1. 서론 자동차 등의 피스톤재료로서 현재 가장 많이 사용되는 Al-Si합금은 점차 고속화됨에 따라서 그 組成이 過共晶합금으로 변하고 있다. 이 過共晶합금에 있어서의 가장 문제되는 점은 初晶 Si의 조대화현상이다. 지금까지 이 문제 해결에 대하여 많은 연구^(1-5))가 있으며, 硫黃첨가에 대한 연구도 多少 있으나 아직도 미급한 점이 많다. 本硏究에 있어서는 특히 공업적으로 가장 적합한 주입온도하에서의 각종 변화를 조사 검토하였다. 2. 실험 방법 시료는 순 Al(99.7%)을 고주파유도로에서 12번 흑연 도가니에 용해한후 금속 Si(98.0%)를 첨가해서 31%Al-Si 母合金(31%Si)을 제조한다. 그 母合金을 전기도가니로를 사용하여 녹인후 Al지금을 첨가하여 21% Si-Al합금을 용해하였다. 정확하게 온도를 측정한 후 Al 箔에 소요 硫黃粉을 싸서 흑연봉단에 달아 용탕에 첨가하여 가볍게 교반한다. 20㎜φ, 100㎜ 깊이의 탄소강 pipe주형에 주입하여 시료를 제조하였다. 또한 fading 실험도 동일하게하여 일정시간 경과한 후 시료를 채취하였다. 3. 실험결과 및 고찰 3.1. 硫黃첨가량과 初晶 Si의 미세화 21% Si-Al합금에 硫黃을 0.1%∼0.5%첨가하여 初晶 Si의 미세화를 조사 검토하였다. 0.1%에서 점차 硫黃이 많아짐에 따라서 미세화度가 커져서 0.4%硫黃에서 가장 좋은 결과를 얻었다. 그 이상 硫黃量을 증대하여도 효과증대의 경향은 없다. 0.4% S에서 최대의 효과가 있는 이유는 아직 分明치 않으나 0.4%정도가 미세화의 원인인 Al S 核生成의 최적양인 것으로 생각되며, 또한 S의 Al-Si합금에서의 용해도와도 관계가 있는 것으로 생각된다. 大體로 周期表 6A, 6A에 속하는 원소가 미세화 원소로써 많이 사용되고 있으나 0.3∼0.4%정도 첨가에서 가장 좋은 효과를 얻은 것으로 나타나 있다. 3.2. 주입온도와 初晶 Si의 미세화 각 주입온도(750℃, 800℃, 850℃)에서 21%Si-Al합금에 0.4% 硫黃을 첨가한 직후에 전술한 주형에 주입하여 조사한 결과 850℃에서 가장 좋은 결과를 얻었다. 3.3. Fading과 初晶 Si의 미세화 Fig. 1은 각 주입온도에 있어서의 fading과 初晶 Si 粒數의 관계이다. 硫黃을 첨가한 후 10分에서 20分사이에서 가장 미세화되고 있다. 이것은 硫黃이 용탕중에서 균일화되는 시간과 깊은 관계가 있는 것으로 생각된다. 4. 결론 1. 硫黃첨가에 의한 過共晶 Al-Si 合金의 初晶 Si의 미세화의 최적양은 0.4%S이다. 2. 주입온도는 800∼850℃정도가 가장 양호하다. 3. Fading을 생각할때 20分까지는 점차 미세화되고 그 후는 그 효과가 상당시간 지속될 뿐 미세화 효과는 오히려 나빠질 염려가 있다.