KR100793697B1 - Aluminum Alloy with Workability of Bending and Manufacturing Method Thereof and Headrest Frame for Vehicle Producted Thereby - Google Patents
Aluminum Alloy with Workability of Bending and Manufacturing Method Thereof and Headrest Frame for Vehicle Producted Thereby Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 가공성을 향상시켜 벤딩 시에 크랙 발생이 방지되는 고강도 알루미늄 합금 소재 및 그 제조 방법에 관한 것으로 본 발명은 Si:0.1중량%이하, Fe:0.2중량%이하, Cu:0.07~0.15중량%, Mn:0.1~0.15중량%, Mg:1.2~1.3중량%, Cr:0.07~0.12중량%, Zn:5.7~5.9중량%, Ti:0.015~0.04중량%, 불가피한 불순물:0.15중량%이하를 함유하고 잔부가 Al으로 이루어진 성분비로 조성된 알루미늄 합금을 빌렛으로 주조하는 단계; 상기 주조된 빌렛을 소정 형상으로 압출하여 압출품을 형성하는 단계; 상기 압출품을 고용체화 처리 후 인공 시효 경화시키는 T6 열처리 단계; 및 상기 압출품을 170℃~180℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 인공 시효 경화시키는 과시효 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재의 제작 방법 및 상기 제작 방법에 의해 제작된 알루미늄 합금 소재와 이를 이용하여 제작된 자동차용 헤드레스트 프레임을 제공한다.The present invention relates to a high-strength aluminum alloy material and a method of manufacturing the same to improve the workability to prevent cracking during bending, the present invention is Si: 0.1% by weight or less, Fe: 0.2% by weight or less, Cu: 0.07 ~ 0.15% by weight , Mn: 0.1 to 0.15% by weight, Mg: 1.2 to 1.3% by weight, Cr: 0.07 to 0.12% by weight, Zn: 5.7 to 5.9% by weight, Ti: 0.015 to 0.04% by weight, unavoidable impurities: 0.15% by weight or less Casting the aluminum alloy having a balance of a component ratio consisting of Al to billets; Extruding the cast billet into a predetermined shape to form an extruded product; T6 heat treatment step of artificial age hardening the extrudate after solid solution treatment; And an overaging heat treatment step of artificially aging the extruded product at a temperature of 170 ° C. to 180 ° C. for 1 hour to 3 hours. Provided is an aluminum alloy material and an automobile headrest frame manufactured using the same.
본 발명에 의하면, 벤딩 시에도 크랙이 발생하지 않는 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금이 자동차 부품 등 각종 벤딩 가공이 필요한 제품에 철강 제품을 대체하여 적용될 수 있으므로 수송 기계의 경량화 및 자원 회수율의 증가를 이룰 수 있으며 이에 따른 에너지 절약 및 환경 오염 방지의 효과가 있다.According to the present invention, high-strength aluminum alloy with improved processability that does not generate cracks during bending can be applied to steel products for products that require various bending processes such as automobile parts, thereby making it possible to reduce the weight of transportation machinery and increase resource recovery rate. This has the effect of saving energy and preventing pollution.
성분비, 인장 강도, 연신율, 과시효 경화 열처리, 헤드레스트 프레임 Component ratio, tensile strength, elongation, over-age hardening heat treatment, headrest frame
Description
도 1은 Zn의 성분비가 6중량% 이상인 경우와 5.9중량% 이하인 경우의 알루미늄 합금의 결정 조직을 보여주는 단면도,1 is a cross-sectional view showing the crystal structure of the aluminum alloy when the component ratio of Zn is 6% by weight or more and 5.9% by weight or less,
도 2는 본 발명에 따른 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재의 제작 공정을 간략하게 나타낸 공정 흐름도,2 is a process flow diagram briefly showing a manufacturing process of a high-strength aluminum alloy material with improved workability according to the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 자동차용 헤드레스트 프레임의 일 실시예를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing one embodiment of a headrest frame for a vehicle manufactured according to an embodiment of the present invention;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드레스트 프레임 형상의 일례를 도시한 사시도이다.4A and 4B are perspective views illustrating an example of a shape of a headrest frame according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 헤드레스트 20: 헤드레스트 프레임10: headrest 20: headrest frame
30: 체결 홀 40: 시트 등받이30: fastening hole 40: seat back
21: 헤드레스트 프레임 22: 플레이트21: headrest frame 22: plate
23: 헤드레스트 프레임23: headrest frame
본 발명은 가공성을 향상시켜 벤딩 시에 크랙 발생이 방지되는 고강도 알루미늄 합금 소재 및 그 제조 방법과 이를 이용하여 제작된 자동차용 헤드레스트 프레임에 관한 것이다. 보다 상세하게는 Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금을 기본 조성으로 하여 여기에 Mn이 첨가되고 Zn과 Mg이 소정 범위로 한정된 알루미늄 합금 빌렛을 주조하고, 주조된 빌렛을 압출한 후 T6 열처리로 강도를 향상시킨 다음 170℃~180℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 인공 시효 경화시키는 과시효 열처리를 더 행함으로써 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재 및 그 제조 방법과 이를 이용하여 제작된 자동차용 헤드레스트 프레임에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength aluminum alloy material and a method for manufacturing the same, and a headrest frame for an automobile manufactured using the same, which improves workability and prevents cracking during bending. More specifically, based on the Al-Zn-Mg-based aluminum alloy, the aluminum alloy billet in which Mn is added and Zn and Mg are limited to a predetermined range is cast, the cast billet is extruded, and the strength is increased by T6 heat treatment. High-strength aluminum alloy material with improved workability, and a method of manufacturing the same, and a headrest frame manufactured using the same by further performing an aging heat treatment to artificially age harden for 1 to 3 hours at a temperature of 170 ° C to 180 ° C. It is about.
현대사회는 에너지 절약 및 환경 보존의 중요성 증대에 따라 항공기, 자동차 등 수송 기계의 경량화를 위해 경량 소재에 대한 연구가 진행되고 있으며, 경량 소재로서 대표적으로 알루미늄 합금이 사용된다.As the importance of energy saving and environmental preservation increases in modern society, research on lightweight materials is being conducted to reduce the weight of transportation machinery such as aircraft and automobiles, and aluminum alloy is typically used as the lightweight material.
