains (step 3);
  • the present invention provides a magnesium alloy prepared according to the method for producing the magnesium alloy.
  • Grain refiner and refinement method of the magnesium alloy according to the present invention a method of producing a magnesium alloy using the same and the magnesium alloy prepared according to this can be easily added to the refiner in the continuous casting process as well as the general casting process, In contrast to the addition of a single composition micronizing agent, a variety of powders exhibiting different refining effects have been added by adjusting the density and the mixing ratio, thereby inducing heterogeneous nucleation and controlling the reaction properties with the molten metal. There is an advantage that can maximize the miniaturization effect of.
  • the refiner is manufactured in powder form, pellet form, rod form or wire form and added through the guide pipe, thereby minimizing the concentration of reaction in the upper part of the molten metal, and highly reactive to the refiner.
  • the stirring effect of the decomposition reaction of the carbonate powder can be additionally obtained. Can be.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a method for producing a pelletizing agent of the pellet form of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing a method for producing a refiner in the form of a rod or wire of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for injecting a micronizing agent of the present invention in a continuous casting process and a continuous casting process.
  • Figure 4 is a schematic diagram showing the reaction behavior of the pellet-form refiner in the molten metal according to the present invention.
  • Figure 6 is a microstructure photograph of the magnesium alloy cast material prepared in Examples 1, 2, Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
  • Example 8 is a view showing the phase formation behavior in the uneven process of the molten metal in Example 4, when the micronizing agent of Example 2 is added to the melt at 720 ° C.
  • the present invention provides a magnesium alloy grain refining agent comprising a carbonate-based powder and other powder having a decomposition silver degree of 150 ° C to 780 ° C,
  • the carbonate-based powder is added in 30 to 3 ⁇ 4 to 70 volumes ⁇ 3 ⁇ 4 of the total magnesium alloy grain refiner volume,
  • a first powder which is a carbon powder or
  • Magnesium alloy grains fine characterized in that the mixed powder of one or two or more second powder selected from the group consisting of the first powder and carbide powder, nitride powder, sulfide powder, boride powder and intermetallic compound powder. Provide a topic.
  • the magnesium alloy grain refiner prepared in the present invention will be described in detail.
  • the magnesium alloy grain refiner prepared in the present invention includes a mixture of multiple powders exhibiting different refinement effects. Specifically, it is preferable to select and use from the group consisting of a carbonate-based powder, a first powder and a carbonate-based powder, a first powder and a common powder of one or two or more second powders.
  • the carbonate-based powder is preferably one or more powders selected from the group consisting of magnesium carbonate (MgC0 3 ) powder, manganese carbonate (MnC0 3 ) powder, and copper carbonate (CuC0 3 ) powder.
  • MgC0 3 magnesium carbonate
  • MnC0 3 manganese carbonate
  • CuC0 3 copper carbonate
  • MgC0 3 magnesium carbonate
  • the carbonate-based powder When the carbonate-based powder is added to the molten metal, decomposition may occur at a melting temperature of 600 ° C to 780 ° C, which is a melt temperature, and a decomposition temperature of 150 ° C to 780 ° C is preferably used.
  • the carbonate-based powder is a high semi-permanent powder, the first powder and the second powder to be mixed together to be uniformly dispersed to prevent the disadvantages of miniaturization efficiency and to control the grain refining reaction rate Do it.
  • the first powder is preferably a carbon powder, and preferably an activated carbon powder is used.
  • the first powder is added to the molten metal to serve to refine the magnet alloy grains.
  • the first powder may be evenly mixed with the carbonate-based powder in an appropriate ratio to uniformly disperse the first powder in the molten metal.
  • the second powder means one or two or more powders selected from carbide powder, nitride powder, sulfide powder, boride powder, intermetallic compound powder, and the like.
  • the carbide powder is aluminum carbide (M 4 C 3 ) powder, silicon carbide (SiC) powder, hafnium carbide (MC) powder, molybdenum carbide (Mo 2 C) powder, aluminum magnesium carbide (Al 2 M g C 2 ) Preference is given to using at least one powder selected from the group consisting of powders.
  • the nitride powder is preferably aluminum nitride (A1N) powder, niobium nitride (Nb 2 N) powder or a mixed powder thereof.
  • the sulfide powder is preferably titanium disulfide (TiS 2 ) powder, molybdenum disulfide (MoS 2 ) powder or a mixed powder thereof.
  • the intermetallic compound powder is AlsMn 5 It is preferable to use powder, AlMn powder or a mixed powder thereof.
  • the solid structure of the second powder described above is a face-centered cubic lattice
  • the lattice constant when the body-centered cubic lattice is 0.3322 nm to 0.3789 nm. It is preferable to use a satisfactory powder, and the lattice constant in the case of a dense hexagonal lattice is preferably 0.2882 nm to 0.3522 nm or a powder satisfying 0.4679 nm to 0.5719 nra.
  • the lattice constant of the solid structure of the second powder satisfies the above range, it becomes similar to the lattice constant of magnesium, so that the interfacial energy becomes small, resulting in a heterogeneous nucleation site of magnesium in the molten metal. Because it can work.
  • the carbonate-based powder is preferably added in an amount of 30% by volume to 70% by volume with respect to the total magnetite alloy grain refiner volume. If the added carbonate-based powder is added in less than 30% by volume with respect to the total magnesium alloy grain refiner volume, the first powder or the second powders may not be uniformly dispersed, and thus the grain size of the magnesium alloy may not be uniformly produced. However, when added in excess of 70 vol 3 ⁇ 4>, the additional grain refining effect is not remarkable, and the reaction is vigorously progressed due to the rapid decomposition of the carbonate-based particles, causing a process risk such as an explosion.
  • the particle size of each of the first powder and the second powder used in the present invention is preferably 0.1 to 100 p. If the particle size of the powder is less than 0.1, the wettability between the particles and the matrix phase is low, so that the nucleation of the matrix is difficult. If the particle size exceeds 100 ⁇ , the number of nucleated particles is small compared to the amount added. There is a problem that the miniaturization effect is lowered.
  • the particle size of the carbonate-based powder is preferably 0.1 to 1000, but the carbonate-based powder is not limited thereto because it decomposes in the molten metal.
  • the magnesium alloy grain refiner of the present invention is preferably prepared in powder form, pellet form, rod form or wire form. Specifically, when prepared in powder form, it is preferable that the carbonate-based powder and the first powder are uniformly mixed or the carbonate-based powder and the first powder and the second powder are uniformly mixed. In this case, it is possible to additionally add an organic binder, and the organic binder may preferably be decomposed when the micronizing agent is added to the molten metal.
  • the powdered micronizing agent prepared may be encapsulated in capsule form and introduced into the molten metal.
  • the micronizing agent prepared in the powder form is a temperature of about 140 ° C to 200 ° C and a pressure of 1.0 kN to 3.0 kN
  • the pelletized micronizing agent is added to the molten metal or may be additionally enclosed in a metal capsule of magnesium, aluminum, magnesium alloy, aluminum alloy or iron-based material.
  • a plurality of micronizing agents prepared in the form of pellets may be stacked and guided into a guide pipe to prepare and inject a rod.
  • the carbonate-based powder and the first powder are uniformly mixed or the carbonate-based powder and the first powder and the second powder are uniformly Mixed metal wave
  • black is preferably produced by compressing and layering in a capsul.
  • the produced wire-type micronizing agent can be continuously added to the molten metal at a constant speed in the continuous casting process.
  • the step of applying a protective gas to the magnesium alloy after heating and melting to the melting temperature of the magnesium alloy to produce a magnesium alloy molten metal step 1
  • Adding a magnesium alloy grain refiner prepared in the present invention to the magnesium alloy melt prepared in step 1 step 2
  • step 2 step 2
  • step 3 Casting the magnesium alloy melt of the step 2 to form a magnesium alloy casting material having fine grains (step 3);
  • step 1 is a step of preparing a magnesium alloy molten metal by applying a protective gas to the magnesium alloy, and then heated and melted to the melting temperature of the magnesium alloy.
