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고강도 Al-Mg-Ag계 합금의 제조방법

전문가 제언: ○ 미국 알루미늄협회의 규격으로 5000계열로 통칭되는 Al-Mg계 합금은 고용강화와 가공경화에 의하여 강도가 향상되므로 주조재보다는 판재, 형재, 봉재 등과 같은 소성가공용 합금으로 널리 이용되며, Mg 함량이 2% 미만에서 5%의 고농도에 이르기까지 종류가 다양하게 규격화되어 일반판금용, 선박, 차량, 항공기, 건축, 캔 등의 용도에 사용된다.

○ Al-Mg계 합금은 Mg의 첨가량과 Mn, Cr 등의 첨가에 따라 강도와 연성의 변화가 심하며 또한 가공경화성이 우수하여 5052합금의 경우 90%냉간가공으로 인장강도는 30% 이상 증가한다. 또한 500% 이상의 연신을 나타내는 초소성 특성도 갖고 있어 Al-2%Mg-0.4%Zr의 Superal 5000과 Al-5%Mg-0.6%Cu-0.7%Mn-0.15%Cr의 Neoralg 합금이 초소성합금으로 실용화되고 있다.

○ Al-Mg계 합금은 내식성, 가공성, 용접성 등이 우수한 반면 강도가 취약한 것이 결점이다. 따라서 Sc, Zr 등을 첨가하여 Al3Sc, Al3Zr와 같은 석출물을 분산시키는 석출강화합금이 개발되고 있으나 이들 석출물은 소성가공온도에서 석출하여 성장하므로 강화효과가 충분치 못하고 재용해가 불가능하여 석출물의 제어가 곤란하다.

○ 본 발명에서 이용하고 있는 Al2Ag 석출물은 융점 이하의 온도에서 석출과 용해가 가능하므로 석출제어가 쉽고 열처리에 의하여 특성을 제어할 수 있는 이점이 있다. 다만 Al-Mg계 합금에서는 Mg 농도가 높으면 가공성이 저하하므로 합금설계는 Mg 농도 5% 미만에서 이루어지는 것이 보통인데 본 발명에서는 최대 7%까지 허용되고 있어 본 발명의 응용에는 성형성에 대한 검증이 요망된다.

○ Al합금은 재활용률이 85~90% 정도로 매우 높고 경량인데다 고강도 합금이 적극적으로 개발되고 있으므로 CO2 배출량의 감축과 연비절감을 위하여 자동차나 항공기용 소재로 수요가 크게 증가하고 있다. Al합금은 특성개발뿐만 아니라 용해, 주조, 가공 등에 관한 공정기술도 중요하므로 이 분야에 대한 국내 연구의 활성화가 요망된다.

저자: Universal Alloy Co.
자료유형: 특허정보