고Al 마그네슘 합금(AZ91D/AZ121)의 수평 쌍롤 주조(twin roll casting)

전문가 제언

○ 마그네슘 합금의 판재는 통상적으로 400~500mm 두께의 DC(Direct Chill) 잉곳 주조→스캘핑(scalping)→균질화처리→열간압연→열풀림처리의 과정을 거쳐 제조한다. 그에 반해 쌍롤 주조(Twin Roll Casting, TRC)법은 응고와 압연을 결합하여 준정형 판재를 거의 원 스텝으로 제조할 수 있게 해준다. 따라서 TRC법은 DC주조법에 비해 재료, 에너지, 시간 및 경비를 크게 절감할 수 있는 방법이다. 그러나 지금까지 TRC법은 주로 저Al Mg합금에만 적용되어 왔으므로 고Al Mg합금으로 그 적용범위의 확대를 시도할 필요가 있다.

 

○ 본 연구에서는 기존 장치를 개선한 수평 TRC 장치를 사용하여 고Al AZ91D(9wt%Al) 및 AZ121(12wt%Al) 합금의 4mm 두께 판재를 연속적으로 주조하는 것이 가능함을 보였다. AZ121 합금의 경우에는 2mm 두께의 판재도 주조하여 직경 500mm의 핫코일로 감는 작업까지도 성공하였다. 4mm 두께의 TRC 판재를 스캘핑 없이 총 75%까지 압하할 수 있었고, 압연판재의 인장강도와 연신율은 AZ91D의 경우 308MPa와 6%, AZ121의 경우 423MPa와 2%이었다.

 

○ TRC법은 과거 60년 동안 알루미늄과 철강 판재 제조에 성공적으로 적용되어 왔다. 그러나 Mg합금의 경우에는 전술한 문제점들 때문에 발생하는 여러 가지 결함들 때문에 TRC법이 적용되기 시작한 것은 약 10년 정도에 불과하다. 용탕공급 시스템의 설계, 롤 갭(roll gap)에서의 열전달, 주조속도 등이 TRC의 주요 공정변수들로서, 해외에서는 주조결함을 최소화하기 위하여 이 변수들에 대한 더욱 깊은 이해는 물론 TRC법에 적합한 새로운 Mg합금의 개발을 위해서도 노력하고 있다.

 

○ 국내에서는 KIMM(한국기계연구원 부설재료연구소)이 ‘경량금속재료의 고연성 고강도화 기술’ 연구의 일환으로 AM31과 AZ41 합금의 TRC 기술에 대해 보고한 바 있다. KIMM은 또 부산대 및 중국의 대학과 협력하여 ZK60, AM31, AZ41 Mg합금의 TRC에 대한 수 건의 논문들을 해외 학술지에 발표하기도 하였다. 국내의 연구진도 장점은 많지만 아직은 미성숙한 TRC법의 상용화 연구에 더 많은 노력을 기울일 필요가 있다. 

저자

Hideto Harada, Shinichi Nishida, Endo Masaki, and Hisaki Watari

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

45()

잡지명

Metallurgical And Materials Transactions, B

과학기술
표준분류

재료

페이지

427~437

분석자

심*주

분석물

• 고Al 마그네슘 합금(AZ91D, AZ121)의 수평 쌍롤 주조(twin roll casting).pdf [187,079 byte]

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