KR100732195B1 - Al-alloy for extrusion forming - Google Patents

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KR100732195B1
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Abstract

본 발명은 6xxx 계열의 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength aluminum alloy for extrusion with excellent moldability of the 6xxx series.

본 발명의 알루미늄 합금은, Si 0.95∼1.05wt%, Mg 0.5∼0.6wt%, Mn 0.5∼0.6wt%, Fe 0.15∼0.25wt%, Cr 0.13∼0.18wt%, Cu 0.05wt% 이하, Ti 0.03wt% 이하, Zn 0.05wt% 이하 및 기타 불가피한 성분 각 0.02wt% 이하이되, 그 합이 0.10wt% 이하, 그리고, 잔부의 Al으로 조성된다.In the aluminum alloy of the present invention, Si 0.95 to 1.05 wt%, Mg 0.5 to 0.6 wt%, Mn 0.5 to 0.6 wt%, Fe 0.15 to 0.25 wt%, Cr 0.13 to 0.18 wt%, Cu 0.05 wt% or less, Ti 0.03 up to wt%, up to 0.05 wt% of Zn and up to 0.02 wt% of each other unavoidable component, the sum of which is up to 0.10 wt% and the balance of Al.

본 발명의 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금은, 압출성과 강도가 향상되면서도 성형성이 우수하여 형상이 복잡한 성형 제품에 대한 품질 제고와 함께 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The high-strength aluminum alloy for extrusion having excellent moldability of the present invention has the advantage of being able to improve productivity while improving the quality of a molded product having a complicated shape due to excellent moldability while improving extrudability and strength.

알루미늄 합금, 성형성, 압출 Aluminum alloy, formability, extrusion

Description

성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금{Al-alloy for extrusion forming}High-strength aluminum alloy with excellent moldability {Al-alloy for extrusion forming}

도 1은 알루미늄 합금의 이디에스(Energy Dispersive Spectroscopy) 그래프를 보인 것으로,1 is a graph showing an energy dispersive spectroscopy of aluminum alloy.

(가)는 본 발명 일실시예 알루미늄 합금의 분석 그래프이고,  (A) is an analysis graph of one embodiment aluminum alloy of the present invention,

(나)는 종래의 6082 알루미늄 합금의 분석 그래프이다.  (B) is an analysis graph of the conventional 6082 aluminum alloy.

도 2는 종래의 6082 알루미늄 합금으로 주조한 빌렛을 균질화한 후의 조직 사진을 보인 것으로,Figure 2 shows a photograph of the structure after homogenizing the billet cast in a conventional 6082 aluminum alloy,

(가)는 심부의 조직 사진이며,  (A) is the organizational picture of the core,

(나)는 중간부의 조직 사진이고,  (B) is the organization picture in the middle,

(다)는 표면의 조직 사진이다.  (C) is a photograph of the organization of the surface.

도 3은 본 발명 일실시예 알루미늄 합금으로 주조한 빌렛을 균질화한 후의 조직 사진을 보인 것으로,Figure 3 is a view showing a structure photograph after homogenizing the billet cast in one embodiment of the present invention aluminum alloy,

(가)는 심부의 조직 사진이며,  (A) is the organizational picture of the core,

(나)는 중간부의 조직 사진이고,  (B) is the organization picture in the middle,

(다)는 표면의 조직 사진이다.  (C) is a photograph of the organization of the surface.

본 발명은 압출 및 단조용 소재로 사용할 수 있는 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금에 관한 것으로, 더 자세하게는 알루미늄 합금의 조직내에 생성되는 Mg2Si가 1.0wt% 이하로 석출되도록 Mg의 함량을 감량 제어하여 압출성과 강도를 향상시키는 동시에 우수한 성형성을 갖도록 함으로써, 자동차 부품, 도로나 교량용 소재, 거푸집이나 커튼월과 같은 건축용 소재 등으로 사용되는 압출 제품용 소재로 최적화한 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength aluminum alloy for extrusion which can be used as a material for extrusion and forging. More specifically, the Mg content of Mg is increased so that Mg 2 Si generated in the aluminum alloy structure is 1.0 wt% or less. Extrudeability with excellent moldability optimized for extruded products used in automobile parts, road and bridge materials, construction materials such as formwork and curtain walls by reducing weight control to improve extrudability and strength, and to have excellent formability. It relates to a high strength aluminum alloy.

