• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.32-40
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• 2002

가압주조법을 이용하여 전자 패키징용 고부피분율 $SiC_p/Al$ 금속복합재료를 제조하였다. $SiC_p$ 예비성형체를 제조하기 위하여 예비성형체 금형을 고안하였으며, $Al_2O_{3f}$섬유 보강재를 $SiC_p$ 입자 보강재의 1/10비율로 첨가하고, 무기 성형제($SiO_2$)를 0.8% 이하로 사용하여 49~70 vol.% 의 예비성형체 제작에 성공하였다. 제조된 고부피분율 예비성형체로 금속용탕을 원활히 침투시키기 위해 온도, 가압력 등의 제조조건을 정하였으며, 이러한 새로이 고안된 금형조건을 FEM 열전도 해석에 도입하여 금속복합재료 제조시 몰드 내부에서 발생하는 온도변화를 분석하였다. 제조된 금속복합재료에 대해서는 충격특성 및 열팽창계수 특성평가를 실시하였다. 본 연구를 통해 제조된 금속복합재료의 충격흡수 에너지는 0.2~0.3J, 열팽창계수는 $8~10ppm/^{\circ}C$, 밀도는 $2.9~3.0g/cm^3$로 나타나 패기징 재료로서 적합한 특징을 가진 복합재료가 성공적으로 개발되었음을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권7호
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• pp.167-173
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• 2001

The simulated die-casting process in which the traditional plaster casting process is combined with Rapid Prototyping technology is being used to produce AI, Mg, and Zn die-casting prototypes. Unlike in the die-casting process, molten metal in the conventional plaster casting process is fed via a gravity pour into a mold and the mold does not cool as quickly as a die-casting mold. The plaster castings have much larger and grosser grain structure as compared with the normal die-castings and the thin walls of the plaster mold cavity may not be completely filled. Because of lower mechanical properties induced by the large grain structure and incomplete filling, the conventional plaster casting process is not suitable for the trial die-casting process to obtain quality prototypes. In this work, an enhanced trial die-casting process has been developed in which molten metal in the plaster mold cavity is vibrated and pressurized simultaneously. Patterns for the casting are made by Rapid Prototyping technologies and then plaster molds, which have a runner system, are made using these patterns. Pressurized vibration to imparted molten metal has made grain structure of castings much finer and improved fluidity of the molten enough to obtain complete filling at thin walls which may not be filled in the conventional plaster casting process..

• 대한기계학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.1422-1430
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• 1995

Al6061 alloy reinforced with 15 volume% of Saffil fibers was fabricated by squeeze infiltration method. Uniform distribution of reinforcements and good bondings between reinforcements and matrix alloy were found in the microstructure of composites. Comparing with A16061 matrix alloy, tensile strength and elastic modulus of $Al_{2}$O$_{3}$/Al composites were increased up to 26% and 31%, respectively. Cyclic deformation and fatigue behavior of $Al_{2}$O$_{3}$/Al metal matrix composites were studied. The specimens were cycled using tension-tension(R=0.1) loading and under load controlled fatigue test. Cyclic stress-displacement curve through fatigue test was obtained. Fatigue strength of $Al_{2}$O$_{3}$/Al composites was about 200 MPa, i.e.0.55 of applied stress level(q). During fatigue test, $Al_{2}$O$_{3}$/Al composites displayed cyclic hardening at all applied stress levels. The most of resultant displacement due to permanent plastic deformation occurred in less than the first 5% of fatigue life. Displacement-to-failure of the fatigue test was smaller than that of the tensile test because of accumulative damage by cumulative plastic deformation.

• 한국재료학회지
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• 제16권11호
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• pp.668-675
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• 2006

In the partial squeeze casting process, the filling behavior of liquid metal and solidification pattern in thick area have significant influence on the quality of casting products and die life. For the optimal casting design of automobile transmission gear housing, various analyses were performed in this study by using computer simulation code, MAGMAsoft and the simulation results were compared and analyzed with experimental results. By air pressure criteria, internal porosities caused by air entrap during the mold filling were predicted and reduced remarkably by modification of gating system. Also, optimal squeeze-time lag to apply partial squeeze pin in thick area was calculated and the castings was free from shrinkage defects with the result of solidification analysis. Consequently, casting design for automobile transmission gear housing was optimized and approved by Computer Tomography.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.16-23
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• 2022

