KR100609281B1

KR100609281B1 - 알루미늄 합금(Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｒ)으로 이루어진 광고용 찬넬의 제조방법

Info

Publication number: KR100609281B1
Application number: KR1020040058474A
Authority: KR
Inventors: 김원태; 서은희
Original assignee: 김원태; (주)서일테크
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-08-03
Also published as: KR20060009777A

Abstract

본 발명은 저중량이면서 작업공정이 쉬운 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)으로 이루어진 광고용 찬넬의 제조에 관한 것으로서, 보다상세하게는 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)의 주조체를 금속 용해로에 넣고 450~600℃ 온도 범위에서 6시간~12시간동안 가열하여 융해시키는 단계와; 금속 용해로에서 융해된 알루미늄 합금의 주조체를 보온로에서 350~500℃ 온도 범위에서 예열한 후 열간 압출(또는 압연)하는 단계와; 열간 압출(또는 압연)에서 생성된 압출재(또는 압연재)를 냉간 압연하여 판재를 만든후, 이를 450~530℃ 상온에서 8~12시간 동안 열처리하는 단계와; 열처리된 알루미늄 판재의 표면을 전처리하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)으로 이루어진 광고용 찬넬의 제조방법에 관한 것이다.

알루미늄 합금(Al-Si-Cr), 열처리, 표면 전처리

Description

알루미늄 합금(Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｒ)으로 이루어진 광고용 찬넬 의 제조방법{THE MANUFACTURE METHOD OF CHANNEL WITH an Al-Si-Cr alloy}

도1은 본 발명에 따른 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)으로 이루어진 광고용 찬넬의 제조방법을 도시한 흐름도,

도2는 본 발명의 실시예 1에 따른 알루미늄 최종판재의 결정립을 나타낸 현미경 사진,

도3은 본 발명의 실시예 1에 따른 조성성분으로 이루어진 용융알루미늄의 층 단면도를 나타낸 일실시예도,

도4는 본 발명의 실시예 1에 따른 조성성분으로 이루어진 알루미늄 판재를 550℃에서 10시간 동안 열처리한 층 단면도를 나타낸 일실시예도.

본 발명은 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)으로 이루어진 광고용 찬넬의 제조방법에 관한 것이다.

종래, 광고용 찬넬은 커버로 수지천과 폴리카보네이트판 등이 사용되는데, 폴리카보네이트판은 투광성이 떨어지고 무거운 반면에 수지천은 투광성이 좋고 가볍기 때문에 주로 수지천이 사용되어 왔다.

폴리카보네이트 판을 이용하는 경우, 1.2m이상의 큰 문자를 제작할 시, 판재의 크기와 규격이 1200*2400으로 정해져 있어서, 제작 시 번거롭고 표면의 이음새로 인해 깨끗하지 않으며, 그 무게와 판재의 가격이 상당하여 재해 등의 사고와 구매에 어려움이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 국내 특허등록 제10-0287349호에서는,

아크릴 대신 광고판 전면에 유연성, 내열성이 뛰어난 수지천을 사용하고 또한 수지천을 용이하게 설치할 수 있도록 한 도형/문자형 광고판 및 제조방법이 기술되어 있으나, 이는 단지 커버만 수지천으로 제작되고, 커버가 여전히 금속판 및 각파이프 등으로 제작됨으로서, 전체적으로 무게가 무겁고, 복잡한 광고용 문자 제작시, 금속판으로 된 커버가 잘 휘어지지 않아 절단과 용접이 여러번 반복해야 하므로 작업공정이 복잡해지고 인건비에의한 상당한 작업비용의 상승과 제작 작업 처리속도도 느려지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 종래의 알루미늄 합금보다 Si 및 Cr 함량이 많은 합금을 보온로에서 350~500℃ 온도 범위에서 예열한 후 열간 압출 또는 압연하는 공정과, 열간 압출 또는 압연에서 생성된 압출재 또는 압연재를 냉간 압연하여 판재를 만든후, 이를 450~530℃ 상온에서 8~12시간 동안 열처리하는 공정과, 열처리된 알루미늄 판재의 표면을 전처리하는 공정등으로 이루어진 새로운 공정을 적용함으로서, 종래의 알루미늄 판재보다 표면 경도가 높고 강도가 우수하며, 치수정확도가 뛰어나고 인장력이 좋은 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)으로 이루어진 광고용 찬넬을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은 저중량이어서 제조 및 우송이 간편하며 단가가 저렴한 광고용 찬넬을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)의 주조체를 금속 용해로에 넣고 450~600℃ 온도 범위에서 6시간~12시간동안 가열하여 융해시키는 단계와;

