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스테인리스스틸 TLP접합

오스테나이트계 스테인리스 스틸을 TLP접합하였다. 우리가 지금까지 해온 용접 실험들은 용접봉과 아크, 또는 가스 등을 이용한 용융용접이었다. 하지만 이번 실험의 접합 메커니즘은 바로 고체 상태에서의 확산이다. 먼저 스테인리스 스틸을 알콜로 청결하게 닦아주고 깨끗하게 건조시킨다. 이러한 이유는 부식층이나 이물질이 있으면 확산에 방해가 되어 접합이 매끄럽지 못하게 되기 때문이다. 그리고 STS304는 융점이 1425도로 높기 때문에 확산을 용이하게 하기 위해서 모재료사이에 P가 함유된 융점 강하제를 발라준다. 그리고는 950도씨에서 30분간 진공에 가까운 분위기에서 가열하였다. 전기로 내의 흑연발열체와 무게추의 영향을 최소화하기 위해서 융점이 높은 알루미나로 접합재료들의 위아래를 보호하였다. 첫 번째 30분 가열의 접합이 안정적이지 않아서 두 번에 걸쳐서 접합을 시도 했다. 첫 번째는 두 스테인리스 재료가 확산이 잘 일어나지 않아서 현미경 관찰시 접합부가 붙어있지 않았다. 위의 사진을 보면 검은 부분이 융점 강하제 부분이다. 처음에 스테인리스의 여러 가지 부식방법을 사용하여 왕수(Aqua regia, 질산1:염산3), 불산과 질산을 2:1로 섞은 부식액까지 사용하여 보았지만 STS304에는 부식이 일어나지 않았다. 다만 모재와 모재 사이의 융점강하제 부분만 녹아서 접합부만 더욱 떨어졌다.

공학/기술| 2010.02.23| 1페이지| 1,000원| 조회(296)

용접, STS, 용접공학, TLP접합

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솔더링 평가D별로예요

용접공학 실험 보고서종 합담당교수님 : 교수님학과 : 재료공학과학번 :성명 :이번 실험에서 첫 번째로 잘 한 점이 있다. 솔더링을 할 때 솔더(Ag-Sn)를 매우 소량을 사용하여 구리판위의 각 모서리 부근과 중심에 점 5개를 찍었다. 마치 주사위의 5가 나온 모양으로 말이다. 실험 전에 교수님께서 말씀하신 말씀 때문인데, 이 점에 대해 생각을 해보았다. 솔더를 최대한 적게 사용해야 모재인 Cu-Cu 접합부분이 가까워지고 이로 인해 핫플래이트(약200도 전후) 위에서 열을 가할 때 솔더가 녹고 또한 구리와 솔더의 접합부에서의 확산이 일어난다. 이때 모재의 산화피막은 화학적결합으로 안정하므로 이러한 메카니즘에 방해가 되고 접합이 잘 되지 않는다. 따라서 용접 및 접합 시에는 산화피막이 없어야 한다.SiO2 의 조연마지로 100번부터 2000번까지 연마를 해주고, 미세 알루미나(Al2O3)가루를 이용하여 광택연마를 마친 후 부식을 시켜서 현미경 관찰이 용이하게 만들었다. 위의 사진에서 보면 구리의 가운데를 가로로 지르는 검은색의 부분이 Ag-Sn의 솔더이다. 위의 현미경 관찰 사진을 확대해 보았을 때 솔더와 모재의 접합부에 둥글고 작은 쌀알모양의 조직이 보였으며 이것은 바로 솔더의 초정이라고 볼 수 있는데, 솔더가 녹았다가 응고하고 이때 핵생성은 에너지가 높은 부분인 구리접합부에서 이루어진다. 그리고 초정상은 비교적 순수한 상인데 그렇기 때문에 솔더와는 다른 모양 다른 색의 상이 접합부 근처에서 생성되었다고 생각한다.이상적인 용접 및 접합은 주입재가 적고 금속의 접합부의 확산으로 용접 후에는 조직이 마치 하나의 재료처럼 되는 것이라 생각하고, 또 그렇게 배웠다. 만약 주입재가 많아서 눈에 띄는 층을 만든다면 그 용접한 재료의 강도는 결국 주입재의 강도가 될 것이다. 주입재는 보통 모재보다 융점이 낮고 따라서 약한 재료이므로 용접부가 결함이 될 가능성이 크다. 따라서 용접에 대한 올바른 지식이 있고 그것을 지켜야 올바른 용접을 할 수 있고 필요 강도의 제품을 만들 수 있다는 것을 알았다.

