KR101776687B1 - Aluminum alloy with improved corrosion resistance and moldability, and use of the same - Google Patents

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Abstract

One example of the present invention provides an aluminum alloy comprising: 0.1-5.0 wt% of misch metal; 0.3 wt% or less of silicon (Si); 0.7 wt% or less of iron (Fe); 0.5 wt% or less of copper (Cu); 0.3 wt% or less of zinc (Zn); and the remaining consisting of aluminum and other inevitable impurities. In addition, the aluminum alloy does not contain manganese (Mn) or is contained as a trace inevitable impurity. As such, the aluminum alloy in accordance with an example of the present invention is able to be used as extrusion material for heat exchanger parts, specifically, microchannel-tubes or header pipes.

Description

내식성 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 및 이의 용도{Aluminum alloy with improved corrosion resistance and moldability, and use of the same}[0001] The present invention relates to an aluminum alloy having improved corrosion resistance and moldability, and an aluminum alloy having improved corrosion resistance and moldability,

본 발명은 알루미늄 합금 등에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다양한 성분들의 조합에 의해 내식성 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 및 알루미늄의 열교환기 소재로의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to aluminum alloys and the like, and more particularly to the use of aluminum alloys and aluminum as heat exchanger materials improved in corrosion resistance and moldability by combination of various components.

최근 열교환기는 에너지 절감의 달성 및 친환경 부품 수요의 확대로 인해 고효율화 및 경량화가 요구되고 있다. 열교환기의 경량화를 위해 열교환기 소재가 구리에서 알루미늄으로 대체되고 있고, 열교환기의 고효율화를 위해 열교환기 타입이 핀(Fin) 타입이나 매크로튜브(macro-tube) 타입에서 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 타입으로 전환되고 있다.Recently, heat exchangers have been required to achieve high efficiency and light weight due to the achievement of energy savings and the expansion of demand for environmentally friendly parts. In order to reduce the weight of the heat exchanger, the material of the heat exchanger has been replaced by copper to aluminum. In order to increase the efficiency of the heat exchanger, a heat exchanger type is used in a fin type or a macro- ) Type.

마이크로채널튜브(microchannel-tube) 타입의 열교환기는 열교환 효율이 높고 냉매 주입량이 감소되며, 단일 소재로 이루어져 있어서 리사이클링이 가능한 친환경 열교환기이다. 현재 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 타입의 알루미늄 열교환기는 경량화 및 고효율화 특성으로 인해 자동차 열교환기의 95%에 적용되고 있다. 또한, 가정용 에어컨의 경우 에너지 등급 규제 등으로 인해 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 타입의 알루미늄 열교환기 수요가 증가하고 있다. 한편, 열교환기의 수명을 좌우하는 핵심 부품소재인 마이크로채널튜브(microchannel-tube)의 재료를 구리에서 알루미늄으로 대체하는 경우 내부식성이 떨어지기 때문에 고내식성을 가진 열교환기 소재용 알루미늄 합금의 개발이 요구된다. 고내식성을 가진 알루미늄 합금 기술과 관련하여 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0020464호에는 철(Fe) 0.05 내지 0.5 중량%, 규소(Si) 0.01 내지 0.2 중량%, 망간(Mn) 0.6 내지 1.2 중량%, 및 구리(Cu) 0.15 내지 0.45 중량%를 포함하고, 추가로 티타늄(Ti), 스트론튬(Sr), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 및 이트륨(Y)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 합금원소 0.01 내지 0.1 중량%를 포함하며, 나머지 잔량부가 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 석출물 중 면적이 2.0 ㎛2 이상인 석출물이 직경이 100 ㎛인 원의 단위면적당 40개 이하로 존재하고, 면적이 2.0 ㎛2 이상인 임의의 석출물을 기준으로 이에 인접하고 면적이 2.0 ㎛2 이상인 다른 석출물 중 상기 석출물과의 거리가 가까운 순으로 10개의 석출물과의 거리의 평균인 석출물간 평균거리가 10 내지 40 ㎛인, 열교환기 배관용 알루미늄 합금이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 10-2011-0043221호에는 0.05 내지 0.5wt.%의 철과, 0.05 내지 0.2wt.%의 규소와, 0.6 내지 1.2wt.%의 망간과, 0.15 내지 0.45wt.%의 구리를 함유하고, 잔부가 알루미늄 및 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 고내식성 알루미늄 합금이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0073555호에는 망간(Mn) 0.6 내지 1.2 중량%, 철(Fe) 0.1 내지 0.3 중량%, 구리(Cu) 0.1 내지 0.5 중량%, 아연(Zn) 0.15 내지 0.6 중량%, 및 티타늄(Ti) 0.05 내지 0.3 중량%를 포함하고, 나머지 잔량부가 알루미늄 및 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관용 고내식성 알루미늄 합금이 개시되어 있다.A microchannel-tube type heat exchanger is an eco-friendly heat exchanger capable of recycling because it has a high heat exchange efficiency, a reduced amount of refrigerant, and a single material. Currently, microchannel-tube type aluminum heat exchangers are being applied to 95% of automotive heat exchangers due to their light weight and high efficiency. In the case of domestic air conditioners, the demand for microchannel-tube type aluminum heat exchangers is increasing due to the restriction of the energy level. On the other hand, when the material of the microchannel-tube, which is the key component material that determines the life of the heat exchanger, is replaced by aluminum from copper, the corrosion resistance is lowered. Therefore, the development of aluminum alloy for heat- Is required. Korean Patent Publication No. 10-2016-0020464 discloses a method for producing a high corrosion resistant aluminum alloy which comprises 0.05 to 0.5% by weight of iron (Fe), 0.01 to 0.2% by weight of silicon (Si), 0.6 to 1.2% by weight of manganese (Ti), strontium (Sr), chromium (Cr), zirconium (Zr), and yttrium (Y) in an amount of 0.15 to 0.45% (Al) and unavoidable impurities, and precipitates having an area of not less than 2.0 mu m < 2 > and not more than 40 per unit area of a circle having a diameter of 100 mu m are present in an amount of 0.01 to 0.1 wt% And the average distance between the precipitates, which are the average distances from the ten precipitates in the descending order of the distances from the precipitates among other precipitates adjacent thereto and having an area of 2.0 탆 2 or more on the basis of any precipitate having an area of 2.0 탆 2 or more, / RTI > to < RTI ID = An aluminum alloy for exchanger piping is disclosed. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0043221 also discloses a steel sheet comprising 0.05 to 0.5 wt.% Of iron, 0.05 to 0.2 wt.% Of silicon, 0.6 to 1.2 wt.% Of manganese, 0.15 to 0.45 wt.% Resistant aluminum alloy for heat exchanger tubes, characterized in that it contains copper and the balance of aluminum and inevitable impurities. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0073555 discloses that 0.6 to 1.2 wt% of manganese (Mn), 0.1 to 0.3 wt% of iron (Fe), 0.1 to 0.5 wt% of copper (Cu) 0.6% by weight of titanium, and 0.05 to 0.3% by weight of titanium (Ti), the balance being aluminum and impurities.