금속 용해로에서 융해된 알루미늄 합금의 주조체를 보온로에서 350~500℃ 온도 범위에서 예열한 후 열간 압출 또는 압연하는 단계와;

열간 압출 또는 압연에서 생성된 압출재 또는 압연재를 냉간 압연하여 판재를 만든후, 이를 450~530℃ 상온에서 8~12시간 동안 열처리하는 단계와;

열처리된 알루미늄 판재의 표면을 전처리하는 단계로 이루어진 광고용 찬넬의 제조한다.

상기 알루미늄 합금은 Si 0.1~0.9중량%과, Cr 0.1~0.95중량%, Mg 0.3중량%이하와, Fe 0.4중량%이하와, Cu 0.5중량%이하와, Mn 0.6중량%이하와, Al 95~98중량%로 이루어진 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)이다.

상기 열처리된 알루미늄 판재의 표면 전처리는 헤어라인, 샌딩, 연마등으로 이루어진다.

이하 본 발명의 구체적 내용을 상세히 설명하면,

Si는 균질을 용이하게 하여 오렌지필 발생을 억세하는 역할을 하고, 유백색 발색을 위한 분산물의 성장속도를 향상시키며, 표면경도를 증가시키는 역할을 하고, 알루미늄 판재을 얻기 위한 드로잉 가공시, 귀(earing)의 발생을 감소시킨다. Si함량이 0.10중량% 이하에서는 이러한 효과가 불충분하고, 0.15wt.% 초과에서는 양극산화 피막의 색도를 회색으로 착색되는 경향이 있다.

Cr는 내식,내산화,내마모성등 기계적인 성질을 개선하는 역할을 하고, 공석점을 저[C]측으로 이동시키며, 주조조직에서 수지상정을 미세화시켜 제품의 내마모성을 향상시킨다. Cr함량이 0.10중량% 이하에서는 이러한 효과가 불충분하고, 0.95중량% 초과에서는 주물의 인장강도가 25 kg/mm2 , 신장율 2% 이하가 되어 기계적 성질은 우수하나, 성형성이 나빠지는 경향이 있다.

도1에서, 상기 조성성분을 갖는 알루미늄 합금의 주조체를 기존 공정과는 달리, 종래의 알루미늄 합금보다 Si 및 Cr 함량이 많은 합금을 금속 용해로에 넣고 450~600℃ 온도 범위에서 6시간~12시간동안 가열하여 융해시킨다(S110).

여기서, 금속 용해로는, 통상적으로 사용되는 흑연도가니가 바람직하다.

이러한 공정은, 알루미늄 합금의 주조체가 450℃ 이하에서는 균질이 어려워 오렌지필 발생을 방지하는 것이 어렵고, 분산물의 크기와 그 간격이 너무 작아 최종 고온 소둔처리시 미세한 재결정립을 얻기가 어렵고, 600℃ 이상의 고온에서는 정출상의 비교적 빠른 조대화 때문에 분산상의 분포가 조대하고 불균일하여 고온 열간 압출혹은 압연 공정에서 조대한 결정립을 가질 수 있으며, 그 결과 최종 제품의 기계적 강도가 저하될 수 있고, 특히 귀 발생율이 현저히 증가하여 성형성이 저하될 수 있기 때문이다.

다음으로, 보온로에서 350~500℃ 온도 범위에서 예열한 후 열간 압출 또는 압연시킨다(S120).

이러한 공정은 주조시 형성된 정출물(AlmSi,AlmCr,A16Fe상)들의 크기와 분포를 조절하여, 급냉시 표면조직의 결정립 조대화를 방지하기 위한 것이다.

즉, 350℃ 이하에서는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 500℃ 이상의 온도에서는 특히 열간압출시 표면온도의 국부적인 상승에 기인하여 국부 용해등 표면결함이 발생하기 때문이다.

