알루미늄합금 주물의 피로파괴

전문가 제언

○ Al 합금주물의 주조법은 일반 주조법, 다이캐스팅, 세미솔리드슬러리 주조 등 여러 가지방법 중 어느 방법이나 제조한 부품에는 주조 시에 기체가 빨려 들어가서 수축공, 금형 캐비티 내에서 수축응고시의 수축공, 용탕중의 게재물 혼입 등 주조결함이 발생해서 피로 파괴원인을 제공한다. 본고는 Al 합금주물의 피로파괴에 대한 여러 가지 형태를 해설한 내용으로써 주조기술자들에게 주물 결함대책에 활용할 수 있는 중요한 자료이다.

 

○ 주물이 주조조건에 따라, 중자의 유무에 의해서도 다르지만 일반적으로 충전된 용탕이 응고 수축할 때 금형에 구속되는 주물형상의 경우는 6/1,000∼7/1,000, 자유로이 주물이 수축할 수 있는 형상이나 사중자의 경우는 7/1,000∼8/1,000 수축한다. 응고 시에 수축공은 필연적으로 생기므로 금형제조에 피로강도도 고려하여 설계할 필요가 있다.

 

○ 금형주조법에서 주물 표면의 결함은 도형, 금형온도, 중자로부터 발생한 가스 등 복수의 요인이 작용하여 결함이 생기는데, 이들은 용탕의 유동성 부족, 통기부족, 금형 온도저하 등 여러 결함요인이 있는데, 이결함을 넓은 의미로 가스결함이라고도 함으로 피로 파괴 시점이 재료에 반복 부하가 걸릴 때 가스 수축공부터 균열이 시작하여 파괴하게 된다.

 

○ ADC12 합금에서 피로강도에 영향이 있는 기지조직의 강도에 고유한 피로한도의 상한 값은 비커스경도에 비례한다. Yamata 등은 Al합금 다이캐스팅의 주조결함을 고려한 피로한도 예측에 대하여, ADC12다이캐스팅 주물의 비커스경도 HV=97.4, 표면결함에서 50㎛ 이상, 내부결함에서 106㎛ 이상에서 피로강도는 저하고, 50㎛ 정도의 결함을 임계 크기로 하고 이 이하에서는 피로강도에 영향이 없다고 생각할 수 있다.

 

○ 우리나라에서도 (주)NSC, 대원다이캐스팅 등의 회사에서 Al합금 자동차부품을 생산하고 있으므로 기계적 물성 시험기 구비는 연구소, 학교 및 생산 공장에 준비되어 있으므로 정밀한 주조 제품생산을 위한 확실한 시험연구가 필요하다고 생각된다.

저자

Ken Moizumi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

87(6)

잡지명

鑄造工學

과학기술
표준분류

재료

페이지

388~393

분석자

황*길

분석물

• 알루미늄합금 주물의 피로 파괴.pdf [507,179 byte]

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