  • magnesium alloy that can be used in step 1
  • all casting and processing magnet alloys including aluminum such as AZ91, AZ61, AZ31, AZ80, AM60 can be used. And most magnet alloys contain aluminum.
  • the dissolution temperature of the molten magnesium alloy is preferably carried out in a temperature range of 600 ° C to 780 ° C. If the melting temperature is less than 600 ° C during the manufacture of the magnesium alloy molten metal, there is a problem that can not maintain the molten state in the liquid phase, if it exceeds 780 ° C costs a lot, the magnesium alloy increases the reactivity of oxidation There is a problem that can be included or impurities. In addition, when manufacturing a magnesium alloy molten metal, it is preferable to apply a protective gas on the magnesium molten metal in order to block the reaction between the molten magnesium and oxygen in the air and to form a stable protective film on the surface of the molten metal.
  • step 2 is a step of adding the magnesium alloy grain refiner prepared in the present invention to the magnesium alloy molten metal prepared in step 1.
  • the method of injecting the magnesium alloy grain refiner into the molten metal is to be carried out by molding the refiner into a powder form, pellet form, rod form or wire form and then introducing it into the molten alloy molten metal.
  • the carbonate-based powder and the first powder may be uniformly mixed, or the carbonate-based powder and the first powder and the second powder may be uniformly mixed.
  • the powder may be prepared by adjusting the first powder and the second powder in a range of 0.1 urn to 100 ⁇ , and the carbonate-based powder in the range of 0.1 ⁇ to 1000 according to the reaction properties.
  • the powdered micronizing agent prepared is magnesium, It is enclosed in the form of metal capsule made of aluminum, magnet alloy, aluminum alloy or iron-based material and injected into the molten metal.
  • the pelletizing agent is prepared in a pellet form, the pelletizing agent is prepared by applying a temperature of about 140 ° C. to 200 ° C. and a pressure of 1.0 kN to 3.0 kN to the micronizing agent prepared in powder form.
  • the pelletizing agent may be added directly to the molten metal or additionally encapsulated in a metal capsule made of magnetite, aluminum, magnesium alloy, and aluminum alloy.
  • a plurality of micronizing agents manufactured in the form of pellets may be laminated in a guide pipe and manufactured in a rod form to be injected.
  • the micronizing agent prepared in powder form may be prepared by compressing and filling the metal pipe black capsule and then continuously adding it to the molten metal.
  • the fine powder prepared in powder form, pellet form, rod form or wire form can be used in both the continuous casting process or the continuous casting process as shown in the micronizing agent injection method of FIG.
  • the powder-type micronizing agent in the discontinuous casting process, is encapsulated in the form of a metal capsule and is introduced into the molten metal so that the powder gradually sinks into the lower portion of the molten metal, thereby gradually causing reactions to be minimized.
  • the pelletizing micronizing agent in the discontinuous casting process may be directly added or put in a metal cap, and may be prepared in pellet form. Reaction, the reaction proceeds from the surface of the pellet, as can be seen in the reaction behavior of the pellet-type micronizing agent in the molten metal of FIG. It is possible to prevent violent reaction in the molten metal and minimize the phenomenon of concentration of reaction in the upper part of the molten metal.
  • magnesium alloy grain refiner is introduced into the guide pipe in pellet form, rod form, or wire form, as shown in FIG. 3, wherein the rod form refiner is prepared by stacking a plurality of pellet form in the guide pipe. Can be.
  • step 3 is to cast the magnesium alloy molten metal of the step 2 to form a magnesium alloy casting material having a fine grain.
  • the method of casting the magnet alloy can be used without limitation a variety of casting methods, such as casting, low pressure casting, continuous casting, sheet casting, precision casting, die casting, etc. by a mold and a sand mold.
  • the present invention is the step of applying a protective gas to the magnesium alloy after heating and melting to the melting silver degree of the magnesium alloy to produce a magnesium alloy molten metal (step 1);
  • step 2 Adding the magnesium alloy grain refiner prepared in the present invention to the magnesium alloy molten metal prepared in step 1 (step 2); And
  • the melting temperature of the molten magnesium alloy is preferably carried out in the silver range of 600 ° C to 780 ° C. If the melting temperature is less than 600 ° C in the manufacture of the magnesium alloy molten metal, there is a problem that can not maintain the molten state in the liquid state, if it exceeds 780 "C is expensive, and the reaction properties of the magnesium alloy increases There is a problem that can be oxidized or contain impurities.
  • the manufacturing method of the magnesium alloy can be easily added to the refiner in the general casting process or continuous casting process, and unlike the conventional addition of the micronizing agent of a single composition, the first powder, which exhibits different refining effect
  • the density and mixing ratio of two powders and carbonate powders they are prepared in powder, pellet, rod, or wire form to induce non-uniform nucleation as well as controlling reaction properties with molten metal. There is an advantage that can maximize the fineness and effect.
  • magnesium carbonate is decomposed in the molten metal and decomposed into (C0 2 ) into magnesia (MgO) and carbon dioxide.
  • MgO magnesia
  • the generated carbon dioxide gas causes the stirring effect of the molten metal to increase the stirring effect of the first powder and the second powder, and simultaneously reacts with the liquid magnet to decompose the magnesia and the carbon atom.
  • the first and second powders added as nucleation particles, together with the carbon atoms generated at this time, react with aluminum contained in the molten metal to form a large amount of fine nucleation particles, thereby generating a grain refinement effect.
  • manganese carbonate MnC0 3
  • MgO magnesia
  • carbon dioxide C0 2
  • Mn manganese
  • aluminum and manganese contained in the molten magnesium react with each other to form an Al-Mn intermetallic compound to generate an additional refinement effect.
  • the magnesium alloy grain refiner is added to the molten metal, it is additionally maintained for a certain time, in order to float the decomposed carbon dioxide and magnesia and to ensure a reaction time between the nucleated particles existing in the molten metal and the magnesium molten metal. All.
  • the optimum retention time after the addition of the refiner is different, and the miniaturization effect can be maximized according to the retention time.
  • the present invention provides a magnesium alloy prepared according to the method for producing the magnesium alloy.
  • the magnet alloy is preferably used that contains aluminum. More preferably, all casting and processing magnet alloys including aluminum such as AZ91, AZ61, AZ31, AZ80, AM60 can be used, and most magnesium alloys contain aluminum.
  • the magnesium alloy prepared according to the present invention has a grain size of not more than 100 m, which is remarkably fine compared to the grain size before the grain refinement treatment, thereby improving the mechanical properties and processability of the magnesium alloy.
  • the present invention will be described in detail through examples. However, the examples below It is merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited by the following examples.
  • a magnesium alloy grain refining agent in pellet form was prepared using an activated carbon powder having a particle size of 1 to 10 as a first powder and a manganese carbonate powder having a particle size of 20 iM to 50 as a carbonate powder.
  • the manganese carbonate powder was mixed so as to be 50% by volume with respect to the total magnesium alloy grain refining agent volume, so that the two powders were uniformly distributed, and a pressure of 1.5 kN at a temperature of 180 ° C. was applied to pellet magnesium alloy grains.
  • Micronizing agent was prepared.
  • a magnesium alloy-grain refining agent in pellet form was prepared in the same manner as in Example 1 except that the manganese carbonate powder was 30% by volume relative to the total magnesium alloy grain refining agent volume.
  • Manganese carbonate powder was used as the carbonate-based powder, and it was pressurized at a pressure of 1.5 kN at 180 ° C. to prepare a pelletized magnesium alloy grain refiner.
  • a pellet-type magnetite alloy grain refiner was prepared in the same manner as in Example 1 except that the manganese carbonate powder was 10 vol% based on the total volume of the magnetite alloy grain refiner.
  • the grain refining agents of the magnesium alloys prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were respectively magnesium. 1 wt% of the total weight of the molten alloy was added. After addition of the micronizing agent, the molten metal was held for 10 minutes to completely decompose the micronizing agent in the molten metal. Thereafter, the molten metal was put into a mold mold preheated to 200 ° C., and cast to prepare a magnesium alloy.