공학/기술| 2010.02.23| 2페이지| 1,000원| 조회(266)

솔더링, 용접공학, soldering

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브래이징 brazing

두 번째 실험은 가스Torch를 이용해서 구리를 가열하고, 구리-구리 접합 부분을 B-CuP 라는 주입재를 이용해서 접합하는 방법이었다. 이 방법에서 주의할 점은 Filler는 융점이 모재보다 낮으므로 직접 가열 시 산화가 일어날 수 있다. 따라서 구리를 가열한 열로 간접 가열시켜서 녹인다. 이 Filler에 있는 P 성분은 산소와 결합하여 산화피막을 제거해 주므로 상당히 유용하다. 이것이 자정작용이며 Self Fluxing 이라고 한다. 사진을 보면 Filler가 구리-구리 사이에 녹아서 완전히 침투 되었으며 계면에 구리모재와 Filler의 확산으로 인한 교차가 보인다. 조직 관찰에서 Filler는 특별한 Etching 없이도 수지상 모양이 쉽게 관찰되었으며 완벽한 Dendrite 모양이었다. 이 수지상 조직 중 둥근 조직이 보이는 이유는 가지의 횡단면 부분이 잘렸기 때문이다. 그리고 수지상조직이 접합 계면에서부터 위로(그림에서 ↑방향) 성장한 모습이 쉽게 관찰되는데, 주입재가 녹았다가 접합계면에서 핵생성이 되어서 성장되었다는 것을 알 수 있다. 게다가 접합부의 톱니모양에서 v 계곡 부분에 주로 수지상이 성장한 것으로 보아 핵생성은 역시 표면 장력과 관련, 에너지가 가장 높은 부분인 v 부분에서 일어나기 쉽다는 것을 증명해준다.

공학/기술| 2010.02.23| 1페이지| 1,000원| 조회(559)

