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      • KCI등재

        국내 주조산업 현황조사

        조민수,이지숙,이상환,이상목 한국주조공학회 2021 한국주조공학회지 Vol.41 No.2

        Based on the analysis of the current state of the world's foundry industry, we looked at the international competitiveness of Korea's foundry industry for the past 20 years. Korea's total foundry production is 2.52 million tons, and the production per company (so-called productivity) is 2,831 tons, which is the eighth largest in the world and down one position for the case of total foundry production, while productivity remains its position compared to three years ago. Korea is the only one of the top 10 foundry to see a decline in production. Similar to the global situation, Korean products consist of 38% of grey csat iron, 31% of ductile cast iron, 15% of aluminum, and 9% of cast steel. In order to obtain statistics on Korea's foundry industry, the survey conducted a service project for approximately nine months from April 2020. Various statistical surveys and sample in-depth surveys by the Korean standard industry class were evaluated for various contents of the domestic casting industry. We also looked at the number of companies, the distribution by region, the number of workers and the percentage of foreigners, and the distribution of each job, as well as the R&D investment status according to the size of the enterprise. Together, sales, exports, sales and various profit ratios were analyzed to measure the earning power of foundry industry. In addition, the classification by grouping the foundry industry according to the process utilized by focusing on each company, and to determine the sales, exports, and yield status for each process was also investigated on the basis. Based on these data, the domestic foundry industry has presented a variety of offers for the following issues for sustainable growth; global ranking, marginal corporate restructuring, training of domestic technical people, differentiated support policies by company size and process. 세계 주조산업의 현황 분석을 바탕으로 최근 20년간의 한국 주조산업의 국제경쟁력을 살펴보았다. 한국 주물 총 생산량은252만톤, 1업체당 생산량인 주물 생산성은 2,831톤으로 모두 세계 8위이고, 3년 전에 비해 총 생산량은 한 순위 내려간 상황이고, 주물생산성은 순위를 유지하고 있다. 한국은 10대 주물강국 중 유일하게 생산량이 감소한 국가로 분석된다. 세계 상황과 비슷하게 한국의 주물제품은 회주철 38%, 구상흑연주철 31%, 알루미늄 15%, 주강 9%로 구성된다. 본 조사에서는 한국의 주조산업 통계를 얻기 위해 2020년 4월부터 약 9개월간의 용역사업을 실시하였다. 한국 표준 산업분류에 의해 각종 통계조사와 표본 심층조사를 통하여 국내 주조산업의 다양한 내용을 평가하였다. 각 기업체의 수와 지역별 분포, 종사자 수와 외국인 비율, 각 직능별 분포도 확인하였고, 기업 규모에 따른 R&D 투자현황도 살펴보았다. 그와 함께 주조산업의 버는 힘을 측정하기 위해매출액, 수출액, 영업 및 순수익률 등을 분석하였다. 또한 각 기업에서 중점적으로 활용하는 공정에 따라 주조산업을 세분하여분류하고, 각 공정별 매출, 수출, 수익률 현황도 파악하여, 활용 공정별 현황도 기초 조사하였다. 이러한 자료를 바탕으로 국내주조산업이 지속성장하기 위한 다음과 같은 분야에 대해 다양한 제언을 제시하였다; 세계 순위, 한계 기업 구조조정, 국내 기술인력 양성, 기업규모별, 공정별 차별화된 지원정책.

      • KCI등재

        수직 연속주조 공정으로 제조된 Al-8Zn-2Mg-2Cu 빌렛의 표면 결함 형성에 미치는 주조 온도와 주조 속도의 영향

        이윤호 ( Yoon-ho Lee ),김용유 ( Yong-You Kim ),이상화 ( Sang-hwa Lee ),김민석 ( Min-seok Kim ),어광준 ( Kwangjun Euh ),이동근 ( Dong-geun Lee ) 한국주조공학회 2021 한국주조공학회지 Vol.41 No.3