  • Example 1 Investigation of Magnesium Alloy Grain Size According to Magnesium Carbonate Addition Example 1, Example 2 and Comparative Examples 1 to 3 of the magnesium alloy prepared in Example 4 The grain size is shown in FIGS. 6 and 7 Indicated.
  • Example 6 is a photograph taken by optical microscope of the crystal grains of the magnesium alloy prepared by adding the refiner of Example 1, Example 2 and Comparative Examples 1 to 3
  • Figure 7 is the Example 1
  • Example It is a graph showing the grain size of the magnesium alloy prepared by adding the micronizing agent of Example 2 and Comparative Examples 1 to 3.
  • the crystal grains of the magnesium alloy were remarkably fine.
  • the grain size of the AZ91 alloy without the refiner was 460, whereas the grain size of the alloy with the refiner containing 30% or more of manganese carbonate was 70 or less.
  • the grain size of Examples 1 and 2 to which manganese carbonate was added 30% and 50%, respectively, was measured to be 55 or less, which shows that the grain refining effect is superior to that of the manganese carbonate-only refiner. have.
  • the average size of the magnesium alloy grains to which the refiner of Comparative Example 1 was added was about 380, and it was confirmed that the grain refinement effect according to the addition of the refiner was insignificant. This was because the activated carbon powder having low semiung property was not uniformly dispersed after being introduced into the molten metal, and most of it floated over the molten metal, thereby decreasing the miniaturization efficiency. Therefore, if using only the activated carbon powder as a micronizing agent as in Comparative Example 1, it could be inferred that the stirring step should be performed additionally, and the reaction time should be kept longer.
  • the micronizing agent prepared in Example 1 and Example 2 It was confirmed that the average size of the crystal grains of the alloy was about 55 or less, which was maximized by adding carbonic acid powder to the carbonized powder by adding a high carbonated carbonate powder in the preparation of the micronizing agent. Because it was.
  • the micronizing agent prepared in Comparative Example 3 was only 10% manganese carbonate content did not uniformly disperse the activated carbon powder was not enough to produce a micronizing effect accordingly.
  • the average grain size of the prepared magnesium alloy was about 70 mi, similar to that of the micronizing agents of Examples 1 and 2, respectively. In this case, the reaction proceeds violently, and it can be confirmed that there is a danger to use it as a refiner in a bulk process.
  • Example 2 In order to confirm the solidification behavior of the AZ91 magnesium alloy molten metal according to the addition of the micronizing agent, the micronizing agent prepared in Example 2 was added 1 wt ⁇ 3 ⁇ 4 of the total weight of the AZ91 magnesium alloy molten metal at 720 ° C. The arch behavior inside the molten metal was observed. 8 is a diagram showing the uneven behavior of the molten metal when the micronizing agent of Example 1 is added to the AZ91 molten metal at 720 ° C. The reaction generated at this time may be represented by the following scheme 1.

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Abstract

본 발명의 목적은 마그네슘 합금의 결정립 미세화제 및 미세화 방법, 이를 이용한 마그네슘 합금의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금을 제공하 는데 있다. 이를 위하여 본 발명은 마그네슘 합금에 보호 가스를 도포한 후 마그네슘 합 금의 용해 온도까지 가열하고 용융시켜 마그네슘 합금 용탕을 제조하는 단계(단계 1); 상기 단계 1에서 제조된 마그네슘 합금 용탕에 본 발명에서 제조된 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 첨가하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2의 마그네슘 합금 용탕을 주조하여 결정립이 미세한 마그네슘 합금 주조재를 형성하는 단계(단계 3); 를 포함하는 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법과 마그네슘 합금의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면 종래에 단일 조성의 미세화제를 첨가했던 것과는 달리, 반 응성이 상이한 미세화 효과를 나타내는 다종의 분말을 밀도와 혼합비를 조절하여 분말형태, 펠렛형태, 로드형태 또는 와이어형태로 제조하여 투입함으로써, 불균일 핵생성 유도 뿐만 아니라 용탕과의 반응성을 조절하여 마그네슘 합금의 미세와 효 과를 극대화할 수 있고 용탕의 윗부분에서 반응이 집중되는 현상을 최소화 할 수 있으며 카보네이트 분말의 분해반응에 따른 교반 효과를 추가적으로 얻을 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
마그네슴 합금의 결정립 미세화제 및 미세화 방법， 이를 이용한 마그네슘 합 금의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금
【기술분야】
본 발명은 마그네슘 합금의 결정립 미세화제 및 미세화 방법, 이를 이용한 마그네슘 합금의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
