KITECH 생산기술 전문지

Fe-Si합금은 뛰어난 자기적 특성으로, 모터, 변압기 및 발전기 등에서 에너지 변환을 위해 사용되는 연자성 소재이다. Fe-Si합금의 자기적 특성은 Si 함량에 크게 영향을 받으나, 약 6~7wt.%Si에서 가장 우수한 전자기적 특성을 복합적으로 가지는 것으로 알려져 있다 [1]. 따라서 오랜 기간 6~7wt.%의 고Si 함량을 지닌 Fe-Si합금의 다양한 산업적 활용이 기대되어져 왔다. 고Si 함량을 지닌 Fe-Si합금은 심각한 취성을 가져 연신율과 가공성이 낮아, 전통적인 철강공정을 통한 제조에는 어려움이 있어 왔다 [2]. 현재 상업적으로 이용 가능한 Fe-Si합금은 3~4wt.%Si 조성이 대부분을 차지하며, 주로 압연과정을 통해 생산된다. 반면 Si 함량이 증대된 고Si 함량을 지닌 Fe-Si합금은 심각한 취성으로 인해 박판화에 한계가 있고, 제조된 제품의 형상이 제한되어 다양한 상업적 활용에 어려움이 있다. 최근, 제조기술로 유망받고 있는 적층제조 공정인 Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF)을 통한 Fe-Si합금의 제조가 보고되며, 높은 형상 자유도뿐만 아니라 Near-full density를 가진 다양한 Fe-Si부품의 제조 가능성에 대한 기대가 점차 커지고 있다. 본 연구는 6~7wt.%Si의 Fe-Si합금에 적층제조 공정을 적용하여, 이때 형성되는 미세조직을 분석함으로써 적층제조 공정이 고Si 함량을 지닌 Fe-Si합금의 제조에 미치는 영향 및 미세조직의 특수성을 유발하는 금속학적 원인에 대한 고찰을 진행하였다.