A328 alloy is an attractive candidate for recycle-friendly aluminum alloy in the recycling of automotive components. In this study, A328 alloy melt was degassed by ultrasonic vibration and the effect of treatment time on the density, fluidity and mechanical properties was investigated. Experimental results reveal that a constant value of density can be reached after less than 180 seconds of ultrasonic treatment time, but the density decreased when the treatment time was 300 seconds. Ti which was dissolved from the horn during ultrasonic treatment reduced the fluidity of melt. After degassing by ultrasonic vibration for 180 seconds, tensile strength increased from 201MPa to 250MPa, and elongation increased from 2.38% to 3.50%, however, further treatment deteriorated the mechanical properties.
Kim, Yong-Ho;Yoo, Hyo-Sang;Na, Sang-Su;Son, Hyeon-Taek
Journal of Powder Materials
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v.27
no.2
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pp.139-145
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2020
The powder manufacturing process using the gas atomizer process is easy for mass production, has a fine powder particle size, and has excellent mechanical properties compared to the existing casting process, so it can be applied to various industries such as automobiles, electronic devices, aviation, and 3D printers. In this study, a modified A4032-xSn (x = 0, 1, 3, 5, and 10 wt.%) alloy with low melting point properties is investigated. After maintaining an argon (Ar) gas atmosphere, the main crucible is tilted; containing molten metal at 1,000℃ by melting the master alloy at a high frequency, and Ar gas is sprayed at 10 bar gas pressure after the molten metal inflow to the tundish crucible, which is maintained at 800℃. The manufactured powder is measured using a particle size analyzer, and FESEM is used to observe the shape and surface of the alloy powder. DSC is performed to investigate the change in shape, according to the melting point and temperature change. The microstructure of added tin (Sn) was observed by heat treatment at 575℃ for 10 min. As the content of Sn increased, the volume fraction increased to 1.1, 3.1, 6.4, and 10.9%.
The formation of thick alloyed layer with high Si content have been investigated on the surface of Al alloy (A5083) plate by PTA process with Si powder. Hardening characteristics and wear resistance of alloyed layer was examined in relation to the microstructure of alloyed layer. Thick hardened layer in mm-order thickness on the surface of A5083 plate can be formed by PTA process with wide range of process condition by using Si powder as alloying element because of eutectic reaction of Al-Si binary alloy. High temperature and rapid solidification rate of molten pool, which are features of PTA process, enable the formation of high Si content alloyed layer with uniform distribution of fine primary Si paticle. High plasma arc current was beneficial to make the alloyed layer with smooth surface appearance in wide range of powder feeding rate, because enough volume of molten pool was necessary make alloyed layer. Uniform dispersion of fine primary Si particle with about 30${\mu}{\textrm}{m}$ in particle size can be obtained in layer with Si content ranging from 30 to 50 mass %. Hardness of alloyed layer increased with increasing Si content, but increasing rate of hardness differed with macrostructure of alloyed layer. Wear resistance of alloyed layer depended on $V_{si}$(volume fraction of primary Si) and was remarkably improved to two times of base metal at 20-30% $V_{si}$ without cracking, but no more improvement was obtained at larger $V_{si}$.
Research is being actively conducted on the continuous thin plate casting method, which is used to manufacture magnesium alloy plate for plastic processing. This study applied a heat transfer solidification analysis method to the melt drag process. The heat transfer coefficient between the molten magnesium alloy metal and the roll in the thin plate manufacturing process using the melt drag method has not been clearly established until now, and the results were used to determine the temperature change. The estimated heat transfer coefficient for a roll speed of 30 m/min was 1.33 × 105 W/m2·K, which was very large compared to the heat transfer coefficient used in the solidification analysis of general aluminum castings. The heat transfer coefficient between the molten metal and the roll estimated in the range of the roll speed of 5 to 90 m/min was 1.42 × 105 to 8.95 × 104 W/m2·K. The cooling rate was calculated using a method based on the results of deriving the temperature change of the molten metal and the roll, using the estimated heat transfer coefficient. The DAS was estimated from the relationship between the cooling rate and DAS, and compared with the experimental value. When the magnesium alloy is manufactured by the melt drag method, the cooling rate of the thin plate is in the range of about 1.4 × 103 to 1.0 × 104 K/s.
Zinc coatings provide the most effective and economical way of protecting steel against corrosion. There are three types of galvanizing lines typically used in production line in galvanizing industries,Galvanize (GI) coating (Zn-0.1-0.3%Al), Galfan coating (Zn-5%Al), Galvalume(GL) coating (45%Zn-Al). In continuous Galvanizing lines, the immersed bath hardware (e.g. bearings, sink, stabilizer, and corrector rolls, and also support roll arms and snout tip) are subjected to corrosion and wear failure. Understanding the reaction of these materials with the molten Zn alloy is becomes scientific and commercial interest. To investigate the reaction with molten Zn alloys, static immersion test performed for 4, 8, 16, and 24 Hr. Two different baths used for the static immersion, which are molten Zn and molten Zn-55%Al. Microstructures characterization of each of the materials and intermetallic layer formed in the reaction zone was performed using optical microscope, SEM and EDS. The thickness of the reaction layer is examined using image analysis to determine the kinetics of the reaction. The phase dominated by two distinct phase which are eutectic carbide and matrix. The morphology of the intermetallic phase formed by molten Zn is discrete phase showing high dissolution of the material, and the intermetallic phase formed by Zn-55wt%Al is continuous. Aluminum reacts readily with the materials compare to Zinc, forming iron aluminide intermetallic layer ($Fe_2Al_5$) at the interface and leaving zinc behind.