알루미늄 합금은 가벼우면서 비강도가 높아 재료의 경량화 및 고강도를 요구하는 항공기, 차량 등의 구조용 재료 및 건축용 재료로 널리 사용되고 있으며, 최근에는 통신 장비, 반도체 및 컴퓨터의 전기ㆍ전자 부품, 레저 용품 및 자동차의 일부 구성부품 등 소형 제품에도 사용됨으로써 그 사용범위가 확대되어가는 추세이다.Aluminum alloys are widely used as structural materials and construction materials for aircraft and vehicles that require light weight and high strength due to their light weight and specific strength.In recent years, aluminum alloys have recently been used in electrical and electronic components, leisure products, and automobiles for communication equipment, semiconductors and computers. It is also used in small products such as some components of the trend is increasing the range of use.
알루미늄 합금은 크게 주물용 알루미늄 합금과 가공용 알루미늄 합금으로 나 눌 수 있으며, 가공용 알루미늄 합금을 크게 나누면 두랄루민(duralumin)계의 Al-Cu-Mg계, Al-Zn-Mg계를 주체로 하는 고강도 합금계와 Al-Mn계, Al-Mg-Si계를 주체로 하는 내식성 합금계로 나눌 수 있다. 또한 알루미늄 협회에 의해 4자리 숫자로 알루미늄 합금의 종류가 구별되어 사용되는데, 1000계열 번호부터 8000계열 번호까지 사용되며, 이 중에서 2000계열과 7000계열이 고강도 합금계에 해당한다.Aluminum alloys can be broadly divided into casting aluminum alloys and processing aluminum alloys. When the aluminum alloys for processing are largely divided into high-strength alloys based on duralumin Al-Cu-Mg and Al-Zn-Mg And corrosion resistant alloys mainly composed of Al-Mn and Al-Mg-Si. In addition, aluminum alloys are distinguished by four digit numbers by the Association of Aluminum, which is used from 1000 series numbers to 8000 series numbers, among which 2000 series and 7000 series correspond to high strength alloys.
최근에는 알루미늄 합금 계열 중 최고의 강도를 가진 7000계열 합금에 대한 연구가 활발하며, 이 계열의 합금은 Al-Zn-Mg계로서 합금 내에 MgZn2가 함유되어 시효 경화성이 현저하므로 고강도 합금으로 주목받고 있다.Recently, research on 7000 series alloys, which has the highest strength among aluminum alloy series, has been actively conducted, and this series of alloys are Al-Zn-Mg-based alloys, and MgZn 2 is contained in the alloys, which has attracted attention as a high strength alloy due to remarkable aging hardenability. .
7000계열 합금 중에 대표적인 것들은 Al7003, Al7021 등이 있으며, 이러한 합금들은 압출 가공 후 열처리를 추가로 행하여야 고강도의 특성을 얻을 수 있는 석출 경화형 합금으로서 Mg와 Zn에 의한 석출 형성으로 강화 효과를 발휘할 수 있도록 열처리를 필수적으로 요하는 열처리형 합금계이다. 열처리 방법은 알루미늄 합금 종류에 따라서 다양한 방법이 있는데, 7000계열 합금에는 일반적으로 T6 방법이 이용되고 있으며, T6 열처리 방법은 합금을 400℃ 내지 500℃의 온도로 가열하여 고용체화 한 후 물속에서 급랭시키고, 급랭시킨 합금을 다시 약 120℃ 정도의 온도로 약 24시간 가열하여 인공 시효 경화시키는 방법이다.Typical examples of the 7000 series alloys include Al7003 and Al7021, and these alloys are precipitate hardening alloys that can be obtained by performing heat treatment after extrusion processing to obtain a high strength property. It is a heat treatment type alloy system that requires heat treatment essentially. There are various methods of heat treatment according to the type of aluminum alloy, T6 method is generally used in 7000 series alloy, T6 heat treatment method is to heat the alloy at a temperature of 400 ℃ to 500 ℃ to solidify the solution and then quenched in water The quenched alloy is then heated to a temperature of about 120 ° C. for about 24 hours to artificially age harden.
시효 경화란 금속재료가 일정한 시간 동안 소정 온도에 방치되는 경우 단단해지는 현상으로 상온에 방치해 두어도 단단해지는 경우와 어느 정도 가열하지 않으면 단단해지지 않는 경우가 있는데, 상온에서 단단해지는 것을 자연시효라 하고, 어느 정도 가열해야만 단단해지는 경우를 인공시효라 한다. 시효 경화가 일어나는 이유는 하나의 고체 속에 다른 고체가 별개의 상으로 되어 나오는 석출 현상 때문이다.Aging hardening is a phenomenon that when a metal material is left at a predetermined temperature for a predetermined time, it hardens even if it is left at room temperature, and it may not harden if not heated to some extent. Artificial hardening is called hardening after heating to some extent. The aging hardening occurs because of the precipitation phenomenon in which one solid is in a separate phase.
알루미늄 7000계열 합금은 Mg과 Zn의 함량을 늘려서 MgZn2가 석출되도록 인공 시효 경화 처리함으로써 강도가 증가되지만, 동시에 입계 취성과 입계 응력 부식에 대한 저항성이 낮아진다. Zn/Mg의 원자비는 2~2.5 정도인데 Zn의 함량은 일반적으로 약 3~7.5중량% 범위로 설정하고 Mg의 함량은 MgZn2의 정량 반응 수준 또는 다소 Zn이 많은 쪽으로 설정된다. 왜냐하면, Mg과 Zn이 고용 강화 효과에 있어서 거의 차이가 없고, Mg이 과량인 합금에서는 열처리 조건에 따라 나타날 수 있는 Al3Mg2가 응력 부식에 매우 유해하기 때문이다.Aluminum 7000 series alloys have increased strength by artificial aging hardening treatment to increase Mg and Zn content to precipitate MgZn 2 , but at the same time, resistance to grain boundary brittleness and grain boundary stress corrosion is lowered. The atomic ratio of Zn / Mg is about 2 to 2.5, but the content of Zn is generally set in the range of about 3 to 7.5 wt%, and the content of Mg is set to the quantitative reaction level of MgZn 2 or more or more Zn. This is because Mg and Zn have almost no difference in the solid solution strengthening effect, and Al 3 Mg 2 , which may appear depending on the heat treatment conditions, is very detrimental to stress corrosion in alloys having excessive Mg.
