• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.26.1-26.1
• /
• 2018

마그네슘 합금은 구조용 소재로 사용되는 금속 중 가장 가벼운 금속으로서 에너지 효율을 높이기 위해 경량화가 필수적으로 요구되는 자동차, 항공기, 기차 등의 운송용 기계/장비 부품으로 각광을 받고 있다. 또한 마그네슘은 생체 친화적이며 환경적 유해성이 없어서 구조소재뿐만 아니라 생체소재에 이르기까지 다양한 산업에서 유용하게 사용될 수 있는 금속이다. 그러나 현재까지도 마그네슘의 산업적 적용이 크게 증가하지 못하고 있는 이유로는 기존의 철강이나 알루미늄 소재에 비해 상대적으로 낮은 내식성, 내마모성 및 강도 문제와 높은 제품 제조 단가 등의 문제들이 있다. 특히 내식성은 대기 중에 노출되는 거의 모든 제품에서 요구되는 특성으로서 마그네슘 제품의 신뢰성을 확보함에 있어서 매우 중요하다. 현재 마그네슘 합금의 상용화를 막는 가장 큰 이유 중의 하나는 마그네슘 소재의 제조 공정비용의 경쟁력이 확보되어 있지 않기 때문이다. 본 발표에서는 마그네슘 합금의 내식성을 향상시키기 위하여 개발된 다양한 표면처리 기술들의 특성 및 효과, 그리고 공정비용의 장단점을 정리하여 발표하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
• /
• pp.44-44
• /
• 2011

마그네슘 합금은 낮은 비중의 경량화 금속 소재이며, 주로 주조 주조재 형태로 상당한 기간 활용되어 왔으며, 최근에는 포스코에서 AZ31 합금으로 판재를 생산하면서 판재상의 마그네슘 소재의 응용이 본격화되고 있다. 포스코에서 판재로 생산되는 합금은 AZ31합금이 주종이며, AZ61 합금의 경우도 일부 생산이 시도되고 있으며, 향후 다양한 합금의 판재의 개발이 진행될 예정이다. 마그네슘 합금은 화학적 활성이 커서 내식성 확보를 위한 표면처리가 필수적이며, 내식성의 확보가 상업적 적용을 위하여 필수적이다. 기존의 마그네슘 합금의 표면처리 방법은 주로 AZ91D의 다이캐스팅재에 집중되어 왔으며, 포스코에서 생산되는 AZ31의 스트립 캐스팅재의 표면처리는 합금의 차이로 인하여 새롭게 공정이 개발되어야 한다. AZ31 마그네슘 합금 판재는 경량화가 요구되는 분야에 사용되는 것을 목표로 설계되어 상업화가 추진되고 있으며, 이의 적용을 위해서는 마그네슘 판재의 내부식성을 제어하는 표면처리 공정이 필수적이다. 표면처리에서는 강판 및 알루미늄판재의 표면처리 공정에 이용되는 화성처리-전착도장 공정에 따라야 하겠지만, 산 용액에 매우 취약한 마그네슘 소재의 특성상 같은 처리 조건을 적용하기 어렵다. AZ31 마그네슘의 합금의 표면처리에서 자동차 공정에 적합한 화성처리는 본격적으로 연구되어 있지 않으며, 합금의 차이에 따른 표면거동이 다른 경향을 보인다. 자동차용 표면처리에서 AZ31에 적합한 화성처리 단일 공정을 확보하는 것이 중요하며, 또한 Al-Mg, Mg-Mg계 등 시스템 구성에 따른 연구개발이 필요할 것이다. 본 발표에서는 AZ31 판재를 이용한 자동차 부품 가공에서 고려하여야 하는 표면처리 이슈에 대하여 논하고자 한다.

• 융복합기술연구소 논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.29-32
• /
• 2014

최근 유가상승 및 환경오염으로 인하여 자동차 연비 개선에 대한 관심이 날로 증가하고 있어 자동차 제조사들은 다양한 접근방법을 통해 경량화를 달성하고자 하고 있다. 경량화 방법으로는 경량재료의 적용, 고강도 소재를 이용한 부품소형화, 조립식 파트의 일체형 모듈화 등이 있으며, 본 연구에서는 경량구조재료인 마그네슘 합금을 자동차용 스크롤 압축기에 적용하기 위하여 기존 알루미늄 합금부품과의 열팽창 및 열변형의 비교를 통해 마그네슘 합금 적용한 스크롤 부품의 설계시 고려되어야 할 요소들을 분석 및 제시하고자 한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
• /
• pp.64-64
• /
• 2010

