KR100961081B1 - Zinc-aluminium alloys with high strength and low density - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A high strength lightweight zinc-aluminum alloy is provided to reduce the weight by 18% by adding the alloying element and to increase the intensity by 20%. CONSTITUTION: A high strength lightweight zinc-aluminum alloy is made from aluminum 47~52 weight%, copper 2.0~3.0 weight%, silicon 0.001~ 3.0 weight%, and the rest of zinc. The high strength lightweight zinc-aluminum alloy includes element 0.001~2.0 weight% more than one or two selected in the group consisting of the titanium, beryllium, magnesium, nickel, vanadium, tin, iron, chrome, zirconium, strontium, scandium, manganese.

Description

고강도 경량 아연-알루미늄 합금{Zinc-aluminium alloys with high strength and low density}Zinc-aluminium alloys with high strength and low density}

본 발명은 고강도 경량 아연-알루미늄 합금에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 알루미늄(Al) 45 내지 55 중량%, 구리(Cu) 1.0 내지 9.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량%, 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 아연-알루미늄 합금에 관한 것이다.The present invention relates to a high strength lightweight zinc-aluminum alloy, and more particularly, 45 to 55% by weight of aluminum (Al), 1.0 to 9.0% by weight of copper (Cu), 0.001 to 3.0% by weight of silicon (Si), and the balance of zinc. It relates to a zinc-aluminum alloy composed of (Zn).

오늘날 다이캐스팅 기술은 고품질의 제품을 제조할 수 있을 정도로 개발되었다. 그러나 다이캐스팅의 품질은 기계설비와 선택된 공정뿐만 아니라 사용된 합금의 화학성분 및 구조에 따라서 크게 달라질 수 있다. 후자의 두 파라메타는 가주성(可鑄性), 피드특성(feed behaviour), 기계적인 특성과, 특히 다이캐스팅에서 중요한 주조공구의 수명에 영향을 주는 것으로 알려져 있다.Today, die casting technology has been developed to produce high quality products. However, the quality of the die casting can vary greatly depending on the machine and the chosen process, as well as the chemical composition and structure of the alloy used. The latter two parameters are known to influence the castability, feed behavior, mechanical properties and, in particular, the life of the casting tool, which is important in die casting.

종래에는 노트북이나 휴대폰 케이스의 외장재 및 경첩(hinge) 등의 부품을 다이캐스팅 하기에 적합한 합금의 개발에 거의 주의를 기울이지 않았다. 그러나 제품의 외형이나 기능적인 면에서 복잡해지므로 좀 더 변형에 견딜 수 있는 다이캐스 팅용 합금을 개발할 필요성이 증가하고 있다. 또한 노트북이나 휴대폰 등 휴대형 전자제품의 경우 경량화, 소형화가 제품의 경쟁력과 직결되며 이를 위하여 제품보호를 위한 충분한 강도를 제공하면서도 더 가벼운 소재의 개발이 필수적이다. 특히, LCD 판넬 부분을 지지해 주는 부품이나, 얇고 복합한 형상의 경첩 등과 같은 부품은 고강도의 합금이 필요하다.In the past, little attention has been given to the development of alloys suitable for die casting parts such as exterior materials and hinges of notebooks or mobile phone cases. However, as the product becomes complicated in appearance and function, there is an increasing need to develop die casting alloys that can withstand more deformation. In addition, in the case of portable electronic products such as laptops or mobile phones, the weight reduction and the miniaturization are directly related to the competitiveness of the product, and for this, it is necessary to develop lighter materials while providing sufficient strength for product protection. In particular, parts that support the LCD panel portion, parts such as a thin, complex hinge, etc. need a high strength alloy.

전자제품의 케이스 및 브레킷 등에 사용되는 비철금속 합금으로 마그네슘과 알루미늄을 주성분으로 하는 합금이 많이 사용되고 있으나, 마그네슘은 그 본질적 특성상 발화위험성이 있고, 전기 화학적 음성도가 다른 금속원소에 비하여 높기 때문에 철, 구리, 니켈 또는 실리콘 등이 기지 내에서 금속간 화합물 형태의 작은 입자로 석출되면, 기지 상에 비하여 음극을 형성하여 경계면에서 전기 화학적인 부식이 잘 일어난다. 특히 마그네슘이 주성분인 합금에 철이 매우 적은 양이 첨가되어도 합금의 내식성을 크게 저하시킨다. 마그네슘 표면에 형성되는 자연적인 피막도 상당한 부동태 성질을 가지며 흔히 염기성을 띄고 있어 주변 환경에 약해 표면처리를 필요로 한다. 따라서 이를 주성분으로 사용하는 것은 바람직하지 못하다.As a non-ferrous metal alloy used in cases and brackets of electronic products, alloys mainly composed of magnesium and aluminum are used, but magnesium has a high risk of ignition due to its intrinsic properties, and its electrochemical negativeness is higher than that of other metal elements. When copper, nickel, or silicon precipitates as small particles in the form of an intermetallic compound in the base, an electrochemical corrosion occurs easily at the interface by forming a cathode as compared to the base. In particular, even if a very small amount of iron is added to an alloy containing magnesium as a main component, the corrosion resistance of the alloy is greatly reduced. Natural coatings formed on the surface of magnesium also have significant passivation properties and are often basic and therefore weak to the surrounding environment and require surface treatment. Therefore, it is not preferable to use it as a main component.

한편, 고강도를 요구하는 부품을 제조할 때에는, 알루미늄 다이캐스팅 합금보다는 고강도의 아연 다이캐스팅 합금을 사용하여왔다. 대표적인 아연 다이캐스팅합금은 자맥(Zamak) 합금으로 일반적으로 4중량%의 알루미늄을 함유하며 주조성이 우수하다. 알루미늄의 함량을 약 27중량%까지 올린 ZA27은 높은 인장강도를 가지나 밀도가 약 4.9 g/㎤으로 무거운 것이 문제이었다. 휴대용 노트북이나 휴대폰 케이스의 외장재 및 경첩(hinge) 등 강도가 높으나 가벼운 특성이 필요한 휴대 전자제 품의 부품을 제조하기 위해서는 경량 고강도 다이캐스팅용 합금이 크게 요구되는 실정이다.On the other hand, when manufacturing parts requiring high strength, zinc die casting alloys of high strength have been used rather than aluminum die casting alloys. Typical zinc die casting alloys are Zamak alloys, which typically contain 4% by weight of aluminum and are excellent in castability. ZA27, which has an aluminum content of up to about 27% by weight, has a high tensile strength but has a heavy density of about 4.9 g / cm 3. In order to manufacture components of portable electronic products that require high strength but light characteristics such as exterior materials and hinges of portable notebooks or mobile phone cases, lightweight high strength die casting alloys are required.

본 발명자들은 안전하며 높은 강도를 가짐과 동시에 가벼운 다이캐스팅용 합금에 관하여 연구하던 중 기존의 아연-알루미늄 합금에 비하여 알루미늄의 비율을 획기적으로 높이는 경우 합금의 밀도가 낮아지는 것을 발견하였다. 그러나 이를 지나치게 높이는 경우 제품의 강도가 크게 떨어지는 문제가 있어 연구를 거듭한 끝에 최적 비율의 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have found that the density of the alloy decreases when the ratio of aluminum is drastically increased compared to the existing zinc-aluminum alloy while studying safe and high strength and light die casting alloy. However, if the height is too high, there is a problem that the strength of the product is greatly reduced, and after repeated studies, the present invention completed the optimum ratio.

따라서 본 발명의 목적은 알루미늄(Al) 45 내지 55 중량%, 구리(Cu) 1.0 내지 9.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량%, 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 아연-알루미늄 합금을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is 45 to 55% by weight of aluminum (Al), 1.0 to 9.0% by weight of copper (Cu), 0.001 to 3.0 of silicon (Si) It is to provide a zinc-aluminum alloy composed of weight%, the balance of zinc (Zn).

본 발명의 다른 목적은 티타늄(Ti), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 바나듐(V), 주석(Sn), 철(Fe), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 스칸듐(Sc) 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이), 원소 0.001 내지 2.0 중량%, 알루미늄(Al) 45 내지 55 중량%, 구리(Cu) 1.0 내지 9.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량% 및 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 아연-알루미늄 합금을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is titanium (Ti), beryllium (Be), magnesium (Mg), nickel (Ni), vanadium (V), tin (Sn), iron (Fe), chromium (Cr), zirconium (Zr) , One or two selected from the group consisting of strontium (Sr), scandium (Sc) and manganese (Mn)), 0.001 to 2.0 wt% of elements, 45 to 55 wt% of aluminum (Al), and 1.0 to 9.0 of copper (Cu) It is to provide a zinc-aluminum alloy composed of weight percent, 0.001 to 3.0 weight percent of silicon (Si) and the balance of zinc (Zn).

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 알루미늄(Al) 45 내지 55 중량%, 구리(Cu) 1.0 내지 9.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량%, 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 아연-알루미늄 합금을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an alloy comprising 45 to 55% by weight of aluminum (Al), 1.0 to 9.0% by weight of copper (Cu), 0.001 to 3.0% by weight of silicon (Si), and a balance of zinc (Zn). Provides an aluminum alloy.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 티타늄(Ti), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 바나듐(V), 주석(Sn), 철(Fe), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 스칸듐(Sc) 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 원소 0.001 내지 2.0 중량%, 알루미늄(Al) 45 내지 55 중량%, 구리(Cu) 1.0 내지 9.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량% 및 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 아연-알루미늄 합금을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, titanium (Ti), beryllium (Be), magnesium (Mg), nickel (Ni), vanadium (V), tin (Sn), iron (Fe), chromium (Cr), zirconium 0.001 to 2.0 one or more elements selected from the group consisting of (Zr), strontium (Sr), scandium (Sc), and manganese (Mn) A zinc-aluminum alloy is provided which is composed of weight percent, 45 to 55 weight percent of aluminum (Al), 1.0 to 9.0 weight percent of copper (Cu), 0.001 to 3.0 weight percent of silicon (Si) and the balance of zinc (Zn).

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

본 발명에 따른 합금을 조성하기 위해서 먼저 알루미늄, 구리, 실리콘 및 아연이 동원된다.In order to form the alloy according to the invention, aluminum, copper, silicon and zinc are first mobilized.

알루미늄의 함량을 45 중량% 미만으로 하는 경우 합금의 밀도가 많이 줄어들지 못하며, 55 중량%를 초과하는 경우 강도가 크게 떨어지는 단점이 있다. 따라서 본 발명에서는 알루미늄의 함량을 45 내지 55 중량%로 한정하였다. 더욱 바람직한 알루미늄의 함량은 47 내지 52 중량%이며, 가장 바람직하게는 49 내지 51 중량%이다.When the content of aluminum is less than 45% by weight, the density of the alloy does not decrease much, and when it exceeds 55% by weight, the strength is greatly reduced. Therefore, in the present invention, the aluminum content is limited to 45 to 55% by weight. More preferred aluminum content is 47 to 52% by weight, most preferably 49 to 51% by weight.

구리는 강도 향상을 위하여 첨가되는 원소이다. 그러나 함량이 증가되면 취성이 증가하여 기계적 성질이 저하되며, 무거운 원소이므로 밀도 감소에 도움이 되지 않는다. 따라서 본 발명에서는 구리의 함량을 1.0 내지 9.0 중량%로 한정하였다. 더욱 바람직한 구리의 함량은 2.0 내지 7.0 중량%이며, 가장 바람직하게는 2.0 내지 3.0 중량%이다.Copper is an element added for strength improvement. However, if the content is increased, the brittleness is increased, the mechanical properties are degraded, and since it is a heavy element, it does not help to reduce the density. Therefore, in the present invention, the copper content is limited to 1.0 to 9.0 wt%. More preferred content of copper is 2.0 to 7.0% by weight, most preferably 2.0 to 3.0% by weight.

실리콘은 주조용 알루미늄 합금에서 주조성의 향상과 기계적 성질의 개선에 관여한다. 그러나 3.0 중량%이상 첨가하는 경우 합금의 취성이 증가하여 기계적 성질이 저하되기 때문에 다이캐스팅 과정 중 몰드에서 제품 분리시, 제품이 파손되는 문제가 있으므로 본 발명에서는 실리콘의 함량을 0.001 내지 3.0 중량%로 한정하였다. 더욱 바람직한 실리콘의 함량은 0.01 내지 2.0 중량%이며, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량%이다.Silicon is involved in improving castability and mechanical properties in cast aluminum alloys. However, if more than 3.0% by weight of the alloy increases the brittleness of the alloy to decrease the mechanical properties, so when the product is separated from the mold during the die casting process, there is a problem that the product is broken in the present invention, the silicon content of 0.001 to 3.0 Limited to weight percent. More preferred content of silicone is 0.01 to 2.0% by weight, most preferably 0.1 to 1.0% by weight.

한편 본 발명에 따른 다른 합금을 조성하기 위하여 티타늄, 베릴륨, 마그네슘, 니켈, 바나듐, 주석, 철, 크롬, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 원소, 알루미늄, 구리, 실리콘 및 아연 이 동원된다. Meanwhile, one or more elements selected from the group consisting of titanium, beryllium, magnesium, nickel, vanadium, tin, iron, chromium, zirconium, strontium, scandium and manganese, aluminum, copper, and silicon in order to form another alloy according to the present invention And zinc are mobilized.

또한 소량의 티타늄과 베릴륨의 첨가는 강도의 감소 없이 연성을 증가시켜 주어 인성을 향상 시키나, 티타늄이 많이 첨가되면 취성이 강해지고, 베릴륨의 경우 독성이 강한 원소이므로 본 발명에서는 0.001 내지 2.0 중량%로 포함되도록 한정하였다. 더욱 바람직하게는 0.001 내지 1.0 중량%로 포함되도록 한정한다.In addition, the addition of a small amount of titanium and beryllium increases the ductility without reducing the strength to improve the toughness, but the addition of a large amount of titanium becomes brittle, beryllium is a strong toxicity element in the present invention is 0.001 to 2.0% by weight Limited to inclusion. More preferably limited to 0.001 to 1.0% by weight.

본 발명의 실시예에서는 하기 표1에서 나타낸 바와 같이, 본 발명 조성의 합금을 이용한 합금편을 제조하여 본 발명의 조성 범위 밖의 조성을 가진 합금편 및 공지의 조성을 가진 합금편과 일축인장, 3점굽힘 비교시험을 실시하였다.In the embodiment of the present invention, as shown in Table 1, the alloy piece using the alloy of the composition of the present invention to produce an alloy piece having a composition outside the composition range of the present invention and the alloy piece having a known composition and uniaxial tensile, three-point bending Comparative tests were performed.

그 결과 하기 표2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 합금은 공지의 합금에 비하여 밀도가 낮으면서 다른 합금에 비하여 인장력이 크고, 굽힘력이 큰 것을 확인하였다. 또한 티타늄과 베릴륨을 소량 첨가하는 경우 연신력이 증가하는 것을 확인하였다.As a result, as shown in Table 2, it was confirmed that the alloy of the present invention has a higher tensile strength and a higher bending force than other alloys while having a lower density than a known alloy. In addition, when adding a small amount of titanium and beryllium it was confirmed that the stretching force increases.

따라서, 본 발명은 기존의 아연-알루미늄 합금에 비하여 밀도가 낮고 강도가 높은 합금을 제공한다. 본 발명의 합금은 기존 아연-알루미늄 합금에 비하여 18%이상 가볍고, 20%이상 강도를 향상시킨 고강도 경량 아연-알루미늄 합금으로 제품의 내구성 향상과 경량화를 실현시킬 수 있으므로 휴대형 전자제품 제작에 효과적으로 이용할 수 있다.Accordingly, the present invention provides an alloy having a lower density and a higher strength than conventional zinc-aluminum alloys. The alloy of the present invention is a high-strength lightweight zinc-aluminum alloy that is 18% lighter than the existing zinc-aluminum alloy and has a strength of 20% or more, so that the durability and weight of the product can be realized. have.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1 내지 4><Examples 1 to 4>

시험용 합금편 제조Production of test alloy pieces

상기 표 1의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 5의 비율로 원료물질을 준비한 후 각각 용해하여 다이캐스팅 방법으로 실제 핸드폰 케이스의 부품을 제작하여 일축 인장시험 및 3점 굽힘시험을 실시하였으며, 그 밀도를 KS M 0602의 방법에 따라 측정하였다.After preparing the raw materials in the ratio of Example 1 to Example 4 and Comparative Examples 1 to 5 of Table 1, each of the actual mobile phone case manufactured by the die casting method by dissolving the uniaxial tensile test and three-point bending test The density was measured according to the method of KS M 0602.

그 결과 본원발명의 합금(실시예 1 내지 4)의 경우 ZA27 합금에 비하여 밀도가 18%정도 낮은 것을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the density of the alloy of the present invention (Examples 1 to 4) was about 18% lower than that of the ZA27 alloy.

실시예 및 비교예의 합금 조성 및 밀도Alloy Composition and Density of Examples and Comparative Examples 합금기호Alloy symbol 합금 조성Alloy composition 밀도(Approx.)Density (Approx.) ZnZn AlAl CuCu SiSi 기타Etc 실시예 1Example 1 Alloy 1Alloy 1 Bal.Bal. 49.349.3 3.03.0 0.10.1 4.0 g/㎤4.0 g / cm 3 실시예 2Example 2 Alloy 2Alloy 2 Bal.Bal. 50.250.2 2.82.8 0.50.5 Ti: 0.05Ti: 0.05 3.9 g/㎤3.9 g / cm 3 실시예 3Example 3 Alloy 3Alloy 3 Bal.Bal. 49.949.9 2.82.8 0.50.5 Ti: 0.5Ti: 0.5 3.9 g/㎤3.9 g / cm 3 실시예 4Example 4 Alloy 4Alloy 4 Bal.Bal. 50.950.9 2.92.9 0.50.5 Ti: 0.05, Be: 0.05Ti: 0.05, Be: 0.05 3.9 g/㎤3.9 g / cm 3 비교예 1Comparative Example 1 ZA27ZA27 Bal.Bal. 28.228.2 2.02.0 -- 4.9 g/㎤4.9 g / cm 3 비교예 2Comparative Example 2 Comp 1Comp 1 Bal.Bal. 55.555.5 3.03.0 0.50.5 3.7 g/㎤3.7 g / cm 3 비교예 3Comparative Example 3 Comp 2Comp 2 Bal.Bal. 50.150.1 0.40.4 0.10.1 3.9 g/㎤3.9 g / cm 3 비교예 4Comparative Example 4 Comp 3Comp 3 Bal.Bal. 48.848.8 9.59.5 2.02.0 4.1 g/㎤4.1 g / cm 3 비교예 5Comparative Example 5 Comp 4Comp 4 Bal.Bal. 48.548.5 3.03.0 4.04.0 3.8 g/㎤3.8 g / cm 3

<실험예 1>Experimental Example 1

합금편의 일축 인장 비교 시험Uniaxial Tensile Comparison Test of Alloy Pieces

상기 표 1의 합금을 대상으로 KS B 5521 및 KS B 0802에 의거하여 1.5mm/min의 속도로 일축인장시험을 시행하였다.The uniaxial tensile test was performed on the alloy of Table 1 at a speed of 1.5 mm / min based on KS B 5521 and KS B 0802.

그 결과 도 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 아연-알루미늄 다이캐스팅 합금의 인장력이 일반적인 아연 다이캐스팅 합금인 비교예 1, 알루미늄의 함량이 많은 비교예 2 그리고 구리의 함량이 적은 비교예 3의 인장력보다 큰 것을 확인하였다. 또한 표 2에 나타낸 바와 같이, 구리의 함량이 많은 비교예 4의 경우 인장력이 일반적인 다이캐스팅 합금인 비교예 1과 비교하여 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 실리콘의 함량이 많은 비교예 5의 경우 비중은 작지만, 합금의 취성이 커서 충분한 변형이 일어나기 전에 파괴가 일어난 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아연-알루미늄 다이캐스팅 합금의 기계적 성질이 비교예의 합금보다 우수함을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Figure 1, the tensile strength of the zinc-aluminum die-cast alloy according to Examples 1 to 4 is a general zinc die casting alloy Comparative Example 1, Comparative Example 2 with a high content of aluminum and less copper content It confirmed that it was larger than the tensile force of Example 3. In addition, as shown in Table 2, in the case of Comparative Example 4 with a large amount of copper, it can be seen that there is no significant difference in comparison with Comparative Example 1 in which the tensile force is a general die casting alloy. In the case of Comparative Example 5 having a large amount of silicon, the specific gravity was small, but the brittleness of the alloy was large, indicating that fracture occurred before sufficient deformation occurred. Therefore, the mechanical properties of the zinc-aluminum die casting alloy according to the preferred embodiment of the present invention was confirmed to be superior to the alloy of the comparative example.

실시예 및 비교예의 합금 기계적 특성Alloy Mechanical Properties of Examples and Comparative Examples 합금기호Alloy symbol 인장시험Tensile test 굽힘시험Bending test 인장력Tensile force 변형길이Deformation length 굽힘력Bending force 변형길이Deformation length 실시예 1Example 1 Alloy 1Alloy 1 3536 N3536 N 1.71 mm1.71 mm 155.0 N155.0 N 7.40 mm7.40 mm 실시예 2Example 2 Alloy 2Alloy 2 3620 N3620 N 1.46 mm1.46 mm 160.7 N160.7 N 6.41 mm6.41 mm 실시예 3Example 3 Alloy 3Alloy 3 3881 N3881 N 1.80 mm1.80 mm 166.8 N166.8 N 7.43 mm7.43 mm 실시예 4Example 4 Alloy 4Alloy 4 3920 N3920 N 1.87 mm1.87 mm 166.8 N166.8 N 11.59 mm11.59 mm 비교예 1Comparative Example 1 ZA27ZA27 3104 N3104 N 2.10 mm2.10 mm 130.0 N130.0 N 12.38 mm12.38 mm 비교예 2Comparative Example 2 Comp 1Comp 1 2238 N2238 N 1.00 mm1.00 mm 94.3 N94.3 N 8.38 mm8.38 mm 비교예 3Comparative Example 3 Comp 2Comp 2 2756 N2756 N 1.25 mm1.25 mm 120.6 N120.6 N 7.63 mm7.63 mm 비교예 4Comparative Example 4 Comp 3Comp 3 3274 N3274 N 1.39 mm1.39 mm 136.1 N136.1 N 6.74 mm6.74 mm 비교예 5Comparative Example 5 Comp 4Comp 4 2511 N2511 N 0.62 mm0.62 mm 117.5 N117.5 N 1.05 mm1.05 mm

<실험예 2>Experimental Example 2

합금편의 3점 굽힘 비교 시험3-point bending comparison test of alloy pieces

상기 표 1의 합금을 대상으로 KS B 0804에 의거하여 60mm/min의 속도로 3점 굽힘 시험을 시행하였다.The three-point bending test was performed on the alloy of Table 1 at a speed of 60 mm / min based on KS B 0804.

그 결과 도 2에서 보는 바와 같이, 굽힘 시험에서도 인장 시험 결과와 비슷한 결과를 얻었다. 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 아연-알루미늄 다이캐스팅 합금의 굽힘력이 비교예의 합금에 비해 큰 것을 알 수 있으며, 티타늄과 베릴늄이 첨가되지 않은 실시예 1과 그렇지 않은 실시예 2 내지 실시예 4의 결과를 비교해 보면, 소량의 티타늄의 첨가 및 티타늄과 베릴륨의 첨가가 합금의 굽힘 변형량과 굽힘 강도를 모두 증가시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 아연-알루미늄 다이캐스팅 합금에 소량의 티타늄 또는 티타늄과 베릴륨의 첨가가 합금의 인성을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Figure 2, the bending test also obtained similar results to the tensile test results. It can be seen that the bending force of the zinc-aluminum die-casting alloys according to Examples 1 to 4 is larger than that of the comparative example, and Examples 1 to 2 and 4 to which titanium and berylnium are not added. Comparing the results, it was found that addition of a small amount of titanium and addition of titanium and beryllium increased both the amount of bending deformation and the bending strength of the alloy. Therefore, it was confirmed that the addition of a small amount of titanium or titanium and beryllium to the zinc-aluminum die casting alloy improves the toughness of the alloy.

본 발명은 합금원소의 적절한 첨가로 인해 기존의 아연 다이캐스팅 합금에 비해 약 18% 이상 가볍고, 20% 이상의 강도를 향상시킨 고강도 경량 아연-알루미늄 다이캐스팅 합금을 제시함으로써 공업적으로 유용하게 활용될 수 있다.The present invention can be industrially useful by presenting a high strength lightweight zinc-aluminum die casting alloy that is about 18% lighter than conventional zinc die casting alloys and has improved strength by more than 20% due to the proper addition of alloying elements.

<실험예 3>Experimental Example 3

합금편의 조직 관찰Structure observation of alloy piece

본원발명의 합금(실시예 2)과 공지 합금(ZA27)의 광학현미경 관찰 조직을 도 3과 4에 나타내었다. 일반적으로 미세한 조직을 가지는 합금의 강도가 높다고 알려져 있다. 본원발명의 합금 조직이 공지 합금의 조직보다 미세한 것을 알 수 있으며, 이는 본원발명의 합금 강도가 공지 합금에 비해 큰 것과 일치한다. 또한 제 2차상(검은 부분)의 분율도 본원발명의 합금이 큰 것을 알 수 있다. 따라서 미세한 조직 및 제 2차상의 큰 분율로 인하여, 공지 합금에 비해 본원발명의 합금의 강도가 큰 것을 설명할 수 있다.3 and 4 show optical microscope observation structures of the alloy of the present invention (Example 2) and the known alloy (ZA27). In general, it is known that the strength of the alloy having a fine structure is high. It can be seen that the alloy structure of the present invention is finer than that of the known alloy, which is consistent with the alloy strength of the present invention being larger than the known alloy. Moreover, it turns out that the alloy of this invention is also large in the fraction of a 2nd phase (black part). Therefore, due to the fine structure and the large fraction of the secondary phase, it can be explained that the strength of the alloy of the present invention is larger than that of the known alloy.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 기존의 아연-알루미늄 합금에 비하여 밀도가 낮고 강도가 높은 합금을 제공한다. 본 발명의 합금은 기존 아연-알루미늄 합금에 비하여 18%이상 가볍고, 20%이상 강도를 향상시킨 고강도 경량 아연-알루미늄 합금으로 제품의 내구성 향상과 경량화를 실현시킬 수 있으므로 휴대형 전자제품 제작에 효과적으로 이용할 수 있어 산업상 이용가능성이 높다.As described above, the present invention provides an alloy having a lower density and a higher strength than the existing zinc-aluminum alloy. The alloy of the present invention is a high-strength lightweight zinc-aluminum alloy that is 18% lighter than the existing zinc-aluminum alloy and has a strength of 20% or more, so that the durability and weight of the product can be realized. There is high industrial applicability.

도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 아연-알루미늄 합금의 일축 인장 시험 비교 결과이다(Force: 인장력, extension: 변형길이).1 is a result of comparing the uniaxial tensile test of zinc-aluminum alloys according to Examples and Comparative Examples of the present invention (Force: tensile force, extension: strain length).

도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 아연-알루미늄 합금의 3점 굽힘 시험 비교 결과이다(Force: 굽힘력, extension: 변형길이).2 is a comparison result of the three-point bending test of the zinc-aluminum alloy according to the Examples and Comparative Examples of the present invention (Force: bending force, extension: deformation length).

도 3은 본원발명의 합금(실시예 2)의 광학 현미경 조직이다. 3 is an optical microscope structure of an alloy of the present invention (Example 2).

도 4는 공지 합금(ZA27)의 광학 현미경 조직이다.4 is an optical microscope structure of a known alloy (ZA27).

Claims (9)

알루미늄(Al) 47 내지 52 중량%, 구리(Cu) 2.0 내지 3.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량% 및 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 고강도 경량 다이캐스팅 아연-알루미늄 합금.High strength lightweight die-casting zinc-aluminum alloy composed of 47 to 52 wt% of aluminum (Al), 2.0 to 3.0 wt% of copper (Cu), 0.001 to 3.0 wt% of silicon (Si) and the balance of zinc (Zn). 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 알루미늄은 49 내지 51 중량%인 고강도 경량 다이캐스팅 아연-알루미늄 합금.The high strength, lightweight die-cast zinc-aluminum alloy of claim 1, wherein the aluminum is 49-51 wt%. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 실리콘은 0.01 내지 2.0 중량%인 고강도 경량 다이캐스팅 아연-알루미늄 합금.The high strength, lightweight die-cast zinc-aluminum alloy of claim 1, wherein the silicon is 0.01-2.0 wt%. 제1항에 있어서, 상기 실리콘은 0.1 내지 1.0 중량%인 고강도 경량 다이캐스팅 아연-알루미늄 합금.The high strength, lightweight die-casting zinc-aluminum alloy of claim 1, wherein the silicon is 0.1 to 1.0 wt%. 티타늄(Ti), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 바나듐(V), 주석(Sn), 철(Fe), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 스칸듐(Sc) 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 원소 0.001 내지 2.0 중량%, 알루미늄(Al) 47 내지 52 중량%, 구리(Cu) 2.0 내지 3.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량% 및 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 고강도 경량 다이캐스팅 아연-알루미늄 합금.Titanium (Ti), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Nickel (Ni), Vanadium (V), Tin (Sn), Iron (Fe), Chromium (Cr), Zirconium (Zr), Strontium (Sr), 0.001 to 2.0 wt% of one or more elements selected from the group consisting of scandium (Sc) and manganese (Mn), 47 to 52 wt% of aluminum (Al), 2.0 to 3.0 wt% of copper (Cu), and silicon (Si) 0.001 High strength lightweight die casting zinc-aluminum alloy consisting of from 3.0 wt% and the balance zinc (Zn). 티타늄(Ti), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 바나듐(V), 주석(Sn), 철(Fe), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 스칸듐(Sc) 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 원소 0.001 내지 1.0 중량%, 알루미늄(Al) 47 내지 52 중량%, 구리(Cu) 2.0 내지 3.0 중량%, 실리콘(Si) 0.001 내지 3.0 중량% 및 잔부의 아연(Zn)으로 구성된 고강도 경량 다이캐스팅 아연-알루미늄 합금.Titanium (Ti), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Nickel (Ni), Vanadium (V), Tin (Sn), Iron (Fe), Chromium (Cr), Zirconium (Zr), Strontium (Sr), 0.001 to 1.0 wt% of one or more elements selected from the group consisting of scandium (Sc) and manganese (Mn), 47 to 52 wt% of aluminum (Al), 2.0 to 3.0 wt% of copper (Cu), and silicon (Si) 0.001 High strength lightweight die casting zinc-aluminum alloy consisting of from 3.0 wt% and the balance zinc (Zn).
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