종래 열교환기 소재용 알루미늄 합금은 규소(Si), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 지르코늄(Zr) 등의 원소 함량 제어를 통해 소정의 내식성을 달성하고 있으나, 마이크로채널튜브(microchannel-tube)에 요구되는 내식성을 만족하기에는 한계가 있다. 또한, 알루미늄 합금을 압출하여 정교한 마이크로채널튜브(microchannel-tube)을 성형하기 위해서는 우수한 압출 성형성을 가진 알루미늄 합급 및 정밀 압출 공정의 개발이 요구된다.Conventional aluminum alloys for heat exchanger materials achieve predetermined corrosion resistance through control of elemental contents such as silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), and zirconium However, there is a limit to satisfy the corrosion resistance required for a microchannel-tube. Further, in order to extrude an aluminum alloy and form a sophisticated microchannel-tube, it is required to develop an aluminum alloy and extrusion extrusion process having excellent extrusion formability.

본 발명은 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내식성 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금을 제공하는데에 있다.The present invention has been made under the conventional technical background, and an object of the present invention is to provide an aluminum alloy having improved corrosion resistance and moldability.

또한, 본 발명의 목적은 알루미늄 합금의 열교환기 부품 소재로의 용도를 제공하는데에 있다.It is also an object of the present invention to provide an aluminum alloy for use as a heat exchanger component material.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 일 예는 전체 중량을 기준으로 미시메탈(misch metal) 0.1~5.0 중량%, 규소(Si) 0.3 중량% 이하, 철(Fe) 0.7 중량% 이하, 구리(Cu) 0.5 중량% 이하 및 아연(Zn) 0.3 중량% 이하를 포함하고, 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 망간(Mn)을 포함하지 않거나 미량의 불가피한 불순물로 포함하는 알루미늄 합금을 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 알루미늄 합금은 바람직하게는 전체 중량을 기준으로 미시메탈(misch metal) 0.2~2.0 중량%, 규소(Si) 0.05~0.25 중량%, 철(Fe) 0.1~0.3 중량%, 구리(Cu) 0.2~0.4 중량% 및 아연(Zn) 0.05~0.25 중량%를 포함하고, 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 망간(Mn)을 포함하지 않거나 미량의 불가피한 불순물로 포함한다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 알루미늄 합금은 바람직하게는 알루미늄 기지 조직에 세륨(Ce)이 분포된 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned object, an example of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises 0.1 to 5.0 wt% of misch metal, 0.3 wt% or less of silicon, 0.7 wt% or less of iron, ) Of not more than 0.5% by weight and zinc (Zn) of not more than 0.3% by weight, the balance being aluminum and other unavoidable impurities and containing manganese (Mn) as a minor or unavoidable impurity. The aluminum alloy according to an exemplary embodiment of the present invention preferably includes 0.2 to 2.0% by weight of misch metal, 0.05 to 0.25% by weight of silicon (Si), 0.1 to 0.3% by weight of iron (Fe) 0.2 to 0.4% by weight of copper (Cu) and 0.05 to 0.25% by weight of zinc (Zn), the balance being composed of aluminum and other unavoidable impurities and not containing manganese (Mn) or as a minor inevitable impurity. Further, the aluminum alloy according to an example of the present invention is preferably characterized in that cerium (Ce) is distributed in an aluminum base structure.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 다른 예는 전체 중량을 기준으로 내부식성/성형성 개선 성분 0.1~5.0 중량%, 규소(Si) 0.3 중량% 이하, 철(Fe) 0.7 중량% 이하, 구리(Cu) 0.6 중량% 이하 및 지르코늄(Zr) 0.1 중량% 이하를 포함하고, 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 상기 내부식성/성형성 개선 성분은 미시메탈(misch metal), AlTiB 또는 AlB에서 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금을 제공한다. 본 발명의 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 바람직하게는 전체 중량을 기준으로 내부식성/성형성 개선 성분 0.5~2.0 중량%, 규소(Si) 0.05~0.2 중량%, 철(Fe) 0.1~0.4 중량%, 구리(Cu) 0.2~0.5 중량% 및 지르코늄(Zr) 0.02~0.08 중량%를 포함하고, 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 상기 내부식성/성형성 개선 성분은 미시메탈(misch metal), AlTiB 또는 AlB에서 선택되는 1종 이상으로 구성된다. 또한, 본 발명의 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 바람직하게는 망간(Mn)을 포함하지 않거나 미량의 불순물로 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 바람직하게는 전체 중량을 기준으로 망간(Mn) 함량이 1.0 중량% 이하(예를 들어 0.1~0.8 중량%)이다.Another example of the present invention for solving the above object is a ferritic stainless steel comprising 0.1 to 5.0% by weight of corrosion resistance / formability improving component, 0.3% by weight or less of silicon (Si), 0.7% 0.6% by weight or less of Cu and 0.1% by weight or less of zirconium (Zr), the balance being composed of aluminum and other inevitable impurities, and the corrosion resistance / moldability improving component is misch metal, AlTiB or AlB Wherein the aluminum alloy is composed of at least one selected from the group consisting of aluminum alloy and aluminum alloy. The aluminum alloy according to another embodiment of the present invention preferably comprises 0.5 to 2.0% by weight of corrosion resistance / formability improving component, 0.05 to 0.2% by weight of silicon (Si), 0.1 to 0.4% by weight of iron (Fe) 0.2 to 0.5% by weight of copper (Cu) and 0.02 to 0.08% by weight of zirconium (Zr), the balance being composed of aluminum and other inevitable impurities, the corrosion resistance / moldability improving component being misch metal, , AlTiB, or AlB. Further, the aluminum alloy according to another example of the present invention preferably does not contain manganese (Mn) or contains a trace amount of impurities. Further, the aluminum alloy according to another example of the present invention preferably has a manganese (Mn) content of 1.0 wt% or less (for example, 0.1 to 0.8 wt%) based on the total weight.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 예는 전체 중량을 기준으로 미시메탈(misch metal) 0.1~2.0 중량%를 포함하고, 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 알루미늄 합금을 제공한다. 본 발명의 또 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 내식성 및 성형성을 고려할 때 바람직하게는 전체 중량을 기준으로 미시메탈(misch metal) 0.2~0.5 중량%를 포함하고, 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. 또한, 본 발명의 또 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 바람직하게는 망간(Mn)을 포함하지 않거나 미량의 불순물로 포함한다. 또한, 본 발명의 또 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 바람직하게는 알루미늄 기지 조직에 세륨(Ce)이 분포된 것을 특징으로 한다.In order to solve the above object, another embodiment of the present invention provides an aluminum alloy comprising 0.1 to 2.0 wt% of misch metal based on the total weight, the balance being aluminum and other unavoidable impurities. In consideration of corrosion resistance and moldability, the aluminum alloy according to another embodiment of the present invention preferably contains 0.2 to 0.5 wt% misch metal based on the total weight, and the balance is made of aluminum and other unavoidable impurities . Further, the aluminum alloy according to another embodiment of the present invention preferably does not contain manganese (Mn) or contains a trace amount of impurities. Further, the aluminum alloy according to another embodiment of the present invention is preferably characterized in that cerium (Ce) is distributed in the aluminum matrix.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 일 예는 전술한 알루미늄 합금을 압출하여 압출재로 성형하는 단계를 포함하는 열교환기 부품의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 열교환기 부품의 제조방법에서, 상기 압출 온도는 바람직하게는 200~500℃, 더 바람직하게는 200~400℃이다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 열교환기 부품의 제조방법은 내식성 또는 압출 성형성을 향상시키기 위해 바람직하게는 상기 알루미늄 합금을 압출 전에 어닐링(annealing) 하거나 상기 압출재를 어닐링(annealing) 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 열교환기 부품의 제조방법에서 상기 어닐링 온도는 바람직하게는 500~650℃, 더 바람직하게는 550~600℃이다. 본 발명의 일 예에 따른 열교환기 부품의 제조방법에서 상기 어닐링 시간은 바람직하게는 10~20 hr인, 더 바람직하게는 12~18 hr이다. 본 발명의 일 예에 따른 열교환기 부품의 제조방법에서 상기 열교환기 부품은 바람직하게는 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 헤더 파이프(header pipe)이다.One aspect of the present invention provides a method of manufacturing a heat exchanger part including extruding the aluminum alloy to form an extruded material. In the method of manufacturing a heat exchanger part according to an exemplary embodiment of the present invention, the extrusion temperature is preferably 200 to 500 占 폚, more preferably 200 to 400 占 폚. The method of manufacturing a heat exchanger according to an exemplary embodiment of the present invention may further include annealing the aluminum alloy before the extrusion or annealing the extrusion material to improve corrosion resistance or extrusion moldability . Further, in the method of manufacturing a heat exchanger part according to an exemplary embodiment of the present invention, the annealing temperature is preferably 500 to 650 ° C, more preferably 550 to 600 ° C. In the method of manufacturing a heat exchanger part according to an exemplary embodiment of the present invention, the annealing time is preferably 10 to 20 hr, more preferably 12 to 18 hr. In the method of manufacturing a heat exchanger part according to an exemplary embodiment of the present invention, the heat exchanger part is preferably a microchannel-tube or a header pipe.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 일 예는 전술한 알루미늄 합금으로 성형된 열교환기 부품을 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 열교환기 부품에서 상기 성형은 바람직하게는 압출성형이다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 열교환기 부품에서 상기 열교환기 부품은 바람직하게는 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 헤더 파이프(header pipe)이다.One aspect of the present invention provides a heat exchanger part formed of the above-described aluminum alloy. In the heat exchanger part according to an example of the present invention, the molding is preferably extrusion molding. Further, in the heat exchanger part according to an exemplary embodiment of the present invention, the heat exchanger part is preferably a microchannel-tube or a header pipe.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 일 예는 전술한 알루미늄 합금으로 이루어진 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 전술한 알루미늄 합금으로 이루어진 헤더 파이프(header pipe)를 구비하는 열교환기를 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 열교환기에서 상기 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 상기 헤더 파이프(header pipe)는 바람직하게는 알루미늄 합금의 압출성형에 의해 제조된다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 열교환기에서 상기 압출성형 온도는 바람직하게는 200~500℃, 더 바람직하게는 200~400℃이다.One aspect of the present invention provides a heat exchanger including a microchannel tube made of the aluminum alloy or a header pipe made of the aluminum alloy. In the heat exchanger according to an exemplary embodiment of the present invention, the microchannel-tube or the header pipe is preferably manufactured by extrusion molding of an aluminum alloy. In the heat exchanger according to an embodiment of the present invention, the extrusion temperature is preferably 200 to 500 ° C, more preferably 200 to 400 ° C.

