마그네슘의 Al-Mg 공정합금 클래딩을 위한 공동압출 기술

전문가 제언

○ 두 종류의 금속재료 표면을 금속학적으로 결합시킨 복합재료를 클래딩재료(cladding material)라 부른다. 내부에 저렴한 재료를 이용하면 표면 기능과 특성이 향상된 재료를 제조할 수 있다. 예를 들면 탄소강의 표면에 스테인리스, 인코넬, 티타늄 등을 클래딩하여 내식성, 내열성, 내식성을 높인 재료가 실용되고 있다. 이종금속의 클래딩에는 압연법(roll bonding)을 위시하여 폭발용접법, 확산접합법, 오버레이 용접법, 레이저 클래딩법 등이 이용되고 있다.

 

○ 본 연구의 Mg/Al 공동압출법에서는 Mg빌릿이 압출다이의 입구에 장착한 Al원판을 밀면서 통과하는 과정에서 Mg의 표면에 Al-Mg공정상이 형성된다. Mg/Al 계면에 액상의 공정상이 생성되므로 재료의 유동이 촉진되어 압출부하가 크게 감소하게 된다. 1차 압출 후 다이의 내부에 Al이 도넛 형태로 남게 되므로 다음의 압출에서는 Al원판을 장착하지 않고 Mg만 압출해도 클래딩 층이 형성된다. 실용성을 위해서는 클래딩 층의 두께를 균일하게 형성시키는 것이 중요한 과제가 될 것이다.

 

○ 해외에서는 이종금속을 층상의 복합잉곳으로 주조한 후에 압연하여 적층판을 제조하는 방법이 특허(US 2005/0011630 A1)로 제안된 바 있다. 그러나 이 방법에서는 이종금속의 분리용해가 필요하고, 주조장치가 복잡하다는 문제가 있다. 최근에는 Al-Mg 복합빌릿의 공동압출법(co-ectrusion)으로 Mg에 Al을 클래딩하는 방법, Mg빌릿을 Al봉재에 삽입하여 압출하는 방법이 제안되었다. Al/Mg의 금속학적 접합은 437℃(66.7%Mg)에서 일어나는 공정반응으로 용이하게 이루어진다.

 

○ 국내의 경우 Al판재와 Mg판재를 압연한 후 열처리하여 Al/Mg 계면에 0.1～1.0㎛ 두께의 금속간 화합물 층을 형성시켜 클래딩 판재를 제조하는 방법이 재료연구소(KIMS)에서 개발되어 특허(KR10-1474533)로 등록되었다. 본 연구의 공동압출법은 열처리 없이 단일공정으로 클래딩이 가능하고 클래딩 층의 경도는 Al보다 약 10배나 높은 장점을 갖는다. 그러나 실험적으로 제시된 수준에 불과하므로 기술적 측면을 고려한 심도 있는 연구개발이 필요하다.

저자

Yahya Mahmoodkhani, Mary A. WellsMechanical

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

232()

잡지명

Journal of Materials processing Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

175~183

분석자

심*동

분석물

• 마그네슘의 Al-Mg 공정합금 클래딩을 위한 공동압출 기술.pdf [520,169 byte]

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