KR101545970B1 - Al-Zn ALLOY HAVING HIGH TENSILE STRENGTH AND HIGH THERMAL CONDUCTIVITY FOR DIE CASTING - Google Patents

Al-Zn ALLOY HAVING HIGH TENSILE STRENGTH AND HIGH THERMAL CONDUCTIVITY FOR DIE CASTING Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 주조성과 양호한 인장특성을 가지면서 동시에 우수한 열전도도를 얻을 수 있어, 방열특성이 요구되는 각종 구조용 제품에 적용될 수 있는 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 아연(Zn) 5.5~8.5중량%, 마그네슘(Mg) 0.5~3.0중량% 및 철(Fe) 0.5~1.5중량%를 포함하고, 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to an aluminum alloy for die casting which can be applied to various structural products requiring excellent heat conductivity and good heat conductivity while having good castability and good tensile properties.
The aluminum alloy for die casting according to the present invention comprises 5.5 to 8.5% by weight of zinc (Zn), 0.5 to 3.0% by weight of magnesium (Mg) and 0.5 to 1.5% by weight of iron (Fe) And is made of unavoidable impurities.

Description

고강도 및 고열전도도를 동시에 나타내는 다이캐스팅용 Al-Zn 합금 {Al-Zn ALLOY HAVING HIGH TENSILE STRENGTH AND HIGH THERMAL CONDUCTIVITY FOR DIE CASTING}[0001] The present invention relates to an Al-Zn alloy for die casting which simultaneously exhibits high strength and high thermal conductivity. [0002]

본 발명은 고강도, 고열전도도 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 관한 것으로서 특히, 우수한 주조성을 가지면서 동시에 우수한 인장강도와 열전도도를 얻을 수 있는 알루미늄 합금에 관한 것이다.
The present invention relates to an aluminum alloy for high-strength, high-temperature conductivity die casting, and more particularly to an aluminum alloy having excellent main composition and excellent tensile strength and thermal conductivity.

다이캐스팅은 다이 주조라고도 하는데, 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계가공된 강제(鋼製)의 금형(金型)에 용융금속(熔融金屬)을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀주조법이며, 이 주조법을 통해 제조한 제품을 다이캐스트 주물이라고 한다.Die casting is also known as die casting, which is a precision casting method in which a molten metal is injected into a steel mold that is machined precisely to exactly match the required casting shape to obtain the same casting as the mold. A product manufactured through a casting process is called die-casting.

다이캐스팅 주물은 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하며, 대량생산이 가능하다는 특징이 있다. 한편, 다이캐스팅 주조에 이용되는 금속은 일반적으로 아연, 알루미늄, 주석, 구리, 마그네슘 등의 합금이며, 이들 합금은 용융되어 용탕으로 만들어진 후, 공기압, 수압, 유압 등의 가압장치를 통해 다이캐스트 장치의 금형에 주입되어 급속 냉각 응고된다.Die casting castings are characterized by their excellent mechanical properties and mass production in addition to the advantage that their dimensions are accurate and require no finishing. On the other hand, the metal used in the casting of the die casting is generally an alloy of zinc, aluminum, tin, copper, magnesium and the like. These alloys are melted and made into a molten metal and then fed through a pressurizing device such as air pressure, It is injected into a mold and rapidly cooled and solidified.

이러한 과정을 통해 만들어진 다이캐스팅 주조품은 여러 분야에 사용되고 있으며, 특히 자동차부품에 많이 적용되고 있고, 전기기기, 광학기기, 차량, 방직기, 건축, 계측기 등의 부품 제작 등에도 널리 사용되고 있다.Die casting castings produced through this process are used in various fields, particularly in automobile parts, and are widely used in the production of parts for electric devices, optical instruments, vehicles, textile machines, architectural instruments, and the like.