마그네슘은 비중이 1.74인 금속으로서 금속 재료 중에서 가장 가벼운 금속일 뿐만 아니라 비강도, 치수안정성， 전자파 차폐성, 방열성 등이 우수하여 전자기기 의 외장재， 우주항공재료로서 각광 받고 있다. 그러나 마그네슘은 강도 및 부식성 측면에서 일반적인 특성이 구조재로 사용되기에 적합하지 못하여 여러가지 원소를 첨가한 합금형태로 사용하고 있다. 마그네슘 합금의 대부분은 조밀육방격자 (Hexagonal Close Packed lattice, HCP) 구조로 체심입방격자 (Body Centered Cubic lattice, BCC) 또는 면심입방격자 (Face Centered Cubic lattice, FCC) 구조를 가지는 통상적인 금속재료들과 비교하 여 연성이 낮아， 일반적으로 소성가공성이 낮은 난가공 재료로 분류된다. 따라서 공업적으로 이용되는 마그네슘 합금은 단조형태 대신 주물형태로 이용되고 있다. 마그네슘 합금의 주조과정에서 첨가되는 결정립 미세화제는 일반적인 금속에 서와 마찬가지로 기계적 성질 향상, 주조결함 감소， 편석 억제 성형성 향상， 표면 특성 개선 등의 다양한 장점을 나타내게 한다. 내식성이 우수한 마그네슘 (¾)-알루미늄 (A1)-아연 (Zn)계인 AZ계 마그네슴 합 금과 연성이 우수한 마그네슘 (Mg)-알루미늄 (A1)계인 AM계 마그네슘 합금처럼 대부 분의 상용 마그네슘 합금은 알루미늄을 함유하고 있는데, 알루미늄을 함유하는 마 그네슴 합금의 결정립 미세화 메커니즘으로는 현재 불균일 핵생성입자 (heterogeneous nuclei ) 이론과 탄소 편석 (carbon segregation)0^0] 있다. 불균 일 핵생성입자 이론은 용탕 중에 탄소를 함유하는 다양한 무기화합물 가스 등을 투입함으로써 용탕 중의 알루미늄과 탄소가 결합하여 탄화물이 생성되고 이 입자가 용탕의 웅고 시 마그네슘 기지의 핵생성 입자로 작용하여 결정립이 미세화된다는 이론이다. 탄소 편석이론은 용탕에 투여된 탄소 원소가 초기 웅고된 결정립이 성장 함에 따라 고액계면에 편석되어 결정립 성장을 방해함으로써 미세화된다는 이론이 다. 상기 이론에 의한 종래의 마그네슴 합금의 미세화 방법으로는 용탕을 일평은 도 이상 과열하여 주입온도까지 냉각하여 주입하는 과열처리법， 용탕■내에 염화제 이철 (FeCl3)을 첨가하는 Elfinal 공정법, 탄소 첨가법등 다양한 공정 및 그에 적합 한 미세화제가 개발되어 있다. 과열처리법은 마그네슘 합금을 용해하여 제조된 용탕을 용융점보다 180 °C 내지 300 °C이상 과열시킨 후 주조 은도까지 급넁하여 주입하는 공정으로 열 및 급 냉 공정으로 인한 설비비용과 생산비용 증가ᅳ 에너지 효율 감소 및 대형 주물 및 연속주조 공정에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
El final 공정법은 1942년 독일에서 개발되었으며 염화제이철 (FeCl3)을 740 "C 내지 780 I：부근에서 용탕에 첨가함으로써 입자를 미세화시키는 방법이나 합금 에 철 (Fe)이 첨가됨으로써 합금의 내부식 성질을 저하시키고 인체에 유해한 염소 가스가 발생하는 단점이 있다. 탄소 첨가법으로는 용탕에 미세한 탄소 분말을 직접 투입하는 방법과 탄소를 함유하는 무기 화합물을 투입하는 방법으로 나눠진다. 상기 탄소 첨가법은 과열처 리법과 비교해 용탕을 높은 온도까지 승온할 필요가 없고 경제적 측면에서 우수하 기 때문에 마그네슘 fe)-알루미늄 (M)계 합금에서는 가장 중요한 미세화 방법으로 알려져있다. 그러나 상기 기술한 탄소 첨가법 중 탄소 분말을 직접 투입하는 방법 은 용탕 중에 탄소를 함유하는 미세 탄소 분말， 활성 탄소 (carbon black) 등을 직 접 투입하는 방법으로서 투입 중 탄소 분말이 균일하게 분산되지 않고 대부분 용탕 위로 부상하여 미세화 효율이 떨어지는 단점이 있어 무기화합물 형태로 용탕에 투 입하는 방법이 더 광범위하게 사용되고 있다. 종래의 기술로서 [대한민국 등록특허 10-0836599]에서는 마그네슘 합금 주조 재의 결정립 미세화제 및 그 미세화방법을 제공한다. 구체적으로, 알루미늄 함유 마그네슘 합금을 용해한 후 650 °C 내지 760 °C의 미세화제 첨가온도에서 탄산마그 네슘 (MgC03) 분말을 용탕량 대비 0.5 증량 % 내지 5.0 중량 ¾로 첨가하는 미세화제첨 가과정과; 상기 미세화제 첨가과정 이후 5분 이상 유지한 후 주조하는 주조과정 ; 을 포함하여 이루어지는 마그네슘 합금 주조재의 결정립 미세화 방법을 제공한다. 상기 미세화 방법에 따라 탄산마그네슘 분말을 마그네슘 용탕에 첨가할 경우， 미세 화 효과가 탁월하고 친환경적인 마그네슘 합금 주조재의 결정립 미세화제 및 미세 화 방법을 제공하나 벌크한 공정에서 상기 용탕 내에 탄산마그네슘 분말을 첨가할 경우, 반웅성이 높은 탄산마그네슴을 표면적이 넓은 분말 형태로 사용함으로써 반 웅이 격렬하게 진행될 수 있고, 용탕의 하부까지 미세화제가 균일하게 흔합되지 않 을 수 있으며， 상기 격렬한 반웅은 폭발과 같은 공정 위험성 야기하는 문제점이 있 다. 또한， [대한민국 공개특허 10-2009-0036239]에서는 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법을 제공한다. 구체적으로, 아르곤 분위기로 조성된 전기로를 이용해서 마그네슘 합금을 용해시켜 마그네슘 합금 용탕을 제조하는 단계; 780 °C의 온도에 서 마그네슘 합금 용탕에 핵사클로르에탄 (C2C )을 첨가하는 단계; 및 마그네슘 합 금과 핵사클로르에탄 흔합 용탕을 20분 동안 유지하여 핵사클로르에탄이 완전히 분 해되도록 하는 단계로 구성된 마그네슴 합금의 결정립 미세화 방법을 제공한다. 상 기 미세화 방법에 따라 핵사클로르에탄을 마그네슘 합금 용탕에 첨가할 경우， 미세 한 결정립을 얻을 수 있으나， 핵사클로르에탄을 용탕에 첨가 시 인체에 치명적이며 금속성 재질들을 부식시키는 염소 가스를 다량 발생시키는 문제점이 있다. 이에 본 발명의 발명자들은 용탕 내에서 결정립 미세화제의 반웅 속도를 조 절하는 점 및 유해물질을 배출하는 문제점을 해결하기 위하여 연구를 수행하던 중, 탄소분말 또는 탄소를 포함하는 무기화합물 형태의 금속분말과 카보네이트 계열 분 말을 흔합하여 분말형태， 펠렛 (pel let) 형태， 로드 (rod) 형태 또는 와이어 (wire) 형태 등으로 성형하여 용탕에 첨가할 때, 친환경적으로 용탕 내 반웅 속도를 조절 하면서 마그네슘 합금 결정을 미세화시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였 다.
【발명의 내용】
【해결하고자 하는 과제】
본 발명의 목적은 마그네슘 합금의 결정립 미세화제를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법을 제공하는 것 이다.
나아가 본 발명의 다른 목적은 상기 마그네슘 합금의 결정립 미세화제를 이 용한 마그네슘 합금의 제조방법을 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법에 따라 제조되는 마그네슘 합금 을 제공하는 것이다.
【과제의 해결 수단】 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은，
분해온도가 150 °C 내지 780 °C인 카보네이트 계열 분말 및 다른 분말을 포함하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제에 있어서，
상기 카보네이트 계열 분말은 전체 마그네슘 합금 결정립 미세화제 부피에 대하여 30부피 %내지 70부피 %로 첨가되고，
상기 다른 분말은
탄소분말인 제 1분말 또는;
상기 제 1분말과 탄화물 분말, 질화물 분말， 황화물 분말， 붕소화물 분말 및 금속간 화합물 분말을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 제 2분말 의 흔합분말인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 제공한다. 또한 본 발명은， 마그네슘 합금에 보호 가스를 도포한 후 마그네슘 합금의 용해 은도까지 가열하고 용융시켜 마그네슘 합금 용탕을 제조하는 단계 (단계 1); 상기 단계 1에서 제조된 마그네슘 합금 용탕에 본 발명에서 제조된 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 첨가하는 단계 (단계 2); 및
상기 단계 2의 마그네슘 합금 용탕을 주조하여 결정립이 미세한 마그네슘 합 금 주조재를 형성하는 단계 (단계 3);
를 포함하는 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법을 제공한다. 나아가 본 발명은, 마그네슘 합금에 보호 가스를 도포한 후 마그네슘 합금의 용해 은도까지 가열하고 용융시켜 마그네슘 합금 용탕을 제조하는 단계 (단계 1); 상기 단계 1에서 제조된 마그네슘 합금 용탕에 본 발명에서 제조된 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 첨가하는 단계 (단계 2); 및
상기 단계 2의 마그네슘 합금 용탕을 주조하여 결정립이 미세한 마그네슘 합 금 주조재를 형성하는 단계 (단계 3);
를 포함하는 마그네슘 합금의 제조방법을 제공한다. 더 나아가 본 발명은 상기 마그네슘 합금의 제조방법에 따라 제조되는 마그 네슘 합금을 제공한다.
【발명의 효과】
본 발명에 따른 마그네슘 합금의 결정립 미세화제 및 미세화 방법， 이를 이 용한 마그네슘 합금의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금은 일반주조 공정 뿐만 아니라 연속주조공정에서도 간단하게 미세화제의 첨가가 가능하고， 종래 에 단일 조성의 미세화제를 첨가했던 것과는 달리, 반웅성이 상이한 미세화 효과를 나타내는 다종의 분말을 밀도와 흔합비를 조절하여 투입함으로써， 불균일 핵생성 유도 뿐만 아니라 용탕과의 반웅성을 조절하여 마그네슘 합금의 미세화 효과를 극 대화할 수 있는 장점이 있다.
또한， 상기 미세화제는 분말형태， 펠렛형태， 로드형태 또는 와이어형태로 제 조되어 가이드 파이프를 통해 첨가됨으로써， 용탕의 윗부분에서 반웅이 집중되는 현상을 최소화 할 수 있고， 상기 미세화제에는 반응성이 높은 카보네이트 분말을 포함시킴으로써 , 카보네이트 분말의 분해반응에 따른 교반 효과를 추가적으로 얻을 수 있다.
【도면의 간단한설명】
도 1은 본 발명의 펠렛형태의 미세화제 제조방법을 나타내는 모식도이다. 도 2는 본 발명의 로드형태 또는 와이어형태의 미세화제 제조방법을 나타내 는 모식도이다.
