분사성형에 의한 고탄성·저열팽창 SiCp/Al-Si 복합재료의 제조 및 열팽창 해석에 관한 연구

초록

본 연구에서는 급속응고기술 중 분사성형법을 이용하여 고탄성·저열팽창 SiCp/A-Si 복합재료를 제조하고자 하였으며, 또한 열팽창 거동에 미칠 수 있는 금속학적인 인자들에 대하여 고찰하였다. Al-Si(A390) 5kg 씩을 흑연도가니에 장입하여 전기로에서 용해한 후 800℃의 래들용탕을 200℃의 금속주형에 주입하여 100㎜×50㎜ 크기의 금형주조시편으 얻었다. 한편 분사주조시, 용탕의 온도는 850℃, 주입온도는 800℃로 하였으며, 20㎏f/㎠의 고압 질소가스를 이용하여 합금용탕을 분무하였다. 또한 복합적층성형체는 액적들이 적층되는 기판의 상부에 SiC입자들을 주입하는 방법으로 제조하였다. 이후 최종성형공정으로서 열간압출/T6열처리를 행한 후 20∼300℃ 범위에서 열팽창계수를 측정하였다. 기지합금인 과공정Al-Si합금(A390)의 열팽창특성은 Si의 크기 및 형상비에 의하여 영향을 받음을 알 수 있었으며, 복합재료의 경우는 SiC입자의 체적분율에 주요한 영향을 받음을 알 수 있었다. 한편 재료의 열팽창거동은 재료내에 분포된 각종 계면의 특성에 의하여 영향을 받음을 알 수 있었다.