이와 같이 알루미늄은 다양한 합금 형태로 제조되어 사용되고 있으며, 특히 7000계열 합금은 고강도 특성을 갖도록 Mg과 Zn을 주성분으로 기타 다른 천이원소들을 소량 첨가하여 무게가 무거운 철강 재료를 대신하여 고강도 특성을 요구하는 부품에 사용되고 있다.As such, aluminum is manufactured and used in various alloy forms, and in particular, 7000 series alloys require high strength properties in place of heavy steel materials by adding small amounts of other transition elements based on Mg and Zn to have high strength properties. It is used for.
일반적으로 알루미늄 7000계열 합금을 이용하여 소정 제품을 생산하는 공정을 살펴보면 다양한 천이원소들이 특성에 맞는 성분비로 함유된 알루미늄 합금 빌렛을 주조하고, 주조 빌렛을 소정의 제품 형상으로 압출 형성한 후 T6에 의한 열처리를 행하여 즉, 고용체화 처리 후 인공 시효 경화시킴으로써 강도를 향상시키는 공정으로 소정 제품을 제작하고 있으며, 또한 제품의 크기나 요구되는 정밀도에 따 라서 압출 형성된 제품을 고용체화 처리 후 인발 과정을 추가함으로써 정밀도를 향상시킨 후에 인공 시효 경화시키는 공정으로 정밀한 제품을 제작하고 있다.In general, a process of producing a predetermined product using an aluminum 7000 series alloy shows that casting various types of aluminum alloy billets containing various ratios of components according to characteristics, and extrusion casting the formed billets into a predetermined product shape. The product is manufactured by heat treatment, that is, a process of improving strength by artificial aging hardening after solid solution treatment, and by adding a drawing process after solidifying the extruded product according to the size and required precision of the product. After improving the precision, the artificial aging hardening process produces a precise product.
이에 더하여 다양한 제품을 제작하기 위해서는 알루미늄 합금에 벤딩 등의 가공을 행하여야 하는데, 현재까지 개발된 알루미늄 7000계 합금은 강도 특성이 향상된 반면에 신율이 낮고 취성이 높은 특성 때문에 벤딩 가공을 행하는 경우에 크랙(Crack)이 발생하거나 파괴가 일어나는 등의 문제점이 있었다. 이는 위에서 설명한 바와 같이 강도 특성 향상을 위해 첨가한 Mg과 Zn에 의한 영향 때문인데, 이를 해결하기 위해 7000계 합금에 소량의 Cr 혹은 Mn을 첨가하여 신율을 증가시키는 방법이 이용되고 있으나, 이러한 방법에 의해서도 7000계 합금의 응력 부식 균열성에 대한 자연 균열을 억제하는 정도에서 그치며 여전히 벤딩 가공시에 크랙의 발생을 방지할 수는 없었다.In addition, in order to manufacture various products, it is necessary to process bending on aluminum alloys. The aluminum 7000-based alloys developed to date have improved strength characteristics while cracking when bending due to low elongation and high brittleness. There were problems such as cracks or destruction. This is due to the effect of Mg and Zn added to improve the strength characteristics as described above. To solve this problem, a method of increasing elongation by adding a small amount of Cr or Mn to the 7000-based alloy is used. In addition, it suppresses the natural cracking on the stress corrosion cracking property of the 7000-based alloy and still cannot prevent cracks during bending.
또한 기타 소량의 합금 성분을 제외한 7000계 알루미늄 합금의 주요 합금 성분인 Mn, Mg, Zn은 기존 Al7021합금의 경우 Mn:0.1중량%이하, Mg:1.2~1.8중량%, Zn:5~6중량%의 성분비로 구성되는데 Mn의 함유량이 0.1중량%이하로 구성되어 있기 때문에 알루미늄 합금 빌렛 주조시에 Mn을 함유하지 않은 상태로 빌렛을 제조하는 것이 일반적이며, Mn을 함유한다 해도 극히 소량만을 함유하여 자연 균열을 억제하는 정도에 그치고 있으므로 Al7021합금의 경우 높은 인장 강도에도 불구하고 낮은 연신율로 인해 벤딩 가공시에 크랙이 발생된다. 이를 해결하기 위해 연신율을 증가시키기 위한 방법으로 Mn을 첨가하여 사용하고 있으나, Mn의 적절한 성분비를 찾아내기가 어려우며 이를 통해서도 벤딩시 크랙 발생을 억제하기가 어려운 문제점이 있었다.In addition, Mn, Mg, and Zn, which are the main alloying elements of 7000 aluminum alloy, excluding other small amount of alloying elements, are less than Mn: 0.1 wt%, Mg: 1.2 ~ 1.8 wt%, Zn: 5-6 wt% Since the content of Mn is 0.1% by weight or less, it is common to produce a billet without Mn at the time of casting aluminum alloy billet. Since the crack is only suppressed, the Al7021 alloy generates cracks during bending due to low elongation despite high tensile strength. In order to solve this problem, Mn is added as a method for increasing the elongation, but it is difficult to find an appropriate component ratio of Mn, and through this, it is difficult to suppress cracking during bending.
이러한 이유로 7000계 고강도 알루미늄 합금이 다양한 제품에 사용될 수 없으므로 고강도를 요구하는 자동차의 일부 부품 등 알루미늄의 광범위한 사용범위에 커다란 제한이 따르는 문제점이 있었다.For this reason, since the 7000-based high strength aluminum alloy cannot be used in various products, there is a problem that a large limit is placed on the wide range of use of aluminum, such as some parts of automobiles requiring high strength.
