와이어 브러싱에 의한 Mg합금 표면의 나노결정층 형성

전문가 제언

○ 경량구조재로 Mg합금의 활용이 크게 기대되고 있으나 강도와 부식저항의 취약성이 용도확대에 장애가 되고 있다. 이러한 결점을 개선하기 위해 ① 희토류 원소의 첨가에 의한 합금설계, ② 석출물 분산에 의한 시효열처리의 강화, ③ 양극산화 등 표면처리법 개발의 세 방향에서 연구개발이 전개되고 있다. 본 분석에서는 Mg합금의 강도와 부식저항을 동시에 개선시키는 방법으로 와이어 브러싱(WB)에 착안하여 그 효과를 시험한 연구사례를 소개하였다.

 

○ WB는 금속표면의 녹을 제거하는 데 흔히 이용되는 방법이지만 브러쉬의 마찰면은 강선이 빈틈없이 치밀하게 배열되어 있으므로 압력을 가하여 브러싱을 하는 경우에는 금속표면은 소성유동이 일어날 정도로 강가공을 받는 상태가 된다. 이 경우 표층에는 나노결정립을 갖는 가공변질층이 형성되어 기계적 특성의 개선을 기대할 수 있다. WB가공은 이러한 원리를 이용하는 것으로 강가공법인 ECAP가공이나 재료표면을 강하게 충격하는 숏피닝에서도 이와 유사한 현상이 일어난다.

 

○ WB가공에 의하여 표층에 나노결정층이 형성되고 그 결과로 항복응력과 경도가 향상되었다. 그러나 항복응력은 189~200MPa를 나타내 출발재료의 180MPa와 비교하여 향상의 정도는 그리 크지 않으며 실험조건에 따른 영향도 거의 나타나지 않았다. 본 연구에서는 WB의 효과를 확인하는데 그치고 있으나 이를 극대화하기 위한 연구가 이루어져야 할 것이다. 강도와 연신율의 향상에 표면거칠기의 미세화가 중요하며 WB효과로 부식저항이 4배나 증가한다는 사실은 의미 있는 결과이다.

○ 국내연구의 경우 전술한 ①, ②, ③에 대해서는 연구 개발이 이루어지고 있으며, 강가공법으로 알루미늄 합금의 ECAP가공에 대한 연구사례도 발표되고 있다. 그러나 강가공법이나 WB를 이용하는 마그네슘 합금에 적용한 연구는 찾아보기 어렵다. WB는 특별한 장치를 요하지 않고 간단한 조작으로 가능하므로 표면광택이나 표면 산화물의 제거만을 목적으로 이용해왔던 WB가공이 기계적 특성과 내식성의 향상에도 유용한 수단으로 활용되기를 기대한다.

저자

H. Kitahara, T. Yada, F. Hashiguchi, M. Tsushida, S. Ando

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

243()

잡지명

Surface and Coating Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

28~33

분석자

심*동

분석물

• 와이어 브러싱에 의한 Mg합금 표면의 나노결정층 형성.pdf [331,253 byte]

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