일반기술

청정 반용융 성형기술의 응용 (I) -아공정 A319 합금을 이용한 Air Compresssor 부품 개발-

자동차 부품의 품질 향상, 에너지 및 비용 절감 등의 요구에 따라 후가공을 최소화 시킬 수 있는 새로운 고정밀 가공의 필요성이 대두되고 있다. Semi-solid Forming은 전자기 교반 또는 열간 압출공정에 의해 제조된 알루미늄 빌렛을 고체와 액체가 동시에 공존하는 상태 (반용융 상태)로 가열한 후, 복잡한 3차원 형상의 부품을 성형하는 기술로서 부품 및 소재 산업분야에서 미국, 일본, 유럽 등에서 각광을 받고 있는 새로운 고정밀 가공기술이다. Semi-solid Forming은 주조와 단조의 장점 및 우수한 기계적 성질을 겸비하고 있으며, 특히 자동차 분야에서 서스펜션 부품과 내압성 부품의 제조에 이용되고 있다. 다량의 제품을 생산하기 위한 합금의 선택은 현재 A356과 A357로 제한되어 있지만 제품의 품질에 대한 요구는 공정의 인기 및 높은 응용성과 함께 증가하고 있다. 앞서 기술한 합금으로부터 높은 강도와 신장율 (elongation) 외에도 내마모성, 높은 탄성 계수, 전기 분해 특성 또는 값 비싼 열처리를 하지 않고도 높은 강도와 신장율을 얻을 수 있어야 한다. 이러한 필요 사양들은 오직 하나의 합금이나 합금계열에 의해서 충족될 수 없으며, 부품 특성에 일치한 마춤 합금 (tailored alloy)의 개발, 실용화가 시급하다고 사료된다. 따라서, 본 발명에서는 Cu를 함유함에 따라 시효 경화 (aging hardening)를 얻을 수 있는 아공정 (hypoeutectic) A319 합금에 의해 제조된 Air Compressor 제품의 특성 (미세조직 및 기계적 성질)에 대한 정량적인 평가를 통하여 제품의 신뢰성을 향상시키고자 한다. 지금까지의 연구, 개발과 생산화는 범용성이 비교적 높은 Al-Si-Mg계 합금인 A356 및 A357에 의한 것이 대부분이다. 그러나, Semi-solid Forming 부품의 보다 폭 넓은 시장 전개를 위해서는 부품 특성에 일치한 합금 재질의 개발, 실용화가 시급하다고 사료된다. 따라서, 본 발명에서는 청정 반용융 성형기술의 응용의 일환으로 Cu를 함유함에 따라 시효 경화 (aging hardening)를 얻을 수 있는 고강도 A319 (Al-6%Si-3%Cu-0.3%Mg) 합금에 의해 제조된 Air Compressor 제품의 미세조직 및 기계적 성질을 조사하였다.