KR100436401B1 - Manufacturing method of high heat-resistance dispersion strengthened aluminum alloys - Google Patents

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KR100436401B1 KR10-1999-0057100A KR19990057100A KR100436401B1 KR 100436401 B1 KR100436401 B1 KR 100436401B1 KR 19990057100 A KR19990057100 A KR 19990057100A KR 100436401 B1 KR100436401 B1 KR 100436401B1
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Abstract

본 발명은 분산강화 내열 알루미늄 합금 제조방법에 관한 것으로,The present invention relates to a method for producing a dispersion strengthened heat-resistant aluminum alloy,

분무성형법에 의해 알루미늄 합금을 제조함에 있어서, Al-Ti 모합금을 분무주조장치에서 용해하여 용융물을 분무하는 단계와; 상기 Al-Ti 모합금 용융물의 분무와 동시에 인젝션용 분말을 인젝터를 통해 함께 분사하여 반응성 분무성형에 의해 분무성형체를 제조하는 단계와; 상기 단계에서 제조된 분무성형체를 열간 또는 냉간가공하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하며,A method of manufacturing an aluminum alloy by spray molding, the method comprising: dissolving an Al-Ti master alloy in a spray casting apparatus to spray a melt; Simultaneously spraying the Al-Ti mother alloy melt and spraying the powder for injection together through an injector to produce a spray molded body by reactive spray molding; It characterized in that it consists of a hot or cold working step of the spray molding prepared in the step,

내열 및 상온특성이 우수한 분산강화 내열 알루미늄 합금을 저렴한 가격으로 제조할 수 있으므로, 운송기기의 엔진소재 및 각종 산업기기용 부품소재의 제조에 있어서 유익한 효과를 제공한다.Since the dispersion-reinforced heat-resistant aluminum alloy having excellent heat resistance and room temperature characteristics can be manufactured at a low price, it provides a beneficial effect in the manufacture of engine materials for transportation equipment and component materials for various industrial equipment.

Description

분산강화 내열 알루미늄 합금 제조방법{Manufacturing method of high heat-resistance dispersion strengthened aluminum alloys}Manufacturing method of high heat-resistance dispersion strengthened aluminum alloys

본 발명은 자동차를 비롯한 운송기기의 엔진재료 및 각종 산업기기 부품소재 등에 이용되는 고강도 분산강화 내열 알루미늄 합금 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모재 내에 분산상이 균일하게 형성되어 우수한 내열특성 및 고강도를 갖는 알루미늄 합금의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a high strength dispersion-hardened heat-resistant aluminum alloy used for engine materials of automobiles and other transportation equipment, and various industrial equipment component materials. More specifically, the dispersed phase is uniformly formed in the base material to provide excellent heat resistance and high strength. It relates to a method for producing an aluminum alloy having.

일반적으로 자동차 등 운송기기의 엔진소재용 알루미늄 합금은 그 제조방법에 따라 주조 합금, 분말야금 합금, 그리고 분무성형 합금으로 구분된다.In general, aluminum alloys for engine materials of vehicles such as automobiles are classified into casting alloys, powder metallurgy alloys, and spray molding alloys according to their manufacturing methods.

주조 합금은 전형적인 석출강화형 합금으로서, 알루미늄 기지 내에 분포하는 미세한 석출상으로 인해 우수한 상온강도를 나타내지만, 고온노출시 석출상의 급격한 조대화로 인해 200 ℃ 이상의 온도에서는 강도가 급격히 저하되는 문제점을 지닌다.Cast alloys are typical precipitation-reinforced alloys, which exhibit excellent room temperature strength due to the fine precipitated phases distributed in the aluminum matrix, but have a problem that the strength drops sharply at temperatures above 200 ° C due to the rapid coarsening of the precipitated phases at high temperatures. .

분말야금법으로 알루미늄 합금을 제조하면 합금원소를 다양하게 첨가할 수 있으며, 분말야금법으로 제조된 분말야금 합금 내에는 1 ㎛ 이하의 미세한 분산상이 균일하게 분포되고, 그 분산상들은 고온에서도 조대화 되지 않아 기계적으로 우수한 고온 특성을 나타낸다.When the aluminum alloy is manufactured by powder metallurgy, various alloying elements can be added. In the powder metallurgy alloy manufactured by powder metallurgy, fine dispersed phases of 1 μm or less are uniformly distributed, and the dispersed phases are not coarsened even at high temperatures. Mechanically excellent high temperature properties.