본 발명의 일 예에 따른 알루미늄 합금은 종래 알루미늄 합금의 원소인 망간(Mn)이 미시메탈(misch metal)로 대체되고 미시메탈(misch metal), 규소(Si), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn) 등과 같은 원소들의 함량 관계에 의해 향상된 내식성 및 성형성을 가진다. 또한, 본 발명의 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 종래 알루미늄 합금의 원소인 아연(Zn)이 지르코늄(Zr)로 대체되고 미시메탈(misch metal), AlTiB, AlB에서 선택되는 1종 이상이 첨가되어 향상된 내식성 및 성형성을 가진다. 또한, 본 발명의 또 다른 예에 따른 알루미늄 합금은 기타 불가피한 미량의 불순물을 고려하지 않는 경우 알루미늄과 미시메탈(misch metal)로만 이루어지며, 상업적인 알루미늄 합금에 비해 우수한 내식성 및 성형성을 가진다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 알루미늄 합금은 열교환기 부품, 특히 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 헤더 파이프(header pipe)의 압출성형 재료로 사용될 수 있다.The aluminum alloy according to an embodiment of the present invention is a metal alloy in which manganese (Mn), which is an element of an aluminum alloy, is replaced with misch metal and misch metal, silicon (Si), iron (Fe) ), Zinc (Zn), and the like. The aluminum alloy according to another exemplary embodiment of the present invention may be manufactured by replacing zinc (Zn), which is an element of the conventional aluminum alloy, with zirconium (Zr) and adding at least one selected from misch metal, AlTiB, Corrosion resistance and moldability. Further, the aluminum alloy according to another embodiment of the present invention is made of only aluminum and misch metal, and has excellent corrosion resistance and moldability as compared with commercial aluminum alloys, without considering other inevitable trace impurities. Thus, the aluminum alloy according to one example of the present invention can be used as extrusion material for heat exchanger parts, especially microchannel-tube or header pipe.

도 1은 1차 실험에서 알루미늄 합금을 압출성형하여 Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 제조할 때 최대 압출 압력을 나타낸 그래프이다.
도 2는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금의 상 다이어그램을 Pandat 프로그램을 이용하여 예측한 결과이고, 도 3은 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금의 상 다이어그램을 Pandat 프로그램을 이용하여 예측한 결과이고, 도 4는 Al-xMM(x는 0~5 wt%) 알루미늄 합금의 상 다이어그램을 Pandat 프로그램을 이용하여 예측한 결과이다.
도 5는 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 주조재의 미세조직을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 6은 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금 주조재의 EDS(Energy Dispersive X-ray Spectrometer) 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 1차 실험에서 제조한 일부 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이고, 도 8은 1차 실험에서 제조한 Al-xMM(x는 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0) 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이다.
도 9는 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 인장 특성을 상온 조건에서 측정한 결과이다.
도 10은 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 인장 특성을 고온 조건(Test temperature : 420℃, holding time : 20 min)에서 측정한 결과이다.
도 11은 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 부식 특성 측정 결과이다.
도 12는 1차 실험에서 제조한 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금 주조재를 다양한 압출 속도에서 압출성형하여 압출 시편을 제조할 때 압출 시간에 따른 압력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 13은 2차 실험에서 알루미늄 합금을 압출성형하여 Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 제조할 때 최대 압출 압력을 나타낸 그래프이다.
도 14는 2차 실험에서 제조한 일부 알루미늄 합금 압출재의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이고, 도 15는 2차 실험에서 제조한 나머지 알루미늄 합금 압출재의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이다.
도 16은 2차 실험에서 제조한 일부 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이고, 도 17은 2차 실험에서 제조한 나머지 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이다.
도 18은 2차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 인장 특성을 상온 조건에서 측정한 결과이다.
도 19는 2차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 인장 특성을 고온 조건(Test temperature : 420℃, holding time : 20 min)에서 측정한 결과이다.
도 20은 2차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 부식 특성 측정 결과이다.FIG. 1 is a graph showing the maximum extrusion pressure when a rod-shaped extruded material having a diameter of 12 mm (diameter) is produced by extrusion molding of an aluminum alloy in the first experiment.
Fig. 2 shows the result of a phase diagram of Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn aluminum alloy using the Pandat program, and Fig. 3 shows the results of Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15 Fig. 4 is a result of predicting the phase diagram of Al-xMM (x is 0 to 5 wt%) aluminum alloy using the Pandat program .
5 is a photograph of a microstructure of an aluminum alloy cast material produced in the first experiment by scanning electron microscopy (SEM).
FIG. 6 shows the results of an EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometer) analysis of Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy cast material.
FIG. 7 is an EBSD (Inverse Pole Figure) image of an aluminum alloy extruded material produced by the first experiment and annealed at 570 ° C. for 16 hours. FIG. EBSD ((Electron Backscatter Diffraction pattern) IPF (Inverse Pole) of Al-xMM (x: 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0) extruded aluminum alloy extruded product manufactured by the experiment was annealed at 570 ℃ for 16 hours. Figure) image.
9 shows the tensile properties of the aluminum alloy extruded material produced in the first experiment at a room temperature condition.
10 shows the tensile properties of aluminum alloy extruded material prepared in the first experiment when annealed at 570 ° C for 16 hours under high temperature conditions (test temperature: 420 ° C, holding time: 20 min) .
11 shows the results of measurement of the corrosion characteristics of the aluminum alloy extruded material produced in the first experiment.
12 is a graph showing changes in pressure according to the extrusion time when extruding the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy cast material prepared in the first experiment at various extrusion rates Fig.
13 is a graph showing the maximum extrusion pressure when a rod-shaped extruded material having a diameter of 12 mm (diameter) is produced by extruding an aluminum alloy in a second experiment.
14 is an EBSD (Inverse Pole Figure) IPF (Inverse Pole Figure) image of some aluminum alloy extruded material produced in the second experiment, and FIG. 15 is an EBSD (Electron Back Scatter Diffraction pattern is an IPF (Inverse Pole Figure) image.
16 is an EBSD (Inverse Pole Diffraction pattern) IPF (Inverse Pole Figure) image obtained by annealing a part of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment at 570 ° C. for 16 hours, and FIG. (Electron Back Scatter Diffraction pattern) IPF (Inverse Pole Figure) image when the remaining aluminum alloy extruded material produced in the experiment was annealed at 570 ° C for 16 hours.
18 shows the tensile properties of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment at a room temperature condition.
19 shows the tensile properties of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment when annealed at 570 ° C for 16 hours under high temperature conditions (test temperature: 420 ° C, holding time: 20 min) .
20 shows the measurement results of the corrosion characteristics of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The following examples are intended to clearly illustrate the technical features of the present invention and do not limit the scope of protection of the present invention.