자동차의 일부 부품 중에 일례로 헤드레스트를 살펴보면, 이는 차량의 충돌시에 발생되는 운전자 및 승객 머리 부분의 충격 보호 역할 등을 하는 부품으로서 헤드레스트 프레임에 의해서 차량의 시트에 연결 고정되는 구조이다. 따라서 헤드레스트 프레임은 차량의 충돌시에도 변형 등이 발생하지 않도록 고강도가 요구되므로 철강 재료를 이용하여 제작되고 있는 현실이다. 차량의 경량화를 위해서는 고강도 알루미늄 합금 소재로 제작하는 것이 바람직하나 고강도 알루미늄 합금의 경우에는 상기한 바와 같이 벤딩 시에 크랙 등이 발생하는 문제점으로 인하여 차량의 헤드레스트 프레임에 적용될 수 없었다.Looking at the headrest as an example of some parts of the vehicle, it is a part that serves as a shock protection role of the driver and passenger head portion generated during the collision of the vehicle is a structure that is fixed to the seat of the vehicle by the headrest frame. Therefore, the headrest frame is a reality that is manufactured using steel materials because high strength is required so that deformation does not occur even when the vehicle is crashed. In order to reduce the weight of the vehicle, it is preferable to manufacture a high-strength aluminum alloy. However, in the case of the high-strength aluminum alloy, cracks may not be applied to the headrest frame of the vehicle due to a problem that occurs when bending.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금을 기본 조성으로 하여 여기에 Mn이 첨가되고 Zn과 Mg이 소정 범위로 한정된 알루미늄 합금 빌렛을 주조하고, 주조된 빌렛을 압출한 후 T6 열처리로 강도를 향상시킨 다음 170℃~180℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 인공 시효 경화시키는 과시효 열처리를 더 행함으로써 벤딩시에도 크랙이 발생하지 않는 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재 및 그 제조 방법을 제공하며 또한, 상 기 알루미늄 합금 소재를 벤딩 가공하여 제작한 자동차용 헤드레스트 프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve this problem, Al-Zn-Mg-based aluminum alloy as a base composition is cast to cast an aluminum alloy billet Mn is added thereto and Zn and Mg is limited to a predetermined range, After extruding the billet, the strength was improved by T6 heat treatment, followed by an overaging heat treatment for artificial aging hardening at a temperature of 170 ° C. to 180 ° C. for 1 to 3 hours, thereby improving the processability without cracking even when bending. An object of the present invention is to provide an aluminum alloy material and a method of manufacturing the same, and to provide an automobile headrest frame manufactured by bending the aluminum alloy material.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, Si:0.1중량%이하, Fe:0.2중량%이하, Cu:0.07~0.15중량%, Mn:0.1~0.15중량%, Mg:1.2~1.3중량%, Cr:0.07~0.12중량%, Zn:5.7~5.9중량%, Ti:0.015~0.04중량%, 불가피한 불순물:0.15중량%이하를 함유하고 잔부가 Al으로 이루어진 성분비로 조성된 알루미늄 합금을 빌렛으로 주조하는 단계; 상기 주조된 빌렛을 소정 형상으로 압출하여 압출품을 형성하는 단계; 상기 압출품을 고용체화 처리 후 인공 시효 경화시키는 T6 열처리 단계; 및 상기 압출품을 170℃~180℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 인공 시효 경화시키는 과시효 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재의 제작 방법을 제공한다.In order to achieve this object, the present invention is Si: 0.1% by weight or less, Fe: 0.2% by weight or less, Cu: 0.07 to 0.15% by weight, Mn: 0.1 to 0.15% by weight, Mg: 1.2 to 1.3% by weight, Cr: Casting an aluminum alloy containing 0.07 to 0.12% by weight, Zn: 5.7 to 5.9% by weight, Ti: 0.015 to 0.04% by weight, and inevitable impurities: 0.15% by weight or less, and the balance being composed of a component ratio consisting of Al; Extruding the cast billet into a predetermined shape to form an extruded product; T6 heat treatment step of artificial age hardening the extrudate after solid solution treatment; And an overage heat treatment step of artificially aging the extruded product at a temperature of 170 ° C. to 180 ° C. for 1 to 3 hours.
또한 상기 T6 열처리 단계에서 상기 압출품의 고용체화 처리 과정과 인공 시효 경화 처리 과정 사이에 소정 제품의 형상에 적합하게 인발 작업을 추가하는 경우에 인발비를 4%로 하여 인발하는 것을 특징으로 하는 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재의 제작 방법을 제공한다.In addition, when the drawing operation is added between the solid solution treatment process and the artificial age hardening treatment process of the extruded product in the T6 heat treatment step to suit the shape of a predetermined product, the drawability is characterized by drawing at 4% Provided is an improved method of making high strength aluminum alloy materials.
아울러 상기 제작 방법에 의해 제작된 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재와 이를 이용하여 제작된 자동차용 헤드레스트 프레임을 제공한다.In addition, the present invention provides a high-strength aluminum alloy material with improved workability produced by the manufacturing method and a headrest frame for automobile manufactured using the same.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명은 기존의 Al-Zn-Mg계 합금인 Al7021 합금을 기본 조성으로 하고 신율 향상을 위하여 천이원소인 Mn을 첨가하고 강도와 가공성의 적절한 조화를 위해 Mg과 Zn의 함량을 Al-Zn-Mg계 합금의 기본 성분비 내에서 일정 범위로 한정하며 또한 열처리 방법에 있어서 기존의 T6 열처리 방법에 과시효 인공 시효 경화 과정을 더 추가하는 것을 특징으로 한다.The present invention is based on the Al7021 alloy, which is a conventional Al-Zn-Mg-based alloy, by adding Mn, which is a transition element to improve elongation, and adding Mg and Zn to Al-Zn-Mg for proper balance between strength and workability. It is limited to a certain range within the basic component ratio of the system alloy, and in the heat treatment method, it is characterized by further adding an overage artificial aging hardening process to the existing T6 heat treatment method.
먼저 본 발명에 따른 주요 천이원소의 성분비와 관련된 특징을 살펴보기로 한다.First, the characteristics related to the component ratios of the main transition elements according to the present invention will be described.
종래 기술에서 설명한 바와 같이 기타 소량의 합금 성분을 제외한 7000계 알루미늄 합금의 주요 합금 성분인 Mn, Mg, Zn은 기존 Al7021합금의 경우 Mn:0.1중량%이하, Mg:1.2~1.8중량%, Zn:5~6중량%의 성분비로 구성되며, 알루미늄 협회에 의해 공시된 물성치는 인장 강도 약 420 MPa, 연신율 약 13%에 해당한다. 따라서 Al7021합금의 경우 높은 인장 강도에도 불구하고 낮은 연신율로 인해 벤딩 가공시에 크랙이 발생된다.As described in the prior art, Mn, Mg, and Zn, which are the main alloying elements of the 7000-based aluminum alloy, excluding other small amounts of alloying elements, are Mn: 0.1 wt% or less, Mg: 1.2 to 1.8 wt%, Zn: Consists of 5 to 6% by weight of component ratio, the physical properties published by the aluminum association corresponds to a tensile strength of about 420 MPa, elongation of about 13%. Therefore, Al7021 alloys have cracks during bending due to low elongation despite high tensile strength.