그러나 분말야금법으로 분산강화 알루미늄 합금을 제조하기 위해서는 분말의 제조, 입도분류, 캐닝(canning), 탈가스처리, 성형공정, 소결공정 등 복잡한 제조공정을 거쳐야 하며, 특히, 대기나 습기에 노출된 알루미늄 분말은 표면에 알루미늄 산화물 층을 형성하기 때문에 각 제조공정과 관련된 분위기 제어도 완벽하여야 한다. 따라서 복잡한 제조공정과 까다로운 공정제어로 인해 분말야금법으로 제조된 분산강화 알루미늄 합금은 제조단가가 매우 높다는 문제점을 갖는다.However, in order to manufacture dispersion-hardened aluminum alloys by powder metallurgy, complex manufacturing processes such as powder preparation, particle size classification, canning, degassing, forming process, and sintering process are required. Since aluminum powder forms an aluminum oxide layer on the surface, the atmosphere control associated with each manufacturing process must also be perfect. Therefore, the dispersion-reinforced aluminum alloy manufactured by powder metallurgy due to complicated manufacturing process and difficult process control has a problem in that the manufacturing cost is very high.

분무성형법은 분말야금법과 일반 주조법의 잇점을 동시에 지닌 합금제조공정으로서, 통상의 분무성형 합금의 경우 제조단가 면에서는 일반 주조재와 그리고 특성면에서는 분말야금재와 견줄 수 있다고 알려져 있다.The spray molding method is an alloy manufacturing process having the advantages of powder metallurgy and general casting, and it is known that a conventional spray molding alloy can be compared with general cast material in terms of manufacturing cost and powder metallurgy in terms of properties.

그러나 통상적인 분무성형법으로 내열 알루미늄 합금을 제조할 경우에는 알루미늄 합금의 내열특성 및 상온특성에 제한되고 있는 실정인데, 그 원인은 다음과 같다.However, when manufacturing a heat-resistant aluminum alloy by a conventional spray molding method is limited to the heat resistance and room temperature characteristics of the aluminum alloy, the causes are as follows.

즉, 지금까지 개발된 내열 알루미늄 합금은 Al-TM(Al-Transition Metals : 알루미늄이 포함된 천이금속)계 합금인데, 대부분의 천이금속은 알루미늄에 대해 0에 가까울 정도로 낮은 고용도를 나타낸다. 따라서 미세한 분산상으로 구성된 우수한 내열 알루미늄 합금을 제조하기 위해서는 105K/sec이상의 빠른 냉각속도를 지닌 합금제조방법이 적용되어야 한다. 그러나 통상의 분무성형법은 냉각속도가 103~4K/sec이하로 제한되므로, Al-TM계 분무성형 합금은 조대한 2차상으로 구성된 저급의 합금특성을 나타내게 되는 문제점이 있다.(S.Hariprasad, S.M.L.Sastry, K.L.Jerina, and R.L.Lederich: Metall.Trans.A, 24A, 1993, pp.865-873 ).In other words, the heat-resistant aluminum alloys developed so far are Al-TM (Al-Transition Metals) -based alloys, and most of the transition metals exhibit low solubility close to zero with respect to aluminum. Therefore, in order to manufacture an excellent heat-resistant aluminum alloy composed of fine dispersed phase, an alloy manufacturing method having a fast cooling rate of 10 5 K / sec or more should be applied. However, the conventional spray molding method has a problem that the cooling rate is limited to 10 3 ~ 4 K / sec or less, Al-TM spray molding alloy has a low alloy characteristics consisting of a coarse secondary phase (S. Harariprasad , SMLSastry, KLJerina, and RLLederich: Metall. Trans. A, 24A, 1993, pp.865-873).

