직류 펄스를 이용한 AZ31 합금박판의 V형 굽힘과 스프링백 거동

전문가 제언

     ○ 소성가공 후 재료가 어느 정도 원상으로 돌아가는 소위 스프링백(springback) 현상은 조립 현장에서 많은 문제를 일으킬 수 있다. 최근 가공 중의 재료에 전류를 흘려 소성 유동응력과 스프링백을 감소시키는 전기소성효과(EPE: Electroplastic Effect)가 주목받고 있다. 본고의 저자들은 AZ31B Mg 합금박판의 EPA(Electrical Pulse-Assisted) V형 굽힘시험에서 주파수(f)와 피크전류밀도(J)를 조절하여 스프링백을 억제하고, 그와 동시에 EPE의 메커니즘을 밝히고자 시도하였다.

 

     ○ 저자들은 열적 효과가 미미한 373K에서 EPA V형 굽힘시험을 시행하여 f와 J가 높을수록 스프링백 각도가 작아지고, f=800Hz, J=100.27A/㎟에서 스프링백이 거의 사라지는 것을 보였다. 이 결과는 현재 쟁점이 되고 있는 순 EPE(열적 효과 외의 다른 부가적 효과)의 존재 여부를 묻는 질문에 대해 ‘yes’ 쪽의 손을 들어준다. 저자들은 f와 J의 증가가 쌍정생성을 억제하고 결정립 미세화를 유도하여 굽은 시편의 잔류응력을 방출시킴으로써 스프링백을 감소시킨다고 주장하였다.

 

     ○ 스프링백의 억제를 위해 많은 연구가 이루어졌고, 현장에서는 주로 온간가공(warm working)이 시행된다. 그러나 온간가공은 재료의 표면을 손상시키고, 대형로가 필요한 문제가 있어 통전가공이 대안으로 등장하였다. 통전가공의 경우 전류에 대한 저항열이 소성변형의 유동응력을 낮추고 재료의 표면상태를 해치지 않기 때문에 압연, 선재가공, 굽힘가공 등에 적용되기 시작하였다. 그러나 EPE가 단순한 열처리 효과인가 아닌가에 대한 논쟁이 시작되었고, 이 논쟁은 아직도 진행 중에 있다.

 

     ○ 국내에서의 Mg 합금 스프링백 연구는 한국생산기술연구원, 재료연구소 등의 연구소와 서울대, 강원대, 포항대, 부산대 등의 대학 연구팀들에 의해 비교적 활발히 진행되어, 지금까지 3건의 연구프로젝트가 수행되고 10여 건의 논문이 발표되었다. 특히 생기연의 프로젝트 “펄스전류 융합판재성형 기술을 이용한 마그네슘 차체부품 실용화 기술개발”은 본 연구와 공통되는 점이 많다. 스프링백은 이론뿐 아니라 실용적으로도 문제가 되는 현상이므로 그에 대한 더 깊은 이해가 필요하다. 

저자

Huanyang Xie, Qian Wang, Kai Liu, Fang Peng, Xianghuai Dong, Jianfeng Wang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

219()

잡지명

Journal of Materials processing Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

321~327

분석자

심*주

분석물

• 직류 펄스를 이용한 AZ31 합금박판의 V형 굽힘과 스프링백 거동.pdf [491,007 byte]

이미지변환중입니다.