선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 다출력 유도가열법을 응용하여 새로운 Al foam 발포공정을 개발하고자 하였다. P/M법을 병용 하여 발포용 프리커서를 제조한 후, 유도가열 공정 변수 별 발포 실험을 수행하여 다출력 유도 가열 조건을 조사 하였다.
제안 방법
- 3 wt.% Tilfe 프리커서를 68CTC까지 가열한 후 th3=10, 120, 240 sec로 온도를 유지시켰다. 기공의 크기가 현저하게 증가했음에도 불구하고, 시편의 높이는 더 이상 증가하 지 않았으며, th3=240sec인 경우 오히려 약간의 감소하였다.
- (4) 6061 Al foam 시편의 직경과 높이의 치수비가 1에 근접할수록 구상에 가까운 기공을 얻을 수 있었다. (5) 프리커서 (0.3wt.% TiH?)의 최종가열온도(Ta3)의 변화에 따른 기공율 (%) 선도를 조사하여 목적 기공율 의 발포금속을 제조하기 위한 데이터 베이스를 구축하였다.
- 본 연구에서는 다출력 유도가열법을 응용하여 새로운 Al foam 발포공정을 개발하고자 하였다. P/M법을 병용 하여 발포용 프리커서를 제조한 후, 유도가열 공정 변수 별 발포 실험을 수행하여 다출력 유도 가열 조건을 조사 하였다. 제조된 6061 Al foam 에 대해서는 공정변수에 따른 기공의 형상학적 (morphological) 변화가 관찰되었으며, 기공율의 변화를 조사하여 목적 기공율의 미세기공 알루미늄을 제조하기 위한 데이터 베이스를 구축하였다.
- 2는 반포공정 장비의 개략도를 나타내고 있다. 가열속도를 측정하기 위해 K type CA 열전대를 사용하여 얻은 온도데이터를 Data Logger를 사용하여 기록 하였다.
- 다출력 유도가열을 위한 입력데이터를 조사하기 위하여 Q=6kW의 조건에서 프리커서 (0.3wt% TiH?)를 가열 시 시간에 따른 온도변화를 측정하였다.
- 일반적인 발포공정에서는 기 지합금 융점의 약 10℃이상으로 가열된 전기로 내에 프 리커서를 장입하여 온도 유지시간을 변수로 하여 A1 foam을 제조한다. 러나, 본 연구에서는 융점부근에서 온도를 유지시키는 방법 대신 목적하는 시편의 높이 팽 창율을 얻을 때까지 연속가열 시키는 방식을 채택하였다. 이 방법은 기존방식에 비해 제조시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있으나 과열로 인해 몰드의 수명이 단축 된다는 단점이 있다.
- 제작된 프리커서를 발포용 몰드에 넣고 기지합금의 고액공존구간 이상의 온도로 가열 시키면, TiHa의 환원반응에 의해 발생된 수소개스의 팽창으로 인해 부피가 팽창하게 된다. 온도의 측정은 발포 전에는 프리커서의 상부와 하부의 중심부를 측정하였고 발포시작온도 이후부터는 하부온도만을 측정하였다. 고주파유 도가열시 필연적으로 수반되는 표면부와 중심부의 온도 구배를 줄이기 위해 발포시작 직전의 온도에서 시편의 상하부의 온도가 동일해질 때까지 유지하였다.
- 유도가열기의 출력변화에 대한 연구와 가열시간에 따른 온도변화 데이터로 참고로 하여 3단계 다출력 유도가 열을 위한 입력 데이터 선도를 제안하였다.(Fig.
- 이러한 관점에서, 최종가열온도(T0에 따른 기공율의 변화를 D/B화 하기 위하여 Fig. 13의 3단계 다출력 유 도가열을 위한 입력 데이터 선도를 이용하여 발포실험을 하였다.
- 위의 정량분석 결과로부터 적절한 온도 유지시간의 설정으로 등방성 기공은 얻을 수 있으나, :1 이상의 유지시간에서는 조대화가 발생함을 알 수 있었다. 이상과 같은 실험결과를 토대로 하여 최종가열단계 인 3단계 유도가열 조건을 결정하였다.
