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J M a t e r S c i T e c h n 0 1，V 0 1 2 4N o 1，2 0 0 8T h i n-W a l lA l u m i n u mD i e-C a s t i n gT e c h n o l o g yf o rD e v e l o p m e n to fN o t e b o o kC o m p u t e rH o u s i n gC h a n g-S e o g K a n g t，J a e 一kC h o，C h a n g-Y e o lJ e o n g,S e W e o nC h o ia n dY o u n g-C h a nI G mK o r e aI n s t i t u t eo fI n d u s t r i a lT e c h n o l o g y，G w a n g j u，K o r e a M a n u s c r i p tr e c e i v e dS e p t e m b e r3，2 0 0 7 6 5S i l i c o n b a s e da l u m i n u mc a s t i n ga l l o y sa r ek n o w nt ob eo n eo ft h em o s tw i d e l yu s e da l l o ys y s t e m sm a i n l yd u et ot h e irs u p e r i o rc a s t l n gc h a r a c t e r i s t i c sa n du n i q u ec o m b i n a t i o no fm e c h a n i c a Ia n dp h y s i c a Ip r o p e r t i e s H o w e v e r m a n u f a c t u r i n go ft h i n w a l l e da l u m i n u md i e c a s t i n gc o m p o n e n t s，I e s st h a nI 0m mi nt h i c k n e s s i sg e n e r a l l yk n o w nt ob ev e r yd i f f i c u l tt a s kt oa c h i e v ea I u m i n u mc a s t i n ga l l o y sw i t hh i g hf l u i d i t y T h e r e f o r e i nt h i ss t u d y t h eo p t i m a ld i e c a s t i n gc o n d i t i o n sf o rp r o d u c i n g2 9 7m mx2 1 0m mx0 7m mt h i n w a l l e da l u m i n u mc o m p o n e n tw a se x a m i n e de x p e r i m e n t a l l yb yu s i n g2d i f f e r e n tg a t i n gs y s t e m s，t a n g e n t i a la n ds p l i tt y p e a n dv e n td e s i g n F ur t h e r m o r e，c o m p u t a t i o n a ls o l i d i f i c a t i o ns i m u l a t i o nw a sa l s oc o n d u c t e d T h er e s u l t ss h o w e dt h a ts p l i tt y p eg a t i n gs y s t e mw a sp r e f e r a b l eg a t i n gd e s i g nt h a nt a n g e n t i a lt y p eg a ta n gs y s t e ma tt h ep o m to fv i e wo fs o u n d n e s so fc a s t i n ga n dd i s t o r t i o ng e n e r a t e da f t e rs o l i d i f i c a t i o n I tw a sa l s of o u n dt h a tp r o p e rv e n td e s i g nw a so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tf a c t o r sf o rp r o d u c i n gt h i n w a I|c a s t i n gc o m p o n e n t sb e c a u s ei tw a si m p o r t a n tf o rt h ef u l l m e n to ft h et h i n w a l lc a v i t ya n dt h em i n i m i z a t i o no ft h ec a s t i n gd i s t o r t i o n K E YW O R D S：A l u m i n u m；T h i n-w a l ld i e c a s t i n g；N o t e b o o kc o m p u t e rh o u s i n g；C o l dc h a m b e rd i e c a s t i n gm a c h i n e1 I n t r o d u c t i o nA m o n gt h ea l u m i n u mc a s t i n ga l l o y s t h eA 1 一S ib a s e da l l o ys y s t e m sa r eo n eo ft h em o s tw i d e l yu s e da l l o ys y s t e m sb e c a u s eo ft h e i ru n i q u ec h a r a c t e r i s t i c ss u c ha s1 0 wd e n s i t y，m o d e r a t e l y h i g hs t r e n g t h，a n dg o o dc a s t a b i l i t y,e t c 13 j R e c e n t l y,t h ed e m a n df o rl i g h t w e i g h ta l l o y si 1 1e l e c t r i c e l e c t r o n i ca n da u t o H I o b i l ec o m p o n e n th o u s i n g s u s i n ga l u m i n u mh a sb e e ng r e a t l yi n c r e a s e dm a i n l yb e c a u s ei ti sl i g h t w e i g h th a v i n gh i g hd a m p i n gc a p a c i t ya n dd e n tr e s i s t a n