반응고 Al-Zn-Mg계 합금의 반용융 압출을 위한 재가열 시 결정립 성장 억제에 미치는 Ca 첨가의 영향
- 저자
- 박*원·김대환·심성용·김희경·성봉학·최창옥*·임수근
- 게재저널
- http://www.kfs.or.kr/
- 키워드
- Al-Mg-Zn alloy, Ca addition, Reheating, Thixo-extrusion
- 개요
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최근 환경 규제 및 에너지 효율의 극대화에 대한 노력의 증가에 따라 자동차 및 항공기 등의 수송기기 산업에서는 가볍고, 높은 강도를 지니는 부품 소재에 대한 관심이 증가하고있다. 이에 따라 기존의 철강 소재로 이루어진 수송기기 부품을 이 보다 가벼운 알루미늄 합금 소재로 대체하고자는 많은 노력들이 이루어지고 있으며, 이들 중 높은 비강도 및 경량성을 나타내는 Al-Zn-Mg계 Al 합금은 이러한 요구들에 적합한 합금으로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이 합금의 경우
높은 비강도 특성으로 인해 프레스 및 압출 공정시 높은 하중이 요구되고, 이로 인하여 금형의 수명을 감소시키며, 생산성저하의 문제를 초래한다. 그리고 6063 알루미늄 합금 압출의경우, 압출의 정도를 나타내는 압출성 지수가 100으로 나타내 었을 때, Al-Zn-Mg계 합금 중 7075 알루미늄 합금의 경우,압출성 지수는 9로서 압출이 다른 알루미늄 합금에 비해 상당히 어려워 Al-Zn-Mg합금의 적용은 매우 제한되어 왔지만 , 이러한 압출의 어려움을 해결하기 위해 반용융 압출법이 고안되었다. 반용융 압출법은 반응고 금속을 고액공존영역까지 가열 후, 이 금속 슬러리의 틱소트로픽 성질을 이용한 성형방법으로서, 피가공재의 유동성 및 변형능을 상승시켜 복잡한 형상의 압출을 가능하게 하고, 압출 시 하중을 감소시킴으로써 다이스의 손상을 최소화 한다. 이 때문에 반용융 압출법은 압출이 어려운 Al-Zn-Mg 합금으로의 적용을 가능하게 하여 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 하지만, 반용융 압출 공정에서 반응고 빌렛을 고액공존영역까지 재가열시 높은 재가열온도로 인한 결정립 성장의 문제가 발생하게 되며, 이러한 결정립 성장은 반용융 압출재의 미세조직 및 기계적 성질에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 재가열 시 Al-Zn-Mg 합금의 결정립 성장을 억제시키기 위해 소량의 Ca을 첨가하였으며, 반용융 압출을 위한 재가열 시 재가열 온도 및 시간에 따른 Ca 첨가의 영향에 대하여 조사하였다.
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