KR101206830B1

KR101206830B1 - 거푸집 압출용 알루미늄 합금과, 그 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 거푸집의 제조방법

Info

Publication number: KR101206830B1
Application number: KR1020120009459A
Authority: KR
Inventors: 최성규
Original assignee: 주식회사 아이엘티
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2012-11-30

Abstract

본 발명은 거푸집 압출용 알루미늄 합금에 관한 것으로, 그 주된 목적은 거푸집 압출공정을 간소화하여 생산성을 향상시키고, 거푸집간의 용접시 거푸집의 용접성을 좋게하여 균열(Crack)을 방지하며, 거푸집 압출시, 압출금형의 손상을 방지하는 것이다.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은, 거푸집 압출용 알루미늄 합금에 관한 것으로,
상기 거푸집 압출용 알루미늄 합금은;
0.82~0.83중량%의 Si와, 0.21~0.23중량% 이내의 Fe와, 0.12~0.17중량%의 Cu와, 0.038~0.04중량%의 Mn과, 0.55~0.58중량%의 Mg와, 0.1~0.12중량%의 Cr과, 0.013~0.03중량%의 Ti와, 0.12~0.14중량%의 Zn으로 이루어지며;
나머지는 Al으로 이루어진다.
이에 따라, 거푸집 압출공정을 수냉공정과 교정공정을 거치지 않고도 소망하는 기계적 강도와 용접성을 확보함으로서, 거푸집의 압출공정을 간소화함과 동시에 거푸집의 생산성은 향상시키며, 첨가되는 성분중 Fe(철)의 함량을 낮춤으로서, 거푸집 압출시 압출되는 거푸집이 압출금형의 베어링면에 소착되는 것을 방지하여 압출금형의 손상을 방지하는 이점이 있다.

Description

거푸집 압출용 알루미늄 합금과, 그 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 거푸집의 제조방법{ALUMINUM ALLOY FOR THE MOLD EXTRUSION AND THE MANUFACTURING METHOD OF A ALUMINUM ALLOY MOLD }

본 발명은 거푸집 압출용 알루미늄 합금에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 거푸집의 압출공정에 있어서, 압출공정 후, 별도의 수냉공정과 교정을 거치지 않고도 불량없는 알루미늄 거푸집을 제조할 수 있도록 하여 알루미늄 거푸집의 생산성을 향상시키고 원가는 절감할 수 있도록 한 거푸집 압출용 알루미늄 함금과 그 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 거푸집의 제조방법에 관한 것이다.

본 출원은 2011년 06월 22일 특허 출원된 제 0060445호에 대한 국내 우선권주장출원이다.

일반적으로, 알루미늄 재질로 이루어진 거푸집(10)에 대해서는 여러가지가 알려져 오고 있다.

예를 들면, 도 1a에 도시한 거푸집(10)이 그 대표적인 것으로, 이 거푸집(10)은 강도와 경도를 뒷받침해주는 기계적 성질을 갖추고 있으며, 용접성 또한 좋아야 하는 전제조건에 따라 Al-Mg-Si 계중 A6061이 가장 널리 사용되어 오고 있다.

A6061은 도 1b 시험성적서에 나타난 바와 같이, Si 0.62중량%, Fe 0.15중량%, Cu 0.0.22중량%, Mn 0.09중량%, Mg 0.97중량%, Cr 0.14중량%, Zn 0.02중량%, Ti 0.02중량%와 나머지는 Al으로 이루어져 있다.

이와 같은, A6061은 342N/㎟의 인장강도와, 323N/㎟의 항복점을 나타내었으며, 상대적으로 연신율은 18%로서 기계적 성질이 뛰어나 산업재 분야에서 널리 사용되어 오고 있다

이와 같은 거푸집(10)의 기계적 성질은 압출 후, 물로서 급냉(수냉공정)하는 과정에서 미세한 석출물이 형성되며, 상기한 바와 같이 뛰어난 강도를 나타내는 것이다.

