Fe-Cr-Co 자석합금의 자기특성에 미치는 희유금속의 효과

송진태 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.3

Fe-30%Cr-25%Co 合金에 稀有金屬을 添加하며 이 合金의 磁氣特性에 미치는 稀有金屬의 添加效果를 조사 연구하였다. 1w/o와 2w/o의 Y 및 Sm 金屬을 含有하는 試料合金은 알곤(Ar) 분위기의 아크爐를 사용하여 溶解시켰으며 용융상태에서 급격히 냉각 주조하였다. 그 後 500℃와 700℃사이의 各溫度에서 여러時間동안 燒鈍시켰다. 實驗結果는 Fe-Cr-Co系 合金에 Y와 Sm 金屬을 添加하면 磁氣特性은 보다 우수하여 지고 最大의 에너지積(BH)_(max)은 500℃와 600℃사이의 時效溫度에서 16∼32時間 時效 處理시킴으로써 얻어졌으며 그 값은 2∼3.5MGOe였다. 또 Y와 Sm 特히 Sm 金屬은 Fe-Cr-Co系 磁石合金의 保磁力을 현저히 크게 하였으며 이것은 이 合金의 變調組織에 이들 金屬이 어떤 영향(例를 들어 組織의 微細化)을 주었거나 또는 基地中에 RCo_5, R₂Co_(17)(R: 稀有金屬)와 같은 强磁性相을 析出하게 하는 까닭이라 믿는다. The magnetic properties of Fe-30%Cr-25%Co alloys as a function of the additional rare earth metals were studied. A mumber of ingots for specimen containing 1 w/o to 2 w/o Y and Sm were prepared by arc melting under a protective atmosphere, resulting in a rapid freezing from the molten state. The samples were then annealed for various time at the temperature between 500℃ and 700℃. It was founded that the magnetic properties of Fe-Cr-Co-R(R: rare earth metals) alloys were superior to Fe-Cr-Co alloys, and the maximum energy product 2-3.5 MGOe were obtained by aging treatment with the aging time 16-32 hours and the aging temperature 500℃-600℃. It is concluded that a small amount of Y and Sm, especially Sm metals, remarkably increases the coercive force of Fe-Cr-Co magnet alloys, which may be attributed to the certain modification of their modulated structure or the precipitation of ferromagnetic phase such as RCo_5 and R₂Co_(17) in the matrix, due to rare earth metals.

금속의 진 (眞) 표면적의 결정방법

문인형 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

금속의 진표면적은 잘 알려진바와 같이 우리가 기하학적으로 측정할 수 있는 면적의 �p배나 될 수 있다. 적당한 조건하에서, 유리로 된 실험용기 내부에서, 조사하려는 금속표면을 산소에 노출시킨다. 다음 금속표면에 흡착된 산소의 양을 전기화학적인 환원방법으로 정량파악하여 표면의 roughness factor (거침도)를 결정한다. 다만 이때 금속의 전 표면이 산소원자에 의하여 단일흡수층을 이룬다고 가정한다. 이 가정은 adsorption isothern으로 검토되어야 한다. 크기 약 5㎠(기하학적인 측정면적임)의 동표면에서 이 방법을 실험했다. 예상한대로, 고온가열한 시료의 경우 거침도는 작아 1.2를 보였고 거친 emery paper로 간 표면은 거침도 약 3을 나타냈다. 산소가 동표면에서 화학흡착하는 경우 그 activation energy가 16.2±0.95㎉/mole을 측정했고, 또 이 경우 fast adsorption의 비율이 표면처리 상태에 따라 20%∼60%까지 변화함을 보였다.

