자기펄스 성형법(Magnetic Pulsed Compaction)을 이용한 AZ계열 합금의 미세한 변화 및 Mg 합금분말의 성형성 연구

Abstract

최근 산업의 고도화로 인해 자동차 및 전자， 항공 산업은 초소형화， 고강도화， 경량화， 복합 화 및 고기능화 등으로 다양화되고 있는 추세이다. Mg 합금은 이러한 추이에 가장 잘 부합 할수 있는 소재로， 경량화 목적에 적합하고， 비강도가 우수하며， 환경 친화적인 소재로 현재 고성능 소재개발에 착안한 다양한 연구가 진행되고 있다. 마그네슐합금은 주로 다이캐스팅과 같은 주조공정에 의해 제조되고 있으며， ECAp, EXTRUSION, ROLLING 등과 같은 강소성 가공을 통한 Grain refinement 로 불성을 향상시키려는 연구가 거의 대부분이나， 최근에는 급속응고법으로 제조된 Mg 합금분말을 성형하여 기존의 주조재 및 가공재에 비해 우수한 강도 및 연신을 가지는 연구결과를 발표하기도 하였다. 하지만 분말야금법의 우수한 특성에도 불구하고，고온 성형시 특성저하 및 생산성 향상 등을 고려할 필요가 있으며， 기존의 분말야금공정을 탈피한 신개념의 고속고압 성형기술의 적용이 펼수 붉가겸하다. 본 연구에서는 Mg 분말의 동적성헝 가능성을 모색하기 위해 우선적으로， 대표적 상용마그네슘 합금인 AZ 계열의 합금을 자기펄스성형 (MPC)조건을 달리하여 압축하였다. 자기펄스성형은 고강도의 자기장을 이용하여，고속으로 금속을 성형하는 기술로，압력과 온도에 따른 합금의 성형거동을 관찰하기 위해，압력은 1.2GPa-2.0GPa로 변화를 주었으며，온도는 일반 가공용 합금의 성형조건 보다 낮은 150oC~300oC로 변화를 주었다. 그 결과 온도와 압력이 증가할수록 치밀한 미세조직을 나타내는 것을 관찰 할 수 있었으며，기계적 특성변화를 관찰하여 압력과 온도가 성형성에 미치는 영향을 살펴보고， 최적의 성형조건을 모색하였다. 선행연구 결과를 토대로，마그네숨합금 분말을 MPC 성형했을 경우 1회의 성형만으로 진밀도를 갖는 성형체를 제조 할 수 있었으며，Mg합금분말의 동적성형 가능성과 분말 접합의 mechanism 에 대해 토의하고자한다.