다음으로, 열간 압출(또는 압연)에서 생성된 압출재(또는 압연재)를 냉간 압연하여 판재를 만든후, 이를 450~530℃ 상온에서 8~12시간 동안 열처리시킨다(S130).

이러한 공정은 성형성 향상을 목적으로 미세한 재결정조직을 얻고자 하는 것이다. 즉, 450℃ 이하에서는 Cr 및 Fe 성분이 충분한 상변태(일예:Al6Fe상 ⇒Al3Fe상)를 유발하기 어렵고, 530℃ 이상에서는 재결정립이 쉽게 조대화 되어 미세한 재결정립을 얻기가 어려워 강도가 변할 수 있기 때문이다.

끝으로, 열처리된 알루미늄 판재의 표면을 전처리시킨다(S140).

이러한 공정은 본 발명에 매우 중요한 작업으로, 그 이유는 본 발명의 알루 미늄 합금으로 이루어진 광고용 찬넬은 건물의 외벽에 부착되어 광고 효과를 극대화 하는데 그 목적이 있는 것으로, 알루미늄 판재의 표면에 전처리 과정을 안한 경우, 외력에 의해 표면에 기스가 나거나 움푹 들어가게되어 일반인들에게 미관상 안 좋은 효과를 줄수가 있기 때문이다.

그래서, 본 발명에서는 알루미늄 판재의 표면 전처리 작업으로 헤어라인, 샌딩, 연마를 통해 이루어진다.

상기 헤어라인은 알루미늄 판재의 표면에 머리카락 같은 선을 긋는 것으로, 알루미늄 판재의 표면에 생긴 기스나 찍힘을 없애고 표면을 곱게 처리할수가 있다.

이는 먼저, 알루미늄 판재의 표면에 있는 유분을 계면활성제를 사용해 탈지한 후에, 브러쉬 및 폐파를 사용해 표면을 곱게 처리하는 작업으로 이루어진다.

상기 샌딩은 돌가루 및 유리가루를 에어를 이용해 제품의 표면에 분사시켜서 제품의 표면에 가루가 맞아서 홈이 파지면서 본래의 상태표면이 없어지고 새로운 표면이 형성되는 것으로, 금상사나 그라스 볼 혹은 그라스비트 등을 사용한다.

이러한 샌딩을 통해 이루어진 알루미늄 판재의 표면은 샌딩특유의 독특한 표면 감질을 얻을 수 있고, 유관으로 볼때 고급스럽게 보여서 본 발명의 알루미늄 합금으로 이루어진 광고용 찬넬의 미적인 효과를 극대화 시킬수 있다.

상기 연마는 알루미늄 판재의 표면에 생성된 스크래취 상처등을 제거하기 위해, 표면을 문지르는 것으로, 에메리 버프 연마, 벨트연마, 버프연마를 사용해 표면을 매끄럽게 처리할수가 있다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

[실시예1]

조성이 Si:0.6중량%, Cr:0.8중량%, Mg:0.2중량%, Fe:0.3중량%, Cu:0.2중량%, Mn: 0.3중량%, Al: 97.6중량%로 이루어진 알루미늄 합금의 주조체를 금속 용해로에 넣고 550℃에서 10시간동안 가열하여 융해시킨다. 이때, 금속 용해로에서 융해된 알루미늄 합금의 주조체를 보온로에서 470℃에서 예열한 후 열간 압출(또는 압연)한다. 그리고, 열간 압출(또는 압연)에서 생성된 압출재(또는 압연재)를 냉간 압연하여 판재를 만든후, 이를 550℃에서 10시간 동안 열처리한다. 이렇게 열처리된 알루미늄 판재의 표면을 헤어라인 및 샌딩을 통해 전처리시킨다. 이와 같이 제조된 판재는 특히 성형성이 매우 우수하였으며, 강도와 표면경도가 매우 우수하여 광고용 찬넬 제작시 기스나 찍힘자국 발생율이 현저히 감소하였다.

이에 따른 결과를 기존의 알루미늄 합금6063(Al-Mg-Si계)과 비교하여 표1과 같이 나타냈다.

여기서, 알루미늄 합금6063(Al-Mg-Si계)는 Si 0.3중량%, Mg 0.7중량%, Fe 0.35중량%이하, Cu 0.1중량%이하, Mn 0.1중량%이하, Cr 0.1중량%이하, 나머지는 Al로 이루어진다.

합금재질	내력 (MPa)	인장강도 (MPa)	신장율 (%)	탄성계수 (10²Kg/m)
6063 (Al-Mg-Si)계	485	520	6	7.0
알루미늄 합금 (Al-Si-Cr)계	580	632	8	7.4

즉, 기존의 알루미늄 합금 6063(Al-Mg-Si계)보다 Si 및 Cr 함량이 많은 본 발명의 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)이 인장강도 및 신장율이 좋다는 것을 알수가 있다.

도2는 본 실시예 1에 따른 알루미늄 최종판재의 결정립을 나타낸 현미경 사진이고, 도3은 본 실시예 1에 따른 조성성분으로 이루어진 용융알루미늄의 층 단면도를 나타낸 일실시예도이고, 제4는 본 실시예 1에 따른 조성성분으로 이루어진 알루미늄 판재를 550℃에서 10시간 동안 열처리한 층 단면도를 나타낸 일실시예도이다.

[실시예 2]

조성이 Si:0.6중량%, Cr:0.1중량%, Mg:0.3중량%, Fe:0.3중량%, Cu:0.2중량%, Mn: 0.2중량%, Al: 98.3중량%로 이루어진 알루미늄 합금의 주조체를 금속 용해로에 넣고 470℃에서 7시간동안 가열하여 융해시킨다. 이때, 금속 용해로에서 융해된 알루미늄 합금의 주조체를 보온로에서 380℃에서 예열한 후 열간 압출 또는 압연한다. 그리고, 열간 압출 또는 압연에서 생성된 압출재 또는 압연재를 냉간 압연하여 판재를 만든후, 이를 470℃에서 6시간 동안 열처리한다. 이렇게 열처리된 알루미늄 판재의 표면을 헤어라인 및 샌딩을 통해 전처리시킨다. 이와 같이 제조된 판재는 실시예1에 비해 인장강도 및 인장율이 좋아 성형성이 우수한데 비해, 강도와 표면경도가 다소 떨어졌다.

이상과 같이 본 발명의 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)으로 이루어진 광고용 찬넬의 제조하는 방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 하기에 첨부하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한 다양한 방법으로 실시할 수 있다.

본 발명에 따라서, 치수정확도가 뛰어나고 표면강도가 좋은 알루미늄 합금으로 이루어진 광고용 찬넬을 제조할 수 있으며, 저중량이면서 성형성이 좋아 제조 및 우송이 간편하고 비용이 절감되는 좋은 효과가 있다.

Claims

삭제
Si 0.1 ~ 0.9중량%, Cr 0.1 ~ 0.95중량%, Mg 0.3중량%, Fe 0.4중량%, Cu 0.5중량%, Mn 0.6중량%, Al 95 ~ 98중량%로 이루어진 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)의 주조체를 금속 용해로에 넣고 450 ~ 600℃온도 범위에서 6시간 ~ 12시간동안 가열하여 융해시키는 단계(S110)와;

금속 용해로에서 융해된 합금의 주조체를 보온로에서 350 ~ 500℃온도 범위에서 예열한 후 열간 압출 또는 압연하는 단계(S120)와;

열간 압출 또는 압연에서 생성된 압출재 또는 압연재를 냉간 압연하여 판재를 만든 후, 이를 450 ~ 600℃온도 범위에서 6시간 ~ 12시간동안 열처리하는 단계(S130)와;

열처리된 알루미늄 판재의 표면을, 알루미늄 판재의 표면에 있는 유분을 제거하고 브러쉬로 머리카락 같은 선을 긋는 헤어라인; 금상사, 그리스 볼 또는 그라스비트를 이용하여 돌가루 또는 유리가루를 에어를 이용하여 제품에 분사하는 샌딩; 에메리 버프 연마, 벨트 연마 또는 버프연마를 이용하여 알루미늄 표면을 문지르는 연마;중 어느 하나의 방법으로 전처리하는 단계(S140)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금(Al-Si-Cr)으로 이루어진 광고용 찬넬의 제조방법.
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