Zn/Mg 비가 높은 Al-Zn-Mg 합금의 시효경화특성

박희선 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.1

1. 目的 알미늄輕合金中 超强力合金인 Al-Zn-Mg系 合金(ESD, 75S等)은 第2次大戰中 世界重要 各國에서 거의 同時에 開發되어 主로 軍用航室機의 製造에 쓰여져 왔다. 그러나 이 合金은 應力腐食感受性이 敏感하기 때문에 充分히 그 自體强度를 發揮하지 못하는 缺點이 있다. 大戰後 今日까지 이 合金에 關한 硏究는 精力的으로 계속되어왔고 諸特性의 機構等도 大部分 明白히 알려졌다. 그러나 ESD나 75S가 實用化되면서부터 30餘年經過한 오늘날까지 그 組成이며 熱處理方法 및 應力腐食感受性等에 關하여 實用上 뚜렷한 改善이 되어 있지 않다. 따라서 그 物理的(機械的)化學的 性質도 開發當初에 比하여 거의 向上되어 있지 않은 것은 極히 奇妙한 現象이라고 느껴진다. 戰前 많은 사람들에 依하여 硏究되었으나 實用化되지 못한 Al-Zn-Mg系 强力合金을 檢討하여 보면 거의 例外없이 Zn와 同時에 Mg量도 높다. 卽 高Zn 高Mg로서 Zn/Mg 比가 낮은 것이 特徵이다. 이것은 狀態圖上으로서는 T區域合金이다. 이들 合金은 强度는 높으나 高溫變形抵抗이 크고 또 應力腐食 感受性이 대단히 敏感하여 實用化되지 못하였다. 따라서 現在의 實用合金은 이를 合金보다 Zn와 함께 Mg의 量도 낮은 것이 常例이다. 한편 Zn量을 높이고 Mg量을 낮게한 所謂 Zn/Mg 比가 높은 Al-Zn-Mg系合金(η相區域)에 對하여서는 現在까지 거의 硏究되어 있지 않다. 따라서 Zn/Mg 比가 높은 高Zn 低Mg의 Al-Zn-Mg合金에 對하여 一聯의 檢討를 加하는 것은 더 優秀한 新合金開發에 對한 實用的 見地뿐만 아니라 金屬學的 面에서도 意義깊다고 生覺한다. Fig.1-1은 200℃에서의 Al-Zn-Mg三元系의 Al귀의 擴大斷面圖이다. 이것으로 볼 때 從來의 三元合金 範圍의 Zn7% 以下, Mg 1.2% 以上은 어느 것이나 α+T相임을 알 수 있다. Fig.1-2는 Fig.1-1과 같은 斷面圖에 이제까지의 硏究에 依한 抗張力 曲線이다. 그림이 있어서 X票는 現在쓰이고 있는 Al-Zn-Mg系 世界 主要國의 漂準規格合金이다. α+η相區域에서의 O票는 本 硏究에서 取扱한 合金으로 이 領域에서의 同强度線은 本實驗結果로 採擇한 것이다. 이들 曲線은 α-T區域의 曲線延長과 잘 連結됨을 알 수 있다. 2. 實驗方法 試料는 Zn 10%에다 Mg을 0.5, 0.75, 1.0% 添加한 高純度合金을 主로 하고 比較하기 爲하여 市販實用合金과 組織이 비슷한 Zn 5%, Mg 1.6% 高純度三元合金 및 7NOl(JIS)合企을 擇하였다. 以下에서는 Zn 10%系合金을 X合金, 比較試料인 Zn 5%, Mg 1.6% 合金을 A合金, 7NOl 合金을 B合金이라고 부르기로 한다. Table 1에 이들 合金의 化學組成을 나타냈다. 時效硬化의 測定은 Vickers 硬度計에 依하였다. 本報에서는 (1) 時效溫度의 影響, (2) 二段時效에 있어서의 豫備時效의 影響, (3) 直接燒入과 復元後의 時效, (4) 時效擧動에 의한 Mg의 影響, (5) 燒入速度의 影響, (6) 活性化 energy等에 對하여 實驗한 結果에 對하여 報告한다. 3. 結果 3.1. 時效溫度의 影響 450℃, 30分의 溶體化 處理後 0℃의 食鹽水에 燒入한 試料에 對하여 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 170°, 190℃의 各溫度에서 時效를 行하였다. Fig. 2-1, 2는 例로서 60℃ (2-1)와 150℃(2-2)의 時效硬化曲線을 나타냈다. 120℃ 以上의 高溫時效의 경우 一般三元合金에서는 二段時效의 影響이 현저히 나타난다. 이 때문에 60℃에서 H_v=120에 到達하기까지 豫備時效를 行하고 150℃의 溫度에서 時效한 結果의 一例를 Fig. 3에 나타냈다. Fig. 2-2와 Fig. 3을 比較하면 A, B 合金에서는 二段時效의 效果가 현저하나 X合金에서는 復元完了後의 硬化는 Fig. 2-1과 거의 같으며 따라서 二段時效의 影響이 없다. 3.2. 二段時效에 있어서의 豫備時效의 影響 Fig. 4-1, 2는 豫備時效溫度의 影響을 實驗한 것으로 H_v=100까지 30°∼120℃의 各溫度에서 豫備時效를 行한 것을 190℃에서 時效硬化 處理하였을 때의 硬化曲線을 X合金과 A合金을 比較하여 나타냈다. 