1. 실험방법1. Experimental Method

(1) 알루미늄 합금 주조재 및 압출용 빌렛(billet)의 제조(1) Manufacture of aluminum alloy castings and billets for extrusion

고주파유도로 내의 카본 도가니에 알루미늄(Al) 및 합금 원소를 첨가하고 800℃ 온도에서 용해한 후, 200℃로 예열된 Ø75㎜(직경)×280㎜(길이) 크기의 금형에 출탕하여 주조재를 제조하였다. 이후, 주조재를 압출에 적합하도록 Ø70㎜×90㎜로 선반 가공하여 빌렛을 제조하였다.Aluminum (Al) and an alloy element were added to a carbon crucible in a high-frequency induction furnace and melted at a temperature of 800 DEG C, followed by tapping into a mold having a size of Ø75 mm (diameter) × 280 mm (length) preheated at 200 ° C. to produce a cast material Respectively. Thereafter, the cast material was turned into a Ø70 mm × 90 mm suitable for extrusion to produce a billet.

(2) 압출재의 제조(Ø12 봉상)(2) Production of extruded material (Ø12 bar)

본 연구에서 사용된 압출기는 내부 크기가 Ø75㎜(직경) 및 405㎜(길이)이고 450℃까지 온도 제어가 가능한 컨테이너를 구비하고, 500톤 압력 용량을 갖는 수평식 복동 압출기이다. 압출 전에 빌렛을 전기로에서 400℃ 온도로 예열하였고, 알루미늄 합금의 압출 조건은 압출비가 37:1이고 컨테이너 온도 350℃이고 압출 다이의 온도는 200℃이며, 최종적으로 Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 제조하였다.The extruder used in this study is a horizontal type double extruder having a container having an inner size of Ø75 mm (diameter) and 405 mm (length) and a temperature controllable up to 450 ° C. and a pressure capacity of 500 tons. Before extrusion, the billet was pre-heated to 400 ° C in an electric furnace. The aluminum alloy was extruded at a ratio of 37: 1, a container temperature of 350 ° C, and an extrusion die temperature of 200 ° C. Finally, a rod extruded material having a diameter of 12 mm .

(3) 인장시험(3) Tensile test

압출재의 인장 시편으로 16㎜의 표점 거리와 6㎜의 폭을 가지는 봉상 시편을 사용하였다. 기계적 성질을 분석하기 위해 10-3/s 변형속도로 만능인장시험기(Shimadzu AG-IS)를 사용하여 파단이 일어날 때까지 수행하였고, 상온(원소재 및 570℃-1hr 열처리 시편) 및 420℃ 고온(570℃-1hr 열처리 시편) 조건으로 시험하였다.As the tensile specimen of the extruded material, a rod-shaped specimen having a gauge length of 16 mm and a width of 6 mm was used. (Raw material and annealed specimen at 570 ℃ -1hr) and 420 ℃ at high temperature (tensile strength) at 10-3 / s strain rate using a universal tensile tester (Shimadzu AG-IS) (570 ℃ -1hr heat treated specimen).

(4) 전기화학 부식시험(4) Electrochemical corrosion test

알루미늄 합금에 첨가된 원소의 변화에 따른 부식 특성을 알아보기 위해 ASTM G102(89) 규격으로 3.5wt% NaCl 수용액 내에서 Bio Logic SASSP200 모델을 이용하여 전기화학 부식시험을 실시하였다. Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 부식 시험 규격에 맞게 압연하여 폭 15㎜ 및 길이 1200㎜의 알루미늄 합금 시편을 제조하였다. 이후, 알루미늄 합금 시편을 570℃에서 1hr 동안 열처리 하였다. 작업 전극(working electrode)으로 알루미늄 합금 시편을 사용하고 기준 전극(reference electrode)으로 그라파이트 로드(graphite rod)를 사용하였으며, 전극의 표면적은 1㎠ 이었다.The electrochemical corrosion test was carried out using Bio Logic SASSP200 model in 3.5 wt% NaCl aqueous solution according to ASTM G102 (89) in order to investigate the corrosion characteristics according to the change of element added to aluminum alloy. The rod extruded material with a diameter of 12 mm (diameter) was rolled according to the corrosion test standard to produce an aluminum alloy specimen having a width of 15 mm and a length of 1200 mm. Then, the aluminum alloy specimen was heat-treated at 570 캜 for 1 hour. An aluminum alloy specimen was used as a working electrode and a graphite rod was used as a reference electrode. The surface area of the electrode was 1 cm 2.

(5) 시편준비 및 집합조직 분석(5) Preparation of specimen and analysis of aggregate structure

샌드페이퍼를 사용하여 주조재 또는 압출재를 #600, #800, #1200까지 연마 후 DP suspension 3㎛, 1㎛로 연마하여 시편을 준비하였다. EBSD Kikuchi 패턴은 표면으로부터 10~20 ㎚ 두께에서 측정되므로 집합조직 분석을 하기 위해 10% Perchloric acid(과염소산) 전해액으로 전해 연마하여 표면의 잔류 응력을 최소화하고 시편 표면에 잔존하는 오염물을 초음파 세척을 통해 제거하였다. 집합조직은 주사전자현미경(FESEM; JSM7000F, JEOL)을 이용하여 측정하였고, TSL OIM 4.6 소프트웨어를 이용하여 step size 0.5㎛ 간격으로 분석하였다.Using sandpaper, the cast material or extruded material was polished to # 600, # 800, # 1200, and polished to DP suspension 3 μm and 1 μm to prepare specimens. The EBSD Kikuchi pattern is measured at a thickness of 10-20 nm from the surface. Electrochemical polishing with 10% Perchloric acid (perchloric acid) electrolytic solution is performed to minimize the residual stress on the surface and to analyze the contaminants remaining on the surface of the specimen by ultrasonic cleaning Respectively. Tissue texture was measured using scanning electron microscope (FESEM; JSM7000F, JEOL) and analyzed with step size 0.5 μm intervals using TSL OIM 4.6 software.