한편, 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로는 주조성이 우수한 Al-Si계 합금 및 Al-Mg계 합금 등이 주로 사용되고 있다. 그런데 Al-Si계 합금 또는 Al-Mg계 합금의 경우, 인장강도는 230MPa 이상이나 열전도도가 90~130W/mK로 낮다. 이로 인하여 인장강도는 230MPa 이상이며 동시에 열전도도가 130W/mK 이상의 높은 인장강도와 열전도도를 필요로 하는 전기, 전자 및 자동차용 방열부품에 사용이 제한되어 왔다.On the other hand, as the aluminum alloy for die casting, an Al-Si alloy and an Al-Mg alloy which are excellent in casting are mainly used. However, in the case of an Al-Si alloy or an Al-Mg alloy, the tensile strength is 230 MPa or more and the thermal conductivity is as low as 90 to 130 W / mK. As a result, it has been limited to use in electric, electronic and automotive heat dissipation parts requiring a tensile strength of 230 MPa or more and a high thermal conductivity of 130 W / mK or more and a high thermal conductivity.

또한 높은 열전도도를 요구하는 방열부품에는, 종래 열전도도가 220W/mK 이상으로 매우 높은 순 알루미늄을 다이캐스팅한 제품이 전기, 전자제품용 로터 등에 일부 사용되고 있으나, 순 알루미늄은 열전도도는 매우 우수하지만 인장강도가 100MPa 정도로 낮기 때문에, 열전도도와 함께 우수한 인장강도를 요구하는 구조용 부품에까지 적용하기에는 한계가 있다.Also, heat-insulating parts requiring high thermal conductivity have been partially used in electric and electronic product rotors, in which a die-cast product of pure aluminum having a thermal conductivity as high as 220 W / mK or more is conventionally used. However, pure aluminum has a very high thermal conductivity, Since the strength is as low as about 100 MPa, there is a limit to apply to structural parts requiring excellent tensile strength along with thermal conductivity.

이에 따라, 전기, 전자 및 자동차용 방열부품 등에 사용하기 위하여 우수한 주조성을 가지면서 동시에 130W/mK 이상의 높은 열전도도와 230MPa 이상의 인장강도를 갖는 다이캐스팅용 알루미늄 합금 개발에 대한 필요성이 절실히 요구되고 있지만, 현재까지는 우수한 주조성을 가지면서 동시에 130W/mK 이상의 높은 열전도도와 230MPa 이상의 인장강도를 갖는 다이캐스팅용 알루미늄 합금이 개발되지 못한 상태이므로, 인장강도는 230MPa 이상이고 열전도도가 90~130W/mK인 Al-Si계 합금 및 Al-Mg계 합금 등이 전기, 전자 및 자동차용 방열부품 등에 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 사용되고 있는 실정이다.
Accordingly, there is a desperate need for the development of an aluminum alloy for die casting having excellent main composition and high thermal conductivity of 130 W / mK or more and tensile strength of 230 MPa or more for use in heat dissipation parts for electric, electronic and automobile applications. Aluminum alloy for die casting having a high heat conductivity of 130 W / mK or more and a tensile strength of 230 MPa or more has not been developed at the same time with an excellent main composition and an Al-Si based alloy having a tensile strength of 230 MPa or more and a thermal conductivity of 90 to 130 W / mK And Al-Mg-based alloys have been used as aluminum alloys for die casting in electric, electronic, and radiating parts for automobiles.

한국주조공학회지 제30권 제6호 (2010년 12월, P205209)Journal of the Korean Society of Precision Engineering Vol 30, No 6 (December 2010, P205209)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 아연(Zn)을 주 합금원소로 첨가하고 마그네슘(Mg)과 철(Fe)의 함량을 조절하여, 우수한 주조성을 가지면서 동시에 130W/mK 이상의 열전도도와 230MPa 이상의 인장강도를 갖는 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device having zinc (Zn) as a main alloy element and controlling the content of magnesium (Mg) And an aluminum alloy for die casting having a thermal conductivity and a tensile strength of 230 MPa or more.

