KR0175133B1 - 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계적 합금화 공정에 의해 생성되는 수 ㎜ 크기의 금속과립을 사용한 탄소 함유 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 합금에 관한 것이다.

본 발명의 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법은, 94-98 Al 중량%, 2-6 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 87-97 Al 중량%, 2-12 Mg 중량%, 1 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 90-94 Cu 중량%, 3-7 Al 중량%, 1-5 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말을 준비하는 단계; 상기 원료혼합분말을 아르곤가스 분위기 또는 공기 중에서 볼밀링하여 0.5-2㎜ 크기의 조대화된 금속과립을 얻는 기계적 합금화 단계; 상기 금속과립을 캔에 장입한 후 진공 탈가스처리를 하는 단계; 진공 탈가스처리를 마친 상기 금속과립을 고온압출, 고온압축, 또는 정수압고온압축에 의해 소정 형상의 성형재로 성형하는 단계로 구성된다.

이러한 구성의 본 발명의 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법에 따르면, 종래의 기계적 합금화 공정의 초기 단계에서 얻어지는 0.5-2㎜ 크기의 조대금속과립을 사용할 수 있게 되고, 따라서 볼밀링시간을 1/4 정도 단축할 수 있게 된다. 더욱이 탄소가 윤활제 구실을 하여 볼표면이나 용기 내벽에 연성 금속 분말이 흡착되는 현상을 없애고 분말 회수율을 높인다.

Description

기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금

본 발명은 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금에 관한 것으로서, 특히 기계적 합금화 공정에 의해 생성되는 수 ㎜ 크기의 금속과립을 사용한 탄소함유 고강도 분산강화형 알루미늄 합금, 동 합금의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 알루미늄 합금, 동합금에 관한 것이다.

종래의 기계적 합금화(Mechanical Alloying 혹은 MA)공정이란 합금을 구성하는 원소분말, 혹은 이미 합금된 분말을 단단한 볼(혹은 강구)들과 함께 높은 기계적 에너지로 교반 혹은 볼밀링(ball milling)시켜 특수한 합금분말을 얻는 공정을 말한다. 용어 자체가 말해주듯이 원래는 금속을 용해하지 않고 상온 부근에서 기계적인 방법 만으로 합금분말을 만드는 공정을 뜻하지만, 합금이 형성되지 않는 경우라도 금속분말의 고에너지 건식 볼밀링을 기계적 합금화라 통칭하고 있다. 일반적으로 기계적 합금화 공정은 볼밀링 중의 분말형상 변화에 따라 초기 입자성장 단계, 중기 입자파단 단계, 최종 정상상태의 미세분말형성 단계로 분류할 수 있다. 1960년대 말 인코(INCO)사에서 창안된 이 공정은 특히 이상적인 산화물 분산강화형 고온합금 제조방법으로 인식되어 항공기 엔진재료인 Ni기 초내열합금 개발 등에 많이 활용되었다. 근래에는 특수용도의 고온 철강재료, 금속간 화합물, 준평형상 합금 개발에도 많이 활용되고 있다.

그러나 학문적, 연구실 규모에서의 기계적 합금화공정에 대한 연구개발은 매우 많았지만 실제 이 공정을 이용한 본격적인 상용합금은 Ni기 초내열합금 등 몇몇의 예를 제외하고는 극히 제한적이었다. 그 주된 이유 중의 하나는 기계적 합금화 공정이 연구실 규모에서 소량분말을 제조하기는 비교적 용이하나 대량생산에는 기술적 복잡성이나 경제성 등의 문제가 수반되기 때문이다. 몇가지 대표적인 난점을 살펴보면 첫째, 볼밀링 중 볼과 용기내벽의 금속분말이 들러붙어 공정을 힘들게 하고 분말 회수율을 감소시킨다는 점이다. 특히 Al 처럼 연성이 높은 금속의 경우 이러한 현상이 심해져서 분말 압접 방지 첨가제(Process Control Agent)를 사용하거나 습식 볼밀링을 해야 한다. 둘째, 통상적으로 기계적 합금화에 의해 얻어지는 분말은 수∼수십㎛이하의 미세분말인데다가 볼밀링 중 많은 내부에너지를 축적한 상태이기 때문에 공기, 수분 등과의 반응성이 매우 높고 따라서 취급에 많은 문제가 따른다. 이러한 취급 상의 문제점을 해결하기 위하여 통상 기계적 합금화 공정은 아르곤 개스 분위기내에서 이루어지고 또 공정이 종료된 후에도 분말을 아르곤 글로브박스 내에서 취급해야 하는 문제점이 있다. 셋째, 기계적 합금화 공정에 요하는 시간은 사용하는 볼밀링 방법, 교반에너지의 강도 등에 좌우되지만 일반적으로 상당한 장시간을 요한다. 즉, 통상적인 분말야금 공정에 비하여 기계적 합금화는 장시간이 소요되며, 이에 기인하여 에너지가 많이 소모되고 공정의 경제성이 없는 문제점이 있다.

