알루미늄 합금

[insa]

주로 금속판에 압축력을 가하여 소성 변형 시켜 여러 가지 형상의 제품을 만드는 금형 가공이 프레스 가공의 대표적인 예라고 할 수 있다.

시계 카메라의 정밀 부품에서부터 자동차의 차체에 이르기까지 광범하게 이용된다.

프레스 가공용 소재로서 강판, 동판, 황동판, 알루미늄 판은 물론 플라스틱 섬유 등이 사용되고 있으며,

특별히 가열하지 않고 가공할 수 있고, 짧은 시간에 정확한 치수의 제품을 생산할 수 있어서 대량 생산에 적합하다.

프레스 가공의 종류로는 커터 (Cutter)로 소정의 모양으로 절단하는 전단 가공,

금형과 펀치로 필요한 모양을 따내는 블랭킹 가공, 재료를 필요한 모양으로 구부리는 굽힘 가공, 원통,

각통 등과 같이 바닥이 있고 이음매가 없는 용기를 만드는 드로잉 가공 등이 있다.

반면에 마그네슘 합금은 주로 다이 캐스팅용으로 사용되고 있다.

 마그네슘 합금의 가공 시 다이 캐스팅을 선호하는 이유는 자동차용 및 컴퓨터용

 IT 부품을 대량 생산하는데 적절하며 통합 생산 시스템을 이용한 자동화가 가능하기 때문이다.

 다이 캐스팅 공정이란 고압 금형 주조법으로, 금형의 캐비티에 용탕을 빠른 속도로 채우면서

 식히는 주조 방법으로 용융 온도가 낮은 금속과 합금을 이용하여 구조용 부품을 제조하는 방법 중의 하나이다.

 이 방법은 연속 작업과 자동화가 가능하여 대량생산에 적당하고,

생산성이 확보되면 제조 공정 비용이 저렴하여 중소형의 부품을 제조하는데 적절한 방법이다.

 또한, 마그네슘 합금의 주조성이 Al에 비해서 우수하여 아연 합금처럼 고온 다이 캐스팅이 가능하고,

박판 제품의 제조가 가능하며,

단위 부피 당 마그네슘의 열용량이 적어서 응고 과정에서 열의 방출이 적다.

따라서 시간당 약 250회의 성형이 가능하여 Al의 경우보다

 작업의 재현성 및 생산성이 높을 뿐만 아니라 마그네슘 합금의

 용탕은 금형 소재인 고온 공구강 (JIS: SKD 61, ASTM: H 13)과 반응하지 않으므로

금형과 성형된 제품의 분리가 쉽고, Softening으로 인하여 알루미늄 합금에 비해 금형의 마모가 훨씬 적다.

반면에 마그네슘 합금의 개선되어야 할 문제점으로는 내식성이 나쁜 것을 들 수 있다.

마그네슘은 전기 화학적 음성도가 다른 금속원소에 비해 높기 때문에

특히 Fe, Cu, Ni, Si 등이 기지 내에서 금속간 화합물 형태의 작은 입자로 석출되면,

 기지 상에 비하여 음극을 형성하여 경계면에서 전기 화학적인 부식이 국부적으로 일어난다.

그리고 마그네슘의 표면에 형성되는 자연적인 피막도 상당한 부동태 성질을 가지며 흔히 염기성을 띄고 있어

 모든 주변 환경에 잘 견디지 못해서 표면처리를 필요로 한다.

또한 아직까지 세계적으로 마그네슘 합금을 외장재로 적용한 경우 기술 수준이 미약한 실정이다.