보고서 정보
주관연구기관 |
한국생산기술연구원 Korea Institute of Industrial Technology |
연구책임자 |
임성철
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-09 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700003486 |
DB 구축일자 |
2017-09-20
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초록
▼
주요지원내용
1. 고효율 알루미늄 용해공정 기술지원
◦ 알루미늄 용탕온도제어조건 확립
- 합금계 : ALDC12 주조용 Al합금
- 용탕온도제어 : 용탕온도, 출탕온도
◦ 알루미늄 용탕처리기술 확립
- 불순물 및 개재물 제어 : 용탕 청정도 분석(K-mold, K<0.1이하)
- 탈가스 처리조건 확립 : GBF처리(GBF처리 6~12분, Purging시간 30~60분), 감압응고분석
2. 알루미늄 다이캐스팅공정기술 최적화 기술지원
◦ 최적 다이캐스팅 공정조건 확립
- 최적
주요지원내용
1. 고효율 알루미늄 용해공정 기술지원
◦ 알루미늄 용탕온도제어조건 확립
- 합금계 : ALDC12 주조용 Al합금
- 용탕온도제어 : 용탕온도, 출탕온도
◦ 알루미늄 용탕처리기술 확립
- 불순물 및 개재물 제어 : 용탕 청정도 분석(K-mold, K<0.1이하)
- 탈가스 처리조건 확립 : GBF처리(GBF처리 6~12분, Purging시간 30~60분), 감압응고분석
2. 알루미늄 다이캐스팅공정기술 최적화 기술지원
◦ 최적 다이캐스팅 공정조건 확립
- 최적 다이캐스팅 공정제어 : 용탕사출온도(650~670℃), 금형온도(250±30℃), 압력(125~130kgf) 등
- 주조결함 측정 및 불량원인 분석
3. 시제품 제조 및 특성평가 기술지원
◦ 시제품 제조 : 락업피스톤(LOCK UP PISTON)
◦ 특성평가 기술지원 : 성분분석(분광분석, EDS), 조직평가(OM, SEM)수소가스분석(수소량 10ppm이하)
지원결과 및 기대효과
1. 고효율 알루미늄 용해공정기술 기술지원
- 알루미늄 용탕온도제어조건 확립
◎ 알루미늄 용탕온도제어
• 알루미늄 용해공정 중 용탕온도를 제어하고자 전기로 내의 Al용탕을 GBF 전·후, 다이캐스팅공정 시작 전, 공정시간 1hr후, 공정시간 2hr후의 용탕온도 측정하여 알루미늄 용탕온도제어 실시
• 전기로에 설정된 용해온도 수정 전(680℃) 용탕온도 측정결과, GBF처리전 702℃, GBF처리 후 696℃, 다이캐스팅공정 시작 전 675℃, 공정시간 1hr후 675℃, 공정시간 2hr후 662℃로 공정 전·후로 온도차이가 20℃발생하여 용탕온도차로 인한 불량이 발생할 수 있음
• 설정 용해온도 수정 후(670℃) 용탕온도 측정결과, GBF 처리전 687℃,GBF처리 후 6766℃, 다이캐스팅공정 시작 전 665℃, 공정시간 1hr후 664℃, 공정시간 2hr후 661℃로 공정 전·후로 온도차이가 5℃로 줄어들어 최적의 용탕온도 제어에 적정한 것으로 도출됨
- 알루미늄 용탕처리기술 확립
◎ 탈가스 처리조건 확립
• 탈가스 처리조건을 확립하고자 알루미늄 용탕의 미세 Porosity·Crack분석을 감압응고법으로 실시하여 GBF처리조건 변화에 따른 GBF처리 전·후, 다이캐스팅 공정시작 전, 공정시간 1hr후, 공정시간 2hr후의 용탕을 채취하여 분석
• GBF처리조건(GBF처리 6,12분, Purging시간 60분) 시 감압응고법으로 용탕의 미세 Porosity·Crack 분석결과, GBF처리 전의 미세 Porosity는 많으나 GBF처리를 거치면서 감소하였으나, 다이캐스팅공정 시간이 지나면서 미량증가하여 GBF처리 12분, Purging시간 60분이 적정한 탈가스 처리조건으로 도출됨
◎ 불순물 및 개재물 제어
• 알루미늄 용탕처리기술을 확립하고자 알루미늄 용탕 청정도 분석을 위한 K-mold법을 이용하여 GBF처리조건 변화에 따른 GBF처리 전·후, 다이캐스팅 공정시작 전, 공정시간 1hr후, 공정시간 2hr후의 용탕을 채취하여 분석
• GBF처리조건(GBF처리 6분, Purging시간 30분) 시 K-mold법으로 용탕의 청정도 분석결과, GBF처리 후, 다이캐스팅공정 전의 용탕은 개재물이 0개로 A Grade의 거의 청정한 용탕이었으나, GBF처리 전, 공정시간 1hr후, 2hr후의 용탕은 개재물이 1~3개로 B Grade의 거의 청정한 용탕으로 도출
• GBF처리조건(GBF처리 12분, Purging시간 60분) 시 K-mold법으로 용탕의 청정도 분석결과, GBF처리 후, 다이캐스팅공정 전, 공정시간 1hr후, 공정시간 2hr후의 용탕은 개재물이 0개로 A Grade의 청정한 용탕으로 도출
• GBF처리조건에 따른 알루미늄 용탕의 수소량 분석을 실시하여 GBF처리조건 변화에 따른 GBF처리 전·후, 다이캐스팅공정 시작 전, 공정시간 1hr후, 공정시간 2hr후의 용탕을 채취하여 분석
• GBF처리조건(GBF처리 12분, Purging시간 40분) 시 용탕의 수소분석결과, GBF처리 전 3.30ppm, GBF처리 후 2.93ppm, 다이캐스팅 실시 전 2.89ppm, 공정시간 2hr후 3.52ppm으로 GBF처리를 거쳐 약 0.37ppm감소함
• GBF처리조건(GBF처리 12분, Purging시간 60분) 시 용탕의 수소분석결과, GBF처리 전 9.42ppm, GBF처리 후·다이캐스팅공정 실시 전 5.35ppm, 공정시간 2hr후 6.14ppm으로 GBF처리를 거쳐 약 4.07ppm으로 감소, 다이캐스팅공정의 시간이 지남에 따라 약 0.79ppm으로 감소함
2. 알루미늄 다이캐스팅공정기술 최적화 기술지원
- 최적 다이캐스팅공정조건 확립
◎ 최적다이캐스팅공정조건 제어
• 최적 다이캐스팅공정제어 조건을 확립하고자 용탕사출온도, 금형온도,압력을 측정하여 공정조건 확립
• 다이캐스팅공정제어조건 확립 결과, 용탕사출온도 650~670℃, 사출속도 2.4m/s, 금형온도 250±30℃, 압력 128kgf로 도출됨.
◎ 주조결함 측정 및 불량원인 분석
• 주조결함 측정 및 불량원인을 분석하고자 주조결함이 발생한 락업피스톤 제품 40개의 불량 발생위치를 분석한 결과 특정위치 3번, 4번부분에서 48.6%, 28.6%로 특정 부분에서 기공이 대량으로 발생함
• 불량이 발생한 기공 분석 결과, 기공 발생 부위에서 C, O의 원소가 존재하며 표면형상 분석 시 내부에 개재물이나 결함이 있어 불량이 발생한 것으로 도출됨
3. 시제품(LOCK UP PISTON) 제조 및 특성평가 기술지원
- 시제품 제조 및 특성평가
◎ 특성평가 기술지원
• 용해공정 및 다이캐스팅공정 조건을 개선하여 제조한 락업피스톤의 Micro 조직 관찰, 성분분석, 수소분석 진행
• SEM 관찰결과, 미세한 Size의 금속상이 미량 존재하며, EDS 성분분석결과 Fe, Cu, Si, Mg의 원소가 검출되었으며, 이는 미세한 Size의 Al-Fe-Cu-Si 금속화합물이 내부에 분산되어 존재
• 다이캐스팅 시 발생하는 불량은 다이캐스팅 시 금형 내의 가스가 빠지지 못해 발생하는 문제로 파악되어 다이캐스팅 금형 수정 실시. 금형의 over flow부분에 연결된 Vent Line을 수정한 결과 기존 불량률 7~8%대비 38,200개의 생산제품 중 불량품이 1,163개로 불량률이 3.04%로 감소한 것으로 도출됨
• 수정한 다이캐스팅 금형과 관련하여 다이캐스팅 공정 중 사용되는 금형의 온도를 낮추는데 이용되는 이형제를 골고루 분사하도록 각도 조절이 가능한 금형용 분사장치에 관한 특허 출원 진행
• 금형 수정 전·후 락업피스톤 수소분석 결과, 금형 수정 전 락업피스톤의 수소량은 29ppm, 금형 수정 후 락업피스톤의 수소량은 5ppm으로 10ppm이하로 감소되어 제조한 락업피스톤 시제품의 용해공정 및 다이캐스팅 공정이 개선된 것으로 도출
( 출처 : 결과보고서 - 요약 )
목차 Contents
- 표지 ... 11. 기술지원 내용 및 실적 ... 7 가. 기술지원 실적 ... 7 나. 기술지원 내용 ... 72. 기술지원 대표사례 ... 103. 사업비 집행내역 ... 76기업육성보고서 ... 77끝페이지 ... 77
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