마그네슘 다이캐스팅 합금 101

다이캐스팅은 현재 알루미늄과 같은 기존 소재를 대체할 수 있는 마그네슘으로 인해 혁신을 거듭하고 있습니다. 가장 가벼운 구조용 금속인 마그네슘은 최종 제품의 무게를 크게 줄일 수 있어 연비와 자동차 배기가스와 관련된 환경 영향을 줄이는 데 필수적입니다. 마그네슘의 기능을 확장하고 다양한 고성능 애플리케이션에 적합한 후보가 될 수 있도록 괄목할 만한 연구 성과가 있었습니다.

다이캐스팅에 마그네슘이 사용되는 이유입니다:

마그네슘의 밀도는 알루미늄(2.7g/cm³)에 비해 약 1.7g/cm³입니다[1]. 따라서 차량용 부품을 비롯한 부품의 무게를 크게 줄여 연비를 개선하고 전자 기기의 휴대성을 향상시킬 수 있습니다.

마그네슘은 무게 대비 강도가 뛰어납니다. 일부 연구에 따르면 AZ91D와 같은 특정 마그네슘 합금은 230MPa 이상의 인장 강도를 달성할 수 있는 것으로 나타났습니다[2]. 이러한 특성으로 인해 가벼우면서도 강도가 높아 내구성과 경량성을 동시에 필요로 하는 부품에 적합합니다.

예를 들어, 최근 연구에서는 고온에서 변형에 더 잘 견디는 합금을 형성하기 위해 일부 희토류 원소를 마그네슘에 통합하는 방법을 조사했습니다[3].

출처:

1. 주조 기술에서의 마그네슘 유청 바이 등(2012)
2. 고온 응용 분야를 위한 마그네슘 다이캐스팅 합금의 평가: 미세 구조, 인장 특성 및 크리프 저항성(Sergio Cáceres 등)(2015)
3. X.M. Wang 외(2020)의 Mg-Gd-Y 합금의 미세 구조 및 크리프 저항성 (이미지 출처.

AZ91, AM60, AM50 은 다이캐스팅에 가장 일반적으로 사용되는 합금입니다. 모두 Mg-AI 시스템을 기반으로 합니다.

또한 읽어보세요: 알루미늄 합금 다이캐스팅

이 문서에서는 다음에 대해 알아봅니다.

• 마그네슘 다이캐스팅 합금의 글로벌 범위,
• 이러한 자료의 장점을 강조합니다,
• 마그네슘 합금 속성
• 다이캐스팅에 사용되는 일반적인 마그네슘 합금의 간략한 비교

또한 다음과 같은 마그네슘 다이캐스팅 합금 사용의 중요한 이점도 강조할 것입니다:

• 탁월한 강도
• 가벼운 자연
• 복잡한 모양 제작에 적합

또한 합금 주조에 사용할 수 있는 다양한 종류의 마그네슘 금형에 대해 알아보고, 각 금형의 고유한 특성과 이상적인 용도를 강조합니다.

마지막으로 마그네슘 다이캐스팅이 알루미늄 다이캐스팅과 같이 널리 알려진 다른 방법과 어떻게 비교되는지 살펴보고 이 기술의 미래 잠재력에 대한 흥미로운 전망에 대해 논의해 보겠습니다.

이 탐구가 끝날 때까지 마그네슘 다이캐스팅 합금에 대한 폭넓은 지식과 현대 제조에서 그 중요성에 대해 알게 되기를 바랍니다.

합금으로서의 마그네슘에 대해 알아봅시다.

가장 유명한 마그네슘 다이캐스팅 합금은 AZ91D입니다. 마그네슘은 다른 금속과 결합하면 다양한 합금을 만듭니다. 가장 일반적인 마그네슘은 다음과 같습니다:

1. AM60B
2. AM50A
3. AM20
4. AE42
5. AS41B

마그네슘 합금이란 무엇인가요?

마그네슘 합금은 마그네슘(Mg)이 주원소인 금속으로, 일반적으로 구성 성분의 90% 이상을 차지합니다. 순수 마그네슘은 알루미늄(Al), 아연(Zn), 망간(Mn)과 같은 합금 원소를 추가하여 변형됩니다.

