KR101089790B1 - A method for manufacturing Al casting alloys for anodizing obtained by using Al cutting chip - Google Patents
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Abstract
Al 절삭칩을 이용하여 제조된 아노다이징용 Al 합금주조재의 제조방법이 제공된다.
본 발명은, Al 5000계열 판재 절삭칩을 마련하는 공정; 상기 절삭칩을 전기로에서 용해시키면서, Zn를 전체 중량% 대비 1.5~2.5%가 되도록 전기로에 투입하여 함께 용해시키는 공정; 상기로부터 얻어진 용융물을 이용하여 고압 다이캐스팅 방법을 이용하여 소정 형상의 주조재를 제조하는 공정; 및 상기 주조된 주조재의 표면을 아노다이징 처리하는 공정;을 포함하는 Al 절삭칩을 이용한 Al 합금 주조재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 종래 주조성이 나빠 일반적인 주조공정에서 재사용할 수 없었던 Al 500계열의 Al 절삭칩의 재활용 방안을 제시하고 있다는 점에서, 향후 관련 기술분야에서 다양하게 응용될 수 있다.Provided is a method of manufacturing an Al alloy casting material for anodizing manufactured using Al cutting chips.
The present invention, the step of providing an Al 5000 series plate cutting chip; Dissolving the cutting chips in an electric furnace while injecting Zn into an electric furnace so as to be 1.5 to 2.5% of the total weight%; Manufacturing a cast material having a predetermined shape using a high pressure die casting method using the melt obtained from the above; And a step of anodizing the surface of the cast casting material.
The present invention can be applied in various fields in the related art in that the present invention proposes a recycling method of Al 500 chips that could not be reused in a general casting process due to poor castability.
Description
본 발명은 Al 절삭칩을 이용하여 제조된 아노다이징용 Al 합금주조재의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주조성 뿐만 아니라 아노다이징성도 우수한 Al 절삭칩을 이용하여 제조된 Al합금 주조재의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing an Al alloy casting material for anodizing manufactured using Al cutting chip, and more particularly, to a method for producing an Al alloy casting manufactured using Al cutting chip excellent in anodizing property as well as casting property. It is about.
주지된 바와 같이, 알루미늄 절삭칩은 철과 알루미늄(Aluminium, Al)이 동시에 가공될 때 발생되는 칩과, 알루미늄 소재의 가공시 발생되는 칩으로 이루어져 대략 수mm 내지 50mm로 분쇄된 칩을 일컫는다. 예컨대, 핸드폰 케이스, 휴대용 카메라 등의 제조에 사용되는 Al 5000계열 판재 스크랩으로부터 얻어지는 절삭칩을 들 수 있다. As is well known, the aluminum cutting chip refers to a chip pulverized into several millimeters to 50 millimeters consisting of a chip generated when iron and aluminum (Aluminium, Al) are processed at the same time, and a chip generated when the aluminum material is processed. For example, the cutting chip obtained from the Al 5000 series plate scrap used for manufacture of a mobile phone case, a portable camera, etc. is mentioned.
그런데 이러한 Al 절삭칩을 이용하여 제조된 주편은 Si을 7%이상 함유한 통상의 Al 합금주조재(ADC)와는 달리 낮은 함량 수준을 가진다. 잘 알려진 바와 같이, Al 합금 주조재중 Si 함량이 높을 경우, 아노다이징 공정에서 Si의 표면석출로 Al2O3 피막형성이 어렵다는 문제가 있다. 그러나 상기 Al 절삭칩을 이용하여 주조된 시편의 경우, Si 함량이 낮아 아노다이징성은 통상의 Al 합금 주조재에 비해 우수하나, Si 함량이 낮은 관계로 소재의 주조성이 좋지 않다는 한계가 있다.However, the cast steel produced using such Al cutting chips has a low content level, unlike conventional Al alloy casting materials (ADC) containing 7% or more of Si. As is well known, when the Si content of the Al alloy casting material is high, there is a problem that it is difficult to form an Al 2 O 3 film due to the surface precipitation of Si in the anodizing process. However, in the case of the test piece cast using the Al cutting chip, the Si content is low, the anodizing property is superior to that of a conventional Al alloy casting material, but the Si content is low, there is a limit that the castability of the material is not good.
따라서 폐 Al 절삭칩을 이용하면서도, 아노다이징성 뿐만 아니라 주조성도 동시에 개선할 수 있는 주조방법에 대한 개발 요구가 대두되고 있다. Therefore, there is a demand for development of a casting method that can improve not only anodizing but also casting property while using waste Al cutting chips.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 한계를 극복하기 위한 것으로, Al 절삭칩을 용해시, 소정량의 Zn를 첨가함으로써 제조되는 소재의 주조성 뿐만 아니라 아노다이징성도 아울러 확보할 수 있는 Al 합금 주조재의 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다. Accordingly, the present invention is to overcome the limitations of the prior art described above, and to manufacture an Al alloy casting material which can secure not only castability but also anodizing property of a material produced by adding a predetermined amount of Zn when melting Al cutting chips. Its purpose is to provide a method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
Al 5000계열 판재 절삭칩을 마련하는 공정;Providing an Al 5000 series plate cutting chip;
상기 절삭칩을 전기로에서 용해시키면서, Zn를 전체 중량% 대비 1.5~2.5%가 되도록 전기로에 투입하여 함께 용해시키는 공정;Dissolving the cutting chips in an electric furnace while injecting Zn into an electric furnace so as to be 1.5 to 2.5% of the total weight%;
상기로부터 얻어진 용융물을 이용하여 고압 다이캐스팅 방법을 이용하여 소정 형상의 주조재를 제조하는 공정; 및 Manufacturing a cast material having a predetermined shape using a high pressure die casting method using the melt obtained from the above; And
상기 주조된 주조재의 표면을 아노다이징 처리하는 공정;을 포함하는 Al 절삭칩을 이용한 Al 합금 주조재의 제조방법에 관한 것이다.
Anodizing the surface of the cast casting material; relates to a method for manufacturing an Al alloy casting material using an Al cutting chip comprising a.
상기 Zn을 전체 중량 대비 2.0~2.5% 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.
The Zn is preferably added in a range of 2.0 to 2.5% based on the total weight.
상기 아노다이징 공정으로 형성되는 알루미나 산화피막의 두께는 10~15㎛ 범위에 있음이 바람직하다.The thickness of the alumina oxide film formed by the anodizing process is preferably in the range of 10 ~ 15㎛.
상술한 구성과 같은 본 발명은, 종래 주조성이 나빠 일반적인 주조공정에서 재사용할 수 없었던 Al 500계열의 Al 절삭칩의 재활용 방안을 제시하고 있다는 점에서, 향후 관련 기술분야에서 다양하게 응용될 수 있다.The present invention, such as the configuration described above, can be variously applied in the related art in that the present invention proposes a recycling method of Al cutting chips of the Al 500 series that could not be reused in the general casting process due to poor castability. .
또한 제조된 주조재의 아노다이징성이 우수하므로 각종 IT부재등의 제조에 사용될 수 있어, 제조된 부품의 원가절감에도 획기적으로 기여할 수 있다. In addition, since the anodizing property of the manufactured casting material is excellent, it can be used for the production of various IT members, etc., it can contribute significantly to the cost reduction of the manufactured parts.
도 1은 A5052 Al 절삭칩을 용해하여 다이캐스팅법으로 제조된 주조재 표면 사진으로서, (a)는 비교재를 (b)는 발명재를 나타낸다.
도 2(a-b)는 도 1의 주조재 시편들에 대한 인장강도(a)와 연신율(b)을 나타낸 그래프이다
도 3은 도 1의 주조 시편들에 대한 아노다이징 처리후의 표면 사진으로서, (a)는 비교재, (b)는 발명재를 나타낸다.
도 4는 아노다이징 전후의 주조재 시편들의 표면사진이다. 1 is a photograph of the cast material surface produced by the die casting method by melting the A5052 Al cutting chip, (a) is a comparative material, (b) shows the invention material.
Figure 2 (ab) is a graph showing the tensile strength (a) and elongation (b) for the cast specimens of Figure 1
FIG. 3 is a photograph of the surface of the cast specimens of FIG. 1 after anodizing, in which (a) shows a comparative material and (b) shows an invention material.
4 is a photograph of the surface of the cast material specimens before and after anodizing.
이하, 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described.
상술한 바와 같이, Al 5000계열의 판재의 절삭칩은 그 내재하는 조성성분을 볼 때, Si 함량이 낮아 주조성을 확보할 수 없었고, 이에 따라 범용으로 재활용됨에 한계가 있었다. 따라서 본 발명자들은 이러한 한계를 극복하기 위하여 연구와 실험을 거듭하였으며, 그 결과, 주조성을 확보하기 위해 소정량의 Zn을 첨가함이 좋음을 확인하고 본 발명을 제시하는 것이다. 아울러, 첨가된 Zn 은 소재의 주조성을 좋게 할 뿐만 아니라 소재의 기계적 특성도 해하지 않아 본 발명에서 유효하게 이용될 수 있는 것이다.
As described above, the cutting chips of the Al 5000 series sheet material had a low Si content and could not be secured in castability due to their intrinsic composition, and thus had limitations in recycling them universally. Therefore, the present inventors have repeatedly studied and experimented to overcome these limitations, and as a result, it is confirmed that it is preferable to add a predetermined amount of Zn in order to secure castability, and present the present invention. In addition, the added Zn not only improves the castability of the material but also does not deteriorate the mechanical properties of the material, and thus can be effectively used in the present invention.
본 발명에서는 먼저, Al 5000계열 판재 절삭칩을 마련한다.In the present invention, first, an Al 5000 series plate cutting chip is prepared.
Al 절삭칩은 그 사용된 Al 합금재의 조성성분에 따라 다양하게 될 수 있는데, 본 발명에서는 휴대폰 캐이스 등의 제조에 사용되는 Al 5000계열 절삭칩을 이용하며, 이러한 예로서 하기 표 1의 조성(잔여 성분은 Al)과 같은 A5052 절삭칩을 이용할 수 있다. The Al cutting chip may be varied according to the composition of the Al alloy material used, in the present invention uses the Al 5000 series cutting chip used in the manufacture of mobile phone casing, such as the composition of the following Table 1 (residual The component may use an A5052 cutting chip such as Al).
다음으로, 본 발명에서는 상기 절삭칩을 전기로에서 용해시킨다. 이러한 전기로에서의 용해는 통상적인 것이며, 일반적인 전기로 조업법을 이용하여 용이하게 절삭칩을 용해시킬 수 있다. Next, in the present invention, the cutting chip is dissolved in an electric furnace. Melting in such an electric furnace is common, and a cutting chip can be melt | dissolved easily using a general electric furnace operation method.
이때, 본 발명에서는 상기 전기로에서의 절삭칩 용해과정에서 Zn 을 용탕 전체 중량% 대비 1.5~2.5%가 되도록 전기로에 투입하여 함께 용해시킨다. 본 발명에서 Zn 은 Al 절삭칩으로부터 얻어진 용융물의 주조성을 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로써, 만일 그 첨가량이 너무 적으면 첨가에 따라 주조성 개선 효과를 기대할 수 없으며, 과다하게 첨가되면 비용 및 소재의 기계적 특성 확보 측면에서 유익하지 못하다.At this time, in the present invention, in the melting process of the cutting chip in the electric furnace, Zn is dissolved in the electric furnace so as to be 1.5 to 2.5% of the total weight% of the melt. In the present invention, Zn is a component added to improve the castability of the melt obtained from the Al cutting chip, and if the addition amount is too small, the castability improvement effect cannot be expected depending on the addition. Not beneficial in terms of securing characteristics.
바람직하게는, Zn을 전체 중량 대비 2.0~2.5% 범위로 첨가하는 것이다.
Preferably, Zn is added in a range of 2.0% to 2.5% by weight.
이어, 본 발명에서는 상기로부터 얻어진 용융물을 이용하여 고압 다이캐스팅 방법을 이용하여 소정 형상의 주조재를 제조한다. 다이개스팅법을 이용하여 원하는 형상의 주조재를 제조하는 것은 통상적인 것이며, 본 발명은 특정한 공정조건에 제한되는 것이 아니다.
Next, in this invention, the casting material of a predetermined shape is manufactured using the high pressure die casting method using the melt obtained from the above. It is common to produce castings of desired shapes using the die-casting method, and the present invention is not limited to specific process conditions.
후속하여, 본 발명에서는 상기 주조된 주조재의 표면을 아노다이징 처리한다.Subsequently, in the present invention, the surface of the cast casting material is anodized.
아노다이징 처리란 금속의 표면에 얇은 산화막을 만들어 그 금속의 내부를 보호하는 표면처리방법으로서, 이는 주로 Al등과 같이 산소와 반응하는 정도가 매우 커서 스스로 표면에 산화막을 만드는 금속들에 이용된다. 예컨대 황산 등의 용액에서 Al 금속이 양극으로 작용하게 되면 금속표면의 산화작용을 촉진시켜서 균일한 두께의 산화피막을 인위적으로 제조하는 방법이다. Anodizing is a surface treatment method that protects the inside of a metal by making a thin oxide film on the surface of the metal. This is mainly used for metals that make an oxide film on their own surface due to the high degree of reaction with oxygen such as Al. For example, when Al metal acts as an anode in a solution such as sulfuric acid, it promotes oxidation of the metal surface to artificially produce an oxide film having a uniform thickness.
상술한 바와 같이, 본 발명의 Al 절삭칩 재료의 Si은 그 함량이 0.25%에 불과하여 통상의 Al 합금 주조재와는 달리 아노다이징 공정시 Si의 표면석출로 Al2O3 피막형성이 저해되는 문제는 발생하지 않으며, 따라서 산화피막이 잘 형성될 수 있다.As described above, the Si of the Al cutting chip material of the present invention has a content of only 0.25%, and unlike the conventional Al alloy casting material, the Al 2 O 3 film formation is inhibited due to the surface precipitation of Si during the anodizing process. Does not occur, and therefore the oxide film can be formed well.
본 발명에서 형성되는 알루미나 산화피막의 두께는 10~15㎛ 범위에 있는 것이 바람직하다.
It is preferable that the thickness of the alumina oxide film formed by this invention exists in the range of 10-15 micrometers.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
(실시예)(Example)
Al 5000계열 Al 절삭칩을 마련하였으며, 그 조성성분은 대략 상술한 표 1과 동일하게 나타났다. 이렇게 마련된 Al 절삭칩(A5052) 전기로에서 용해시키면서, Zn 함량이 2중량%가 되도록 Zn을 첨가하여 함께 용해시킨후, 통상의 고압 다이캐스팅법을 이용하여 사각형상의 주조재 시편을 제조하였다. An Al 5000 series Al cutting chip was prepared, and the composition thereof was approximately the same as in Table 1 above. After dissolving in the Al cutting chip (A5052) electric furnace prepared as described above, Zn was added and dissolved together so that the Zn content was 2% by weight, and then a rectangular cast material specimen was manufactured by using a conventional high pressure die casting method.
한편, 비교를 위하여 상기 용해공정에서 Zn 을 첨가하지 않은 상태에서, 고압 다이캐스팅 방법으로 제조된 비교재 주조재 시편을 또한 마련하였다. On the other hand, for comparison, a comparative cast material specimen prepared by a high pressure die casting method without Zn added in the dissolution step was also prepared.
도 1은 이렇게 제조된 주조시편들에 대한 표면 사진으로서, (a)는 비교재를 (b)는 발명재를 나타낸다. 도 1(b)과 도 1(a)에 비하여 전반적으로 주조성이 좋음을 알 수 있는데, 이는 Zn 의 첨가로 인해 주조성이 개선되었음을 알 수 있다.1 is a photograph of the surface of the casting specimens thus prepared, (a) is a comparative material and (b) is an invention material. It can be seen that the overall castability is good compared to Figure 1 (b) and Figure 1 (a), it can be seen that the castability is improved due to the addition of Zn.
한편 도 2(a-b)는 상기 제조된 주조재 시편들에 대한 인장강도(a)와 연신율(b)을 나타낸 그래프이다. On the other hand, Figure 2 (a-b) is a graph showing the tensile strength (a) and elongation (b) for the prepared cast specimens.
도 2(a-b)와 같이, 인장시험 결과 본 발명재(A5052+ 2wt%Zn)가 비교재(A5052)에 비하여 인장강도는 조금 높으나 연신율은 낮음을 알 수 있으며, 전반적으로 기계적 물성에는 큰 차이가 없음을 알 수 있다.
As shown in FIG. 2 (ab), the tensile strength of the present invention (A5052 + 2wt% Zn) is slightly higher than that of the comparative material (A5052), but the elongation is low. Overall, there is no significant difference in mechanical properties. It can be seen.
그리고 상기 제조된 주조재 시편 각각을 탈지 및 린스공정을 거친 후, 통상의 아노다이징 Bath에 침적하여 아노다이징 처리하였다. 이렇게 아노다이징 처리된 주조재 시편들에 대한 표면 사진이 도 3에 제시되어 있다. 도 3(a)과 같이, 비교재인 A5052 시편의 경우 표면얼룩이 보이며 표면조도 또한 좋지 않았으나, 발명재인 도 3(b)의 경우 표면조도 등의 특성이 좋게 보임을 알 수 있다. Each of the prepared cast material specimens was subjected to a degreasing and rinsing process, and then immersed in a conventional anodizing bath and subjected to anodizing. Surface photographs of the anodized cast specimens are shown in FIG. 3. As shown in FIG. 3 (a), the surface of the A5052 specimen, which is a comparative material, showed a surface stain, and the surface roughness was also not good. However, in the case of the inventive material, FIG.
한편 도 4는 아노다이징 전후의 비교재(A5052) 시편과 발명재(A5052+2 wt%Zn) 시편의 표면사진을 나타내고 있으며, 전반적으로 Zn 가 첨가된 본 발명재의 경우가 주조성과 아노다이징 피막형성이 용이함을 알 수 있다. Meanwhile, FIG. 4 shows surface photographs of the comparative material (A5052) and the invention material (A5052 + 2 wt% Zn) specimens before and after anodizing, and in general, Zn-added inventive materials facilitate castability and anodizing film formation. It can be seen.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and it is obvious that the present invention belongs to the appended claims. Do.
상술한 바와 같은 구성의 본 발명은 종래 주조성이 나빠 일반적인 주조공정에서 재사용할 수 없었던 Al 500계열의 Al 절삭칩의 재활용 방안을 제시하고 있다는 점에서, 향후 관련 기술분야에서 다양하게 응용될 수 있다.The present invention having the configuration described above can be applied in various fields in the related art in that the present invention proposes a recycling method of Al 500 chips that could not be reused in a general casting process due to poor castability. .
또한 제조된 주조재의 아노다이징성이 우수하므로 각종 IT부재등의 제조에 사용될 수 있어, 제조된 부품의 원가절감에도 획기적으로 기여할 수 있다. In addition, since the anodizing property of the manufactured casting material is excellent, it can be used for the production of various IT members, etc., it can contribute significantly to the cost reduction of the manufactured parts.
Claims (3)
상기 절삭칩을 전기로에서 용해시키면서, Zn를 전체 중량% 대비 1.5~2.5%가 되도록 전기로에 투입하여 함께 용해시키는 공정;
상기로부터 얻어진 용융물을 이용하여 고압 다이캐스팅 방법을 이용하여 소정 형상의 주조재를 제조하는 공정; 및
상기 주조된 주조재의 표면을 아노다이징 처리하는 공정;을 포함하는 Al 절삭칩을 이용한 Al 합금 주조재의 제조방법. Providing an Al 5000 series plate cutting chip;
Dissolving the cutting chips in an electric furnace while injecting Zn into an electric furnace so as to be 1.5 to 2.5% of the total weight%;
Manufacturing a cast material having a predetermined shape using a high pressure die casting method using the melt obtained from the above; And
Anodizing the surface of the cast casting material; Al alloy casting manufacturing method using an Al cutting chip comprising a.
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