상기의 과제의 해결수단으로 본 발명은, 아연(Zn) 5.5~8.5중량%, 마그네슘(Mg) 0.5~3.0중량% 및 철(Fe) 0.5~1.5중량%를 포함하고, 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어진 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises 5.5 to 8.5% by weight of Zn, 0.5 to 3.0% by weight of magnesium and 0.5 to 1.5% And an aluminum alloy for die casting made of unavoidable impurities.

또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은, 열전도도는 130W/mK 이상이고 동시에 인장강도는 230MPa 이상이다.The aluminum alloy according to the present invention has a thermal conductivity of 130 W / mK or more and a tensile strength of 230 MPa or more.

또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은, 주조성을 나타내는 한 지표인 유동장은 720mm 이상이다.In the aluminum alloy according to the present invention, the flow field, which is an index indicating the main composition, is 720 mm or more.

또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은, 주조성을 나타내는 또 다른 지표인 액상온도(TL)와 고상온도(TS)의 차이인 △T(TL-TS)는 70℃ 이하이다.
In the aluminum alloy according to the present invention, ΔT (T L -T S ), which is the difference between the liquidus temperature (T L ) and the solidus temperature (T S ), which is another index indicating the main composition, is 70 ° C. or less.

본 발명에 따른 알루미늄 합금은, 아연(Zn)을 주 합금원소로 하면서 마그네슘(Mg)과 철(Fe)의 성분 제어를 통해, 다이캐스팅 주조법에서 건전한 주물을 얻을 수 있는데 요구되는 충분한 주조성을 확보함과 동시에, 130 ~ 165W/mK 범위의 열전도도와 230MPa ~ 300MPa 범위의 인장강도를 가져서, 높은 열전도도를 요구하면서 상당한 수준의 기계적 강도를 요하는 전기, 전자 및 자동차용 방열부품의 제조에 적합하게 사용될 수 있다.
The aluminum alloy according to the present invention has a sufficient main constitution required to obtain a sound cast in a die casting casting process by controlling the components of magnesium (Mg) and iron (Fe) while using zinc (Zn) as a main alloy element At the same time, it has a thermal conductivity in the range of 130 to 165 W / mK and a tensile strength in the range of 230 MPa to 300 MPa, and can be suitably used for manufacturing electric, electronic and automotive heat dissipating parts requiring a high level of mechanical strength while requiring high thermal conductivity. have.

도 1은 알루미늄 합금의 주조성을 평가한 장비의 사진이다.Fig. 1 is a photograph of an apparatus for evaluating the casting of an aluminum alloy.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 합금에 대하여 상세하게 설명하겠지만 본 발명이 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경할 수 있음은 자명하다.Hereinafter, an aluminum alloy according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following examples. Accordingly, it is obvious that those skilled in the art can variously change the present invention without departing from the technical idea of the present invention.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함하는 것을 의미한다.Furthermore, the singular forms used to describe the embodiments of the present invention are meant to include plural forms unless the phrases expressly have the opposite meaning.

본 발명에 의한 알루미늄 합금은, 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 및 철(Fe)이 합금되어 구성된 다이캐스팅용 고열전도도 알루미늄 합금으로서, 아연(Zn) 5.5~8.5중량%, 마그네슘(Mg) 0.5~3.0중량% 및 철(Fe) 0.5~1.5중량%를 포함하고, 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 구성된다.The aluminum alloy according to the present invention is a high heat conductivity aluminum alloy for die casting which is made of an alloy of zinc (Zn), magnesium (Mg) and iron (Fe). The aluminum alloy includes 5.5 to 8.5% by weight of zinc (Zn) 3.0% by weight and iron (Fe) in an amount of 0.5 to 1.5% by weight, the balance being composed of aluminum (Al) and unavoidable impurities.