장시간의 볼밀링을 행해야하는 이유는 기계적 합금화 단계를 살펴보면 알 수 있다. 일반적으로 기계적 합금화 과정은 분말형상의 변화에 따라 크게 3단계로 구분된다. 먼저 초기 단계에는 구성 원소 분말들이 볼 사이에서 반복적인 충돌에 의해 냉간압접(cold welding)이 지배적으로 일어나며 조대화가 되는 단계이다. 이때의 분말 단면구조를 보면 구성원소 분말들이 층상구조를 이루고 있으나 원자규모의 혼합, 즉, 합금화는 이루어지지 않는다. 다음의 중간 단계에서는 조대화된 입자들이 계속적인 가공경화에 의해 냉간압접 보다는 판단이 지배적으로 되는 단계로, 이때에도 분말의 합금화는 이루어지지 않으나 구성 분말 성분이 매우 미세하게 혼합되어 있는 단계이다. 마지막 단계는 균일한 입도분포를 가지는 수∼수십㎛ 크기의 미세 입자 만이 출현하는 정상단계(steady-state stage)로, 기계적 합금화가 완료되는 단계이다. 따라서 통상적으로 기계적 합금화된 분말이라 함은 정상단계까지 볼밀링된 분말이므로, 기계적 합금화 공정을 이용해 개발된 합금은 모두 정상 단계까지 볼밀링한 미세분말을 대상으로 성형된 합금이었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 공정에 소요되는 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 조업 조건이 엄격하지 않아서 공정의 경제성을 달성할 수 있는 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 연성 금속분말이 기계적 합금화 공정 중에 들러붙는 현상을 방지하여 분말회수율을 높일 수 있는 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법은, 94-98 Al 중량%, 2-6 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 87-97 Al 중량%, 2-12 Mg 중량%, 1 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 90-94 Cu 중량%, 3-7 Al 중량%, 1-5 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말을 준비하는 단계, 상기 원료혼합분말을 아르곤가스 분위기 또는 공기 중에서 볼밀링하여 0.5-2㎜ 크기의 조대화된 금속과립을 얻는 기계적 합금화 단계, 상기 금속과립을 캔에 장입한 후 진공 탈가스처리를 하는 단계, 진공 탈가스처리를 마친 상기 금속과립을 고온압출, 고온압축, 또는 정수압고온압축에 의해 소정 형상의 성형재로 성형하는 단계로 구성된다.

또한 본 발명에 따른 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 일실시예는 94-98 Al 중량%, 2-6 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 87-97 Al 중량%, 2-12 Mg 중량%, 1 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말을, 아르곤가스 분위기 또는 공기 중에서 기계적 합금화하여 생성된 0.5-2㎜ 크기의 조대화된 금속과립을 진공 탈가스처리 및 성형함으로써, 미세입자들이 기지금속에 분산, 강화되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금 및 그 제조방법의 구성을 상세히 설명한다.

본 합금에 따른 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금제조방법은 ① 기계적 합금화 혹은 볼밀링을 통한 금속과립의 제조 단계와 ② 제조된 금속과립의 고온성형을 통한 최종 합금 제조단계의 두 단계로 구성된다.

