고경도 금형소재용 동합금의 경도특성에 미치는 미세조직의 영향

초록

Cu-Al-Fe-Mn을 기본 조성으로하여 Si 첨가와 Al의 함량의 변화를 통해 기계적 특성의 향상을 도모하였다. 본 실험의 합금들은 고주파 용해장치를 이용하여 Cu 6kg 및 1kg 용량의 흑연도기니를 이용하여 6KW power하에서 신속용해하였다. 1180~1250℃에서 사형과 금형에 주입한 후 750℃에 탈사를 하였다. 이 때 주물의 냉각속도를 측정하였다. 제조된 잉고트의 성분분석은 MCI스펙트로미터를 사용하여 건식법으로 분석을하였다. 합금의 조직관찰은 주조된 시편에 대하여 행하였으며, 각 시편의 경도측정는 로크웰 경도기(C scale)사용하였다. 본 연구에서 설계한 실험합금의 경우 Al함량을 증가시킴에 따라 경도가 큰 폭으로 상승하였다. 또한 Si을 첨가하였을 경우에도 γ상 분율의 증가로 인하여 경도가 큰 폭으로 상승하였는데 이러한 효과는 Si을 1.5wt.%이상 첨가되었을 대 두드러지게 나타났다. 한편, 냉각속도가 빠른 경우 Si이 첨가된 실험합금에서는 si함량이 증가될수록 κ상의 참상화 경향이 크게 나타났거, Si을 첨가하지 않은 경우에는 냉각속도가 증가함에 따라 γ상의 분율 및 크기가 증가되는 경향을 나타내었다.