본 발명은 상기 각각의 조성량에 따라서 알루미늄의 주조성을 향상시킬 수 있는 합금원소, 알루미늄 기지 금속에 고용되어 고용강화 및 석출강화 효과를 얻을 수 있는 합금원소, 그리고 알루미늄 기지 금속에의 고용도가 매우 낮아서 열전도도 저하를 최소화하면서 금속간화합물로 석출하여 인장강도를 증가시키고 동시에 다이캐스팅에 의하여 알루미늄 합금 제품을 성형할 때에 금형소착을 줄일 수 있는 합금원소를 복합적으로 첨가함으로써, 우수한 주조성을 나타내면서 동시에 130W/mK 이상의 열전도도와 230MPa 이상의 인장강도를 나타내는 다이캐스팅용 고강도, 고열전도도 알루미늄 합금이다.The present invention relates to an alloy element capable of improving the main composition of aluminum according to the respective composition amounts, an alloy element which is solid-dissolved in an aluminum base metal to obtain solid solution strengthening and precipitation strengthening effect, Which is low in thermal conductivity and minimizes the decrease in thermal conductivity to increase the tensile strength while simultaneously forming an aluminum alloy product by die casting. mK and a tensile strength of 230 MPa or higher.

상기 각 합금원소의 첨가 및 함량 한정 이유는 다음과 같다.The reasons for the addition and content of each alloy element are as follows.

아연(Zn)은 알루미늄에 합금원소로 첨가하여 고용강화 효과에 따라서 인장강도를 증가시킬 수 있고, 또한 MgZn2 등의 금속간화합물로 석출되기 때문에 알루미늄의 열전도도 저하를 최소화하면서 인장강도를 증가시킬 수 있는 합금원소이다. 본 발명에 의한 합금에는 아연이 5.5~8.5중량% 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 아연의 함량이 5.5중량% 미만이면 230MPa 이상의 인장강도를 얻을 수 없고, 아연의 함량이 8.5중량% 초과하면, 합금의 열전도도가 저하되어 130W/mK 이상의 열전도도를 얻을 수 없기 때문이다.Zinc (Zn) can be added to aluminum as an alloy element to increase the tensile strength according to the solid solution strengthening effect. In addition, since Zn is precipitated as an intermetallic compound such as MgZn 2 , tensile strength is increased while minimizing deterioration of thermal conductivity of aluminum It is an alloying element that can be. If the zinc content is less than 5.5% by weight, the tensile strength of 230 MPa or more can not be obtained. If the zinc content exceeds 8.5% by weight, The thermal conductivity is lowered and thermal conductivity of 130 W / mK or more can not be obtained.

마그네슘(Mg)은 알루미늄에 합금원소로 첨가되어 알루미늄 합금의 주조성을 향상시키고 또한 MgZn2 등의 금속간화합물로 석출되기 때문에 알루미늄의 열전도도 저하를 최소화 하면서 인장강도를 증가시킬 수 있는 합금원소이다. 본 발명에 의한 다이캐스팅용 알루미늄 합금에는 마그네슘이 0.5~3.0중량% 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 상기 마그네슘의 함량이 0.5중량% 미만이면 230MPa 이상의 인장강도를 얻을 수 없고, 상기 마그네슘의 함량이 3.0중량% 초과하면 합금의 열전도도가 저하되어 130W/mK 이상의 열전도도를 얻을 수 없기 때문이다.Magnesium (Mg) is an alloy element that can be added to aluminum as an alloy element to improve the main composition of the aluminum alloy and to precipitate into an intermetallic compound such as MgZn 2 , thereby increasing the tensile strength while minimizing deterioration of thermal conductivity of aluminum. It is preferable that 0.5 to 3.0 wt% of magnesium is added to the aluminum alloy for die casting according to the present invention. If the content of magnesium is less than 0.5 wt%, the tensile strength of 230 MPa or more can not be obtained. When the content of magnesium is 3.0 wt% , The thermal conductivity of the alloy is lowered and thermal conductivity of 130 W / mK or more can not be obtained.