또한, 당 업계에서는 거푸집(10)이 모든 작업이 완료된 후, 직각도 편차("A"표시)는 ±1mm 이내로, 평탄도("F"표시)와 직직도("S"표시)는 각각 1M당 0.5mm이하를 유지하도록 관리하지만, 상기한 A6061 알루미늄 합금으로 제조된 거푸집(10)은 상기한 바와 같이, 물로 급냉하는 과정에서 경도값이 증가하며, 상기한 물성(인장강도, 항복점, 신율)을 제외한 나머지 데이터들을 기초할 때, 직각도 편차는 ± 2mm, 평탄도는 0.85 내지 0.9mm, 진직도는 1mm이상의 편차를 나타냄으로서, 불가피하게 교정공정을 거쳐야하는 문제가 있었다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기한 거푸집(10)의 원재료로 사용된 A6061의 용접성 정도를 파악하기 위해 용접부 파단면의 단부 조직(40배, 100배 확대)을 검토한 결과, 증가된 마그네슘(Mg) 함량으로 부분 전위간의 에너지가 넓어짐에 따라 적층결함영역이 넓어지는데, 이러한 상태의 재료에 변형(용접 및 절곡)을 가하면 전위간의 교차변형이 곤란하여 가공경화가 증대되는 치명적인 결함을 안고 있다.

다시 말해서, 상기한 바와 같이, 저융점합금(650℃)이면서 0.97중량% 높은 함량으로 첨가된 Mg(마그네슘) 때문에 기계적 강도는 높아졌지만, 쉽게 산화되는 성질때문에 용접성이 떨어지고 쉽게 균열(Crack)되는 문제가 있었다.

또한, 항복점에 영향을 주는 원소인 Fe(0.15중량%)가 0.2중량% 이하의 함량일 때, 기지조직인 알루미늄과 화합물을 형성해서 압출금형의 베어링면에 소착되어 압출 시, 이 압출금형 표면이 뜯기는 등의 손상을 유발하는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 강도는 유지하되, 거푸집 압출공정을 간소화하여 생산성을 향상시키는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 거푸집간의 용접시, 용접성을 향상시켜 균열(Crack)을 방지하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 거푸집 압출시, 압출금형의 손상을 방지하는데 있다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은,

거푸집 압출용 알루미늄 합금에 관한 것으로,

상기 알루미늄 합금은;

0.82~0.83중량%의 Si와, 0.21~0.23중량% 이내의 Fe와, 0.12~0.17중량%의 Cu와, 0.038~0.04중량%의 Mn과, 0.55~0.58중량%의 Mg와, 0.1~0.12중량%의 Cr과, 0.013~0.03중량%의 Ti와, 0.12~0.14중량%의 Zn과;

나머지는 Al으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은, 인장강도가 340N/㎟인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은, 항복강도가 315N/㎟인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 알루미늄 합금은, 신율이 12%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 알루미늄 거푸집의 제조방법에 관한 것으로,

상기 알루미늄 거푸집의 제조방법은;

99.7% 순도의 알루미늄 인고트를 용해로에 장입하여 700~800℃의 온도로 용해하는 1차 인고트 용해공정과;

상기 1차 인고트 용해공정에서 얻어진 1차 인고트의 용탕에, 0.82~0.83중량%의 Si와, 0.55~0.58중량%의 Mg와, 0.21~0.23중량% 이내의 Fe를 첨가한 후, 710~760℃의 온도범위에서 1시간 내지 1시간 30분 용해하고 나서, 0.12~0.17중량%의 Cu와, 0.1~0.12중량%의 Cr과, 0.038~0.04중량% 이내의 Mn과, 0.013~0.03중량%의 Ti와, 0.12~0.14중량%의 Zn순으로 각각의 원소를 첨가한 후, 다시 710~760℃의 온도범위에서 1시간 내지 1시간 30분 용해하는 용해공정과;

2차 인고트 용해공정에서 첨가된 상기 원소들과 알루미늄이 균일화될 수 있도록 교반치구 또는 전자교반기를 이용하여 교반하는 합금교반공정과;

상기 합금교반공정에서 교반되는 용탕에 포함되는 산화물 및 수소(H₂) 제거를 위해 질소(N₂)가스에 플럭스를 첨가한 혼합가스를 용탕 내에 주입하여 15분간 정련을 실시하는 정련공정과;

상기 정련공정에서 정련 후, 용탕표면에 부유한 개재물 등의 불순물을 제거한 상태에서의 용탕을 30분간 침전하는 침전공정과;

상기 침전공정이 완료된 용탕을 710~730℃의 온도가 유지되도록 분당 110mm 속도로 주조 분배기에 주입하여 빌레트를 형성할 때, 1시간 내지 1시간 30분에 걸친 진정작업이 이루어지는 주조공정과;