① 기계적 합금화에 의한 금속과립의 제조

본 발명에서 행하는 기계적 합금화는 어트리터(attritor), 유성형 볼밀(planetary ball-mill), 진동 볼밀(vibratory ball-mill) 수평식 볼밀(horizontal ball-mill) 등 다양한 볼밀을 사용할 수 있다.

기계적 합금화 공정에서는 먼저 볼밀링을 하기에 앞서 합금조성에 따라 원소 분말들을 혼합한다. 본 발명에서는 세 가지 조성의 실시예의 합금(이하, A, B, C합금으로 칭함)을 기계적 합금화로 제조하는 데, 이들의 최초 분말혼합조성이 다음의 표 1에 나타내어져 있다.

표 1에 나타난 분말조성은 ±2%의 허용편차를 갖는다. 원료분말인 Al, Cu 및 Mg은 상업용으로 흔히 시판되는 99.5% 이상의 순도의 분말로서, Al 및 Cu분말은 수∼수 십㎛, Mg분말은 수 백 ㎛정도의 입도가 바람직하다. 탄소(graphite)분말은 비정질 혹은 결정분말로서 상업용 분말의 입도는 1㎛이하로 매우 작은 것이 일반적이다. 표 1에 표시된 조성은 분말의 최초 혼합조성으로서, 공정을 수행하는 도중에 산소성분이 개입되게 되므로 최종 합금에서는 미세한 산화물의 형태로 산소성분이 중량비로 1% 내외 함유되게 된다.

혼합된 분말은 볼과 함께 밀링용기에 장입되어 볼밀링된다. 장입되는 볼과 분말의 무게비는 20∼50:1이다. 볼의 직경은 6∼12㎛로 재질은 스테인레스강 혹은 초경볼을 사용한다. 볼과 함께 밀링용기에 장입된 분말은 아르곤 분위기 혹은 공기 중에서 볼밀링되는데, Cu 합금인 C합금(표 1)의 경우는 대기 중에서 행한다. Al합금인, A, B 합금의 경우에도 보호분위기로 사용되는 불활성기체(예:아르곤)는 반드시 고순도일 필요는 없으며, 분말의 혼합과 취급시 글로브박스 등의 사용 또한 필요치 않다. 볼밀링 소요시간은 밀링방법, 기계적 교반 에너지의 강도, 장입충전률 등에 따라 크게 달라져 정량적으로 표시할 수 없기 때문에 조업 완료 시간의 선택은 볼밀링 중 변화하는 분말의 크기와 미세조직을 기준으로 판단하여야 한다. 즉 외형상으로 수∼수백 ㎛ 크기의 미세 원료분말들이 0.5∼2㎜ 크기의 구형 또는 판상의 과립으로 조대화되며, 미세 조직상으로 수∼수백㎚ 크기의 미세 탄화물 및 산화물이 기지금속에 균일하게 분포되는 시점을 공정 완료 시간으로 한다. 통상적인 기계적 합금화 방법에서는 초기 단계의 입자 조대화, 중간 단계의 입자 파단을 거쳐 미세하고 균일한 입도를 가지는 최종 정상상태에 이르기까지 볼밀링을 행하는데 반하여, 본 발명에 따른 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금 제조방법에서는 초기 단계의 후반 혹은 중간 단계의 초반에 공정을 완료하여 조대화된 금속과립을 회수한다.

② 기계적 합금화된 과립 분말의 고온 성형

기계적 합금화된 과립 분말은 고온 성형을 통하여 완제품 혹은 반제품의 합금으로 만들어지게 된다.

이를 위해 먼저 과립 분말들을 캔닝(canning)하여 탈가스처리를 한다. 캔닝에 사용되는 캔의 재질은 A, B 합금의 경우에는 Al이나 Al합금을, C합금의 경우는 Cu나 Cu합금을 사용한다. 탈가스처리는 과립 분말을 캔에 장입한 후 진공 탈가스처리(vacuun degassing)를 하는 데, 볼밀링 중 심하게 가공경화된 것을 풀어 주기 위해 통상적인 Al이나 Cu분말의 탈가스처리 온도보다 높은 온도에서 행하는 바, Al합금인 A, B 합금은 500∼560℃이다.