2. 1차 실험2. First experiment

2-1. 알루미늄 합금 주조재의 원소 조성2-1. Element composition of aluminum alloy casting material

하기 표 1에 본 실험에서 제조한 알루미늄 합금 주조재의 원소 조성을 나타내었다.Table 1 shows the elemental composition of the aluminum alloy cast material produced in this experiment.

합금
구분alloy
division 합금 원소 및 함량(wt%)Alloy element and content (wt%) AlAl SiSi FeFe CuCu MnMn ZnZn MMMM AlTiBAlTiB AlBAlB Base 합금1Base Alloy 1 BalanceBalance 0.150.15 0.20.2 0.30.3 0.90.9 0.150.15 -- -- -- Base 합금2Base alloy 2 BalanceBalance 0.090.09 0.540.54 0.140.14 0.010.01 0.010.01 -- -- -- 합금1Alloy 1 BalanceBalance 0.150.15 0.20.2 0.30.3 -- 0.150.15 1.01.0 -- -- 합금2Alloy 2 BalanceBalance -- -- -- -- -- 0.20.2 -- -- 합금3Alloy 3 BalanceBalance -- -- -- -- -- 0.50.5 -- -- 합금4Alloy 4 BalanceBalance -- -- -- -- -- 1.01.0 -- -- 합금5Alloy 5 BalanceBalance -- -- -- -- -- 1.51.5 -- 합금6Alloy 6 BalanceBalance -- -- -- -- -- 2.02.0

* Base 합금1 : 상용 알루미늄 합금인 A3004* Base alloy 1: Commercial aluminum alloy A3004

* Base 합금2 : 상용 알루미늄 합금인 A1100* Base alloy 2: A1100, a commercial aluminum alloy

* MM : 미시메탈(misch metal)로서, 약 40~55 wt%, 바람직하게는 약 50 w%의 세륨(Ce)과 란타늄(La, 약 20~40 w%, 바람직하게는 약 25 w%), 네오듐 등의 희토류 원소 약 45~60 wt%를 포함하는 희토류 원소의 합금MM: misch metal containing about 40 to 55 wt%, preferably about 50 wt% of cerium (Ce) and lanthanum (La, about 20 to 40 wt%, preferably about 25 wt% , An alloy of a rare earth element containing about 45 to 60 wt% of a rare earth element such as neodymium

* A1100 : 상용 알루미늄 합금인 A1100* A1100: Commercial aluminum alloy A1100

* Base 합금1의 표기 : Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn* Notation of base alloy 1: Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn

* Base 합금2의 표기 : Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn* Notation of base alloy 2: Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn

* 합금1의 표기 : Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM* Notation of Alloy 1: Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM

* 합금2의 표기 : Al-0.2MM* Notation of alloy 2: Al-0.2MM

* 합금3의 표기 : Al-0.5MM* Marking of Alloy 3: Al-0.5MM

* 합금4의 표기 : Al-1.0MM* Notation of alloy 4: Al-1.0MM

* 합금5의 표기 : Al-1.5MM* Notation of alloy 5: Al-1.5MM

* 합금6의 표기 : Al-2.0MM* Notation of Alloy 6: Al-2.0MM

2-2. 알루미늄 합금의 압출 가공 특성2-2. Extrusion Characteristics of Aluminum Alloy

도 1은 1차 실험에서 알루미늄 합금을 압출성형하여 Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 제조할 때 최대 압출 압력을 나타낸 그래프이다. 또한, 하기 표 2는 1차 실험에서 알루미늄 합금을 압출성형하여 Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 제조할 때 최대 압출 압력을 정량적인 데이터로 나타낸 것이다. 최대 압출 압력은 압출이 시작되었을 때의 초기 압력이며, 그 값이 낮을수록 압출이 용이함을 의미한다. 도 1 및 하기 표 2에서 보이는 바와 같이 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금은 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 알루미늄 합금의 망간이 미시메탈로 대체된 것으로서, Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 합금에 비해 낮은 압출 압력을 나타내었다.FIG. 1 is a graph showing the maximum extrusion pressure when a rod-shaped extruded material having a diameter of 12 mm (diameter) is produced by extrusion molding of an aluminum alloy in the first experiment. Table 2 shows quantitative data of the maximum extrusion pressure when extruding an aluminum alloy into a rod extruded material having a diameter of 12 mm (diameter) in the first experiment. The maximum extrusion pressure is the initial pressure at the start of extrusion, and the lower the value, the easier the extrusion is. As shown in FIG. 1 and Table 2, the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy has a manganese content of Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn aluminum alloy Which was replaced with micro metal, showed a lower extrusion pressure than Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn alloy.

알루미늄 합금Aluminum alloy Max pressure
(㎏f)Max pressure
(Kgf) Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01ZnAl-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 168.0168.0 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15ZnAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 217.0217.0 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MMAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 175.0175.0 Al-0.2MMAl-0.2MM 125.9125.9 Al-0.5MMAl-0.5MM 119.0119.0 Al-1.0MMAl-1.0MM 126.1126.1 Al-1.5MMAl-1.5MM 132.9132.9 Al-2.0MMAl-2.0MM 135.0135.0

2-3. 알루미늄 합금의 상 다이어그램, 결정 및 조직 특성2-3. Phase diagram, crystal and texture properties of aluminum alloys

도 2는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금의 상 다이어그램을 Pandat 프로그램을 이용하여 예측한 결과이고, 도 3은 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금의 상 다이어그램을 Pandat 프로그램을 이용하여 예측한 결과이고, 도 4는 Al-xMM(x는 0~5 wt%) 알루미늄 합금의 상 다이어그램을 Pandat 프로그램을 이용하여 예측한 결과이다.Fig. 2 shows the result of a phase diagram of Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn aluminum alloy using the Pandat program, and Fig. 3 shows the results of Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15 Fig. 4 is a result of predicting the phase diagram of Al-xMM (x is 0 to 5 wt%) aluminum alloy using the Pandat program .

도 5는 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 주조재의 미세조직을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다. 도 5에서 (a)는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (b)는 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (c)는 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금에 대한 결과이다. 도 6은 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금 주조재의 EDS(Energy Dispersive X-ray Spectrometer) 분석 결과를 나타낸 것이다. 도 5 및 도 6에서 보이는 바와 같이 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금은 내식성 및 성형성 향상에 유리한 미세조직 및 Al11Ce3 상이 형성된 것으로 나타났다.5 is a photograph of a microstructure of an aluminum alloy cast material produced in the first experiment by scanning electron microscopy (SEM). FIG. 5 (a) shows the results for Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn aluminum alloy and FIG. 5b shows the results for Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn (C) is the result for Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy. FIG. 6 shows the results of an EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometer) analysis of Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy cast material. As shown in FIGS. 5 and 6, the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy was found to have a microstructure and an Al 11 Ce 3 phase favorable for improving the corrosion resistance and formability.