마그네슘 다이캐스팅의 장점

마그네슘 다이캐스팅의 독창성은 제조 공정에 몇 가지 주요 이점을 제공할 수 있다는 데 있습니다. 아래에서 몇 가지 주요 이점에 대해 자세히 설명하겠습니다:

가볍고 무게 대비 강도가 높습니다. 

위에서 언급했듯이 마그네슘은 가장 가벼운 구조용 금속입니다. 마그네슘은 초경량 부품을 위한 강도와 경량 기반을 제공하므로 많은 비즈니스에 큰 이점을 가져다 줍니다.

향상된 치수 정밀도 및 안정성

다이캐스팅 방식은 최종 제품의 뛰어난 치수 정확도와 안정성을 보장합니다. 따라서 다른 구성 요소와 부품을 동일한 높은 표준으로 더 쉽게 조립할 수 있습니다.

뛰어난 가공성 및 마감 디테일

마그네슘 다이캐스팅은 가공성이 우수합니다. 주조 후 소재를 쉽게 성형하고 수정할 수 있습니다. 또한 이러한 주물은 일반적으로 표면 광택이 우수하여 필요한 추가 가공 수준을 줄여줍니다.

뛰어난 열 및 전기 전도성

우수한 열전도율과 전기 전도율은 마그네슘 합금의 특성입니다. 따라서 전기 전도성이나 열 방출이 필요한 상황에서 유용하게 사용할 수 있습니다.

높은 재활용성

재활용성이 높은 금속은 마그네슘입니다. 제품 수명이 다하면 마그네슘으로 만든 부품을 쉽게 재사용하고 재활용할 수 있어 환경 발자국을 줄일 수 있습니다.

마그네슘 다이캐스팅 공정

이 파트에서는 마그네슘 다이캐스팅의 기본 사항과 그에 수반되는 사항을 살펴보고 용융된 마그네슘이 복잡한 가치 있는 부품으로 변하는 과정을 단계별로 보여드립니다.

이 공정에는 다이라는 재사용 가능한 금형을 사용하여 복잡하고 치수가 정밀한 제품을 제조하는 과정이 포함됩니다.

필요한 몇 가지 단계는 다음과 같습니다:

금형 준비 및 청소 

완벽한 주조 공정을 보장하고 결함을 방지하기 위해 다이를 철저히 세척하고 윤활합니다. 이 공정은 다이의 무결성을 유지하고 최고 품질의 주물을 생산하기 위해 필요합니다.

마그네슘 용융 및 합금

마그네슘은 용광로에서 매우 높은 온도로 녹습니다. 이 단계에서 이러한 합금 원소를 용융 금속에 주입하여 강도 증가 또는 내식성과 같은 필요한 최종 제품 특성을 형성할 수 있습니다.

주입 및 응고

고압에서 용융된 마그네슘이 다이 캐비티에 주입됩니다. 이 캐비티는 필요한 완제품과 동일한 모양을 갖습니다. 용융 마그네슘이 주입된 후 빠르게 냉각되어 경화됩니다. 잠시 후 마그네슘은 금형의 모양을 갖습니다.

부품 제거 및 마감

응고 후 새로 생성된 부품이 금형에서 제거됩니다. 주조 공정이 끝나면 스프 루나 러너와 같은 여분의 재료가 추출됩니다. 여분의 재료를 제거한 후 응용 분야의 요구 사항에 따라 부품 표면에 추가 마감 기술을 적용할 수 있습니다.

오늘날 이 방법을 사용하면 복잡한 마그네슘 부품을 뛰어난 치수 정확도와 신뢰할 수 있는 품질로 대량으로 제조할 수 있습니다.

마그네슘 다이캐스팅 금속

마그네슘 다이캐스팅 합금을 신중하게 선택해야 성공적인 제품을 만들 수 있습니다. 적합한 합금을 선택하는 것은 완제품의 최종 특징과 성능을 결정하기 때문에 매우 중요합니다.

최고의 마그네슘 합금 선택하기 

다음과 같은 마그네슘 합금 AZ91D 및 AM50A/AM60B 는 자동차 및 운송 분야에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다.

