예비성형 및 단조법을 이용한 Al-10Si-5Fe계 합금의 제조 및 특성

초록

P/M 법에 의해 제조된 Al-Si-Fe계 합금은 내마모성이 우수하고 고온에서 우수한 강도와 저열팽창 특성을 가지는 합금으로 자동차용 엔진부품의 핵심소재로 사용되어진다. 분말단조법은 이러한 합금분말의 벌크화를 위한 대표적인 공정으로 near-net shape가 가능하여 절삭가공 등의 후공정을 생략 할 수 있어 경제적, 생산적으로 매우 유리한 공정으로, 예비성형, 소결 후 열간단조의 3단계 공정을 거치게 된다. 그러나 0.8Tm(melting temperature) 이상의 고온에서 행하는 소결공정은 급속응고된 합금분말의 결정립과 석출상의 조대화를 초래하게 된다. 따라서 소결과 단조공정을 한번에 이룰 수 있다면 제조비의 절감뿐만 아니라 조직의 미세화를 얻을 수 있어 기계적 특성의 향상을 도모할 수 있다. 본 연구에서는 gas-atomization으로 제조된 Al-10Si-5Fe계 합금분말에 대하여 예비성형 후 소결공정 없이 열간단조하는 2단계 공정만을 이용하여 벌크합금을 제조하였다. 그 결과, 예비성형, 소결 및 단조공정에 의해 제조된 벌크재에 비하여 연성은 크게 저하되지 않았으며, 조직의 미세화에 의하여 강도가 향상됨을 알 수 있었다.