KR101271004B1 - 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법 - Google Patents
코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101271004B1 KR101271004B1 KR1020100126699A KR20100126699A KR101271004B1 KR 101271004 B1 KR101271004 B1 KR 101271004B1 KR 1020100126699 A KR1020100126699 A KR 1020100126699A KR 20100126699 A KR20100126699 A KR 20100126699A KR 101271004 B1 KR101271004 B1 KR 101271004B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aluminum
- magnesium
- alloy
- solid solution
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 229910020630 Co Ni Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910002440 Co–Ni Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 50
- -1 aluminum-magnesium-silicon Chemical compound 0.000 claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 claims abstract description 11
- NVIVJPRCKQTWLY-UHFFFAOYSA-N cobalt nickel Chemical compound [Co][Ni][Co] NVIVJPRCKQTWLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 10
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- ZGDWHDKHJKZZIQ-UHFFFAOYSA-N cobalt nickel Chemical compound [Co].[Ni].[Ni].[Ni] ZGDWHDKHJKZZIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 229910001094 6061 aluminium alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021365 Al-Mg-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910000553 6063 aluminium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEYNFHSRETUBEM-UHFFFAOYSA-N N-[3-(1,1-difluoroethyl)phenyl]-1-(4-methoxyphenyl)-3-methyl-5-oxo-4H-pyrazole-4-carboxamide Chemical compound COc1ccc(cc1)N1N=C(C)C(C(=O)Nc2cccc(c2)C(C)(F)F)C1=O FEYNFHSRETUBEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
- B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
- C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 코발트-니켈(Co-Ni) 전율고용체를 포함하는 알루미늄-마그네슘-규소(Al-Mg-Si)계 합금을 제조한다. 소성 변형을 가하여 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 가공경화시킴으로써, 알루미늄 전신재를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 알루미늄 합금에 관한 것으로, 특히 알루미늄-마그네슘-규소계 합금 및 그 제조방법에 관한 것이다.
알루미늄-마그네슘-규소(Al-Mg-Si)계 합금은 적당한 강도를 유지하면서 동시에 내식성과 성형 가공성이 우수한 전신재로서 활용도가 높다. 예를 들어, 미국알루미늄협회의 분류 중 6000계열 알루미늄은 이러한 용도로 사용되고 있다. 통상적인 Al-Mg-Si계 합금에서 Mg 함량은 1.5중량% 이내로 제한되고, 이에 따라 가공경화에 의한 강도 증가는 미미한 편이다.
다만, 도 1의 상태도에 도시된 바와 같이, Al-Mg-Si계 합금에서 Mg2Si 상의 Al에 대한 고용도가 거의 없기 때문에, 열처리를 통하여 다량의 Mg2Si 상을 알루미늄 기지 내에 석출시킬 수 있다. 이와 같이 석출된 Mg2Si 상은 Al-Mg-Si계 합금의 기계적 강도를 크게 증가시킬 수 있다.
하지만, Al-Mg-Si계 합금을 연속 공정으로 제조하는 경우, 주조 후 열처리를 연속해서 진행하기가 어렵다. 아울러 대면적의 알루미늄 전신재를 제조함에 있어서 열처리를 위한 분위기 조절이 어렵다. 이러한 점에서, 대면적의 Al-Mg-Si계 판재는 국내에서 거의 제작되지 못하고, 대부분 외국에서 수입되고 있다.
이에, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열처리를 이용하지 않고 소성가공에 의해서 강도를 증가시킬 수 있는 소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법을 제공한다. 이러한 본 발명의 과제는 예시적으로 제시되었고, 따라서 본 발명이 이러한 과제에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 형태에 따른 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법이 제공된다. 코발트-니켈(Co-Ni) 전율고용체를 포함하는 알루미늄-마그네슘-규소(Al-Mg-Si)계 합금을 제조한다. 소성 변형을 가하여 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 가공경화시킨다.