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 알루미늄 합금 제조방법이 갖는 문제점들을 해결하고자 한 것으로, 종래 기술과 대비하여 제조공정이 간단한 반응성 분무성형(Reactive Spray Forming)방법에 의해 미세한 타이타늄 탄화물(Titanium carbide) 분산상이 균일하게 분포하는 조직을 유도함으로써, 상온 및 고온강도가 우수한 내열 알루미늄 합금을 제조하는 분산강화 내열 알루미늄 합금 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the conventional aluminum alloy manufacturing method in view of the above circumstances, fine titanium carbide (Titanium carbide) by the reactive spray molding (Reactive Spray Forming) method is simple compared to the prior art By inducing a structure in which the dispersed phase is uniformly distributed, the object of the present invention is to provide a method for producing a dispersion-reinforced heat-resistant aluminum alloy that produces a heat-resistant aluminum alloy having excellent room temperature and high temperature strength.

도 1은 반응성 분무성형법으로 제조된 타이타늄 탄화물로 분산강화된 내열 알루미늄 합금의 단면조직 현미경사진이다.1 is a cross-sectional micrograph of a heat-resistant aluminum alloy dispersed and strengthened with titanium carbide prepared by reactive spray molding.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 분무성형법에 의해 알루미늄 합금을 제조함에 있어서, Al-Ti 모합금을 분무주조장치에서 용해하여 용융물을 분무하는 단계와; 상기 Al-Ti 모합금 용융물의 분무와 동시에 용융금속의 분무액적으로 주입하는 인젝션용 분말(이하, 인젝션용 분말이라 함)을 인젝터를 통해 함께 분사하여 반응성 분무성형에 의해 분무성형체를 제조하는 단계와; 상기 단계에서 제조된 분무성형체를 열간 또는 냉간가공하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the manufacture of an aluminum alloy by the spray molding method, dissolving the Al-Ti mother alloy in a spray casting device to spray the melt; Spraying the injection powder (hereinafter referred to as injection powder) which is injected into the spray droplet of the molten metal at the same time as the spraying of the Al-Ti master alloy melt and preparing the spray molding by reactive spray molding; ; It characterized by consisting of a hot or cold working step of the spray molding prepared in the above step.

이때 Al-Ti 모합금을 분무주조장치에서 용해하여 용융물을 분무하는 단계에서, 상기 Al-Ti 모합금은 타이타늄의 함유량이 0.1~20 wt%인 것이 사용되고, 상기Al-Ti 모합금 용융물의 온도는 900~1400 ℃로 유지하게 된다.At this time, in the spraying the melt by dissolving the Al-Ti master alloy in the spray casting apparatus, the Al-Ti master alloy is used that the content of titanium is 0.1 ~ 20 wt%, the temperature of the Al-Ti master alloy melt It is maintained at 900 ~ 1400 ℃.

그 다음, 상기 Al-Ti 모합금 용융물의 분무와 동시에, 인젝션용 분말을 인젝터를 통해 함께 분사하여 반응성 분무성형에 의해 분무성형체를 제조하는 단계에서, 상기 인젝션용 분말은 탄소만으로 구성된 그라파이트(graphite) 분말이거나, 탄소를 원소형태 및 화합물 형태로 함유하고 있는 알루미늄 합금분말(이하, 탄소를 함유한 알루미늄 합금분말이라 함)인 것이 사용된다.Then, simultaneously with the spraying of the Al-Ti master alloy melt, injecting the injection powder together through an injector to prepare a spray molded body by reactive spray molding, the injection powder is graphite composed of carbon only (graphite) Powder or aluminum alloy powder containing carbon in elemental form and compound form (hereinafter referred to as aluminum alloy powder containing carbon) is used.

그 다음, 상기 단계에서 제조된 분무성형체를 열간 또는 냉간가공하는 단계에서, 상기 열간가공은 250~550 ℃의 온도범위에서 행해지고, 상기 냉간가공은 상온~150 ℃의 온도범위에서 행해지게 된다. 또한, 상기 열간 또는 냉간가공은 단조비 6 이상으로 행하는 단조과정으로 행해지거나, 압하율이 50% 이상인 압연과정으로 행해지거나, 또는 압출비가 10:1 이상인 압출과정에 의해 행해지게 된다.Then, in the hot or cold working step of the spray molding prepared in the step, the hot working is performed at a temperature range of 250 ~ 550 ℃, the cold working is performed at a temperature range of room temperature ~ 150 ℃. In addition, the hot or cold working may be performed by a forging process performed at a forging ratio of 6 or more, a rolling process having a reduction ratio of 50% or more, or an extrusion process having an extrusion ratio of 10: 1 or more.

