니켈 함량과 소결조건이 Al-4Cu-xNi 계 무급유 베어링의 제반 기계적성질에 미치는 영향

Abstract

Ni 함량과 소결조건이 Al-4Cu-xNi 계 무급유베어링의 제반 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 소결은 이슬점이 $-35\,^\circ\!C$ 정도인 질소분위기에서 하였다. 소결초기 부피팽창은 Al - Cu 공정합금이 Al 입자사이나 다결정인 Al 입자 grain boundary로 침투해 들어가기 때문으로 생각되었다. $600\,^\circ\!C$에서 30분간 소결한 시편에서 Ni의 양이 증가함에 따라 내마모성, 인장강도, 연신율 및 압환강도가 증가하였다. 내마모성은 Ni이 경한 intermetallic compound를 형성하기 때문이며 인장강도, 연신율 및 압환강도의 증가는 Ni이 intermetallic compound를 만들면서 발생한 열에의해 Al 입자사이에 있는 $Al_2O_3$가 $CuAl_2O_4$로 변하는 속도가 빨라져 Al 입자사이의 결합이 강해지기 때문이라 생각 되었다. 내마모성은 $600\,^\circ\!C$에서 20분간 소결하면 크게 증가하나, 인장강도 연신율 및 압환강도는 $600\,^\circ\!C$에서 30분간 소결하여야 크게 증가한다. 따라서 Al-4Cu-xNi 분말 성형체는 $600\,^\circ\!C$에서 30분간 소결하면 양호한 기계적 성질을 얻을 수 있었다. 소결 온도가 $600\,^\circ\!C$보다 높으면 소결체의 모양이 변하고, $600\,^\circ\!C$보다 낮으면 소결반응의 진행이 늦다. 결론적으로 Al-4Cu P/M에 Ni을 첨가시키면 제반기계적 성질이 증가하고, 소결조건은 $600\,^\circ\!C$에서 30분 하는것이 적당하다.