최근 알루미늄 합금이 각광 받고 있는데 그 이유는 첨가물에 따라 알루미늄 합금의 성질이 달라지기 때문이며 첨가물에 따라 기계적 성질이 향상되어 가벼우면서도 단단한 성질의 합금을 만들 수 있기 때문이다. 그러나 알루미늄 합금은 응고가 진행되는 동안 수축이 발생하며 내부에서는 기공이 발생한다. 수축과 기공은 외관이나 기계적 성질 등에 영향을 미쳐 불량률이 높아지는 원인이 된다. 수축을 보완하기 위한 방법으로 압탕이나 탕도 등을 설치하는 등의 주조방안 등이 있지만, 이는 최종적으로 제 품화하는 단계에서 제거해야 하는 부분이므로 제품의 회수율 측면에서 효율을 저하시킨다. 이러한 문제는 해결하는 새로운 방법으로 점진응고라는 방법이 있다. 점진응고는 주조방안을 이용하지 않고 수축하는 부위를 예상하여 적절한 시간에 적절한 양으로 순차적으로 나누어서 주입하는 방법 으로 앞선 주조방안에 비해 회수율을 크게 증가시킬 수 있는 방법 중 하나다. 점진응고를 통해 수축을 보상하기 위해서는 적용하고자 하는 제품 에서 어느 위치에 얼마만큼의 수축이 발생하는지에 관한 정보가 반드시필요하다. 본 연구에서는 주조용 합금으로 널리 사용되는 A356합금에서 Fe, Cu, ...
최근 알루미늄 합금이 각광 받고 있는데 그 이유는 첨가물에 따라 알루미늄 합금의 성질이 달라지기 때문이며 첨가물에 따라 기계적 성질이 향상되어 가벼우면서도 단단한 성질의 합금을 만들 수 있기 때문이다. 그러나 알루미늄 합금은 응고가 진행되는 동안 수축이 발생하며 내부에서는 기공이 발생한다. 수축과 기공은 외관이나 기계적 성질 등에 영향을 미쳐 불량률이 높아지는 원인이 된다. 수축을 보완하기 위한 방법으로 압탕이나 탕도 등을 설치하는 등의 주조방안 등이 있지만, 이는 최종적으로 제 품화하는 단계에서 제거해야 하는 부분이므로 제품의 회수율 측면에서 효율을 저하시킨다. 이러한 문제는 해결하는 새로운 방법으로 점진응고라는 방법이 있다. 점진응고는 주조방안을 이용하지 않고 수축하는 부위를 예상하여 적절한 시간에 적절한 양으로 순차적으로 나누어서 주입하는 방법 으로 앞선 주조방안에 비해 회수율을 크게 증가시킬 수 있는 방법 중 하나다. 점진응고를 통해 수축을 보상하기 위해서는 적용하고자 하는 제품 에서 어느 위치에 얼마만큼의 수축이 발생하는지에 관한 정보가 반드시필요하다. 본 연구에서는 주조용 합금으로 널리 사용되는 A356합금에서 Fe, Cu, Mn 등의 불순물을 최소화 시켜 제작한 개량합금인 A356.2 합금을 이용 하였다. 정확한 고액구간 판단을 위하여 사전에 상용 시뮬레이션 프로그 램인 JmatPro를 이용하여 고상선과 액상선을 계산하고 DTA를 통하여 직접 측정하여 실험의 정확성을 더하였다. 그 후 수축 및 기공량 측정을 위한 금형인 Taturmold를 이용하여 용탕온도, 주입속도, 금형온도 그리고 Sr 추가량에 따른 수축의 정도와 기공의 분포 및 양을 계산 및 측정하여 점진응고에 이바지하였다. 마지막으로 보트형태의 주형에 히터를 설치하여 금형온도와 Sr추가량에 따른 수축개시온도 및 수축강도를 측정하여각 조건에 따른 수축률의 양상과 비교 분석하였다. 그 결과 주입온도에 따라서는 수축률의 변화가 없었으나, 주입속도에 따라서 수축률이 증가하였다. 금형온도에 따라서는 금형온도가 증가함에 따라 수축률이 증가하였으며, Sr추가량이 증가할 때도 수축률이 증가하였다. 기공은 조건에 관계없이 모두 양이 비슷하고 분포가 고르게 나타났으나, 금형의 온도가 낮은 경우에는 상대적으로 적은 양이 나타났다. 또한 기공이 수축부 주변에 밀집되어 있었으며 외곽으로 멀어질수록 기공의 크기가 작아졌다. Sr이 첨가되지 않은 경우에는 상대적으로 작은 크기의 기공이 나타났다. 수축개시온도는 금형온도가 높은 경우 높게 나타났으며, 수축강 도는 금형온도가 높을수록, Sr추가량이 많을수록 크게 나타났다.
