진공 보조 고압 다이캐스팅에 의한 AZ91D합금의 기계적 성질 개선

전문가 제언

○ 플런저에 의해 용탕을 고속, 고압으로 금형에 충전하는 고압다이캐스팅(HPDC)은 치수정밀도가 우수하고 대량생산에 적합하며 복잡한 형상의 부품이나 박육 제품의 제조가 가능하므로 상온성형성이 불량한 Mg합금의 성형에는 매우 적합하다. 그러나 HPDC에서는 숏 슬리브에서 응고된 결정(ESCs ; Externally Solidified Crystals)이 고속, 고압에 의해 금형으로 유입되어 기계적 특성을 저해한다. 본고에서는 기공률과 ESCs의 저감화에 의해 AZ91D Mg합금의 기계적 특성을 개선시킨 HPDC법을 소개하였다.

 

○ 진공을 이용하는 Vac-HPDC법은 통상의 HPDC법에 비하여 미세조직에서 차지하는 기공의 체적률( )을 크게 감소시킨다. 특히 용탕유동의 완충대가 마련되도록 용탕공급기(flow distributer)를 개량한 Vac-HPDC법에서는 ESCs의 금형 내 유입이 차단되어 과 가 가각 ～80%, ～90% 감소함을 보였다. 따라서 AZ91D합금의 UTS, 연신율 및 피로수명은 통상의 HPDC법에 비하여 각각 ～20%, 2배 및 3배로 개선되었다.

 

○ HPDC를 적용한 Mg합금에 존재하는 기공에는 ①미세조직에 분산된 구형의 작은 기공과 ②금형 내의 응고과정에서 ESCs의 응집에 의해 형성된 수축기공의 두 가지 유형이 있다. ①의 기공은 진공의 적용으로 저감화가 가능하다. ②의 수축기공은 비교적 커서 균열의 발생원이 되고 균열은 인장방향에 수직한 방향으로 전파되어 응력집중부에서 파단이 일어난다(Mater. Sci. Eng., A 633, 35-41, 2015). 따라서 기계적 특성의 향상에는 ESCs의 금형 내 유입을 차단하는 것이 매우 중요하다.

 

○ HPDC에 관해서는 국내에서도 자동차 부품 등의 제조에 산업적으로 많이 적용되고 있다. R&D에 있어서도 “마그네슘 시트프레임 제조”(전북대), “수치해석에 의한 금형설계 및 공정해석”(한양대), “공정조건이 AZ91D합금의 미세조직과 기계적 특성에 미치는 영향”(서울대) 등의 연구가 있다. HPDC는 Mg합금 뿐 만 아니라 Al합금, Ti합금 등 금속재료의 성형법으로 유용한 방법이므로 기술적 발전이 기대된다.

저자

Lia, S.M. Xionga,b, Z. Guoa

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

231()

잡지명

Journal of Materials processing Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

1~7

분석자

심*동

분석물

• 진공 보조 고압 다이캐스팅에 의한 AZ91D합금의 기계적 성질 개선.pdf [500,733 byte]

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