철(Fe)은 상온에서 알루미늄에의 고용도가 0.052중량%로서 매우 낮아 주조 후에는 대부분 Al3Fe 등의 금속간화합물로 정출되기 때문에 알루미늄에 첨가되어 알루미늄의 열전도도 저하를 최소화하면서 강도를 증가시킬 수 있고, 동시에 다이캐스팅에 의하여 알루미늄 합금 제품을 성형할 때에 금형소착을 줄일 수 있도록 하는 합금원소이다. 본 발명에 의한 다이캐스팅용 합금에는 철이 0.5~1.5중량% 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 상기 철의 함량이 0.5중량% 미만이면 합금의 금형소착 방지 효과가 낮아져 다이캐스팅에 의하여 제품을 성형할 때에 일부 금형부위에 제품의 소착현상이 발생하며 또한 인장 강도도 충분하지 못하게 되고, 상기 철의 함량이 1.5중량% 초과하면 합금에 Fe-부화상(Fe-rich상)이 과도하게 정출되어, 합금의 주조성을 저하시키기 때문이다.Iron (Fe) has a very low solubility in aluminum at normal temperature of 0.052% by weight, and after casting it is mainly crystallized as an intermetallic compound such as Al 3 Fe. Therefore, it is added to aluminum to increase the strength while minimizing deterioration of thermal conductivity of aluminum And at the same time, it is an alloying element which can reduce mold seizure when molding an aluminum alloy product by die casting. It is preferable that 0.5 to 1.5% by weight of iron is added to the alloy for a die casting according to the present invention. If the content of iron is less than 0.5% by weight, the effect of preventing the die from being adhered to the alloy is lowered. And the tensile strength becomes insufficient. When the content of iron exceeds 1.5% by weight, the Fe-rich image (Fe-rich phase) is excessively crystallized in the alloy and the main composition of the alloy is lowered I will.

불가피한 불순물이란, 본 발명에 의한 합금을 제조하는 과정에서 원료 또는 제조 장치에 의해 의도하지 않게 혼입된 불순물을 의미하며, 예를 들어 Ti, Cr, V, Mn, Li, Zr 등을 들 수 있으며 이들 불순물 각 성분은 합금 특성에 영향을 주지 않도록 0.1중량% 이하, 바람직하게는 0.01% 이하가 되도록 유지한다.
Inevitable impurities means impurities which are unintentionally mixed by the raw material or the manufacturing apparatus in the process of producing the alloy according to the present invention. For example, Ti, Cr, V, Mn, Li and Zr Each component of the impurity is kept to be not more than 0.1% by weight, preferably not more than 0.01% so as not to affect the alloy characteristics.

[실시예][Example]

본 발명의 실시예에 따른 고강도, 고열전도도 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 대하여 하기 표 1 ~ 2를 참조하여, 상세하게 설명한다.An aluminum alloy for high-strength, high-temperature conductivity die casting according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Tables 1 and 2 below.

본 발명자들은 고강도, 고열전도도 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 제조하기 위해 하기 표 1에 나타낸 조성을 갖는 합금을, 다이캐스팅 제조시에 통상적으로 사용되는 용융 교반식 알루미늄 합금 제조 방법으로 시험편을 제조하였다.The present inventors prepared an alloy having the composition shown in the following Table 1 by a melt-agitated aluminum alloy manufacturing method commonly used in the production of die castings in order to produce an aluminum alloy for high-strength, high-temperature conductivity die casting.