최근 알루미늄 합금이 각광 받고 있는데 그 이유는 첨가물에 따라 알루미늄 합금의 성질이 달라지기 때문이며 첨가물에 따라 기계적 성질이 향상되어 가벼우면서도 단단한 성질의 합금을 만들 수 있기 때문이다. 그러나 알루미늄 합금은 응고가 진행되는 동안 수축이 발생하며 내부에서는 기공이 발생한다. 수축과 기공은 외관이나 기계적 성질 등에 영향을 미쳐 불량률이 높아지는 원인이 된다. 수축을 보완하기 위한 방법으로 압탕이나 탕도 등을 설치하는 등의 주조방안 등이 있지만, 이는 최종적으로 제 품화하는 단계에서 제거해야 하는 부분이므로 제품의 회수율 측면에서 효율을 저하시킨다. 이러한 문제는 해결하는 새로운 방법으로 점진응고라는 방법이 있다. 점진응고는 주조방안을 이용하지 않고 수축하는 부위를 예상하여 적절한 시간에 적절한 양으로 순차적으로 나누어서 주입하는 방법 으로 앞선 주조방안에 비해 회수율을 크게 증가시킬 수 있는 방법 중 하나다. 점진응고를 통해 수축을 보상하기 위해서는 적용하고자 하는 제품 에서 어느 위치에 얼마만큼의 수축이 발생하는지에 관한 정보가 반드시필요하다. 본 연구에서는 주조용 합금으로 널리 사용되는 A356합금에서 Fe, Cu, Mn 등의 불순물을 최소화 시켜 제작한 개량합금인 A356.2 합금을 이용 하였다. 정확한 고액구간 판단을 위하여 사전에 상용 시뮬레이션 프로그 램인 JmatPro를 이용하여 고상선과 액상선을 계산하고 DTA를 통하여 직접 측정하여 실험의 정확성을 더하였다. 그 후 수축 및 기공량 측정을 위한 금형인 Taturmold를 이용하여 용탕온도, 주입속도, 금형온도 그리고 Sr 추가량에 따른 수축의 정도와 기공의 분포 및 양을 계산 및 측정하여 점진응고에 이바지하였다. 마지막으로 보트형태의 주형에 히터를 설치하여 금형온도와 Sr추가량에 따른 수축개시온도 및 수축강도를 측정하여각 조건에 따른 수축률의 양상과 비교 분석하였다. 그 결과 주입온도에 따라서는 수축률의 변화가 없었으나, 주입속도에 따라서 수축률이 증가하였다. 금형온도에 따라서는 금형온도가 증가함에 따라 수축률이 증가하였으며, Sr추가량이 증가할 때도 수축률이 증가하였다. 기공은 조건에 관계없이 모두 양이 비슷하고 분포가 고르게 나타났으나, 금형의 온도가 낮은 경우에는 상대적으로 적은 양이 나타났다. 또한 기공이 수축부 주변에 밀집되어 있었으며 외곽으로 멀어질수록 기공의 크기가 작아졌다. Sr이 첨가되지 않은 경우에는 상대적으로 작은 크기의 기공이 나타났다. 수축개시온도는 금형온도가 높은 경우 높게 나타났으며, 수축강 도는 금형온도가 높을수록, Sr추가량이 많을수록 크게 나타났다.
Aluminium alloy is one of the most commonly used alloys in industry due to its low price and adequate mechanical properties. However, some physical properties such as shrinkage and formation of porosity during casting have yet to be improved. We propose a novel method, step pouring, to improve the r...
Aluminium alloy is one of the most commonly used alloys in industry due to its low price and adequate mechanical properties. However, some physical properties such as shrinkage and formation of porosity during casting have yet to be improved. We propose a novel method, step pouring, to improve the recovery. The step pouring is an easy and simple method in which melt is poured discontinuously; pouring melt and pausing are repeated a number of times. A few seconds pause after a pouring leads to liquid shrinkage and the following pouring compensates the volume of the shrinkage caused by the pause. The step pouring method is advantageous to reduce both shrinkage and formation of porosity without building other reservoirs such as riser. For the step pouring, accurate information of shrinkage and porosity formation during casting is required to precisely control the dimension of casting products. In this study, thus, volumes of shrinkage and porosity of A356.2 alloy during casting were analyzed as a function of melt temperature, pouring diameter, mold temperature, and strontium contents. Temperature of the melt did not affect the shrinkage and porosity formation. Pouring diameter determined pouring rate and it was proportional to shrinkage, yet density of porosity was not affected by the diameter. When the mold was heated at 400 °C, shrinkage and porosity in the alloy increased in comparison to the one in the mold without heating. However, the mold without heating led to interior shrinkage and the porosity was mainly distributed near interior shrinkage. The addition of Sr to the melt resulted in more shrinkage and less porosity.
Aluminium alloy is one of the most commonly used alloys in industry due to its low price and adequate mechanical properties. However, some physical properties such as shrinkage and formation of porosity during casting have yet to be improved. We propose a novel method, step pouring, to improve the recovery. The step pouring is an easy and simple method in which melt is poured discontinuously; pouring melt and pausing are repeated a number of times. A few seconds pause after a pouring leads to liquid shrinkage and the following pouring compensates the volume of the shrinkage caused by the pause. The step pouring method is advantageous to reduce both shrinkage and formation of porosity without building other reservoirs such as riser. For the step pouring, accurate information of shrinkage and porosity formation during casting is required to precisely control the dimension of casting products. In this study, thus, volumes of shrinkage and porosity of A356.2 alloy during casting were analyzed as a function of melt temperature, pouring diameter, mold temperature, and strontium contents. Temperature of the melt did not affect the shrinkage and porosity formation. Pouring diameter determined pouring rate and it was proportional to shrinkage, yet density of porosity was not affected by the diameter. When the mold was heated at 400 °C, shrinkage and porosity in the alloy increased in comparison to the one in the mold without heating. However, the mold without heating led to interior shrinkage and the porosity was mainly distributed near interior shrinkage. The addition of Sr to the melt resulted in more shrinkage and less porosity.
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