이 새로운 합금은 강도가 향상되고 고온 특성, 연성, 열전도율이 높아졌습니다.

최고의 마그네슘 다이캐스팅 합금을 선택하기 전에 다음 사항에 대한 완전한 지식이 있어야합니다. 원하는 품질 를 입력하세요. 

이 중요한 결정을 내릴 때 고려해야 할 몇 가지 중요한 요소는 다음과 같습니다.

힘: 중요한 요소는 사용되는 다양한 구성 요소의 요구 강도입니다. 항복 강도, 인장 강도 및 내피로성은 합금에 따라 달라집니다.

내식성: 또한 부품이 작동할 환경을 고려하는 것도 필수적입니다. 다른 금속에 비해 내식성이 높기 때문에 가혹한 환경에서 가장 먼저 고려해야 합니다.

캐스트 가능성: 예를 들어, 용융 금속은 금형 캐비티로 잘 흘러 들어가 복잡한 형상을 채울 수 있어야 합니다. 좋은 주조 합금은 낮은 결함과 높은 주조 응력률을 보장합니다.

기계 가공성: 또한 주조된 물체를 얼마나 쉽게 가공하여 모양을 만들거나 형태를 변경할 수 있는지도 고려해야 합니다. 적절한 가공 합금을 사용하면 효과적인 맞춤 제작 및 후처리가 가능합니다.

오늘날 최적의 강도와 성능을 제공하는 마그네슘 다이캐스팅 합금은 이러한 요소와 응용 분야에서 요구할 수 있는 사항을 함께 고려하는 제조업체에서 선택할 수 있습니다.

일반적인 마그네슘 합금

시중에는 다양한 유형의 마그네슘 다이캐스팅 합금이 판매되고 있습니다. 각 합금은 고유한 특성과 완벽한 용도를 가지고 있습니다.

이제 가장 일반적으로 사용되는 합금의 속성을 살펴보겠습니다.

AZ91D: 모든 라운드의 챔피언

AZ91D는 가장 일반적으로 사용되는 마그네슘 다이캐스팅 합금입니다. 9% 알루미늄과 1% 아연이 함유되어 있습니다. 다음과 같은 매력적인 조합을 제공합니다. 내식성, 인성 및 높은 주조성. 이러한 특징 덕분에 AZ91D는 엔진 부품, 하우징, 소비자 가전 및 자동차 부문과 같은 다양한 애플리케이션에 유연한 옵션이 될 수 있습니다.

3.2.2 AM 시리즈(AM 50A, AM20, AM60B): 견고성에 집중

AM 시리즈는 뛰어난 성능으로 유명한 합금 그룹을 특징으로 합니다. 내충격성 및 인성. 이러한 특성으로 인해 물리적 저항이나 충격에 견디는 부품에 적합합니다. AM 계열 합금은 항공우주 및 자동차 산업에서 브래킷, 휠 및 기타 부품에 사용됩니다.

3.2.3 AS41B 및 AE42: 고온 합금

AS41B 및 AE42 합금은 고온이 요구되는 응용 분야에 탁월한 옵션입니다. 이 합금은 연성, 크리프 저항성 및 고온에서의 강도가 우수하여 내열성이 필요한 엔진 및 변속기 부품에 적합합니다.

이는 마그네슘 다이캐스팅 합금의 일부 목록이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 특정 요구 사항을 충족하기 위해 개발된 다른 많은 유형의 마그네슘 다이캐스팅 합금이 있습니다. 완벽한 합금을 선택하려면 원하는 품질과 고유한 응용 분야 요구 사항을 완전히 파악해야 합니다.

마그네슘 다이캐스팅 합금의 특성

다양한 마그네슘 다이캐스팅 합금의 주요 특징을 이해하면 보다 현명한 결정을 내릴 수 있습니다. 

다음은 몇 가지 주요 기능을 간략하게 비교한 것입니다. 마그네슘 다이캐스팅 합금:

마그네슘 다이캐스팅 합금의 응용 분야

마그네슘은 경량 합금 주조로 잘 알려져 있습니다. 자동차 구조용 분야에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 마그네슘 합금은 가볍고 무게 대비 강도가 뛰어나며 치수 반복성이 뛰어나고 그물 모양에 가깝습니다.