상기 제조방법의 일 측면에 있어서, 상기 가공경화시키는 단계는 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 판재 형상으로 압연하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제조방법의 다른 측면에 있어서, 상기 가공경화시키는 단계 후 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금의 인장강도는 코발트-니켈 전율고용체가 없이 동일한 방법으로 제조된 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 열처리한 후의 인장강도보다 동등하거나 더 클 수 있다.
상기 제조방법의 또 다른 측면에 있어서, 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금은 미국알루미늄협회의 분류 중 6000계열 알루미늄에 상기 코발트-니켈 전율고용체를 부가하여 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법이 제공된다. 코발트 분말 및 니켈 분말을 혼합하여 분말 혼합체를 형성한다. 알루미늄-마그네슘-규소계 용탕에 상기 분말 혼합체를 투입하여 용해시킨다. 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 용탕을 주조하여, 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 제조한다. 소성 변형을 가하여 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 가공경화시킨다.
본 발명의 일 형태에 따른 소성가공형 알루미늄 전신재는 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 알루미늄-마그네슘-규소계 합금으로서, 소성 변형에 의해서 가공경화되어 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따른 소성가공형 알루미늄 전신재는 종래와 같이 가공중 열처리를 필요로 하는 제품뿐만 아니라 가공중 열처리를 필요로 하지 않는 제품으로 그 응용 영역을 확장할 수 있다. 나아가, 열처리를 생략할 수 있기 때문에, 본 발명의 실시예들에 따른 소성가공형 알루미늄 전신재는 주조 후 바로 압연하는 방식으로 기존 생산 라인을 이용하여 연속적으로 제조할 수 있다. 기존 생산 라인을 그대로 이용할 수 있다는 것은 비용 절감 면에서 큰 장점이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 Al-Mg-Si계 합금은 열처리가 생략되어 분위기 제어를 필요로 하지 않기 때문에, 기존 생산 라인을 이용하여 대면적 제품 형태로 생산될 수 있다. 따라서 종래 대면적 제품에 대해서 수입에만 의존하던 것에서 벗어나, 국산화를 앞당길 수 있다.
도 1은 Al-Mg2Si 상태도를 보여주는 그래프이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 전신재의 제조방법을 보여주는 순서도이고;
도 3은 Co-Ni 상태도를 보여주는 그래프이고;
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실험예에 따른 시편을 EPMA(Electron Probe Micro-Analyzer)로 분석한 사진들이고;
도 5는 본 발명의 실험예에 따른 시편의 인장시험 결과를 보여주는 그래프이고; 그리고
도 6은 비교예에 따른 시편의 인장시험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 전신재의 제조방법을 보여주는 순서도이고;
도 3은 Co-Ni 상태도를 보여주는 그래프이고;
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실험예에 따른 시편을 EPMA(Electron Probe Micro-Analyzer)로 분석한 사진들이고;
도 5는 본 발명의 실험예에 따른 시편의 인장시험 결과를 보여주는 그래프이고; 그리고
도 6은 비교예에 따른 시편의 인장시험 결과를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 측면으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예들에서, 알루미늄-마그네슘-규소(Al-Mg-Si)계 합금은 주원소인 알루미늄에 합금원소로 마그네슘 및 규소가 첨가된 합금을 지칭할 수 있다. 다만, 이러한 Al-Mg-Si계 합금은 전술한 합금원소 외에도 제조 과정에서 부가되는 불가피 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 크롬(Cr), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 등이 불가피 불순물로 첨가될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 전율고용체란 어느 한 합금 원소가 실질적으로 모든 조성 범위에서 다른 합금원소에 고용되는 고용체를 지칭할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 전신재의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 코발트-니켈(Co-Ni) 전율고용체를 포함하는 Al-Mg-Si계 합금을 제조한다(S10). 예를 들어, 이러한 Al-Mg-Si계 합금은 미국알루미늄협회의 분류 중 6000계열 알루미늄에 대응되는 것으로서, 상업적인 6000계열 알루미늄의 조성에 코발트 및 니켈을 부가하여 제조할 수 있다.