이하 본 발명, 분산강화 내열 알루미늄 합금 제조방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention, the dispersion-hardened heat-resistant aluminum alloy manufacturing method will be described in detail.

본 발명은 타이타늄을 함유하는 알루미늄 합금 용융체를 분무성형함과 동시에 인젝터를 통해 탄소분말(carbon powder), 예를 들면 그라파이트(graphite) 분말이나 탄소 함유 알루미늄 분말을 뿌려주는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 기본 개념은 액적인 Al-Ti내로 미세한 탄소분말, 혹은 탄소 함유 알루미늄 분말을 혼입시켜 보다 저온에서 타이타늄 탄화물를 형성시키는 것이다.The present invention is characterized in that spraying of an aluminum alloy melt containing titanium, and at the same time spraying carbon powder, for example graphite (graphite) powder or carbon-containing aluminum powder through an injector. That is, the basic concept of the present invention is to form titanium carbide at a lower temperature by incorporating fine carbon powder or carbon-containing aluminum powder into liquid Al-Ti.

가스분무에 형성된 Al-Ti액적과 인젝션용 분말이 성형체위에 충돌하기 직전에 부딪히면, 타이타늄과 탄소가 결합하여 미세한 타이타늄 탄화물을 형성하며, 이로 인해 본 발명의 분무성형체 내에는 미세한 타이타늄 탄화물이 형성된다.When the Al-Ti droplet formed on the gas spray and the injection powder collide immediately before colliding on the molded body, the titanium and carbon combine to form fine titanium carbide, thereby forming fine titanium carbide in the spray molded body of the present invention.

이 때 형성되는 타이타늄 탄화물의 크기는 평균 50nm 정도로 극히 미세하고 또한 알루미늄 기지조직 내에 균일하게 분포된다. 또한 기존의 Al-TM 계 합금의 주요 분산상인 Al-TM 계 화합물이 금속결합적 성격이 강한데 비해, 타이타늄 탄화물은 공유결합적 성격이 강하기 때문에 내열성 및 강화효과에 대한 기여도가 더 뛰어나다. 따라서 본 발명을 통해 제조되는 알루미늄 합금은 종래의 급냉응고/분말야금법으로 제조된 Al-TM계 알루미늄 합금과 비교하여 우수한 상온 및 고온특성을 지닌다.The size of the titanium carbide formed at this time is extremely fine, on average about 50 nm, and uniformly distributed in the aluminum matrix. In addition, the Al-TM compound, which is a major dispersion phase of the existing Al-TM alloy, has a strong metal-bonding property, whereas titanium carbide has a strong covalent nature, and thus contributes more to heat resistance and reinforcing effect. Therefore, the aluminum alloy produced through the present invention has excellent room temperature and high temperature characteristics compared to the Al-TM-based aluminum alloy prepared by the conventional quench solidification / powder metallurgy method.