도 7은 1차 실험에서 제조한 일부 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이고, 도 8은 1차 실험에서 제조한 Al-xMM(x는 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0) 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이다. 도 7에서 (a)는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (b)는 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (c)는 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금에 대한 결과이다. 도 8에서 (a)는 Al-0.2MM 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (b)는 Al-0.5MM 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (c)는 Al-1.0MM 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (d)는 Al-1.5MM 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (e)는 Al-2.0MM 알루미늄 합금에 대한 결과이다. 도 7 및 도 8에서 보이는 바와 같이 알루미늄 합금은 망간(Mn)의 제거 및 미시메탈의 첨가에 의해 Al11Ce3 상이 형성되고 압출 후 열처리하는 경우 결정립이 미세화되어 고온 성형성에 기여할 것으로 사료된다.FIG. 7 is an EBSD (Inverse Pole Figure) image of an aluminum alloy extruded material produced by the first experiment and annealed at 570 ° C. for 16 hours. FIG. EBSD ((Electron Backscatter Diffraction pattern) IPF (Inverse Pole) of Al-xMM (x: 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0) extruded aluminum alloy extruded product manufactured by the experiment was annealed at 570 ℃ for 16 hours. In FIG. 7, (a) shows the result for Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn aluminum alloy and (b) shows the result for Al- 0.15Si-0.2Fe- 0.3Cu- 0.3Mu-0.15Zn aluminum alloy, and (c) is the result for Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy. Figure 8 (a) (B) is the result for Al-0.5MM aluminum alloy, (c) is for Al-1.0MM aluminum alloy, (d) is for Al-1.5MM aluminum alloy, As shown in FIGS. 7 and 8, the aluminum alloy is formed by removing Mn and adding micro metal to Al 11 Ce (Al) It is considered that when three phases are formed and heat treatment is performed after extrusion, the crystal grains become finer and contribute to high temperature moldability.

2-4. 알루미늄 합금의 인장 특성2-4. Tensile Properties of Aluminum Alloys

도 9는 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 인장 특성을 상온 조건에서 측정한 결과이고, 하기 표 3은 측정 결과를 정량적인 데이터로 나타낸 것이다.FIG. 9 shows the tensile properties of the aluminum alloy extruded material prepared in the first experiment at a room temperature condition, and Table 3 shows quantitative results of the measurement results.

알루미늄 합금Aluminum alloy TS(㎫)TS (MPa) Elongation(%)Elongation (%) Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01ZnAl-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 75.8575.85 42.4042.40 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15ZnAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 103.23103.23 34.8034.80 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MMAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 74.6274.62 39.5639.56 Al-0.2MMAl-0.2MM 99.1699.16 35.1335.13 Al-0.5MMAl-0.5MM 109.81109.81 41.4841.48 Al-1.0MMAl-1.0MM 99.0899.08 34.6934.69 Al-1.5MMAl-1.5MM 118.63118.63 38.2738.27 Al-2.0MMAl-2.0MM 114.65114.65 37.7237.72

도 10은 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 인장 특성을 고온 조건(Test temperature : 420℃, holding time : 20 min)에서 측정한 결과이고, 하기 표 4는 측정 결과를 정량적인 데이터로 나타낸 것이다. 도 10 및 하기 표 4에서 보이는 바와 같이 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금은 압출성형 온도에 가까운 고온에서 상용 알루미늄 합금인 A1100보다 연성이 매우 우수한 것으로 나타났다. 반면, 상용 알루미늄 합금인 A3004는 고온 조건에서 연성이 부족하여 압출성형시 압출 속도를 높일 수 없고 그로 인해 생산성이 떨어지는 문제가 있다.10 shows the tensile properties of aluminum alloy extruded material prepared in the first experiment under annealing heat treatment at 570 ° C for 16 hours at a high temperature condition (420 ° C, holding time: 20 min) , And Table 4 shows the measurement results in quantitative data. As shown in FIG. 10 and Table 4, the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy showed superior ductility at a high temperature close to the extrusion molding temperature than the commercial aluminum alloy A1100. On the other hand, A3004, which is a commercial aluminum alloy, suffers from a lack of ductility under high temperature conditions, which makes it impossible to increase the extrusion speed during extrusion molding, thereby deteriorating the productivity.

알루미늄 합금Aluminum alloy TS(㎫)TS (MPa) Elongation(%)Elongation (%) Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01ZnAl-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 10.9810.98 101.17101.17 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15ZnAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 17.1917.19 70.4970.49 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MMAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 11.4711.47 112.24112.24 Al-0.2MMAl-0.2MM 7.347.34 118.05118.05 Al-0.5MMAl-0.5MM 7.527.52 112.88112.88 Al-1.0MMAl-1.0MM 8.488.48 95.6495.64 Al-1.5MMAl-1.5MM 8.998.99 106.23106.23 Al-2.0MMAl-2.0MM 8.428.42 93.6193.61

2-5. 알루미늄 합금의 부식 특성2-5. Corrosion characteristics of aluminum alloy

도 11은 1차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 부식 특성 측정 결과이고, 하기 표 5는 측정 결과를 정량적인 데이터로 나타낸 것이다. 도 11 및 하기 표 5에서 보이는 바와 같이 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금은 상용 알루미늄 합금인 A1100 및 A3004 보다 내식성이 우수한 것으로 나타났다.FIG. 11 shows the results of measurement of the corrosion characteristics of the aluminum alloy extruded material produced in the first experiment, and Table 5 shows the results of the measurements in quantitative data. As shown in FIG. 11 and Table 5, the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy showed better corrosion resistance than the commercial aluminum alloys A1100 and A3004.

알루미늄 합금Aluminum alloy mmPY(㎜/year)mmPY (mm / year) Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01ZnAl-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 0.07250.0725 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15ZnAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 0.04730.0473 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MMAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 0.02900.0290 Al-0.2MMAl-0.2MM 0.02580.0258 Al-0.5MMAl-0.5MM 0.02910.0291 Al-1.0MMAl-1.0MM 0.04100.0410 Al-1.5MMAl-1.5MM 0.04450.0445 Al-2.0MMAl-2.0MM 0.02460.0246

2-6. 알루미늄 합금의 고속 압출시 성형성 평가2-6. Moldability evaluation at high-speed extrusion of aluminum alloy

내식성 및 연성이 우수한 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금 주조재를 다양한 압출 속도에서 압출성형할 때의 압출 압력과 압출 속도를 측정하여 고속 압출시의 성형성을 평가하였다.0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM Aluminum Alloy Casting which is excellent in corrosion resistance and ductility is extruded at various extrusion speeds, and the extrusion pressure and extrusion speed are measured. Respectively.

구체적으로, 압출 전에 빌렛을 380℃ 온도로 예열하고, 컨테이너 온도 350℃ 및 압출 다이 온도를 380℃로 고정한 후 Ram speed를 2.4, 7 및 14 ㎜/sec로 증가시키면서 압출 시편을 제조하였다.Specifically, before extrusion, the billet was preheated to 380 ° C, the container temperature was set to 350 ° C, the extrusion die temperature was set to 380 ° C, and the extruded specimen was prepared while increasing the Ram speed to 2.4, 7, and 14 mm / sec.

