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테크노트 [기술특집] 마그네슘합금의 재료특성과 실온 성형성의 개선

[헬로티] 치노 야스마사 (千野靖正) (국립연구개발법인)산업기술종합연구소 마그네슘은 실용 금속 중에서 가장 저밀도이고, 우수한 비강도를 나타낸다. 또한 자원으로서 풍부하기 때문에 탄소섬유강화 복합 재료에 필적하는 새로운 구조 재료로서 주목받아 주조품을 중심으로 자동차 부품이나 가전제품의 케이스 등에 적용이 확대되고 있다. 또한 전신재에 관해서도 실용화 사례가 증가하고 있다. 이 글에서는 마그네슘의 변형기구 및 마그네슘합금 전신재의 성형성(기계적 특성)과 조직의 관계를 설명하고, 더불어 실온 성형형을 개선하기 위한 연구 개발 사례를 소개한다. 마그네슘의 변형기구 마그네슘의 결정 구조는 육방 최밀(HCP) 구조이고, 그림 1 (a)에 나타낸 대로 4개의 슬립면이 존재한다. 이차 뿔면을 제외한 슬립계의 슬립 방향은 바닥면에 평행한 <1120> 방향이고, 이것을 <a> 슬립이라고 부른다. 또한 이차 뿔면 슬립을 <c＋a> 슬립이라고 부른다. 마그네슘의 축비(c/a)는 최밀 육방정의 이상비(1.633)에 가깝지만, 약간 낮은 값(1.624)를 나타낸다. 일반적으로 이상비에 가깝거나 혹은 이상비보다 큰 축비를 가지는 HCP 금속은 바닥

서재창 기자

2020-12-10 16:11

테크노트 비틀림 단조에 의한 알루미늄합금과 스테인리스강의 고경도화 연구

[첨단 헬로티] 1. 서론 2014년도까지의 비틀림 단조의 연구에서는 비틀림 단조 설비를 개발, 마그네슘합금(AZX912)을 이용해 비틀림 단조 성형함으로써 고경도화하는 것을 검증했다. 올해에는 알루미늄합금(A5052)과 스테인리스강(SUS316L)을 적용한다. 2. 알루미늄합금(A5052)의 고경도화 (1) 실험용 금형 형상의 고경도화 문제점 그림 1의 실험용 금형 형상이라면, 주변부 외측과 바닥부 하측이 저경도로 되어 버린다. ▲ 그림 1. 실험용 금형 형상에 의한 성형품(단면)과 비커스 경도( HV) 측정 결과 (2) 단조 시뮬레이션 해석 DEFORM-3D를 이용해 단조 시뮬레이션을 실시했다. 그림 1의 주변부 외측에 관해서는 주변부를 박육화함으로써 변형이 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 바닥부 하측에 관해서는 바닥부를 박육화함으로써 변형이 상승하는 것을 확인할 수 있었다. (3) 주변부를 박육화한 형상의 고경도화 실험용 금형 형상의 주변부(그림 1)와 비교해 주변부 박육화(그림 2)의 저경도 영역은 감소했는데, 고경도 영역의 경도는 특별히 변화가 없었다. 압축량이 적었으므로 박육화의 효과가 작다고 생각된다. ▲ 그림 2. 주변부를 박육화한 성형

2018-07-09 13:33