도 3은 비연속 주조공정과 연속 주조공정에서 본 발명의 미세화제 주입방법 을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 용탕 내에서의 펠렛 ·형태 미세화제의 반응거동을 나타 내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1， 실시예 2， 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 펠 렛형태의 미세화제를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1， 실시예 2， 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 마그네슘 합금 주조재의 미세조직 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1， 실시예 2， 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 마그네슘 합금 결정립의 크기를 측정한 그래프이고 상기 도 7에서 괄호는 결정립의 평균 크기를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에서， 720 °C의 용탕에 실시예 2의 미세화제를 첨 가하였을 때 용탕의 웅고과정에서 상형성 거동을 보여주는 그림이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】 본 발명은 분해은도가 150 °C 내지 780 °C인 카보네이트 계열 분말 및 다른 분말을 포함하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제에 있어서，
상기 카보네이트 계열 분말은 전체 마그네슘 합금 결정립 미세화제 부피에 대하여 30 부피 ¾ 내지 70 부피 <¾로 첨가되고，
상기 다른 분말은
탄소분말인 제 1분말 또는;
상기 제 1분말과 탄화물 분말， 질화물 분말， 황화물 분말, 붕소화물 분말 및 금속간 화합물 분말을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 제 2분말 의 흔합분말인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 제공한다. 이하， 본 발명에서 제조되는 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 상세히 설명 한다. 본 발명에서 제조되는 마그네슘 합금 결정립 미세화제는 상이한 미세화 효과 를 나타내는 다종 분말의 흔합물을 포함한다. 구체적으로 카보네이트 계열 분말과 제 1분말 및 카보네이트 계열 분말과 제 1분말 및 1종 또는 2종 이상의 제 2분말의 흔 합분말로 이루어지는 군으로부터 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
먼저， 본 발명에 있어서 상기 카보네이트 계열 분말은 탄산마그네슘 (MgC03) 분말， 탄산망간 (MnC03) 분말， 탄산구리 (CuC03) 분말로 이루어진 군으로부터 선택되 는 1종 이상의 분말을 사용하는 것이 바람직하나, 더욱 바람직하게는 종래의 미세 화제에 비해 다량으로 저렴하게 구입할 수 있고 인체에 무해한 탄산마그네슘 (MgC03) 또는 탄산망간 (MnC03)을 사용한다. 상기 카보네이트 계열 분말은 용탕에 첨가되었을 때, 용탕 온도인 600 °C 내지 780 °C의 은도에서 분해가 일어날 수 있는 물질로서, 분해온도가 150 °C 내지 780 °C인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있 어서 상기 카보네이트 계열 분말은 반웅성이 높은 분말로써, 함께 흔합되는 제 1분 말과 제 2분말이 균일하게 분산되게 하여 미세화 효율이 떨어지는 단점을 방지하고 결정립 미세화 반웅속도를 조절하는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 있어서 상기 제 1분말은 탄소 분말로서， 바람직하게는 활성 탄소 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제 1분말은 용탕 내에 첨가되어 마그네슴 합금 결정립을 미세화시키는 역할을 한다. 그러나 상기 게 1분말은 반웅성 이 낮아 분산이 잘 되지 않는 성질을 가지기 때문에 상기 카보네이트 계열 분말과 적절한 비율로 흔합하여 첨가함으로써， 제 1분말을 용탕 내에 고르게 분산시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 있어서 상기 제 2분말은 탄화물 분말， 질화물 분말， 황 화물 분말， 붕소화물 분말， 금속간 화합물 분말 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이 상의 분말을 의미한다. 구체적으로 상기 탄화물 분말은 탄화알루미늄 (M4C3) 분말， 탄화실리콘 (SiC) 분말， 탄화하프늄 (MC) 분말， 탄화몰리브덴 (Mo2C) 분말, 알루미늄 마그네슘탄화물 (Al2MgC2) 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한， 상기 질화물 분말은 질화알루미늄 (A1N) 분말， 질 화니오붐 (Nb2N) 분말 또는 이들의 흔합분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한， 상 기 황화물 분말은 이황화티타늄 (TiS2) 분말, 이황화몰리브덴 (MoS2) 분말 또는 이들 의 흔합분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 금속간 화합물 분말은 AlsMn5 분말， AlMn 분말 또는 이들의 흔합분말을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 기술한 제 2분말의 고체 구조가 면심입방격자일 .때 격자상수는 0.4369 nm 내지 0.4692 nm를 만족하는 분말을 사용하는 것이 바람직하고， 체심입방격자일 때의 격자상수는 0.3322 nm 내지 0.3789 nm를 만족하는 분말올 사용하는 것이 바람직하며， 조밀육방 격자일 때의 격자상수는 0.2882 nm 내지 0.3522 nm 이거나, 0.4679 nm 내지 0.5719 nra를 만족시키는 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 제 2분말이 가지는 고체 구조의 격자상수가 상기의 범위를 만족할 때, 마그네슘의 격자상수와 유사해져 계 면에너지가 작아지고 그 결과 용탕 내에서 마그네슘의 불균일 핵생성 장소 (heterogeneous nucleation site)로 효과적으로 작용할 수 있기 때문이다.
상기 마그네슘 합금 결정립 미세화제에 있어서， 카보네이트 계열 분말은 전 체 마그네슴 합금 결정립 미세화제 부피에 대하여 30 부피 % 내지 70 부피 %로 첨가 되는 것이 바람직하다. 만약 첨가되는 카보네이트 계열 분말이 전체 마그네슴 합금 결정립 미세화제 부피에 대하여 30 부피 % 미만으로 첨가될 경우 제 1분말 또는 제 2 분말들이 고르게 분산되지 못하여 마그네슘 합금의 결정립도가 균일하게 생성되지 못하는 문제점이 있고, 70 부피 ¾> 초과로 첨가될 경우 추가적인 결정립 미세화 효과 가 현저하지 않고 카보네이트 계열 ^말의 빠른 분해로 인해 반웅이 격렬하게 진행 되어 폭발과 같은 공정 위험성을 야기하는 문제점이 있다.
본 발명에서 사용되는 제 1분말과 제 2분말 각각의 입도는 0.1 내지 100 p 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 만약 상기 분말의 입도가 0.1 미만일 경우， 입자와 기지상 간의 젖음성 (wettability)이 낮아 기지상의 핵생성이 어려워지는 문 제점이 있.고， 100 卿를 초과하는 경우에는 첨가량 대비 핵생성 입자의 수가 적어 미세화 효과가 낮아지는 문제점이 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 카보네이트 계열 분말의 입도는 0.1 내지 1000 인 것을 사용하는 것이 바람직하나 상기 카보네이트 계열 분말은 용탕 내에 서 분해되므로 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 마그네슘 합금 결정립 미세화제는 분말형태， 펠렛형태, 로드형태 또는 와이어형태로 제조되는 것이 바람직하다. 구체적으로 분말형태로 제조될 경 우， 카보네이트 계열 분말과 제 1분말을 균일하게 흔합하거나 또는 카보네이트 계열 분말과 제 1분말 및 제 2분말을 균일하게 흔합하여 제조되는 것이 바람직하다. 이 때 추가적으로 유기 바인더를 첨가하는 것이 가능하며， 상기 유기 바인더는 미세화제 를 용탕에 투입할 때 분해 가능한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 제조된 분말형 태의 미세화제는 캡슐형태로 싸여져 용탕 내부로 투입될 수 있다.
펠렛형태로 제조될 경우， 도 1의 펠렛형태의 미세화제 제조방법 모식도에서 볼 수 있듯이， 상기 분말형태로 제조된 미세화제를 약 140 °C 내지 200 °C의 온도 와 1.0 kN 내지 3.0 kN의 압력을 가하여 제조되며 상기 제조된 펠렛형태의 미세화 제는 직접 용탕에 첨가되거나 추가적으로 마그네슘， 알루미늄， 마그네슴 합금， 알 루미늄 합금 또는 철계 재질의 금속캡슐에 싸여져 투입될 수 있다. 또한 상기 펠렛 형태로 제조된 미세화제 다수개를 가이드 파이프에 적층하여 로드형태로 제조하여 주입할 수도 있다.