알루미늄은 철강 다음으로 많이 사용되고 있는 금속으로서, 가볍고 내식성과 가공성이 좋으며 전기 및 열 전도도가 높을 뿐 아니라 Cu, Mg, Si, Zn, Mn, Ni 등의 원소와 다양한 종류의 고강도, 고내식성 합금을 만들어 항공기, 가정용품, 건축, 차량, 기계, 전기 등 가정과 산업 전분야에 걸쳐 사용되고 있다.Aluminum is the second most used metal after steel. It is lightweight, has good corrosion resistance and workability, has high electrical and thermal conductivity, and makes various kinds of high strength and high corrosion resistance alloys with elements such as Cu, Mg, Si, Zn, Mn, and Ni. It is used in all areas of home and industry such as aircraft, household goods, construction, vehicles, machinery, and electricity.

상기와 같은 알루미늄은 함금의 종류에 따라 분류되는 바, 1000번대는 99.00wt% 이상의 알루미늄을 함유한 순수 알루미늄, 2000번대는 Al-Cu계 합금, 3000번대는 Al-Mn계 합금, 4000번대는 Al-Si게 합금, 5000번대는 Al-Mg계 합금, 6000번대는 Al-Mg-Si계 합금, 7000번대는 Al-Zn계 합금으로 분류, 표시하는 방법이 널리 사용되고 있다.The aluminum is classified according to the type of alloy, bar 1000 is pure aluminum containing more than 99.00wt% aluminum, 2000 is Al-Cu alloy, 3000 is Al-Mn alloy, 4000 is Al It is widely used to classify and mark Si-alloy alloys, Al-Mg-based alloys for No. 5000, Al-Mg-Si-based alloys for No. 6000, and Al-Zn-based alloys for No. 7000.

상기와 같이 분류되는 알루미늄 합금의 가장 큰 장점은 철강에 비하여 그 무게는 약 1/3 정도이나, 각종 합금원소의 첨가에 따라 철강에 비하여 뒤지지 않거나 더욱 우수한 기계적 성질을 갖는다는 점으로서, 특히, 근래에 들어 자동차 부품에 적용되고 있는 비율이 증가하고 있다.The greatest advantage of the aluminum alloys classified as above is that the weight is about one third of that of steel, but it does not lag behind or have better mechanical properties than steel depending on the addition of various alloying elements. For example, the proportion applied to auto parts is increasing.

자동차는 현대 문명을 이루고 있는 가장 기본적인 요소인 운송 수단으로서 많은 발전을 거듭해 왔으며, 자동차가 없는 현대 문명은 존재할 수 없는 정도이나, 자동차의 배출가스는 지구 온난화에 지대한 영향을 미치고 있으며, 대기 오염의 주범들 중 하나로서, 자동차 배출가스를 감소시키기 위한 각종 규제가 시행되거나 준비 중에 있다.Automobiles have evolved as a means of transportation, the most basic element of modern civilization, and modern civilization without automobiles cannot exist, but the emissions of automobiles have a great influence on global warming and are the main culprit of air pollution. Among them, various regulations are being implemented or in preparation for reducing automobile emissions.

따라서, 자동차 메이커는 전기, 연료전지, 수소 등을 에너지원으로 사용하는 자동차 또는 화석연료와 전기를 병행하여 사용하는 하이브리드 자동차 등을 개발하고 있으며, 그들 중 일부는 현재 시판되고 있기도 하다.Accordingly, car makers are developing automobiles using electricity, fuel cells, hydrogen, etc. as energy sources, or hybrid vehicles using fossil fuels and electricity in parallel, and some of them are currently on the market.

그러나, 상기와 같이 공해 배출이 없거나 극히 적은 자동차가 보편화되기 위해서는 여전히 많은 시간을 필요로 하는 바, 그 중간 단계로서, 자동차의 경량화에 의한 연비의 향상을 통하여 배출가스를 감소시키기 위하여 각종 자동차 부품을 철강에서 알루미늄으로 대체해 나가고 있다.However, as described above, many vehicles are still required to have no pollution emission or very few automobiles, and as an intermediate step, various automobile parts may be used to reduce emissions through improved fuel efficiency due to lighter weight of automobiles. It is replacing steel with aluminum.

또한, 오늘날의 자동차는, 부품 설계와 개발이 동시에 이루어지도록 하고 있으며, 조립 시간을 단축할 뿐 아니라 원가절감 등을 위하여, 다수의 단위 부품들을 하나의 조립체 즉, 모듈 단위로 조립한 후 각 조립체를 최종 결합하는 모듈 방식으로 이루어지고 있는 바, 자동차를 구성하는 여러 모듈 중 자동차의 승차감 및 안전 성에 매우 중요하면서 그 중량이 상당히 무거운 샤시 모듈의 알루미늄화는, 자동차의 경량화를 위하여 필수적이다.In addition, in today's automobiles, the design and development of components are performed at the same time, and in order to reduce assembly time and reduce costs, a plurality of unit parts are assembled into one assembly, that is, a module unit, and then each assembly is assembled. Since the final combination is a modular method, among the modules constituting the vehicle, the aluminum of the chassis module, which is very important for the ride comfort and safety of the vehicle and has a heavy weight, is essential for the weight reduction of the vehicle.