에너지, 용접공학, Brazing, 브래이징

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재료조직실험 보고서 평가B괜찮아요

재료 조직 실험 보고서(2)담당교수님 : 교수님학과 : 재료공학과학번 :성명 :♧ 실험의 목적납, 아연, 화이트메탈, 구리 시편을 경면 연마 후 화학부식을 해서 미세조직을 광학현미경을 이용하여 촬영 후 사진을 관찰한다. 미세조직의 모양, 크기, 성분 등을 분석한다.실험 전 단계1. 실험준비물시편 절단(Sectioning) : 쇠톱, 시편 고정기, 절단기, 시편(납, 아연, 화이트메탈, 구리)마운팅(Mounting) : 수지 및 경화제연마(Grinding) : 연마지(SiO2 100~2000)광택연마(Polishing) : 폴리싱기계(연마기), 알루미나용액부식(Etching) : 약 3%nital 부식 용액, 약 5%불산용액(Hydrofluoric acid)조직 관찰 : 광학현미경을 통한 미세 조직을 관찰하고 촬영한다.2. 실험계획시편 절단(Sectioning) ▶ 마운팅(Mounting) ▶ 조연마+정밀연마(Grinding) ▶ 광택연마(Polishing) ▶ 부식(Etching) ▶ 현미경 조직 관찰 및 사진촬영실험 하기1. 시편 절단실험에 쓰이기 편하도록 적당한 크기로 절단 하며 실험 목적에 맞게 되도록 깔끔하고 조직 관찰이 용이한 부분으로 한다.@납 : 쇠톱과 절단기를 이용하여 절단한다. 약해서 쉽게 절단된다.@화이트메탈 : 무른 금속의 합금이라서 그런지 약해서 쉽게 절단되고, 푸석한 느낌까지 든다.@아연 : 아연 또한 강도가 그리 크지 않고 쉽게 절단된다. 쇠톱으로 적정크기만큼 절단 후 절단기를 이용하셔 쉽게 절단 가능했다.@구리 : 구리 또한 쉽게 변형되고 절단 가능했다. 그리고 시편이 적색을 띄는 것으로 보아 황동은 아닌 적동(일반적인 구리)이라는 것을 알 수 있었다.※주의점 : 쇠톱으로 시편을 절단 시 쇠톱과 시편의 마찰열이 작은 열이지만 절단 중 열 변형을 고려하여 물을 부어주며 절단 하였다.2. 마운팅(Mounting)마운팅은 작은 시편을 손으로 다루기 힘들기 때문에 적당한 크기로 만들어서 다루기 편하게 하는 작업이다. 특히 조연마(Grinding) 및 광택 연마(Polising)을 하려면 꼭 필요하다. 마운팅(Mounting)에는 핫마운팅과 콜드마운팅 두 종류가 있다. 핫마운팅은 마운팅 프레스를 이용하여 열과 압력을 주어 성형하는 방법이고, 콜드마운팅은 핫마운팅을 할 수 없는 열이나 압력에 약한 재료들을 성형하는 방법이다.이번 실험에서는 수지와 경화제를 이용한 콜드마운팅을 실시하였다.시편마다 강도 및 경도가 다르기 때문에 각각 마운팅을 따로 실시한다.3. 거친 연마(Grinding)연마에는 두 종류가 있다. 하나는 연마지(사포)를 이용하여 하는 조연마 및 정밀연마와 미세 알루미나 입자를 이용한 광택 연마(Polishing)가 있다.연마의 절단 시 열에 의해 변형된 조직 및 산화된 조직을 제거해주고, 시편을 현미경 관찰이 용이하도록 평평하게 만들어주는데 그 목적이 있다. 따라서 연마 전에 바닥에 평평한 유리판을 깔고 연마를 시작한다.작은 번호의 연마지를 이용하여 먼저 한쪽 방향으로 갈아준다. 그리고 시편을 90도 돌려서 스크레치가 없어질 때까지 다시 갈아준다. 이러한 방법으로 사포 100번부터 2000번 까지 연마를 해준다.※주의점 : 시편 절단 시 뿐 아니라 연마 중에도 열이 발생하므로 열에 의한 조직 변형을 막기 위해 냉각수로 냉각을 시키면서 연마한다.4. 광택 연마(Polishing)광택 연마는 글라인딩에서 남은 스크레치를 제거해주는 작업이다. 또한 산화 및 열화 된 조직을 최종적으로 제거해주는 작업이기도 하다. 먼저 알루미나 가루를 섞은 용액을 폴리싱기에 떨어뜨리면서 연마를 한다. 기계의 회전 속도는 재료마다 다르게 하되 강한 재료는 회전속도를 높여서 효율을 높이고 약한 재료는 속도를 낮추어서 연마한다. 연마시 시편을 무리하게 강하게 누르거나 시편을 놓쳐서 또 다른 스크레치가 생기지 않게 주의한다. 과도한 알루미나 용액은 오히려 광택을 사라지게 했으며, 그 이유가 알루미나 분말의 덩어리로 인해 오히려 시편이 긁혀서 긁힌 부분이 반사되는 빛의 산란에 의해 광택이 사라지고 시편에 상처가 보이는 것이 아닌가 하는 나의 생각이다.※주의점 : 이번 실험에 사용된 금속은 대부분이 무르고 약한 금속이다. 그러므로 연마시 약한 힘으로 약한 회전력을 이용해서 연마한다. 그리고 보관 시는 산화 방지를 위해 알코올 세척을 꼭 해주고 습기를 반드시 제거한다.5. 