예컨대, 상업적인 6000계열 알루미늄은 6063 알루미늄, 6061 알루미늄, 6005A 알루미늄, 6N01 알루미늄, 6351 알루미늄, 6151 알루미늄, 6262 알루미늄, 6101 알루미늄 등을 포함할 수 있다. 이러한 6000계열 알루미늄에서, Mg 함량은 0.4 내지 1.5 중량% 범위이며, Si의 함량은 0.2 내지 1.3 중량% 범위에서 첨가될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 코발트와 니켈은 서로 전율고용체를 형성하며 알루미늄의 융점인 660℃보다 현저하게 높은 1490℃에서도 전율고용체가 고상으로 안정하게 존재하고 있는 것을 확인할 수 있다. 즉, Co-Ni 전율고용체는 알루미늄의 융점 이상까지도 안정한 상을 유지할 수 있으므로, 이러한 Co-Ni 전율고용체가 알루미늄 기지에 분포되는 경우 알루미늄의 융점 부근의 고온 환경에서도 Co-Ni 전율고용체가 분해되지 않고 안정한 상을 유지하게 된다.
Al-Mg-Si계 합금에서 이러한 Co-Ni 전율고용체는 알루미늄 기지 상에 분포하고, 200℃이상의 고온에서도 알루미늄 기지와 전혀 반응하지 않는 안정한 강화상으로 존재하기 때문에 분해되거나 조대화되지 않는다. 또한, 알루미늄의 융점까지 가열하여도 전율고용체가 안정적으로 존재하게 되므로 Al-Mg-Si계 합금을 재용융 후 다시 응고하더라도 기형성된 전율고용체의 강화상이 안정적으로 존재할 수 있다.
Al-Mg-Si계 합금에서, Co-Ni 전율고용체의 함량은 다양한 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, Co-Ni 전율고용체의 함량은 Al-Mg-Si계 합금의 주조시 용탕의 유동성을 고려하여 2중량% 이내, 특히 1중량% 이내(0중량% 초과)로 제한될 수 있다.
예로, 코발트 및 니켈을 미리 용해하여 코발트-니켈 합금을 제조한 후, 이 코발트-니켈 모합금을 Al-Mg-Si 용탕에 첨가할 수 있다. 이어서, 코발트-니켈 합금이 용해되면 이 용탕을 주조함으로써 Al-Mg-Si계 합금을 제조할 수 있다.
삭제
삭제
이러한 Al 용탕 또는 Al-Mg-Si 용탕을 제조하기 위한 용해법으로 다양한 용해법이 가능하며, 예를 들어 플라즈마 아크 용해법(plasma arc melting method) 또는 유도 용해법(induction melting method) 등이 가능하다. 플라즈마 아크 용해법은 열원으로 플라즈마 아크를 사용하며, 저진공에서 대기압까지 넓은 범위에 걸쳐 용해가 가능하며, 유도 용해법은 전자유도 작용에 의하여 도체에 코일의 전류와 반대 방향의 와전류(eddy current)가 흘러 발생하는 주울열(Joule heat)에 의하여 금속도체를 가열, 용해하는 것으로, 용탕의 강한 교반작용에 의하여 성분과 온도 제어가 용이하다.
삭제
이에 따라, 플라즈마 아크 용해법 또는 유도 용해법을 이용한 경우, 국부적으로 고온 용해가 가능하여, 고융점 합금원소의 용해가 가능하다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 용탕 내에서 고융점 합금원소들간의 전율고용체 형성이 가능해진다.
한편, 전술한 방법에 의해 제조된 Al-Mg-Si계 합금을 모합금으로서 이용하여, 이를 다시 알루미늄 용탕에 첨가하여 희석화 함으로써 코발트-니켈 전율고용체의 조성이 감소된 Al-Mg-Si계 합금을 제조할 수도 있다.