상기 샤시 모듈을 구성하는 부품들 중 특히, 알루미늄화되어야 할 부분은, 컨트롤 암과 서브 프레임인 바, 컨트롤 암은 타이어의 안쪽에 위치하여 노면으로부터 입력되는 하중을 차체에 전달하는 역할을 할 수 있도록 휠과 제동장치 등을 차체에 연결 지지하는 부품이며, 서브 프레임은, 크로스 멤버와 사이드 멤버 및 브라켓트 등으로 구성되어 구조 강도의 보강과 엔진 및 각종 컨트롤 암류의 연결을 위한 부품으로서, 승차감과 조정 안정성 향상에 결정적인 영향을 미치게 된다.Part of the components constituting the chassis module, in particular, aluminum parts are the control arm and the sub-frame, the control arm is located inside the tire to serve to transfer the load input from the road surface to the vehicle body It is a part that connects and supports wheels, brakes, etc. to the vehicle body, and the subframe is composed of cross members, side members, brackets, etc. to reinforce structural strength and to connect engines and various control arms. It will have a decisive impact on improvement.

특히, 자동차 경량화에 대한 기여도가 컨트롤 암에 비하여 더욱 큰 서브 프레임은 알루미늄으로 대체되어야 하나, 국내에서는 여전히 강판을 프레스 스탬핑(press stamping)하는 방법으로 서브 프레임을 제조하고 있으며, 이를 알루미늄화한 시도는, 중력 주조 방법으로 시제품을 제조한 사례가 있을 뿐이다.In particular, subframes, which have a greater contribution to the weight reduction of automobiles, should be replaced with aluminum, but in Korea, subframes are still manufactured by press stamping steel sheets. However, there are only cases where prototypes were manufactured by gravity casting.

그러나, 해외의 대형 자동차 부품 업체의 경우에는 하이드로 포밍, 프레스 스탬핑 공정에 알루미늄 소재를 적용한 부품 개발이 완료되었으며, 이를 더욱 효과적으로 제조할 수 있는 연구를 진행하고 있는 실정이다.However, in the case of large overseas auto parts makers, the development of parts using aluminum materials in the hydroforming and press stamping processes has been completed, and research is being conducted to manufacture them more effectively.

상기와 같이 자동차의 경량화에 필수적인 서브 프레임의 알루미늄화에 사용되는 알루미늄 재료로는 6xxx계열의 Al-Mg-Si계 합금이 사용되고 있는 바, 이를 살펴 보면 다음과 같다.As described above, an aluminum material of 6xxx series Al-Mg-Si is used as an aluminum material used for aluminumization of a subframe, which is essential for weight reduction of an automobile as described above.

Al-Mg-Si계 합금은 대표적인 석출경화형 합금으로서, 고유변형능력이 압출가공에 적합한 바, 5XXX 계열이나 7XXX 계열의 알루미늄 합금 대비 우수한 압출성을 가지고 있다.Al-Mg-Si-based alloys are typical precipitation hardening alloys, and their high deformation ability is suitable for extrusion processing, and has superior extrudability compared to 5XXX series or 7XXX series aluminum alloys.

그리고, 상기 6xxx계열의 Al-Mg-Si계 합금은 시효경화성을 가질 뿐 아니라, 인성이 좋고 심가공에 적합하여 특히, 압출재로서 널리 사용되고 있는 합금이나, 기술 발전과 함께 각종 압출 제품들에 대한 요구 품질이 높아지고, 제품 구조가 복잡해지면서 종래의 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금들 중 특히, 6082 알루미늄 합금은 자동차 부품용 소재로 널리 사용되고 있으나, 더욱더 고품질이 요구되는 부품 특성에 적합한 성형성 및 강도를 충족시켜 주지 못하게 되었다.In addition, the 6xxx-based Al-Mg-Si-based alloys not only have age hardening properties, but also have good toughness and are suitable for deep processing, and are particularly widely used as extrusion materials. As the quality increases and the product structure becomes complicated, among the conventional Al-Mg-Si-based aluminum alloys, especially 6082 aluminum alloy is widely used as a material for automobile parts, it is required to provide the formability and strength suitable for the parts properties requiring high quality. It could not be satisfied.