합금alloy 조성(중량%)Composition (% by weight) ZnZn MgMg FeFe SiSi AlAl 실시예Example 1One 6.066.06 0.640.64 1.021.02 -- bal.honey. 22 6.106.10 1.251.25 1.041.04 -- bal.honey. 33 6.056.05 1.591.59 0.530.53 -- bal.honey. 44 5.925.92 2.082.08 0.600.60 -- bal.honey. 55 7.937.93 0.730.73 0.930.93 -- bal.honey. 66 8.148.14 1.621.62 0.970.97 -- bal.honey. 77 7.907.90 2.072.07 0.490.49 -- bal.honey. 88 8.108.10 2.712.71 0.560.56 -- bal.honey. 비교예Comparative Example 99 0.920.92 0.210.21 0.970.97 10.2010.20 bal.honey. 1010 1.951.95 1.111.11 0.520.52 -- bal.honey. 1111 2.302.30 1.111.11 0.530.53 -- bal.honey. 1212 9.169.16 2.222.22 0.290.29 -- bal.honey. 1313 3.973.97 0.390.39 0.960.96 -- bal.honey.

구체적으로, 상기 표 1과 같은 조성이 되도록 알루미늄 합금의 원료를 준비한 후, 전기저항식 용해로에 장입하여 대기 중에서 원료를 용해하여 용탕을 제조한 후에, 금형을 이용하여 주조성 평가를 위한 유동성 시험편을 제조하였고 또한 열전도도, 액상 온도 및 고상 온도 등을 측정하기 위한 특성평가용 시험편을 제조하였다.Specifically, a raw material for an aluminum alloy was prepared so as to have the composition shown in Table 1, and then charged in an electric resistance type melting furnace to dissolve the raw materials in the atmosphere to prepare a molten metal. Then, a fluidity test piece And the test specimens for the evaluation of properties such as thermal conductivity, liquidus temperature and solid phase temperature were prepared.

본 발명의 실시예에 따른 합금의 주목적 중 하나인 열전도도에 대해서는, 먼저 제조한 시편을 도전율 측정기를 이용하여 상온에서 도전율을 측정한 후, 하기 [식 1]의 환산식으로 환산하는 방식을 통해 열전도도를 얻었다.With respect to the thermal conductivity, which is one of the main objects of the alloy according to the embodiment of the present invention, the conductivity of the specimen manufactured first is measured at room temperature by using a conductivity meter and then converted into a conversion formula of the following formula Thermal conductivity was obtained.

[식 1][Formula 1]

K = 5.02σT x 10-9 + 0.03K = 5.02? T x 10 -9 + 0.03

(여기서, K는 열전도도, σ는 도전율, T는 절대온도임)(Where K is the thermal conductivity,? Is the conductivity, and T is the absolute temperature)

또한, 다이캐스팅 주조에 필수적인 주조성 평가를 위해서는, 일반적으로 이 업계에서 널리 알려진 방식으로 수행한 유동장 평가(유동장 평가방법은 합금 용탕을 200℃의 온도로 유지된 도 1과 같은 유동성 시험 금형에 주입하고 합금 용탕이 일정한 거리를 유동한 후에 응고된 길이를 측정하는 것으로, 도 1에서 유동장 시험편 크기는 폭 12㎜, 두께 5㎜, 최대길이 780㎜임)와, 열분석기를 이용하여 액상온도(TL)와 고상온도(TS)의 차이를 측정하는 방식으로 수행하였다. For casting evaluation essential for die casting casting, a flow field evaluation (flow field evaluation method generally performed in a manner well known in the industry) is performed by injecting the alloy melt into a fluidity test mold as shown in FIG. 1 held at a temperature of 200 DEG C 1, the size of the flow field test piece is 12 mm in width, 5 mm in thickness, and 780 mm in maximum length) and a liquid temperature (T L ) And the solid-phase temperature (T s ).

하기 표 2는 각 합금의 유동장, 열전도도, 액상온도(TL), 고상온도(TS) 및 그 차이(△T=TL-TS), 인장특성을 평가한 결과를 나타낸 것이다.Table 2 below shows the results of evaluating the flow field, thermal conductivity, liquid phase temperature (T L ), solid phase temperature (T S ) and difference (ΔT = T L -T S ) and tensile properties of each alloy.