본 발명에 따른 알루미늄 합금은 빌렛 주조시에 Mn을 더 첨가하여 신율이 증대되도록 한다. 천이원소 Mn은 합금 내에서 입자를 구상화시켜 신율 향상에 영향을 미치지만 성분비가 증가되면 가공성이 낮아져서 금형이 마모되거나 가공 기계의 마모가 발생되므로 본 발명에 따른 Mn의 성분비는 0.1~0.15중량%로 하여 신율을 증가 시키되 가공성에 영향이 없는 범위로 구성된다.In the aluminum alloy according to the present invention, elongation is increased by further adding Mn during billet casting. The transition element Mn spheroidizes the particles in the alloy and affects the elongation, but when the component ratio is increased, the workability is lowered, so that the mold wears or the wear of the processing machine occurs, so the component ratio of Mn according to the present invention is 0.1 to 0.15 wt%. In order to increase the elongation, it does not affect the processability.
다음 표 1은 본 발명에 따라 Mn을 0.1~0.15중량%로 더 첨가한 경우에 기존의 Al7021 합금과 비교하여 인장 강도는 유지되며 연신율이 향상된 결과를 나타낸다.Table 1 shows the result that the tensile strength is maintained and the elongation is improved compared to the conventional Al7021 alloy when Mn is further added at 0.1 to 0.15% by weight according to the present invention.
또한 본 발명에 따른 Zn과 Mg의 성분비를 살펴보면, Zn과 Mg은 합금의 강도에 관련된 천이원소로서 강도 증가를 위해 함유되어 있는 성분이지만, Mg 성분의 증가는 합금의 가공 경화현상을 촉진시킴으로써 가공성이 저하되고 제품의 크기나 형상에 따라서는 압출이 불가능한 경우가 발생하므로 이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 알루미늄 합금은 Mg의 성분비를 1.2~1.3중량%로 최소화한다. Zn은 합금의 강도를 위해 최대화하는 것이 바람직하겠으나, 그 성분비가 6중량% 이상인 경우에는 테스트 결과 벤딩 가공시 크랙이 발생하게 되는데 이는 Zn이 Mg과 결합하여 MgZn2를 이루고 Mg과 결합하지 못하고 남는 Zn이 불순물로 합금 내에 존재하게 됨으로써 크랙이 발생된 것으로 판단된다. 따라서 Zn의 성분비는 6중량% 미만으로 상위 범위인 5.7~5.9중량% 범위로 구성된다.In addition, when looking at the component ratio of Zn and Mg according to the present invention, Zn and Mg is a transition element related to the strength of the alloy is contained to increase the strength, but the increase of the Mg component promotes work hardening phenomenon of the alloy by promoting workability In order to prevent this, extrusion occurs depending on the size and shape of the product, so that the aluminum alloy according to the present invention minimizes the component ratio of Mg to 1.2 to 1.3% by weight. It is desirable to maximize Zn for the strength of the alloy, but if the component ratio is 6% by weight or more, the test results in cracking during bending. This results in Zn combining with Mg to form MgZn 2 and not remaining with Mg. It is judged that cracks are generated by being present in the alloy as this impurity. Therefore, the component ratio of Zn is less than 6% by weight is composed of the upper range of 5.7 ~ 5.9% by weight.
도 1은 Zn의 성분비가 6중량% 이상인 경우와 5.9중량% 이하인 경우의 알루미늄 합금의 결정 조직을 보여주는 단면도이다. 도 1에 의하면 본 발명에 의한 Zn 5.9중량% 이하인 알루미늄 합금의 경우에 조직이 균일한 형상으로 구성되어 있음을 보여주며, Zn 6중량% 이상인 알루미늄 합금의 경우에는 조직이 불균일하게 형성되어 있음을 보여준다.1 is a cross-sectional view showing the crystal structure of the aluminum alloy when the component ratio of Zn is 6% by weight or more and 5.9% by weight or less. According to Figure 1 shows that the structure of the aluminum alloy Zn 5.9% by weight or less according to the present invention is composed of a uniform shape, in the case of an aluminum alloy of Zn 6% by weight or more shows that the structure is formed unevenly .
위에서 설명한 성분비를 종합하면, 기타 소량의 천이원소 성분비를 제외하고 주요 합금 성분인 Mn, Mg, Zn의 성분비는 Al7021 합금 성분비와 비교하여 Mn:0.1~0.15중량%로 더 첨가하고 Mg:1.2~1.3중량%인 하위 범위로 하고 Zn:5.7~5.9중량%인 상위 범위로 하여 성분비가 구성된다.In summary, the component ratios of Mn, Mg, and Zn, which are the main alloy components, are added as Mn: 0.1 to 0.15% by weight compared to the Al7021 alloy component ratio, except for other small amounts of transition element components, and Mg: 1.2 to 1.3. A component ratio is comprised by setting it as the lower range which is weight% and the upper range which is Zn: 5.7-5.9 weight%.
따라서 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예에 따라 벤딩 가공시 가공성이 향상된 알루미늄 합금에 대한 주조 빌렛은 Si:0.1중량%이하, Fe:0.2중량%이하, Cu:0.07~0.15중량%, Mn:0.1~0.15중량%, Mg:1.2~1.3중량%, Cr:0.07~0.12중량%, Zn:5.7~5.9중량%, Ti:0.015~0.04중량%, 불가피한 불순물:0.15중량%이하를 함유하고 잔부가 Al으로 이루어진 성분비로 조성된다.Therefore, the casting billet for the aluminum alloy with improved workability during bending according to the preferred embodiment of the present invention is Si: 0.1% by weight or less, Fe: 0.2% by weight or less, Cu: 0.07 ~ 0.15% by weight, Mn: 0.1 ~ 0.15% by weight, Mg: 1.2 to 1.3% by weight, Cr: 0.07 to 0.12% by weight, Zn: 5.7 to 5.9% by weight, Ti: 0.015 to 0.04% by weight, unavoidable impurities: 0.15% by weight or less, and the balance is Al It consists of the component ratio which comprised.