Al-Ti계 모합금과 인젝션용 분말은 본 발명의 단계전에 미리 제조되는데, 인젝션용 분말로는 일반 탄소분말(통상 그라파이트 분말) 또는 가스분무법이나 기타 분말제조방법을 통해 제조된 탄소 함유 알루미늄 분말이 사용된다.본 발명에 있어서 탄소로만 구성된 그라파이트 분말과 탄소를 함유한 알루미늄 분말은 탄화물 형성이라는 동일한 작용 효과를 가져오게 되며, 어떤 인젝션 분말을 사용할 것인지는 조업 여건 등에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 일반적인 확산 이론에 의할 때 온도가 높은 경우에 확산 효과가 높아진다. 그러므로, 용융금속의 온도를 상대적으로 높이는 조업 조건에서는 탄소를 함유한 알루미늄 분말을 인젝션 분말로서 사용하고, 그 반대의 경우에는 그라파이트 분말을 이용하면, 결과적으로 유사한 크기의 미세 탄화물 분산상을 각각 얻을 수 있게 된다. 한편, 인젝션용 알루미늄 분말의 경우, 탄화물 형성이 용이하기 위해서는 용융금속 스트림과 충돌하는 분말 내부에 가급적 많은 탄소가 함유되는 것이 바람직하나, 인젝션용 알루미늄 분말 내부에 주입할 수 있는 탄소량은 열역학적으로 제한되기 때문에, 주성분은 알루미늄 분말이며 일부 탄소를 함유하는 형태가 된다. 참고적으로, 인젝션용 알루미늄에 함유된 탄소원자는 상온에서는 두가지 형태로 알루미늄 분말 내부에 존재할 수 있는바, 첫째 고용도 이내의 소량이 알루미늄 기지에 고용된 형태로 존재하는 것으로 이 경우에는 원자형태로 알루미늄 격자내부에 존재하며, 둘째 고용도를 초과하는 탄소가 별도로 모여서 구성된 그라파이트 구조의 탄소화합물의 정출된 형태로 존재한다. Al-Ti-based alloys and powders for injection are prepared in advance before the step of the present invention. Injection powders include ordinary carbon powder (usually graphite powder) or carbon-containing aluminum powder produced by gas spraying or other powder manufacturing methods. Used. In the present invention, the graphite powder composed only of carbon and the aluminum powder containing carbon have the same effect of carbide formation, and which injection powder to use may be selected according to the operating conditions and the like. For example, according to the general diffusion theory, the diffusion effect is high when the temperature is high. Therefore, in operating conditions where the temperature of the molten metal is relatively high, aluminum powder containing carbon is used as the injection powder and vice versa, resulting in fine carbide dispersed phases of similar size, respectively. do. On the other hand, in the case of injection aluminum powder, it is desirable to contain as much carbon as possible inside the powder colliding with the molten metal stream in order to facilitate carbide formation, but the amount of carbon that can be injected into the injection aluminum powder is limited thermodynamically. Therefore, the main component is aluminum powder, which is in a form containing some carbon. For reference, the carbon atoms contained in the aluminum for injection may exist inside the aluminum powder in two forms at room temperature. First, a small amount within a solid solution exists in the form of a solid solution in the aluminum base. It is present in the lattice and is a crystallized form of carbon compound of graphite structure composed of carbons in excess of the second solid solution.

본 발명의 단계에 들어가면, Al-Ti계 모합금은 950~1250 ℃ 온도범위에서 재용해된 후, 상기 Al-Ti 모합금의 용융체를 분무성형하는 동시에 인젝터를 통해 인젝션용 분말을 함께 뿌리는 과정을 통해 원기둥형태의 성형체가 제조된다.In the step of the present invention, the Al-Ti base alloy is re-dissolved at a temperature range of 950 ~ 1250 ℃, the process of spray molding the melt of the Al-Ti master alloy and at the same time spraying the powder for injection through the injector Through the cylindrical shaped body is produced.

그 다음 제조된 분무성형체의 고온 및 상온특성을 향상시키기 위해 분무성형체를 열간 또는 냉간가공하는 과정을 통해 최종 제품이 나오게 된다.Then, in order to improve the high temperature and room temperature characteristics of the prepared spray molded product, the final product is produced through hot or cold working of the spray molded product.

한편, 본 발명 분산강화 내열 알루미늄 합금의 제조방법은 상기한 타이타늄 탄화물 외에도 Nb, V, Ta, Hf, Zr 탄화물등으로 강화되는 알루미늄 합금의 제조에도 응용될 수 있다.On the other hand, the production method of the dispersion-reinforced heat-resistant aluminum alloy of the present invention can be applied to the production of aluminum alloy reinforced with Nb, V, Ta, Hf, Zr carbide, etc. in addition to the titanium carbide.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

[실시예]EXAMPLE

Al-10wt%Ti과 Al-2wt%C 모합금을 유도용해로로 제조하였다. 다음 인젝션용 분말은 두가지 방법으로 제조하였는데, 첫째, 상기 Al-2wt%C 모합금을 가스분무하여 Al-2wt%C 분말형태로 제조하였으며, 둘째, 상용 그라파이트를 분쇄하여 탄소분말을 제조하여 인젝션용 분말을 준비하였다.Al-10wt% Ti and Al-2wt% C mother alloys were prepared by induction melting. The following injection powder was prepared by two methods, firstly, Al-2wt% C master alloy was prepared in the form of Al-2wt% C powder by gas spraying, and second, commercial graphite was pulverized to prepare carbon powder for injection. Powder was prepared.