최근의 한 가지 예로 2017 크라이슬러 퍼시피카가 있습니다.마그네슘 다이캐스팅을 사용하여 리프트게이트 구조 코어의 9개 부품을 대체함으로써 리프트게이트 어셈블리의 무게를 약 50% 줄였습니다.

아시다시피 마그네슘 다이캐스팅 합금은 놀라운 특성을 가지고 있습니다. 다양한 분야에서 많은 응용 분야가 있습니다. 

이제 이 혁신적인 기술의 가장 인기 있는 분야 몇 가지를 살펴보겠습니다.

자동차 산업: 마그네슘 다이캐스팅 합금은 가볍고 내구성이 뛰어나 자동차 산업에 매우 적합하며 연비 향상에 적합합니다. 엔진 부품, 브래킷, 휠 등을 제조하는 데 사용됩니다.

소비자 가전: 마그네슘 다이캐스팅 합금은 가볍고 내구성이 뛰어난 휴대용 장치를 원하는 사람들에게 가장 적합합니다.

마그네슘 다이캐스팅 공정은 사용자 경험을 향상 시켰으며 다음과 같은 경우에 가장 적합합니다. 노트북 케이스 및 카메라 본체 뛰어난 내구성과 편안한 그립감을 제공합니다. 

 항공우주 산업: 마그네슘 다이캐스팅 합금은 항공우주 산업에서 모든 그램이 중요하기 때문에 필수적입니다. 이 합금은 항공기의 화물 용량을 늘리는 데 도움이 되며 연료 효율성. 또한 항공기 성능과 항속 거리에도 도움이 됩니다.

의료 장비: 마그네슘 다이캐스팅의 중량 대비 강도 비율은 의료 장비 산업에서 유용합니다. 이 합금은 매우 가볍습니다. 이는 환자에게 필요한 강도와 내구성을 제공합니다. 휠체어 및 목발. 

알루미늄 다이캐스팅과의 비교

다이캐스팅 알루미늄과 마그네슘은 모두 가볍고 복잡한 부품을 대량으로 생산하는 데 광범위하게 사용됩니다. 그러나 둘 중 하나를 선택하려면 두 소재의 고유한 특성을 이해해야 합니다.

유사점

가벼운 무게: 마그네슘과 알루미늄은 모두 경량 금속입니다. 그렇기 때문에 이 두 금속으로 만든 다이캐스팅은 경량화 애플리케이션에 적합한 솔루션입니다.

강도와 가벼움: 두 기술 모두 무게 대비 강도가 높기 때문에 강하면서도 가벼운 부품을 제작하는 데 적합합니다.

복잡한 형상도 쉽게 제작: 마그네슘 및 알루미늄 다이캐스팅은 뛰어난 치수 정확도로 복잡하고 섬세한 디자인을 만들 수 있습니다.

차이점

경량 히어로: 순수한 가벼움의 측면에서 마그네슘은 다른 어떤 소재와도 비교할 수 없습니다. 알루미늄보다 무게를 크게 줄인 마그네슘은 가장 가벼운 구조용 금속이 되었습니다.

차폐 우수성: 전자파(태국어)로부터 보호해야 하는 부품의 경우 마그네슘은 전자파 간섭(EMI) 및 무선 주파수 간섭(RFI)에 대한 탁월한 차폐 품질로 인해 최고의 소재입니다.

내식성: 알루미늄은 일반적으로 마그네슘보다 내식성이 높습니다. 따라서 부식성 물질이나 열악한 환경에 노출되는 애플리케이션에 더 선호되는 대안이 됩니다.

궁극적으로 마그네슘 다이캐스팅과 알루미늄 다이캐스팅 중 어떤 것을 선택할지는 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.

결론

마그네슘 다이캐스팅 산업의 미래는 밝습니다. 더 뛰어난 품질의 새로운 합금이 지속적으로 개발됨에 따라 이 기술은 다양한 용도에 맞는 고성능 경량 부품을 설계하고 제조하는 방식을 완전히 바꿀 수 있습니다.