- P/M법을 병용 하여 발포용 프리커서를 제조한 후, 유도가열 공정 변수 별 발포 실험을 수행하여 다출력 유도 가열 조건을 조사 하였다. 제조된 6061 Al foam 에 대해서는 공정변수에 따른 기공의 형상학적 (morphological) 변화가 관찰되었으며, 기공율의 변화를 조사하여 목적 기공율의 미세기공 알루미늄을 제조하기 위한 데이터 베이스를 구축하였다.
- 최종가열단계인 3단계 유도가열 조건을 조사하기 위하여 발포실험을 수행하였다. 일반적인 발포공정에서는 기 지합금 융점의 약 10℃이상으로 가열된 전기로 내에 프 리커서를 장입하여 온도 유지시간을 변수로 하여 A1 foam을 제조한다.
- 1(b)는 혼합분말의 예열단계이다. 혼합분말을 압축다이의 캐비티 내에 넣고 15kW용량 의 고주파 유도가열기를 사용하여 6kW의 출력으로 450℃(:까지 예열하였으며, 1.6mm 직경의 K type CA 열전대를 사용하여 분말의 중앙과 상부의 온도를 측정하였다. Kresse⑼의 TiHa 열중량분석 결과에 따르면 500~ 600℃(:의 온도범위에서 TiH2의 T와 가스로의 환원반 응이 급격하게 발생하므로, 급격한 Ila 가스의 손실을 방지하기 위해서는 500℃보다 낮은 온도에서 예열해야 한다고 제시한바 있다.
대상 데이터
- (1) 유도가열 출력(Q)이 6kW인 경우 기공크기 및 분 포의 균일도 측면에서 가장 적합한 6061 Al foam이 제조 되었다.
- Fig. 1(a)는 기지합금분말과 발포제 분말의 혼합단계 이고, 분체혼합에 널리 쓰이는 약 30rpm의 V형 균일혼 합기를 사용하였다. Fig.
- 압축된 혼합분말을 압축 다이로부터 취출하여 냉각시키면 V30xhl4(iml) 크기의 K리커서가 된다. 분말형 Al 6061(325mesh)합금과 TiH2 분말(200mesh)이 기지 합금과 발포제로써 각각 사용하였다. Table 1과 Table 2 느 6061 A1 합금의 조성 및 프리커서 제조조건을 나타내고 있다.
데이터처리
- A6061의 액상선 온도인 652℃의 전후부근에서 기 공율은 급속히 증가하였다. Al foam 시편의 높이팽창을 실시간으로 측정하기 위해 사용되는 Expandometer10의 결과와 비교하기 위해서 최대높이팽창율 (HuwHj)도 계산하였다.(Fig.
성능/효과
- 그러나, 기계적 성질의 재현성(reproducibility)의 문제는 실제 산업에서의 대량생산에 장애물이 되고 있으며, 이를 개선하기 위한 많은 연구들이 수행되어 왔다.(2) Al foam 소 재의 방음, 열전도, 기계적 성질은 기공의 형상학적 인자 에 지배된다.(3-4) 또한, 기공의 형상학적 인자는 가열온 도, 가열속도 등과 같은 발포공정인자에 의해 조절된다.
- (3) 유도가열의 이용한 발포공정에서는 목적 이팽창율 을 얻을 때까지 연속가열시키는 것이 기지합금의 융점에서 온도유지시간을 변수로 하여 제조하는 경우에 비해 제조시간, 기공의 크기 및 분포의 균일도 면에서 우수함 을 알 수 있었다.
- (4) 6061 Al foam 시편의 직경과 높이의 치수비가 1에 근접할수록 구상에 가까운 기공을 얻을 수 있었다. (5) 프리커서 (0.
- 645℃부근 에서, 온도의 변화 없이 60-70 조 정노 유지되었으며 (Fig. 6 (b)), 융점을 전후하여 (650 ~670V) 2℃/sec정도로 가열속도가 급격히 증가하였다. 이러한 급격한 가열 속도의 변화로 인해 온도의 조절에 어려움이 있었다.
- th3=2min 인 경우의 기공이 가장 구상에 가까움을 관 찰 할 수 있다. 위의 정량분석 결과로부터 적절한 온도 유지시간의 설정으로 등방성 기공은 얻을 수 있으나, :1 이상의 유지시간에서는 조대화가 발생함을 알 수 있었다. 이상과 같은 실험결과를 토대로 하여 최종가열단계 인 3단계 유도가열 조건을 결정하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.