c ec o n l p a r e dt op l a s t i c s H o w e v e r i ti sg e n e r a l l yk n o w nt h a tm a n u f a c t u r i n go ft h i n w a l la l u m i n u mc o m p o n e n tw i t hat h i c k n e s sl e s st h a n1 0m mb yu s i n gh i g hp r e s s u r ed i ec a s t i n gp r o c e s si sq u i t ed i f f i c u l td u et oi t sl o wf l u i d i t y T h i sl e a d st ot h el i i n i t,e da p p l i c a t i o no ft h ea l u m i n u ma l l o yi nt h ef i e l d so fh o u s i n go fe l e c t r i c e l e c t r o n i cc o m p o n e n t ss u c ha sn o t e b o o kc o m p u t e ra n dc e l l u l a rp h o n e，e t c T h e r e f o r e，i nt h i ss t u d y，d i e c a s t i n gp r o c e s st e c h n o l o g yf o rt h ep r o d u c t i o no ft h i n w a l la l u m i n u mc o m p o n e n t sb a s e do nt h ei n v e s t i g a t i o no ft h eo p t i m a ld i ed e s i g ni n c l u d i n gr u n n e r sa n dg a t i n gs y s t e ma n dc a s t i n gc o n d i t i o n sw a si n v e s t i g a t e d M o r e o v e r，e x p e r i m e n t a le x a m i n a t i o n so fg a t i n gd e s i g ne l-f e c t so nt h ef a b r i c a t i o np r o c e s s i n go fs o u n dt h i n w a l la l u m i n u mn o t e b o o kh o u s i n gw i t hat h i c k n e s so fl e s st h a n0 8n l n l 2 E x p e r i m e n t a lP r i o rt ot h ea c t u a ld i e c a s t i n ge x p e r i m e n t c a s t i n gs i m u l a t i o nv c a sc o n d u c t e dt os e tu pt h ed i e c a s t i n ga n dm e l tc o n d i t i o n s D i e c a s t i n gd i em a d eo u to fH 1 3t o o ls t e e lf o rt h et h i n w a l ln o t e b o o kh o u s i n gi ns i z eo f2 1 0H i m x 2 9 7n l n l 0 7i n n lw a sd e s i g n e da n df a b r i c a t e df o rt h ee x p e r i m e n t A ss h o w ni nF i g 1、十P h D，t ow h o mc or 1 1 e 8 p o n d e n c es h o u l db ea d d r e s s e dE m a i hc s k a n 9 7 k i t e c h r e k r t h e2d i f f e r e n tt y p e so fg a t i n gs y s t e m，t a n g e n t i a lt y p ea n ds p l i tt y p e，w e r eu s e df o rt h i si n v e s t i g a t i o n Ac o m m e r c i a lA L D C l 2a l u m i n u md i e c a s t i n ga l l o y(A 1 一(9 6 1 2)s i 一(1 53 5)C u，T a b l e1)w a sm e l t e du pt o7 8 0。Ca n dt h ed i ew a sh e a t e du pt o2 3 0。Cb e f o r et h ed i ec a s t i n g T h em a j o rs p e c i f i c a t i o n so ft h ec o l dc h a m b e rd i e c a s t i n gm a c h i n ef F i g 2)，u s e df o rt h i ss t u d ya r es h o w ni nT a b l e2 M o l t e na l u m i n u ma l l o yw a si n j e c t e di n t ot h ed i ec a v i t yu n d e rt h ec o n d i t i o n so f0 3 5m si ni n j e c t i o ns p e e du n t i lt h ep l u n g e rt r a v e l e du pt o3 7 0H i mi ns h o ts l e e v ea n dt h e nt h ei n1iections p e e dw a sa c c e l e r a t e di n e a r l yt ot h eh i g hi n j e c t i o ns p e e do f2 0，2 5，3 0 3 5 4 0a n d4 5m sf r o n l3 7 0i n mt o3 9 0H i mi ns h o ts l e e v e T a b l e3s h o w st h es u m m a r yo fd i e c a s t i n gc o n d i t i o n sf o rt h i si n v e s t i g a t i o n 3 R e s u l t sa n dD i s c u s s i o nT h es o l i d i 蠡c a t i o ns i m u l a t i o nw a sc o n d u c t e df o r2d i f f e r e n tg a t ed e s i g n s，t a n g e n t i a la n ds p l i tt y p ep r i o rt ot h ed i e c a s t i n ge x p e r i m e n t T h ef l o wp a