        7000계 알루미늄 합금은 다른 Al 합금에 비해 강도가 우수하여 주목을 받고있으며, 7000계 알루미늄 빌렛은 일반적으로 Direct-Chill (DC) 주조 공정을 통해 제조된다. DC 주조 공정으로 제조된 알루미늄 빌렛의 표면 결함은 주로 Exudation과 Meniscus freezing 현상과 관련이 있으며, 이는 합금 성분, 주조 속도 및 주조 온도의 영향을 받는다. 특히, 7000계 알루미늄 합금은 응고 과정에서 응고 온도 범위가 넓어 주조 결함이 발생하기 쉽다. 본 연구에서는 DC 주조 공정에 의해 제조된 Al-8Zn-2Mg-2Cu 합금 빌렛에 대한 표면 결함 변화에 대하여 조사하였다. 빌렛의 표면은 "Wavy" 또는 "Dot" 표면으로 관찰되었다. Wavy 표면은 낮은 주조 속도(200mm/min)와 온도(655℃)에서 Meniscus freezing 현상에 의해 형성되었으며, Concave 영역에서 Meniscus freezing 현상으로 인한 조성작 과냉으로 인해 미세한 수지상 조직이 관찰되었다. 반면에, 주조 온도가 높은 조건(675℃)에서는 Dot 표면이 기공 형성에 의해 형성되었으며, 높은 주조 속도(230mm/min)에서 제조된 Dot 표면을 갖는 빌렛에서는 높은 금속 수두압에 의해 Exudation 층이 형성되었다. Exudation 층의 Dot 영역과 Smooth 영역은 각각 미세한 수지상 형태와 주상정 형태의 조직이 관찰되었으며 이는 Dot 영역에서 가스 기공의 형성에 의한 결과이다. 7000-series aluminum alloys are noted for their superior strength compared with other Al alloys, and their billets are generally fabricated by direct-chill (DC) casting. Surface defects in a DC-cast aluminum billet are mainly related to exudation and the meniscus freezing phenomenon, which are influenced by alloy compositions, casting speed, and casting temperature. 7000-series aluminum alloys have a wide freezing range during solidification, which makes it easy for casting defects to occur. In this study, we investigated surface defect evolution in casting billets of Al-8Zn-2Mg-2Cu alloy fabricated by a DC casting process. The billets showed “wavy” or “dotted” surfaces. The wavy surface was formed by meniscus freezing at a lower casting speed (200 mm/min) and temperature (655 ℃). In the wavy surface, refined dendritic cells were observed in a concave region due to the constitutional supercooling caused by meniscus freezing. Meanwhile, at a higher casting temperature (675 ℃), the dotted surface was formed by pore formation. In the dotted surfaces in the billet formed at a high casting speed (230 mm/min), an exudation layer was formed by the high metallostatic head pressure. The dotted region and the smooth region had a refined dendritic morphology and a columnar morphology at the exudation layer, respectively. This is attributed to the formation of gas pores in the dotted region.

      • KCI등재

        한국 전통 유기 제작에서 결함을 방지하기 위한 기계 학습 기반의 공정 조건 선택 방안

        이승철,한도석,이혁,김낙수 한국주조공학회 2022 한국주조공학회지 Vol.42 No.4

        In the present study, in order to prevent the misrun defects that occur during traditional brass casting, a method for selecting the proper casting process conditions is proposed. A learning model was developed and demonstrated to be able to learn the presence or absence of defects according to the casting process conditions and to predict the occurrence of defects depending on the certain pro- cess given. Appropriate process conditions were determined by applying the proposed method, and the determined conditions were verified through a comparison of different simulation results with additional conditions. With this method, it is possible to determine the casting process conditions that will prevent defects in the desired sand model. This technology is expected to contribute to real- ization of smart traditional brass farming workshops 본 연구에서는 전통 유기 주조 시 발생하는 미충전 결함을 방지하기 위하여, 주조 공정 조건 선택 방안을 제시하고자 한다. 공정 조건에 따라 발생하는 결함 유무를 학습하여 어떠한 공정 조건이 주어질 때, 결함 발생 여부를 예측하는 인공지능 모델을 개 발하고 검증하였다. 이를 응용하여 적합한 공정 조건을 결정하였고, 추가적인 시뮬레이션의 결과를 상호 비교하여 결정된 조건을 검증하였다. 이를 통해 원하는 사형 모델에서 결함을 방지할 수 있는 주조 공정 조건을 결정할 수 있다. 이와 같은 기계학습 및 전통기술 표준화를 통해 향후 전통 유기의 스마트 공방화에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

      • KCI등재

        Development of an Integrated Simulation System and its Application to Casting Design

        ( Young Chul Lee,Jeong Kil Choi,Chun Pyo Hong ) 한국주조공학회 1997 한국주조공학회지 Vol.17 No.6

