[논문]ADC합금 다이캐스트중의 개재물이 기계적 특성에 끼치는 영향

Takagi, Kou; Yoshida, Makoto

doi:10.7777/jkfs.2012.32.3.157

ADC합금 다이캐스트중의 개재물이 기계적 특성에 끼치는 영향
Effect of Inclusions on Mechanical Properties of ADC12 Alloy Die Castings 원문보기

한국주조공학회지 = Journal of Korea Foundry Society, v.32 no.3, 2012년, pp.157 - 164

Takagi, Kou (조도전대학대학원창조이공학연구과) , Yoshida, Makoto (조도전대학각무기념재료기술연구과)

초록이 없습니다.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 JIS ADC12 알루미늄합금 다이캐스팅중의 개재물, 파단칠층이 기계적 특성에 끼치는 영향에 대해서 검토했다. 이상의 것을 총괄하면,
본장에서는, 개재물의 크기와 기계적 특성과의 상관을 고려한 후 사용한 루트영역법의 개념에 대해서 종래의 연구를 정리했다.

가설 설정

그래서 본 연구에 있어서는, 유지로의 K값이 높고, 또 파단칠층이 원래 많아도 기계적 특성에 영향을 끼치지 않을까를 확인했다. 구체적으로는, 숏타임래그(Shot Time Lag.

제안 방법

3.1항에서 인장시험을 행한 후의 시험편의 파면을 광학 현미경에서 관찰하고, 사진을 촬영했다. 그리고, 파괴기점으로서의 개재물을 화상에서 판단하고, 화상해석소프트를 사용해 개재물 면적을 측정했다.
ADC12 합금에서 다이캐스팅 조건을 변화하여, 인장시험을 행하여, 공칭강도와 파단신율을 측정했다. 그결과를 Fig.
개재물의 화학조성을 해명하기 위해, 파면에 있어서 파괴기점이라고 인정되는 개재물의 원소를, EDS를 사용해 조사했다.
개재물이라고 생각된 부분을 중심으로 SEM 관찰을 행하고, 개재물이라고 생각되는 것(파면중의 이물)을 EDS분석(점분석)했다.
村上들 [2]은 연구 중에서, 피로 강도에 끼치는 결함의 영향은, 결함의 형상, 치수, 방향 및 위치에 따라서 다르다고 보고하고 있다. 결함의 영향에 대해서 통일적인 정량적 평가법을 확립하기 위해, 여러 가지 삼차원 균열에 일어나는 응력확대계수의 형상의존성에 대해서의 특징을 명확히 하고, 피로강도에 영향을 미치는 지배적 형상 변수를 예측했다.
그래서 본 연구에 있어서는, 유지로의 K값이 높고, 또 파단칠층이 원래 많아도 기계적 특성에 영향을 끼치지 않을까를 확인했다. 구체적으로는, 숏타임래그(Shot Time Lag. 이하 STL라 한다), 개재물량, 사출속도, 윤활재등의 다이캐스팅 조건을 바꾸어, ADC12 합금 다이캐스팅의 기계적 특성에 끼치는 영향을 조사했다. 또, 후술한 루트영역(root area)법을 사용해서, 기계적 특성에 영향을 끼치지 않는 개재물 면적이 어느 정도일까를 검토했다.
1항에서 인장시험을 행한 후의 시험편의 파면을 광학 현미경에서 관찰하고, 사진을 촬영했다. 그리고, 파괴기점으로서의 개재물을 화상에서 판단하고, 화상해석소프트를 사용해 개재물 면적을 측정했다.
이하 STL라 한다), 개재물량, 사출속도, 윤활재등의 다이캐스팅 조건을 바꾸어, ADC12 합금 다이캐스팅의 기계적 특성에 끼치는 영향을 조사했다. 또, 후술한 루트영역(root area)법을 사용해서, 기계적 특성에 영향을 끼치지 않는 개재물 면적이 어느 정도일까를 검토했다. 최후에, 파면중의 개재물의 원소분석을 행하여, 그 정체를 찾았다.
본 실험에서는, 용탕에 첨가된 절분량과 다이캐스팅조건 등을 파라매타로 해서, 인장실험편을 만들어 시험을 행했다. 료비(주)보유의 도시바기계제 형체력 90 ton 콜드챔버 다이캐스팅 머신에서 제작한 시험편의 제작조건을 Table 2에 나타낸다.
1항목에서 전술한 대로 K_I*은 재료의 고유치, 결함의 면적에 따르지 않고, 일정치이며, 거의 K_IC와 동등치라고 보고 되어지고 있다 [3]. 본 실험에서는, 최대개재물의 면적을 사용해 루트영역 플롯을제작했다. 면적의 증가에 따라 인장 강도는 감소했지만.
전보 [1]에 있어서, 다이캐스팅 프로세스 중 {원탕 → 레이들 → 슬리브 → 주입구 → 제품부 → 오버플로우}에 있어 개재물량을 해당 K값을 계측하는 것으로 조사했다.
또, 후술한 루트영역(root area)법을 사용해서, 기계적 특성에 영향을 끼치지 않는 개재물 면적이 어느 정도일까를 검토했다. 최후에, 파면중의 개재물의 원소분석을 행하여, 그 정체를 찾았다.
결함을 최대주응력방향으로 수직한 면에 투영한 면적의 평방근은, 강도에 가장 영향을 끼치다고 시사되고 있다 [2]. 파괴기점이라고 판단되어진 개재물이 기계적 특성에 끼치는 영향을 루트영역을 사용해 조사하고, 기계적 특성에 영향을 끼치지않는 개재물 사이즈의 경계를 구했다. 또, # 의 수치를 사용해서, 2.
파면에 파괴기점이라 인정되는 개재물의 주위의 OBA를 광학 현미경 사진으로 판단하고, 면적을 측정했다. 그 측정 예를 Fig.