합금alloy 유동장
(㎜)
Flow field
(Mm)
열전도도
(W/mK)
Thermal conductivity
(W / mK)
액상온도
(℃)
Liquid temperature
(° C)
고상온도
(℃)
Solid-state temperature
(° C)
△T
(℃)
ΔT
(° C)
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
항복강도
(MPa)
Yield strength
(MPa)
연신율
(%)
Elongation
(%)
실시예Example 1One 780780 163163 649649 616616 3333 254254 210210 1212 22 720720 152152 646646 600600 4646 307307 250250 88 33 780780 152152 640640 587587 5353 280280 242242 44 44 780780 148148 640640 577577 6363 256256 190190 88 55 720720 156156 638638 600600 3838 293293 231231 66 66 770770 144144 643643 589589 5454 285285 216216 44 77 780780 144144 639639 572572 6767 242242 202202 22 88 780780 133133 637637 567567 7070 290290 185185 22 비교예Comparative Example 99 780780 9595 575575 501501 7474 134134 120120 33 1010 -- 175175 -- -- -- 141141 103103 3030 1111 -- 171171 -- -- -- 151151 110110 2222 1212 -- 116116 -- -- -- 299299 230230 22 1313 -- 175175 -- -- -- 171171 122122 2020

상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예(No. 1~8)에 따른 알루미늄 합금들은 모두 열전도도가 130W/mK 이상으로, 다양한 방열부품에서 요구되는 수준 또는 그 이상의 우수한 열전도도를 가진다.As can be seen from the above Table 2, the aluminum alloys according to the examples (Nos. 1 to 8) of the present invention all have a thermal conductivity of 130 W / mK or more and a superior thermal conductivity I have.

또한, 상기 표 2에서 나타낸 유동장과 액상 온도와 고상 온도의 차이인 T는 합금의 주조성을 평가할 수 있는 주요한 지표인데, 유동장은 클수록 합금의 유동성이 우수한 것을 의미하며 액상 온도와 고상 온도의 차이인 △T는 작을수록 주조성이 우수한 것을 의미한다.T, which is the difference between the liquid phase temperature and the solid phase temperature shown in Table 2, is a main index capable of evaluating the main composition of the alloy. The larger the flow field, the better the fluidity of the alloy and the higher the temperature difference between the liquid phase temperature and the solid phase temperature The smaller the T, the better the cast composition.

상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금들은 유동장은 720 ~ 780mm로, 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 널리 사용되고 있는 Al-Si 합금(ADC 12, 비교예 9)의 유동장 780mm와 비교하여 90% 이상의 유동장을 나타냄을 알 수 있다.As can be seen from Table 2, the aluminum alloy according to the embodiment of the present invention has a flow field of 720 to 780 mm and a flow field of 780 mm of an Al-Si alloy (ADC 12, Comparative Example 9) widely used as an aluminum alloy for die casting It can be seen that the flow field is 90% or more.

또한, 상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금들의 액상온도(TL)와 고상온도(TS)의 차이인 △T(TL-TS)는 33~70℃로, 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 널리 사용되고 있는 Al-Si 합금(ADC 12)인 비교예 합금 9의 액상온도(TL)와 고상온도(TS)의 차이인 △T(TL-TS) 74℃와 비교하여 낮은 수준이다.(T L -T S ), which is the difference between the liquidus temperature (T L ) and the solidus temperature (T S ) of the aluminum alloys according to the embodiment of the present invention, is 33 to 70 (T L -T S ), which is the difference between the liquidus temperature (T L ) and the solidus temperature (T S ) of the comparative alloy 9, which is an Al-Si alloy (ADC 12) widely used as an aluminum alloy for die casting, It is low compared with 74 ℃.

다시 말해, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금은 종래 다이캐스팅에서 널리 사용되는 Al-Si 합금과 동등한 수준의 주조성을 갖는다.In other words, the aluminum alloy according to the embodiment of the present invention has a casting level equivalent to that of the Al-Si alloy widely used in the conventional die casting.