타이타늄 탄화물 분산강화 알루미늄 합금은 반응성 분무성형법(reactive spray forming)으로 제조하였으며, 제조방법은 다음과 같다.Titanium carbide dispersion-reinforced aluminum alloys were prepared by reactive spray forming, and the preparation method is as follows.

Al-Ti 모합금을 분무성형장치의 용해장비로 재용해하여 합금 용융체를 분무성형함과 동시에 인젝터를 통해 인젝션용 분말을 뿌려주면서 타이타늄 탄화물로 분산강화된 내열 알루미늄 합금의 분무성형체를 제조하였다. 그 다음 상기 분무성형체를 375 ℃에서 25:1의 압출비로 압출하였다.The Al-Ti master alloy was re-dissolved as a dissolution apparatus for the spray molding apparatus to prepare a spray molding of a heat-resistant aluminum alloy dispersed and strengthened with titanium carbide while spraying the alloy melt and spraying the injection powder through an injector. The sprayed molded product was then extruded at an extrusion ratio of 25: 1 at 375 ° C.

도 1은 반응성 분무성형법으로 제조된 타이타늄 탄화물로 분산강화된 내열 알루미늄 합금의 단면조직 현미경사진이다. 본 발명의 제조방법으로 제조된 알루미늄 합금에서 평균 약 50 nm정도의 미세한 타이타늄 탄화물(A, B, C, D)이 알루미늄 기지조직 내에 균일하게 분포되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이러한 조직은 기존의 급냉응고/분말야금재 보다 미세한 것이다.1 is a cross-sectional micrograph of a heat-resistant aluminum alloy dispersed and strengthened with titanium carbide prepared by reactive spray molding. In the aluminum alloy manufactured by the manufacturing method of the present invention, it can be seen that the fine titanium carbide (A, B, C, D) of about 50 nm is uniformly distributed in the aluminum matrix. This structure is finer than conventional quench coagulation / powder metallurgy.

하기 표 1은 기존의 통상적인 분무성형법으로 제조된 알루미늄 합금 중에서 가장 대표적인 내열 알루미늄 합금으로 알려진 Al-Fe계 합금(비교재)과 본 발명의 제조방법으로 제조된 알루미늄 합금(발명재)의 상온 및 고온인장특성을 비교한 것이다.Table 1 is a room temperature of the Al-Fe-based alloy (comparative material) known as the most representative heat-resistant aluminum alloy among the aluminum alloy prepared by conventional spray molding method and the aluminum alloy (invented material) manufactured by the manufacturing method of the present invention and It is a comparison of high temperature tensile characteristics.

구분division 합금조성 (wt%)Alloy composition (wt%) 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 고온인장강도(MPa)/300℃High temperature tensile strength (MPa) / 300 ℃ 고온인장강도(MPa)/ 400℃High temperature tensile strength (MPa) / 400 ℃ 발명재Invention 반응분무성형Reaction Spray Molding 424424 254254 168168 비교재Comparative material 통상분무성형Normal spray molding 265265 130130 110110

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 기존의 비교재의 경우에는 상온 인장강도가 265MPa인 반면에 본 발명재의 인장강도는 424MPa로 60% 이상 우수한 특성을 보인다. 또한 고온 인장강도의 경우에도 발명재의 값이 50% 이상 증가되었다.As shown in Table 1, in the case of the conventional comparative material, the tensile strength of the present invention is 265 MPa, whereas the tensile strength of the present invention is 424 MPa. In addition, even in the case of high temperature tensile strength, the value of the invention increased by 50% or more.