상기 주조공정을 거친 빌레트를 560~580℃ 온도로 10시간 가열하여 균질화처리 하는 균질화공정과;

상기 균질화공정을 거치며 490~520℃ 온도를 유지한 빌레트를 450~470℃ 온도의 콘테이너와 금형을 분당 250mm의 압출속도로 통과시켜 압출하는 압출공정과;

상기 압출공정에서 압출된 거푸집을 195℃에서 5시간 방치하는 시효경화공정으로 이루어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금에 의하면, 거푸집 압출공정에 있어서, Mg과 Si의 함량과 다른 화합물들의 함량을 적절히 조절하여 수냉공정과 교정공정을 거치지 않고도 소망하는 기계적 강도와 용접성을 확보함으로서, 거푸집 용접불량과 거푸집의 평탄도, 진직도, 직각도 불량이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 수냉공정과 교정공정을 생략한 거푸집의 압출공정에 의해 공정을 간소화함과 동시에 거푸집의 생산성은 향상시키는 효과가 있다.

또한, Fe의 함량을 높임으로서, 거푸집 압출시 압출되는 거푸집이 압출금형의 베어링면에 소착되는 것을 방지하여 압출금형의 손상을 방지하는 효과가 있다.

도 1a은 종래 알루미늄 합금으로 압출된 거푸집을 보인 도면이고,
도 1b는 종래 거푸집을 생산하던 알루미늄 합금의 화학성분을 나타낸 시험성적서이고,
도 2는 종래 알루미늄 합금으로 압출된 거푸집의 용접 균열부를 확대하여 보인 사진이고,
도 3a는 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금 제조 후, 수냉처리를 하지 않은 상태에서의 화학성분 및 기계적 강도를 나타낸 시험성적서이고,
도 3b는 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금 제조 후, 수냉처리를 한 상태에서의 화학성분 및 기계적 강도를 나타낸 시험성적서이고,
도 4는 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금의 압출공정을 보인 공정블럭도이고,
도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 합금 조성물과 그 조성물을 이용하여 압출된 알루미늄 거푸집의 용접부 단면을 보인 사진이다.

도 3a와 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금은 Si(규소)와 Fe(철)과 Cu(구리)와 Mn(망간)과 Mg(마그네슘)과 Cr(크롬)과 Zn(아연)과 Ti(티타늄)으로 이루어지며, 나머지는 Al(알루미늄)으로 이루어진다.

도 3a는 본 발명에 따른 거푸집용 알루미늄 합금(이라, "합금"이라 칭함)은 제조 후, 수냉 처리를 하지 않은 상태에서의 결과를 나타낸 시험성적서(제품명 : I601-T5)이고, 도 3b는 수냉처리를 시행했을 때의 결과를 나타낸 시험성적서(제품명 : I601-T6)이다.`

따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 수냉처리를 시행하지 않은 도 3a의 합금을 기준으로 설명한다.

본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금은 Si(규소)에 대하여 Mg(마그네슘)의 함량을 조절함으로써, Mg2Si로 석출되는 경화과정과 MgSi로 석출되는 경화과정을 모두 고려하여 합금의 성능을 보다 개선하고, 합금의 강도에 기여하였다.

따라서, 용접성을 개선하기 위해 Mg(마그네슘)의 함량을 A6061의 거의 절반 수준인 0.58중량%로 첨가한 뒤, 강도에 민첩한 특성을 지닌 Si(규소)의 함량을 A6061의 상한치인 0.82중량%로 맞추었을 때, 합금의 기계적 강도가 우수하게 나타나는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, Mg(마그네슘)의 함량을 Si(규소)보다 낮게 첨가하는 이유는, 저융점(650℃이하) 합금인 Mg(마그네슘)이 Si(규소)와 혼합되는 과정에서 산화되며 용접성이 떨어지고, 거푸집(도 1참조)으로 압출 후 물로서 급속히 냉각할 때, 뒤틀리는 변형, 즉, 거푸집의 직각도편차("A"표시)와 평탄도("F"표시), 진직도("S"표시)가 틀어지는 변형을 최소화하기 위한 것이기 때문이다.

다시 말해서, Si(규소) 함량을 높게 한 상태에서, Mg(마그네슘)과 Si(규소)의 합이 1.3 내지 1.4중량%가 되도록 함량을 조절함으로서, Mg2Si 금속간 화합물과 MgSi 금속간 화합물이 균형을 이루어 압출시의 성형성이 개선될 뿐 아니라, 중강도 이상의 기계적 강도를 유지하도록 하는 것이다.