t t e r na n dt e m p e r a t u r ed i s t r i b u t i o nd u r i n gf i l l i n go fa l u m i n u mm e l tw i t ht h eg a t ed e s i g n ss t u d i e da r es h o w ni nF i g 3 I tw a sf o u n dt h a tb o t hg a t ed e s i g n se x h i b i t e dq u i t eu n i f o r mm e l tf l o wt h r o u g h o u tt h ef i l l i n go ft h ec a v i t y H o w e v e r，t h et a n g e n t i a lt y p eg a t ed e s i g nr e s u i t e di nt h em e l tt e m p e r a t u r ed r o p p e da r e afc i r c l e di i lF i g 3(a)a tt h el a s ts t a g eo ff i l l i n gw h i l et i l es p l i tt y p eg a t ed e s i g na l l o w e dt h em e l tt of i l lt h ec a v i t ya b o v et h el i q u i d u st e m p e r a t u r e A sm e n t i o n e d，a c t u a ld i e c a s t i n ge x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e df o rt h en o t e b o o kc o m p u t e rh o u s i n gi ns i z eo f2 1 0m i D _ 2 9 7n l n l X 0 7t o n i F i g u r e4s h o w st h er e s u l t a n tc a s t i n g sw i t hv a r i e dh i g hs p e e di n j e c t i o nf r o m2 0t o4 5m sw h i l e1 0 ws p e e di n j e c t i o nw a sf i x e dt o0 3 5m s A ss h o w n b o t hg a t ed e s i g n sa l l o w e df i l l i n gt h ec a s t i n gw i t hh i g hs p e e di n j e c t i o no fm o r et h a n3 0m s H o w e v e r，l e s st h a n3 0m so fh i g hs p e e di n j e c t i o nf a i l e dt of i l lt h et h i n w a l lc a v i t y I tw a s 6 6J M a t e r S c i T e c h n 0 1，V 0 1 2 4N o 1，2 0 0 8T a b l e1C h e m i c a lc o m p o s i t i o n so fA L D C l 2a l l o y(i nw tp c t)T a b l e2S p e c i f i c a t i o no fd i e c a s t i n gm a c h i n e5 2 5 04 9 0砂7 0T a b l e3D i e c a s t i n ge x p e r i m e n tc o n d i t i o n s7 8 02 3 02 0，2 5，3 0，3 5，4 0，4 50 3 5F i g 1S c h e m a t i ci l l u s t r a t i o nn o t e b o o kh o u s i n g(2 1 0m m x 2 9 7I l l I l l X o 8n l m)a n d2d i f f e r e n tg a t ed e s i g n s：(a)t a ng e n t i a lt y p e，(b)s p l i tt y p eF i g 2H i g hs p e e dd i e c a s t i n gm a c h i n e EE、CQ芑凸J M a t e r S c i T e c h n 0 1，V 0 1 2 4N o 1，2 0 0 8F i g 3S i m u l a t i o nr e s u l t so f2d i f f e r e n tg a t ed e s i g n s：(a)t a n g e n t i a lt y p e，(b)s p l i tt y p eF i g 4D i e c a s t i n gr e s u l t sb yv a r y i n gt h eh i g hs p e e di n j e c t i o n：(a)t a n g e n t i a lt y p e，(b)s p l i tt y p eD i s t a n c e，m mF i g 5D i s t o r t i o no ft a n g e n t i a la n ds p l i tt y p eg a t i n gs y s t e ma f t e rt h er e m o v a lo fg a t e sa l s of o u n dt h a tt h et a n g e n t i a lt y p eg a t ed e s i g nw a sn o ta b l et o6 1 lt h eo v e r f l o we v e na tt h eh i g h e s ti n j e c t i o ns p e e du s e df o rt h i si n v e s t i g a t i o n M o r e o v e r，t h et a n g e n t i a lt y p eg a t i n gs y s t e mr e s u l t e di nm o r ed i s t o r t i o no ft h ec a s t i n ga f t e rt h er e m o v a lo ft h eg a t e 6 7I nF i g 5，t h ea m o u n to fd i s t o r t i o nm e a s u r e da f t e rr e m o v a lo fe a c hg a t i n gs y s t e mw a sd i s p l a y e d T h er e s u l tc l e a r l ys h o w e dt h a tt h et a n g e n t i a lt y p eg a t i n gs y s t e mc o u l dr e s u l t e di nm o r es e v e r ed i s t o r t i o nt h a ns p l i tt y p e S i n c en o t e b o