주조응고및실습 사립자의 입도 측정 결과보고서 + 고찰

소개글

주조응고및실습 사립자의 입도 측정 결과보고서 + 고찰에 대한 보고서 자료입니다.

목차

---------------------------------------------------------
Contents
---------------------------------------------------------



1. Procedure



2. Result
규사
금강사
지르콘사


3. Consideration and Conclusion

본문내용

　
　
6.45
지르콘사
호칭번호
(Mesh No.)
체 위 모래량 Wn
입도계수 Sn
Wn×Sn
g
%
16
0
0
7
0
20
0
0
10
0
30
0
0
20
0
40
0
0
30
0
70
4.13
1.376667
50
68.83
140
207.34
69.11333
100
6911.33
200
72.53
24.17667
140
3384.73
270
12.43
4.143333
200
828.67
pan
0.27
0.09
300
27.00
total
296.70
98.9
11220.57
AFS입도지수 =
호칭번호
AFS입도지수
16
20
30
40
70
140
200
270
pan
0
0
0
0
1.38
69.11
24.18
4.14
0.09
113.45
#70
#270
#140
PAN
#200
pan
1.5
0.5
1.5
0.4
1.4
0.4
0.95
270
2.5
0.5
2.6
0.6
0.8
1.4
1.4
200
2
1
2.3
1.1
1
1.7
1.516
140
2.5
2.7
1.5
1.5
1.1
3
2.05
70
2.3
3.5
3.5
2
5.7
2.5
3.25
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
평균입자크기
　
규사
금강사
지르콘사
pan
0.83
0.55
0.95
270
1.17
1.05
1.4
200
1.8
1.5
1.52
140
2.78
2.58
2.05
70
5.83
3.38
3.25
40
7.67
6.45
　
30
9.65
　
　
결과분석 : 규사, 금강사, 지르콘사 모두 예상한대로 낮은 번호의 체 일수록 그 입자가 크다는 것을 알 수 있다. 규사의 입자 크기가 비교적 큰 편이며 다음으로 지르콘사, 가장 작은 것이 금강사로 나타난다.
3. Consideration and Conclusion
이번 실험은 주형 재료에서 주물사의 주체가 되는 원료사, 즉 사립자의 입도를 측정 하는 실험으로써 주로 사용되는 규사(silica sand), 지르콘사(zirconite sand), 금강사(emery)를 이용해 실험을 진행하였다. 비교적 간단한 실험이었으나 미세한 오차도 발생되지 않도록 섬세함을 필요로 했었다. 그렇다면 우리는 왜 사립자의 입도를 측정하는 실험을 하는 것 일까?
주물사라는 것은 주형을 만드는데 사용되는 주형재료를 말하고, 이들의 종류에는 점결제, 수분, 사립자, 첨가제의 4대 구성요소로 나누어진다. 이 중 우리가 실험한 사립자는 주물사의 주체로서 여러 가지 성질에 큰 영향을 주는 구성요소이다. 그렇기 때문에 이 말은 주조 제품을 만드는데 있어서 사립이라는 것이 주물사에 아주 큰 영향을 미치는 요소이기 때문에 사립자의 입도를 고려하게 되면 적당하고 가장 이상적인 주조품을 만들 수 있다는 것이다.
여기서, 사립의 크기는 주조품을 제작하는데 있어서 어떠한 영향을 주게 될까?
여러 자료들을 조사해본 결과 사립이 너무 굵으면 쇳물이 입자간에 침투하여 표면이 거칠게 되고 또 소착이 발생된다. 반면 모래가 너무 고우면 가스가 잘 빠지지 않아 기공발생의 원인이 된다는 사실을 알 수 있었다.
조직사진을 찍어보면서 생긴 궁금증이 또 하나 있었는데 그것은 서로 같은 모양이 아닌 다른 모습을 하고 있는 사립들이 대부분인데 이것들은 또 어떠한 영향을 미칠 것인가? 라는 것이다. 이에 대한 답변은 참고 서적을 통해 알 수 있었는데 사립의 입형을 5분류 하여 구분하여 놓았으며 만약 첨각형에 속하는 경우에는 동일 입도라도 주형의 통기도가 저하되고 사립의 표면적이 커짐으로써 점결제의 첨가량도 많아지는 결점이 있고 주형시의 성형에도 나쁜 영향을 미친다는 것이다. 그리고 주입시 용탕에 가열된다든지 하여 조형시에 미세화가 되기 쉽다.
자료를 찾아보면서 사립자의 입도는 통기성과 성형성, 강도에 가장 연관이 되어 있다고 생각 했다. 그렇다면 왜 연관이 가장 깊을까? 이는 즉, 주물사와 가장 밀접하게 연결된다는 것인데 이상적인 주물사가 되기 위해서는 성형이 양호해야 하고 적당한 강도와 통기성 이외에 붕괴성이나 내열성 등 이 요소들이 골고루 접해져야 된다는 것이다. 이 중 통기성의 경우 용탕 주입시 주형에서 발생하는 가스, 수증기, 주형 내의 공기가 주형의 사립자 사이를 통하여 배출 되어야 하는데 사립자의 입도를 고려하지 않게 된다면 주형 안의 미배출된 가스가 압축되어 용탕의 유입을 저해하고 용탕 중 기포발생의 원인이 되기도 한다. 사립이 적을수록 수분과 점결물이 많을수록 통기성을 해친다. 또한 성형성은 주물사로서 조형할 때의 원형을 발취 후에도 그 형태를 유지하고 용탕의 압력 충격에도 견딜 수 있는 강도가 있어야 한다.
실험을 하면서 기초적인 오차 원인이 몇 가지 발생되었다. mesh에 걸러져 있는 모래의 양을 각각 재어봤지만 그 합은 total량이 100%가 되질 않고 미세하게 부족했다. 이는 주물사의 g을 측정하기 위하여 얇은 종이를 사용하였으므로 미세하게 주물사가 없어질 수 도 있으며 마찬가지로 mesh에도 약간의 사립자가 제대로 떨어지지 않아서 이러한 경우가 발생되었다고 생각된다.
조사를 해보니 실제 사형주물을 사용하는 공정에서는 주물사를 체에 여러 차례 거친 후 그 주물사를 가지고 주형을 만든다는 것을 알았다. 특히 용융된 금속과 만나는 부분은 가는 주물사를 이용한다고 하는데 높은 번호의 mesh를 이용하게 되면 더욱 표면이 매끄러운 주조품을 얻을 수 있기 때문이 아닐까 생각된다.
지금까지 사립자의 입도에 대해서 조사를 해보고 스스로 질문을 던져봄으로써 사립자라는 것이 주조품 제작에 있어서 엄청난 비중을 차지하는 것을 다시 한번 인식할 수 있었으며 처음에는 단순히 육안으로 모래같이 보였던 사립자들을 체 진동기를 통해 각 mesh를 거치고 나니 손에 묻어 안 떨어질 정도의 고운 입자를 보고 이로 만든 주조품은 어떨지 생각해 볼 수 있었던 실험이었다.
◆ 참고 문헌
주조공학, 최성갑·박영훈 공저, 선학출판사 [chapter 2, 31~45 page]
주조공학, 강낙원 [chapter 3, 45~54 page]

키워드

사립자의 입도 측정,   사립자 입도,   사립자,   금강사,   규사,   지르콘사,   입도 지수,   AFS