초록 ▼

급속응고에 의해 얻을 수 있는 잇점은 편석억제, 결정립 및 초정상의 미세화 등이다. 분무성형공정은 급속응고와 높은 적층속도를 조합한 새로운 공정이다. 분무성형공정은 용융금속의 흐름을 고속의 가스로분무시켜서 액적들을 만들고 이 액적들이 응고되어지기 전에 기판에 충돌시키는 단계로 구성되어져 있다. 본 연구에서는 과공정 Al-20％Si합금의 튜브형상을 제조하기 위한 분무성형공정의 적용에 있어서 수학적 모델과 실험을 병행하여 연구하였다. 수학적 모델은 분무거리에 따른 과공정Al-20％Si 합금의 액적들의 속도, 온도분포 및 냉각속도

급속응고에 의해 얻을 수 있는 잇점은 편석억제, 결정립 및 초정상의 미세화 등이다. 분무성형공정은 급속응고와 높은 적층속도를 조합한 새로운 공정이다. 분무성형공정은 용융금속의 흐름을 고속의 가스로분무시켜서 액적들을 만들고 이 액적들이 응고되어지기 전에 기판에 충돌시키는 단계로 구성되어져 있다. 본 연구에서는 과공정 Al-20％Si합금의 튜브형상을 제조하기 위한 분무성형공정의 적용에 있어서 수학적 모델과 실험을 병행하여 연구하였다. 수학적 모델은 분무거리에 따른 과공정Al-20％Si 합금의 액적들의 속도, 온도분포 및 냉각속도 그리고 예비성형체의 형상을 예측하기 위해 개발되어 졌다. 수학적 모델은 분무성형공정의 가장 민감한 공정변수를 결정하는데 도움을 준다. 가장민감한 공정변수는 분무거리, 가스/용탕 유량비, 용탕의 온도이다. 수학적 모델로 예측된 과공정 Al-20％Si합금의 분무거리(400㎜)와 가스/용탕 유량비(1.7㎏/㎏)를 실험에 적용하여, 과공정Al-20％Si합금의 튜브형상의 예비성형체를 성공적으로 제조할 수 있었다. 제조된 과공정 Al-20％Si합금의 미세조직의 특성을 조사해 본 결과 예비성형체내에 분산되어 있는 초정Si입자의 크기는 3∼4μm였으며 냉각속도는 10?∼10?K/s를 나타내었다. 그리고 예비성형체의 밀도는 이론밀도의 90∼97％이었으며 경도의 평균값은 (약 140㎏/㎜?)미세화 원소로 미세호 처리된 주조재료의 경도(＜100㎏/㎜?)보다 약 50％의 상승율을 보였다.

Abstract ▼

The advantages which can be obtained by rapid solidification of metals are reduced segregation, refined grain size and primary phase. Spray forming is a novel process that combines rapid solidification and high deposition rate. This process involves atomizing a streem of molten metal into droplets

The advantages which can be obtained by rapid solidification of metals are reduced segregation, refined grain size and primary phase. Spray forming is a novel process that combines rapid solidification and high deposition rate. This process involves atomizing a streem of molten metal into droplets with high speed gas, with the droplets being collected on a substrate before solidifing. In this study, the application of spray forming to preform of hypereutetic Al-20％Si alloy has been investigated by combining mathmetical model and experiments. A mathmetical model has been developed to predict the velocity, temperature profile and cooling rate of the droplets of hypereutetic Al-20％Si alloy as a function of their flight distance and geometries of the preform produced. these have helped to identify the process paraments to which spray forming is most sensitive. The most sensitive process paraments of Spray Forming Process are flight distance, gas/metal mass folw rate an temperature of the melt. The flight distance(400㎜) and the gas/metal mass flow rate(1.7 ㎏/㎏) predicted by mathmetical model were applied experiment, and we produced the tube type of hypereutetic al-20％Si Alloy successfully. Microstructural characteristics of the preform were examined. We knew that primary silicon size in the preform was about 3-4μm and colling rate was 10?-10?K/s. Density of the perform was 90-97％of ideal density, and the average hardness(about 140 ㎏/㎜?) of as-sprayed material was about 50％ higher than that( ＜ 100㎏/㎜?) of the ingot material treated with retining elements.

목차 Contents

• 1. 서 론...5
• 2. 이론적 고찰...7
• 3. 모델 연구...15
• 4. 실험방법...22
• 5. 결과 및 고찰...28
• 6. 결론...60
• 참고문헌...61