KR101692261B1 - Manufacturing Method of Bow Grip Comprising Magnesium Alloy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양궁 핸들의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마그네슘 합금으로 이루어져 진동 감쇄 효과를 나타내는 양궁 핸들의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an archery handle, and more particularly, to a method of manufacturing an archery handle which is made of a magnesium alloy and exhibits a vibration damping effect.
일반적으로 양궁핸들은 목재, 플라스틱, 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 이루어져 있으며, 마그네슘 합금으로 제조하는 경우도 있다. 양궁핸들은 중량이 무거운데 스포츠용 양궁에 있어서 극히 미세한 주변 상황 및 양궁자체의 구조에 의해 적중률이 달라지는 특성상, 양궁핸들의 경량화, 진동감쇄는 매우 중요한 특성이다.In general, the archery handle is made of wood, plastic, aluminum, aluminum alloy, etc., and may be made of magnesium alloy. Archery handles are heavily weighted, and the weight of archery handles and vibrational attenuation are very important characteristics due to the extremely minute circumstance in the sports archery and the nature of the archery due to the structure of the archery itself.
양궁핸들의 진동 감쇄를 위한 종래기술은 주로 핸들의 구조를 최적화하는데 집중되어 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-0489227호에서는 양궁 발사시 충격으로 인해 발생하는 진동을 감쇄시키기 위하여 알루미늄 핸들의 길이에서 1/2 내지 3/5 정도 되는 지점의 핸들 양면 내측과 전면을 절삭하고 천공부를 형성하여 여기에 카본제 보강구를 결합시키는 기술이 개시되어 있다.The prior art for vibration damping of archery handles is mainly focused on optimizing the structure of the handle. For example, in Korean Patent Publication No. 10-0489227, the inside and the front of both sides of the handle are cut at a point about 1/2 to 3/5 of the length of the aluminum handle in order to attenuate the vibration caused by the impact when the archery is fired Thereby forming a perforation and bonding the reinforcing member made of carbon thereto.
또한, 일본 공개특허공보 특공평07-013560호에서는 섬유 보강 수지 또는 복합재료로 이루어진 코어부와 오버몰딩부로 이루어진 양궁핸들을 통해 경량화와 내구성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 07-013560 discloses a technique for improving lightness and durability through a core portion made of a fiber reinforced resin or a composite material and an archery handle made of an overmolding portion.
또한, 대한민국 등록특허공보 10-1413242호에서는 핸들, 날개, 포켓블록의 결합구조를 최적화함으로써 진동을 감쇄하는 기술이 개시되어 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-1413242 discloses a technique of attenuating vibrations by optimizing a coupling structure of a handle, a wing, and a pocket block.
또한, 대한민국 공개특허공보 10-2009-0111769호, 일본 공개특허공보 특개2005-351524호 등에서는 핸들에 진동감쇄수단을 구비함으로써 진동을 감쇄시키는 효과를 달성하고 있다. 이러한 진동감쇄수단은 진동을 흡수할 수 있는 탄성부를 구비하는 것인데 양궁핸들에 이러한 탄성부를 부가하기 위해서는 공정이 복잡하며 공정 최적화가 어려운 문제점이 있다.Also, in Korean Patent Laid-open Publication Nos. 10-2009-0111769 and 2005-351524, vibrations are attenuated by providing vibrating damping means in the handle. The vibration damping means has an elastic portion capable of absorbing vibrations. However, in order to add such an elastic portion to the archery handle, the process is complicated and process optimization is difficult.
상기와 같은 종래기술에 개시된 양궁핸들은 그 구조를 개선하거나 특정한 장치를 부가하거나 복잡한 재질로 성형하는 방법을 통해 경량화와 진동감쇄의 효과를 얻고자 하는 것으로서 양궁핸들의 재질을 개선함으로써 경량화 및 근본적인 진동을 감쇄시킬 수 있는 기술은 개발되지 못하고 있는 실정이다.The archery handle disclosed in the above-mentioned prior art is intended to obtain the effect of lightening and vibration damping through the improvement of the structure, the addition of a specific device or the molding of a complicated material. By improving the material of the archery handle, A technology capable of attenuating a signal can not be developed.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 경량화와 가공성, 내구성 증가의 효과를 나타내는 재료를 통해 구성된 양궁핸들을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an archery handle constructed from materials showing the effect of weight reduction, processability and durability increase.
또한, 기존의 마그네슘 합금으로 이루어진 양궁핸들을 개선하기 위하여 칼슘과 이트륨을 포함하는 마그네슘 합금을 이용함으로써 기존의 알루미늄이나 마그네슘 합금의 양궁핸들에 비해 경량화를 달성하면서도 내구성과 진동감쇄 효과를 얻을 수 있는 양궁핸들을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, to improve the archery handle made of the conventional magnesium alloy, the magnesium alloy including calcium and yttrium is used, so that the archery handle which achieves the weight reduction compared with the conventional aluminum or magnesium alloy archery handle while achieving durability and vibration damping effect It is the purpose to provide a handle.
또한, 성형성이 좋은 마그네슘 합금을 이용함으로써 가공성이 뛰어난 재료를 이용한 양궁핸들을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an archery handle using a material having excellent workability by using a magnesium alloy having good moldability.
또한, 고압 프레스 가공 대신 압출 및 단조 처리를 통해 양궁핸들을 가공함으로써 뒤틀림 현상이나 기포 발생을 억제하여 고품질의 양궁핸들을 제조하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to produce an archery handle of high quality by suppressing the occurrence of distortion and bubbles by processing the archery handle through extrusion and forging instead of high-pressure pressing.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 양궁핸들의 제조방법은 마그네슘 합금을 압출하고 단조한 후 가공하는 양궁핸들의 제조방법으로서, 상기 양궁핸들은 칼슘 및 이트륨이 총량으로 1.0 내지 1.8 중량% 첨가된 마그네슘 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a method of manufacturing an archery handle of the present invention is a method of manufacturing an archery handle by extruding and forging a magnesium alloy, wherein the archery handle comprises 1.0 to 1.8% by weight of total amount of calcium and yttrium Magnesium alloy.
이때, 상기 이트륨 및 칼슘은 1:1 내지 1:2의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.At this time, the yttrium and calcium are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 1: 2.
또한, 상기 단조 공정 후 열처리를 통해 양궁핸들의 표면에 산화물 층이 형성하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있으며, 이때 상기 열처리는 650 내지 700℃에서 1 내지 30분간 수행하는 것을 특징으로 한다.The method may further include the step of forming an oxide layer on the surface of the archery handle through heat treatment after the forging step, wherein the heat treatment is performed at 650 to 700 ° C for 1 to 30 minutes.
본 발명에 따른 양궁핸들은 칼슘과 이트륨을 포함하는 마그네슘 합금을 이용함으로써, 기존의 양궁핸들에 비해 경량화를 달성하면서도 가공성과 내구성이 우수하고 진동감쇄의 효과를 얻을 수 있다.The archery handle according to the present invention uses a magnesium alloy containing calcium and yttrium, thereby achieving weight reduction compared with the conventional archery handle, and having excellent workability and durability, and achieving the effect of vibration damping.
또한, 칼슘과 이트륨을 포함하는 마그네슘 합금은 가공성이 좋기 때문에 금형을 이용하여 가압 성형함으로써 쉽게 양궁핸들을 제조할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the magnesium alloy containing calcium and yttrium has good processability, it is possible to obtain an effect that the archery handle can be easily manufactured by press molding using a metal mold.
또한, 고압 프레스 가공 대신 압출 및 단조 처리를 통해 양궁핸들을 가공함으로써 뒤틀림 현상이나 기포 발생을 억제하여 고품질의 양궁핸들을 제조할 수 있다.In addition, the archery handle is processed by extrusion and forging instead of high-pressure pressing, thereby suppressing the occurrence of warpage or bubbles, thereby manufacturing a high quality archery handle.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양궁핸들의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양궁핸들의 제조공정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 활 날개와 결합하기 위한 수단인 삽입구에 결합하여 활 날개를 지지하는 텅스텐제 삽입 부재를 예시한 예시도로서 너트(a), 볼트(b), 스톱볼트(c), 와셔(d), 서브바디(e)를 나타낸 것이다. 1 is a side view of an archery handle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a manufacturing process of an archery handle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view illustrating an example of a tungsten insertion member that is coupled to an insertion port, which is a means for engaging with an arch blade, to support an arch blade, and includes a nut a, a bolt b, a stop bolt c, , And sub-body (e).
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명에서 양궁핸들은 양궁의 2개의 활 날개와 결합하며 그립부가 구비된 도 1과 같은 형성의 부재로서 양측에 활 날개와 결합하기 위한 수단을 구비하며 중앙부에 그립부가 구비된 것이다.In the present invention, the archery handle is formed as shown in Fig. 1 having a grip portion coupled to two bow wings of an archery, and has means for engaging with an arch blade on both sides, and a grip portion is provided at the center portion.
일반적으로 양궁은 핸들부의 상하 양측에 형성된 오목부 또는 볼록부에 활 날개를 장착하여 형성된다. 또한, 도 1에서와 같이 핸들부의 상하 양측에 삽입구가 설치되어 삽입부재를 통해 활 날개와 결합하도록 구성될 수도 있다.Generally, archery is formed by attaching an arch blade to concave or convex portions formed on both upper and lower sides of a handle portion. Further, as shown in Fig. 1, the insertion port may be provided on both upper and lower sides of the handle portion, and may be configured to be coupled with the bow through the insertion member.
본 발명은 상기 양궁에서 다양한 형태의 핸들부에 적용할 수 있는 마그네슘 합금으로 이루어진 양궁핸들에 관한 것이다.The present invention relates to an archery handle made of a magnesium alloy applicable to various types of handle parts in the archery.
일반적으로 알루미늄 합금 소재의 양궁핸들을 제조하는 경우 피가공부재를 가열하고 이를 금형에 투입한 후 고압 프레스로 성형한다. 이후, 열처리(용액화 처리), NC 기계 가공, 표면 처리를 통해 양궁핸들을 제조하게 된다.Generally, in the case of producing an archery handle of an aluminum alloy material, the member to be processed is heated, put into a mold, and molded into a high-pressure press. Then, the archery handle is manufactured through heat treatment (solution treatment), NC machining, and surface treatment.
본 발명에서는 압출 및 단조처리에 의해 양궁핸들을 제조하되 그 소재를 칼슘 및 이트륨이 총량으로 0.5 내지 1.5 중량% 첨가된 마그네슘 합금으로 함으로써 양궁핸들의 경량화, 내구성 향상 및 진동감쇄의 효과를 얻는 것을 기술적 특징으로 한다.According to the present invention, an archery handle is manufactured by extrusion and forging, and the material is made of a magnesium alloy added with 0.5 to 1.5 wt% of calcium and yttrium in total amount, whereby the archery handle is lightened, durability is improved, and vibration is attenuated. .
마그네슘 합금은 낮은 밀도, 높은 비강력, 가공성과 성형성이 우수하기 때문에 자동차, 항공우주, 전자산업 등 다양한 분야에서 사용되고 있는 소재이다. 본 발명에서는 상기 마그네슘 합금을 양궁핸들에 적용함으로써 양궁핸들을 경량화하고 이를 통해 양궁 전체의 무게를 감소시킴과 동시에 기존의 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 양궁핸들에 비해 경량화와 내구성을 향상시킬 수 있는 마그네슘 합금 소재를 개발하여 이를 양궁핸들에 적용한 것이다. Magnesium alloy is used in various fields such as automobile, aerospace, and electronics industry because of its low density, high non-strength, processability and moldability. According to the present invention, by applying the magnesium alloy to the archery handle, the archery handle is lightened and the weight of the entire archery is reduced. In addition, the magnesium alloy which can reduce the weight of the archery handle of the conventional aluminum or aluminum alloy material, The material was developed and applied to the archery handle.
일반적으로 마그네슘 합금은 공기 중에서 산화반응을 일으켜 표면에 산화물 층을 형성하게 된다. 따라서 가공 후 열처리를 통해 표면에 산화물 층을 형성함으로써 표면 내구성과 내약품성을 향상시킬 수 있다.Generally, the magnesium alloy causes an oxidation reaction in the air to form an oxide layer on the surface. Therefore, the surface durability and chemical resistance can be improved by forming an oxide layer on the surface through heat treatment after processing.
또한, 마그네슘의 발화현상을 억제하기 위하여 칼슘을 혼합하여 마그네슘-칼슘 합금을 제조하는 기술이 알려져 있다.Further, a technique for producing a magnesium-calcium alloy by mixing calcium to suppress the ignition phenomenon of magnesium is known.
본 발명에서는 발화 온도와 인장 특성을 향상시키기 위하여 마그네슘에 대해 다양한 물질을 첨가하여 합금을 제조해 본 결과, 가장 적합한 양궁핸들용 소재로서 칼슘과 이트륨을 혼합한 마그네슘 합금을 적용하게 되었다.In the present invention, in order to improve the ignition temperature and tensile properties, various materials were added to magnesium to produce an alloy. As a result, a magnesium alloy containing calcium and yttrium as a most suitable material for an archery handle was applied.
마그네슘 합금으로 양궁핸들을 제조하는 방법은 통상의 알루미늄 합금을 사용한 제조방법과 유사하다. 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 양궁핸들의 제조방법을 보여주고 있다.The method of manufacturing an archery handle with a magnesium alloy is similar to that of a conventional aluminum alloy. 2 shows a method of manufacturing an archery handle according to an embodiment of the present invention.
즉, 직경 5㎝, 길이 60㎝의 사각형으로 마그네슘 합금을 압출하고 이를 단조하여 양궁핸들 부재를 형성한다.That is, a magnesium alloy is extruded into a quadrangle having a diameter of 5 cm and a length of 60 cm and forged to form an archery handle member.
구체적으로는 마그네슘 합금을 압출하기 위하여, 마그네슘 합금의 원료를 용융시키고, 이를 650 내지 750℃의 온도로 주조하여 마그네슘 합금 빌렛을 제조한 후, 이를 400 내지 550℃의 온도에서 0.5 내지 90 시간 동안 열처리하고 냉각시켜 균질화 처리함으로써 압출물을 제조한다.Specifically, in order to extrude the magnesium alloy, magnesium alloy billet is produced by melting the magnesium alloy raw material and casting it at a temperature of 650 to 750 ° C., and then heat-treating the magnesium alloy billet at a temperature of 400 to 550 ° C. for 0.5 to 90 hours And the mixture is cooled and homogenized to produce an extrudate.
균질화 처리는 마그네슘 합금의 용탕을 주조하는 과정에서 발생하는 합금원소의 편석으로 인한 불균질한 조직을 개선하고, 마그네슘 합금의 고온 가공성 및 기계적 특성을 향상시키기 위한 것이다.The homogenization treatment is intended to improve inhomogeneous structure due to segregation of alloying elements occurring in the process of casting a magnesium alloy melt, and to improve high temperature processability and mechanical properties of the magnesium alloy.
상기 마그네슘 합금을 압출하여 압출물을 제조하고 이를 단조하여 양궁핸들 부재를 제조하게 된다.The magnesium alloy is extruded to produce an extrudate and forged to produce an archery handle member.
통상적으로 알루미늄 합금으로 양궁핸들을 제조할 때 피가공부재를 고압 프레스로 성형하여 제조한다(일본 공개특허공보 특개평10-026496호). 그러나 이러한 제조방법으로는 양궁핸들의 복잡한 형상에 의해 뒤틀림 현상이 발생할 수 있으며, 마그네슘 합금을 이러한 통상의 제조방법에 적용할 경우 기포가 잔존하여 내구성이 감소하는 문제점이 있다.Generally, when an archery handle is manufactured from an aluminum alloy, a member to be processed is molded by a high-pressure press (JP-A-10-026496). However, in this manufacturing method, warping may occur due to the complicated shape of the archery handle, and when the magnesium alloy is applied to such a conventional manufacturing method, the bubbles remain and the durability is reduced.
이에 대하여 본 발명에서와 같이 압출물을 단조하여 양궁핸들 부재를 제조하게 되면 뒤틀림 현상이 방지되고 기포를 제거하여 내구성 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.On the other hand, if an archery handle member is manufactured by forging the extrudate as in the present invention, warping is prevented and bubbles are removed, thereby improving durability and precision.
본 발명에서 단조 공정은 마그네슘 합금 빌렛을 3 내지 20 % 범위로 냉간 단조함으로써 수행할 수 있다. 상기 냉간 단조는 마그네슘 합금 재료 내에 쌍정을 형성시키고, 냉간 단조를 통해 형성된 쌍정은 이후의 압출 단계에서 재결정이 발생하는 영역으로 작용하여 재결정 분율을 증가시킴으로써 균질하고 미세한 조직을 만듦으로써 마그네슘 합금의 강도를 향상시킨다. 또한, 인장변형시 쉽게 크랙이 발생하여 연성을 감소시키는 재결정되지 않은 큰 결정립의 분율이 냉간단조 수행 후 압출을 하면 크게 감소되어 강도뿐만 아니라 연신율을 동시에 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 합금 내에 잔존하는 기포들을 제거함으로써 밀도를 향상시키고 전체 구조적 내구성을 향상시킬 수 있다.The forging process in the present invention can be carried out by cold forging a magnesium alloy billet in the range of 3 to 20%. The cold forging forms a twin in the magnesium alloy material and the twin formed through the cold forging acts as a region where recrystallization occurs in the subsequent extrusion step to increase the recrystallization fraction to make a homogeneous and fine structure, . In addition, the fraction of large crystal grains which are easily recrystallized by tensile deformation to reduce ductility is significantly reduced when subjected to cold forging, and thus the strength and elongation can be improved simultaneously. Further, by removing bubbles remaining in the alloy, the density can be improved and the overall structural durability can be improved.
또한, 제조된 양궁핸들 부재는 필요에 따라 650 내지 700℃에서 1 내지 30분간 열처리를 통해 표면에 산화물 층을 형성시킬 수 있다. 이후 NC 가공을 통해 규격화하고 표면처리함으로써 양궁핸들을 제조하게 된다.In addition, the manufactured archery handle member may be subjected to heat treatment at 650 to 700 ° C for 1 to 30 minutes, if necessary, to form an oxide layer on the surface. After that, it is standardized through NC processing and surface treatment is performed to produce an archery handle.
표면처리를 마친 양궁핸들은 양측에 구비된 활 날개와 결합하기 위한 수단을 통해 2개의 활 날개와 결합되어 양궁을 형성한다. 본 발명의 양궁핸들은 통상의 알루미늄 합금제 양궁핸들에 비해 28% 정도 무게가 가벼워지기 때문에 활을 쏠 때 날림 현상이 발생할 수 있다. 또한, 무게가 경량화되므로 양궁 자체의 진동이 감소되고 이로 인하여 사용자의 관절에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있으므로 부상을 줄일 수도 있다.After the surface treatment, the archery handle is combined with the two bowing wings through the means for engaging with the bowing wings provided on both sides to form an archery. Since the archery handle of the present invention is 28% lighter in weight than an ordinary aluminum alloy archery handle, the bowing may occur when shooting the bow. In addition, since the weight of the archery is reduced, vibration of the archery itself is reduced, thereby reducing the load on the user's joint, thereby reducing injuries.
도 3에는 활 날개와 결합하기 위한 수단인 삽입구에 결합하여 활 날개를 지지하는 다양한 크기의 삽입 부재를 예시하고 있는데, 이러한 삽입 부재는 양궁핸들 자체의 경량화에 따라 밀도가 18g/㎝3 정도인 텅스텐 또는 텅스텐 합금을 사용하는 것이 바람직하다.There are also 3, illustrating the insertion member of a different size for supporting the bow wing and coupled to the means of the insertion hole for coupling with a bow wing, this insert member is a tungsten, a density of approximately 18g / ㎝ 3 according to the weight of the archery handle itself Or a tungsten alloy is preferably used.
다양한 함량으로 칼슘을 적용해 본 결과, 칼슘을 1 중량% 이상 첨가하면 발화 현상을 개선하는 효과를 얻을 수는 있으나, 인장력이 감소하는 현상이 나타났다. 이는 마그네슘 합금의 가공성을 악화시켜 양궁핸들용 소재로서는 적용하기 어렵게 하는 요인이 된다.As a result of applying calcium in various contents, it was found that addition of 1% by weight or more of calcium improves the ignition phenomenon, but the tensile force is decreased. This causes deterioration of the processability of the magnesium alloy, making it difficult to apply the material as an archery handle material.
양궁핸들용 소재로서의 본 발명의 마그네슘 합금의 효과를 시험하기 위하여 마그네슘에 칼슘을 혼합하고 여기에 이트륨을 혼합한 합금을 제조하여 실험을 실시하였다.In order to test the effect of the magnesium alloy of the present invention as a material for an archery handle, an experiment was conducted by preparing an alloy in which magnesium was mixed with calcium and yttrium was mixed therewith.
각 실험에서는 혼합한 원료를 보호가스로 10% SF6 및 90% CO2를 사용하여 720℃에서 하소함으로써 마그네슘 합금을 제조하였다.In each experiment, the magnesium alloy was prepared by calcining the mixed raw materials at 720 ° C using 10% SF 6 and 90% CO 2 as protective gases.
용해된 원료를 200℃로 예열한 주형에 부은 후 상온에서 냉각시키고, 이를 다시 400℃에서 20시간 가열함으로써 균질화 처리를 실시하였다. 400℃로 열간 압연한 후 250℃에서 30분간 열처리하여 마그네슘 합금 시료를 제작하였다. 마그네슘 합금 시료는 실제 양궁핸들의 제조에 적합하도록 직경 5㎝, 길이 60㎝의 원주형으로 제작하였다.The molten raw material was poured into a mold preheated to 200 DEG C, cooled at room temperature, and then homogenized by heating at 400 DEG C for 20 hours. Hot-rolled at 400 ° C and then heat-treated at 250 ° C for 30 minutes to prepare a magnesium alloy sample. The magnesium alloy samples were produced in a circumferential shape with a diameter of 5 cm and a length of 60 cm so as to be suitable for the production of actual archery handles.
제작한 마그네슘 합금의 양궁핸들 부재는 표면의 산화물층 형성을 위하여 670℃에서 10분간 추가적인 열처리를 수행하여 양궁핸들 시제품을 제조하였다.An archery handle prototype was fabricated by performing additional heat treatment at 670 ℃ for 10 minutes to form an oxide layer on the surface of the archery handle of the manufactured magnesium alloy.
시제품의 테스트는 실온에서 0.001/s의 변형 속도로 만능 시험기(Instron-4296)를 사용하여 인장시험을 하였다. 인장시험편은 ASTM E8M에 따라 제작된 것을 사용하였다.The test of the prototype was conducted by using a universal tester (Instron-4296) at a strain rate of 0.001 / s at room temperature. Tensile test specimens were prepared according to ASTM E8M.
인장시험 결과 칼슘 함량이 1 중량%에서 2 중량%로 증가함에 따라 인장강도가 증가하였으나 연신율은 감소하는 경향을 나타내었다.As a result of the tensile test, the tensile strength increased as the calcium content increased from 1 wt% to 2 wt%, but the elongation tended to decrease.
이에 대하여 이트륨을 첨가하면 연신율이 회복되는 경향을 나타내었다.On the other hand, the addition of yttrium tended to recover the elongation.
따라서 이트륨과 칼슘의 함량을 조절함으로써 인장강도와 연신율이 우수하여 양궁핸들에 적용할 수 있을 정도의 특성을 가진 마그네슘 합금을 얻을 수 있게 된다.Therefore, by controlling the contents of yttrium and calcium, it is possible to obtain a magnesium alloy having excellent tensile strength and elongation and having a characteristic that can be applied to an archery handle.
이트륨과 칼슘의 함량에 따른 인장강도와 연신율의 변화는 표 1과 같다. Table 1 shows the changes in tensile strength and elongation according to the contents of yttrium and calcium.
상기 시험결과를 살펴보면, 칼슘과 이트륨을 함유하는 마그네슘 합금에 있어서 인장강도와 연신율이 모두 양호한 것으로 파악되어 본 발명의 양궁핸들에 적합한 것으로 나타났다.As a result of the test, the magnesium alloy containing calcium and yttrium was found to have both good tensile strength and elongation, indicating that it was suitable for the archery handle of the present invention.
특히, 칼슘 및 이트륨이 총량으로 0.5 내지 1.5 중량% 첨가된 마그네슘 합금을 사용하되, 이트륨 및 칼슘은 1:1 내지 1:2의 중량비 범위에서 혼합된 마그네슘 합금이 가장 적합한 것으로 나타났다.In particular, a magnesium alloy in which calcium and yttrium are added in a total amount of 0.5 to 1.5 wt% is used, and magnesium alloys in which yttrium and calcium are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 1: 2 are most suitable.
또한, 시판되는 마그네슘 합금으로 동일한 크기의 시료를 제작하여 인장강도와 연신율을 측정했으며 그 결과는 표 2와 같다. The tensile strength and the elongation were measured by using a commercially available magnesium alloy of the same size. The results are shown in Table 2.
상기 결과로부터 본 발명의 마그네슘 합금을 사용하여 제작한 양궁핸들이 통상의 마그네슘 합금으로 제작한 양궁핸들에 비해 더 나은 특성을 나타내는 것으로 나타났다.From the above results, the archery handles manufactured using the magnesium alloy of the present invention showed better characteristics than the archery handles made of conventional magnesium alloy.
또한, 알루미늄 합금으로 동일한 크기의 시료를 제작하여 인장강도와 연신율을 측정했으며 그 결과는 표 3과 같다.The tensile strength and the elongation were measured by the same size specimen as the aluminum alloy. The results are shown in Table 3.
본 발명의 마그네슘 합금과 통상의 마그네슘 합금, 알루미늄 합금으로 제작한 시료를 각각 비교한 결과, 본 발명의 마그네슘 합금에 있어서 인장강도와 연신율이 우수한 양궁핸들의 제작이 가능하였다.As a result of comparing the magnesium alloy of the present invention with the samples made of ordinary magnesium alloy and aluminum alloy, it was possible to produce an archery handle having excellent tensile strength and elongation in the magnesium alloy of the present invention.
따라서 본 발명의 마그네슘 합금을 사용하여 제작한 양궁핸들은 가공성, 내구성 증가와 경량화가 가능한 것으로 파악되었다.Therefore, it was found that the archery handle manufactured using the magnesium alloy of the present invention is capable of increasing workability, durability, and weight.
본 발명의 마그네슘 합금을 열처리하면 표면이 산화되므로 산화물 층이 형성되게 된다. 이론적으로는 내부 표면층과 외부 표면층이 생성되는 것으로 생각된다.When the magnesium alloy of the present invention is heat-treated, the surface is oxidized, so that an oxide layer is formed. Theoretically, it is considered that the inner surface layer and the outer surface layer are generated.