도 12는 1차 실험에서 제조한 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금 주조재를 다양한 압출 속도에서 압출성형하여 압출 시편을 제조할 때 압출 시간에 따른 압력의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 12에서 기호 "R1"은 미시메탈(misch metal)을 나타낸다. 또한, 하기 표 6은 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금 주조재를 다양한 압출 속도에서 압출성형하여 압출 시편을 제조할 때 성형성을 평가한 결과이다.12 is a graph showing changes in pressure according to the extrusion time when extruding the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy cast material prepared in the first experiment at various extrusion rates Fig. In Fig. 12, the symbol "R1" represents misch metal. Table 6 below shows the results of evaluating the formability of extruded specimens by extrusion molding Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy casting at various extrusion rates.

알루미늄 합금Aluminum alloy Max pressure
(㎏f)Max pressure
(Kgf) Ram speed
(㎜/sec)Ram speed
(Mm / sec) Specimen speed
(m/min)Specimen speed
(m / min) ExtrudabilityExtrudability Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-0.5MMAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-0.5MM 166166 2.42.4 6.136.13 ExcellentExcellent 156156 77 11.1711.17 ExcellentExcellent 156156 1414 43.943.9 ExcellentExcellent

3. 2차 실험3. Second experiment

3-1. 알루미늄 합금 주조재의 원소 조성3-1. Element composition of aluminum alloy casting material

하기 표 7에 2차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 주조재의 원소 조성을 나타내었다. 2차 실험에서는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu 기본 합금에 지르코니아(Zr), 망간(Mn), 미시메탈(MM), AlTiB, AlB 등을 첨가하여 알루미늄 합금을 제조하였다.Table 7 shows the elemental composition of the aluminum alloy cast material produced in the second experiment. In the second experiment, aluminum alloys were prepared by adding zirconia (Zr), manganese (Mn), micro metal (MM), AlTiB, and AlB to the Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu base alloy.

합금
구분alloy
division 합금 원소 및 함량(wt%)Alloy element and content (wt%) AlAl SiSi FeFe CuCu MnMn ZrZr MMMM AlTiBAlTiB AlBAlB 합금7Alloy 7 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 -- 0.040.04 -- -- -- 합금8Alloy 8 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 1.01.0 0.040.04 -- -- -- 합금9Alloy 9 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 -- 0.040.04 1.01.0 -- -- 합금10Alloy 10 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 -- 0.040.04 -- 1.01.0 -- 합금11Alloy 11 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 -- 0.040.04 -- -- 1.01.0 합금12Alloy 12 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 0.50.5 0.040.04 0.50.5 -- -- 합금13Alloy 13 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 1.01.0 0.040.04 -- 1.01.0 -- 합금14Alloy 14 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.40.4 -- 0.040.04 1.01.0 1.01.0 -- 합금15Alloy 15 BalanceBalance 0.10.1 0.20.2 0.80.8 -- 0.040.04 -- -- --

* 합금7의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr* Notation of alloy 7: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr

* 합금8의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn* Notation of alloy 8: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn

* 합금9의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM* Notation of alloy 9: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM

* 합금10의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB* Notation of alloy 10: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB

* 합금11의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB* Indication of Alloy 11: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB

* 합금12의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM* Indication of Alloy 12: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM

* 합금13의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB* Notation of Alloy 13: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB

* 합금14의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB* Notation of alloy 14: Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB

* 합금15의 표기 : Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr* Notation of alloy 15: Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr

3-2. 알루미늄 합금의 압출 가공 특성3-2. Extrusion Characteristics of Aluminum Alloy

도 13은 2차 실험에서 알루미늄 합금을 압출성형하여 Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 제조할 때 최대 압출 압력을 나타낸 그래프이다. 도 13에서 X축의 "A"는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금을 나타내고, "B"는 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 알루미늄 합금을 나타내고, "C"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타내고, "D"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 알루미늄 합금을 나타내고, "E"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 알루미늄 합금을 나타내고, "F"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "G"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 알루미늄 합금을 나타내고, "H"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 알루미늄 합금을 나타내고, "I"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "J"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "K"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타낸다. 또한, 하기 표 8은 2차 실험에서 알루미늄 합금을 압출성형하여 Ø12㎜(직경)의 봉상 압출재를 제조할 때 최대 압출 압력을 정량적인 데이터로 나타낸 것이다. 최대 압출 압력은 압출이 시작되었을 때의 초기 압력이며, 그 값이 낮을수록 압출이 용이함을 의미한다. 도 13 및 하기 표 8에서 보이는 바와 같이 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM 알루미늄 합금은 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 알루미늄 합금의 망간이 미시메탈로 대체된 것으로서, Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 합금에 비해 낮은 압출 압력을 나타내었다.13 is a graph showing the maximum extrusion pressure when a rod-shaped extruded material having a diameter of 12 mm (diameter) is produced by extruding an aluminum alloy in a second experiment. In Fig. 13, "A" in the X-axis represents Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn aluminum alloy, "B" represents Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn aluminum alloy "D" represents an aluminum alloy, 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB aluminum alloy, "F" represents Al- 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM < / RTI > 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB aluminum alloy "J" represents Al- -1.0M-1.0AlTiB aluminum alloy, and "K" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr aluminum alloy. Table 8 below shows quantitative data of the maximum extrusion pressure when extruding an aluminum alloy into a rod extruded material having a diameter of 12 mm (diameter) in the second experiment. The maximum extrusion pressure is the initial pressure at the start of extrusion, and the lower the value, the easier the extrusion is. As shown in FIG. 13 and Table 8, the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.15Zn-1.0MM aluminum alloy had manganese of Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn aluminum alloy Which was replaced with micro metal, exhibited a lower extrusion pressure than the Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn alloy.

알루미늄 합금Aluminum alloy Max pressure
(㎏f)Max pressure
(Kgf) Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01ZnAl-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 168.0168.0 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15ZnAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 217.0217.0 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 167.8167.8 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MnAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 210.0210.0 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 169.0169.0 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 158.8158.8 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 158.3158.3 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 175.1175.1 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 199.0199.0 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 155.1155.1 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 156.9156.9

3-3. 알루미늄 합금의 미세조직 특성3-3. Microstructural properties of aluminum alloys

도 14는 2차 실험에서 제조한 일부 알루미늄 합금 압출재의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이고, 도 15는 2차 실험에서 제조한 나머지 알루미늄 합금 압출재의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이다. 도 14에서 (a)는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (b)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (c)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (d)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (e)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 알루미늄 합금에 대한 결과이다. 또한 도 15에서 (a)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (b)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 알루미늄 합금에 대한 결과이도, (c)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (d)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (e)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 알루미늄 합금에 대한 결과이다.14 is an EBSD (Inverse Pole Figure) IPF (Inverse Pole Figure) image of some aluminum alloy extruded material produced in the second experiment, and FIG. 15 is an EBSD (Electron Back Scatter (A) shows the results for Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn aluminum alloy, (b) shows the results for Al-0.1Si (C) shows the results for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn aluminum alloy, (d) shows results for Al-0.1 (E) shows the results for the Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB aluminum alloy. Fig. 15 (A) shows the results for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB aluminum alloy and (b) shows the results for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5 MM aluminum alloy, (c) shows the results for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4 (E) is the result for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB aluminum alloy, Is the result for Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr aluminum alloy.