압출은 압출비 10:1∼20:1 정도로 행한다. 고온 압출 후 얻어진 성형재는 수∼수 백 ㎚ 크기의 극미세 탄화물, 산화물이 기지 금속에 균일하게 분산 강화되어 있게 된다. 캔으로 사용한 피복금속은 원칙적으로 제거하여야 하나 용도에 따라 제거하지 않고 사용할 수도 있다. 성형재는 필요할 경우 추가적으로 단조, 압연, 선반가공 등을 통해 최종 형상으로 가공된다.

다음으로 이상과 같은 공정으로 구성되는 본 발명의 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

[A합금 및 B합금]

Al계 합금인 이들 두 합금을 만들기 위하여, 먼저 상기한 표1에 나타난 조성비에 따라 각 원료분말을 혼합한다. 밀링볼은 직경 6.4㎜의 경화처리한 스테인레스강구를 사용하며, 볼과 혼합분말의 무게비가 20:1이 되도록 하여 밀링용기에 장입한다. 본 실시예에서 기계적 합금화를 위한 볼밀링은 진동밀을 사용한다. 진동밀은 일본 중앙화공기(주)의 상업용 MB-2형을 사용하며, 내용적 약 4 리터의 밀링 용기가 진동수 50Hz로 반경 3㎜의 원을 그리며 진동하게 되어 있다. 볼밀링은 아르곤가스 분위기에서 행하였으나, 기타의 분말 취급 공정은 모두 공기 중에서 행한다. 볼밀링 중의 분말 형상을 단계별로 보면, 약 20시간 무렵까지는 입자가 조대화되며, 이후 50 시간 무렵까지는 입자파단이 주로 일어나는 단계이며, 80 시간 이후에는 정상상태에 이르러 입자 조대화와 파단이 균형을 이루어 미세화된 입자가 정상상태에 이르게 된다. 통상적인 기계적 합금화 공정이라면 정상상태까지 완전히 밀링을 하는 것이 원칙이나(예 80시간 이상), 본 공정에서는 초기 단계인 20 시간 무렵에 공정을 완료하고 조대화된 과립을 회수한다. 얻어진 금속과립은 수 ㎜ 크기(보통 1∼2㎜)의 구형에 가까운 형상을 가지나 간혹 판상도 섞여 있으며, ㎛ 규모로 미세했던 최초 혼합 분말과는 외형상 크게 다르다. 이들 과립의 미세 조직을 보면 수∼수 백 ㎚ 크기의 극히 미세한 탄화물, 산화물이 균일화게 분산강화되어 있다. 만약 기준의 저에너지 수평식 볼밀을 사용한다면 통상적인 정상상태 단계 분말 형성까지는 약 250시간이 소용되나, 본 공정에서와 같이 미세 입자가 분산강화된 과립을 얻는 데 소요되는 공정시간은 60시간 전후이다. 따라서 본 공정에서는 진동밀이건 수평식 밀이건 밀링 소요시간이 기존 공정의 1/4에 불과하다. 이렇게 공정 시간을 대폭 줄여, 초기 입자 조대화 단계에서 분말을 회수하는 이유는 다음과 같다. 첫째는 상업용 탄소 분말은 그 자체가 일반적으로 미세하기도 하지만 입도가 큰 경우도 밀링 중 쉽게 미세화된다. 이같은 미세 탄소분말과 분말표면에 있는 산화층이 볼밀링 중 깨지면서 균일하게 Al기지금속 속에 분산강화되기 위하여는 굳이 최종 정상단계까지 밀링조업을 할 필요가 없으며, 초기 분말 압접단계에서도 충분한 분산강화가 이루어진다. 둘째, 탄소 분말이 윤활제의 역할도 하기 때문에 용기 내벽이나, 볼표면에 연성분말의 압접을 없애 주어 짧은 시간이지만 밀링 효과가 극대화되기 때문이다. 실제로 밀링 중 용기 내벽이나 볼에 연성이 좋은 Al 분말이 압접되어 늘어 붙는 현상은 거의 없으며, 회수율도 거의 100%에 가깝다.

