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Al-Si계 주조합금중의 Fe계 화합물에 관한 종래의 연구

전문가 제언: ○ 연료절감과 지구온난화 대책의 일환으로 가볍고 강한 소재개발이 활발히 진행되고 있다. 전기자동차나 하이브리드 자동차, 카메라, Tablet PC 등의 핵심소재로 사용되는 Al Die-Casting합금주물은 치수가 정확하고 대량생산에 적합하다. 오래전부터 합금원소를 첨가하여 강도, 내식성, 용접성을 개선하고 있다.

○ Al-Si계의 다이캐스팅합금에서 Fe, Mn, Cu, Cr원소는 주조성이나 기계적 특성에 큰 영향을 주고 있다. 최근 Mitsubishi사의 Gaku Saito는 Al-Si Die-Casting합금중의 Fe계 화합물에 관한 현재까지의 연구를 보고하였다. 리사이클과정에서 축적되는 Fe나 Mn 등의 원소농도가 높아지고 있고 슬러지 발생량도 증가한다고 보고하였다. 용탕의 -알루미나와 -알루미나의 산화물특성은 Fe계 화합물에 첨가되는 적정의 Cr, Mn함량과 용탕온도와의 관계를 종합하여 제시하였다.

○ Al Die-Casting합금으로서 Si 11~14%을 기본으로 한 ADC 12종이 널리 쓰이고 있다. 일반적으로 Al은 578℃에서 1.65%의 Si을 고용하지만 NaF나 NaCl 혼합 염을 첨가하여 조직미세화와 기계적 성질을 개선하고 있다. Si은 유동성을 좋게 하기 때문에 Die-Casting주조에 적용되지만 내구성 보완할 목적으로 Cu, Mn, Mg첨가가 필수적이다.

○ Die-Casting기술은 1838년 미국에서 개발되어 1913년부터 자동차조립 라인에 다이캐스트 부품을 사용하게 되었다. 1917년 일본 최초의 수동식 Casting기업이 설립되었고, 한국보다 60년 앞서 설립되었다. 1984년 당시 일본에서는 연간 50만 톤을 생산하였는데 한국보다 10배 많은 것으로 조사되었다. 국내 시화공단의 에스아이컴 사에서는 버스나 대형트럭용 자동차부품인 Manifold, Engine, 반도체부품용 중력Die-Casting기술로서 제품을 생산 공급하고 있다.

○ 향후 Al-Si Die-Casting용해공정에 첨가되는 Fe, Mn, Cu, Cr의 첨가합금원소의 특징과 목표성분을 정확히 분석하고 적용함으로써 고품질의 경량부품을 생산할 수 있는 국산품질기술력 향상이 기대된다.

저자: Gaku Saito
자료유형: 학술정보