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2륜차차체 적용을 위한 마그네슘합금 다이캐스팅부품의 제조

전문가 제언: ○ 마그네슘은 경량화를 목적으로 하는 구조설계에 매우 적합한 재료이다. 최근 지구환경의 관점에서 자동차의 CO2 배출량 저감을 위한 차체의 경량화 대책으로 마그네슘부품의 적용확대가 적극적으로 추진되고 있다. 또 IT 산업과 관련하여 소위 3C(Camera, Computer, Communication) 분야에서도 마그네슘의 수요가 증가하는 추세에 있다.

○ 구조용 소재로서 마그네슘(합금 포함)의 결점은 조밀육방정 결정구조로 인하여 소성변형이 저면(basal plane) 슬립에 한정되어 상온가공이 곤란한 점이다. 또 압연이나 압출 시에는 강한 집합조직이 형성되어 기계적 이방성이 생기는 점도 소성가공을 어렵게 하는 요인이다. 따라서 마그네슘의 이용은 다이캐스팅과 같은 용융가공이 주체가 되고 있다.

○ 다이캐스팅용 마그네슘합금으로 대표적인 것은 Mg-Al계 합금인 ASTM규격의 AM60과 AZ91이다. 그러나 이들 합금은 자동차의 엔진부품으로 사용하기에는 내열성이 취약하고 내력이 요구되는 외장부품으로 사용하기에는 강도와 내식성이 충분하지 못하다. 이를 개선하기 위한 연구개발은 다이캐스팅기술의 개선과 새로운 합금개발의 두 방향에서 이루어져 왔다.

○ 본고는 2륜차(motorcycle)의 새시(chassis)에 적용하기 위한 AM60합금의 다이캐스팅기술에 관한 것이다. 즉 진공다이캐스팅법을 적용하여 가스의 혼입으로 야기되는 제품결함을 감소시킴으로써 260MPa의 인장강도와 18%의 연신율을 달성하고 있다. 이는 AM60 규격에서 규정하는 인장강도(230MPa)와 연신율(13%)을 크게 상회하는 성과이며, 여기에는 용탕의 성분관리와 산화방지를 위한 용탕보호기술도 기여하고 있다.

○ 마그네슘의 용도는 판재부문에서도 증가하고 있어 결정립미세화나 집합조직제어 등을 위하여 이주속압연, 롤크로스압연, 고속대압하압연 등의 열간압연기술도 적극적으로 개발되고 있다. 국내의 경우 “고강도 고성형성 마그네슘합금 설계 및 제조기술”에 관한 연구가 2007년부터 산학연 공동으로 추진되고 있어 그 성과가 기대된다.

저자: T. Koike,et al.
자료유형: 학술정보