또한, 자동차 부품과 같은 고품질 제품에 대한 압출성이 떨어질 뿐 아니라, 압출재를 절단한 후 최종 제품으로 가공시 물성 부족에 따른 크랙 발생이 빈번히 발생하여 부품 제조 원가가 높아지는 문제를 가지고 있다.In addition, not only the extrudeability of high-quality products such as automotive parts is deteriorated, but also the occurrence of cracks due to the lack of physical properties when processing the final product after cutting the extruded material has a problem that the cost of manufacturing parts.

본 발명은 종래의 Al-Mg-Si계 압출용 알루미늄 합금이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, Mg의 함량을 감소시켜 압출성을 향상시키는 동시에, Mg2Si가 균일하게 생성 분포되도록 함으로써, Mg2Si 석출에 의해 초래되는 내부 응력 변화를 최소화하여 압출성은 물론, 압출 후에도 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.The present invention was devised to solve various problems of the conventional Al-Mg-Si-based extrusion aluminum alloy, to improve the extrudability by reducing the content of Mg, and to uniformly produce and distribute Mg 2 Si. Accordingly, it is an object of the present invention to minimize the internal stress change caused by Mg 2 Si precipitation to provide a high-strength aluminum alloy for extrusion, as well as excellent formability after extrusion.

본 발명의 상기 목적은 Mg의 함량 제어에 의하여 달성된다.This object of the invention is achieved by controlling the content of Mg.

본 발명의 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금은 자동차 부품에 적합한 강도를 갖도록 한 Al-Mg-Si계 합금으로서, Si 0.95∼1.05wt%, Mg 0.5∼0.6wt%, Mn 0.5∼0.6wt%, Fe 0.15∼0.25wt%, Cr 0.13∼0.18wt%, Cu 0.05wt% 이하, Ti 0.03wt% 이하, Zn 0.05wt% 이하이며, 기타 불가피한 성분들은 개별적으로 0.02wt% 이하로 하되 그 합은 0.10wt% 이하, 그리고, 잔부의 Al으로 조성되는 바, 각 성분의 함량 한정 이유는 다음과 같다.The high-strength aluminum alloy for extrusion having excellent moldability of the present invention is an Al-Mg-Si alloy that has a strength suitable for automobile parts, and includes Si 0.95 to 1.05 wt%, Mg 0.5 to 0.6 wt%, and Mn 0.5 to 0.6 wt%. , Fe 0.15 ~ 0.25wt%, Cr 0.13 ~ 0.18wt%, Cu 0.05wt% or less, Ti 0.03wt% or less, Zn 0.05wt% or less, and other unavoidable components individually to 0.02wt% or less, the sum is 0.10 The wt% or less, and the balance of Al, the reason for the content limitation of each component is as follows.

Si는, Mg와 결합하여 시효에 의해 Mg2Si로 석출되어 기계적 성질을 좌우하며, Mg와 결합하고 남은 잔류 Si는 단독으로 석출되어 기계적 성질을 향상시키고, 용탕의 유동성 개선에 유효한 성분으로서, 0.95wt%에 미치지 못하면 원하는 강도를 얻을 수 없게 되고, 1.05wt%를 초과하게 되면 압출성이 떨어지게 될 뿐 아니라 압출제품의 표면 품질이 떨어지게 된다.Si is combined with Mg and precipitated as Mg 2 Si by aging to influence the mechanical properties.Since combined with Mg, the remaining Si precipitates alone to improve mechanical properties and is effective for improving the fluidity of the melt. If the wt% is not reached, the desired strength cannot be obtained, and if it exceeds 1.05 wt%, not only the extrudability but also the surface quality of the extruded product is degraded.

Mg는, 상기 Si와 화합물로 석출되어 기계적 성질을 향상시키는 성분으로서, 그 함량이 0.5wt%에 미치지 못하면 Mg2Si 석출량이 부족하여 필요한 만큼의 강도를 얻을 수 없으며, 0.6wt%를 초과하게 되면 과다 Si의 경우와 같이 압출연성에 불리하면서 저강도의 원인이 될 뿐 아니라, 압출성이 저하하여 생산성이 떨어지게 되는 동시에 Mg2Si를 형성하지 못한 여분의 Mg가 Mg2Si의 고용을 억제하여 강도를 떨어뜨리게 된다.Mg is a component that is precipitated with the Si and the compound to improve the mechanical properties, if the content is less than 0.5wt% Mg 2 Si precipitate amount is insufficient to obtain the required strength, if exceeding 0.6wt% as a disadvantage to the extrusion flexible as in the case of over-Si as well as the risk of low intensity, the extrudable degradation by inhibiting the employment of an extra Mg Mg 2 Si failed to form a Mg 2 Si at the same time, the falling down of the productivity strength Will drop.