Recently, aluminium usage in the automobile industry has been increased cause of its lightweight. The aluminium has a melting-solidification process in producing line and another melting process was needed in manufacturing process. Two times of melting process for making ingot and casting not only makes the loss of time and money but contaminates the air with Sox, Nox. For this reason, the holding furnace with laminated adiabatic material was developed. This holding furnace can deliver the molten aluminium directly to the industry needing molten aluminium. Recent holding furnace has above $15^{\circ}C/h$ of cooling rate and that causes solidification of molten aluminium. The ANSYS software was used to analysis the heat transfer. The adiabatic materials were laminated with optimized arrangement and holding furnace shape was changed with optimized modelling by ANSYS analysis for reducing the cooling rate of molten aluminium in holding furnace.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.17
no.8
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pp.53-59
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2000
In this study aluminum casting experiments are carried out to reduce the grain size of a cast preform and to spheriodize its dendritic structure by adding Ti+B and Zr and to modify flaked eutectic silicon by adding Sr, And a finite element simulation is performed to determine an optimal configuration of the cast preform to be used in forging of a compressor piston for an automobile air-conditioner. When 0.15% Ti+B Zr and 0.05% Sr are added respectively into the molten aluminum alloy the finest grain in casting of the preform is obtained. It is confirmed that the optimal configuration of the cast preform predicted by FEM simulation is very useful for forging the compressor piston. After forging the cast preform of the compressor piston. the microstructure and the hardness of the cast preform is compared with those of the cast/forged product.
Effect of Si metal powders addition with the plasma transferred arc(PTA) overlaying process on characteristics of the alloyed layer in aluminum alloy(A5083) has been investigated. The overlaying conditions were 175-250A in plasma arc current, 500mm/min in travel speed, the 5-20g/min in powder feeding rate. Main results obtained are summarized as follows. 1)Sufficient size of molten pool on surface of base metal was required for forming an alloyed layer; in a fixed travel, the formation of alloyed layer with clear and beautiful surface depend upon the plasma arc current and powder feeding rate; the greater plasma arc current and the smaller powder feeding rate were, the better bead was formed. Optimum alloyed conditions by which an excellent alloyed bead obtained was 225A in plasma arc current. PTA process made it possible to form an alloyed layer with up to 67wt% Si. 2)Microstructure in the alloyed layer was in accord with prediction from the Al-Si phase diagram 3)The hardness of the alloyed layer increased in proportion to Si content. 4)As volume fraction of primary Si increased, the specific wearness of the alloyed layer was significantly improved. However, no further improvement was found when the volume fraction was greater than about 30%. 5)Utilizing the PTA process, a crack free alloyed layer with maximum hardness of about Hv 310 could be obtained.
The effect of an aluminum scrap addition ratio on the tensile and solidification cracking properties of the AC4A aluminum alloy in the as-cast state and heat-treated state were investigated in this study. Generally, the expected problem of using scrap in aluminum casting is an increase of hydrogen and Fe element inside the aluminum melt. Another issue is an oxide film which has a weak interface with the molten aluminum and acts as potent nucleation sites for internal porosity and crack initiation. Solidification cracking is one of the critical defects that must be resolved to produce high quality castings. A conventional evaluation method for solidification cracking is a relative and qualitative analysis method which does not provide quantitative data on the thermal stress in the solidification process. Therefore, a newly designed solidification cracking test apparatus was used in this study, and the device can provide quantitative data. As a result, after conducting experiments with different scrap addition ratios (0%, 20%, 35%, 50%), the tensile strengths and elongations in the as-cast state were 214, 187.7, 182.1 and 170.4MPa and 4.6%, 3.4%, 3.1% and 2.3%, respectively. In the case of the T6 heat-treated state, the tensile strengths and elongations were 314.9, 294.6, 293.1 and 271.1MPa and 5.4%, 4.6%, 3.8% and 3.1%, respectively. The strength of the solidification cracking was 3.1, 2.4, 2.2and 1.6MPa as the scrap addition ratio increases.
Kim, Cheol-Woo;Yoo, Hyo-Sang;Cho, Kyun-Taek;Jeon, Jae-Yeol;Choi, Se-Weon;Kim, Young-Chan
Korean Journal of Materials Research
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v.31
no.11
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pp.601-607
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2021
Laser cladding a surface treatment process that grants superior characteristics such as toughness, hardness, and corrosion resistance to the surface, and rebuilds cracked molds; as such, it can be a strong tool to prolong service life of mold steel. Furthermore, compared with the other similar coating processes - thermal spray, etc., laser cladding provides superior bonding strength and precision coating on a local area. In this study, surface characteristics are studied after laser cladding of low carbon steel using 18%Cr-2.5%Ni-Fe powder (Rockit404), known for its high hardness and excellent corrosion resistance. A diode laser with wavelength of 900-1070 nm is adopted as laser source under argon atmosphere; electrical power for the laser cladding process is 5, 6, and 10 kW. Fundamental surface characteristics such as crossectional microstructure and hardness profile are observed and measured, and special evaluation, such as a soldering test with molten ALDC12 alloy, is conducted to investigate the corrosion resistance characteristics. As a result of the die-soldering test by immersion of low carbon alloy steel in ALDC12 molten metal, the clad layer's soldering thickness decreases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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