Fe(철)은 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금의 불순물로 함유되어, 재결정입자의 조대화를 막아주고, 0.23중량% 정도의 소량이 첨가될 때, 결정립 크기를 감소시켜 약간의 항복점과 경도, 기계적강도를 증가시키지만, 0.23중량% 이상 첨가될 때는 연성의 감소 및 압출생산성을 떨어뜨리므로 상한치를 0.23중량% 이내로 관리하는 것이 바람직하다.

Cu(구리)는 상기한 Fe(철)과 같이, 거푸집 압출용 알루미늄 합금의 기계적강도 향상에 기여하고, 절단성과 가공성을 향상시키는 역할을 하지만, 열처리공정을 거친 후, 그 특성을 나타냄으로 첨가량을 추가할 수록 열처리공정 역시 추가됨으로서, 생산성 저하의 원인을 야기할 수 있으므로, 첨가량을 0.15중량% 이내로 한정하는 것이 바람직하다.

Mn(망간)은 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금에 필수적으로 첨가되는 원소중 가장 중요한 원소로서 Al(알루미늄)과 결합하여 Al6Mn, Al12Mn등과 같은 분산상을 만들며, Al(알루미늄), Fe(철), Si(규소) 등과 결합하여 Al Fe Mn Si의 4원계 화합물로 형성된 천이원소로 알루미늄에 합금원소로 첨가되면 결정립이 조대화되는 것을 막아주는 역할을 한다.

이러한 분산상들은 압출후 시효처리전 기지(Matrix) 안에 0.05~0.5㎛크기의 미세한 상으로 균일하게 분산되어 중강도 압출제품에 요구되는 기계적 특성을 나타내게 된다.

또한 시효처리를 실시하면 Mn계 분산상들은 합금조직내에 미세하고 균일한 Mg2Si를 안정상인(αAl FeMn)Si 화합물의 위치에 석출 분산시켜 고속압출시 3원 공정 융해에 의한 Pickup(압출재의 파단현상)을 억제시키고 불안정상태의 βAl Fe Si상을 안정상인 α상으로의 변태를 촉진시켜 거푸집 모서리에 집중되는 응력을 완화시켜 주는 역할을 한다.

통상 Mn(망간)의 양은 0.038중량% 미만일 경우 합금조직의 미세화효과가 낮아 강도향상의 효과가 낮고, 0.038중량%를 초과할 경우에는 강도향상의 효과가 나타나지 않고 오히려 강도를 저하시키는 작용을 하므로, 강도 향상 효과를 보기 위해서 Mn(망간)원소의 첨가량은 0.038중량%로 제한하는 것이 바람직하다.

Cr(크롬)은 전이원소의 일종으로서, 은백색의 광택이 있는 단단한 금속이며, 비중은 7.19로서 녹는점이 1860℃로서, 소량투입시 금속조직을 미세화 하는 역할을 하는 것으로, 0.10중량% 이내로 제한한다.

이와 같은, Cr(크롬)은 상기한 바와 같이, 비중과 녹는점이 높은 편에 속하는 원소로서 내식성, 내열성, 내마모성, 광택, 굳기 등이 뛰어나다.

Zn(아연)은 Fe(철)과 함께 강도 향상에 기여하지만, 열처리 공정 특성상 0.14중량% 이하로 첨가함으로서, 열처리 공정을 간소화 함과 동시에 압출성을 좋게한다.

나아가, Ti(티타늄)은 금속조직의 입자미세화제로서 비중 4.5, 융점 1800℃, 상자성체(常磁性體)로서 매우 경도(硬度)가 높으며, 강도는 탄소강과 거의 같고, 비강도(非强度)는 비중이 철보다 작으므로 철의 약 2배가 된다.

더 나아가, 열전도도와 열팽창률도 작고 내식성이 뛰어나므로, 이와 같은, Ti(티타늄)은 압출성에 해가 되지 않는 범위내에서 최소화하여 0.013중량%로 관리하는 것이 바람직하다.

이상에서 상세히 설명한 원소들에 나머지는 알루미늄(AL)을 첨가하여 본 발명에 다른 거푸집 압출용 알루미늄 합금의 조성이 완료된다.

계속 해서, 도 4를 참조하여, 상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금을 이용한 거푸집의 제조방법(100)(이하, "제조방법"이라 한다)에 대해 설명한다.

도시한 바와 같이, 제조방법(100)은 1차 인고트 용해공정(110)과, 2차 인고트 용해공정(120)과, 합금교반공정(130)과, 정련공정(140)과, 침전공정(150)과, 주조공정(160)과, 균질화공정(170)과, 압출공정(180)과, 시효경화공정(190)으로 이루어진다.

1차 인고트 용해공정(110)은 99.7% 순도의 알루미늄 인고트(101)를 중유연소 가열반사 8Ton 규모의 용해로(103)에 장입하여 700~800℃의 온도로 용해한다.

2차 인고트 용해공정(120)은, 상기 1차 인고트 용해공정(110)에서 얻어진 1차 인고트의 용탕에, 0.82중량%의 Si와, 0.58중량%의 Mg과 0.23중량% 이내의 Fe을 각각 첨가하여 710~760℃의 온도범위에서 1시간 내지 1시간 30분 정도 용해한다.

나아가, 원소합금 이외에 0.17중량%의 Cu와, 0.10중량%의 Cr과,0.038중량% 이내의 Mn과 0.14중량% 이내의 Zn과 0.013중량%의 Ti등을 첨가하여 상기한 조건과 동일한 710~760℃의 온도범위에서 1시간 내지 1시간 30분 정도 더 용해한다.

그런 다음, 2차로 용해하여 얻어진 합금성분이 균일화될 수 있도록, 교반치구 또는 전자교반기(105)를 이용한 합금교반공정(130)을 통해 용탕을 교반한다.

한편, 상기한 합금교반공정(130)을 통해 교반이 완료되면, 정련공정(140)에서 상기 용탕 내의 산화물 및 수소(H₂) 제거를 위하여 질소(N₂) 가스에 아르곤가스가 30%정도 혼합된 혼합가스를 용탕 내에 주입하여 15분간 정련을 실시한 후, 용탕표면에 부유한 개재물 등의 불순물을 제거한 상태에서의 용탕을 30분간 침전시켜 침전공정(150)이 완료된다.

이와 같이, 침전공정(150)에서 침전이 완료된 용탕은 주조공정(160)으로 이어지는데, 주조공정(160)은 상기한 용탕의 온도가 710~730℃를 유지할 수 있도록 분당 110mm 속도로 주조 분배기(106)로 주입하여 1시간 내지 1시간 30분에 걸친 진정작업이 이루어지며, 주조공정(160)을 통해 후술하는 압출공정(180)에서 거푸집(10)이 형성되기 용이하도록 압출될 빌레트(107)가 완성된다.

이와 같이, 주조공정을 거친 빌레트(107)는 균질화공정(170)을 통해 560~580℃ 온도로 10시간 가열하는 균질화처리를 시행한다.

이와 같이, 균질화공정(170)을 거친 빌레트(107)는 490~520℃ 온도를 유지한 상태로, 압출공정(180)을 위해 450~470℃ 온도로 예열된 콘테이너(108)와 금형(109)을, 분당 250mm의 속도로 통과하며 압출되어 건축용 알루미늄 거푸집(10)이 압출된다.

이때, 본 발명에 따른 거푸집 압출용 알루미늄 합금은 Fe(철)의 함량을 0.23중량%로 적절히 조절함으로서, 기지조직인 알루미늄과의 화합물 형성을 최소화하여 압출금형의 손상을 최소화했다.

이와 같은, 압출공정(180)에서 압출된 거푸집은 시효경화공정(190)을 통해 195℃에서 5시간 시효처리되며 경화된다.

따라서, 종래 A6061의 수냉처리와 교정공정을 생략하고 시효경화공정(190)을 통한 시효경화만으로도 도 3a에 나타난 바와 같은 우수한 기계적강도를 유지할 수 있다.

다시 말해서, 신율은 12%로 다소 낮은 수치로 A6061에 비해 낮은 수치를 나타내지만, 드릴링등의 절삭가공성과 절곡성형성이 좋아졌으며, 수냉처리를 하지 않고도 A6061이상의 기계적 강도를 나타냄을 알 수 있다.

또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 용접부 파단면의 조직이 치밀해져 거푸집끼리 용접해도 균열발생 염려없이 견실하게 장착할 수 있다.

나아가, Mg(마그네슘)과 Si(규소)의 양을 적절히 혼합함으로서, 기존공정에서 수냉처리공정과 교정공정을 거치지 않고도 거푸집(10)의 직각도편차("A"표시) ± 0.5°(기준 ±1°), 평탄도("F"표시) 0.4mm (기준 1mm), 진직도("S"표시) 0.35mm(기준 1mm)로서 전혀 교정을 하지 않아도 될 정도의 만족할 만한 수치를 얻었다.

더 나아가, Fe(철)과 Cr(크롬), 망간(Mn)의 함량을 낮춤으로서, 거푸집 압출시 압출되는 거푸집이 압출금형의 베어링면에 소착되는 것을 방지하여 압출금형의 손상을 방지하였다.

본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 용이하게 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구항 기재의 범위내에 있게 된다.

10 : 거푸집 100 : 알루미늄 거푸집 제조방법
110 : 1차 인고트 용해공정 120 : 2차 인고트 용해공정
130 : 합금교반공정 140 : 정련공정
150 : 침전공정 160 : 주조공정
170 : 균질화공정 180 : 압출공정
190 : 시효경화공정

Claims

알루미늄 합금에 있어서,
상기 알루미늄 합금은;
0.82~0.83중량%의 Si와, 0.21~0.23중량% 이내의 Fe와, 0.12~0.17중량%의 Cu와, 0.038~0.04중량%의 Mn과, 0.55~0.58중량%의 Mg와, 0.1~0.12중량%의 Cr과, 0.013~0.03중량%의 Ti와, 0.12~0.14중량%의 Zn으로 이루어지고, 나머지는 Al으로 이루어지며,
상기 알루미늄 합금의 인장강도는 340N/㎟이고, 항복강도는 315N/㎟인 것을 특징으로 하는 거푸집 압출용 알루미늄 합금.
삭제
삭제
알루미늄 거푸집의 제조방법에 있어서,
상기 알루미늄 거푸집의 제조방법은;
99.7% 순도의 알루미늄 인고트를 용해로에 장입하여 700~800℃의 온도로 용해하는 1차 인고트 용해공정과;
상기 1차 인고트 용해공정에서 얻어진 1차 인고트의 용탕에, 0.82~0.83중량%의 Si와, 0.55~0.58중량%의 Mg와, 0.21~0.23중량% 이내의 Fe를 첨가한 후, 710~760℃의 온도범위에서 1시간 내지 1시간 30분 용해하고 나서, 0.12~0.17중량%의 Cu와, 0.10~0.12중량%의 Cr과, 0.038~0.04중량% 이내의 Mn과, 0.12~0.14중량% 이내의 Zn과, 0.013~0.03중량%의 Ti순으로 각각의 원소를 첨가한 후, 다시 710~760℃의 온도범위에서 1시간 내지 1시간 30분 용해하는 2차 인고트 용해공정과;
2차 인고트 용해공정에서 첨가된 상기 원소들과 알루미늄이 균일화될 수 있도록 교반치구 또는 전자교반기를 이용하여 교반하는 합금교반공정과;
상기 합금교반공정에서 교반되는 용탕에 포함되는 산화물 및 수소(H₂) 제거를 위해 질소(N₂)가스에 아르곤 가스가 30%혼합된 혼합가스를 용탕 내에 주입하여 15분간 정련을 실시하는 정련공정과;
상기 정련공정에서 정련 후, 용탕표면에 부유한 개재물 등의 불순물을 제거한 상태에서의 용탕을 30분간 침전하는 침전공정과;
상기 침전공정이 완료된 용탕을 710~730℃의 온도가 유지되도록 분당 110mm 속도로 주조 분배기에 주입하여 빌레트를 형성할 때, 1시간 내지 1시간 30분에 걸친 진정작업이 이루어지는 주조공정과;
상기 주조공정을 거친 빌레트를 560~580℃ 온도로 10시간 가열하는 균질화처리를 하는 균질화공정과;
상기 균질화공정을 거치며 490~520℃ 온도를 유지한 빌레트를 450~470℃ 온도의 콘테이너와 금형을 분당 250mm의 압출속도로 통과시켜 압출하는 압출공정과;
상기 압출공정에서 압출된 거푸집을 195℃에서 5시간 방치하는 시효경화공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 거푸집 압출용 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 거푸집의 제조방법.