The hydrogen gas pick-up problem that can occur during Lost Foam Casting was investigated by reduced pressure test and practical Lost Foam Casting. The proper test pressure of reduced pressure test was determined by experiments not to use polystyrene and gas contents of the melt were calculated from density measurement results. The results showed that the hydrogen pick-up increased with the increased amount of polystyrene that was replaced by melt. The hydrogen pick-up was larger in the case of no degassed melt than that of degassed melt. So the hydrogen pick-up depended on the initial hydrogen content of the melt and the contact time of the melt with the decomposed gas phase. The mold evacuation decreased the hydrogen pick-up and increased the flow length of melt during Lost Foam Casting. And the error of calculated hydrogen pick-up was calculated by numerical method.
The effects of casting condition and hot melt glue during Lost Foam Casting were investigated on the fluidity of Al alloy melt. The fluidity increased linearly with increasing pouring temperature in thick castings but non-linearly in thin casting due to the difference in main heat flow direction. The metal flow velocity was in range of $0.5{\sim}2.7$ cm/s in no evacuation condition and the minimum value of it was measured after the melt flow through the hot melt barrier. The mold evacuation improved the metal flow velocity by around $0.5{\sim}1$ cm/s. And the reaction zone layer thickness was about 1 cm in no-evacuation conditions but about 0.6 cm in mold evacuation condition of 710 torr due to the easier removal of pyrolsis product of EPS. And hot melt barrier thickness of 0.6 mm increased the reaction zone layer thickness up to about 2.5 cm. The fluidity decreased remarkably with an enlarged thickness of hot melt due to a lot of pyrolysis products.
Gas porosity which is a common defect in aluminum alloy casting, is also thought to be severer in aluminum alloy castings produced by lost foam process due to the pyrolysis of the polystyrene foam pattern during pouring. Fundamental experiments were carried out to evaluate the effect of process variables such as the melt treatment, the cooling rate and pouring temperature on the density and mechanical properties in A356.2 castings with simple bar shape. The density of grain refined specimen was slightly lower than that of degassed one, but was higher than that of no treated one and that of shot ball packed specimen was higher than the other specimens. The tensile strength and elongation were in the ranges of $200{\sim}230MPa$ and $0.5{\sim}1.5%$ respectively. The density and hardness of lost foam cast specimens decreased with increase in pouring temperature.
The lost foam casting method was used to fabricate Al-Si alloy thin sheet specimens; the effects of chemical composition and process variables on the mold filling and mechanical properties were investigated. The mold filling capability was observed to be proportional to the pouring temperature, and both the vibration imposed during the casting and the application of a pattern coating had rather negative effects. The mold filling capability also decreased with the addition of Mg or TiB. When the Mg content increased, the tensile strength of the cast alloy was enhanced, but the elongation decreased. However, after T6 heat treatment, both the strength and the elongation were improved. TiB addition for grain refining or pattern coating did not significantly affect the tensile properties.
The mechanism of the hydrogen gas pore formation was investigated in Lost Foam Casting of Al-alloy by reduced pressure test and real casting. The hydrogen gas pick-up was affected by the formed gas during the decomposition of polystyrene in addition to the liquid product. It depended on pouring temperature and a proper temperature of metal front gave the minimum hydrogen pick-up. At a low pouring temperature, the hydrogen went into the melt mainly from entrapped liquid product of polystyrene but pores were formed from the gas as well as the liquid product at a high pouring temperature. The mold flask evacuation down to 710torr decreased the gas porosity down by around 0.4% vol%. The entrapped decomposition product of polystyrene in the melt was observed through the visualization of filling behavior of Al alloy-melt with the high speed camera.
Silica sand, zircon sand, and steel shots were used as mold packing materials in lost foam casting of the aluminum alloy bar. Vibration acceleration in three directions and temperatures in the casting and mold were measured, and packing and cooling characteristics of these materials were investigated. Packing densities increased with increase in vibration magnitude and time, and were $1.41{\sim}1.49g/cm^2$ for silica sand, $2.54{\sim}2.86g/cm^2$ for zircon sand, and $3.92{\sim}4.52g/cm^2$ for steel shots. Sound castings were obtained only without evacuation of the flask during pouring. Solidification time became faster in order of silica sand, zircon sand and steel shot packing because steel shot has the highest cooling capacity of them. Solidification time of steel shot packing was shortened to about 1/2 of silica sand packing. Cooling capacity of sand mold was generally evaluated by heat diffusivity of the mold, however could be simply evaluated with specific heat per unit volume of the packing material in lost foam casting.
The lost foam casting process was used to fabricate Al-Si-Mg cast specimens, and the effects of the chemical composition and process variables on the tensile properties and the mold filling ability were investigated. Some porosity formation was observed in thick sections of the casting and better tensile properties were obtained for thin sections, presumably because of their lower porosity and the higher cooling rate. Tensile properties were not clearly enhanced by grain refining treatment with Ti; however, the elongation was significantly improved by Sr modification of the Al-Si-Mg alloy. The mold filling distance was generally proportional to the pouring temperature of the melt, and the distance was also increased by the addition of Ti.
Vibration table is required to obtain high packing density in lost form casting process. Packing density, which is important manufacture factor, depends on the vibration pattern induced by vibration table. In general, circular vibration pattern is recognized as the best pattern. The existing vibration table is investigated to identify current vibration pattern and consider a countermeasure. Modal test is utilized to identify the dynamic characteristics of vibration table, and finite element method is used to present the improved design
The effects of mold materials on the microstructure and tensile properties were investigated to develop a mass production technique of aluminum alloy parts with excellent mechanical properties using a lost foam casting method. The microstructures of the plate-shaped cast alloy showed a tendency to be finer in proportion to the thickness of the plate, and a remarkably fine structure was obtained by applying a steel chill or a ball as a mold material compared to general sand. When a steel ball was used, it was observed that the larger the ball, the finer the cast structure and the better the tensile properties. The microstructure and tensile properties of the cast parts with complex shapes were greatly affected by the gating system, but the positive effects of the steel chill and the steel ball as a mold material were clear.
The pore formation characteristic of Mg alloy during Lost Foam Casting(LFC) was investigated with reduced pressure test and real casting, which was compared with the results of previous work for Al alloy. Cast Mg alloys in LFC had much lower porosities in comparison with those of Al alloys. Also, the proper pouring temperature gave the minimum porosity like Al alloy although it was higher than that of Al alloys due to the worse fluidity of Mg alloy. The pore formation mechanism of Mg alloy in LFC was similar to that of AI alloy but the critical temperature showing the different mechanism is higher than that of Al alloy as much as $30{\sim}50^{\circ}C$. The result that Mg alloy in LFC had the lower porosity comparing with Al alloy was due to the extra solubility of hydrogen gas although the solubility of Al alloy was easily exceeded by the external sources like pyrolyzed polystyrene products. The mold evacuation gave the lower porosity due to the removal of polystyrene pyrolysis products, and reduced shrinkage defects. Also, there was a proper evacuation pressure that gave a porosity of almost 0vol%. But much higher vacuum degree than this proper pressure caused the severe entrapment of polymer pyrolysis products that gave the large porosity.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.