초록 ▼

본 과제에서 제안하는 결정립 제어 경계 영역 소재의 환경친화형 Rheology 성형기술 은 자동차, 항공기, 컴퓨터 및 각종 유압 부품을 생산할 수 있는 차세대 성형기술으로 액체상태의 소재에 Shear rate를 가하면서 반응고 상태의 온도에서 성형을 하는 기술이 다. 기존 Thixoforming 공정은 Billet을 제조한 다음 재가열한 후 성형이 이루어지기 때 문에 대량생산 측면에서 고가품의 재가열 장치가 필요하며 반응고 소재를 별도로 제조 하여야 한다. 현재 세계적으로 위에서 서술한 Thixoforming 공정의 단점을 개선하

본 과제에서 제안하는 결정립 제어 경계 영역 소재의 환경친화형 Rheology 성형기술 은 자동차, 항공기, 컴퓨터 및 각종 유압 부품을 생산할 수 있는 차세대 성형기술으로 액체상태의 소재에 Shear rate를 가하면서 반응고 상태의 온도에서 성형을 하는 기술이 다. 기존 Thixoforming 공정은 Billet을 제조한 다음 재가열한 후 성형이 이루어지기 때 문에 대량생산 측면에서 고가품의 재가열 장치가 필요하며 반응고 소재를 별도로 제조 하여야 한다. 현재 세계적으로 위에서 서술한 Thixoforming 공정의 단점을 개선하기 위 하여 결정립 제어 경계영역 가공기술(금속 레오로지 성형기술)의 연구가 집중되고 있으 며, 자동차 부품 제조공정에서 적용이 부분적으로 이루어지고 있으나, 국내에서는 관련 기술의 미비로 인하여 일반화되어 있지 않다. 따라서, 본 연구에서는 Thxioforming 공 정의 단점을 획기적으로 보완하고 소재와 공정이 구별되지 않은 Rheology 성형공정에 이용이 가능한 원천기술의 원가 절감, 환경 대응, 신소재의 성형 측면에서 연구개발의 필요성이 요구되고 있다. 특히 알루미늄 20xx, 60xx, 70xx계열 소재는 단조 소재로 알려 져 있으나 결정립 제어와 경계영역 가공기술에 의하여 소재의 특성에 제한을 받지 않는 성형기술을 요구하고 있으며, 또한 이들 부품은 표면처리와 내식성 등을 필요로 하는 자동차 및 반도체장비 부품 등에서 수요가 증대되고 있다. 위와 같은 관점에서 해당 선 진국과의 기술격차가 더 이상 벌어지기 전에 국내 부품?소재 및 장비 산업의 육성을 위하여 결정립 제어 경계 영역 가공 기술에 필요한 핵심기술의 개발이 더욱 절실하다. 또한, 결정립 제어 경계영역 성형공정은 원소재로부터 Near Net Shape 제품을 생산하 는데 획기적으로 기여할 수 있으며, 일반적인 주조?단조공장에서 찾아볼 수 없는 환경 친화형 작업환경을 제공한다.

Abstract ▼

Environment-friendly grain controlled combined forming technology with liquid-solid co-existent is the next generation forming process for automobile, aircraft, computer and components of an oil pressure. The forming process is that the forming process is carried out with a shear rate at liquid-soli

Environment-friendly grain controlled combined forming technology with liquid-solid co-existent is the next generation forming process for automobile, aircraft, computer and components of an oil pressure. The forming process is that the forming process is carried out with a shear rate at liquid-solid co-existent temperature. Environment-friendly grain controlled combined forming technology can be formed the Near Net Shape products and served an environment-friendly working environment. First of all, continuous casting system for environment-friendly grain controlled liquid-solid co-existent material is manufactured. Furthermore, rheological forging process of casting and wrought aluminium alloy for a formability and a commercial scale carried out using the electromagnetic stirring system and vacuum pump. The thixo-diecasting and rheo-diecasting forming with gate-exchange mold is accomplished for solid fraction, shape of gate, thickness and cross session. Using the NANO indentation, the mechanical properties of rheological products will be estim ated relating to the change of microstructure and heat treatment conditions of wrought aluminum alloy. Moreover, the viscosity of rheological wrought aluminum alloy will be examined. The molecular dynamic analysis will propose the most suitable potential function using the experimental results. Considering the primary phase $\alpa$ and viscosity, the simulation results will be over 80% at reliability compared the experiments results. The analysis of Two Phase Flow separated the viscosity of liquid and solid phase will be simulate the complex forging process and compared the experiments results.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...12
• 제 1 절 연구개발의 개요...12
• 1. 환경친화형 결정립 제어 경계영역소재의 제조 기술...13
• 2. 경계영역소재의 이론 전개 및 수치묘사 해석...14
• 3. 경계영역소재의 성형공정 개발...14
• 제 2 절 연구개발의 필요성...15
• 1. 기술적 측면...15
• 2. 경제/산업적 측면...15
• 3. 사회/문화적 측면...16
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...17
• 제 1 절 국외의 기술동향 및 수준...17
• 제 2 절 국내의 기술동향 및 수준...18
• 제 3 절 현기술상태의 문제점...19
• 제 4 절 앞으로의 전망...19
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...21
• 제 1 절 환경친화형 결정립 제어 경계영역소재의 제조 기술...21
• 1. Barrel type 결정립 제어 연속소재 제조...21
• 2. 전자교반을 응용한 결정립 제어 소재 제조...30
• 제 2 절 경계영역 소재의 결정립 동역학 해석...41
• 1. Morse Potential을 이용한 동역학 해석...41
• 2. DLVO Potential을 이용한 동역학 해석...51
• 제 3 절 경계영역 소재의 성형공정 개발...82
• 1. Nano indentation을 이용한 재료 특성평가...82
• 2. 구조용 소재의 물성 D/B...128
• 3. 금형 표준화를 위한 성형 공정 실험...146
• 4. Two-Phase Flow 해석...178
• 5. 레오로지 단조 공정...213
• 6. 진공장치를 이용한 레오로지 단조 공정...284
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...305
• 제 1 절 연구개발목표의 달성도...305
• 제 2 절 관련분야의 기술 발전도...306
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...308
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...311
• 제 1 절 레오로지 다이캐스팅 부품...311
• 제 2 절 단조, Squeeze casting 및 Thixo 성형부품...312
• 제 3 절 레오로지 소재의 성형기술...313
• 제 4 절 기술개발 현황...314
• 제 5 절 결론...321
• 제 7 장 참고문헌...322