대상 데이터

또한, 유지로에서의 용해률은 약 70 kg, 유성윤활제에는 스페셜 A, 분체윤활제에는 하나노 GW-61을 사용했다. 또, 인장시험은 닛산자동차(주)에 의뢰해서 실험해 받았다.
실험에 사용하는 합금은 JIS AD12.1 합금이다. 이번 사용한 합금의 화학조성은 Table 1에 나타낸 것과 같다.

이론/모형

파면관찰에는 와세다대학 재료기술연구소의 줌 현미경(키엔누제 VHX-900)을 사용했다.

성능/효과

• 금망의 사용에 따라 개재물을 첨가한 채 아무것도 하지 않은 경우보다도 강도는 증가하고, 편차도 감소한다.
2) ADS12 합금 다이캐스팅에 있어서 개재물은 규소의 산화물과 알루미늄의 탄화물 및 알미늄의 탄화물이라고 생각된다.
3) 이 연구의 주조조건에서 얻어진 시험편에 대해서는, 최대 개재물 면적을 5 × 104 µm2정도 (직경환산으로 250 µm정도)이하로 억제하면, 강도와 신율은 일정의 값에 수렴한다.
전보 [1]에 있어서, 다이캐스팅 프로세스 중 {원탕 → 레이들 → 슬리브 → 주입구 → 제품부 → 오버플로우}에 있어 개재물량을 해당 K값을 계측하는 것으로 조사했다. 그 결과로부터, 다이캐스팅 프로세스 중에 개재물이 늘어나는 것은 물론, 게이트 통과시에 개재물, 파단칠층이 파괴되어 작아지는 것을 알았다. 이것은 자칫하면, 유지로 중의 K값을 낮게할 필요가 없기 때문은 아닐까라고 하는 해석을 낳는 우려가 있고, 그 진위를 확인할 필요가 있다.
이상의 결과로 부터, 전보 [1]에서 시사된 유지로중의 개재물량을 낮게 누를 필요가 없는 것은 아닐까 하는 가능성은 부정되었다. 용해로중의 개재물은, 최종적 제품의 강도와 신율을 악화시키는 것을 알았다. 또, 파단칠층이 강도와 신율에 끼치는 영향은 개재물 이상으로 크다고 추측된다.
이상의 결과로 부터, 전보 [1]에서 시사된 유지로중의 개재물량을 낮게 누를 필요가 없는 것은 아닐까 하는 가능성은 부정되었다. 용해로중의 개재물은, 최종적 제품의 강도와 신율을 악화시키는 것을 알았다.
확인된 개재물은, 검출된 원소로부터, 규소의 산화물과 알루미늄의 산화물 및 알미늄의 탄화물이라고 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	JIS ADC12 알루미늄합금 다이캐스팅 중의 개재물, 파단칠층이 기계적 특성에 끼치는 영향을 검토한 결과는?	1) 용탕, 다이캐스트 프로세스중의 관리와 제어에 대해서, 강도, 신율의 신뢰성 및 절대치를 높이기 위해서는 · STL은 짧게 · 원탕의 개재물은 적게, 작게 · 사출속도는 빠르게 · 윤활제는 유성보다 분체 의 편이 좋다. 2) ADS12 합금 다이캐스팅에 있어서 개재물은 규소의 산화물과 알루미늄의 탄화물 및 알미늄의 탄화물이라고 생각된다. 3) 이 연구의 주조조건에서 얻어진 시험편에 대해서는, 최대 개재물 면적을 5 × 104 µm2정도 (직경환산으로 250 µm정도)이하로 억제하면, 강도와 신율은 일정의 값에 수렴한다. 단지, 이 값은 냉각속도와 조성에 의존한다고 생각할 수 있기 때문에, 주의가 필요하다.
	다이캐스팅 프로세스 중 개재물의 변화는?	전보 [1]에 있어서, 다이캐스팅 프로세스 중 {원탕 → 레이들 → 슬리브 → 주입구 → 제품부 → 오버플로우}에 있어 개재물량을 해당 K값을 계측하는 것으로 조사했다. 그 결과로부터, 다이캐스팅 프로세스 중에 개재물이 늘어나는 것은 물론, 게이트 통과시에 개재물, 파단칠층이 파괴되어 작아지는 것을 알았다. 이것은 자칫하면, 유지로 중의 K값을 낮게할 필요가 없기 때문은 아닐까라고 하는 해석을 낳는 우려가 있고, 그 진위를 확인할 필요가 있다.
	다이캐스팅 프로세스는 어떻게 되는가?	전보 [1]에 있어서, 다이캐스팅 프로세스 중 {원탕 → 레이들 → 슬리브 → 주입구 → 제품부 → 오버플로우}에 있어 개재물량을 해당 K값을 계측하는 것으로 조사했다. 그 결과로부터, 다이캐스팅 프로세스 중에 개재물이 늘어나는 것은 물론, 게이트 통과시에 개재물, 파단칠층이 파괴되어 작아지는 것을 알았다.