본 연구에서는 디스크와 인장시험 등을 통해 수소취성에 대한 재료 특성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 니켈 당량이 28.5 이상인 합금 조성과, 이와 유사한 상용 합금 조성 2종에 대해 합금을 제조하였고, 각 합금은 진공유도용해로(Vacuum Induction Melting, VIM)에서 개발 합금(이하 #1)과 상용 배관(이하 각각 #2, #3)을 재용해하여 주조재로 제조하였고, 주조 합금은 단조 및 압연하여 판재로 제조하였다. 디스크형태의 시편은 0.1~1000 bar/min의 속도로 수소와 헬륨으로 가압하여 파열압력을 측정하여 수소에 대한 특성을 평가하였고, 전기화학적 방법으로 수소처리한 인장시편과 비교군에 대해 항복강도, 인장강도, 연신률, 단면적 감소율을 확인하였다. 또한 인장시편은 주사전사현미경을 통해 파단면을 확인하였다. 디스크파열시험과 수소처리 한 시편의 인장시험을 통해, 본 연구를 통해 개발된 강종의 경우 상용 강종과 비교하여 유사한 수소취성 특성을 갖고 있음을 확인하였고, 파단면 또한 미세한 두께의 벽개파괴 특성을 보였지만 기계적 강도에 큰 영향을 미치지 않음에 따라 개발된 고질소 스테인리스강은 내수소취성이 우수한 것으로 평가 할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권3호
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• pp.753-764
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• 1996

The metal matrix composites(MMC) are currently receiving a great deal of attention. These composites possess exellent mechanical and physical properties such as modulus, strength, wear resistance and thermal stability, which make them very attractive for use in automotive piston. In this study, $Al/{Al_2}{O_3}$(15%) composites are fabricated by the squeeze casting method. Mechanical properties such as tensile strength and ductility are performed at room and elevated temperature($250^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$), respectively. Through thermomechanical analyser, thermal expansion coefficient of $Al/{Al_2}{O_3}$ composites are conducted for ranging from room temperature to ($400^{\circ}C$.And bending fatigue tests are also performed by the rotary bending machine at room temperature.The tensile strength and elastic modulus have been improved up to 38% and 35% by the addition of the reinforcements, respectively. Thermal expansion coefficients of MMCs which is located normal and parralel to the applied pressure are showed slightly different less than 10%. Fatigue strengh of the composite was improved by about 20% compared with that of unreinforced Al alloy. The results of this study will be used to understand the basic fracture behavior of MMCs and eventually to expand the applocation of MMCs as a machine parts undertaken various loadings.

• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.10-16
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• 2010

가압주조법으로 제조된 알루미나 섬유와 SiC 입자 혼합금속복합재료의 마찰특성을 조사하였다. 핀 형태의 마모 시험편은 전체 부피비 20%에 섬유와 입자의 서로 다른 비를 갖고 있다. 혼합금속복합재료의 윤활마모시험은 핀과 디스크 타입의 마모시험기를 사용하여 수행되었는데, 상온과 고온 $100^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$.에서의 건식마찰특성을 각각 수행하였다. 마모면의 미시분석은 주사전자현미경(SEM)으로 조사하여 마찰특성과 마모거동을 분석하였다. 시험 결과 마모저항은 상온에서는 섬유와 같은 방향인 (PR) 방향에서는 SiC입자의 증가에 따라 향상되었다. 고온에서는 섬유와 수직한 방향(N)의 마모특성은 PR방향의 섬유가 마모면으로 전체적으로 쉽게 뽑히기 때문에 PR방향의 금속보합재료의 마모특성보다 우수하였다. 한편 마찰계수는 온도증가에 따라 감소하였다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.1-12
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• 2003

본 연구는 보강재의 부피분율이 49%, 56%, 63%첨가된 패키징용 SiC/Al복합재료를 가압주조법을 통해 개발하였다. SiC/Al복합재료는 0.8%의 무기성형제와 $Al_2$O$_3$섬유가 SiC입자에 비해 부피비 1:10의 비율로 첨가되었으며 새로이 고안된 몰드에서 제조되었다. 제조된 SiC/Al복합재료에 대해 30-300 구간에서 열팽창 계수를 측정하고, FEM수치해석과 비교하여 온도에 따른 특성을 분석하였다. 실험결과 SiC/Al복한재료의 열팽창계수는 혼합법칙, Turner모델의 중간값을 가졌으며 상온에서는 Turner모델에 가깝다가 온도가 높아질수록 혼합법칙에 가까와졌다. 이러한 특성은 모재의 소성변형 및 잔류응력에 의한 것으로 본 연구에서 제안한 모재와 보강재 사이에 작용하는 평균응력 차이로부터 분석이 된다. 해석결파 모재의 소성변형이 시작되는 온도에서 SiC/Al복합재료의 열팽창계수가 급격히 증가하였으며, 가공 잔류응력은 이러한 소성변형의 시작온도를 고온으로 이동시킴으로써 열팽창계수에 영향을 끼침을 밝혔다. 이러한 일련의 연구를 통해 온도에 따른 열팽창 특성은 복수입자모델에 의한 2차인 해석을 통해 성공적으로 분석됨을 보였다.