부식(Etching)부식은 광택 연마 후 조직의 현미경 관찰을 또렷하게 하기 위해 해주는 작업이다. 부식에 약한 특정부분이 있는 재료나 결정립보다 부식이 잘 되는 결정립계를 부식시키므로 결정립 관찰을 용이하게 한다. 또한 부식으로 인한 석출물 관찰이 용이하고 합금의 상 또한 관찰이 잘 된다.부식 방법에는 화학 부식, 전해 부식, Tint Etching, 용융염 부식, 열 부식 등 여러 방법이 있다. 여기서는 납, 아연, 화이트메탈은 질산을 희석시킨 nital 용액을 이용한 화학 부식 방법을 사용한다.납은 약 5% 질산을 넣은 nital 용액을 만들어서 솜에 적셔서 문지른 다음 육안으로 표면을 보면서 부식이 되는가를 관찰했다. 약 8초정도에서 광택이 약해지는 것을 보고 알코올로 씻어낸 후 드라이어로 건조 시켰다. 높은 온도는 산화를 촉진 시킬 수도 있다는 생각에 찬바람으로 건조했다. 납은 큰 어려움 없이 쉽게 부식되고 관찰되었다.아연 또한 질산 3%를 포함한 nital 부식액으로 약 4초정도 부식 시켜서 부식 되는 것을 관찰하고는 시편을 클리닝하고 건조시켰다.화이트메탈도 질산 3%를 함유한 nital 부식액을 이용하였다. 그러나 화이트메탈은 부식에 매우 민감한 것 같았다. 약 2초를 부식시켰을 때는 부식이 덜 되었으며 다시 약 1초 정도 더 부식했을 때는 시편이 과부식이 되었다. 이렇게 과부식이 2번이 되고 다시 연마하여 부식할 때는 질산을 더 적게 함유하여 약 2% nital 로 2초 정도 부식시켰다.구리는 위의 재료들과는 달리 질산을 이용해서는 부식이 잘 되지 않았다. 그래서 다시 알아본 결과로 구리는 염산을 이용한 부식액을 만들어 사용하였다. 염산을 약 30% 넣고, 염화제2철을 약 1% 정도와 에탄올 약69% 로 희석 시켜서 만든 부식액을 이용하였다.※주의점 : 부식액들은 강한 산들로 만들기 때문에 상당한 주의를 요한다.6. 현미경 조직 관찰 및 사진촬영광학 현미경을 이용하여 조직을 관찰 및 촬영을 한다.이때 배율을 200x, 500x로 각각의 시편의 조직을 촬영하였다.촬영을 위해서는 조직에 스크레치가 없어야 하며 에칭이 된 상태여야 한다. 그래야 결정립간이 구분이 가고 조직관찰이 쉽다.현미경 조직관찰의 결과납(Pb) : 납은 비중이 11.36인 회백색 금속으로, 용융 온도(327.4℃)가 낮고 연성이 좋아 가공하기 쉬우며, 산화 시 표면에 피막이 형성되기 때문에 대기 중에서도 뛰어난 내식성을 가지고 있다. 납을 자를 때의 느낌으로 알 수 있듯이 납 또한 매우 연한 금속이었다. 또한 절단했을 때 절단면에 소성 변형량이 많은 것을 관찰할 수 있었다.납은 다루기도 쉽고 연마에 적절한 정도로 잘 되었으며 공기 중에서 산화도 잘 일어나지 않았다. 그리고 부식 때에도 적당한 속도로 부식이 되는 것이 육안으로 관측되었다.납의 메트릭스 부분은 층상으로 잘 나타났으며 이로 보아 납이 서냉 되었다는 것을 알 수 있다. 그리고 어두운 부분은 비소(Bi)나 칼슘(Ca), 안티몬(Sb) 등과의 합금에 의한 다른 상일 가능성이 높다. 아니면 다른 불순물들과의 결합에 의한 화합물이 석출한 것처럼 보인다.화이트메탈 : 베어링용 합금으로 주성분은 주석(Sn)이며 구리(Cu), 안티몬(Sb), 아연(Zn)등의 합금으로, 저속기관의 베어링에 사용된다. 지금 사진에서 보면 주석(Sn)이 메트릭스이며 나머지 어둡게 보이는 부분은 SbSn과 Cu6Sn5 와 같은 화합물들로 여겨진다. 그리고 200배율 사진은 세로로 검정색 배열된 부분이 관찰되는데 이 부분은 특별히 무엇인지 알 수가 없다. 다만 화이트메탈이 약한 금속이기 때문에 시편을 다루는 도중 생긴 흠집일 가능성도 있고 제조과정에서 생긴 결함일 가능성도 있다.이 시편을 연마할 때 힘든 점이 많았다. 재료가 워낙 약해서 그런지 폴리싱 방향에 따라 금방 흠집이 생기고 또한 부식에서도 부식이 되는 순간이 워낙 짧아서 부식이 덜되거나 과부식이 되거나를 반복하였다. 겨우 부식액의 농도를 낮춰서 시간조절을 용이하게 한 후에 부식을 성공하였다. 허나 지금 촬영을 한 조직 또한 약간 과부식이 된 것 같다.구리(Cu) : 구리는 재료의 색깔로 보아서는 일반적인 적동일 가능성이 크다. 염화제2철과 염산으로 부식했을 때 부식이 잘 되는 것으로 보아 순수한 구리일 것이다. 황동 같은 경우는 부식이 더 안되기 때문이다. 이번에 구리를 부식시킬 때 염산을 약 30%나 되는 강한 부식액으로 부식을 했는데도 1분이 넘게 걸렸다. 구리가 부식되면서 광택을 잃고 약간 뿌옇게 되는 순간 부식을 멈추고 클리닝 후 건조시켰다. 약 1분 30초 정도였다. 구리 자체가 부식에 강하기 때문일 것이다.

