[논문]A356 합금의 중력 주조/단조와 Rheo-diecasting/단조의 미세조직 및 기계적 특성 비교

이준영; 임재용; 이승용; 문성원; 홍준표

doi:10.7777/jkfs.2013.33.5.210

A356 합금의 중력 주조/단조와 Rheo-diecasting/단조의 미세조직 및 기계적 특성 비교
Comparison of the Microstructure and Mechanical Property between Gravity Casting Forging and Rheo-diecasting Forging using A356 Alloy 원문보기

한국주조공학회지 = Journal of Korea Foundry Society, v.33 no.5, 2013년, pp.210 - 214

이준영 (연세대학교 금속재료공정) , 임재용 (세명테크) , 이승용 (세명테크) , 문성원 (세명테크) , 홍준표 (연세대학교 금속재료공정)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the automotive industry has replaced cast iron to lightweight materials like aluminum for engine efficiency of automobiles and an emission control by government. In this paper we studied two auto parts manufacturing methods using an alloy of A356. That is gravity casting and H-NCM Rheo-diecasting forging. We analyzed the microstructure and mechanical properties for this method. In Microstructure analysis results, H-NCM Rheo-diecasting forging has more finer microstrucre and better forging effect. Resulting in better mechanical properties than gravity forging.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 A356 합금을 대상으로 동일한 형상의 부품을 제조하였을 때 중력주조/단조 공법과 Rheo-diecasting/단조 공법에 있어서의 미세조직 및 기계적 특성을 비교 함으로서 각각의 장단점을 파악 하여 연구 개발 공법의 유효성을 검증하기 위한 기초연구를 수행하고자 하였다.
본 연구에서는 (중력주조/단조)공법의 제한요소인 중력주조공법을 Rheo-diecasting공법으로 대체하여 개발대상부품이 요구하는 기본적인 물성 및 부품의 원가절감과 경량화를 실현 시킬 수 있는 제조 방법을 개발하고자 한다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 합금은 A356합금이며, 각 주조 공법에 따른 차이점을 분석하기 위하여 동일 제품인 RR CARRIER를 중력주조와 Rheo-diecasting공법을 적용하였고, 기본적인 각주조공법의 개요는 Table 1에 나타내었다.

성능/효과

1) 마크로 조직관찰결과 Rheo-diecasing 제품의 결정립 크기는 응고 시간을 단축을 통해 중력주조 제품의 대비하여 미세한 조직이 형성됨을 알 수 있었다.
2) 광학 현미경을 이용한 미세조직 관찰결과 중력 주조품에 경우 조대한 수지상과 공정조직의 편석이 관찰되나 Rheodiecasing 제품의 경우 조직적 우수한 특성을 보였고, 제품의 Gate부근에 성형 및 미세조직이 현저하게 개선됨을 확일 할 수 있었다.
3) SEM분석결과 반응고 제품의 경우 제품 심부에도 단조영향으로 인한 조직이 관찰되어 기존 중력주조 대비 단조 효과가 증대됨을 재확인 할 수 있었다.
4) 반응고 주조제품은 단조, T6 이후 인장강도: 329 Mpa, 항복강도: 241 Mpa, 신율: 14.1%을 나타내었고, 중력주조제품 대비하여 강도: 3~5%, 연신율: 40~45% 증대되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자동차산업에서 자동차 부품 내에 알루미늄 적용에 있어 주조공법을 사용하는데, 주조공법의 장점은?	지난 40년간 지속적으로 알루미늄의 사용량이 증대되었고 향후 10년간 더 증가 예정임을 알 수 있다. 이러한 자동차 부품 내에 알루미늄 적용에 있어서 80%이상이 주조공법에 의해 이루어 지고[1], 주조공법의 좋은 점은 자유롭게 형상을 만들 수 있고, 대량생산 할 수 있다는 점이다. 하지만 어떠한 형태라도 자유롭게 만들 수 있는 방법을 말하는 것은 아니다.
	반응고성형법이란?	반응고 기술은 1971년에 MIT에서 연구되어 오늘날 반응고성형법[Rheocasting]과 반용융 성형법[Thixo-forning]의 두 가지로 분류할 수 있다[2]. Rheocasting은 반응고 상태에서 제조된 슬러리(slurry)를 직접 사출 성형하여 제품을 제조하며, Thixoforming은 반응고 상태에서 주조된 빌렛을 적당한 길이로 절단한 후 반용융 상태로 재 가열하여 단조 혹은 다이캐스팅을 실시하여 제품을 제조하는 것이다.
	고객의 안전을 위하여 고강도와 고인성이 요구되는 샤시 부품에 있어서 경량화에 적용되는 방법은?	주형의 재질이나 용해한 알루미늄의 주입방법 등에 따라 방법이 선택된다. 반면 고객의 안전을 위하여 고강도와 고인성이 요구되는샤시 부품에 있어서는 공법상의 제한으로 인해 단일 주조공정이 아닌 여러 가지 공정이 추가된 복합의 제조공법이 알루미늄 재질을 이용한 경량화에 적용 되어져 왔다. 특히 이러한 공법 중 (주조+단조)공법을 이용한 샤시 부품 개발이 완료되어 현재 상용화 되어 적용되고 있다.

참고문헌 (8)

Korea Auomobile Manufacturers Association, vol. 23, 2011.
Meron C. Flemings: Metallurgical Transactions B, 22B (1991) 269.
C. P. Hong, J. M. Kim, M. S. Kim: KP Patent no. 03-03250 (2003).
C. P. Hong, J. M. Kim, M. S. Kim: JP Patent no. 3496833 (2003).
ASM International : ASM International, "Properies and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials (10th Ed.)", 2 (1990) 142-143.
M. C. Flemings: Metall. Trans, "Behavior of Metal Allos in the Semisolid State", 22 (1991) 957-981.

상세보기
J. G. Sim, B. H. Choi, Y. S. Jang, J. M. Kim, C. P. Hong: ISIJ Int. 50 (2010) 1165-1174.

상세보기
M. Iamura, C. P. Hong, and J. M. KIM: J. JFS. 77 (2005) 537-541.

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