가스 버블링 교반을 이용한 유동-압착주조 AZ91-Ca 합금의 미세조직과 기계적 성질

전문가 제언

○ Mg 합금은 주조과정에서 대기에 노출될 경우 산화나 발화를 일으키기 쉬우므로 발화성을 억제하기 위해 Ca을 첨가하기도 하지만, Ca을 첨가한 용탕은 점성이 높아 고압 다이캐스팅이 어려워진다. 본고의 저자들은 이 문제를 해결하기 위해 이전에 Goh 등(Mater. & Des., 31, 2010, p.S50)이 AZ91+2wt.%Ca 합금에 적용한 압착주조(squeeze casting)법을 개량하여 가스 버블링으로 반응고 슬러리를 만든 후 압착주조하는 유동-압착주조(RSC: Rheo-Squeeze Casting)법을 제시하였다.

 

○ 가스 버블링에 의한 반응고 슬러리 제조법은 원래 Wannasin 등(Scripta. Mater., 55, 2006, p.115)이 개발하였지만, 저자들은 그것과 위의 Goh 등의 방법을 조합하여 AZ91+2wt.%Ca(AZX912) 합금에 적용하였다. 가스의 유속과 압착주조 시의 압력이 모두 높을수록 초정 -Mg와 잔류용탕에서 생성되는 -Mg 결정립의 미세화/구상화 정도가 컸다. 가스유속 6L/min, 주조압력 120MPa에서 가장 우수한 기계적 성질을 얻었고, 그것은 통상적 압착주조 재료보다 20% 정도 높았다.

 

○ Mg 합금 용탕의 발화를 억제하기 위해 Zeng 등(Mater. Sci. Eng. A, 301, 2001, p.154)은 Be을 첨가하는 방법을 제안하였고, Fan 등(J. Mater. Sci., 39, 2004, p.6375)은 1,173K에서 방호가스 없이 대기 중에서 Mg-Y-Ce 합금을 용해한 바 있다. 그러나 이 첨가원소들은 유독성이거나 고가이기 때문에 Ca이 첨가원소로 주목받게 되었다. Ca은 흔하고, 무독성이며, 합금의 내식성과 강도를 높이는 장점도 있다. 저자들이 제안한 RSC법은 이런 Ca을 효과적으로 이용하는 방법이라 할 수 있다.

 

○ 국내에서도 본고의 토픽과 관련된 연구가 수행된 바 있다. Choi 등(Met. Mater. Int., 9, 2003, p.395)은 AZ91+Ca 합금에서 Ca의 첨가가 고온 산화속도를 현저히 낮추는 것을 밝혔고, Yim과 Shin(Mater. Sci. Eng. A, 395(1-2), 2005, p.226)은 기계적 교반기를 이용하여 제조한 AZ91HP 합금의 반응고 슬러리의 성질에 대해 연구하였다. 특히 후자는 본 연구의 전반부와 유사한 연구라 할 수 있다. 앞으로 다른 Mg 합금, 첨가원소 및 가공분야로의 연구범위 확대가 기대된다.

 

저자

Yang Zhang, Guohua Wu, Wencai Liu, Liang Zhang, Song Pang, Wenjiang Ding

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

67()

잡지명

Materials & Design

과학기술
표준분류

재료

페이지

1~8

분석자

심*주

분석물

• 가스 버블링 교반을 이용한 유동-압착주조 AZ91-Ca 합금의 미세조직과 기계적 성질.pdf [480,329 byte]

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