공학/기술| 2010.02.23| 10페이지| 1,000원| 조회(597)

시편, 아연, 납, 구리, 화이트메탈, 연마판

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탕구설계

주조재료학 Report탕구설계에 관하여...학과 : 재료공학전공학번 :성명 :1. 탕구계(gating system)??일반적인 응고에서는 외부에서부터 내부로 결정이 성장하여간다. 부분적으로는 고상이며, 또 한편으로는 부분적으로 액상인 지역(mush zone)이 외부에서 내부로 이동해 나가는 현상을 전진성응고(progressive solidification)라고 한다. 탕구계는 응고과정을 통하여 모든 부분이 급탕이 되도록 전진성응고를 조절할 수 있도록 설계되어야 하고 또 이런 응고형태를 방향성응고라 한다.??위에 말한 전진성응고는 냉각 중 피할 수 없는 산물이지만 어느 정도는 조절할 수 있다. 급냉된 주물은 응고의 시작점과 마지막점간의 거리가 짧다. 이러한 경우에 전진성응고가 크다고 한다. 원칙적으로 말하면 급탕이 가능한 부분으로부터 가장 멀리 떨어진 지역으로부터 응고가 진행되어 오는 것이 효과적으로 급탕이 이루어지는 것이라 할 수 있다. 압탕(riser)은 수축에 의해 부족한 용탕을 공급해 주어서 위와 같은 목적을 달성시키는 별도의 용탕저장소인 셈이며 따라서 적절한 위치에 설치해야 한다. 이러한 방향성 응고의 예를 그림 1에 나타냈다. 주조방안은 주물에서 수축되는 곳에까지 용탕을 운반하는 것과, 또한 수축이 일어났을 때 필요한 여분의 금속을 보충할 수 있도록 하는 두 경우를 다 고려해야 한다.??압탕을 설치하여 전진성응고 및 방향성응고를 보여주는 예? 탕구계미국의 주조학회(A.F.S)가 발표한 내용을 근거로 탕구계의 구성을 요약하면 다음과 같다.(1) 주입대야(pouring cup): 용융금속이 제일 먼저 부어지는 곳으로 탕구입구에 있는 확대된 지역.(2) 탕구(sprue): 용융금속이 탕구계의 여러 부분에 흘러가는 수직통로.(3) 탕구저(sprue base): 탕구바닥에 있는 넓은 원통형이나 장방형 부분.(4) 탕도(runner): 금속이 흘러 지나가는 중요수평통로.(5) 주입구, 탕구(gate): 탕도와 주형공간을 연결하는 짧은 입구.(6) 탕도연장(runnkage, macro shrinkage)(6) 내부에 분포하는 기공(porosity)(7) 두 흐름이 만나는 곳에서 용탕의 불완전접합(cold shut)(8) 미리 응고되어 남아 있는 금속입자(cold shut)(9) 주형이 덜 채워짐(misruns)(10) 사형, 코어에 대한 용탕의 침식작용??이런 문제점들을 참작하여 Wallace와 Evans는 탕구계를 설계함에 있어서 다음과 같은 기준을 세웠다.(1) 용탕의 요동없이, 그리고 너무 주입온도를 높이지 말고 신속히 주입할 것.(2) 난류도를 줄여 주형 내에서의 드로스형성을 막거나 줄일 것.(3) 탕구계를 적절히 설계해서 슬래그나 부유물을 막고, 주형의 침식을 줄일 것.(4) 주형으로부터 용탕으로의 가스혼입을 막을 것.(5) 주형과 코어의 침식을 막을 것.(6) 적당한 온도구배로 방항성응고를 이루게 하고, 응고 후의 주물의 휨을 막을 것.(7) 최대의 주물회수율을 얻도록하며 가공비를 줄여줄 것.(8) 주입을 쉽게 하기 위해 래들(ladle)이나 크레인(crane)장치를 이용할 것.? 주입시간??주입시간을 길게 하여 낮은 온도에서 주입하면 주형을 다 채우지 못한 채 응고하든지 cold shut등을 야기시키며, 너무 빠르면 주형의 침식, 거친 주물의 표면, 많은 수축소 및 다른 결함 등이 나타날 수 있다. 