참고문헌 (18)

高木航, 吉田誠 : 鑄造工學, 83 (2011) 579
村上敬宜, 遠藤正浩 : 日本機械學會論文集 (A), 49 (1983) 127-136

상세보기
山田耕二, 宮川進, 吉川澄 : 日本機械學會論文集 (A編), 68 (2002) 39-44
村上敬宜, 野本哲志, 植田徹, 村上保夫, 大堀學:材料, 48 (1999) 1112-1117
下田秀夫 : 鐵鋼製品破損事故の調査.解析法と原因の究明, (1996)
Y . Furuya, H. Hirukawa, T. Kimura, M. Hayaishi : Metallurgical and Materials Transactions A, 38 (2007) 1722-1730

상세보기
Y.Murakami, T.Nomoto., T.Ueda. : Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 22 (1999)581-90

상세보기
北岡山治 : 鑄造工學, 75 (2003) 800-806
Y. Murakami, J. Nagata : Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers A, 72 (2006) 1123-1130

상세보기
S. Kitaoka : Light Metals, 2001 Meraux Legers (2001) 13-24
(財) 素形材センタ一 : 輕金屬ダイカス卜の生産技術, (1993)
岩堀弘昭, 戶澤勝利, 淺野高司, 山本善章, 中村元志, 橋本正興, 上西始郞 : 輕金屬, 34 (1984) 525-530
岩堀弘昭, 戶澤勝利, 山本善章, 中村元志 : 輕金屬, 34 (1984) 389-394
鈴木宗男, 古本一之 : 輕金屬, 21 (1971) 36-45
松山晋作 : 遲れ破壞, (1989)
村上敬宜, 長田淳治 : 材料, 54 (2005) 420-427
Nishijima, K. Kanazawa : Fatigue Fract. Eng. Master. Struct., 22 (1999) 601-607

상세보기
神戶洋史, 多胡博司 : 素形材, 40 (1999) 1-4

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

ADC합금 다이캐스트중의 개재물이 기계적 특성에 끼치는 영향
Effect of Inclusions on Mechanical Properties of ADC12 Alloy Die Castings 원문보기

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (18)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

ADC합금 다이캐스트중의 개재물이 기계적 특성에 끼치는 영향 Effect of Inclusions on Mechanical Properties of ADC12 Alloy Die Castings 원문보기

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (18)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

ADC합금 다이캐스트중의 개재물이 기계적 특성에 끼치는 영향
Effect of Inclusions on Mechanical Properties of ADC12 Alloy Die Castings 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper