화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2018년 가을 (11/07 ~ 11/09, 여수 디오션리조트)
권호 24권 2호
발표분야 D. 구조 재료 분과
제목 다이캐스팅 법으로 제조한 스틸-알루미늄 이종복합소재의 접합특성에 관한 연구
초록 최근 소재분야는 강도와 경량화를 동시에 충족하는 소재에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 그 예로 자동차 산업분야는 탑승자의 안전 및 연비 향상을 목적으로 여러 소재가 연구 되고 있다. 차체의 강도 및 강성을 향상시키기 위하여 고강도강을 대폭 적용할 경우 중량의 증가를 초래하며 이는 연비의 손실로 이어진다. 이러한 배경아래, 이종 복합소재의 필요성이 대두되었으며 알루미늄과 스틸을 결합한 이종복합소재를 차체에 적용하려는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 우수한 경제성 및 생산성을 지니는 주조접합 공정을 통하여 이종 복합소재를 제작하고, 접합면을 관찰 및 분석하여 스틸에 가한 표면처리가 접합 특성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.
실험에서의 강판-알루미늄 주조접합은 각각 용융아연도금, 합금화아연도금, 아연용사코팅 세 조건의 표면처리 방안으로 진행하여 접합 특성을 평가하였으며, 추가적으로 용융아연도금에서 도금 두께를 조절하여 그 영향에 대해 관찰하였다. Al-Si 계 주조용 알루미늄 합금을 사용하여 고압 다이캐스팅을 진행하였으며 금형에 아연도금강판을 삽입 후, 용융상태의 알루미늄을 주입하여 이종소재 주조접합 시편을 만들었다. 접합계면의 특성을 살펴보기 위하여 미세조직 관찰 및 EDS-Point, Mapping 분석, XRD Peak 분석을 진행하였으며 각각의 조건에 대하여 계면접합강도를 평가하였다.
강판에 각 계면처리 방안에 따라 이종소재 접합면의 반응물 및 접합특성의 상이함을 관찰할 수 있었으며 용융아연도금의 두께 조절을 통해 같은 계면처리 방안이라도 세부 조건에 의하여 접합특성이 달라짐을 확인하였다. 또한 각각의 계면접합강도 평가 결과 Inter-metallic Compound를 형성하여 Metallurgical Bonding을 유도한 표면처리 방안이 가장 효과적인 방안으로 평가되었다.
저자 김효중1, 김태형1, 원경운1, 신제식1, 현승균2, 임경묵1
소속 1한국생산기술(연), 2인하대
키워드 주조접합; 알루미늄; 스틸; 이종복합소재; 금속간화합물
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