초록 ▼

1. 최종목표
⊙다이캐스팅용 primary ingot 용해시 재활용 scrap을 이용하는 remelting 공정기술 개발
- primary ingot과 동등한 품질 향상
- 마그네슘합금 scrap의 재활용율 85% 이상
- scrap 혼합율의 성분제어 기술 개발
- scrap 혼합 다이캐스팅 제품의 특성 평가 기술 확립
2. 개발내용 및 결과
2-1. 주요개발항목
(1) 용탕 청정화 시스템 구축과 조건 확립
(2) 용탕 및 합금 지금의 특성평가 기술 개발
(3) 청정 용탕의 성분

1. 최종목표
⊙다이캐스팅용 primary ingot 용해시 재활용 scrap을 이용하는 remelting 공정기술 개발
- primary ingot과 동등한 품질 향상
- 마그네슘합금 scrap의 재활용율 85% 이상
- scrap 혼합율의 성분제어 기술 개발
- scrap 혼합 다이캐스팅 제품의 특성 평가 기술 확립
2. 개발내용 및 결과
2-1. 주요개발항목
(1) 용탕 청정화 시스템 구축과 조건 확립
(2) 용탕 및 합금 지금의 특성평가 기술 개발
(3) 청정 용탕의 성분 제어 기술 개발
(4) 청정 용탕 및 재활용 합금 지금의 특성 평가
2-2. 개발 결과
(1) 마그네슘합금의 용탕청정화 공정 확립을 위한 본 연구결과, dross의 효과적인 제거가 청정 ingot을 제조하는데 매우 중요한 것을 알 수 있었으며, 교반과 Ar bubbling에 의하여 게재물이나 내식성에 악영향을 미치는 Fe등의 이물질을 효과적으로 분리할 수 있음을 알 수 있었다.
(2) 청정용탕 제조 및 재활용 ingot 생산을 위하여, 주조조건의 최적화로 양호한 재생 ingot을 생산하는데 성공하였으며, scrap 285kg을 용해하여 얻은 총 ingot의 무게가 260kg로 됨에 따라 재생 ingot의 회수율이 91%로 나타났다.
3. 본 연구를 통해 제조된 청정용탕 및 재활용 지금의 특성평가를 통하여, 산화개재물이 다이캐스팅 시험편의 기계적 성질에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며, 균일하게 분포된 Mg17Al12 공정 반응물이 치밀하게 결합되어 다이캐스팅 시험편의 부식을 억제하는 것을 확인 할 수 있었다.
4. 마그네슘 용탕청정화 공정에 있어 각종 산화물 및 밀도가 가벼운 금속간 화합물은 교반과 bubbling 공정을 통해 용탕의 표면으로 부상시켜 용탕 표면의 산화 피막에 흡착 제거하는 방안이 더욱 효과적인 것으로 판단된다.
5. 본 연구에서 밀도가 낮은 산화개제물 과 금속간화합물을 교반과 Ar bubbling을 통하여 효과적으로 제거하기 위하여 Ar bubbling 방안을 개선하기 위한 실험을 실시한 결과, 일반적인 stainless tube를 사용하여 Ar gas를 분사 하였을 경우 분사 nozzle을 중심으로 강한 와류가 형성되어 다량의 산화 피막이 형성되었다.
6. 최적의 재활용 ingot 혼합비율을 선정하기 위하여, 1차 지금 및 청정 용탕의 혼합비율에 따른 다이캐스팅 제품의 특성변화 평가를 수행한 결과, scrap ingot의 비율이 증가 할수록 미세기공의 양이 증가함을 알 수 있었고 아울러 scrap ingot의 양이 거의 70% 포함된 시편의 경우는 상당히 많은 미세기공과 더불어 산화 개재물을 확인할 수 있었다. 그리고 50%의 scrap ingot을 포함하는 시편의 경우 primary ingot의 인장특성과 거의 차이가 없었지만, 70%의 scrap ingot을 포함한 시편의 경우 인장 특성이 상당히 낮은 것을 확인할 수 있었다. 한편, 순수 primary AZ91D ingot과 scrap ingot을 30% 혼합한 시편의 부식속도는 각각 57.9 mpy 와 41.6 mpy로 낮은 값을 확인 할 수 있었고, scrap ingot의 혼합비율이 증가함에 따라 부식속도가 증가하는 경향을 관찰할 수 있다. 특히, scrap ingot의 혼합비율이 50%미만에서는 부식속도가 서서히 증가하다가 50%이상에서는 부식속도가 급격히 증가하는 것을 알 수 있었다.
3. 사업성과
3-1 기술적 성과
(1) remelting 공정 기술 개발을 통해, 마그네슘합금 수요량의 30% 정도를 자체적으로 수급.
(2) 본 개발을 통해 기존방법과 달리, 특별한 정련과정 없이 재활용 하는 기술로서 파급효과가 큼.
(3) 혼합비율에 따른 성능의 데이터베이스화로 인해 동종업계에서의 차별화된 생산기술력 증진.
3-2 경제적 성과
(1) 연간 70억원(2006년 기준)이상의 수입대체 효과를 기대
(2) 국내 2대 산업인 자동차 산업과 전자산업에서의 마그네슘합금 제품의 적용분야 확대
(3) 관련 산업의 국제 경쟁력강화에 기여함으로써 국가 경제에 미치는 파급효과가 매우 큼.
4. 향후추진계획
(1) melting 공정 기술 개발을 통해, 참여기업의 제품 가격경쟁력 확보
(2) 관련기술에 대한 특허출원을 통해 지적 재산권 확보로 technical marketing을 통해 기술이전 사업도 가능함.
(3) 국내 및 일본, 대만 등의 마그네슘합금 다이캐스팅 제품 업체로 부터 scrap을 구입하여 재활용 합금 제조 후 재판매 가능
(4) 용탕이송에 의한 친환경적, 고효율적 마그네슘 용탕공급시스템의 양산성이 확보되면 중앙집중식 청정용해로와 보온로로 구별되는 다이캐스팅 공정을 확립할 수 있다.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• I. 총괄현황...1
• II. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...6
• 최종보고요약서(초록)...7
• 목차...9
• 제 1 장 서론...10
• 제 1 절 개발사업 추진배경 및 중요성...10
• 제 2 절 개발과제 대상기술의 개요...11
• 제 3 절 국내외 관련기술의 현황...12
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...13
• 제 1 절 용탕 청정화 시스템 구축과 조건 확립...13
• 제 2 절 용탕 및 합금 지금의 특성평가 기술 개발...22
• 제 3 절 청정 용탕의 성분 제어 기술 개발...30
• 제 4 절 청정 용탕 및 재활용 합금 지금의 특성 평가...31
• 제 3 장 사업성과...41
• 제 1 절 기술적 성과...41
• 제 2 절 경제적 성과...41
• 제 4 장 결론...42
• 제 1 절 기술적결론...42
• 제 2 절 향후추진계획...44