와이어형태로 제조될 경우， 도 2의 와이어형태의 미세화제 제조방법 모식도 에서 볼 수 있듯이， 카보네이트 계열 분말과 제 1분말을 균일하게 흔합하거나 또는 카보네이트 계열 분말과 제 1분말 및 제 2분말을 균일하게 흔합하여 금속 재질의 파 이프 흑은 캡술에 압축 및 층진하여 제조되는 것이 바람직하다 . 이 때 추가적으로 유기 바인더를 첨가하는 것이 가능하며, 상기 유기 바인더는 미세화제를 용탕에 투 입할 때 분해 가능한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 제조된 와이어형태의 미세화 제는 연속주조 공정에서 일정 속도로 연속적으로 용탕에 투입될 수 있다. 또함 본 발명은， 마그네슘 합금에 보호 가스를 도포한 후 마그네슴 합금의 용해 온도까지 가열하고 용융시켜 마그네슘 합금 용탕을 제조하는 단계 (단계 1); 상기 단계 1에서 제조된 마그네슘 합금 용탕에 본 발명에서 제조된 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 첨가하는 단계 (단계 2); 및
상기 단계 2의 마그네슘 합금 용탕을 주조하여 결정립이 미세한 마그네슘 합 금 주조재를 형성하는 단계 (단계 3);
를 포함하는 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법을 제공한다. 이하, 본 발명에 따른 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법을 단계별로 더욱 상세히 설명한다. 먼제 본 발명에 있어서, 상기 단계 1은 마그네슘 합금에 보호 가스를 도포 한 후 마그네슘 합금의 용해 온도까지 가열하고 용융시켜 마그네슘 합금 용탕을 제 조하는 단계이다.
상기 단계 1에서 사용될 수 있는 마그네슘 합금은 AZ91, AZ61, AZ31, AZ80, AM60 등의 알루미늄을 포함하는 모든 주조용 및 가공용 마그네습 합금이 사용될 수 있고， 대부분의 마그네슴 합금에는 알루미늄이 포함되어 있다.
본 발명에서 마그네슘 합금 용탕의 용해 온도는 600 °C 내지 780 °C의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 마그네슘 합금 용탕의 제조시 용해 온도 가 600 °C미만인 경우에는 액상 용융 상태를 유지하지 못하는 문제점이 있고， 780 °C를 초과하는 경우에는 비용이 많이 소요되며， 마그네슘 합금의 반응성이 증가하 여 산화되거나 불순물이 포함될 수 있는 문제점이 있다. 또한 마그네슘 합금 용탕 을 제조할 때， 마그네슘 용탕과 대기 중 산소와의 반웅을 차단하고 용탕 표면에 안 정한 보호성 피막을 형성시키기 위하여 마그네슘 용탕 상부에 보호 가스를 도포하 는 것이 바람직하다. 상기 보호 가스로는 (SF6 + C02) 등을 사용하는 것이 바람직하 나， 이에 제한되는 것은 아니다. . 다음으로 본 발명에 있어서， 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 제조된 마그네 슘 합금 용탕에 본 발명에서 제조된 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 첨가하는 단 계이다.
상기 단계 2에 있어서， 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 용탕에 투입하는 방법은 상기 미세화제를 분말형태, 펠렛형태， 로드형태 또는 와이어형태로 성형한 후 이를 마그네슴 합금 용탕에 도입하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 구 체적으로 분말형태로 제조될 경우， 상기 카보네이트 계열 분말과 제 1분말을 균일하 게 흔합하거나， 또는 카보네이트 계열 분말과 제 1분말 및 제 2분말을 균일하게 흔합 하여 제조되는 것이 바람직하다. 상기 분말은 반웅성에 따라 제 1분말 및 제 2분말은 0.1 urn 내지 100 μηι, 카보네이트 계열 분말은 0.1 μι 내지 1000 범위의 크기내 에서 조절하여 제조하는 것이 가능하다. 제조된 분말형태의 미세화제는 마그네슘, 알루미늄， 마그네슴 합금, 알루미늄 합금 또는 철계 재질의 금속캡슐 형태로 싸여 져 용탕 내부로 투입된다. 또한 펠렛형태로 미세화제를 제조하여 투입할 때 상기 펠렛형태로의 제조는 상기 분말형태로 제조된 미세화제에 약 140 °C 내지 200 °C의 온도와 1.0 kN 내지 3.0 kN의 압력을 가하여 제조되며， 이 때 제조된 펠렛형태의 미세화제는 직접 용탕에 첨가되거나 추가적으로 마그네습, 알루미늄, 마그네슴 합 금， 알루미늄 합금 재질의 금속캡슐에 싸여져 투입될 수 있다. 또한 상기 펠렛형태 로 제조된 미세화제 다수개를 가이드 파이프에 적층하여 로드형태로 제조하여 주입 할 수도 있다. 또한 와이어 형태로 미세화제를 투입할 경우 분말형태로 제조된 미 세화제를 금속 재질의 파이프 흑은 캡술에 압축 및 충진하여 제조한 후 용탕에 연 속적으로 투입할 수 있다. 본 발명에서 분말형태， 펠렛형태， 로드형태 또는 와이어형태로 제조된 미세 화제는 도 3의 미세화제 주입방법에서 나타낸 바와 같이 비연속 주조공정 또는 연 속 주조공정에서 모두 사용가능하다.
구체적으로 비연속 주조공정에서 상기 분말형태의 미세화제는 금속캡슐 형태 로 싸여져 용탕 내부로 투입됨으로쎄 분말체가 용탕 하부로 가라앉으면서 서서히 반웅이 일어나게 하여, 용탕 윗부분에서 반응이 집중되는 현상을 최소화시킬 수 있 다. 또한 비연속 주조공정에서 상기 펠렛형태의 미세화제는 도 3 (a)의 비연속 주 조공정의 주입방법에서 볼 수 있듯이, 직접 투입하거나 금속캡슬 속에 넣어서 투입 하는 것이 모두 가능하고, 펠렛형태로 제조하여 투입함으로써, 도 4의 용탕내에서 의 펠렛형태 미세화제의 반웅거동에서 볼 수 있듯이 펠렛의 표면부터 반웅이 진행 되어 용탕내에서의 격렬한 반웅을 예방할 수 있으며， 용탕 윗부분에서 반웅이 집중 되는 현상을 최소화시킬 수 있다.
연속 주조공정에서 상기 미세화제의 투입은 도 3 (b), (c)의 연속 주조공정 에서의 주입방법에서도 볼 수 있듯이, 용탕에 가이드 파이프 하단부를 침지시키고 상기 가이드 파이프를 통해 본 발명에서 제조된 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 연속적으로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 마그네숨 합금 결정립 미세화제는 도 3에서와 같이 펠렛형태， 로드형태， 또는 와이어형태로 상기 가이드 파이프로 도입 되고, 이 때 상기 로드형태의 미세화제는 펠렛형태 다수개를 가이드 파이프 내에 적층하여 제조될 수 있다.
다음으로 본 발명에 있어서， 상기 단계 3은 상기 단계 2의 마그네슘 합금 용 탕을 주조하여 결정립이 미세한 마그네슘 합금 주조재를 형성하는 단계이다. 상기 마그네슴 합금을 주조하는 방법은 금형 및 사형에 의한 주조， 저압주조， 연속주조, 박판주조, 정밀주조， 다이캐스팅 등의 다양한 주조방법을 제한없이 사용할 수 있 다. 또한 본 발명은 마그네슘 합금에 보호 가스를 도포한 후 마그네슘 합금의 용 해 은도까지 가열하고 용융시켜 마그네슘 합금 용탕을 제조하는 단계 (단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 마그네슘 합금 용탕에 본 발명에서 제조된 마그네슴 합금 결정립 미세화제를 첨가하는 단계 (단계 2); 및
상기 단계 2의 마그네슴 합금 용탕을 주조하여 결정립이 미세한 마그네슴 합 금 주조재를 형성하는 단계 (단계 3); 를 포함하는 마그네슴 합금의 제조방법을 제공한다. 본 발명에서 마그네슘 합금 용탕의 용해 온도는 600 °C 내지 780 °C의 은도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 마그네슘 합금 용탕의 제조시 용해 온도 가 600 °C 미만인 경우에는 액상 용융 상태를 유지하지 못하는 문제점이 있고， 780 "C 를 초과하는 경우에는 비용이 많이 소요되며， 마그네슘 합금의 반웅성이 증가하 여 산화되거나 불순물이 포함될 수 있는 문제점이 있다.