이상의 결과로부터 통상 분무성형법으로 제조된 알루미늄 합금에 비해, 본 발명의 반응성 분무성형법으로 제조된 알루미늄 합금은 월등히 미세한 분산상 조직을 갖춤으로써 우수한 상온 및 내열특성을 나타냄을 알 수 있었다.From the above results, it can be seen that the aluminum alloy prepared by the reactive spray molding method of the present invention exhibits excellent room temperature and heat resistance characteristics by having an extremely fine dispersed phase structure compared to the aluminum alloy prepared by the spray molding method.

본 발명에 의한 방법으로 타이타늄 탄화물 강화 알루미늄 합금을 제조할 경우 평균 50 nm 크기의 타이타늄 탄화물 분산상을 갖는 분산강화 내열 알루미늄 합금을 저렴한 가격으로 제조할 수 있게 된다.When the titanium carbide-reinforced aluminum alloy is produced by the method of the present invention, it is possible to produce a dispersion-reinforced heat-resistant aluminum alloy having a titanium carbide dispersed phase having an average size of 50 nm at low cost.

또한 이러한 분산강화 내열 알루미늄 합금은 내열 및 상온특성이 우수하여 운송기기의 엔진소재 및 각종 산업기기용 부품소재로 활용될 수 있으므로 본 발명이 주는 산업상의 효과는 크다고 할 것이다.In addition, the dispersion-resistant heat-resistant aluminum alloy is excellent in heat resistance and room temperature characteristics can be utilized as the engine material of transportation equipment and various industrial equipment parts material will be said to have a great industrial effect of the present invention.

한편, 본 발명의 분산강화 내열 알루미늄 합금의 제조방법은 상기한 타이타늄 탄화물 외에도 Nb, V, Ta, Hf, Zr 탄화물 강화 알루미늄 합금제조에도 응용될 수 있으므로 그 응용면에서 큰 효과를 갖는다고 할 것이다.On the other hand, the production method of the dispersion-reinforced heat-resistant aluminum alloy of the present invention can be applied to the production of Nb, V, Ta, Hf, Zr carbide-reinforced aluminum alloy in addition to the above titanium carbide, it will be said to have a great effect in the application.

Claims (4)

분무성형법에 의해 알루미늄 합금을 제조함에 있어서,In manufacturing aluminum alloy by spray molding method, 타이타늄의 함유량이 0.1~20 wt%인 Al-Ti 모합금을 분무주조장치에서 용해하여 용융물을 분무함과 동시에, 탄소만으로 구성된 그라파이트 분말 또는 탄소를 함유한 알루미늄 합금분말로 이뤄진 인젝션용 분말을 인젝터를 통해 함께 분사하여 반응성 분무성형에 의해 분무성형체를 제조하는 단계와;The Al-Ti master alloy containing 0.1 to 20 wt% of titanium is dissolved in a spray casting apparatus to spray the melt, and the injector is made of an injection powder made of carbon powder of graphite powder or aluminum alloy powder containing carbon. Spraying together to produce a spray molded body by reactive spray molding; 상기 단계에서 제조된 분무성형체를 열간 또는 냉간가공하는 단계로 이루어지되, 상기 열간가공은 250~550 ℃의 온도범위에서 행해지고, 상기 냉간가공은 상온~150 ℃의 온도범위에서 행해지며, 또한 상기 열간 또는 냉간가공은 단조비 6 이상으로 행하는 단조과정으로 행해지거나, 압하율이 50% 이상인 압연과정으로 행해지거나, 또는 압출비가 10:1 이상인 압출과정에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 분산강화 내열 알루미늄 합금 제조방법.The spray molded product prepared in the above step is made of hot or cold working, wherein the hot working is carried out at a temperature range of 250 ~ 550 ℃, the cold working is carried out at a temperature range of room temperature ~ 150 ℃, and also the hot Alternatively, cold working is performed by a forging process with a forging ratio of 6 or more, by a rolling process with a reduction ratio of 50% or more, or by an extrusion process with an extrusion ratio of 10: 1 or more. Manufacturing method. 삭제delete (삭제)(delete) 제 1항에 있어서, 상기 Al-Ti 모합금 용융물의 분무시 온도를 900~1400 ℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 분산강화 내열 알루미늄 합금 제조방법.The method of claim 1, wherein the spraying temperature of the Al-Ti master alloy melt is maintained at 900 to 1400 ° C.
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