수용성 점결제가 첨가된 세라믹 중자의 수중 붕괴성에 관한 연구

초록

정밀주조에서 로스트왁스법, 쉘주형법, 석고주형법 등이 있다. 이들 주조법으로 하우징이나, 밸브 같은 내부에 복잡한 형상을 가진 부품의 주조시에 필수적으로 삽입되는 것이 세라믹 중자이다. 일반적으로 세라믹 중자에서 가장 중요한 것 중 하나는 주물로부터의 제거로서 현재 사용되고 있는 세라믹 중자는 고온의 산·염기 용액(ex. NaOH)에서 녹여낸다. 하지만 알루미늄 등과 같은 산·염기에 쉽게 부식되는 금속은 기존의 세라믹 중자를 사용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 등과 같은 산·염기등에 쉽게 부식되는 금속에 적용될 수 있는 수용성 세라믹 중자에 관하여 연구하였다. 본 실험에 사용된 기본내화물로는 입도분포가 45㎛이하, 100∼200㎛인 용융실리카 2종류를 사용하였으며, 점결제로는 높은 수용성을 나타내는 인산칼륨을 사용하였다. 혼합조건으로 입도분포가 다른 2종류의 용융실리카에 대해 용융실리카:인산칼륨의 비를 80:20, 75:25, 70:30으로 변화시켰으며, 가압 성형하였다. 그후 안정화, 건조, 소결과정을 거쳐 최종적인 세라믹 중자를 얻었다. 제조된 세라믹 중자의 밀도, 수축율, 굽힙강도, 변형정도, 표면상태를 측정하였으며, 온도조건을 달리하여 세라믹 중자의 수중붕괴성을 측정하였다. 그리고 A356합금을 사용하여 주조실험을 행하였다. 제조된 세라믹 중자의 표면은 양호한 상태를 나타냈으며 밀도는 인산칼륨의 양이 많은 경우에 높게 나타으며. 또한 미세한 분말을 사용시 높게 나타났다. 그리고 수중 붕괴성은 모든 경우에 어느 정도는 나타났지만 25% 이상에서 양호한 붕괴성을 나타내며 물의 온도가 높은 경우에 쉽게 붕괴가 나타나는 것으로 나타났다. 그리고 주조실험결과 용탕과의 반응성은 나타나지 않았다.