상기 마그네슘 합금의 제조방법은 일반주조공정 또는 연속주조공정에서 간단 하게 미세화제의 첨가가 가능하고， 종래 단일 조성의 미세화제를 첨가했던 것과는 달리， 반웅성이 상이한 미세화 효과를 나타내는 제 1분말， 제 2분말 및 카보네이트계 분말의 밀도와 흔합비를 조절하여 분말형태， 펠렛형태， 로드형태 또는 와이어형태 로 제조하여 투입함으로써, 불균일 핵생성 유도 뿐만 아니라 용탕과의 반웅성을 조 절하여 마그네슴 합금의 미세와 효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 본 발명에서 제조된 미세화제를 용탕 내에 첨가하게 되면， 용탕 내에서 탄산마그네슘이 분해되어 마그네시아 (MgO)와 이산화탄소로 (C02)로 분해된다. 이 때 발생한 이산화탄소 가스는 용탕의 교반 효과를 유발하여 첨가되는 제 1분말， 제 2분말의 교반 효과를 높이는 동시에 액상의 마그네슴과 반응하여 마그네시아와 탄소원자로 분해된다. 핵생성 입자로 첨가된 제 1분말 및 제 2분말과 더불어 이때 생 성된 탄소 원자가 용탕 중에 함유되어 있는 알루미늄과 반웅하여 다량의 미세한 핵 생성 입자를 형성함으로써 결정립 미세화 효과를 발생시킨다. 탄산망간 (MnC03)의 경 우， 마그네슘 용탕 내에서 마그네시아 (MgO)와 이산화탄소 (C02), 그리고 망간 (Mn) 원 소로 분해됨으로써, 상기 기술한 탄산마그네슴 첨가 시 얻을 수 있는 효과와 더불 어 마그네슘 용탕 중에 함유되어 있는 알루미늄과 망간이 반응하여 Al-Mn 금속간화 합물을 형성함으로써 추가적인 미세화 효과를 발생시킬 수 있다.
또한 상기 용탕 내에 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 첨가한 후에는 추가 적으로 일정시간을 유지하는데 이는 분해된 이산화탄소, 마그네시아를 부상시키고, 용탕 내 존재하는 핵생성 입자와 마그네슘 용탕과의 반웅시간을 확보하기 위해서이 다. 마그네슘 합금의 종류별로 상기 미세화제 첨가 후 최적 유지 시간이 다르며, 상기 유지시간에 따라 미세화 효과를 극대화 시킬 수 있다. 이후 상술한 바와 같이 다양한 주조방법에 의해 주조함으로써 결정립이 미세한 주조재를 얻을 수 있다. ' 또한 본 발명은 상기 마그네슘 합금의 제조방법에 따라 제조되는 마그네슘 합금을 제공한다.
본 발명에 있어서 상기 마그네슴 합금은 알루미늄이 포함된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 AZ91, AZ61, AZ31, AZ80, AM60 등의 알루미늄 을 포함하는 모든 주조용 및 가공용 마그네슴 합금이 사용될 수 있고 대부분의 마 그네슘 합금에는 알루미늄이 포함되어 있다.
본 발명에 따라 제조되는 마그네슘 합금은 결정립을 미세화 처리하기 전의 결정립의 크기에 비하여 현저하게 미세화된 100 m 이하의 결정립 크기를 가져, 마 그네슘 합금의 기계적 특성 및 가공성을 높일 수 있는 효과를 갖는다. 이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐， 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것 은 아니다.
<실시예 1>마그네슘 합금 결정립 미세화제의 제조 1
입도가 1 내지 10 인 활성 탄소 분말을 제 1분말로 하고 입도가 20 iM 내지 50 인 탄산망간 분말을 카보네이트계 분말로서 사용하여 펠렛형태의 마그네 슘 합금 결정립 미세화제를 제조하였다.
구체적으로 상기 탄산망간 분말을 전체 마그네슘 합금 결정립 미세화제 부피 에 대하여 50 부피 %가 되도록 하여 두 분말이 균질하게 분포하도록 흔합하고， 180 °C의 온도에서 1.5 kN의 압력을 가하여 펠렛형태의 마그네슘 합금 결정립 미세화제 를 제조하였다.
<실시예 2>마그네슘 합금 결정립 미세화제의 제조 2
탄산망간 분말을 전체 마그네슘 합금 결정립 미세화제 부피에 대하여 30 부 피%가 되도록 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛형태의 마그 네슘 합금—결정립 미세화제를 제조하였다.
<비교예 1>마그네슘 합금 결정립 미세화제의 제조 4
활성 탄소 분말을 180 °C의 온도에서 1.5 kN의 압력으로 가압하여 펠렛형태 의 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 제조하였다. <비교예 2>마그네슘 합금 결정립 미세화제의 제조 5
카보네이트계 분말로서 탄산망간 분말을 사용하고， 이를 180 °C의 은도에서 1.5 kN의 압력으로 가압하여 펠렛형태의 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 제조하 였다.
<비교예 3>마그네슘 합금 결정립 미세화제의 제조 3
탄산망간 분말을 전체 마그네슴 합금 결정립 미세화제 부피에 대하여 10 부 피%가 되도록 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛형태의 마그 네슴 합금 결정립 미세화제를 제조하였다.
<실시예 4>마그네슴 합금의 결정립 미세화
AZ91 마그네슘 합금을 720 °C에서 용해한 후 용탕 은도를 720 °C로 유지시 키면서， 상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조한 마그네슘 합금의 결정립 미세화제를 각각 마그네슘 합금 용탕의 총 중량 대비 1 중량%씩 첨 가하였다. 미세화제를 첨가한 후에는 10분간 상기 용탕을 유지하여 용탕 내에서 미 세화제가 완전히 분해되도록 하였다. 그 후 상기 용탕을 200 °C로 예열된 금형 몰 드에 넣고 주조하여 마그네슘 합금을 제조하였다.
<실험예 1> 탄산마그네슘 첨가량에 따른 마그네슘 합금 결정립 크기 조사 상기 실시예 4에서 제조한 실시예 1， 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3을 첨가한 마그네슘 합금의 광학현미경 조직사진과 측정된 결정립도를 도 6과 도 7에 나타내었다.
도 6은 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3의 미세화제를 첨가하 여 제조된 마그네슘 합금의 결정립을 광학현미경으로 촬영한 사진이고， 도 7은 상 기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3의 미세화제를 첨가하여 제조된 마그네슘 합금의 결정립 크기를 나타낸 그래프이다.
상기 도 6에서 볼 수 있듯이 실시예 1， 실시예 2 및 비교예 2의 탄산망간이 포함된 미세화제를 용탕에 투입하였을 경우 확연하게 마그네슘 합금의 결정립이 미 세해졌음을 확인할 수 있다. 특히, 미세화제를 첨가하지 않은 AZ91합금의 결정립도 가 460 인 것에 반해， 탄산망간이 30% 이상 포함된 미세화제가 첨가된 합금의 결 정립도는 모두 70 이하로 나타났다 . 또한, 도 7에서 탄산망간이 각각 30%와 50% 첨가된 실시예 1과 실시예 2의 결정립도는 55 이하로 측정되었는데， 이는 탄산망 간만으로 이루어진 미세화제 보다 결정립 미세화 효과가 더 우수함을 확인할 수 있 다.
