KR100542873B1 - 기계적 특성이 개선된 다공성 Ａｌ합금의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다공성 Al 합금이 보다 더 우수한 기계적 특성을 가질 수 있도록 하는 다공성 Al 합금의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 Al 금속; 및 Mg, Si 및 Cu로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함해서 이루어진 다공성 Al 합금의 제조에 있어서, 다공성 Al 합금 재료를 발포한 후 연성화 열처리를 수행하는 다공성 Al 합금의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 Al 합금의 재료를 발포시킨 후 연성화 열처리를 수행함으로써, 발포시 발생되는 Al-Cu와 Al-Mg 등의 석출물들을 균일하게 제거시킬 수 있어 종래 연성화 열처리를 수행하지 않은 다공성 Al 합금에 비해 낮은 취성과 우수한 에너지 흡수특성을 갖는 다공성 Al 합금을 제조할 수 있다.

다공성, 알루미늄, 합금, 열처리.

Description

기계적 특성이 개선된 다공성 Ａｌ합금의 제조방법{METHOD FOR PREPARING POROUS ALUMINUM ALLOY TO IMPROVE MECHANICAL PROPERTIES}

도 1a는 용탕발포(melt foaming)방법에 의한 다공성 Al 합금의 발포과정을 나타낸 그림이며,

도 1b는 분말소결발포(powder compact foaming)방법에 의한 다공성 Al 합금의 발포과정을 나타낸 그림이며,

도 2a는 도 1a의 방법에 의해 제조된 다공성 Al 합금을 나타낸 사진이며,

도 2b는 도 1b의 방법에 의해 제조된 다공성 Al 합금을 나타낸 사진이며,

도 3은 다공성 Al 합금의 기계적 특성검사를 위한 압축시험(compression test) 장치를 도시한 그림이며,

도 4는 종래 발포 직후 제조된 다공성 Al 합금의 압축유동곡선을 나타낸 그래프이며,

도 5a는 발포 직후 제조된 다공성 Al 합금의 셀(cell) 기둥 부분에 대한 광학현미경 사진을 나타낸 것이며,

도 5b는 발포 직후 제조된 다공성 Al 합금의 셀 기둥 부분에 대한 주사전자현미경 사진(1000배)을 나타낸 것이며,

도 5c는 발포 직후 제조된 다공성 Al 합금의 셀 기둥 부분에 대한 EDX(energy dispersive X-ray) 조사 결과를 나타낸 그래프이며,

도 6a는 본 발명의 다공성 Al 합금 제조를 위한 열처리 장비를 도식적으로 나타낸 그림이며,

도 6b는 본 발명의 다공성 Al 합금 제조를 위한 열처리 과정의 일예를 도식적으로 나타낸 그래프이며,

도 7은 본 발명의 연성화 열처리 전후의 다공성 Al 합금의 압축유동곡선을 비교한 그래프 및 합금을 모습을 비교한 사진이며,

도 8a는 연성화 열처리 전의 다공성 Al 합금의 압축 파단부를 조사한 주사전자현미경(25, 200, 500배) 사진이며,

도 8b는 본 발명의 연성화 열처리 후의 다공성 Al 합금의 압축 파단부를 조사한 주사전자현미경(25, 200, 500배) 사진이며,

도 9a는 연성화 열처리 전 다공성 Al 합금의 미세조직을 나타낸 광학현미경(200배) 사진이며,

도 9b는 본 발명의 연성화 열처리 후 다공성 Al 합금의 미세조직을 나타낸 광학현미경(200배) 사진이며,

도 10a는 연성화 열처리 전 다공성 Al 합금의 미세석출물 변화를 조사한 X-선 회절분석 결과를 나타낸 그래프이며,

도 10b는 본 발명의 연성화 열처리 후 다공성 Al 합금의 미세석출물 변화를 조사한 X-선 회절분석 결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다공성 Al 합금의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 Mg, Si 또는 Cu가 첨가된 다공성 Al 합금의 기계적 특성을 개선하는 방법에 관한 것이다.

다공성 재료는 다양한 산업분야에서 최근 여러 가지 유용한 응용가능성으로 인하여 많은 관심을 끌고 있다.

이러한 다공성 재료의 가장 중요한 특징은 가벼운 무게에도 불구하고 높은 강도를 얻을 수 있고, 특히 진동이나 소음 등을 용이하게 흡수할 수 있다는 점에 있는데, 이는 다공성 재료내에 셀(cellular) 구조라 불리는 많은 기공을 함유한 특유의 미세구조에 기인하는 것이다.

다공성 재료들은 지금까지 대부분 세라믹이나 고분자 재료 등으로 제조되어 왔으나, 최근 우수한 특성을 갖는 금속성 발포재료를 비교적 손쉽게 만들 수 있는 방법들이 개발되었다. 이들 중 가장 대표적인 방법으로 용탕발포법(melt foaming) 또는 분말소결발포(powder compact foaming)법이 있다. 상기 용탕발포법은 금속용탕에 가스를 불어넣거나 발포제를 직접 첨가하여 성형하는 것이며, 상기 분말소결발포는 발포제와 금속분말을 먼저 압축성형한 후 고온에서 발포시키는 것이다. 이를 더욱 구체적으로 설명하기 위해 다공성 Al 합금의 제조방법의 예를 들면, 도 1a에서 보는 바와 같이, 용탕발포(Alporas process) 방법의 경우 Al 합금 덩어리를 용탕에 넣고 고루 용융시킨 후 이어서 발포제(주로 TiH₂가 사용된다)를 넣어서 다공성 Al 합금을 성형한다(도 2a 참조). 또한 도 1b에서 보는 바와 같이 분말소결발포(Fraunhofer, Alulight process) 방법의 경우, Al 합금 분말을 발포제와 함께 잘 섞은 후 분말야금 방법으로 압출 성형하여 1차 성형체를 만들고 이어서 1차 성형체를 몰드 내에 장입하고 특정 온도 이상으로 가열하여 발포시켜 다공성 Al 합금을 제조한다(도 2b 참조){M.F. Ashby, A.Evans, N.A.Fleck, L.J.Gibson, J.W. utchinson and H.N.G. Wadley, 2000, "Metal Foams, A Design Guide", Butterworth Heinemann, Woburn, MA, USA. pp.9-12}.

이와 같은 방법을 이용한 금속 다공성 재료들은 금형의 형상대로 성형(near net shape)을 하거나 다층 구조재로의 제조가 용이하고 합금원소의 첨가나 밀도를 자유롭게 조절하여 다양한 물성을 얻을 수 있다는 점에서 큰 장점이 있다. 특히 Al 다공성 재료의 기계적 변형거동은 밀도나 재료 자체의 셀구조 외에도 Al 분말의 합금원소에 의해서도 큰 영향을 받는다. 즉 여러 종류의 Al계 벌크 합금재료에서와 마찬가지로 다공성 재료의 기지조직에 첨가된 Mg, Si, Cu 등의 합금원소들은 열처리 후 다양한 석출상 조직을 발달시켜서 순수한 금속의 다공성 재료에서는 얻을 수 없었던 특성을 얻을 수 있는 것이다.

그런데 일반적으로 여러 합금 원소들이 첨가된 다공성 Al 합금을 고온에서 발포시키면 의도하지 않았던 상당히 큰 크기의 금속간 화합물들이 먼저 형성되는 경우가 많다. 또한 이렇게 형성되는 여러 종류의 조대한 금속간 화합물들은 취성이 상당히 크므로 기계적 변형시 균일한 물성제어를 어렵게 한다.

구체적으로, 첨부된 도면을 통하여 설명하면 하기와 같다.

종래 발포시켜 얻어진 다공성 Al 합금을 도 3의 압축시험기를 이용하여 압축유동특성을 측정한 결과, 도 4에서 보는 바와 같은 압축유동곡선(compressive flow curve)을 얻을 수 있었다(괄호는 발포재의 밀도를 나타냄). 도 4에서 보는 바와 같이, 일정 변형량(2%) 부근에서 응력이 최대값에 도달한 후 급속히 감소하고 이어서 국부적으로 증가와 감소를 반복하다가 갑자기 급격히 상승하여 구조의 조밀화(densification)가 일어나는 모습을 보이고 있다. 이러한 압축 유동곡선은 취성이 큰 발포성 재료의 전형적인 모습이다. 특히 최대압축강도 부근에서 유동곡선이 상당히 날카로운 피크를 보이고, 이후 최종적으로 조밀화가 일어날 때까지 중간의 정상상태 구간(plateau region)에서 심한 요동을 나타내는 등의 특징적인 모습은 다공성 Al 합금재료에서 쉽게 볼 수 있는데, 이러한 심한 요동을 보이는 정상상태 구간은 예측가능한 균일 변형을 제공해 주지 못하기 때문에 실용적 면에서 제한이 많다.

도 5는 발포 직후의 다공성 Al 합금의 셀(cell) 기둥 부분에 대한 광학 및 주사전자현미경 사진과 EDX(energy dispersive X-ray) 조사 결과이다. 도 5에서 보는 바와 같이, 60∼80 ㎛ 크기의 결정립 내부에 1∼2 ㎛의 미세한 석출상들이 존재하고 있으며, 그밖에 입계에도 다른 종류의 석출상들이 관찰되지만 광학현미경만으로는 그 구분이 분명하지가 않다. 따라서 입계의 상구분을 명확히 하기 위해 주 사전자현미경(SEM)의 전자후방산란 이미지 관찰을 병행하였다. 이 조직사진을 보면 입계에 존재하는 석출상들을 분명히 확인할 수 있으며(도 5b 참조), 도 5c의 EDX에 의한 국부적인 성분분석결과 Al-Si-O의 실리케이트(上)와 Al-Cu의 금속간 화합물(中)이 입계에 형성되어 있는 것으로 나타난다(도 5b와 5c의 참조번호 6과 7). 한편 결정립의 내부는 Al과 Mg이 주로 나타나고 일부 O의 피크가 잡히는 것으로 보아 Al의 기지상에 Al-Mg 화합물 또는 Al 산화물 상이 존재하는 것으로 나타난다(下, 도 5c와 5b의 참조번호 8). 일반적으로 Al 산화물들은 그 크기가 매우 미세해서 주사전자현미경으로 관찰하기는 힘들므로 도 5a의 결정립 내부에서 볼 수 있었던 석출물들은 대부분 산화물이라기 보다는 Al-Mg의 석출물로 보여진다. Al-Mg과 Al-Cu 등의 금속간 화합물 상이나 여러 산화물이 결정립내 또는 입계에 석출된 미세조직을 갖는 재료는 연성이 비교적 낮고 취성파괴 거동을 보일 가능성이 크다{A.E.Markaki and T.W.Clyne, 2001, “The effect of cell wall microstructure on the deformation and fracture of aluminium-based foams”, Acta Materialia, Vol.49, pp.1677~1686}.

이상 상술한 바와 같이 다공성 재료의 기지조직에 첨가된 Mg, Si, Cu 등의 합금원소들은 고온에서 발포되는 도중 의도하지 않았던 금속간 화합물들이 먼저 형성되는 경우가 많다. 그리고 이렇게 형성되는 여러 종류의 조대한 금속간 화합물들은 취성이 상당히 크므로 기계적 변형시 균일한 물성제어를 어렵게 한다. 그러므로 Al을 기지로 한 다공성 재료의 성질을 개선시키기 위해서, 여러 종류의 합금 원소를 첨가할 경우 발포 과정에서 원하지 않게 발현되는 취성증가의 현상을 해결해야 할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다공성 Al 합금이 낮은 취성 및 우수한 에너지 흡수특성을 가질 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Al 금속; 및 Mg, Si 및 Cu로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함해서 이루어진 다공성 Al 합금 재료를 발포시킨 후 열처리를 수행함으로써 다공성 Al 합금을 제조하는 방법에 있어서,
상기 열처리는, 400 내지 500℃의 열처리 온도에서 2 내지 4 시간 동안 수행하는 연성화 열처리인 것을 특징으로 하는 다공성 Al 합금의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

단계 1에서는 다공성 Al 합금 재료를 발포하여 다공성 Al 합금을 제조한다.

본 발명에서 다공성 Al의 합금 재료는 Al 금속; 및 Mg, Si 및 Cu로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함한다.

발포방법의 일예는 용탕제조법, 분말소결발포법 또는 주조법 등이 있다. 상기 용탕제조법은 도 1a에서 보는 바와 같이, Al 합금 재료덩어리를 용탕에 넣고 고 루 용융시킨 후 TiH₂ 등과 같은 발포제를 첨가하여 다공성 Al 합금을 제조하는 것이다.

분말소결발포법은 Al 합금 재료분말을 발포제와 함께 잘 혼합한 후 분말 야금 방법으로 압출 성형하여 1차 성형체를 제조한 후 상기 1차 성형체를 몰드 내에 장입하고 특정 온도 이상으로 가열하여 발포시킨다. 이때 가열온도는 Al 합금 재료분말의 조성에 따라 조절할 수 있으며, 일예로 일반적인 다공성 Al 합금은 700℃에서 수행한다.

주조법은 먼저 고온에서는 분해돼 없어지는 고분자(polymer)로 발포재 형태를 만들고 이어서 주물사로 이 발포재에 대한 주형을 만든 후 가열하면 고분자는 사라지고 주형만 남는다. 이 주형에 금속 용탕을 주입하여 최종 발포체를 제조한다.

상기 발포단계는 상기 제시된 방법으로 제조될 수 있는 모든 조건을 포함하는 것으로 이에 대한 특정 조건을 한정하지 않는다.

단계 1에서 제조된 다공성 Al 합금은 개포형(open cell type) 다공성 Al 합금이거나 폐포형(closed cell type) 다공성 Al 합금이다. 상기 개포형 다공성 Al 합금은 발포된 후 형성된 기공들이 독립적으로 나뉘어져 있지 않고 서로 모두 연결되어 있는 형태이며, 상기 폐포형 다공성 Al 합금은 기공들이 독립적으로 하나 하나 나뉘어져 있는 독방의 형태를 말한다.

연성화 열처리 단계는 상기와 같은 방법으로 제조된 다공성 Al 합금에 연성화 열처리를 수행하여 최종적으로 다공성 Al 합금의 기계적 특성을 개선시키는 단계이다.

상기 연성화 열처리는 본 발명의 제조방법에서 가장 중요한 특징으로, Mg, Si 및/또는 Cu가 함유된 다공성 Al 합금의 발포시 발생되는 Al-Cu 및 Al-Mg 등의 석출물들을 균일하게 제거함으로써 다공성 재료의 특성을 개선시키는 것을 특징으로 갖는다.

상기 연성화 열처리 및 시간은 첨가된 합금원소의 종류와 조성에 따라 조절할 수 있으며, 바람직하게 연성화 열처리는 400∼500℃이며, 열처리 시간은 2∼4 시간이다. 가장 바람직하게는 상기 열처리를 500℃에서 4 시간 동안 수행한다. 이때, 연성화 열처리 온도는 일정한 속도로 상승토록 하며, 연성화 열처리 후 수냉을 통하여 냉각시킨다. 연성화 열처리가 상기 온도범위 미만인 경우, 충분한 연성화 처리가 되지 못하여 취성이 그대로 유지되는 단점이 있으며, 상기 온도범위를 초과한 경우, 융점이 낮은 재료를 고온에서 장시간 열처리 함에 따라 특정 모양으로 성형해 준 형태가 허물어지는 등의 단점이 발생한다.

또한, 상기 연성화 열처리는 열선이 구비된 일반 열처리로 또는 반사판이 구비된 반사로에서 수행한다. 일예로, 도 6a는 반사판이 구비된 반사로를 도식화한 것으로, 상기 반사판이 구비된 반사로는 단계 1에서 제조된 다공성 Al 합금(9), 다공성 Al 합금을 위치시키는 좌대(10), 가열용 열선 또는 램프(11) 및 단열상자(12)로 이루어진다.

본 발명의 제조방법은 Mg, Si 및 Cu로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속; 및 Al 금속 잔부로 이루어진 다공성 Al 합금에 이용할 수 있으며, 구체적으로 Al-Mg, Al-Cu, Al-Si-Mg, Al-Si-Cu, Al-Mg-Cu 및 Al-Si-Cu-Mg로 이루어진 그룹 중 선택된 다공성 Al 합금에 적용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 본 발명에 의한 다공성 Al 합금의 제조

(단계 1) 다공성 Al 합금재료를 발포하는 단계

(1) 용탕발포방법에 의한 발포

Al 92g, Mg 2g, Cu 2g 및 Si 3g으로 이루어진 알루미늄 합금 분말을 680℃로 유지하여 용탕을 만들었다. 이어서 제조된 용탕을 저어주면서 직경 20 ㎛의 TiH₂ 1g을 첨가하였다. 상기 TiH₂ 가 용탕 내에 분산되자마자 기공이 발생되는데, 이때 상기 용탕을 냉각시켜 기공들이 서로 붕괴하거나 병합되지 않도록하며 다공성 Al 합금을 제조하였다.

(2) 분말소결발포법의 의한 발포

TiH₂ 분말 1g과 Al 92g, Mg 2g, Cu 2g 및 Si 3g으로 이루어진 알루미늄합금 분말을 혼합한 후 압분하고, 150ton의 압력으로 압출 하였다. 이런 일차 성형체를 일정한 형상의 틀 속에 장입하고 알루미늄 합금의 고상선 위까지 가열하여 다공성 Al 합금을 제조하였다.

(3) 주조법에 의한 발포

먼저, 고온에서는 분해돼 없어지는 고분자(polymer)로 발포재 형태를 만들었다. 이어서 주물사로 이 발포재에 대한 주형을 만든 후 가열하여 주형을 제작하였다. 상기 사형주형에 Al 93g, Mg 2g, Cu 2g 및 Si 3g으로 이루어진 Al 합금 용탕을 적절한 압력으로 넣어주고 냉각시키고, 사형주형을 제거하여 다공성 Al 합금을 제조하였다.

(단계 2) 연성화 열처리 단계

상기에 예로 설명한 공정들을 통해 제조된 다공성 Al 합금을 첨부된 도 6a의 열처리 장비를 이용하여 연성화 열처리를 수행하였다. 상기 열처리 장비는 열처리를 수행할 다공성 Al 합금(9), 다공성 Al 합금을 올려 놓는 좌대(10), 가열용 열선 또는 램프(11) 및 단열상자(12)로 이루어져 있다.

이때, 연성화 열처리는 500℃까지 10분간 온도를 올린 후 이 온도에서 4시간 동안 수행하였으며, 열처리 후 수냉으로 냉각하였다.

<비교예 1> Al 합금재료의 발포에 의한 다공성 Al 합금의 제조

연성화 열처리에 의한 다공성 Al 합금재료의 물리적 성질을 비교하기 위해 상기 실시예 1에서 단계 1과 동일한 방법만으로 다공성 Al 합금을 제조하였다.

<실험예 1> 다공성 Al 합금의 압축유동 측정

(주)경도정밀에서 제조한 고온 압축 시험기를 이용하여 본 발명의 다공성 Al 합금의 압축유동을 측정하였다. 이때 변형속도는 0.5/sec, 변형량은 최대 80% 까지 압축변형을 주었다. 결과는 도 7에 나타내었다. 도 7은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 다공성 Al 합금의 압축유동곡선을 비교한 그래프 및 사진이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 연성화 열처리를 적용한 결과 최대압축강도 자체에는 큰 변화가 없으나 그 부근에서 유동곡선의 날카로운 피크가 사라지고 정상상태 구간은 비교적 균일하고 매끈하게 되었다는데 큰 차이가 있음을 알 수 있다. 유동곡선과 같이 도시한 20% 변형(strain)에서의 시편모양을 보아도 그 차이는 뚜렷하다. 연성화 열처리를 적용한 다공성 Al 합금은 균일한 소성변형을 받아서 셀구조가 접히듯 변형을 하는 반면, 발포 직후에는 취성파괴가 일어나서 셀구조의 측벽이 깨져나가는 것을 관찰할 수 있다.

<실험예 2> 주사전자현미경 및 광학현미경에 의한 다공성 Al 합금의 관찰

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 다공성 Al 합금의 압축 파단부의 미세조직을 비교 관찰하기 위하여, 주사전자현미경(JEOL-5500)을 사용하였다.

또한, 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 다공성 Al 합금의 미세조직을 비교 관찰하기 위하여, 광학현미경으로 이용하였다.

압축 파단부는 압축변형 후 떨어져 나간 파단 시편조각을 수거하여 탄소테이프를 붙인 후 주사전자현미경 홀더에 장착하고 그 파단면을 관찰하였다.

도 8은 연성화 열처리 전 후 다공성 Al 합금의 압축 파단부를 조사한 주사전자현미경 사진으로써, 도 8a는 연성화 열처리 전(비교예 1)의 변형이 집중된 셀 기둥 부분 파단부를 나타낸 것이며, 도8b는 연성화 열처리 후(실시예 1)의 변형이 집중된 셀 기둥 부분 파단부를 나타낸 것이다.

도 8a를 보면, 일부 딤플파괴(dimple rupture) 부분이 보이지만 번호 13과 같은 편평한 파단면이 많이 관찰되는 것으로 보아 대부분 결정립과 결정립이 서로 분리되면서 파괴(decohesive rupture)가 일어난 것으로 보인다.

반면, 도 8b를 보면, 주로 소성변형의 흔적과 기공성장 및 결합(ductile void growth and coalescence)에 의한 딤플 파괴의 흔적이 관찰된다.

이러한 이유로 인해, 500℃에서 4시간 동안 연성화 열처리한 다공성 Al 합금의 에너지 흡수 특성(도 7의 유동곡선상의 아래면적)이 크게 향상된 것은 취성이 매우 큰 여러 금속간 화합물 상들이 결정립계나 내부에서 고용되어 사라짐으로써 다공성 Al 합금의 파괴가 주로 연성변형에 의하여 일어나기 때문으로 생각된다.

도 9는 연성화 열처리 전후 다공성 Al 합금의 미세조직을 광학현미경을 관찰한 사진으로, 도 9a는 연성화 열처리 전 다공성 Al 합금을 나타낸 것이며, 도 9b는 연성화 열처리 후 다공성 Al 합금을 나타낸 것이다. 도 9에서 보는 바와 같이, 결정립 내의 많은 석출물들이 열처리 후에 사라진 것으로 확인할 수 있다.

<실험예 3> 다공성 Al 합금의 미세석출물 변화 조사

미세석출물 변화를 조사하기 위해 기공이 없는 시편의 외곽 벽면(dense skin)을 10mm ×10mm ×2mm 크기로 채취하고 양면을 평탄하게 가공한 후 엑스선 회절 분석기(RIGAKU DMAX-2500)을 이용하여 조사하였다.

도 10은 연성화 열처리 전후 다공성 Al 합금의 미세석출물 변화를 조사한 엑스선 회절분석 결과를 나타낸 것으로써, 도 10a는 연성화 열처리 전 다공성 Al 합금(비교예 1)을 나타낸 것이며, 도 10b는 연성화 열처리 후 다공성 Al 합금(실시예 1)을 나타낸 것이다.

도 10a 및 도 10b를 비교하여 보면, 연성화 열처리 후 Al-Cu 및 Al-Mg 등의 석출물들이 나타내는 피크가 사라짐을 알 수 있다.

<실험예 4> 다공성 Al 합금의 기계적 특성 실험

연성화 열처리 전후의 다공성 Al 합금의 기계적 특성의 변화를 알아보기 위하여, 압축강도 및 에너지 흡수 특성을 측정 및 비교하였다.

압축강도는 도 7에 보인 압축유동곡선 상의 피크응력으로 하였으며, 에너지 흡수 특성은 도 7에서 응력이 일정해 지는 10∼20 %의 변형량 구간에 해당 압축응력을 곱해서 구하였다.

결과는 하기 표 1에 나타내었다.

	압축강도(MPa/density)	에너지 흡수 특성(MJ/m3)
열처리전	36.2	2
연성화 열처리	39.3	4

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 연성화 열처리에 의해서 압축강도(취성)이 저하되고 에너지 흡수 특성이 향상되는 등 현저한 기계적 특성의 개선이 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 Al 합금의 재료에 연성화 열처리를 수행함으로써, Al-Cu와 Al-Mg 등의 석출물들을 균일하게 제거시킬 수 있어 종래 연성화 열처리를 수행하지 않은 다공성 Al 합금에 비해 낮은 취성과 우수한 에너지 흡수특성을 갖는 다공성 Al 합금을 제조할 수 있다.

Claims (7)

1. Al 금속; 및 Mg, Si 및 Cu로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함해서 이루어진 다공성 Al 합금 재료를 발포시킨 후 열처리를 수행함으로써 다공성 Al 합금을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 열처리는, 400 내지 500℃의 열처리 온도에서 2 내지 4 시간 동안 수행하는 연성화 열처리인 것을 특징으로 하는 다공성 Al 합금의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발포는 용탕제조법, 분말소결발포법 또는 주조법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다공성 Al 합금의 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 연성화 열처리는 열선이 설치된 일반 열처리로 또는 반사판이 장치된 반사로에서 수행되는 것을 특징으로 하는 다공성 Al 합금의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 Al 합금 재료를 상기 열처리 온도까지 온도를 상승시키고 2∼4 시간 동안 온도를 유지한 후 더욱 수냉으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 다공성 Al 합금의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 Al 합금이 Al 92 내지 93중량부, Mg 2중량부, Si 3중량부 및 Cu 2중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 다공성 Al 합금의 제조방법.
7. 삭제

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