최근 그린 친환경, 지구온난화방지와 환경 부하물질저감, 기기 고효율화, 연비향상 등의 관점에서 항공기, 자동차 등 운송기계와 휴대용 전자제품 등 경량화가 요구되는 분야에서 경량합금의 사용이 급증하고 있다. 특히, 경량합금 중 가장 가벼운 마그네슘 합금은 최근 주목을 받고 있는 금속재료이다. 그러나 마그네슘합금은 알루미늄합금과는 달리 상온 성형성 및 접합성이 양호하지 않은 관계로 판재를 이용한 구조부품의 제작을 위해서는 많은 연구가 필요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 마그네슘합금 판재의 마찰 교반 점용접을 시도하였다. CNC 밀링머신을 사용하여 프로브의 회전 및 삽입 속도에 변화를 주어 접합 특성을 평가하였고, 각 변수의 영향을 조사하였다. 적외선 열화상기와 로드셀을 사용하여 마찰 교반 점용접 중에 발생하는 교반부 온도와 접합부에 가해지는 수직부가하중의 거동을 측정하였다. 마찰 교반 점용접 후, 시험편의 접합 상태와 접합부 단면 관찰을 통해 접합 상태를 조사하였다. 그리고 인장전단 실험을 실시하여 마찰 교반 점용접된 시혐편의 접합강도를 평가하였고, 파단된 시험편의 파면을 관찰하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.239-239
• /
• 2015

삼성, LG전자 등 다양한 사업부의 White Anodizing구현기술의 Need는 항상 존재하고 있으며, 특히 White와 Black Color의 콤비네이션으로 친환경 이미지 강조 및 핸드폰의 고급화에 필연적인 메탈화로 작년부터 White Anodizing의 수요요청이 쇄도하고 있다. 그러나 현행 공업용 Anodizing 기술(황산법)은 봉공처리 전 착색공정에서 Red, Blue, Black 등 염료분자와 달리 염료 분자가 비교적 큰 White 염료는 Anodizing으로 성장된 다공성피막 내부로 들어가지 못해 국내 Anodizing전문기업 뿐만아니라 일본 기업 및 연구소 등에서도 무수한 시도를 하고 있지만 현재까지는 완벽한 White Anodizing구현기술이 전무한 상태이다. 이에 당사는 알루미늄합금을 White의 안료나 염료가 아닌 알칼리전해액의 Pulse전류인가 PEO(Plasma electrolytic oxidation)처리 공정에 의거 White Anodizing기술을 개발하고자 하였다. 알칼리 전해질에 의한 Anodizing 처리기술로 White와 유사한 색상을 구현하고 있으나, 수요자가 요구하는 White Anodizing으로 제품을 양산하는데 어려움이 있어 기존 Anodizing 처리 대신 Pulse전류인가 PEO처리기술로 White Color를 구현하여 수요요청이 쇄도한 국내외 기업체에 공급하고자 한다. 본 기술은 알카리 전해액을 사용하므로 친환경적이며, 다공성 피막으로 인한 우수한 도장 밀착성, 실링처리에 의한 내식성 향상, PEO 피막의 우수한 경도 및 내마모성 등을 나타내며, 알루미늄뿐만 아니라 마그네슘합금, 티타늄 등에도 공히 적용이 가능하며, White Anodizing의 특화된 기술로 표면처리기술 우위 선점 및 원가절감 등이 가능하다. 당사는 알루미늄 아노다이징 전문 기업으로서 내식성 목적의 연질 아노다이징 처리 및 고내마모성을 목적으로 하는 자동차 부품 및 기계 부품용 경질 아노다이징 처리를 주로 수행하고 있다. 본 발표에서는 당사의 표면처리 기술 및 알루미늄의 아노다이징에 대한 소개를 하고자 한다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.243-251
• /
• 2008

자동차 및 항공기 부품용 고온 다이캐스팅 마그네슘 합금에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 알루미늄을 주된 합금원소로 하여 희토류원소나 알칼리토금속 등을 첨가하는 3원계 합금 및 각 원소들을 조합하는 4원계 합금이 개발되었다. 이들 합금의 크립 저항성은 금속간 상에 의한 결정 입계 강화에 기인한다. 그 동안의 합금조성 개발의 핵심은 결정 입계의 이동을 유발하여 고온 변형을 유발하는 고온 불안정 석출상의 생성을 억제하는 것이었다. Mg-Al계 합금에 희토류원소를 첨가하면 고온 안정상의 생성으로 고온 특성이 향상되지만 희토류원소의 경제성이 단점이다. 고비용의 희토류원소를 대신하기 위해 알칼리토금속을 첨가하는 합금 및 이들 원소를 조합하는 합금이 개발되었다. 본고에서는 알칼리토금속을 첨가할 경우에 발생하는 생산성의 저하 등의 단점을 보완하는 알칼리토금속산화물이 첨가된 합금을 소개하였는데 이는 1) 비고용성 2) 융점유지 3) 주조성유지 4) 재활용성 5) 경제성 등의 특징이 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.46.2-46.2
• /
• 2010