여기서도 X合金과 A合金과의 二段時效硬化의 差異는 현저함을 알 수 있다. 3.3. 直接燒入과 復元後의 時效 3.3.1. 直接燒入 X合金에 二段時效의 影響이 없는 것은 一般三元合金에 比하여 T_c가 높은 것에 基因한다고 生覺된다. 이點을 檢討하기 爲하여 X合金에 對하여 溶體化處理溫度부터 各種溫度의 油浴에 直接 燒入하고 그때의 硬度變化를 測定한 것이 Fig.5이다. 그림에서 보는 바와 같이 150℃, 160℃의 直接時效에 對하여 硬度는 漸漸增加하나 165℃ 以上의 時效일 때는 硬度가 上昇하지 않고 燒入直後의 硬度値와 별로 다름이 없다. 따라서 이 合金의 T_c 는 165℃ 근방이라고 解釋된다. 이것은 이 溫度近方에서 過剩空孔이 全部 消滅하고 따라서 核形成을 하기 爲한 活性化 energy가 높고 全面析出이 抑制되는 結果轉位며 粒界에 少數의 粗大한 粒子가 析出成長하기 때문이라고 生覺된다. 3.3.2. 復元後의 時效 Fig. 6은 X-10合金에 對하여 60℃에서 H_v=100에 達할때까지 aging한後 200℃에 30秒間 復元處理를 하고 다시 60℃로 再時效한 때와 冷水燒入 時效를 比較한 것이다. 또 Al-10% Zn 二元合金에 對하여 같은 處理를 行한 曲線을 參考로 나타냈다. 復元處理는 純 二元系에는 影響이 크며 最高硬度에 達하기까지는 10^6倍나 늦어진다. 이것은 復元處理에 依하여 空孔이 sink에 消滅한 때문에 G. P zone의 形成이 抑制되었기 때문이라고 生覺된다. 이에 對하여 X合金은 最高硬度에 達할 때까지의 時間에 關한限 遲延이 없다. 卽 Al-10%Zn 純二元系에 Mg을 1.0% 添加한 것은 空孔의 sink에의 消滅速度가 相當히 制限을 받음을 알 수 있다. 이것은 Mg原子에 依하여 空孔이 捕獲되었기 때문이라고 解釋된다. 3.4. 時效擧動에 미치는 Mg의 影響 Fig. 7은 Al-10% Zn 純二元系의 30°, 60°, 90°, 120℃의 時效曲線이다. 純二元系에 있어서는 時效速度는 대단히 빠르고 30℃에서는 約 20分에 最高硬度에 達한다. 또 60℃에서는 30秒, 90℃ 및 120℃의 時效에서는 數秒에 벌써 最高硬度에 達하고 以後 過時效에 依하여 軟化가 始作된다. Fig. 8은 Al-10% Zn 純二元系에 Mg을 0.1% 添加한 合金에 對한 30°∼120℃에 對한 時效曲線이다. 卽 Al-10% Zn 純二元系에 0.1%Mg을 添加하므로 因하여 最高溫度가 H_v=85에서 H_v=95로 上昇하고, 어느경우에 있어서도 時效速度가 대단히 抑制되고 10⁴_10^5倍나 늦어진다. 이 그림에 依하여 30° 및 60℃는 이 合金의 T_c 以下의 溫度이고 90℃ 는 T_c 近方, 120℃는 T_c 以上의 溫度임을 알 수 있다. 3.5 燒入速度의 影響 Fig. 9는 450℃의 溶體化溫度에서 0℃의 鹽水에 燒入한 것과 空冷한 것의 60℃의 時效曲線이다. 前述한 燒入-再時效에 依하여서는 豫測된 것처럼 燒入時의 感受性은 大端히 鈍感하며 空冷한 것과 冷水燒入한 것은 時效速度나 硬度値가 거의 같음을 알 수 있다. 이것을 實用材로서 大端히 取扱하기 쉬운 特徵이라고 할 수 있다. 3.6 活性化 Energy 上述한 바와 같이 X系合金 및 A.B合金共히 이들 合金은 30°∼120℃ 範圍의 溫度에서는 二段時效의 影響이 없고 硬度가 單調히 增加한다. 따라서 析出이 單一熱活性化 過程에 依하여 律速된다고 生覺된다. 따라서 다음式이 成立된다. H_v∝αf(t)·exp-Q/kT, Fig.10의 H_v=120으로 하였을 때 이 式에 依하여 Q를 求한 結果를 나타냈다. 卽 이 그림으로부터 活性化 energy Q는 0.56∼0.63 ev임을 알 수 있다. 4. 總括 Zn/Mg가 높은 高Zn 低Mg의 Al-Zn-Mg 合金의 時效硬化의 特徵을 一般의 三元合金과 比較하여 檢討한 結果 1. 時效硬化速度가 빠르고 最高値가 높다. 2. 二段時效의 影響이 없고 高溫時效일 때도 一段時效處理로서 可하고 또 常溫放置를 하여 結果的으로 二段時效로 되어도 마이너스의 效果는 認定되지 않는다. 3. 燒入感受性도 純感하여 空冷으로서 燒入이 可能하고 時效硬化能을 減退시키지 않는 時效硬化特徵을 가지고 있음이 明白하게 되었다. 또 Al-Zn 二元系에 Mg을 添加하면 高最硬度値는 上昇하나 時效析出은 相當히 抑制되고 10⁴∼10^5倍나 늦어진다(0.1% Mg). X系合金 및 A,B合金의 Zone形成의 活性化 energy는 二元系(Al-Zn) 때보다 0.1∼0.2 ev 增加함이 本實驗結果로서 明白히 되었다.

