• 소성∙가공
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• 제8권4호
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• pp.374-383
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• 1999

To determine the flow stress of semi-solid materials, a new combined method has been studied by experimental and analytic technique in the current approach. Using backward extrusion experiment and its numerical analysis, the characterization scheme of semi-solid materials according to the change of initial solid volume fraction has been proposed. Because that solid volume fraction is sensitive to temperature change, it is required to precisely control the temperature setting. Model materials can guarantee the establishment of material characterization technique from the noise due to temperature change. Thus, clay mixed with bonded abrasives was used for experiment and the change of initial solid fraction was copied out through the variation of mixing ratio. Upper bound method was adapted to increase in efficiency of the calculation in numerical analysis and new kinematically admissible velocity field was employed to improve the accuracy of numerical solution. It is thought that the material characterization scheme proposed in this study can be applied to not only semi-solid materials, but also other materials that is difficult to obtain the simple stress state.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권2호
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• pp.19-27
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• 1996

재료의 표면개질은 표면층의 조직변화에 대한 개질법과 표면피복에 의한 개질 법으로 나눌 수 있다. 조직변화에 의한 개질법으로는 침탄, 질화, 이온주입 및 금속 확산 등이 있고, 표면피복에 의한 개질법으로는 도장, 도금, 육성용접, 물리증착(PVD) 및 화학증착(CVD) 등이 있는데, 용사법은 표면피복에 의한 개질법에 속한다. 용사기술 은 비교적 최근에 발달된 표면피복 기술로서 그림1과 같이 플라즈마, 가스화염 또는 아크열원을 이용하여 금속 또는 비금속 재료를 용융 혹은 반용융 상태로 모재에 고속 도로 분사하여 충돌 적층시켜 피복하는 공정으로 다른 표면개질기술에 비해서 여러 가지 잇점을 가지고 있다. 이것은 거의 모든 재질의 모재(금속, 세라믹, 유기재료 등) 에 대해 피막의 형성이 가능하고, 용사재료의 종류도 다양하다(금속, 합금, 각종 세라 믹, 플라스틱, 각종 복합재료 등). 또한 노재크기의 제한이 없고, 대형의 재료에 대해 서 한정된 부위의 피복이 가능하며, 모재의 열영향이 적고, 피막의 형성속도가 다른 피막법에 비해 빠른 장점을 가지고 있다. 그 예로 알루미나(Al$_{2}$O$_{3}$)를 피복할 경우 화학증착(CVD)법에 의해서는 피막형성 속도가 약 2 * $10^{-4}$mm/min 인데 비해 용사법에 의해서는 약 7.5 * $10^{-1}$mm/min로 매우크다. 이와같은 많은 장점을 갖고있는 용사법을 이용한 표면개질에 대해 본 기술보고에서 서술하고자 한다.

• 기계저널
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• 제19권4호
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• pp.279-290
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• 1979

Arc Welding의 경우 arc열에 의하여 생성된 용융지(Molten Pool)가 응고하는 과정은 금형주물의 응고과정과 비슷하게 생각되나 실은 응고의 제1단계에서 양자간에 큰 차이가 있다. 즉, 금형에 주입된 용융금속이 응고하는 경우는 금형과 이에 접한 주조금속과는 응고후 별도로 분리할 수 있으며, 양자가 서로 융합해서는 안될 것이다. 이에 반하여 융접의 경우에는 금형속에 있는 용 융금속과 금형이라고 볼 수 있는 모재용융부단면과는 완전히 융합되어야 할 것이다. 금형주조 부분의 응고에서는 금형에 접한 주조금속이 열적과냉각(Thermal Supercooling)을 받아 그 내부에 결정핵이 생성되어 이것이 성장하는 과정을 거칠 것이다. 그러나 융접의 경우에는 일반적으로 용융금속과 모재와는 통일계통의 재료이므로 용융금속에 접한 모재부분 자신이 종자결정(Seed Crystal)와 같은 역할을 하여 용융금속내에 새로히 결정핵을 생성함이 없이 이 위에서 직접 결 정성장이 연행되는 것이다. 이것을 Epitaxial Growth라는 하나 이것이 용접부의 응고에서의 큰 특정인 것이다. 주조, 용접 공히 열절과냉각에 의한 응고의 초기단계를 거치면 합금인 경우 그 후의 응고과정은 주로 조성적 과냉각(Constitutional Supercooling)에 따르게 될 것이다. 이 기 회에 Epitaxy에 관해서 간단히 설명하고저 한다.

• 소성∙가공
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• 제6권4호
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• pp.338-345
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• 1997

The behaviour of alloys in the semi-solid state strongly depends on the imposed stress stage and on the morphology of the phase which can vary from dendritic to globular. To optimal net shape forging of semi-solid materials, it is important to investigate for material behaviour for variation of strain rate. Therefore, to investigate the effect of compression speed on deformation of aluminum alloy with globular microstructure, the compression test for semi-solid aluminum alloy with controlled solid fraction is perform by material test system which is attracted with furance. The behavior of semi-solid aluminum alloy were discussed for the various solid fraction and die speed. The material constants in stress-strain were are also proposed.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1997년도 춘계학술대회논문집
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• pp.94-97
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• 1997