최근 수송기기 및 전자부품산업에서의 성능향상 요구에 따라 경량고강도 비철금속재료의 수요가 증대되고 있다. 특히, 세계적으로 에너지 절약 및 환경 공해 규제가 대폭 강화됨에 따라 자동차, 항공기 등 수송기기의 소재경량화 소재로 낮은 밀도 기계적 가공성이 우수한 마그네슘 합금이 각광을 받고 있다. 그러나 Mg합금은 알루미늄 합금과는 달리 보호성 산화피막이 형성되지 않아 내식성 및 고온강도가 매우 취약하다. 이를 보안하기 위해서 본 연구에서는 마그네슘의 강도 개선을 위한 원소로써 고용강화 원소로 많이 쓰이는 Zn과 입자 미세화로 인한 항복강도를 증가시키는 Mn의 3원계 합금에 고온에서 안정한 Mg2Sn상이 형성되는 Sn을 첨가하여 시효처리에 따른 기계적 특성과 미세조직을 관찰하였다. 실험 이전에 Pandat Program에 의한 열역학적 분석을 바탕으로 Mg-Zn-Mn 및 Mg-Zn-Mn-Sn의 상태도 계산 및 MgZn와 Mg2Sn 석출분율을 예측하였다. 열역학 계산을 통해 도출된 석출온도를 통해 Mg-Zn-Mn 및 Mg-Zn-Mn-Sn 합금의 열처리에 따른 경도 및 미세구조를 관찰하였다. 또한, 기계적 특성을 평가하기 위해 상온 및 고온 인장시험을 실시하였고 XRD, SEM을 이용하여 석출상을 분석하였다.

• 기계와재료
• /
• 제23권3호
• /
• pp.114-123
• /
• 2011

주조품 설계 및 제조에 있어서 기존의 유동 및 응고 해석뿐 아니라 최근에는 응력 해석 기법의 적용이 대두 되고 있다. 특히 자동차 산업에 있어서 부품의 경량화는 필수 불가결한 선택이며, 이는 설계자 및 제조업체에 복잡하고 얇은 알루미늄, 마그네슘 주물품에 대하여, 치수적인 문제와 강성의 문제를 동시에 해결하도록 요구하고 있다. 또한 경제적인 관점에서 긴 금형 수명이 요구되나 열 및 기계적인 피로 균열인 'heat checking'은 이러한 금형 수명을 저하시키는 가장 흔한 요소이다. 이런 무제를 해결하기 위해 해석 기법을 이용하여 주조 설계 및 공정을 최적화 함으로써 변형의 최소화 및 금형 수명의 최대화를 달성할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 기법을 성공적으로 적용하기 위해서는 주조 공정 해석, 재료 시험, 제품 설계 및 공정 최적화 설계가 통합적으로 이루어져야 한다. 본 고에서는 현재 최신 주조 해석 기법을 이용하여, 주조품 제조 공정에서 발생하는 응력과 관련된 문제들에 대한 수치해석 기법을 살펴보고, 이에 대한 리뷰를 제공하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.7-21
• /
• 2000

This paper describes an overview of the thixoforming and thixomolding processes. Semi-solid metalworking (SSM), which is called the thixoforming process of aluminium materials, incorporates the elements of both casting and for the manufacture of near net shape parts. The SSM has some advantages such as net shape or near net shape manufacturing, the ability to form thin walls, excellent surface finish, tight tolerance, and excellent dimensional precision. The thixomolding process of Mg alloy (AZ9l) is a combination of two technologies both conventional die casting and plastic injection molding. The feed material used is a machined chip with a geometry of approximately 1 mm square and a length of 2~3 mm. The semi-solid forming (SSF) of high quality aluminium and magnesium parts will be established in the automotive and electronic industry, in the future. The hybrid method of casting/forging has been caused attention. This process uses a preformed material made by casting instead of the wrought material and finishes it by a single forging process. This process is expected to lower costs without sacrificing the mechanical and finishes it by a single forging process. The process is expected to lower costs without sacrificing the mechanical properties. The authors, intending that the casting/forging process contributes to a reduction in production cost of aluminum automotive parts in Korea, describes the feature of the casting/forging process, aluminum alloys suitable for the cast preform, microstructure and mechanical properties of the cast preform, application examples of cast/forging, and further study.