Mn은, 내식성을 저하시키지 않으면서 강도를 향상시키며, 결정립 미세화에 유효한 성분으로서, 그 함량이 0.5wt%에 미치지 못하면 Mg2Si의 미세화에 의한 압출시 표면 픽업(pick-up) 개선 효과를 얻을 수 없을 뿐 아니라, 합금조직의 미세화에 의한 강도 향상 효과가 작고, 0.6wt%를 초과하게 되는 경우 균질화처리 과정에서 평형 α-AlFeSi상이 비평형상인 β-AlFeSi상으로의 변태가 촉진되어 오히려 강도가 저하되는 경향을 보이게 된다.Mn improves the strength without deteriorating the corrosion resistance and is an effective component for grain refinement. If the content is less than 0.5wt%, Mn can obtain an effect of improving surface pick-up during extrusion by miniaturization of Mg 2 Si. In addition, if the strength improvement effect due to miniaturization of the alloy structure is small and exceeds 0.6wt%, the transformation of the equilibrium α-AlFeSi phase into the non-equilibrium β-AlFeSi phase is promoted during the homogenization process, and thus the strength is increased. It tends to be lowered.

Fe는, 재결정립의 조대화를 억제하고 주조시 결정립을 미세화하는데 효과가 있는 성분으로서, 0.15wt%에 미치지 못하면 불순물로서 작용할 뿐 합금화 효과가 미미하며, 0.25wt%를 초과하면 연성을 저하시킬 뿐 아니라 압출성과 생산성을 떨어뜨리게 된다.Fe is an ingredient that is effective in suppressing coarsening of recrystallized grains and miniaturizing crystal grains in casting.If it is less than 0.15wt%, Fe acts as an impurity, but the alloying effect is insignificant. It will also reduce the extrudability and productivity.

Cr은, 재결정층의 생성과 성장을 억제하며 Al, Fe와 함께 화합물을 형성하여 입계에 분포함으로써 시효처리시의 석출을 억제하여 연신율을 향상시켜 주는 역할을 하는 바, 그 함량이 0.13wt%에 미치지 못하면 재결정층 억제 효과가 미미하여 피로강도가 저하되며, 0.18wt%를 초과하게 되면 압출성이 떨어지게 된다.Cr inhibits the formation and growth of the recrystallized layer and forms a compound together with Al and Fe to distribute at the grain boundary, thereby inhibiting precipitation during aging and improving elongation. The content is 0.13wt%. If it does not reach, the recrystallization layer suppression effect is insignificant, the fatigue strength is lowered, and when it exceeds 0.18wt%, the extrudability is deteriorated.

Cu는, 용탕의 유동성을 개선하고 강도를 향상시키나 내식성을 저하시키는 성분으로서, 그 함량이 0.05wt%를 초과하면 내식성과 용접성 및 압출성을 떨어뜨리게 된다.Cu is a component that improves the flowability of the molten metal and improves the strength but lowers the corrosion resistance. When the content exceeds 0.05 wt%, Cu degrades the corrosion resistance, the weldability and the extrudability.

Ti는, 입자 미세화에 효과가 있는 성분으로서, 0.03wt%를 초과하게 되면 압출성을 떨어뜨리게 되며, Zn은 내식성과 기계적 성질을 향상시키는 성분으로서, 그 함량이 0.05wt%를 초과하게 되면 Ti과 같이 압출성을 저하시키게 된다.Ti is a component that is effective in refining particles, and when exceeding 0.03 wt%, the extrudability is reduced, and Zn is a component that improves corrosion resistance and mechanical properties, and when the content exceeds 0.05 wt%, Likewise, the extrudability is lowered.

상기와 같이 조성되는 본 발명의 알루미늄 합금은 특히, Si과 Mn의 함량 조절하여 강도를 향상시킴 동시에 압출성 및 가공성을 향상시키게 되는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.In particular, the aluminum alloy of the present invention is improved in strength and extrudability and workability by adjusting the content of Si and Mn, which will be described below.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여서는 기본적으로 Mg2Si의 석출량과 석출 형태가 우선적으로 제어되어야 하며, 이를 위하여서는 상기 Mg2Si의 석출량이 1.0wt% 이하로 조절되어야 하는 동시에 입계로 편석되는 것을 억제하여야만 하는 바, 이를 위하여 Si와 Mg의 함량을 상기의 범위로 한정하게 되는 것이다.In order to accomplish the above object, by default, and the amount of precipitated and deposited in the form of Mg 2 Si to be controlled with priority, it is In order that grain boundaries segregation at the same time that the amount of precipitation of the Mg 2 Si to be adjusted to not more than 1.0wt% It should be suppressed, for this purpose it is to limit the content of Si and Mg to the above range.