금속의 부동태화에 관하여

이계수 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.2

일반적으로 금속시편의 전위를 귀방향으로 분극하면 양극(anode) 반응이 일어난다. 이때 pH와 전극 전위를 매개변수로 해서 그 산화형태인 M^(z+)_(aq) 혹은 M(OH)_z가 안정하게 존재할 수 있는 조건을 Pourbaix diagram을 써서 열역학적으로 고찰한다. 분극을 어느정도 이상하면 M(OH)_z, M₂O_z와 같은 산화물의 생성이 열역학적으로 가능하게 되며 그 생성속도가 M^(z+)_(aq) 이온의 생성속도 보다 빨라지며 따라서 치밀한 표면피막이 형성되어 M^(z+)_(aq) 이온의 용해가 저해된다. 이때 양극전류가 저하되며 금속은 부동태화하게 된다. 더욱 전위를 상승하면 금속피막의 전기적 성질에 따라 다른 현상이 나타난다. 음극반응을 보면 수소이온의 환원은 비교적 용이하며 산소환원은 전류 밀도가 적을 때도 상당한 분극저항이 따른다. 양극반응과 음극반응을 조합해서 산성용액과 중성용액에서의 각 금속의 거동을 고찰한다. 산화성 산성용액에서의 철의 거동을 고찰하고 끝으로 냉각수의 화학적 처리를 위한 진단방법으로써 분극곡선의 열역학적 해석을 몇가지 경우에 적용시켜 본다.