주철과 같은 금속은 주입 속도에 그리 민감하지 않으나 강과 같은 금속은 다른 주물용 합금에 비해 응고구간이 높은 온도에 위치하고 있으므로 미리 응고하는 것을 막기 위해 빠르게 주입하여야 한다.??주철, 주강, 황동, 청동의 주입속도(시간)를 수식화해서 표시하면 다음과 같다.(1) 회주철(1,000lb)주입시간(sec)=(3) Shell 주형에 주입한 구상흑연주철(수직주입)주입시간(sec)=K1은 3/8~1inch 두께인 부분에서는 1.8, 1inch 이상에서는 2.0, 3/8inch 이하에서는 1.4이다.(4) 주강주입시간(sec)=k는 주물중량이 (log scale의 경우) 100lb일 때 약1.2이고 100것이다. 단 주입구가 여러개일 경우 첫 번째 주입구를 지난 뒤의 탕도와 주입구단면적은 마찰손실의 보충을 위하여 5%증가시킨다. 두 번째 주입구를 지난 뒤에도 다음의 탕도와 주입구단면적들은 계속 5%씩 증가시킨다. 그러나 탕도확장이 이어지는 마지막 주입구를 지나면 탕도면적은 감소시키지 않는다.(4) 탕구저(sprue base, well) 및 탕도확대부??회주철이나 비철합금주물의 경우와 같이 넓고 얕은 탕도가 사용될 때에는 탕구저가 효과적이며, 주강과 같이 좁고 깊은 탕도가 사용될 때에는 탕도확대부가 효과적이다. 이외에 탕도연장은 수 inch 정도로 충분히 길게 하여 주입구로의 역류를 방지한다.??그러나 실질적인 탕구계의 계산 예제와 설명은 생략하기로 한다. 이외에도 계산도표에 의한 약식계산법, computer software를 이용한 계산법이 있다.? 탕도와 ingate??탕도와 ingate는 다음과 같은 조건을 구비해야 한다.(1) 날카로운 모서리나 급격한 단면적의 변화는 난류나 가스혼입을 일으키게 되므로 피할 것.(2) 여러 ingate 들간의, ingate와 탕도간의, 탕도와 탕구 사이에 적절한 단면적비를 갖게 할 것.(3) ingate들을 적절히 배치시켜 저속의 용탕도 주형내에 충분히 급냉되도록 할 것.??위와 같은 조건을 염두하고 살펴보면, 어떤 gate들은 목적한 기능을 다하지 못할 수 있다. 예를 들어 whirl gate, riser gate, horn gate의 경우에는 주입할 때 주형 내에서의 난류를 막는데에는 그리 효과적이지 못하다. ingate의 단면적배분에 대한 지침을 덧붙이면 다음과 같다.(1) 운동량의 효과를 분산시키기 위해 탕구와 탕도의 연결부위에 큰 공간(enlargements)을 만들어 줄 것.(2) 주물에서부터 탕도를 휘어서 뻗어 나가게 할 것.(3) 탕도에 구배를 줄 것.? 수직탕구계??금형, 셀형 및 사형의 주조에서는 수직 또는 edge 탕구계가 가장 좋다. 탕도에는 주석도금한 강판으로 만든 고리모양의 스크린(screen)이 파이프와 주물을 측정한 방법이다. 측정방법은 파이프에 물을 채워 그 부피를 재거나, 외형의 크기로부터 계산한 압탕의 무게와 실제무게로부터 비교하여 구한다. 일반적으로 압탕을 결정하는 과정은 다음과 같다.(1) 주물의 중량을 구한다.(2) 응고시 보충에 필요한 용량의 부피를 계산한다.(VF는 보충되어야 할 용탕의 부피)(3) DP와 HP, 즉 파이프의 지름과 높이를 계산한다.(4) DR을 구하여야 한다. 이 값은 압탕의 직경을 의미하며 DR=2W+DP이다. 여기서 W는 주물의 유효두께를 의미한다.(5) 압력부를 결정한다. 급탕의 마지막 단계까지 주물 내에 있는 용탕의 압력을 유지시켜 주는 것이 바로 압탕의 압력부 HM이다. 압력부의 직경은 급탕부의 직경 DR과 동일하다. 