특히, Mn은 본 발명의 압출재를 균질화처리 후 냉각 중 Mg2Si가 입계에 편석되는 것을 최소화하면서 조직내에 분산 석출되도록 하는 동시에, 그 결정립 크기를 미세화하여 강도와 가공성을 향상시키는 역할을 수행할 뿐 아니라, 침상의 β-AlFeSi가 입상의 α-AlFeSi로 변태하는 것을 촉진시켜 압출성을 향상시켜준다.Particularly, Mn plays a role of improving the strength and processability by minimizing the grain size and dispersing precipitate in the structure while minimizing segregation of Mg 2 Si at the grain boundary during cooling after homogenizing the extruded material of the present invention. Rather, it promotes transformation of acicular β-AlFeSi into granular α-AlFeSi to improve the extrudability.

그리고, Mn이 Cr과 함께 첨가됨으로써, 이들 원소가 조직 내에서 효율적으로 분산되고, 그에 따라 전위의 이동과 재결정이 억제되어 결정립이 미세화함으로써 인성과 피로 강도가 개선될 뿐 아니라, 압출 중 온도 상승에 의한 국부적인 용융 현상을 억제하여 압출성을 높여 주게 된다.Further, by adding Mn together with Cr, these elements are efficiently dispersed in the structure, thereby preventing dislocation movement and recrystallization, thereby miniaturizing grains, thereby improving toughness and fatigue strength, as well as increasing temperature during extrusion. By suppressing the local melting phenomenon caused by the extrudeability.

상기와 같은 조성을 갖는 본 발명의 알루미늄 합금이 가지고 있는 특성을 살펴보기 위하여, 본 발명β의 실시예 합금과, 시판되고 있는 6082 합금을 빌렛으로 주조한 후 서브 프레임을 압출하였는 바, 그 조성을 다음의 표 1에, 압출 조건 및 결과를 다음의 표 2에, 기계적 성질을 표 3에 나타내었다.In order to examine the characteristics of the aluminum alloy of the present invention having the composition as described above, the subframe was extruded after casting the example alloy of the present invention β and the commercially available 6082 alloy into billets. In Table 1, extrusion conditions and results are shown in Table 2 and mechanical properties in Table 3.

그리고, 압출전 균질화처리를 실시한 각 빌렛의 조직사진을 도 2와 3에 도시하였는 바, 침상의 석출물은 β-AlFeSi로서 압출시 표면 품질 저하와 압출 제품의 기계적 성질을 떨어뜨리게 된다.In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, the structure photographs of the billets subjected to homogenization before extrusion are shown in FIGS. 2 and 3, and the needle-like precipitate is β-AlFeSi, which degrades the surface quality during extrusion and the mechanical properties of the extruded product.

따라서, 상기 침상의 β-AlFeSi를 구형의 α-AlFeSi로 변화시켜야 하는데, 본원발명에서는 균질화처리와 함께 Mn 첨가량의 조절을 통하여 β-AlFeSi를 α-AlFeSi로 변태시킬 수 있었다.Therefore, the needle-like β-AlFeSi should be changed to spherical α-AlFeSi. In the present invention, it was possible to transform β-AlFeSi into α-AlFeSi by controlling the amount of Mn added together with the homogenization treatment.