        주조방안설계를 위한 pre-processor, main-solver 그리고 post-processor로 구성된 통합 응고해석 시스템을 개발하였다. Pre-processor는 퍼스널 컴퓨터에서 사용되는 상용 CAD 프로그램인 AutoCAD를 사용하였다. Main-solver는 주조과정중의 충진거동을 해석한 유동해석 프로그램과 3차원 열전달 응고해석을 통합하여 냉각수 시스템으로 제어되는 금형 반복주조법에서의 응고양상을 해석할 수 있다. Post-processor는 cavity내의 용탕충진거동, 주형내의 온도분포, 응고시간등을 3차원 그래픽으로 처리할 수 있게 설계하였다. 개발된 시스템의 현장적용 가능성을 검증하기 위하여 대형주강 밀하우징, 자동차휠 주조용품, 밸브블럭등의 시제품의 열유동해석에 적용하였다. 본 연구에서 개발된 CastDesigner는 중소기업형 주조현장에서 PC용 CAD/CAE system 구축을 통한 최적주조방안 설계용 열유동해석 프로그램으로 사료된다. N/A

      • KCI등재

        Alloy 625의 특성과 조직에 미치는 원심주조품 두께의 영향

        이유정,김병훈,주윤곤,조창용,이재현 한국주조공학회 2022 한국주조공학회지 Vol.42 No.3

        The effect of thickness on the microstructure and the mechanical properties of centrifugal cast 625 was investigated. Centrifugal cast 625 with various thickness of 10, 17 and 50mm showed partially columnar grained structure 8, 12.3 and 18.5mm respectively from the outer surface. Secondary dendrite arm spacing in the columnar grains slightly increased with increasing casting thickness. Tensile strength of the columnar region was similar regardless of casting thickness. Solidification behavior of the columnar grained region is similar to that of directional solidification, thus solidification rate in the centrifugal cast tube was extrapolated from the secondary dendrite arm spacing data of the directionally solidified material. The equiax grained region formed interior of the thick castings. The tensile strength of the equiaxed region showed the average value of the columnar region which is presumably orig- inated from the grain structure rather than secondary dendrite arm spacing. 초내열합금 625 튜브의 제조에 필요한 원심주조품의 두께에 따라 응고조직과 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다 . 10, 17, 50 mm 두께로 원심주조한 625합금에서 두께의 증가에 따라 주상정 부분의 길이와 2차 수지상 간격이 약간 증가하였으나 상 온 인장특성은 큰 차이를 보이지 않았다 . 주상정 부분의 응고는 일방향응고의 형태로 응고가 진행되기 때문에 일방향응고 조건을 변화시켜 2차 수지상의 간격을 비교하여 각 두께의 주조품에서 응고속도를 계산하였다 . 두꺼운 주조품일수록 내부 다결정 조직의 비율이 증가하였다 . 다결정 부분의 인장특성은 주상정 부분의 평균값과 유사한 값을 보였으며 이는 2차 수지상의 간격보다 결정립 형태의 영향인 것으로 사료된다.

      • KCI등재

        SiCp / Mg-Al 복합재료의 조직에 미치는 용융가공의 영향

        윤여창,최정철,남태운,박익민 ( Yeo Chang Yoon,Jeong Cheol Choi,Tae Woon Nam,Ik Min Park ) 한국주조공학회 1993 한국주조공학회지 Vol.13 No.4

        N/A Mg-9wt.%Al and Mg-9wt.%-1.6wt%Zn/SiCp(particle size 40㎛) metal-matrix-composite specimens were manufactured by rheo-compocasting method, known for its effect of improving the wettability. The ceramic reinforcement particles(SiCp) were dispersed in the semi-solid magnesium alloy matrix slurry being vigorously stirred in a high frequency induction furnace under inert atmosphere. A microstructural study of the dispersed particles in the specimens, prepared under different conditions as regards the time(10min, 20min, 30min) and temperature of the stirring, was made with the aid of optical microscope and SEM. The effect of superheating was also observed. It is revealed that 30 minutes` stirring time of the semi-solid at 40% solid fraction temperature(Mg-9wt.%Al : 590℃, AZ91 : 576℃), as determined by the lever rule, gives a satisfactorily uniform distribution of the particles. The superheating is observed to enhance further the uniformity.