이어서 위의 방법으로 얻어진 금속 과립을 직경 30㎜, 두께 5㎜의 원통형 Al캔에 장입하여 520℃에서 약 30분간 탈가스처리를 한다. 탈가스처리를 이같이 고온에서 하는 것은 볼밀링 중 가공경화된 과립을 연화시켜 열간가공성을 높이기 위한 목적도 있다. 탈가스처리한 캔과 과립의 복합체를 320℃에서 압출비 14:1로 고온 압출한다. 이렇게 얻어진 최종 성형합금은 이론밀도의 99.5%에 이르며 미세 탄화물 및 산화물이 균일하게 분산강화된 조직을 갖는다. 표 2에는 피복 금속인 Al캔을 제거한 A합금의 기계적 특성이 예시되어 있다.

표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의해 제조되는 A합금은 기존의 고강도 Al합금인 Al2024보다 인장강도나 항복응력이 훨씬 높으며, 특히 고온에서의 비강도가 높다. 뿐만 아니라 외국특허 분산강화형 Al합금인 디스퍼살(Dispersal) 합금에 비하여도 우수한 기계적 강도를 가지고 있다. 또한 스테인레스강(304H)이나 티타늄합금(Ti-4∼6%Al) 보다 인장강도는 다소 미흡하나 합금의 무게를 고려한 비강도(specific strength)는 훨씬 높다.

한편 2∼12%의 Mg을 첨가한 B합금의 강도는 A합금과 유사하나 Mg 첨가량에 따라 경도(Hv)가 150∼240 까지 매우 높은 값을 가진다. 이와 같이 Al, C 및 제3첨가 금속의 조성을 변화시키면서 첨가 원소의 종류나 양을 조절하면 보다 다양하고 우수한 특성의 합금들이 개발될 수 있다. 이들 합금은 경량 고강도가 요구되는 부품이나, 고온 강도가 요구되는 기존의 고가의 티타늄 합금의 많은 부분을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 비자성체이므로 이러한 특성이 요구되는 전기전자용 내마모부품으로서 사용되어, 가령 기존의 회주철 내마모부품의 많은 부분을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

[실시예 2]

[C합금]

C합금의 경우에도 기계적 합금화를 위한 볼밀링 방법은 제1실시예와 동일하다. 다만 이 경우는 보호분위기를 사용하지 않고 공기 중에서 볼밀링을 행한다. 제1실시예에서 설명한 진동밀을 사용할 경우, 정상 상태의 분말은 60 시간 후에 얻어지나, 본 공정에서는 15 시간 무렵의 입자 조대화 단계에서 Cu계 금속 과립을 회수한다. 연성이 Al 합금인 A, B 합금의 경우보다는 작기 때문에 15시간 조업 후 얻어진 Cu계 금속 과립의 크기는 약간 작은 0.5∼2 ㎜ 정도이며, 형상도 구형 보다는 판상이 많다. 이들 과립을 직경 30㎜, 두께 5㎜의 Cu캔에 장입한 후 850℃에서 30분 탈가스처리를 하고, 최종적으로 압출비 14:1로 560℃에서 고온 압출하였다. 표 3에는 압출한 C합금의 특성이 나타나 있다.

표 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의해 제조되는 C합금은 기존의 고온용 동합금인 알루미늄청동과 비교할 때 높은 경도를 가지며, 특히 재결정 온도가 기존 합금에 비해 매우 높다. 재결정 온도가 높은 것은 미세 분산강화 입자가 결정립 성장을 억제하기 때문이다. 이와 같은 높은 기계적 성질과 재결정 온도를 가지기 때문에 고온용 동합금으로서 다양한 용도에 사용할 수 있다.

다음으로 상기한 본 발명의 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법에 의해 제조되는 알루미늄 합금 및 동합금에 대하여 설명한다.

본 발명의 알루미늄 합금은 94-98 Al 중량%, 2-6 C 중량%의 혼합 분말 또는 87-97 Al 중량%, 2-12 Mg 중량%, 1 C 중량%의 조성비로 혼합된 분말이 상기한 바와 같은 볼밀링, 탈가스, 고온압출공정을 거쳐 제조되어 미세입자들이 연한 기지금속에 분산강화되는 고강도 합금이다. 또한 본 발명의 동 합금은 90-94 Cu 중량%, 3-7 Al 중량%, 1-5 C 중량%의 조성비로 혼합된 분말이 상기한 바와 같은 볼밀링, 탈가스, 고온압출공정을 거쳐 제도되어 미세입자들이 연한 기지금속에 분산강화되는 고강도 합금이다. 여기에서 기지금속에 분산강화되는 미세입자 중에는 공정 도중에 자연스럽게 함유되는 1% 내외의 산화물을 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금의 효과를 설명한다.

