분말단조법에 의한 Al-10Si-5Fe계 합금의 미세조직 및 기계적 성질

초록

Al-10Si-5Fe계 합금은 고강도, 내마모, 저열팽창 특성을 갖는 경량합금으로 전자 부품뿐만 아니라 자동차 엔진부품의 핵심소재로 주목받고 있다. 특히, 급속응고법을 이용한 Al-10Si-5Fe계 합금은 석출물과 결정립의 미세화로 인하여 기계적 특성의 향상을 도모할 수 있어, 분말야금 기술을 이용한 near net shape화가 주로 이루어지고 있는 실정이다. 그러나 분말단조공정에 있어서 예비성형체를 0.8Tm 이상의 고온에서 소결과 단조를 진행함에 따라 결정립의 성장과 석출상의 조대화가 이루어지기 때문에 기계적 특성의 저하가 초래된다. 따라서 고온공정인 소결과 단조공정을 한번에 이룰 수 있다면 제조비의 절감뿐만 아니라 결정립 성장을 억제할 수 있어 기계적 특성의 향상을 도모할 수 있다. 본 연구에서는 Al-10Si-5Fe 계 합금에 Cu와 Mg를 첨가한 Al-10Si-5Fe-4Cu-2Mg-1Zr(wt%) 합금분말을 예비성형체에서 소결공정 없이 단조에 의하여 소결과 성형을 동시에 얻을 수 있는 분말단조공정을 시도하였다. 그 결과, 본 합금에서 Cu및 Mg의 첨가는 공정반응의 온도를 낮추어 고온에서의 소결공정을 생략할 수 있었으며, 단조온도의 감소로 인해 결정립의 성장과 석출물의 조대화를 억제 할 수 있어 기계적 특성의 향상을 얻을 수 있었다.