다음으로 본 발명의 열처리 특성에 대해 살펴본다.Next, look at the heat treatment characteristics of the present invention.
위에서 설명한 바와 같은 성분비로 조성된 알루미늄 합금에 석출 경화 작용으로써 인장 강도를 증가시키기 위한 기존의 T6 열처리를 행한 경우 즉, 고용체화 한 후 물속에서 급랭시키고 다시 약 120℃ 정도의 온도로 약 24시간 가열하여 인공 시효 경화시킨 경우에 열처리에 의한 인장 강도는 증가되고 Mn 첨가로 인하여 신율이 증가되었음에도 벤딩 가공시에 크랙이 발생된다. 특히 테스트 결과 본 발명에 따른 성분비를 가진 원통형 바(Bar) 형상의 알루미늄 합금 제품에 대해 U-벤딩시 벤딩되는 부분에서 크랙이 발생되며, 롤 벤딩에 의한 벤딩 제품보다 원통형 바에 충격이 가해지는 프레스 벤딩에 의한 벤딩 제품에서 크랙의 발생률이 높게 나타난다.In the case of the conventional T6 heat treatment to increase the tensile strength by precipitation hardening effect on the aluminum alloy composed of the component ratio as described above, that is, after solid solution, it is quenched in water and then heated to a temperature of about 120 ° C. for about 24 hours. In the case of artificial aging hardening, the tensile strength by heat treatment is increased, and cracking occurs during bending, even though the elongation is increased due to the addition of Mn. In particular, as a result of the test, cracks are generated in a portion that is bent during U-bending for a cylindrical bar-shaped aluminum alloy product having a component ratio according to the present invention, and press bending is applied to the cylindrical bar than a bending product by roll bending. The incidence of cracks is high in bending products.
이는 벤딩 가공을 위해 알루미늄 합금의 성분비를 조정하여 신율을 증가시킨 후에도 상기 원통형 바는 프레스 가공과 같은 충격에 취약하여 벤딩 가공 시에 크랙이 발생되는 것으로 판단된다. 열처리에 따른 충격 강도의 비교 결과는 표 2에 나타나 있다.It is believed that even after the elongation is increased by adjusting the component ratio of the aluminum alloy for bending, the cylindrical bars are vulnerable to impacts such as press working, so that cracks are generated during bending. The comparative results of the impact strength according to the heat treatment are shown in Table 2.
따라서 본 발명에 의한 열처리 방법은 T6 열처리 후에 즉, 약 120℃의 온도로 약 24시간 가열하여 인공 시효 경화시킨 후에 약 170~180℃의 온도로 1시간 내지 3시간 가열하여 과시효 경화시키는 과정을 더 추가한다. 이러한 과시효 경화 열처리 과정에 의해 알루미늄 합금의 입계 조직이 조대화됨으로써 외부에서 가해진 충격 에너지가 인접한 입계로 빠르게 전달되지 못하고 또한 각 입계에서 충격 에너지의 흡수율이 높아지게 되므로 충격 에너지가 내부에서 흡수되어 크랙의 발생을 억제한다.Therefore, the heat treatment method according to the present invention after the T6 heat treatment, that is, the artificial aging curing by heating for about 24 hours at a temperature of about 120 ℃ and then over-aging curing by heating for 1 to 3 hours at a temperature of about 170 ~ 180 ℃ Add more. As the grain boundary structure of the aluminum alloy is coarsened by the over-aging hardening process, the impact energy applied from the outside is not quickly transferred to the adjacent grain boundaries, and the absorption rate of the impact energy is increased at each grain boundary. Suppress occurrence.
다음 표 2는 열처리 방법에 대한 비교 시험 자료를 위하여 본 발명에 따른 성분비로 구성된 알루미늄 합금과 기존의 Al7021 합금의 주요 합금 성분에 대한 성분 조성을 나타내고, 표 3은 표 2의 각 시편에 대해 본 발명에 따른 열처리 방법으로 열처리한 알루미늄 합금과 T6 열처리 방법으로 열처리한 알루미늄 합금 및 기존의 7000계 알루미늄 합금과의 물성치 및 충격 에너지 흡수율을 비교하여 나타낸다.Table 2 shows the composition of the aluminum alloy composed of the component ratio according to the present invention and the main alloy components of the conventional Al7021 alloy for the comparative test data for the heat treatment method, Table 3 is the present invention for each specimen of Table 2 The physical properties and impact energy absorption of the aluminum alloy heat-treated by the heat treatment method according to the present invention and the aluminum alloy heat-treated by the T6 heat treatment method and the existing 7000-based aluminum alloy are compared.
표 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 과시효 열처리를 행한 시편 1의 경우 본 발명에 따른 성분비로 조성된 알루미늄 합금에 기존의 T6 열처리를 행한 시편 2의 경우와 비교하여 연신율에는 큰 변화가 없고 인장 강도가 소폭 감소하였지만 흡수되는 충격 에너지가 크게 증가하였고, 기존 Al7021 합금과 비교하면 인장 강도가 소폭 감소하였으나 연신율과 흡수되는 충격 에너지 모두 크게 향상되었다. 따라서 인장 강도는 소폭 감소하고 충격 에너지의 흡수량은 크게 증가함으로써 본 발명에 따라 제작된 알루미늄 합금은 고강도 알루미늄 합금으로서 벤딩 가공시에도 크랙이 발생하지 않는 특성을 갖는다.As can be seen from Table 3, the specimen 1 subjected to the over-aging heat treatment according to the present invention has a large change in elongation compared to the case of specimen 2 in which the conventional T6 heat treatment was performed on the aluminum alloy composed of the component ratio according to the present invention. Although the tensile strength was slightly decreased, the absorbed impact energy was greatly increased. Compared with the existing Al7021 alloy, the tensile strength was slightly decreased, but both the elongation and the absorbed impact energy were greatly improved. Therefore, the tensile strength is slightly reduced and the absorption amount of the impact energy is greatly increased, so that the aluminum alloy produced according to the present invention is a high-strength aluminum alloy and does not generate cracks even when bending.
또한 본 발명에 따른 과시효 열처리 방법은 가열 온도가 170~180℃인데, 테스트 결과 합금 내부의 결정 조직의 크기가 변화되어 충격에 강하도록 결정 입계가 조대화되기 위하여는 170℃ 이상이어야 하며, 또한 180℃ 이상인 경우에는 충격 에너지의 흡수량은 증가되지만 인장 강도와 연신율이 급격히 저하되기 때문에 7000계 합금의 성질인 고강도 특성을 유지할 수 없게 된다. 아울러 가열 시간은 1~3시간인데, 170~180℃의 온도로 가열시 합금 내부까지 충분히 결정 조직의 변화가 이루어지기 위해서는 1시간 이상의 가열 시간이 필요하며, 또한 가열 시간이 증가됨에 따라 인장 강도와 연신율이 감소하게 되므로 3시간 이상 가열시에는 합금의 고강도 특성을 유지할 수 없게 된다.In addition, the over-aging heat treatment method according to the present invention, the heating temperature is 170 ~ 180 ℃, as a result of the test to change the size of the crystal structure in the alloy grains to be coarsened to be resistant to impact should be 170 ℃ or more, and also When the temperature is 180 ° C. or higher, the absorption amount of impact energy is increased, but tensile strength and elongation are drastically lowered, and thus the high strength characteristic of the 7000-based alloy cannot be maintained. In addition, the heating time is 1 to 3 hours. When heating at a temperature of 170 to 180 ° C., a sufficient heating time is required to change the crystal structure to the inside of the alloy sufficiently. Also, as the heating time increases, the tensile strength and Since the elongation is reduced, it is impossible to maintain the high strength characteristics of the alloy when heated for 3 hours or more.
한편, 본 발명에 따른 열처리 방법은 T6 열처리 후 즉, 고용체화 처리 후 약 120℃로 약 24시간 가열하여 인공 시효 경화시킨 후 과시효 열처리를 행하는 것으로 할 수도 있으나, 바람직하게는 고용체화 처리 후에 약 120℃로 약 20시간 동안만 가열하여 인공 시효 경화시킨 후에 과시효 열처리를 행함으로써 열처리 시간을 단축할 수도 있을 것이다.Meanwhile, the heat treatment method according to the present invention may be performed after T6 heat treatment, that is, by heating at about 120 ° C. for about 24 hours after the solid solution treatment to artificially cure the aging, and then performing the overaging heat treatment, but preferably after the solid solution treatment. The heat treatment time may be shortened by heating to 120 ° C. for only about 20 hours to perform artificial aging curing followed by overaging heat treatment.
도 2는 본 발명에 따른 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재의 제작 공정을 간략하게 나타낸 공정 흐름도이다.2 is a process flow diagram briefly showing a manufacturing process of a high-strength aluminum alloy material with improved workability according to the present invention.
먼저 본 발명에 따른 성분비로 조성된 알루미늄 합금 빌렛을 주조하고(S01), 소정 제품의 형상으로 압출한 후(S02), T6 열처리 즉, 고용체화 처리(S03)와 인공 시효 경화 처리(S05)를 행한다. 이때 요구되는 제품의 크기나 정밀도 등에 따라서는 필요에 따라 고용체화 처리(S03)후 인발하는 과정(S04)을 거치게 된다. 압출의 형상만으로는 치수의 정밀도나 요구되는 공차를 유지할 수 없기 때문에 인발 과정을 한 번 더 수행함으로써 정밀한 제품의 형상을 제작할 수 있기 때문이다. 이와 같이 인발(S04)과 인공 시효 경화 처리 과정(S05)을 거친 후 본 발명에 따른 과시효 경화 처리하고(S06), 요구되는 제품에 적합하게 소정의 벤딩 가공(S07)을 행한다.First, cast the aluminum alloy billet composed of the component ratio according to the present invention (S01), and extruded into the shape of a predetermined product (S02), T6 heat treatment, that is, solid solution treatment (S03) and artificial age hardening treatment (S05) Do it. At this time, depending on the size, precision, etc. of the required product, it is subjected to the drawing process (S04) after the solid solution treatment (S03) as necessary. This is because the shape of the extrusion alone cannot maintain the precision of the dimension and the required tolerance, so that the shape of the precise product can be manufactured by performing the drawing process once more. Thus, after passing through drawing (S04) and artificial aging hardening process (S05), the overaging hardening process according to this invention (S06) is performed, and predetermined bending process (S07) is performed suitably for the requested | required product.
본 발명의 일 실시예에 따라 인발하는 과정(S04)을 거치게 되는 경우, 인발에 의해 알루미늄 합금의 인장 강도와 연신율에 영향을 미치게 되므로 이에 대해 살펴본다.When the process of drawing according to an embodiment of the present invention (S04), the tensile strength and elongation of the aluminum alloy is affected by the drawing, so it will be described.
인발은 냉간 가공의 일종으로 금속에 냉간 가공을 하는 경우 냉간 가공에 따른 가공 경화 현상이 발생하며 이에 따라 강도가 향상되는 결과를 가져온다. 그러나 연신율이 저하되는 문제가 있으므로 벤딩 가공시 크랙이 발생할 수 있다.Drawing is a kind of cold working, and when cold working on metal, work hardening occurs due to cold working, which results in an increase in strength. However, there is a problem that the elongation is lowered, so cracks may occur during bending.
따라서 인발 가공을 할 때 인발 전 단면적 대비 인발 후 단면적 축소량 비율인 인발비가 인발 후 물성치와 관련하여 중요한 요인이 되는데, 테스트 결과 본 발명에 따른 인발비를 4%로 하였을때 연신율이 큰 폭으로 감소하는 것을 방지할 수 있다. 인발비 테스트는 지름이 10mm 인 원통형 바를 기준으로 테스트하였으며, 표 4는 각 인발비에 따른 인장 강도와 연신율의 변화를 나타내며 인발비가 4%인 경우에 소정 범위 이상 강도가 강화되고 벤딩 가공시에 크랙이 발생하지 않는 연신율을 유지할 수 있음을 나타낸다.Therefore, when drawing, the draw ratio, which is the ratio of the cross-sectional reduction after drawing to the cross-sectional area before drawing, is an important factor in relation to the physical properties after drawing. When the drawing ratio according to the present invention is 4%, the elongation is greatly reduced. Can be prevented. The drawing ratio test was conducted based on a cylindrical bar having a diameter of 10 mm, and Table 4 shows the change in tensile strength and elongation according to each drawing ratio, and when the drawing ratio was 4%, the strength was strengthened over a predetermined range and cracks during bending processing. This indicates that elongation that does not occur can be maintained.
표 4에서 알 수 있듯이 인발비를 증가시킬수록 인장 강도가 증가하고 연신율이 감소하는데, 인발비가 4% 이상인 경우에는 연신율이 급속히 감소하게 되므로 본 발명에 따른 인발비를 4%로 하여 인발 가공을 하는 것이 바람직하다.As can be seen in Table 4, as the draw ratio increases, the tensile strength increases and the elongation decreases. When the draw ratio is 4% or more, the elongation is rapidly decreased, so the drawing ratio according to the present invention is drawn to 4%. It is preferable.
따라서 알루미늄 합금 빌렛을 소정 제품으로 압출하여(S02) 형성된 압출품은 인발 과정(S04)에서 인발비 4%에 따라 정밀하게 다시 축소되므로 압출시에 이를 고려하여 압출해야 할 것이다.Therefore, the extruded product formed by extruding the aluminum alloy billet into a predetermined product (S02) is precisely reduced again according to the drawing ratio of 4% in the drawing process (S04), and thus may be extruded in consideration of this during extrusion.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 자동차용 헤드레스트 프레임의 일 실시예를 도시한 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing one embodiment of a headrest frame for a vehicle manufactured according to an embodiment of the present invention.
자동차용 헤드레스트(10)는 차량 운전자 및 승객의 목 부위를 받쳐줌으로써 운전자 및 승객에게 휴식을 주고, 또한 동시에 사고 발생시에는 운전자 및 승객의 머리 부분 충격을 흡수하는 역할을 한다.The
헤드레스트(10)는 탄성이 있는 재질로 구성되며 자동차 시트의 등받이(40) 상단에 부착되어 승객의 목 부위를 받쳐주는 구조로서, 헤드레스트(10) 내부에 이를 지지하는 헤드레스트 프레임(20)이 삽입되고, 헤드레스트 프레임(20)의 양단부가 시트의 등받이(40) 상단에 마련되어 있는 2개의 체결 홀(30)에 삽입되어 결합됨으로써 헤드레스트(10)가 시트에 탈착 가능하도록 부착된 구조이다.The
헤드레스트 프레임(20)은 원통형 바를 동일 방향으로 2회 벤딩한 형태로 "U"자 형상을 이루어 헤드레스트 프레임(20)의 양단부가 시트 등받이 상단의 2개 체결 홀(30)에 삽입되고 벤딩된 원통형 바의 중앙부가 헤드레스트(10) 내부에 삽입되어 헤드레스트(10)를 지지하는 구조이다.The
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 헤드레스트 프레임(20)은 도 2에서 설명한 제조 공정에 따라 제조된 고강도 알루미늄 합금 재질로서, 원통형 바 형상의 알루미늄 합금 소재를 2회 벤딩함으로써 제작된 헤드레스트 프레임(20)이다. 따라서 기존의 자동차에 사용되는 철강 재료에 의한 헤드레스트 프레임에 비하여 동일한 강도를 유지하면서도 무게가 가벼운 구조이다.
또한 본 발명에 따른 헤드레스트 프레임(20)은 속이 빈 원통형 파이프 형상의 알루미늄 합금 소재를 2회 벤딩함으로써 제작할 수도 있을 것이다.In addition, the
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드레스트 프레임 형상의 일례를 도시한 사시도이다.4A and 4B are perspective views illustrating an example of a shape of a headrest frame according to an embodiment of the present invention.
도 4a는 도 3과 같은 "U"자 형상의 헤드레스트 프레임(21) 상부 중앙에 "T"자형의 플레이트(22)를 부착함으로써 헤드레스트에 대한 헤드레스트 프레임(21)의 지지력을 보강하는 구조이다.FIG. 4A is a structure for reinforcing the bearing force of the
도 4b는 도 3과 같이 "U"자 형상으로 벤딩된 원통형 바의 중앙부를 "U"자형 원통형 바가 이루는 면의 수직 방향으로 2회 더 벤딩하여 헤드레스트에 대한 헤드레스트 프레임(23)의 지지력을 보강하는 구조이다.FIG. 4B shows the support of the
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드레스트 프레임은 본 발명에 의해 제조된 알루미늄 합금 소재로 제작되는 것에 그 특징이 있으므로 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드레스트 프레임의 형상은 종래에 공지되어 사용되는 임의의 형상으로 제작될 수 있을 것이다.Since the headrest frame according to an embodiment of the present invention is characterized by being manufactured from an aluminum alloy material manufactured by the present invention, the shape of the headrest frame according to an embodiment of the present invention is known and used in the art. It can be produced in the shape of.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금을 기본 조성으로 하여 여기에 Mn이 첨가되고 Zn과 Mg이 소정 범위로 한정된 알루미늄 합금 빌렛을 주조하고, 주조된 빌렛을 압출한 후 T6 열처리로 강도를 향상시킨 다음 170℃~180℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 인공 시효 경화시키는 과시효 열처리를 더 행함으로써 벤딩시에도 크랙이 발생하지 않는 가공성이 향상된 고강도 알루미늄 합금 소재 및 그 제조 방법을 제공하고 또한 이를 이용하여 제작된 자동차용 헤드레스트 프레임을 제공함으로써 강도가 높은 알루미늄 합금이 자동차 부품 등 각종 벤딩 가공이 필요한 제품에 철강 제품을 대체하여 적용될 수 있으므로 수송 기계의 경량화 및 자원 회수율의 증가를 이룰 수 있으며 이에 따른 에너지 절약 및 환경 오염 방지의 효과가 있다.As described above, according to the present invention, an Al-Zn-Mg-based aluminum alloy is used as a base composition, and an aluminum alloy billet in which Mn is added and Zn and Mg are limited to a predetermined range is cast, and the cast billet is extruded. After the T6 heat treatment to improve the strength and then subjected to an over-age heat treatment for artificial aging hardening for 1 to 3 hours at a temperature of 170 ℃ ~ 180 ℃ high strength aluminum alloy material with improved workability that does not generate cracks during bending and By providing the manufacturing method and providing the headrest frame for automobile manufactured by using the same, high strength aluminum alloy can be applied to steel products for various bending processing such as automobile parts, thereby reducing the weight and resources of transportation machinery. The recovery rate can be increased and the effect of energy saving and pollution prevention There is.
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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