ββ구분ββ classification SiSi FeFe CuCu MgMg ZnZn MnMn CrCr TiTi AlAl 본발명 기 준 Standard of the Invention 0.95∼ 1.050.95-1.05 0.15∼ 0.250.15 to 0.25 0.05 이하0.05 or less 0.5∼ 0.60.5 to 0.6 0.05 이하0.05 or less 0.5∼ 0.60.5 to 0.6 0.13∼ 0.180.13 to 0.18 0.03 이하0.03 or less 잔부Balance 실시예1Example 1 0.9540.954 0.1780.178 0.0150.015 0.5470.547 0.0050.005 0.5440.544 0.1400.140 0.0200.020 잔부Balance 실시예2Example 2 0.9840.984 0.1720.172 0.0110.011 0.5540.554 0.0010.001 0.5610.561 0.1500.150 0.0190.019 잔부Balance 실시예3Example 3 0.9660.966 0.1760.176 0.0160.016 0.5680.568 0.0030.003 0.5540.554 0.1390.139 0.0210.021 잔부Balance 실시예4Example 4 0.9950.995 0.1800.180 0.0120.012 0.5590.559 0.0070.007 0.5490.549 0.1430.143 0.0160.016 잔부Balance 실시예5Example 5 0.9780.978 0.1740.174 0.0140.014 0.5370.537 0.0020.002 0.5580.558 0.1480.148 0.0110.011 잔부Balance 실시예6Example 6 0.9910.991 0.1710.171 0.0150.015 0.5700.570 0.0100.010 0.5470.547 0.1370.137 0.0130.013 잔부Balance 실시예7Example 7 0.9870.987 0.1790.179 0.0170.017 0.5610.561 0.0060.006 0.5520.552 0.1490.149 0.0160.016 잔부Balance 실시예8Example 8 0.9730.973 0.1690.169 0.0130.013 0.5470.547 0.0040.004 0.5580.558 0.1420.142 0.0180.018 잔부Balance 실시예9Example 9 0.9690.969 0.1770.177 0.0120.012 0.5510.551 0.0080.008 0.5520.552 0.1450.145 0.0130.013 잔부Balance 최대maximum 0.9950.995 0.1800.180 0.0170.017 0.5700.570 0.0100.010 0.5610.561 0.1500.150 0.0210.021 최소at least 0.9540.954 0.1690.169 0.0110.011 0.5370.537 0.0010.001 0.5440.544 0.1370.137 0.0110.011 평균Average 0.9770.977 0.1750.175 0.0140.014 0.5550.555 0.0050.005 0.5530.553 0.1440.144 0.0160.016 종 래 규 격 Specified Standard 0.70∼ 1.300.70 to 1.30 0.50 이하0.50 or less 0.10 이하0.10 or less 0.6∼ 1.200.6 to 1.20 0.20 이하0.20 or less 0.40∼ 1.000.40 to 1.00 0.25 이하0.25 or less 0.10 이하0.10 or less 잔부Balance 비교예1Comparative Example 1 0.9650.965 0.1150.115 0.0130.013 0.9920.992 0.0020.002 0.7120.712 0.0550.055 0.0070.007 잔부Balance 비교예2Comparative Example 2 0.9710.971 0.1170.117 0.0160.016 0.9980.998 0.0060.006 0.7240.724 0.0490.049 0.0060.006 잔부Balance 비교예3Comparative Example 3 0.9690.969 0.1200.120 0.0150.015 0.9960.996 0.0090.009 0.7190.719 0.0580.058 0.0040.004 잔부Balance 비교예4Comparative Example 4 0.9630.963 0.1110.111 0.0190.019 0.9820.982 0.0030.003 0.7210.721 0.0430.043 0.0090.009 잔부Balance 비교예5Comparative Example 5 0.9740.974 0.1180.118 0.0120.012 0.9880.988 0.0070.007 0.7150.715 0.0410.041 0.0050.005 잔부Balance 비교예6Comparative Example 6 0.9760.976 0.1230.123 0.0130.013 0.9930.993 0.0010.001 0.7220.722 0.0510.051 0.0070.007 잔부Balance 비교예7Comparative Example 7 0.9800.980 0.1140.114 0.0110.011 0.9970.997 0.0060.006 0.7170.717 0.0530.053 0.0060.006 잔부Balance 비교예8Comparative Example 8 0.9670.967 0.1160.116 0.0170.017 0.9950.995 0.0100.010 0.7090.709 0.0570.057 0.0080.008 잔부Balance 비교예9Comparative Example 9 0.9770.977 0.1190.119 0.0180.018 0.9870.987 0.0080.008 0.7270.727 0.0470.047 0.0030.003 잔부Balance 최대maximum 0.9800.980 0.1230.123 0.0190.019 0.9980.998 0.0100.010 0.7270.727 0.0580.058 0.0090.009 최소at least 0.9630.963 0.1110.111 0.0110.011 0.9820.982 0.0010.001 0.7090.709 0.0410.041 0.0030.003 평균Average 0.9710.971 0.1170.117 0.0150.015 0.9920.992 0.0060.006 0.7180.718 0.0500.050 0.0060.006

구 분          division 실 시 예   Example 비 교 예   Comparative Example 온 도 (℃)  Temperature (℃) 빌 렛(billet) Billet 480      480 490      490 다 이(die) Die 460      460 460      460 컨테이너(container) Container 420      420 420      420 압 출 압 력 (kgf/cm2)Extruder pressure (kgf / cm 2) 초 압 Second pressure 190∼200   190-200 210∼220   210 to 220 중 압 Medium pressure 170∼180   170-180 190∼200   190-200 말 압 Horse 130∼140   130 to 140 150∼160   150 to 160 풀 러(puller) 속 도(mm/sec)  Puller speed (mm / sec) 8∼10     8 to 10 6∼8     6 to 8 램(ram) 속 도(mm/sec)    Ram speed (mm / sec) 5∼6     5 to 6 2∼3     2-3 출 구 온 도(℃)  Outlet temperature (℃) 500∼530            500-530