상기한 구성의 본 발명의 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법 및 그 합금에 따르면, 미세 탄소 분말이 합금성분으로 첨가되어 볼밀링 과정에서 탄소가 윤활제 작용을 하게 되므로 밀링효과를 극대화할 수 있고, 볼밀링 단계에서 금속분말 표면의 산화물이 자연스럽게 파쇄, 분산됨으로써 초기 밀링 단계에서도 충분한 분산 강화 효과를 얻을 수 있으므로, 종래의 기계적 합금화 공정의 초기 단계에서 얻어지는 0.5-2㎜ 크기의 조대금속과립을 사용할 수 있게 되고, 따라서 볼밀링시간을 1/4 정도 단축할 수 있게 된다. 또한, 조업조건도 대기 상태 또는 종래의 조업조건보다 덜 엄격한 보호분위기에서 진행될 수 있으므로 공정의 경제성을 달성할 수 있게 된다. 더욱이 탄소가 윤활제 구실을 하여 볼표면이나 용기 내벽에 연성 금속 분말이 흡착되는 현상을 없애고 분말 회수율을 높여 공정의 경제성 뿐만 아니라 공정의 간편성 또한 향상시킬 수 있다. 또한 본 공정에서는 미세 분말이 아닌 과립을 성형원료로 이용하기 때문에 성형원료와 수분이나 공기와의 반응성이 상대적으로 낮으므로 취급이 용이하다. 부가적으로 과립 분말의 사용과 캔닝 후 탈가스처리를 비교적 고온에서 행하므로 밀링 중 발생한 금속과립의 가공경화를 풀어 주어 고온 성형시 가공성을 높인다.

또한 본 발명에 따른 분산강화형 동합금 및 알루미늄 합금에 따르면, 최종 고온 성형 후 얻어지는 합금은 미세 입자들이 연한 기지 금속에 분산 강화됨으로써 기계적 성질, 특히 고온특성이 매우 우수하다.

Claims (3)

1. 94-98 Al 중량%, 2-6 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 87-97 Al 중량%, 2-12 Mg 중량%, 1 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 90-94 Cu 중량%, 3-7 Al 중량%, 1-5 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말을 준비하는 단계; 상기 원료혼합분말을 아르곤가스 분위기 또는 공기 중에서 볼밀링하여 0.5-2㎜ 크기의 조대화된 금속과립을 얻는 기계적 합금화 단계; 상기 금속과립을 캔에 장입한 후 진공 탈가스처리를 하는 단계; 진공 탈가스처리를 마친 상기 금속과립을 소정 형상의 성형재로 성형하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금의 제조방법.
2. 94-98 Al 중량%, 2-6 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말 또는 87-97 Al 중량%, 2-12 Mg 중량%, 1 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말을, 아르곤가스 분위기 또는 공기 중에서 기계적 합금화하여 생성된 0.5-2㎜ 크기의 조대화된 금속과립을 진공 탈가스처리 및 성형함으로써, 공정 중 개입되는 1중량%의 산화물 및 탄소를 포함한 미세입자들이 기지금속에 분산, 강화되는 것을 특징으로 하는 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금.
3. 90-94 Cu 중량%, 3-7 Al 중량%, 1-5 C 중량%의 조성비의 원료혼합분말을, 아르곤가스 분위기 또는 공기 중에서 기계적 합금화하여 생성된 0.5-2㎜ 크기의 조대화된 금속과립을 진공 탈가스처리 및 성형함으로써, 공정 중 개입되는 1중량%의 산화물 및 탄소를 포함한 미세입자들이 기지금속에 분산, 강화되는 것을 특징으로 하는 기계적 합금화 공정을 이용한 고강도 분산강화형 합금.