금속을 반고상 상태에서 성형하기 위하여 미세조직학적 거동을 밝히기 위해, 본 연 구에서는 높은 비강도, 내마모성을 가진 과공정 Al-Si 합금을 반응고 가공하였을 때의 미세 조직과 상온 가공 후 반고상 온도로 일정시간 유지하였을 때의 미세조직을 관찰하였다. 일 반주조시의 개량 원소 P과 Sr을 첨가하였으며 쐐기형 주조재, 압연재, Si 입자강화 Alrl 복 합재료를 반고상 상태로 가열한 미세조직을 관찰하여 초정 Si입자의 형상 변화를 관찰하였 다. 반응고 교반시 초기에는 P과 Sr의 첨가에 의해 초정 Si입자가 미세화 되었으나 교반이 지속되어 가면서 이러한 경향은 감소하였으며 구상에 가까운 형태로 변화 하였는데, 이는 교반이 지속되면서 첨가 원소의 효과보다 교반 자체의 미세조직 변화 기구에의 의존도가 높 아지기 때문인 것으로 사료된다. 냉각속도를 달리한 쐐기 형상에서의 금형에서 주조된 미세 조직을 관찰한 결과 냉각속도가 느릴 때에만 첨가원소의 영향이 나타났으며, 반고상 온도 유지 후 초정 크기에는 큰 변화가 없었으나 $\alpha$-halo가 형성되고 미세한 Si입자가 생성되었 다. 이는 입자 크기의 성장에 따른 주위의 농도구배로 인해 생성된 것으로 사료된다. 압연시 첨가원소는 핵생성과 재결정을 촉진시켜 초정 Si의 크기를 크게 감소시켰다. 반용융 처리시 초정 Si입자는 약간 성장하였으며, $\alpha$-halo도 생성되었다. 압출한 시료를 반용융 처리한 경 우 Si입자의 형상 변화는 거의 없었으며, Si입자에 형성되어 있던 산화막이 기지와 초정 Si 압자간의 확산장벽으로 작용하여 $\alpha$-halo가 거의 생성되지 않았다. 반응고 교반시 미세조직 변화 기구로는 취성파괴, 합체, 마모를 제안하였으며, 각 공정에서의 초정 Si결정의 크기를 비교하였을 때 45$\mu\textrm{m}$ 이하의 분말을 섞어 압출하였을 때 가장 작은 초정 Si입자 크기를 얻음 을 볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권9호
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• pp.1400-1413
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• 1997

Semi-solid forging(SSF) process of A356 aluminium alloy has been studied to assess the effect of process variables on the component integrity. Semi-solid material(SSM) was fabricated by mechanical and electro-magnetic stirring process. The fabricated SSM by using mechanical stirring process has been carried out on cooling rate of 0.022.deg. C/sec 0.0094.deg. C/sec and stirring speed n=600, 1000 rpm, respectively. The fabricated SSM by using electro-magnetic stirring process is supplied by Pechiney. The holding time and temperature in the semi-solid state before forging also affects the globular microstructure of alloy. Therefore, the influence of these two parameters is discussed in terms of the microstructure of alloy. The SSF process has been conducted with three different die temperatures($T_{die}$=250.deg. C, 300.deg. C, 350.deg. C) and two kinds of gate types(straight gate and orifice gate). This paper is to investigate the influence of gate shapes of die on filling phenomena in SSF process more deeply. The mechanical properties of forged components were also investigated for variation of process conditions such as die temperature, gate shape and SSM.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.281-284
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• 2001

MMC was developed that had distinguished mechanical properties and light weighted. MMC has excellent mechanical properties in many ways in automotive industrial, and get into the spotlight as a light materials substituted for iron and steel. But the know-how about MMC research lack, MMC is expensive and difficult to apply the sound parts. Especially it is difficult to produce the hollow type parts composed with MMC. Therefore, hollow type parts of metal matrix composites by thixoforging process which as co-existing solidus-liquidus phase, it is very important to obtain forming condition. In this study, used materials were A357, A380, A380 $10\%$vol, and $20\%$vol SiCp, and the size of particulates were $14{\mu}m$ and $5.5{\mu}m$

• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.18-27
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• 1997

Al 6061 alloy reinforced with 10 vol.% ${\delta}-Al_2O_3$ short fiber was fabricated by Rheo-compocasting and squwwze cating. Extrusion processings were performed at temperatures from 40$0^{\circ}C$ to 55$0^{\circ}C$ with various extrusion ratio for curved shape dies. In proportion to the increase of extrusion ratios and temperatures, ultimate tensile strength for extruded materials improved. SEM observation of fractured surfsce was capcble oof accounting for fracture mechanism and bounding state of fiber and matrix.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.385-388
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• 2001

In part forming process of metal matrix composites, the die casting and squeeze casting process are limited the size and dimension in term of final parts without machining. The thixoforming process for metal matrix composites has numerous advantages compared to die casting squeeze casting and compocasting. However, for the thixoforming process, the billet with the desired volume fraction must be heated to obtain a uniform temperature distribution over the entire cross-sectional areas. To obtain the reheating conditions of composites, the particulate reinforced metal matrix composites for thixoforming were fabricated by combined stirring process which is simultaneously performed with electro-magnetic stirring and mechanical stirring process.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권7호
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• pp.1740-1750
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• 1993

The aluminar short fiber reinforced composite materials for hot extrusion were fabricated by semi-solid stirring method, and extruded at extrusion temperature $400^{\circ}C$ with various extrusion ratio. The hot extrusion load of volume fraction 15% metal matrix composites and base alloy Al7075 has been compared. The fiber length distribution, fiber breakage and fiber orientation are investiged to know the fiber behaviour in before and after hot extrusion. The tensile strength of the hot extruded billet are experimentally determined for different of extrusion ratios, and compared with theorically calculated strength.