전술한 바와 같이 Al-Mg-Si계 합금이 제조되면, 소성 변형을 가하여 Al-Mg-Si계 합금을 가공경화시킨다(S20). 예를 들어, 소성 변형을 통한 가공경화는 압연, 압출, 신선, 단조 등을 포함할 수 있다. 이 중, 압연은 판재 형상으로 가공 시 큰 폭의 소성 변형을 유도하여 높은 정도의 가공경화를 유발할 수 있다.
Co-Ni 전율고용체를 갖지 않고 동일 또는 유사한 방식으로 제조된 상업적인 Al-Mg-Si계 합금(6000계열 알루미늄)은 열처리형 합금으로서 가공경화는 거의 일어나지 않고 열처리에 의해서 강도가 증가된다. 이는 도 1에서 설명한 바와 같이, 열처리에 의해서 Al 기지 내에서 거의 고용도를 갖지 않는 Mg2Si 상이 석출되는 것과 관련된다. 하지만, 이 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 합금은 후술하는 실험예에서 설명하는 바와 같이, 열처리를 거치지 않은 경우에도 가공경화를 통해서 강도가 증가될 수 있고, 이러한 점에서 소성가공형 합금으로 불릴 수 있다. 부가적으로, 이 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 합금은 열처리를 거치게 되면 강도가 더 증가될 수도 있다.
이 실시에에 따른 Al-Mg-Si계 합금이 소성 변형을 통해서 가공경화되는 이유는 명확하지 않지만, 고온 화합물인 Co-Ni 전율고용체가 Al 기지 내에 미세하게 분포되어 있기 때문으로 추정된다. 예컨대, Co-Ni 전율고용체는 소성 변형 시 전위(dislocation)를 고착화하여 재료의 슬립을 억제함으로써 강도 증가에 기여할 수 있다.
이와 같이, 소성 변형에 의해서 강도가 증가된 Al-Mg-Si계 합금은 종래와 같이 가공중 열처리를 필요로 하는 제품뿐만 아니라 가공중 열처리를 필요로 하지 않는 제품으로 그 응용 영역을 확장할 수 있다. 나아가, 열처리를 생략할 수 있기 때문에, 이 실시예에 따른 소성가공형 알루미늄 전신재는 주조 후 바로 압연하는 방식으로 기존 생산 라인을 이용하여 연속적으로 제조할 수 있다. 기존 생산 라인을 그대로 이용할 수 있다는 것은 비용 절감 면에서 큰 장점이 될 수 있다.
또한, 이 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 합금은 열처리가 생략되어 분위기 제어를 필요로 하지 않기 때문에, 기존 생산 라인을 이용하여 대면적 제품 형태로 생산될 수 있다. 따라서 종래 대면적 제품에 대해서 수입에만 의존하던 것에서 벗어나, 국산화를 앞당길 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실험예를 비교예들과 함께 설명한다. 이하의 실험예에서, Al-Mg-Si계 합금으로 Al-1Mg-1.1Si-0.8CoNi 합금이 이용되었다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실험예에 따른 Al-Mg-Si계 합금을 EPMA(Electron Probe Micro-Analyzer)로 분석한 사진들이다. 도 4a는 후방산란 전자현미경에 의한 사진이고, 도 4b는 Al 함량을 매핑한 사진이고, 도 4c는 Ni 함량을 매핑한 사진이고, 도 4d는 Co 함량을 매핑한 사진이다. 도면에서 우측의 수치는 해당 원소의 함량을 나타낸다.
도 4a를 참조하면, Al-Mg-Si계 합금 내에 미세한 화합물들이 고루게 분포된 것을 알 수 있다. 도 4b 내지 도 4c를 같이 참조하면, Co와 Ni이 거의 같은 위치에서 높은 함량을 갖고, 해당 위치에서 Al 함량이 줄어든 것을 알 수 있다. 따라서, 도 4a에서 미세한 화물중 상당수는 Co와 Ni의 화합물, 즉 Co-Ni 전율고용체인 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실험예에 따른 알루미늄 전신재의 인장시험 결과를 보여주는 그래프이다. 도 6은 비교예에 따른 알루미늄 전신재의 인장시험 결과를 보여주는 그래프이다. 여기에서, 실험예에 따른 알루미늄 전신재는 Al-1Mg-1.1Si-0.8CoNi 함금을 주조 후 열처리 없이 압연하여 제조하였고, 비교예에 따른 알루미늄 전신재는 Al-1Mg-1.1Si 합금을 주조 후 열처리 없이 압연하여 제조하였다. 압연 과정에서 압하율은 6:1 이었다.
