본 연구는 기존 Al계 혼합분말보다 우수한 소결성과 기계적 특성을 갖는 혼합분말합금을 개발하기 위한 기초 연구로서 Al 분말에 Cu, Mg, Si 분말 등을 개별적으로 첨가할 경우 이들이 소결특성에 미치는 영향을 연구하였다. 우선 기존 상용분말의 소결특성을 살펴보기 위하여, Alcoa사에서 제조한 201AB, 601AB와 Ampal사에서 제조된 AMB 2712를 이론밀도 80∼90±1%로 성형 후 575∼625℃에서 1시간 소결한 결과, 이들은 Cu, Mg, Si 등이 미량 첨가되어 전반적으로 천이액상 소결거동을 보였으며, 상대적으로 Cu함유량이 많고 Mg함량이 적은 Alcoa 201AB가 가장 양호한 소결밀도 보유하였다. 그러나 이와 화학적 성분이 흡사한 2014, 6061 단련재에 비해 상대적으로 낮은 강도를 나타내었다. 따라서 Cu함량에 따른 Al-Cu분말 합금의 소결특성을 관찰하고자 Cu함유량(6∼10wt%Cu)을 기존 상용분말 함유량(4wt%Cu)보다 높여서 600℃에서 1시간동안 소결을 실시하였다. 그 결과 Al-6∼410wt% Cu혼합분말합금에서는 Cu함량이 증가할수록 Al 기지상과 Al 기지상의 사이에 액상이 증가하여 소결밀도가 증가하였다. 또한 소결 온도에 따른 액상량의 변화가 Al 소결체에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, Cu함량을 6wt%Cu로 한 시편을 575∼625℃에서 1시간동안 소결을 실시하였다. 그 결과 625℃/1시간 조건에서는 Al-8wt%Cu와 비슷한 굽힘강도(300MPa)를 가지면서도 변형률이 증가하는 것이 관찰되었고 추가로 530℃에서 l시간동안 용체화처리 후 190℃에서 16시간 시효화처리를 실시한 결과 굽힘강도가 450MPa까지 증가되었다. Al-Mg혼합분말합금의 경우 Mg는 Al 산화층을 제거해주는 역할을 한다는 연구결과가 보고되어 있으나 Mg함량이 1∼6wt%Mg로 증가될수록 Al-Mg합금 액상내의 Mg가 Al 입자로 고용화되어 천이 액상량이 증가되었고, 그 결과 소결 밀도, 굽힘강도 및 변형률이 감소하였다. Al-10∼20wt%Si 혼합 합금 분말에서 나타나는 Si입자의 응집현상과 Al-Si간 접합력이 저하되는 문제를 개선하고자 6wt%Cu를 첨가하여 Al-6wt%Cu-10∼20wt%Si 혼합분말합금으로 소결을 실시하였다. 그러나 Si이 Al-Cu 액상 합금과 반응하여, 부분적으로 천이 ...
본 연구는 기존 Al계 혼합분말보다 우수한 소결성과 기계적 특성을 갖는 혼합분말합금을 개발하기 위한 기초 연구로서 Al 분말에 Cu, Mg, Si 분말 등을 개별적으로 첨가할 경우 이들이 소결특성에 미치는 영향을 연구하였다. 우선 기존 상용분말의 소결특성을 살펴보기 위하여, Alcoa사에서 제조한 201AB, 601AB와 Ampal사에서 제조된 AMB 2712를 이론밀도 80∼90±1%로 성형 후 575∼625℃에서 1시간 소결한 결과, 이들은 Cu, Mg, Si 등이 미량 첨가되어 전반적으로 천이액상 소결거동을 보였으며, 상대적으로 Cu함유량이 많고 Mg함량이 적은 Alcoa 201AB가 가장 양호한 소결밀도 보유하였다. 그러나 이와 화학적 성분이 흡사한 2014, 6061 단련재에 비해 상대적으로 낮은 강도를 나타내었다. 따라서 Cu함량에 따른 Al-Cu분말 합금의 소결특성을 관찰하고자 Cu함유량(6∼10wt%Cu)을 기존 상용분말 함유량(4wt%Cu)보다 높여서 600℃에서 1시간동안 소결을 실시하였다. 그 결과 Al-6∼410wt% Cu혼합분말합금에서는 Cu함량이 증가할수록 Al 기지상과 Al 기지상의 사이에 액상이 증가하여 소결밀도가 증가하였다. 또한 소결 온도에 따른 액상량의 변화가 Al 소결체에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, Cu함량을 6wt%Cu로 한 시편을 575∼625℃에서 1시간동안 소결을 실시하였다. 그 결과 625℃/1시간 조건에서는 Al-8wt%Cu와 비슷한 굽힘강도(300MPa)를 가지면서도 변형률이 증가하는 것이 관찰되었고 추가로 530℃에서 l시간동안 용체화처리 후 190℃에서 16시간 시효화처리를 실시한 결과 굽힘강도가 450MPa까지 증가되었다. Al-Mg혼합분말합금의 경우 Mg는 Al 산화층을 제거해주는 역할을 한다는 연구결과가 보고되어 있으나 Mg함량이 1∼6wt%Mg로 증가될수록 Al-Mg합금 액상내의 Mg가 Al 입자로 고용화되어 천이 액상량이 증가되었고, 그 결과 소결 밀도, 굽힘강도 및 변형률이 감소하였다. Al-10∼20wt%Si 혼합 합금 분말에서 나타나는 Si입자의 응집현상과 Al-Si간 접합력이 저하되는 문제를 개선하고자 6wt%Cu를 첨가하여 Al-6wt%Cu-10∼20wt%Si 혼합분말합금으로 소결을 실시하였다. 그러나 Si이 Al-Cu 액상 합금과 반응하여, 부분적으로 천이 액상소결이 발생하는 것이 관찰되었다. 전체적으로 Al-1∼6wt%Mg, Al-10∼20wt%Si, Al-6wt%Cu-10∼20wt%Si 등에서는 부분적으로 천이 액상소결 거동이 나타나면서 밀도 및 기계적 성질을 저하시킨다. 그러나 Al-6wt%Cu 혼합합금분말 경우 적절한 액상이 기지상과 기지상의 사이에 존재하여 액상의 재배열 및 기공의 채움 현상을 용이하게 하므로 기지상과 결합력을 증대시켜 밀도의 증가와 기계적 성질의 향상 것이 관찰되었다.
본 연구는 기존 Al계 혼합분말보다 우수한 소결성과 기계적 특성을 갖는 혼합분말합금을 개발하기 위한 기초 연구로서 Al 분말에 Cu, Mg, Si 분말 등을 개별적으로 첨가할 경우 이들이 소결특성에 미치는 영향을 연구하였다. 우선 기존 상용분말의 소결특성을 살펴보기 위하여, Alcoa사에서 제조한 201AB, 601AB와 Ampal사에서 제조된 AMB 2712를 이론밀도 80∼90±1%로 성형 후 575∼625℃에서 1시간 소결한 결과, 이들은 Cu, Mg, Si 등이 미량 첨가되어 전반적으로 천이액상 소결거동을 보였으며, 상대적으로 Cu함유량이 많고 Mg함량이 적은 Alcoa 201AB가 가장 양호한 소결밀도 보유하였다. 그러나 이와 화학적 성분이 흡사한 2014, 6061 단련재에 비해 상대적으로 낮은 강도를 나타내었다. 따라서 Cu함량에 따른 Al-Cu분말 합금의 소결특성을 관찰하고자 Cu함유량(6∼10wt%Cu)을 기존 상용분말 함유량(4wt%Cu)보다 높여서 600℃에서 1시간동안 소결을 실시하였다. 그 결과 Al-6∼410wt% Cu혼합분말합금에서는 Cu함량이 증가할수록 Al 기지상과 Al 기지상의 사이에 액상이 증가하여 소결밀도가 증가하였다. 또한 소결 온도에 따른 액상량의 변화가 Al 소결체에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, Cu함량을 6wt%Cu로 한 시편을 575∼625℃에서 1시간동안 소결을 실시하였다. 그 결과 625℃/1시간 조건에서는 Al-8wt%Cu와 비슷한 굽힘강도(300MPa)를 가지면서도 변형률이 증가하는 것이 관찰되었고 추가로 530℃에서 l시간동안 용체화처리 후 190℃에서 16시간 시효화처리를 실시한 결과 굽힘강도가 450MPa까지 증가되었다. Al-Mg혼합분말합금의 경우 Mg는 Al 산화층을 제거해주는 역할을 한다는 연구결과가 보고되어 있으나 Mg함량이 1∼6wt%Mg로 증가될수록 Al-Mg합금 액상내의 Mg가 Al 입자로 고용화되어 천이 액상량이 증가되었고, 그 결과 소결 밀도, 굽힘강도 및 변형률이 감소하였다. Al-10∼20wt%Si 혼합 합금 분말에서 나타나는 Si입자의 응집현상과 Al-Si간 접합력이 저하되는 문제를 개선하고자 6wt%Cu를 첨가하여 Al-6wt%Cu-10∼20wt%Si 혼합분말합금으로 소결을 실시하였다. 그러나 Si이 Al-Cu 액상 합금과 반응하여, 부분적으로 천이 액상소결이 발생하는 것이 관찰되었다. 전체적으로 Al-1∼6wt%Mg, Al-10∼20wt%Si, Al-6wt%Cu-10∼20wt%Si 등에서는 부분적으로 천이 액상소결 거동이 나타나면서 밀도 및 기계적 성질을 저하시킨다. 그러나 Al-6wt%Cu 혼합합금분말 경우 적절한 액상이 기지상과 기지상의 사이에 존재하여 액상의 재배열 및 기공의 채움 현상을 용이하게 하므로 기지상과 결합력을 증대시켜 밀도의 증가와 기계적 성질의 향상 것이 관찰되었다.
Individual and combined effects of Cu, Mg, and Si powder additives to AI matrix powder upon sintering behavior were studied using commercially available Alcoa 201AB (4.4 wt.% Cu, 0.8 Si, 0.5 Mg, and bal. Al), 601 (0.25 Cu, 0.6 Si, 1.0 Mg, and bal. Al) and Ampal AMB 2712 (3.8 Cu, 1 Mg, 0.75 Si, and b...
Individual and combined effects of Cu, Mg, and Si powder additives to AI matrix powder upon sintering behavior were studied using commercially available Alcoa 201AB (4.4 wt.% Cu, 0.8 Si, 0.5 Mg, and bal. Al), 601 (0.25 Cu, 0.6 Si, 1.0 Mg, and bal. Al) and Ampal AMB 2712 (3.8 Cu, 1 Mg, 0.75 Si, and bal. Al) alloyed powders. Various other powder mixtures were also prepared in the laboratory for sintering studies with special emphasis on : Al + 6 - l0wt % Cu, Al + 10 -- 20wt%Si, Al + 1-- 6wt%Mg, and Al + 6wt%Cu + 10 -20wt% Si. Individual role of secondary additives in commercially available alloyed powders such as was quite noticeable in causing marked difference in sintering behavior. Increased copper content exceeding maximum solid solubility (5.64wt%), for instance, was mainly responsible for improved densification, bending strength and ductility of the sintered products: this is attributed to formation of appropriate amount of liquid phase during sintering which remained until sintering had been nearly completed. As amount of copper increased in lab-prepared Al-Cu powder mixtures, more extensive formation of liquid phase was possible and this improved densification and bending strength. The latter was increased by 100MPa compared with sintered samples of co ercially available powder mixtures. Also, lab-prepared Al-Cu powder mixtures were age-hardenessable and CuA12 phase was assumed to have transformed to Cu3A1 with better mechanical properties: after age hardening for 16 hours at 1901C, bending strength of 450 MPa was obtained and this is more than twice the sintered bending strength of commercially available powder mixtures. g in Al powder, on the other hand, is known to prevent oxidation of Al powder during sintering: however, deleterious transitional eutectic ferrous liquid is assumed to form locally and isothermally in heterogeneous interfacial contacts formed between Al and Mg powders and this very malignantly affected bonding strength and sintering behavior of matrix A1 alloy. When ternary Al-6wt%Cu-10 - 20wt%Si powder mixtures were sintered at 600 and 625% for 1 hour, excess liquid phase was observed to form and its effect on densification and bending strength was beneficial. � the other hand, however, when the same ternary powder mixture was sintered at 560-5801C for 30 minutes, excess liquid phase was not observed: CuA12 phase and Si are assumed to react together and this probably caused deterioration of bending strength and densification.
Individual and combined effects of Cu, Mg, and Si powder additives to AI matrix powder upon sintering behavior were studied using commercially available Alcoa 201AB (4.4 wt.% Cu, 0.8 Si, 0.5 Mg, and bal. Al), 601 (0.25 Cu, 0.6 Si, 1.0 Mg, and bal. Al) and Ampal AMB 2712 (3.8 Cu, 1 Mg, 0.75 Si, and bal. Al) alloyed powders. Various other powder mixtures were also prepared in the laboratory for sintering studies with special emphasis on : Al + 6 - l0wt % Cu, Al + 10 -- 20wt%Si, Al + 1-- 6wt%Mg, and Al + 6wt%Cu + 10 -20wt% Si. Individual role of secondary additives in commercially available alloyed powders such as was quite noticeable in causing marked difference in sintering behavior. Increased copper content exceeding maximum solid solubility (5.64wt%), for instance, was mainly responsible for improved densification, bending strength and ductility of the sintered products: this is attributed to formation of appropriate amount of liquid phase during sintering which remained until sintering had been nearly completed. As amount of copper increased in lab-prepared Al-Cu powder mixtures, more extensive formation of liquid phase was possible and this improved densification and bending strength. The latter was increased by 100MPa compared with sintered samples of co ercially available powder mixtures. Also, lab-prepared Al-Cu powder mixtures were age-hardenessable and CuA12 phase was assumed to have transformed to Cu3A1 with better mechanical properties: after age hardening for 16 hours at 1901C, bending strength of 450 MPa was obtained and this is more than twice the sintered bending strength of commercially available powder mixtures. g in Al powder, on the other hand, is known to prevent oxidation of Al powder during sintering: however, deleterious transitional eutectic ferrous liquid is assumed to form locally and isothermally in heterogeneous interfacial contacts formed between Al and Mg powders and this very malignantly affected bonding strength and sintering behavior of matrix A1 alloy. When ternary Al-6wt%Cu-10 - 20wt%Si powder mixtures were sintered at 600 and 625% for 1 hour, excess liquid phase was observed to form and its effect on densification and bending strength was beneficial. � the other hand, however, when the same ternary powder mixture was sintered at 560-5801C for 30 minutes, excess liquid phase was not observed: CuA12 phase and Si are assumed to react together and this probably caused deterioration of bending strength and densification.
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