AZ 계열 Mg 합금의 알루미늄 함량이 기계가공(천공) 특성에 미치는 영향

전문가 제언

○ Mg 합금 제품들의 부품이나 구조물을 제조하기 위해서는 절삭, 천공 등 기계 가공이 필요하다. 그러나 Mg 합금은 인화성이 높고, 절삭이나 천공 시에 칩이 공구의 측면에 눌어붙는 FBU(Flank Build-up) 현상을 일으키기 쉽다. 과거 AZ 계열 합금(Mg-Al-Zn)의 기계 가공 특성에 대한 연구가 몇몇 있었지만, 그중 Al 농도의 영향에 관한 보고는 없었다. 따라서 본 연구에서는 Al 농도 차가 큰 AZ31과 AZ91을 선택하여 Al 농도가 이 합금들의 천공(drilling) 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

 

○ AZ31(～3wt.%Al)은 주로 α상, AZ91(～9wt.%Al)은 α, β 및 판상의 공정 α+β상으로 이루어져 있으며, 이 상들 중 β상(Mg17Al12)은 α상보다 Al 농도가 높고, 경도도 더 높다. 따라서 천공작업에 필요한 평균 절삭력은 드릴비트의 회전속도나 이동속도에 관계없이 β상을 많이 함유하는 AZ91의 경우에 더 크게 나타났다. 또 β상의 높은 취성 때문에 천공작업 중 발생하는 AZ91의 칩은 불연속적인 부스러기 형태를 보였다. 반면에 AZ31의 경우에는 돌돌 말린 형태의 연속성 칩이 발생하였다.

 

○ Mg 합금은 가연성과 FBU라는 두 가지 문제 때문에 선삭(旋削: turning)과 천공 등의 기계 가공 작업이 다른 비철금속에 비해 어렵다. 따라서 적절한 공구, 가공환경 및 공정변수의 선택을 통해 이 문제를 해결하기 위한 많은 연구가 있어 왔다. 예를 들어 화학반응, 인화, 환경오염을 피하기 위해 냉각수(유)를 사용하지 않는 건식가공이 제안되었고, 건식가공에서 문제가 되는 재료의 과열을 피하기 위해 최적 절삭속도의 선택에 대한 연구도 수행되었다.

 

○ 국내에서의 연구는 1건이 검색되었지만, AZ31 합금을 수용성 냉각유에 침지하여 부식거동을 조사한 것이므로 절삭 자체에 대한 연구는 아니었다. 이 분야에 대한 국내의 관심은 자체적인 연구보다는 주로 일본 문헌을 소개하는 정도에 그치고 있다. Mg 합금은 다른 금속보다 약하기 때문에 절삭저항은 비교적 작지만, 전술한 가연성과 FBU 문제의 해결이 중요한 과제이므로 앞으로 문제가 많은 습식가공보다는 건식가공 쪽으로 집중하여 연구할 필요가 있다.

 

저자

B. Ratna Sunil, K.V. Ganesh, P. Pavan, G. Vadapalli, Ch Swarnalatha, P. Swapna, P. Bindukumar, G. Pradeep Kumar Reddy

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

4()

잡지명

Journal of Magnesium and Alloys

과학기술
표준분류

재료

페이지

15~21

분석자

심*주

분석물

• AZ 계열 Mg 합금의 알루미늄 함량이 기계 가공(천공) 특성에 미치는 영향.pdf [445,744 byte]

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