최근 에너지 절감 및 환경오염 문제로 인해 기계 및 자동차 부품의 경량화에 대한 관심이 높아지면서 알루미늄 합금 및 알루미늄 주조공정개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 부품제조에 있어서 적절한 공정기술의 적용은 제품의 결함을 획기적으로 감소 시킬 수 있다. 자동차 부품소재로서 널리 사용되는 Al 주조용 합금 Al-Si-Cu계 합금은 주조과정 중 발생하는 미세기공과 가스가 용체화처리 과정에서 블리스터 결함의 원인으로 작용되며, 이는 제품의 치수변화 및 기계적 특성저하를 야기한다. 본 연구에서는 ...
최근 에너지 절감 및 환경오염 문제로 인해 기계 및 자동차 부품의 경량화에 대한 관심이 높아지면서 알루미늄 합금 및 알루미늄 주조공정개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 부품제조에 있어서 적절한 공정기술의 적용은 제품의 결함을 획기적으로 감소 시킬 수 있다. 자동차 부품소재로서 널리 사용되는 Al 주조용 합금 Al-Si-Cu계 합금은 주조과정 중 발생하는 미세기공과 가스가 용체화처리 과정에서 블리스터 결함의 원인으로 작용되며, 이는 제품의 치수변화 및 기계적 특성저하를 야기한다. 본 연구에서는 Al-Si-Cu합금의 기계적 특성변화에 미치는 주조 방법과 용체화 조건을 비교 평가하였다. 열역학 응고 해석프로그램을 이용하여 액상선, 고상선 및 생성상을 예측하였다. ALDC12(Al-10.5Si-1.75Cu-0.75Fe-0.3Mn(wt.%))상용 합금과, Pure Al, Si, Cu를 이용하여 제작한 Al-10.5Si-1.75Cu(wt.%) 합금에 대하여 두 가지 주조법(중력주조, 다이캐스팅)으로 시편을 제작 하였다. 제작된 시험편의 열처리는 500℃에서 10, 30, 60, 120분으로 각각 용체화처리 하였고, 80℃수냉, 그리고 180℃에서 3시간 인공시효 처리 하였다. 각 합금의 기계적 특성을 비교하기 위해 로크웰경도, 비커스경도, 상온 인장시험을 실시했고, 미세조직의 변화를 관찰하기 위해 광학 현미경과 FE-SEM/EDS분석을 실시했다. XRD분석 결과 Al-Si-Cu합금에서 Al, Si peak이 관찰되었고, ALDC12 합금의 경우 β-AlFeSi peak가 추가적으로 관찰 되었다. 용체화처리 후 인장강도를 측정 하였을 때 중력주조로 제작한 합금 시편은 30분 용체화처리 후 시효처리 하였을 때 가장 높은 항복강도 및 인장강도 값을 나타냈고, 용체화처리 시간이 길어짐에 따라 Al-Si-Cu 합금은 연신율이 증가하고, ALDC12합금은 연신율이 감소 하였다. 다이캐스팅으로 제작한 합금시편은 10분 용체화처리 후 시효처리 하였을 때 가장 높은 항복강도 및 인장강도를 나타내었다. 연신율은 중력주조로 제작한 시편과 같은 경향을 보였다. 조직 관찰을 통해 용체화처리 시간이 증가 할수록 침상의 공정 Si이 작게 분해되는 것이 확인 되었고, 반면 미세하게 분포된 α-AlFeSi, β-AlFeSi 상은 감소하였다.
최근 에너지 절감 및 환경오염 문제로 인해 기계 및 자동차 부품의 경량화에 대한 관심이 높아지면서 알루미늄 합금 및 알루미늄 주조공정개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 부품제조에 있어서 적절한 공정기술의 적용은 제품의 결함을 획기적으로 감소 시킬 수 있다. 자동차 부품소재로서 널리 사용되는 Al 주조용 합금 Al-Si-Cu계 합금은 주조과정 중 발생하는 미세기공과 가스가 용체화처리 과정에서 블리스터 결함의 원인으로 작용되며, 이는 제품의 치수변화 및 기계적 특성저하를 야기한다. 본 연구에서는 Al-Si-Cu합금의 기계적 특성변화에 미치는 주조 방법과 용체화 조건을 비교 평가하였다. 열역학 응고 해석프로그램을 이용하여 액상선, 고상선 및 생성상을 예측하였다. ALDC12(Al-10.5Si-1.75Cu-0.75Fe-0.3Mn(wt.%))상용 합금과, Pure Al, Si, Cu를 이용하여 제작한 Al-10.5Si-1.75Cu(wt.%) 합금에 대하여 두 가지 주조법(중력주조, 다이캐스팅)으로 시편을 제작 하였다. 제작된 시험편의 열처리는 500℃에서 10, 30, 60, 120분으로 각각 용체화처리 하였고, 80℃수냉, 그리고 180℃에서 3시간 인공시효 처리 하였다. 각 합금의 기계적 특성을 비교하기 위해 로크웰경도, 비커스경도, 상온 인장시험을 실시했고, 미세조직의 변화를 관찰하기 위해 광학 현미경과 FE-SEM/EDS분석을 실시했다. XRD분석 결과 Al-Si-Cu합금에서 Al, Si peak이 관찰되었고, ALDC12 합금의 경우 β-AlFeSi peak가 추가적으로 관찰 되었다. 용체화처리 후 인장강도를 측정 하였을 때 중력주조로 제작한 합금 시편은 30분 용체화처리 후 시효처리 하였을 때 가장 높은 항복강도 및 인장강도 값을 나타냈고, 용체화처리 시간이 길어짐에 따라 Al-Si-Cu 합금은 연신율이 증가하고, ALDC12합금은 연신율이 감소 하였다. 다이캐스팅으로 제작한 합금시편은 10분 용체화처리 후 시효처리 하였을 때 가장 높은 항복강도 및 인장강도를 나타내었다. 연신율은 중력주조로 제작한 시편과 같은 경향을 보였다. 조직 관찰을 통해 용체화처리 시간이 증가 할수록 침상의 공정 Si이 작게 분해되는 것이 확인 되었고, 반면 미세하게 분포된 α-AlFeSi, β-AlFeSi 상은 감소하였다.
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