아연도금강판 /알루미늄 이종금속의 접합특성에 미치는 고압 다이캐스팅 파라미터의 영향 = Effects of High Pressure Die Casting Parameters on Bonding Properties of Galvanized Steel/Aluminum Bimetals

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 주조 수치해석과 다구치법을 이용하여 고압 다이캐스팅 기반 고/액 컴파운드 캐스팅 공정에서 공정변수와 금형 구조 및 아연 코팅층 두께가 스틸 /알루미늄 이종금속의 접합특성에 미치는 영향을 고찰하였다 . 플런저의 최적 저/고속 사출 전환 위치는 샷 슬리브 내에서의 알루미늄 용탕 냉각 방지와 용탕 /인서트 사이 열전달 향상 간 균형으로 결정되었다 . 용탕은 충전 과정 에서 빠르게 냉각 응고되어 , 두꺼운 아연 코팅 층은 완전히 용해되기에 어려웠다 . 사출 방향으로 배치된 인서트재들은 접합특성이 우수하였으나 , 분기부에서는 난류와 공기 고립 , 냉각 효과로 인해 주조결함과 낮은 접합특성이 나타났다 . 인서트 표면 온도는 용탕 주입온도에 가장 크게 반응하였고, 금형 온도 상승은 위치별 인서트 표면 온도 편차를 줄이는 데 효과적이었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the effects of process parameters, mold geometry, and zinc coating thickness on the interfacial bonding behavior of steel/aluminum bimetals in a high pressure die casting–based solid/liquid compound casting process were investigated, using numer- ical analyses and Taguchi method. The optimal plunger’s switching point from slow shot to fast shot phases was determined by bal- ancing the prevention of aluminum melt cooling in the shot sleeve with enhanced heat transfer between the molten aluminum and the steel insert. The molten aluminum experienced rapid cooling and solidification during mold filling, which limited the complete dissolution of thick zinc coatings. Inserts placed along the melt flow direction exhibited superior bonding characteristics, whereas those located near branching regions showed casting defects and reduced bonding due to turbulence, air entrapment, and more pro- nounced cooling. The insert surface temperature was most sensitive to the melt pouring temperature, and increasing mold tem- perature was effective in reducing temperature variation among insert sites.