각 제철법에 관한 자료 - 상공부장관공한 ( 상이금 135 - 617 ) 에 대한 대한금속학회의 답신서 -

학회자료 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 1964 대한금속·재료학회지 Vol.2 No.3

Glossy Ground Coat 에 의한 주철법랑에 관한 연구

강인찬,김창은,이희수 대한금속재료학회(대한금속학회) 1971 대한금속·재료학회지 Vol.9 No.1

주철법랑제조에 Glossy Ground Coat의 여러시유조건에 의하는 영향과 소지금속에 함유되어 있는 탄소형태에 따르는 영향을 검토하기 위하여 밀착성 측정, 내열충격성 측정, 발포현상 및 소지금속에 대한 조직을 관찰하였다. 본 연구로서 Ground Coat는 소지금속과 Cover Coat와의 밀착력 향상 역활보다 발포억제를 보다 더 주역활로 하고 있다는 것을 알게되었으며, 또한 소지금속의 조성, 특히 결합탄소와 유리탄소함량에 따라 법랑화에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. In order to examine the effects attendant upon varing conditions of glossy ground coat as well as upon the type of carbon contained in the base metal in manufacturing the ceramic coating on cast iron. I have measured the adherence of the wet-process cast iron enamels and the resistance of the thermal shocking, observed the blistering phenomena and surveyed the base with a microscope. This study showed that the ground coat played a main role more in forbidding the blistering than increasing the adherence between the base metal and the cover coat and that the adherence was affected strongly by the composition of the base metal, especially by the ratio of combined carbon and free carbon.

순금속의 강도에 미치는 확장전위의 영향

박복선 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.1

結晶의 强度는 slip plane 위에 slip 方向의 臨界剪斷應力(critical resolved shear stress)에 對한 轉位의 易動度(mobility)에 左右된다. 純金屬에 있어서 轉位의 易動度에 미치는 因子는 여러가지가 있으나 本講에서는 特히 擴張轉位(extended dislocation)의 影響에 對하여 檢討하고저 한다. 純金屬의 shear stress의 實測値는 理想結晶에 對한 理論値보다 數千分之一에 不過하다. 이것은 實在結晶이 많은 格子欠陷(lattice defect)을 가지고 있다는 증거이다. 一般的으로 面心立方結晶(F.C.C)에서는 積層缺陷(stacking fault) energy가 낮은 金屬은 完全轉位가 部分轉位(partial dislocation)로 分解되고 所謂 擴張轉位를 形成한다. 이것은 結果的으로 轉位의 易動度에 많은 影響을 준다. 擴張된 轉位는 純金屬의 結晶强度에 對하여 다음과 같은 影響을 준다는 것이 現在까지의 硏究結果 明白하게 되었다. 1. F.C.C. 結晶의 完全轉位(perfect dislocation)는 두개의 ship plane에 속하므로 擴張된 轉位는 cross slip 하기 힘들다. 2. 轉位가 擴張되면 그대로는 他轉位와 交差가 힘들므로 交差함에 있어 他轉位에 對한 底抗이 크다. 이때 edge 轉位가 screw 의 轉位보다 더 큰 energy를 要한다. 3. 空孔(vacancy)에 依한 轉位의 上昇運動은 一段完全轉位로 收縮하여야 함으로 餘分의 energy가 必要하다. 4. Frank 의 不動轉位(glissile dislocation)는 schockley partial 轉位와 反應하여 prismatic dislocation loop로 轉換하여 glissile dislocation이 되어 固着 (locking 또는 pinning)에서 解除된다. 5. 두개의 slip plane 위를 달리는 擴張轉位는 結合하여 Lower-Cottrell glissile dislocation을 形成하고 이 stair-rod dislocation은 運動하는 轉位의 障害物이되어 轉位를 集積(piled up)시키므로서 Frank-Read source에 對한 back stress의 增大를 招來하여 加工硬化의 重要한 役割을 한다. 6. Stacking fault energy 가 낮은 金屬에 있어서는 低加工 일때는 集積轉位가 形成되고 高加工 일때에는 cell 構造가 되지 않고 均一한 轉位分布가 된다. 이러한 組織은 加工後 燒鈍時에 jog의 上昇運動이 어렵고 따라서 軟化가 힘들다. 7. F.C.C 結晶 에서는 stacking fault energy가 적은것은 twin의 界面 energy 가 작으므로 따라서 燒鈍 twin이 形成되기 쉽다. 8. B.C.C 와 H.C.P 結晶에 있어서도 轉位는 擴張되나 그 役割은 F.C.C 結晶에 比하여 顯著하지 못하다. 9. 擴張轉位는 cross slip 하기 힘들므로 easy glide 段階가 길게되고 over shoot를 誘發한다. 10. 擴張된 두개의 shockley 部分轉位의 Burgers vector는 雙方이 同時에 screw 轉位로 될 수 없음으로 edge 成分에 의한 彈性的 相互作用이 생기므로 Cotrell effect를 招來하기 쉽다. 11. 半轉位間의 stacking fault는 質原子와 化學的 相互作用이 發生하고 따라서 溶質原子에 依하여 轉位가 固着된다.

금속 산화물의 환원

학회자료 ( N/A ) 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 1969 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.4

금속산화물의 환원법에는 금속을 녹혀 열역학적으로 환원시키는법, 탄화물을 넣어 환원시키는 법 및 환원성 가스에 의한 직접 환원시키는 법의 세가지로 크게 나눌 수 있다. 이 방법들은 각각 장점과 단점이 있으나 직접 환원법이 제일 많이 쓰이고 있다. 탄화물에 의한 환원법과 환원성 가스에 의한 직접환원법은 실제로 비슷하며 환원성가스에 의한 고체-기체 환원 반응이 환원 공정을 조절하게 된다. 물리적 조건과 반응속도 요건이 어떻게 환원반응에 관여하게 되는가를 고찰한다는 것은 중요한 일이다. 산화철의 직접환원에서는 여러 방법도 많고 복잡한 변화가 많다. The reduction of metals from their oxides is a very important aspect of metals production. The three general processes for reduction are Metallothermic, Carbothermic and Direct Gaseous Reduction. Each type has its advantages and disadvantages. Carbothermic and direct gaseous reduction are similar in that gas-solid reactions with reducing gases control the reduction process. Physical conditions and kinetic parameters associated with reducing gas-solid reduction will be considered. In iron oxide reduction, problems associated with direct reduction processes are many and varied. These will be mentioned in lesser detail to illustrate some of the problems encountered.

고규소-Al 합금의 기계가공성에 미치는 열처리의 효과에 대하여

이상익,김수영,허보녕 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.3

1. 緖論 高珪素-Al 合金은 鑄物用 Al合金材로서 熱膨脹係數가 적고 耐磨耗性도 우수하여 그 用途가 넓고 重要한 合金이다. 그러나 이 合金의 實用化에 있어서의 결함은 初晶珪素의 粗大化가 기계적性質이나 機械加工性에 큰 영향을 준다는 點이다. 그러므로 初晶珪素의 微細化에 對한 硏究는 多角度로 行하여지고 있으나, 熱處理가 機械加工性에 미치는 影響에 對해서는 거의 없다. 本 實驗에서는 熱處理가 機械加工性에 미치는 영향을 鑄造材와 熱處理材로 區分하여, 切削速度, 切削깊이를 변화시켜서 微細化處理, 熱處理와 機械加工性과의 相互關係를 組織, 機械的性質, 표면거칠기, chip 형태 등으로 조사 검토하였다. 2. 實驗 方法 使用된 原料는 純 Al(ALCOA 製 97.7%)와 金屬 Si(98.0%)를 高周波 誘導爐에서 12번 흑연도가니를 使用하여 Al-Si 母合金(Si 30% 目標)를 製造하였다. 그것을 電氣爐에서 4번 흑연도가니를 使用하여 再溶解시킨후, 純 Al을 첨가하여 Al-Si合金(Si 20% 目標)를 製造했다. 初晶微細化는 所定의 微細化劑를 첨가하여 微細化處理를 行한 後, 직경 20 ㎜ø, 길이 200 ㎜의 金型을 200℃정도로 豫熱하여 溶湯을 鑄入하여 試片을 製造한다. 熱處理는 上記 試片을 515℃∼520℃에서 8시간, 176∼178℃에서 16시간 熱處理를 行하였다. 組織검사 및 硬度측정用 試片은 試片底面에서 15 ㎜되는 곳을 절단하여 측정했다. 機械加工性은 試片底面에서 20 ㎜ 되는 곳부터 平 bite를 使用하여 表面으로부터 1 ㎜ 두께로 切削한 後, 직각 bite를 使用하여, 폭 2 ㎜씩, 切削速度 및 切削깊이를 變化시키면서 切削하여 chip를 채취한다. 포면거칠기 측정은 폭 10 ㎜씩을, 切削速度를 變化시키면서 切削한 後 표면거칠기를 측정한다. 3. 實驗結果 및 考察 3. 1. 初晶Si에 미치는 熱處理의 影響 금속현미경 組織相으로는 큰 차이가 없어 Scaning으로 관찰하였다. 熱處理는 初晶 Si과 eutectic組織인 기지조직과의 境界(boundary)부근을 變化시키며 그로 因하여 機械加工性이 향상되었다. 3.2. 기지조직에 미치는 熱處理의 영향 기지조직에 대한 熱處理效果는 금속현미경 관찰로서도 뚜렷이 나타났다. Photo 1.에서 보는 것같이 熱處理하므로서 기지조직 內의 共晶 Si이 재결정하여 침상모양의 共晶 Si이 구상형태로 되었으며, 기지조직을 균질화하여 기계가공성, 특히 표면거칠기를 현저하게 향상시킨다. 3.3. 切削速度에 對하여 切削速道에 對한 표면거칠기는 切削速度에 따라 향상되었고, 熱處理로 더욱 향상시킨다. 微細化效果도 또한 표면거칠기를 향상시키나 微細化劑에 따라서는 감소시키는 것도 있다. 3.4. 切削 깊이에 對하여 高珪素-Al合金의 加工에 있어서 bite의 마모현상은 무시되나, 過多한 切削깊이는 build-up edge의 형성이 두드러져 적당한 절삭깊이의 설정이 요구된디. 熱處理나 微細化處理에 의한 영향은 절삭깊이가 적을때는 뚜렷이 나타나나 切削깊이가 클 때는 별 차이가 없다. 이것은 build-up-edge의 형성으로 切削性을 저하시키기 때문이다. 4. 結論 1) 熱處理는 기지조직內의 共晶 Si를 구상형태로 만든다. 2) 高珪素-Al合金의 切削速度는 클수록 표면거칠기가 향상된다. 3) 高珪素-Al合金의 切削깊이는 적을수록 양호하다.

경질 Chromium 전도시의 초음파조사효과

권혁무,장충근,천광현 대한금속재료학회(대한금속학회) 1973 대한금속·재료학회지 Vol.11 No.3

1. 序論 硬質 chromium 鍍金은 piston ring이나 cylinder-liner등의 內燃機關用 部品이나 工具, gauge類, roller 등 각종 내마모성 기계부품에 다양하게 이용되고 있으며 높은 硬度와 강한 부착력이 필요하고 均一電着性이 요구되고 있다. 그러나 도금중 電極에서의 gas발생과 分極現象은 피할 수 없는 현상이며 이로 인하여 陰極에서 발생하는 수소 gas는 음극면에 부착되어 pin hole을 형성하거나 석출금속층에 gas가 흡장되는 원인이 되고 分極은 濃度勾配를 야기시켜 균일전착성을 低下시킨다. 이를 개선하기 위하여 도금액의 攪拌 또는 기타 通電法 등을 考案實施하고 있으나 보다 새로운 方法을 모색하기 위하여 著者는 超音波를 경질크롬 도금에 도입시켜 연구보고^(1))한바 있으며 이번에는 前報와는 달리 초음파의 주파수의 변화에 대한 析出量과 균일전착성 그리고 전류밀도의 변화에 대한 초음파의 영향등을 검토해 보았다. 2. 實驗 方法 도금시료는 16×80×0.5 ㎜의 壓延鋼板을 陰極으로하여 사용하였고 8% Sb-Pb합금을 陽極으로 사용하였다. CrO₃-250g/l에 H₂SO₄-2.5g/l을 첨가한 도금액을 多量으로 제조한 후 液中에 3價크롬을 생성시키기 위하여 全液을 1當 5A/d㎡ 低電流로 약 2시간동안 通電하여 3價크롬의 양을 2g/l로 조절한후 每鍍金時마다 定量씩 채취하여 1回 사용한후 폐기하였다. 100㏄. beaker 두개를 50±2℃의 두 항온수조 안에 각각 담그어 鍍金槽로 사용했으며 양쪽 beaker에 等量等質의 도금액을 넣고 양극과 음극을 같은 간격으로 setting 한 후 통전양을 같게하기 위하여 두 도금조를 직열로 연결하고 한쪽 도금조의 下部에 π형 ferrite transducer^(2))의 輻射面을 가볍게 접촉시켜 垂直上方向으로 초음파를 조사시켰다. 이때 ferrite transducer의 구동을 위하여 URM 25D sine wave oscillator로부터 인출한 正弦波信號를 30 watt-CK6146B-PP Booster Amp.로 증폭하여 transducer를 구동시켰다. 또한 초음파의 주파수를 가변하기 위하여 TDK π형 Vibrox^(3)) ; 28㎑와 50㎑ 그리고 100㎑ 용 transducer를 같은 조건하에서 대치시키고 소요 공진주파수의 고주파 전력을 공급한후 matching condencer의 용량을 가변선정하여 最良의 상태로 구동시켰다. 28㎑ 50㎑ 용 transducer는 한개씩을 사용했고 그 超音波 輻射面積은 8㎠이였으며 2㎠의 복사면적을 가진 100㎑ 용 transducer는 4개를 결합시켜 동일 복사면적이 되게 하였다. 도금액 중에서의 초음파 특성을 파악하기 위하여 각 공진 주파수의 transducer로 Vibro Pick Up^(4))을 제작하여 도금조의 底面으로부터 液面까지의 상대적 음향분포를 조사검토하였고 같은 조건하에서 초음파가 조사된 시료와 조사되지 않은 시료의 주파수에 따른 석출량, 경도 그리고 균일 전착성과 피복력 등을 비교 검토하였다. 3. 實驗結果 및 考察 Vibro Pick Up에 의해서 전해조 안의 음향 분포를 측정해 본 결과 초음파수가 28㎑와 100㎑인 경우에는 그 작용율이 약 76%로써 24%의 감쇠를 보이고 있으며 50㎑인 경우에는 작용율이 57%로써 43%의 감쇠를 보이고 있다. 이는 전해조의 음향 impeadance와 전해조 底面에서의 초음파의 反射, 散亂^(6))에 의한 손실로 생각되며 본 실험에 사용된 전해조에 대한 초음파의 조사효율은 50㎑ 보다 높거나 낮은 주파수의 초음파가 손실이 적음을 보여주고 있다. 석출량은 초음파가 조사된 경우 각 주파수 공히 평균 3.8% 정도 감소되는 경향이 있는데 이는 음극면상의 석출금속중 樹技狀 성장의 bulk들이 초음파에 의하여 제기분산^(7))된 것으로 생각되며 도금면의 경도가 50∼100Hv 정도 높아졌고 균일 전착성이 상당히 향상되었다. 이와 같은 현상은 ultrasonic cavitation^(7))과 그 직선적 효과에 의하여 전해액이 강렬하게 교반되어 농도구배가 소실◎되고 cavitation으로 생긴 眞空氣泡가 파열될 때 발생하는 국소적 고온고압과 충격력^(9))이 주위의 전해액에 작용하여 결정이 미세화되고 석출금속층이 uniform하기 성장함에 따라 경도의 증가와 균일전착성이 향상된 것으로 생각된다. 4. 結論 1. 전해조 안에서의 초음파의 작용율은 50㎑인 경우가 가장 저조하나 균일한 분포를 보이고 있으며 28㎑와 100㎑인 경우는 손실은 적으나 균일성이 매우 저조하였다. 2. 초음파를 조사한 경우의 석출량은 조사되지 않은 경우보다 약간 감소하는 경향이 있다. 3. 초음파를 조사하는 경우(28㎑, 50㎑, 100㎑; 24Watt)의 경도와 균일전착성은 조사되지 않은 경우보다 상당히 향상되었다.