o kh o u s i n gf a b r i c a t e di nt h i sr e s e a r c hw a so n l y0 7m mi nt h i c k n e s s，t h es t r e s sb u i l du pb e c a u s eo ft h es h r i n k a g eo fc a s t i n ga f t e rt h ec o m p l e t i o no fs o l i d i f i c a t i o nw a sa ni m p o r t a n tf a c t o rt oc o n s i d e rf o rt h em a s sp r o d u c t i o no ft h en o t e b o o kh o u s i n g T h e r e f o r e，i tw a sc o n c l u d e dt h a tt h es p l i tt y p eg a t ed e s i g nw a sb e t t e rt h a nt h et a n g e n t i a lt y p eb e c a u s eo ft h ea f o r e m e n t i o n e dm a t t e r s H o w e v e r e v e nw i t hs p l i tt y p eg a t ed e s i g nt h e r ew e r ec a s t i n gd e f e c t ss u c ha sf l o wl i n ea n dm i s r u nd u r i n gd i e c a s t i n g T h e r e f o r e，t w om a j o rm o d i f i c a t i o n sw e r ei n t r o d u c e d O n ew a st h ei n c r e a s eo ft h eo v e r f l o wa n dv e n ts i z e s T h ev o l u m eo ft h eo v e r f l o ww a si n c r e a s e da b o u t7 0 f f r o m4 4 0 0m m 3t o7 5 0 0m m 3)a n dt h eo v e r f l o wi n g a t e l e n g t hw a sa l s oi n c r e a s e df r O l n1 3 5m mt o3 0m mi nt o t a ll e n g t hf o rt h eb e t t e rf l o wo fa i ri nt h ed i ec a v i t y M o r e o v e r，u p p e rp a r to fs l e e v ew a sm a c h i n e dt oh a v ei n c l i n e ds l o p ea ss h o w ni nF i g 6 6 8J M a t e r S c i T e c h n 0 1，V 0 1 2 4N o 1，2 0 0 8F i g 6S c h e m a t i ci l l u s t r a t i o no ft h ei n c l i n e ds l o p es l e e v eF i g 7T h i n w a l ln o t e b o o kh o u s i n gw i t hat h i c k n e s so fO 7m i l lG a t es y s t e mL o c a t i o nF i g 8T h et h i c k n e s so ft h i n w a l ln o t e b o o kh o u s i n gt om i n i m i z et h et u r b u l e n c ea n da i re n t r a p m e n ti n s i d eo ft h es l e e v ed u r i n gi niectionB e c a u s et h es l e e v eW a Sf i l l e dw i t ha l u m i n u ml e s st h a n3 0 f m i n i m u mo f4 0 o f s l e e v ef i l l i n gi sr e c o m m e n d e di nd i e，c a s t i n gp r o c e s si n f i e l d lr e s u l t i n gl a r g ea m o u n to fe n t r a p p e da i ra n dh i g ht u r b u l e n c ed u r i n gi n j e c t i o nL 4 J A st h eF i g 6s h o w s，t h em a c h i n e ds l o p ew o u l dh e l pa i ri n s i d eo ft h es l e e v et of l o wo u tm o r ee a s i l yd u r i n gi nt h a 土i e c t i o nS Ot h ea i re n t r a p m e n ti nt h em e l tw o u l db em i n i m i z e d W i t h-t w om o d i f i c a t i o n sm e n t i o n e de a r l i e r，s o u n dt h i n w a l ln o t e b o o kh o u s i n gc a s t i n gw i t hl e s sd e f e c tW a Ss u c c e s s f i f l l yf a b r i c a t e d(F i g 7 1 T h e r ef o u n dt ob el e s sf l o wl i n e，c r a c ka n dm i s r u nd e f e c t si nt h ec a s t i n g T h et h i c k n e s so ft h ec a s t i n gw a sm e a s u r e df F i g 8 1 I nl e f tf i g u r e，t h el o c a t i o n so ft h et h i c k n e s sm e a s u r e da n da r es h o w na n dt h er i g h tf i g u r es h o w st h en l e a s u r e dt h i c k EE、o亡芏。