[학위논문]반응고단조 알루미늄휠의 플로우포밍 공정조건에 따른 기계적 특성 변화 연구 A study on the mechanical properties of semi-solid forged aluminum wheel according to the flow forming process conditions원문보기
상용차용 알루미늄휠은 가혹한 주행조건을 견디기 위해 열간단조, 반응고단조 공법으로 제작되어 진다. 열간단조공법은 알루미늄 빌렛을 가열하여 고압의 단조성형으로 기계적 강도가 우수하나, 제조비용이 높은 단점이 있다. 반면, 반응고단조 공법은 알루미늄 잉고트를 용해하여 금형 틀에 주입한 후 고상과 액상이 공존하는 ...
상용차용 알루미늄휠은 가혹한 주행조건을 견디기 위해 열간단조, 반응고단조 공법으로 제작되어 진다. 열간단조공법은 알루미늄 빌렛을 가열하여 고압의 단조성형으로 기계적 강도가 우수하나, 제조비용이 높은 단점이 있다. 반면, 반응고단조 공법은 알루미늄 잉고트를 용해하여 금형 틀에 주입한 후 고상과 액상이 공존하는 슬러리 상태에서 고압 성형이 이루어져 열간단조보다는 낮은 프레싱으로 제조가 가능하여 제조비용이 낮은 장점이 있지만 기계적 물성 특성이 열간단조 대비 다소 낮은 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 반응고 단조 알루미늄휠을 플로우포밍의 고압 성형공정을 통해 기계적 물성 특성을 향상하고자 기술개발이 이루지고 있으며 연구를 통해 반응고 단조휠의 기계적 물성 특성을 극대화할 수 있는 여력이 있다고 보여진다. 본 연구의 목적은 반응고 단조 알루미늄휠을 플로우포밍을 할 때 플로우포밍 공정조건에 따른 기계적 물성 특성의 변화를 연구하여 최적의 플로우포밍 공정조건을 찾고자 하는 것이다. 이를 위해, 제품의 온도, 롤러 이송 속도, 제품 회전 속도, 가압시간, 이형재 도포 등의 제품에 영향을 줄 수 있는 여러 공정 인자가 있지만 제품의 온도와 롤러 이송 속도에 따른 기계적 물성 특성 변화를 9가지 조건의 실험을 통해 확인하였다. 반응고단조 예비 성형체의 온도가 높은 예비 성형체보다 온도가 낮은 예비 성형체는 플로우포밍후 강도와 연신율이 높게 나타나는 경향을 확인할 수 있어, 제품의 내구성능을 올릴수 있는 공정조건 설정의 방향이 제시되었다고 볼 수 있었다.
상용차용 알루미늄휠은 가혹한 주행조건을 견디기 위해 열간단조, 반응고단조 공법으로 제작되어 진다. 열간단조공법은 알루미늄 빌렛을 가열하여 고압의 단조성형으로 기계적 강도가 우수하나, 제조비용이 높은 단점이 있다. 반면, 반응고단조 공법은 알루미늄 잉고트를 용해하여 금형 틀에 주입한 후 고상과 액상이 공존하는 슬러리 상태에서 고압 성형이 이루어져 열간단조보다는 낮은 프레싱으로 제조가 가능하여 제조비용이 낮은 장점이 있지만 기계적 물성 특성이 열간단조 대비 다소 낮은 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 반응고 단조 알루미늄휠을 플로우포밍의 고압 성형공정을 통해 기계적 물성 특성을 향상하고자 기술개발이 이루지고 있으며 연구를 통해 반응고 단조휠의 기계적 물성 특성을 극대화할 수 있는 여력이 있다고 보여진다. 본 연구의 목적은 반응고 단조 알루미늄휠을 플로우포밍을 할 때 플로우포밍 공정조건에 따른 기계적 물성 특성의 변화를 연구하여 최적의 플로우포밍 공정조건을 찾고자 하는 것이다. 이를 위해, 제품의 온도, 롤러 이송 속도, 제품 회전 속도, 가압시간, 이형재 도포 등의 제품에 영향을 줄 수 있는 여러 공정 인자가 있지만 제품의 온도와 롤러 이송 속도에 따른 기계적 물성 특성 변화를 9가지 조건의 실험을 통해 확인하였다. 반응고단조 예비 성형체의 온도가 높은 예비 성형체보다 온도가 낮은 예비 성형체는 플로우포밍후 강도와 연신율이 높게 나타나는 경향을 확인할 수 있어, 제품의 내구성능을 올릴수 있는 공정조건 설정의 방향이 제시되었다고 볼 수 있었다.
Aluminum wheels for commercial vehicles are manufactured by hot forging and semi-solid forging methods to withstand harsh driving conditions. The hot forging method has excellent mechanical strength due to the high pressure forging by heating the aluminum billet, but has a disadvantage of high manuf...
Aluminum wheels for commercial vehicles are manufactured by hot forging and semi-solid forging methods to withstand harsh driving conditions. The hot forging method has excellent mechanical strength due to the high pressure forging by heating the aluminum billet, but has a disadvantage of high manufacturing cost. On the other hand, in the semi-solid forging method, the aluminum ingot is dissolved and injected into a mold, and high pressure molding is performed in a slurry state in which a solid phase and a liquid phase coexist. Thus, It is possible to manufactured with lower pressing in the semi-solid forging than in hot forging process. In order to overcome this problem, the technology development is being carried out to improve the mechanical property of the high-pressure forming process of the semi-solid forged aluminum wheel. The research shows that there is possibility of maximizing the mechanical properties of the semi-solid forged wheels. The purpose of this study is to find the optimum flow forming process conditions by studying the change of mechanical properties according to the flow forming process conditions when performing the semi-solid forging of aluminum wheel. To this purpose, there are a number of process factors that can affect the product, such as product temperature, roller feed speed, product rotation speed, pressurization time, release material coating. However, the change of mechanical properties according to the temperature of the product and the roller feed speed was confirmed through the experiments under 9 conditions. The preforming temperature in semi-solid forged showed that the preform at lower temperature exhibited high strength and elongation than the preform at high temperature. The direction of process condition setting to raise the durability of the product was suggested.
Aluminum wheels for commercial vehicles are manufactured by hot forging and semi-solid forging methods to withstand harsh driving conditions. The hot forging method has excellent mechanical strength due to the high pressure forging by heating the aluminum billet, but has a disadvantage of high manufacturing cost. On the other hand, in the semi-solid forging method, the aluminum ingot is dissolved and injected into a mold, and high pressure molding is performed in a slurry state in which a solid phase and a liquid phase coexist. Thus, It is possible to manufactured with lower pressing in the semi-solid forging than in hot forging process. In order to overcome this problem, the technology development is being carried out to improve the mechanical property of the high-pressure forming process of the semi-solid forged aluminum wheel. The research shows that there is possibility of maximizing the mechanical properties of the semi-solid forged wheels. The purpose of this study is to find the optimum flow forming process conditions by studying the change of mechanical properties according to the flow forming process conditions when performing the semi-solid forging of aluminum wheel. To this purpose, there are a number of process factors that can affect the product, such as product temperature, roller feed speed, product rotation speed, pressurization time, release material coating. However, the change of mechanical properties according to the temperature of the product and the roller feed speed was confirmed through the experiments under 9 conditions. The preforming temperature in semi-solid forged showed that the preform at lower temperature exhibited high strength and elongation than the preform at high temperature. The direction of process condition setting to raise the durability of the product was suggested.
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