      • KCI등재

        용탕충진과정에 있어서 열 및 유동을 포함한 2차원 응고해석

        김성빈,조인성,김진수,홍준표 ( Sung Bin Kim,In Sung Cho,Jin Su Kim,Chun Pyo Hong ) 한국주조공학회 1993 한국주조공학회지 Vol.13 No.5

        N/A A Numerical technique has been developed for the coupled heat transfer and fluid flow calculation during the casting process. In this method the SMAC technique was coupled with the concept of Volume of Fluid(VOF) to calculate melt free surface and velocity profiles within the melt, and the Energy Marker method coupled with the finite difference method was proposed for the convective and conductive heat transfer analysis in the casting. When comparing numerical calculations with experimental observations, a close correlation was evident. It has been shown that this technique is useful for proper gating and casting design, especially for thin-walled castings.

      • KCI등재

        용탕교반법에 의한 SiC 입자강화 Mg 기 복합재료의 기계적 특성

        임석원,장융랑 (長隆郞),박용진 ( Sug Won Lim,Takao Choh,Young Jin Park ) 한국주조공학회 1993 한국주조공학회지 Vol.13 No.5

        N/A SiC particulate reinforced magnesium matrix composites were fabricated by melt stirring method. The effet of several factors on mechanical properties and the efficiency of melt stirring method from the viewpoint of these properties were investigated. The tensile strength increased and the elongation decreased with decrease of the particle size or the increase of the paticulate volume fraction for pure magnesium matrix and Mg-5%Zn alloy matrix composites. A longer stirring time improved the tensile strength of these composites. The tensile strength of Mg-5%Ca alloy matrix composites which shows no uniform particulate distribution was a little lower than that of matrix alloy. Rapid solidification rate is preferred for the improved tensile strength of these composites. The pure magnesium matrix and Mg-5%Zn alloy matrix composites have tensile strength of about 400㎫. This value agrees with the tensile strength of some magnesium matrix composites fabricated by liquid infiltration method or powder metallurgy method at the same volume fraction of reinforcements of whisker or particle. Therefore, the melt stirring method which has the advantages of simple process is considered to be efficient in fabricating magnesium matrix composites.

      • KCI등재

        Al-SiCp 복합재료에서 SiCp 의 용해거동에 관한 연구

        김석원,이의권,전우용 ( Sug Won Kim,Eui Kweon Lee,Woo Yeoung Jeon ) 한국주조공학회 1993 한국주조공학회지 Vol.13 No.4

        N/A Aluminum base composites reinforced with various amount of SiC particles and Mg contents have been investigated by different fabrication method for twenty-years. In this paper, how the decomposition and dissolution behaviors of SiCp(20㎛) in the melt of Al composites arised was studied. As the results, the decomposition and dissolution of SiCp into the melt of Al composites increased with increase of the temperature above 720℃, and holding time at a given melting temperature. Because SiC is thermodynamically unstable in this Al-SiCp composite at temperature above the liquidus, SiCp dissolves and reacts with Al in matrix to form Al₄C₃according to following chemical equation 4Al+3SiC→Al₄C₃+3Si, Si decomposed and dissolved from SiCp increases Si content of matrix, while liquidus temperature of matrix decrease with increase of SiC content in matrix. The hardness of SiCp decreased with increase of the melting temperature, the hardness of the matrix /particle interface increased with increase of the melting temperature due to increase of the Mg₂Si and Al₄C₃intermetallic compounds, etc.

      • KCI등재

        분사주조 성형체의 기공형성에 대한 기판재료의 영향

        김동규 ( Dong Gyu Kim ) 한국주조공학회 1993 한국주조공학회지 Vol.13 No.5

        N/A The influence of substrate materials on the degree of basal porosity during spray casting process has been investigated. Different conditions of droplet spreading on the substrate were induced by varying the substrate material. Flat sections of cast iron and aluminum have been spray deposited via spray casting process onto an aluminum substrate, a low carbon steel substrate, and an alumina based refractory substrate. Results for cast iron and aluminum sprayed onto the aluminum substrate showed significant improvements in the surface condition and degree of basal porosity with evidence of substrate deformation that round pits ranging from 5㎛ to 20㎛ in diameter are distributed on the surface of aluminum substrate. The lowest level of porosity was developed in alumina based refractory material. Several mechanisms for porosity formation were discussed with droplet impact pressure and droplet spreading. Adopting a spray cutting mechanism for removing the periphery of spray cone, porosity level was remarkably decreased.

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