도 5 및 도 6을 같이 참조하면, 실험예의 경우가 비교예의 경우에 비해서 연신율은 떨어지지만 높은 강도를 보임을 알 수 있다. 표 1은 실험예, 비교예 및 참고예에 대한 기계적 특성을 정리한 것이다. 참고예는 기술표준원의 2010 KS 규격에서 6061 알루미늄 압출형재에 대한 열처리(T6) 후 시편에 대한 기계적 특성을 보여준다. 참고예는 실질적으로 비교예에 따른 시편을 열처리한 경우에 대응될 수 있다.
표 1을 참조하면, 실험예의 인장강도가 비교예보다 훨씬 크고, 참고예보다 동등하거나 더 큰 수준임을 알 수 있다. 특히, 실험예의 인장강도는 비교예에 비해서 약 2.4배 더 큼을 알 수 있다. 이로부터 소성 변형 정도를 조절하면, 가공 경화를 통해서 Al-Mg-Si계 합금의 강도를 소성 변형 전보다 약 1.5 내지 3배 정도 증가시킬 수 있을 것으로 예상된다. 나아가, 실험예는 열처리 없이 가공경화만으로, Co-Ni 전율고용체 없이 동등하거나 유사하게 제조된 상업적인 열처리형 합금(참고예)보다 동등 수준 이상의 인장강도를 나타낸다는 것을 알 수 있다.
| 인장강도(MPa) | 항복강도(MPa) | 연신율(%) | |
| 실험예 | 344 | 310 | 10 |
| 비교예 | 146 | 96 | 26 |
| 참고예 | 265 이상 | 245 이상 | 8 이상 |
이러한 실험결과로부터, Co-Ni 전율고용체를 Al-Mg-Si계 합금 내에 분포시킴으로써, Al-Mg-Si계 합금의 강도를 열처리 없이 소성 변형만으로 증대시킬 수 있음을 알 수 있다. 한편, 이러한 소성가공형 알루미늄 전신재에 열처리가 부가되는 경우 Mg2Si 석출물에 의한 강도 증가가 추가적으로 일어날 수 있다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
Claims (9)
- 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 제조하는 단계; 및
열처리에 의한 Mg2Si 화합물의 석출없이, 소성 변형을 통하여 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 가공경화시키는 단계를 포함하는, 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 가공경화시키는 단계는 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 판재 형상으로 압연하는 단계를 포함하는, 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 압연하는 단계에 의해서 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금의 인장강도가 1.5 내지 3배 증가하는, 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가공경화시키는 단계 후 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금의 인장강도는 코발트-니켈 전율고용체가 없이 동일한 방법으로 제조된 알루미늄-마그네슘-규소계 합금을 열처리한 후의 인장강도보다 동등하거나 더 큰, 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금은 미국알루미늄협회의 분류 중 6000계열 알루미늄에 상기 코발트-니켈 전율고용체를 부가하여 제조하는, 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 코발트-니켈 전율고용체는 상기 알루미늄-마그네슘-규소계 합금 내에서 2중량% 이내(0중량% 초과)의 조성 범위를 갖는, 소성가공형 알루미늄 전신재의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100126699A KR101271004B1 (ko) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100126699A KR101271004B1 (ko) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120065523A KR20120065523A (ko) | 2012-06-21 |
| KR101271004B1 true KR101271004B1 (ko) | 2013-06-04 |
Family
ID=46685190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100126699A KR101271004B1 (ko) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101271004B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070022610A (ko) * | 2005-08-22 | 2007-02-27 | 알루미늄 라인펠덴 게엠베하 | 고온 알루미늄합금 |
| JP2007169740A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Kobe Steel Ltd | 成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
| KR20100087586A (ko) * | 2009-01-28 | 2010-08-05 | 자동차부품연구원 | ＣｏＮｉ전율고용 강화형 내열 알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
