수분무 7000계 Al 합금분말의 성형특성

Abstract

7000계열 Al 합금은 고강도를 요구하는 자동차, 항공기 등의 분야에서 광범위하게 이용되고 있다. 최근에는 주조시에 문제가 되는 편석, 석출물의 조대화 등을 해결하기 위해 급냉응고법에 분말을 제조한 후 성형공정을 통해 벌크화 하여 기계적특성을 향상시키고자 하는 연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 급냉응고 효과가 큰 수분무 공정에 의해 제조된 Al-5, Zn-3, Mg-0.5, Zr-0.19, Ni-0.17, Cr-0.2, Ti-0.6, Cu 합금 분말을 이용하여 방전플라즈마 소결법 및 압출공정에 의해 벌크재로 제조한 후 그 특성을 고찰하였다. 일반적으로 수분무 공정으로 급속 응고된 알루미늄 합금 분말은 산화 막과 기공이 존재하게 되어 기계적 성질이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 산화 막 파쇄와 기공 감소가 이루어진다고 보고된 탈가스 공정을 이용하여 분말을 캔닝 후 진공 탈가스 처리를 하였고 탈가스 온도를 함수로 두었다. 1차 실험 결과를 바탕으로 120Hv의 높은 경도 값을 보인 425도 소결온도로 하였으며, 소결체의 압력에 따른 미세조직 및 기공 변화, 상변화 거동을 관찰하였다. 425도에서 압출비를 33:1로 램 속도를 5mm/sec로 하여 압출을 수행 후 캔을 제거하였다. 압출재의 미세조직 및 기공 변화를 고나찰하였고 석출물의 생성 및 분해 거동 관찰을 위해 열분석을 행하였으며 탈 가스 온도에 따른 벌크재의 기계적 성질을 고찰하기 위해 인장실험 및 경도 실험을 수행하였다.