* 압출비 : 44.3, 빌렛 중량 : 4,021 kg/m, 중공형 금형 사용* Extrusion ratio: 44.3, Billet weight: 4,021 kg / m, hollow mold

구 분  division 항복강도(N/mm2)Yield strength (N / mm 2 ) 인장강도(N/mm2)Tensile Strength (N / mm 2 ) 연신율(%) Elongation (%) 발명재 1 Invention 1 281      281 338      338 16    16 발명재 2 Invention Material 2 281      281 337      337 16    16 비교재 1 Comparative material 1 270      270 313      313 13    13 비교재 2 Comparative material 2 272      272 316      316 11    11

상기 표 3의 기계적 성질은 본 발명의 합금과 종래의 6082 합금으로 압출한 후 균질화처리한 서브 프레임에 대한 것이다.The mechanical properties of Table 3 above are for the homogenized subframe after extrusion into the alloy of the present invention and the conventional 6082 alloy.

본 발명의 합금은 종래의 6082 합금을 개량한 것으로써, 본 발명의 합금 조성 범위는 종래 6082 합금의 규격 범위와 대부분 중복되고 있으나, Si, Fe, Cr 등은 6082 합금에 함유된 각각의 조성 범위 폭이 16∼20% 정도로 좁혀진 특정 범위내로 조절되도록 하는 동시에, Cu, Zn 및 Ti 등은 최대 허용량을 50% 이하 수준으로 제한하고 있으며, 특히, 압출성과 기계적 성질에 중요한 영향을 미치는 Mg의 함향을 6082 합금과 중복되지 않도록 감소시킴에 기술적 특징이 있다.The alloy of the present invention is an improvement of the conventional 6082 alloy, the alloy composition range of the present invention overlaps most of the standard range of the conventional 6082 alloy, Si, Fe, Cr, etc., each composition range contained in the 6082 alloy While allowing the width to be adjusted within a specific range narrowed by 16-20%, Cu, Zn and Ti, etc., limit the maximum allowable amount to 50% or less, especially in the influence of Mg, which has a significant influence on the extrudability and mechanical properties. The technical feature is to reduce the overlap with the 6082 alloy.

즉, Mg의 함량이 종래 합금의 54∼58% 수준으로 현저한 차이가 있는 바, 이러한 차이에 의해 압출성과 강도의 차이가 발생하게 되는데, 이는, Mg와 Mg2Si를 형성하지 못한 여분의 Si가 Mg2Si의 고용을 억제함으로써 얻어지는 결과이다.That is, since the content of Mg is remarkably different from 54 to 58% of the conventional alloy, the difference in extrudability and strength occurs due to this difference, which means that extra Si that does not form Mg and Mg 2 Si the result obtained by suppressing the employment of Mg 2 Si.

그리고, 상기와 같은 결과에 의해, 표 2 및 표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 합금은, 종래의 6082 합금에 비하여 더욱 향상된 압출성과 우수한 기계적 성질을 갖게 된다.As a result of the above results, as can be seen in Tables 2 and 3, the alloy of the present invention has further improved extrudability and excellent mechanical properties as compared with the conventional 6082 alloy.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금은 Mg의 함량을 감소시킴으로써, 압출성의 향상은 물론 강도가 높으면서도 최적의 가공성을 갖게 되어 형상이 복잡한 제품에 대한 품질 제고와 함께 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the high-strength aluminum alloy for extrusion excellent in formability of the present invention by reducing the content of Mg, not only improves extrudability but also has high strength and optimum processability, thereby improving the quality of products with complex shapes and Together, there is an advantage to improve productivity.

Claims (2)

Al-Mg-Si계 합금에 있어서, Si 0.95∼1.05wt%, Mg 0.5∼0.6wt%, Mn 0.5∼0.6wt%, Fe 0.15∼0.25wt%, Cr 0.13∼0.18wt%, Cu 0.05wt% 이하, Ti 0.03wt% 이하, Zn 0.05wt% 이하 및 기타 불가피한 성분 각 0.02wt% 이하이되 그 합이 0.10wt% 이하, 그리고, 잔부의 Al으로 조성된 것을 특징으로 하는 성형성이 우수한 압출용 고강도 알루미늄 합금.In Al-Mg-Si-based alloys, Si 0.95-1.05 wt%, Mg 0.5-0.6 wt%, Mn 0.5-0.6 wt%, Fe 0.15-0.25 wt%, Cr 0.13-0.18 wt%, Cu 0.05 wt% or less High strength aluminum for extrusion, characterized in that the Ti composition is 0.03wt% or less, Zn 0.05wt% or less and other unavoidable components of 0.02wt% or less, the sum of which is 0.10wt% or less, and the balance of Al. alloy. 삭제delete
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