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문제 정의
- 본 연구에서는 Al-Si 알루미늄합금 압출 봉재 및 열 간 단조품의 경도와 전기전도도의 상관관계를 실험적으 로 규명하고, 측정된 전기전도도로부터 재료의 경도를 평가하고 그 결과를 재료의 열처리 상태를 평가하는데 활용하고자 한다.
제안 방법
- 압출 봉재에 대해 Fig. 2의 (a), (b)와 같이 용체화 처 리(solutionization treatment)와 각각 인공시효 열처리 (T6) 및 자연시효 열처리 (T4)를 실시하였다. T6 열처리 시험편은 440℃~530℃로 15℃ 간격으로 변화시켜 2시간 동안 용체화 처리하여 수냉시킨 후 170℃ 온도에서 10시간 동안 인공시효 열처리를 하였다.
- Al-Si 알루미늄합금 압출봉재와 이를 사용한 자동차 에어콘용 단조품에 대해 실험하였다. Table 1은 이 재료 의 화학조성을 나타내고 있다.
- T6 열처리 시험편은 440℃~530℃로 15℃ 간격으로 변화시켜 2시간 동안 용체화 처리하여 수냉시킨 후 170℃ 온도에서 10시간 동안 인공시효 열처리를 하였다. T4 열처리 시험편은 485℃, 500℃, 515℃에서 2시간동안 유지한 후 수냉하여 상온에서 자연시효처리를 하였다. 단조품은 소재 절단 후 400℃에서 열간 단조하고 Fig.
- 압출 봉재와 단조품의 열처리 온도별 조직, 경도, 전기 전도도 등의 관계를 분석하였다. 단조 후 485℃ ~515℃ 의 용체화 처리 후 자연시효처리 하여 온도와 조직, 경 도, 전기전도도의 관계를 분석하였다. 압출 봉재를 풀림 처리한 후 조직, 경도, 전기전도도의 관계를 분석하였다.
- 단조 후 485℃ ~515℃ 의 용체화 처리 후 자연시효처리 하여 온도와 조직, 경 도, 전기전도도의 관계를 분석하였다. 압출 봉재를 풀림 처리한 후 조직, 경도, 전기전도도의 관계를 분석하였다.
- 압출 봉재와 단조품의 열처리 온도별 조직, 경도, 전기 전도도 등의 관계를 분석하였다. 단조 후 485℃ ~515℃ 의 용체화 처리 후 자연시효처리 하여 온도와 조직, 경 도, 전기전도도의 관계를 분석하였다.
대상 데이터
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3.2 시험장치 및 시험
시험장치로 10-130% IACS 측정구간에서 0.1% IACS 의 분해능을 갖는 사용주파수 90kHz의 Centurion사 FM-140 전기전도도 측정기를 사용하였다. 지름 9mm의 표면코일을 사용하였으며, 검사 시스템을 사용하기 전에 27.
- 경도시험은 Future Tech사의 FM-7 모델의 마이크로 비커스(HV)경도계를 사용하였다. 적용 하중은 100g 이다.
- 1% IACS 의 분해능을 갖는 사용주파수 90kHz의 Centurion사 FM-140 전기전도도 측정기를 사용하였다. 지름 9mm의 표면코일을 사용하였으며, 검사 시스템을 사용하기 전에 27.6%, 39.9%, 57.5% IACS의 표준시험편으로 검사시스템을 교정하였다. 경도시험은 Future Tech사의 FM-7 모델의 마이크로 비커스(HV)경도계를 사용하였다.
이론/모형
- 5% IACS의 표준시험편으로 검사시스템을 교정하였다. 경도시험은 Future Tech사의 FM-7 모델의 마이크로 비커스(HV)경도계를 사용하였다. 적용 하중은 100g 이다.
- 재료의 낮은 전기적 저항을 측정하는 방법에는 휘스톤 브릿지(Wheatstone bridge) 등의 방법이 있다" 그러나 이러한 방법은 측정기술의 숙달을 요하며 생산현장에서 사용하기에는 적절하지 못하다. 따라서 본 연구에서는 산업현장에서 쉽게 적용이 가능한 와전류(9)(eddy curren t)를 이용한 전기전도도 측정기법을 이용하였다.
성능/효과
- (3) 전기전도도 검사의 빠른 검사속도를 이용하여 검 사 비용을 크게 증가시키지 않고 단조품의 품질보증능력 과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
- Al-Si 알루미늄합금 압출 봉재와 단조품의 용체화 열 처리조건에 따라 경도와 전도도의 상관관계가 뚜렸하게 나타났다. 압출 봉재와 단조품 모두 온도 440℃~530℃ 범위에서 용체화 온도가 증가되면 경도가 높아지고 전기 전도도가 낮아졌다.
- A1- Si의 비저항은 #를 사용하였다. 시험편의 두께 10mm는 유효침투깊이보다 매우 크므로 재료의 두께에 따른 와전류의 변화가 없음을 확인하였다.
- Al-Si 알루미늄합금 압출 봉재와 단조품의 용체화 열 처리조건에 따라 경도와 전도도의 상관관계가 뚜렸하게 나타났다. 압출 봉재와 단조품 모두 온도 440℃~530℃ 범위에서 용체화 온도가 증가되면 경도가 높아지고 전기 전도도가 낮아졌다. 용체화 처리 온도가 올라 갈수록 초 정 Si 상의 분율이 커지므로 경도가 높아지는 것으로 판단된다.
- 인공시효 열처리온도는 170℃로 하였으며 10시간 유지한 후 노냉하였다. 압출 소재를 인공시효 처리한 시험편의 경도는 자연시효 처리한 시험편보다 20% 정도 높게 나타났다. 경도는 용체화 처리 온도 530℃에서 가장 높게 나타났으며 이때 전기전도도는 가장 낮게 나타났다.
- 각 시험편은 그림에 명시된 각 용체화 처리 온도에서 2 시간을 유지한 후 수냉하여 상온에서 1300시간 동안 자 연시효 처리 한 것이다. 용체화 처리한 시험편은 고용체 가 형성되기 때문에 풀림처리한 시험편보다 경도는 높고전기전도도는 낮게 나타났다. 용체화 처리 온도가 높으 면 경도가 높아지고 이에 반비례하여 전기전도도가 감소 함을 알 수 있다.
- 이때 용 체화처리 온도변화에 따라 압출 봉재는 약 7% IACS, 단조품에서는 약 5% IACS의 전기전도도 차이를 나타내었다. 즉, 용체화 처리 온도변화에 따른 경도와 전기전도 도의 차이는 단조품보다 압출 봉재에서 더 그게 나타났다.
- 회색 부분은 초정 Si 상 이고 검은색은 기공이다. 풀림처리 소재의 마이크로 비 커스경도는 70.3이며, 전기전도도는 40 %IACS를 나타내었다.
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