MPC 및 SPS 복합 성형법을이용한 Mg합금분말 성형체의 미세조직 및 기계적 특성평가

Abstract

Mg 합금은 구조재료중 가장 가벼운 소재로 항공 및 자동차 산업등 수송기기 분야에 주로 사 용이 되고 있으며, 경량화 효과 외에도 전자파 차폐효과가 크기 때문에 전기, 전자부품용 소재 로도 실용화되어 사용되고 있다. 하지만 현재 상용되고 있는 마그네슘합금은 고유의 낮은강도 와 내식성으로 인해 극히 제한적인 용도로만 주로 사용이 되고 있다. 이를 개선하기 위해 최근 에는 급속응고법으로 제조된 Mg합금 분말을 성형하여 기존의 주조재및 가공재에 비해 우수한 강도 및 연신을 가지는 Mg합금에 관한 연구결과가 보고되었지만, 고온성형시 특성 저하 및 낮은 생산성 등을 감안 할 경우, 기존의 분말야금 공정을 탈피한 신개념의 형성기술 적용이 필 수 불가결하다. 최근 고속 고압 성형이 가능한 자기펄스성형 (MPC)법을 이용하여， 급속응고법으 로 제조된 Mg-Zn-Y 합금분말을 1회의 성형만으로도 이론밀도 대비 97%의 고밀도 성형체를 제 조한바 있지만，성형체의 기계적 특성은 강도 181MPa, 연신율 4.8%의 낮은 수치를 나타내었다. 이는 기존의 압출공정에 비해 매우 낮은 특성을 보이며，이를 해결하기 위해，분말표면 제 어를 위해 최근 각광받고 있는 공정인 방전플라즈마소결(SPS)법을 이용하여 2차 성 형하는 방법 을 모색해 보았다. 본 연구에서는 급속응고된 Mg-Zn-Y 3 원계 합금분말을 원료로，MPC 공정을 이용해 상온에서 2 GPa의 압력을 인가하여 압축하였으며，압축된 성형체는 방전 플라즈마 소결법을 이용 300oC, 400oC 의 온도에서 10분 동안 유지하여 2차 성형하였으며 SPS 성형 전 후 미세조직 및 기계적 특성변화 등을 관찰 해 보았다.