초록 ▼

연구결과 현장의 대형 500kg 용해로용으로 사용가능한 전자펄스 설비를 세계 최초로 설계제작하였고 용탕처리공정에서 통상적인 복잡한 제조공정을 간편한 단일 공정으로 처리하는 기술을 개발하였고 특히 기존 복잡한 공정에서도 제어가 불가한 Fe함유 금속간화합물의 미세화 및 균일분포와 편석제어기술을 확립하였으며 또한 개발된 전자펄스기술 적용으로 Bracket 및 Housing 시제품제작 결과 우수한 제품임을 확인하였고 개발 목표치를 달성하였음.
(1) 357합금에서 EHPT처리전 조직은 조대하고 불규칙한 결정립, 공정Si이 관찰되는 반

연구결과 현장의 대형 500kg 용해로용으로 사용가능한 전자펄스 설비를 세계 최초로 설계제작하였고 용탕처리공정에서 통상적인 복잡한 제조공정을 간편한 단일 공정으로 처리하는 기술을 개발하였고 특히 기존 복잡한 공정에서도 제어가 불가한 Fe함유 금속간화합물의 미세화 및 균일분포와 편석제어기술을 확립하였으며 또한 개발된 전자펄스기술 적용으로 Bracket 및 Housing 시제품제작 결과 우수한 제품임을 확인하였고 개발 목표치를 달성하였음.
(1) 357합금에서 EHPT처리전 조직은 조대하고 불규칙한 결정립, 공정Si이 관찰되는 반면 전자 펄스기술을 적용한 조직은 미세하고 균일 분포된 것을 확인하였으며 Ti, Sr와 펄스 동시처리때 보다 우수한 품질인을 확인하였음.
(2) 용탕에 EHPT처리후 이 온도에서 5분유지시킨 조직은 결정립 및 공정 Si이 미세하고 균일한 분포를 보이나 60분 유지시킨 소재의 조직은 5분, 30분유지시킨 조직보다 조대해졌지만 처리전 조직보다는 미세하고 균일하여 우수한 소제특성임을 확인하였음. 알루미늄 용탕에 전자펄스처리하여 주조, 열처리한 시험편의 인장강도 및 연신율은 325MPa 및 8.7%로서 전자 펄스처리전 시험편의 인장강도보다 5%, 연신율은 20%향상된 우수한 품질임을 확인하였음.
(3) 357-0.7%Fe합금에 EHPT처리시간은 250초동안 처리하는 것이 바람직함.
(4) 357합금에 1%Fe, 1.2%Fe 첨가한 합금에서 기존 복잡한 공정에서는 불가능하였지만 전자펄스처리하면, 조대하고 불균일한 침상의 β상(AlFeSi) 길이가 155μm에서 40μm로 미세화 되고 매우 균일한 분포를 보이고 있어 스크랩 사용량 증대해도 고품질 합금제조가 가능하였음.
(5) 390합금에 펄스처리로 인하여 초정Si 크기가 110μm에서 27μm로 미세화되었으며 최적조건은 0.04%P 첨가와 동시에 EHPT처리하면 5∼26μm로 우수함. 처리온도 800℃, 2단계 처리하거나 0.04%P와 동시에 펄스처리하여 냉각속도 14℃/sec이상으로 제조하는 것이 최적조건임.
(6) EHPT적용으로 Bracket,Housing시제품 제작결과 주조결함 개선되며 우수한 제품 확인됨.

목차 Contents

• 최종보고서 제출서 ... 1
• 간접비 집행내역 ... 2
• 과제별 사업비사용실적보고서 ... 4
• 개발결과의견서 ... 11
• 최종보고요약서 ... 12
• 목차 ... 15
• 제 1 장 서론 ... 16
• 제 1 절 알루미늄합금의 물성특성에 미치는 용탕제어 영향 ... 16
• 제 2 절 알루미늄합금의 용탕제어 및 주조결함제어기술 ... 18
• 제 3 절 알루미늄합금의 미세조직에 미치는 전자제어기술 ... 19
• 제 4 절 전자 Pulse 기술을 이용한 제조기술 ... 25
• 제 5 절 알루미늄 합금에서 Fe, Mn 함량이 기계적 특성에 미치는 영향 ... 27
• 제 6 절 알루미늄 주조합금의 용도 및 첨가 원소영향 ... 27
• 제 7 절 알루미늄용탕처리를 위한 EHPT기술과 타 기술과의 장단점 ... 29
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 31
• 제 1 절 국내 알루미늄합금 부품제조업체의 요구사항 ... 31
• 제 2 절 EHPT장비에 의한 알루미늄합금 특성제어 기술 ... 32
• 제 3 절 IPPT 보유 소형 EHPT장비에 의한 357합금의 탈가스 ... 41
• 제 4 절 소형 EHPT장비를 이용한 357-1.9%Fe합금의 입자미세화 ... 44
• 제 5 절 소형 EHPT장치를 이용한 357-1.9%Fe 합금의 금속간화합물 변화 ... 46
• 제 6 절 390합금에서 IPPT 보유 소형 EHPT장비에 펄스처리 효과 ... 55
• 제 7 절 현장의 대형 용해로 적용 EHPT 장비 설계 제작개발합금 실험결과 ... 60
• 제 8 절 현장의 대형 EHPT 처리에 의한 357알루미늄합금의 미세조직 영향 ... 64
• 제 9 절 357-Fe합금에서 EHPT처리전. 후에 따른 미세조직 특성 ... 72
• 제 10 절 전자제어처리 조건에 따른 357합금의 미세조직 영향 ... 81
• 제 11 절 현장의 대형 EHPT 처리에 의한 AC4B 알루미늄합금 실험결과 ... 86
• 제 12 절 현장의 대형 EHPT 장비에 의한 390합금 실험결과 ... 87
• 제 13 절 EHPT 장비를 이용한 357 알루미늄합금에 의한 시제품 제작 ... 92
• 제 14 절 초고강도 합금에 대형 EHPT 장비를 적용한 제품제조 개발 ... 99
• 제 3 장 사업성과 ... 106
• 제 1 절 기술개발에 의한 기술적 효과 ... 106
• 제 2 절 기술개발에 의한 경제적 효과 ... 121
• 제 3 절 * 기타 성과를 기술 ... 124
• 제 4 장 결론 ... 126
• 제 1 절 전자 펄스공정에 의한 알루미늄합금의 조직미세화 ... 126
• 제 2 절 기존 복잡한 용탕처리 공정을 단일공정으로 대체효과 ... 127
• 제 3 절 전자 펄스공정을 적용한 시제품 개발 ... 128
• 제 4 절 현장의 대형 전자펄스(EHPT) 장비 설계 개발 ... 129
• 제 5 절 향후 전자펄스공정기술의 활용도 ... 130
• 제 6 절 향후 추진할 연구내용 ... 131
• 부 록 ... 132
• 1. 특허출원 현황 ... 132
• 2. 논문 게재 및 발표 ... 133