Iu I J M a t e r S c i T e c h n 0 1，V 0 1 2 4N o 1，2 0 0 8n e s so ft h ec a s t i n g T h et h i c k n e s sw a sf o u n dt ob eq u i t eu n i f o r ma n da v e r a g et h i c k n e s so f0 6 7n l n lw a so b t a i n e d B e c a u s et h ec a s t i n gw a ss ot h i n，l e s st h a n0 7i n n l，t h ee一i e c t i o nf r o n lt h ed i ea f t e r lt h es o l i d i f i c a t i o nbecanlev e r yi m p o r t a n tT b i nw a lc a s t i n gc o u l db eb e n to re v e nc r a c k e dd u r i n gt h ee j e c t i o n；t h e r e f o r e，t h en u m b e ro fe j e c t o rp i na n di t s1 a yo u tw e r ev e r yc r i t i c a li nd i ed e s i g n M o r e o v e r，t h eu s eo fd i et e m p e r a t u r ec o n t r o l l e rW a Sa l s oa ni m p o r t a n tf a c t o rf o rf u l f i l l m e n to fd i ec a v i t yf o rt h i n w a l ld i e c a s t i n g I tw a sf o I u n dt h a tw i t h o u tt h ed i et e m p e r a t u r ec o n t r o l l e r t h ed i eW a Sn o th e a t e du pS O f f i c i e n t l ye v e nw i t hm o r et h a n2 0t i m e so fi n j e c t i o n W h e nt h ed i ed i dn o tb eh e a t e du pt oa p p r o p r i a t et e m p e r a t u r e，t h em e l tw o u l db er a p i d l yc o o l e dd o w nw h e ni ti n j e c t e di n s i d eo ft h ec o l dd i ec a v i t y A sar e s u l t s e v e r ec a s t i n gd e f e c t si n e l u d i n gm i s r u na n dc r a c k sw e r ee x h i b i t e dw i t h o u td i et e m p e r a t u r ec o n t r 0 1 4 C o n c l u s i o n(1)B e t w e e nt a n g e n t i a la n ds p l i t,t y p eg a t ed e s i g n s，s p l i tt y p eg a t i n gs y s t e mW a Sf o u n dt ob eb e t t e rf o rt h i n w a l ld i e c a s t i n gb e c a u s et h em e l tf l o w sm o r eu n i f o r m l yi n s i d et h ed i ec a v i t y(2)A st h em e l tr e a c h e dt h ei n g a t e，t h eh i g hs p e e di n j e c t i o nn e e d e dt ob eh i g h e rt h a n3 0m S p r e f e r a b l y4 5m s f o rs o u n dt h i n w a l ld i e c a s t i n gi ns i z eo f6 9n o t e b o o kc o m p u t e rh o u s i n g(3)T h et h i c k n e s sw a su n i f o r mt h r o u g h o u tt h ec a s t i n ga n da v e r a g et h i c k n e s so f0 6 7n U l lw a so b t a i n e d(4)F o rt h i n w a l la l u m i n u md i e c a s t i n g，t h el o c a t i o na n dt h es i z eo fa i rv e n ta n do v e r f l o ww e r ei m p o r t a n tf a c t o r sf o rm i n i m i z i n gt h ef l o wl i n ea n di n i s r u nd e f e c t si nt h ec a s t i n g(5)I n c l i n e ds l o p es l e e v ed e s i g nW a Sh e l p f u lf o ra i re n t r a p p e di n s i d eo f s l e e v et of l o wo u td u r i n gi n j e c t i o n(6)B e c a u s et h ec a s t i n gv o l u m eW a Sq u i t es m a l l，i ti si m p o r t a n tt oC O n t r o lt h ed i et e m p e r a t u r e3 8h i g h3 8p o s s i b l e A c k n o w l e d g e m e n tT h i sw o r kw a ss u p p o r t e db yK o r e aI n s t i t u t eo fI n d u s t r i a lT e c h n o l o g ya n dC w a n g j uM e t r o p o l i t a nC i t yt h r o u g h“T h eA d v a n c e dM a t e r i a l sa n dC o m p o n e n t sI n d u s t r yD e v e l o p m e n tP r o g r a m”【2 3【4R E F E R E N C E SM i c r o s t r u c t u r ea n dP r o p e r t i e so fA l u m i n u mA l l q y sT h eJ a p a nI n s t o fL i g h tM e t a l s，1 9 9 1 2 3 3 G K S i g w o r t h：A F ST r a I I S 1 9 8 3 9 1。7 J E G r u z l e s k ia n dB e r n a r dM C l o s s e t：A F S 1 9 9 0 1 3W G h l k i n g t o n：D i eC a s t i n gD e f e c t s N A D C A1 9 9 7
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