한편， 비교예 1의 미세화제를 첨가한 마그네슘 합금 결정립의 평균크기는 약 380 를 나타내 미세화제 투입에 따른 결정립 미세화 효과는 미미한 것을 확인할 수 있었다. 이는 반웅성이 낮은 활성탄소 분말이 용탕 내로 투입된 후에 균일하게 분산되지 못하고 대부분 용탕 위로 부상하여 미세화 효율이 떨어졌기 때문이었다. 따라서 상기 비교예 1과 같이 활성탄소 분말만을 미세화제로 사용한다면 추가적으 로 교반단계를 실시하여야 하고, 반응시간도 좀 더 길게 유지하여야 함을 추측해 볼 수 있었다.
반면， 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 미세화제를 첨가함으로써 마그네슴 합금의 결정립의 평균 크기는 약 55 이하로 미세화 되었음을 확인할 수 있었는데 이는 반웅성아 높은 카보네이트계 분말을 미세화제 제조시 첨가함으로써 카보네이 트계 분말 첨가에 의한 미세화 효과와 더불어 활성탄소 첨가에 의한 미세화 효과를 극대화시켰기 때문이었다. 그에 반해, 비교예 3에서 제조된 미세화제는 탄산망간 함유량이 10%에 불과하여 활성탄소 분말을 균일하게 분산시키지 못하였기 때문에 그에 따른 미세화 효과를 충분히 발생시키지 봇하였다.
또한 비교예 2의 미세화제를 용탕 내에 첨가하였을.때， 제조된 마그네슘 합 금의 평균 결정립 크기는 실시예 1 및 실시예 2의 미세화제를 용탕 내에 첨가하였 을 때와 유사하게 약 70 mi의 크기를 나타내었으나， 이 경우에는 반응이 격렬하게 진행되어 벌크한 공정에서 미세화제로 사용하기에는 위험성이 있음을 확인할 수 있 었다.
<실험예 2>미세화제 첨가에 따른 마그네슘 합금의 옹고거동 분석
미세화제 첨가에 따른 AZ91 마그네슴 합금 용탕의 응고거동을 확인하기 위하 여 실시예 2에서 제조된 미세화제를 720 °C의 AZ91 마그네슴 합금 용탕의 총 중량 대비 1 중량 <¾ 첨가한 뒤 이를 넁각시키면서 용탕 내부의 웅고거동을 관찰하였다. 도 8은 720 °C에서의 AZ91 용탕에 실시예 1의 미세화제를 첨가하였을 때의 용탕의 웅고거동을 보여주는 그림이고 이때 발생하는 반웅은 하기 반응식 1로 나타 낼 수 있다.
〈반응식 1> 89.9 Mg + 9.0 A1 + 0.8 Zn + 0.3 Mn + 0.5 MgC03 + 0.5 C → 98.3 Liquid + 2.2 Al4C3 + 0.5 MgO 상기 반응식에서 미세화제와 용탕과의 반웅으로 생성된 탄화알루미늄 (A14C3) 입자와 마그네시아 (MgO) 입자는 결정의 불균일 핵생성을 촉진시켜 결정 립을 미세화 시키는 역할을 하였고， 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이 웅고과정 에서 생성되는 Al8Mn5 입자 역시 AZ91 합금의 결정 립 미세화에 효과적 이라는 사실을 확인할 수 있 었다 .

Claims

【특허청구범위】
【청구항 11
분해온도가 150 °C 내지 780 °C인 카보네이트 계열 분말 및 다른 분말을 포 함하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제에 있어서，
상기 카보네이트 계열 분말은 전체 마그네슴 합금 결정립 미세화제 부피에 대하여 30 부피 %내지 70 부피 %로 첨가되고，
상기 다른 분말은
탄소분말인 제 1분말 또는;
상기 제 1분말과 탄화물 분말, 질화물 분말, 황화물 분말, 붕소화물 분말 및 금속간 화합물 분말을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 제 2분말 의 흔합분말인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제.
[청구항 2】
제 1항에 있어서, 상기 카보네이트 계열 분말은 탄산마그네슘 (MgC03) 분말， 탄산망간 (MnC03) 분말 및 탄산구리 (CuC03) 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 분말인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제.
【청구항 3】
제 1항에 있어서， 상기 탄화물 분말은 탄화알루미늄 (A14C3) 분말， 탄화실리콘 (SiC) 분말, 탄화하프늄 (HfC) 분말, 탄화몰리브덴 (Mo2C) 분말 및 알루미늄마그네슘 탄화물 (Al2MgC2) 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분말인 것을 특 징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제.
【청구항 4】
제 1항에 있어서, 상기 질화물 분말은 질화알루미늄 (A1N) 분말, 질화니오븀 (Nb2N) 분1말 또는 이들의 흔합분말인 것을 특징으로 하는 '마그네슘 합금 결정립 미 세화제.
【청구항 5]
제 1항에 있어서, 상기 황화물 분말은 이황화티타늄 (TiS2) 분말， 이황화몰리 브덴 (MoS2) 분말 또는 이들의 흔합분말인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제.
【청구항 6】
제 1항에 있어서, 상기 금속간 화합물 분말은 Al8Mn5분말, AlMn분말 또는 이 들의 흔합분말인 것을 특징으로 하는 마그 슘 합금 결정립 미세화제.
【청구항 7】
제 1항에 있어서, 상기 제 1분말 및 제 2분말 각각의 입도는 0.1 iMi 내지 100 인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제.
【청구항 8】 제 1항에 있어서, 상기 카보네이트 계열 분말의 입도는 0.1 내지 1000 인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화제.
【청구항 9】.
제 1항에 있어서, 상기 마그네슴 합금 결정립 미세화제는 분말형태, 펠벳형 태， 로드형태 또는 와이어형태인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 결정립 미세화 제.
【청구항 10】
마그네슴 합금에 보호 가스를 도포한 후 마그네슴 합금의 용해 은도까지 가 열하고 용융시켜 마그네슴 합금 용탕을 제조하는 단계 (단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 마그네슴 합금 용탕에 제 1항의 마그네슴 합금 결정 립 미세화제를 첨가하는 단계 (단계 2); 및
상기 단계 2의 마그네슘 합금 용탕을 주조하여 결정립이 미세한 마그네슘 합 금 주조재를 형성하는 단계 (단계 3);
를 포함하는 마그네슴 합금의 결정립 미세화 방법.
【청구항 11】
제 10항에 있어서, 상기 마그네슘 합금의 용해 온도는 600 °C 내지 780 t 인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법.
【청구항 12]
제 10항에 있어서, 상기 단계 2는 제 1항에 따른 마그네슴 합금 결정립 미세화 제를 분말형태, 펠렛형태， 로드형태 또는 와이어형태로 성형한 후， 이를 마그네슘 합금 용탕에 도입하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 결 정립 미세화 방법 .
【청구항 13】
제 10항에 있어서， 상기 단계 2는 용탕에 가이드 파이프의 하단부를 침지시키 고 상기 가이드 파이프를 통해 제 1항에 따른 마그네슘 합금 결정립 미세화제를 연 속적으로 첨가하는 방법으로 수행되는 것올 특징으로 하는 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법.
【청구항 14】
제 13항에 있어서, 상기 마그네슴 합금 결정립 미세화제는 분말형태， 펠렛형 태 로드형태 또는 와이어형태로 상기 가이드 파이프로 도입되는 것을 특징으로 하 는 마그네슘 합금의 결정립 미세화 방법 .
【청구항 15]
마그네슘 합금에 보호 가스를 도포한 후 마그네슘 합금의 용해 은도까지 가 열하고 용융시켜 마그네슘 합금 용탕을 제조하는 단계 (단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 마그네슘 합금 용탕에 제 1항의 마그네슴 합금 결정 립 미세화제를 첨가하는 단계 (단계 2) ; 및
상기 단계 2의 마그네슘 합금 용탕을 주조하여 결정 립이 미세한 마그네슘 합 금 주조재를 형성하는 단계 (단계 3) ;
를 포함하는 마그네슘 합금의 제조방법 .
【청구항 16]
제 15항에 있어서， 상기 마그네슘 합금의 용해 온도는 600 °C 내지 780 V 인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금의 제조방법 .
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