또한, 상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~8에 따른 합금들의 인장강도는 240MPa 이상으로서, 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 널리 사용되고 있는 기존의 Al-Si 합금(ADC 12, 비교예 합금 9)에 비해서 우수한 인장강도를 가지고 있다. As can be seen from Table 2, the tensile strengths of the alloys according to Examples 1 to 8 of the present invention were 240 MPa or more, and the conventional Al-Si alloys (ADC 12, comparative example Alloy 9).

비교예 합금 10 및 비교예 합금 11은 본 발명의 실시예들에 비해, 아연 함량이 각각 1.95중량% 및 2.30중량%로 낮은데, 그 결과 열전도도는 170W/mK 이상이지만 인장강도는 각각 141MPa 및 151MPa로서, 본 발명의 실시예들에 비해 인장강도가 상대적으로 낮다.Comparative Examples Alloy 10 and Comparative Alloy 11 had zinc contents as low as 1.95 wt% and 2.30 wt%, respectively, as compared with the embodiments of the present invention. As a result, the thermal conductivity was 170 W / mK or more, but tensile strengths were 141 MPa and 151 MPa , The tensile strength is relatively low as compared with the embodiments of the present invention.

또한, 비교예 합금 12는 본 발명의 실시예들에 비해 아연 함량이 9.16중량%로 높은데, 그 결과 열전도도가 116W/mK로 본 발명의 실시예들에 비해 열전도도가 상대적으로 낮아, 높은 효율의 방열특성이 요구되는 부품에 적용하기에는 무리가 있다.In addition, the comparative alloy 12 has a zinc content of 9.16 wt% as compared with the embodiments of the present invention. As a result, the thermal conductivity is 116 W / mK, which is relatively low compared with the embodiments of the present invention. It is difficult to apply the heat dissipation characteristic to parts requiring heat dissipation characteristics.

또한, 비교예 13은 본 발명의 실시예들에 비해, 아연 함량이 3.97중량%, 마그네슘 함량이 0.39중량%로 낮은데, 그 결과 열전도도는 175W/mK로 상대적으로 높지만, 인장강도는 각각 171MPa로서 본 발명의 실시예들에 비해 인장강도가 상대적으로 낮다.In Comparative Example 13, the zinc content was as low as 3.97 wt% and the magnesium content was as low as 0.39 wt% as compared with the Examples of the present invention. As a result, the thermal conductivity was relatively high at 175 W / mK, but the tensile strength was 171 MPa The tensile strength is relatively low as compared with the embodiments of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금은 다이캐스팅을 할 수 있는 정도의 주조성과 함께 부품에 요구되는 일정한 수준의 인장 강도와 우수한 열전도 특성이 요구되는 방열부품용 다이캐스팅용 알루미늄 재료로 적합하게 사용될 수 있다.
As described above, the aluminum alloy according to the embodiment of the present invention is an aluminum material for die casting for heat dissipating parts, which is required to have a degree of castability to die cast and a required level of tensile strength and excellent heat conduction characteristics Can be suitably used.

Claims (3)

아연(Zn) 5.5~8.5중량%, 마그네슘(Mg) 0.5~3.0중량% 및 철(Fe) 0.49~1.5중량%를 포함하고, 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어며, 열전도도는 130W/mK 이상이고 인장강도는 230MPa 이상인 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.(Al) and inevitable impurities, and the thermal conductivity is 130 W (30 W), and the balance of aluminum (Al) / mK and a tensile strength of 230 MPa or more. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 알루미늄 합금의 액상온도(TL)와 고상온도(TS)의 차이는 70℃ 이하인 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
The method according to claim 1,
Wherein the difference between the liquidus temperature (T L ) and the solidus temperature (T S ) of the aluminum alloy is 70 ° C or less.
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