| JP2010222710A (ja) | 2000-03-27 | 2010-10-07 | Nippon Steel Corp | 成形性に優れた自動車ボディ用アルミニウム合金およびその製造方法 |
-
2010
- 2010-12-13 KR KR1020100126699A patent/KR101271004B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010222710A (ja) | 2000-03-27 | 2010-10-07 | Nippon Steel Corp | 成形性に優れた自動車ボディ用アルミニウム合金およびその製造方法 |
| KR20070022610A (ko) * | 2005-08-22 | 2007-02-27 | 알루미늄 라인펠덴 게엠베하 | 고온 알루미늄합금 |
| JP2007169740A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Kobe Steel Ltd | 成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
| KR20100087586A (ko) * | 2009-01-28 | 2010-08-05 | 자동차부품연구원 | ＣｏＮｉ전율고용 강화형 내열 알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120065523A (ko) | 2012-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3616810A1 (en) | High-strength aluminum alloy laminated molding and production method therefor | |
| KR101931672B1 (ko) | 고속압출용 난연성 마그네슘 합금 및 이를 이용하여 제조한 마그네슘 합금 압출재의 제조방법 | |
| CN106065443B (zh) | 铜合金及其制造方法 | |
| EP1882753A1 (en) | Aluminium alloy | |
| JP6406971B2 (ja) | アルミニウム合金部材の製造方法 | |
| KR20160011136A (ko) | 내식성이 향상된 마그네슘 합금 및 이를 이용하여 제조한 마그네슘 합금 부재의 제조방법 | |
| US10604828B2 (en) | Al—Zn alloy comprising precipitates with improved strength and elongation and method of manufacturing the same | |
| CN106119647A (zh) | 与水发生可控反应的高强度镁合金及其构件的制造方法 | |
| WO2015182748A1 (ja) | アルミニウム合金部材の製造方法及びそれを用いたアルミニウム合金部材 | |
| JP2016079419A (ja) | アルミニウム合金連続鋳造材及びその製造方法 | |
| US20150315689A1 (en) | Heat resistant aluminum base alloy and wrought semifinsihed product fabrication method | |
| KR101400140B1 (ko) | 마그네슘 합금 압출재의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금 압출재 | |
| KR101700419B1 (ko) | 저온 및 저속의 압출공정을 이용한 고강도 마그네슘 합금 압출재 제조방법 및 이에 의해 제조된 마그네슘 합금 압출재 | |
| KR101680046B1 (ko) | 소성 가공 전 시효 처리에 의한 고강도 마그네슘 합금 가공재 제조방법 및 이에 의해 제조된 고강도 마그네슘 합금 가공재 | |
| KR20180078565A (ko) | 고강도 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법 | |
| KR101271004B1 (ko) | 코발트-니켈 전율고용체를 포함하는 소성가공형 알루미늄 전신재 및 그 제조방법 | |
| CN114657410B (zh) | 一种高强高导铜铁系合金及其制备方法 | |
| CN101476073B (zh) | 一种细晶粒高强变形镁合金材料 | |
| KR101680041B1 (ko) | 고연성 및 고인성의 마그네슘 합금 가공재 및 그 제조방법 | |
| KR102374306B1 (ko) | 알루미늄 합금으로 형성된 방열핀의 제조방법 | |
| KR20220055603A (ko) | 알루미늄 합금 및 이의 제조방법 | |
| KR102014035B1 (ko) | 고강도 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법 | |
| JP3798676B2 (ja) | 輸送機器用アルミニウム合金の半溶融成型ビレットの製造方法 | |
| CN106702239B (zh) | 一种高屈强比变形镁合金及其制备方法 | |
| KR20190089809A (ko) | 고강도 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160406 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170510 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180406 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |