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"Al-정밀 부품제조에 있어서 2024 Al cutting chips 의 사용에 관하여"
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1975
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Korean
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436
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KCI등재
자료형태
학술저널
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344-344(1쪽)
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1.서 론
2024-Al 압출봉을 절삭하는 과정에서 얻어진 Al-chips를 P/M 제품제조에 직접 사용함으로써 재용해와 분말제조에 소요되는 경비를 절약할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 실제에 있어서 Al-chips의 P/M제품제조에 대한 사용가능성을 조사하기 위하여 입자의 크기가 불균일하며 형태가 불규칙한 절삭과정에서 얻은 Scrap인 본 Al-chips를 입도분석을 한후 일반적으로 Al 粉으로 이용되는 -200mesh 범위의 미세한 입도의 chips을 성형시켜 그 기계적성질 및 시효경화성을 조사하였다.
2. 실험 방법
우선채분석을 통해 chip의 입도를 분석하였다. 다음 -325mesh의 Al-chips를 각각 4,5,7 ton/㎠의 압력으로 냉간성형압축시킨 후에 소견은 Kantal wire 발열체의 전기로를 사용하여 560℃, N₂ 분위기에서 3시간동안 행하였다. 소결후에도 수냉을 하였고 150℃ 온도에서 시효경화현상을 조사하였다. 또한 같은 chips를 가지고 1, 1.5ton/㎠의 압력으로 250℃의 온도에서 열간성형압축시킨후에 540℃, N₂분위기에서 3시간 소결 후에 수냉하였다. 그리고 150℃에서 시효경화현상을 조사하였다.
3. 실험결과 및 고찰
총 Al-chips에서 -200mesh의 양은 대략 15%에 달했다. 성형후 각 성형체의 압축성, 성형강도는 양호하며, green density는 성형압이 증가함에 따라 증가하였다. 특히 열간성형압축의 경우에는 작은 성형압으로도 높은 green density를 얻을 수 있다. 다음의 표는 성형체의 green density와 소결후 시효했을때 최대경도값을 보인다.
시효곡선은 일반적으로 주로 Al-합금에서 볼 수 있는 두단계 곡선을 보였으며 100시간 근처에서 모두 최대경도값을 나타냈다. 또한 위의 표에서와 같이 경도는 green density가 증가함에 따라 증가하였다. 본 실험에 540∼560℃의 소결온도는 용체화처리를 겸한 것이며 이로부터 수냉하여 시효함으로써 석출상에 의한 석출경화현상을 얻을 수 있다. 따라서 본 실험의 시효경화는 석출상에 의한 석출경화가 지배적인 요인으로 생각되며 아울러 금속간의 접촉을 방해하여 소결을 저지시키는 입자표면의 산화물층은 성형압축시에 파쇄되어 소결시 금속중에 분산되어 경화를 일으키는 분산경화도 생각할 수 있다.
4. 결론
실제 사용가능성이 큰 -200mesh의 미세한 Al-chips는 총양의 대략 15%이며 성형후의 green density는 성형압과 온도에 의존하며 특히 온도의 영향이 크다. 소결온도는 540℃가 적합하며 150℃의 시효온도에서 곡선의 경향은 두단계 곡선을 보이며 경도값은 주조제품의 것에 근사했다^(2)). 또한 경도는 green density가 증가함에 따라 증가함을 알 수 있었다.
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