만일 주물의 최고지점이 분할선보다 위에 있다면 압탕을 부분 또는 모두 상형에 연결함으로써 HM을 줄일 수 있다. 주물의 최고지점이 측면압탕의 ingate 밑에 있다면 HR=HP+HB+1.0 이다.(6) 저면부(bottom section)를 결정한다. 압탕의 저면부는 압탕연결부보다 높이가 낮은 부분을 말한다. 이 부분의 역할은 용탕이 주물까지 흘러가는 경로이다. 이 부분의 직경은 DR이며 높이 HB는 최소한 2W이고 2W+DP 또는 DR보다 커야 할 필요는 없다. 안정적인 HB값은 3W이다.(7) 압탕연결부(riser connection)는 단면이 장방형일 때 너비는 2.5W에서 0.8DR, 높이는 W로 한다. 단면이 원형일 때에는 2W×2W이다. 압탕에서 주물까지의 거리는 0.5W에서 1.5W로 한다.(8) 압탕의 높이를 결정한다. 수축파이프를 갖는 압탕의 높이 HR=HP+HM+HB이다. 최소높이는 HR=HP+1.0+3W(inch)로 주어진다.?? 압탕의 위치??압탕을 설치하지 않고 긴 봉이나 판재를 주조할 때 양끝으로부터 어떤 길이까지는 건전한 조직이 얻어진다. 이것은 다른 곳보다 끝부분에서의 열방출이 커서 이곳에서부터 방향성으고가 진행되기 때문이다. 또한 이러한 긴 봉이나 판재의 중앙지점 적제거가 얼마나 용이한가를 결정해주기 때문에 중요한 문제가 된다. 또한 연결방법에 따라 어느 정도까지는 압탕이 응고를 완료하기 직전에 응고에 의해 생겨나는 수축부의 깊이를 조절할 수 있다. 수축부의 깊이를 잘 조절한다면 주물에까지 수축부의 침투는 일어나지 않을 것이다. 주강인 경우(상부압탕이든 측면압탕이든) 목부분의 직경, 높이, 폭에는 관심을 둘 필요가 없다. 중요한 것은 목부분의 면적이며 이것은 압탕목의 길이에 의해 주어진다.? 단열 및 발열재??압탕의 응고시간을 증대시키는 기술의 발전에 의해 재래의 방법에서는 큰 압탕을 사용했던 것이 보다 작은 압탕으로 꼭 같은 역할을 하게하고 있다. 이러한 결과로 회수율이 증대되며 압탕제거와 같은 후처리비용이 감소되었다. 단열 또는 발열슬리브(sleeve)의 사용으로 압탕의 응고시간을 증가시킨다는 것은 열전달의 이론을 생각하면 당연한 것이다. 단열재는 열 이동속도를 감소시키기 위해 아주 낮은 열 확산도를 갖는 재료를 이용한다. 단열 및 발열슬리브는 대기로 복사되는 열손실을 최소로 하기 위해 압타의 상부에 보온물질을 사용한다. 상부에 덮는 보온재료는 압탕을 파이프형보다는 접시 모양으로 수축시키기 때문에 antipiping compound라고 부른다. 이 antipiping compound로써 사용되는 재료로는 발열재 및 단열재, 분말목탄, 흑연재, 쌀겨, 보리겨, 분말로 된 내화물이 있다. 이들 재료의 사용에 있어서 한 가지 문제점은 반응에 의한 가스의 방출이다. 주물에서 가스에 의한 결함을 방지하기 위해서는 가스배출에 상당한 주의를 기울여야 한다.? 냉금(chill)??냉금을 사용하면 보다 빠른 열 방출속도를 가져오는데 이는 냉금재료가 높은 열 확산도를 갖기 때문이다. 따라서 냉금은 방향성응고를 촉진시키는 급격한 온도구배를 갖게 한다. 냉금은 단부효과를 증가시키고 정상적으로는 단부효과가 일어나지 못하는 압탕사이에 사용될 때 인위적인 단부효과를 일으킬 수 있다. 냉금으로 사용되는 일반적인 재료는 흑연, 구리, 강, 주철 등.

공학/기술| 2010.02.23| 19페이지| 1,000원| 조회(1,196)

설계, 탕구, 탕구설계

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