[내부표면의 화학반응식][Chemical reaction formula of inner surface]
Ca + 2Y + 2O2 → CaO +Y2O3 Ca + 2Y + 2O 2 - > CaO + Y 2 O 3
[외부표면의 화학반응식][Chemical reaction formula of outer surface]
3Mg + 6Al + 3Ca + 15/2O2 → MgO + MgAl2O4 + Ca3MgAl4O10 3Mg + 6Al + 3Ca + 15 / 2O 2 MgO + MgAl 2 O 4 + Ca 3 MgAl 4 O 10
위 반응식에서 내부표면의 화학반응은 ΔG가 2,155,620 J 정도이며, 외부표면의 화학반응은 ΔG가 7,341,983 J 정도가 되기 때문에 열처리에 의해 표면의 산화물층이 형성됨으로써 양궁핸들의 표면이 매우 안정화되는 것으로 생각된다.In the above equation, the chemical reaction of the inner surface is about 2,155,620 J, and the chemical reaction of the outer surface is about 7,341,983 J, so that the oxide layer on the surface is formed by the heat treatment, do.
또한, 이러한 표면의 산화물 층 형성에 따라 양궁핸들의 내구성이 향상되며, 도금 등의 표면처리에 유리한 상태를 얻을 수 있다. 따라서 양궁핸들의 후처리 공정에 따라 표면에 산화물 층을 형성시킴으로써 다양한 양궁핸들 제품의 제조가 가능하게 된다.Further, durability of the archery handle is improved by forming such an oxide layer on the surface, and a state favorable for surface treatment such as plating can be obtained. Accordingly, various archery handle products can be manufactured by forming an oxide layer on the surface according to a post-treatment process of the archery handle.
특히 마그네슘 합금으로 양궁핸들을 제조할 경우 장기간 외부에 노출될 때 부식이 발생하는 문제점이 있는데, 본원발명에서와 같이 표면에 산화물 층을 형성시킴으로써 양궁핸들의 부식을 방지할 수 있게 된다.In particular, when an archery handle is manufactured using a magnesium alloy, there is a problem that corrosion occurs when exposed to the outside for a long period of time. By forming an oxide layer on the surface as in the present invention, corrosion of the archery handle can be prevented.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is capable of many modifications and variations within the scope of the appended claims. It is self-evident.
Claims (4)
상기 양궁핸들은 칼슘 및 이트륨이 총량으로 1.0 내지 1.8 중량% 첨가된 마그네슘 합금을 용융시킨 후, 650 내지 750℃의 온도로 주조하여 마그네슘 합금 빌렛을 제조하며, 상기 마그네슘 합금 빌렛을 400 내지 550℃에서 0.5 내지 90 시간 열처리하고 냉각시켜 균질화 처리하여 압출물을 제조하며, 상기 압출물을 단조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양궁핸들의 제조방법.
A method of manufacturing an archery handle in which a magnesium alloy is extruded and forged and then processed,
The archery handle is manufactured by melting a magnesium alloy added with 1.0 to 1.8 wt% of calcium and yttrium in a total amount, and then casting the mixture at a temperature of 650 to 750 ° C to produce a magnesium alloy billet. The magnesium alloy billet is heated at 400 to 550 ° C Treating the kneaded product with a kneader for 0.5 to 90 hours, cooling and homogenizing the kneaded product to produce an extrudate, and forging the extrudate.
상기 이트륨 및 칼슘은 1:1 내지 1:2의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 양궁핸들의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the yttrium and calcium are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 1: 2.
상기 단조 공정 후 열처리를 통해 양궁핸들의 표면에 산화물 층이 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 양궁핸들의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising forming an oxide layer on the surface of the archery handle through heat treatment after the forging process.
상기 열처리는 650 내지 700℃에서 1 내지 30분간 수행하는 것을 특징으로 하는 양궁핸들의 제조방법.The method of claim 3,
Wherein the heat treatment is performed at 650 to 700 ° C for 1 to 30 minutes.
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