도 16은 2차 실험에서 제조한 일부 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이고, 도 17은 2차 실험에서 제조한 나머지 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 EBSD((Electron BackScatter Diffraction pattern) IPF(Inverse Pole Figure) 이미지이다. 도 16에서 (a)는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (b)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (c)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (d)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (e)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 알루미늄 합금에 대한 결과이다. 또한 도 17에서 (a)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (b)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 알루미늄 합금에 대한 결과이도, (c)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (d)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 알루미늄 합금에 대한 결과이고, (e)는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 알루미늄 합금에 대한 결과이다.16 is an EBSD (Inverse Pole Diffraction pattern) IPF (Inverse Pole Figure) image obtained by annealing a part of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment at 570 ° C. for 16 hours, and FIG. 16 (a) shows an EBSD (Inverse Pole Figure) image obtained when the remaining aluminum alloy extruded material produced in the experiment was subjected to an annealing heat treatment at 570 ° C. for 16 hours. (B) shows the results for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr aluminum alloy, (c) shows the results for Al- 0.1 Si-0.2 Fe-0.4 Cu-0.04 Zr-1.0 Mn aluminum alloy, (d) the result for Al-0.1 Si-0.2 Fe-0.4 Cu-0.04 Zr-1.0 MM aluminum alloy, In FIG. 17, (a) shows the results of Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB aluminum alloy. (B) is the result for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM aluminum alloy, (c) is the result for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4 (E) is the result for Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB aluminum alloy, Is the result for Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr aluminum alloy.

3-4. 알루미늄 합금의 인장 특성3-4. Tensile Properties of Aluminum Alloys

도 18은 2차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 인장 특성을 상온 조건에서 측정한 결과이고, 하기 표 9는 측정 결과를 정량적인 데이터로 나타낸 것이다. 도 18에서 X축의 "A"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타내고, "B"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 알루미늄 합금을 나타내고, "C"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 알루미늄 합금을 나타내고, "D"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "E"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 알루미늄 합금을 나타내고, "F"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 알루미늄 합금을 나타내고, "G"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "H"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "I"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타낸다.18 shows the tensile properties of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment at the room temperature condition, and Table 9 shows the measured results as quantitative data. In Fig. 18, "A" in the X-axis represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr aluminum alloy, and "B" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn aluminum alloy "C" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM aluminum alloy and "D" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB aluminum alloy 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM "represents an Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB aluminum alloy, 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB aluminum alloy "H" -1.0M-1.0AlTiB aluminum alloy, and "I" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr aluminum alloy.

알루미늄 합금Aluminum alloy TS(㎫)TS (MPa) Elongation(%)Elongation (%) Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 84.6084.60 24.0324.03 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MnAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 189.55189.55 22.9622.96 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 130.25130.25 34.1334.13 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 148.14148.14 28.8628.86 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 145.44145.44 29.9129.91 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 156.28156.28 29.1229.12 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 189.69189.69 23.6623.66 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 130.24130.24 35.0035.00 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 167.60167.60 27.2627.26

도 19는 2차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재를 570℃에서 16시간 동안 어닐링(annealing) 열처리하였을 때의 인장 특성을 고온 조건(Test temperature : 420℃, holding time : 20 min)에서 측정한 결과이고, 하기 표 10은 측정 결과를 정량적인 데이터로 나타낸 것이다. 도 19에서 X축의 "A"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타내고, "B"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 알루미늄 합금을 나타내고, "C"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 알루미늄 합금을 나타내고, "D"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "E"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 알루미늄 합금을 나타내고, "F"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 알루미늄 합금을 나타내고, "G"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "H"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "I"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타낸다.19 shows the tensile properties of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment when annealed at 570 ° C for 16 hours under high temperature conditions (420 ° C, holding time: 20 min) , And Table 10 below shows the measurement results as quantitative data. In Fig. 19, "A" in the X-axis represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr aluminum alloy, "B" represents Al- 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu- 0.04Zr-1.0Mn aluminum alloy "C" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM aluminum alloy and "D" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB aluminum alloy 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM "represents an Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB aluminum alloy, 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB aluminum alloy "H" -1.0M-1.0AlTiB aluminum alloy, and "I" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr aluminum alloy.

알루미늄 합금Aluminum alloy TS(㎫)TS (MPa) Elongation(%)Elongation (%) Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 9.179.17 130.90130.90 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MnAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 18.3518.35 77.8577.85 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 10.810.8 115.35115.35 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 9.719.71 117.77117.77 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 8.288.28 136.60136.60 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 10.2110.21 119.50119.50 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 15.6015.60 64.8464.84 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 10.3310.33 84.8384.83 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 12.1612.16 91.0791.07

3-5. 알루미늄 합금의 부식 특성3-5. Corrosion characteristics of aluminum alloy

도 20은 2차 실험에서 제조한 알루미늄 합금 압출재의 부식 특성 측정 결과이고, 하기 표 11은 측정 결과를 정량적인 데이터로 나타낸 것이다. 도 20에서 X축의 "A"는 Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 알루미늄 합금을 나타내고, "B"는 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 알루미늄 합금을 나타내고, "C"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타내고, "D"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 알루미늄 합금을 나타내고, "E"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 알루미늄 합금을 나타내고, "F"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "G"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 알루미늄 합금을 나타내고, "H"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 알루미늄 합금을 나타내고, "I"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "J"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 알루미늄 합금을 나타내고, "K"는 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 알루미늄 합금을 나타낸다.FIG. 20 shows the results of the measurement of the corrosion characteristics of the aluminum alloy extruded material produced in the second experiment, and Table 11 shows the results of the measurement as quantitative data. In Fig. 20, "A" in the X-axis represents Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn aluminum alloy and "B" represents Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn aluminum alloy "D" represents an aluminum alloy, 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB aluminum alloy, "F" represents Al- 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM < / RTI > 0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB aluminum alloy "J" represents Al- -1.0M-1.0AlTiB aluminum alloy, and "K" represents Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr aluminum alloy.

알루미늄 합금Aluminum alloy mmPY(㎜/year)mmPY (mm / year) Al-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01ZnAl-0.09Si-0.54Fe-0.14Cu-0.01Mn-0.01Zn 0.07250.0725 Al-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15ZnAl-0.15Si-0.2Fe-0.3Cu-0.9Mn-0.15Zn 0.04730.0473 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr 0.02580.0258 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MnAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn 0.02620.0262 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM 0.01920.0192 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlTiB 0.03300.0330 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0AlB 0.05040.0504 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MMAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-0.5Mn-0.5MM 0.01530.0153 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0Mn-1.0AlTiB 0.02650.0265 Al-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiBAl-0.1Si-0.2Fe-0.4Cu-0.04Zr-1.0MM-1.0AlTiB 0.02170.0217 Al-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04ZrAl-0.1Si-0.2Fe-0.8Cu-0.04Zr 0.05480.0548

이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명의 보호범위가 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Therefore, the scope of the present invention should be construed as including all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (18)

전체 중량을 기준으로 미시메탈(misch metal) 0.2~2.0 중량%, 규소(Si) 0.05~0.25 중량%, 철(Fe) 0.1~0.3 중량%, 구리(Cu) 0.2~0.4 중량% 및 아연(Zn) 0.05~0.25 중량%를 포함하고, 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 망간(Mn)을 포함하지 않거나 미량의 불가피한 불순물로 포함하는 알루미늄 합금.
(Si), 0.1 to 0.3% by weight of iron (Fe), 0.2 to 0.4% by weight of copper (Cu) and 0.2 to 0.4% by weight of zinc (Zn) based on the total weight, ) 0.05 to 0.25% by weight, the remainder consisting of aluminum and other unavoidable impurities and not containing manganese (Mn) or as a trace inevitable impurity.
삭제delete 제 1항에 있어서, 알루미늄 기지 조직에 세륨(Ce)이 분포된 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금
The aluminum alloy according to claim 1, wherein cerium (Ce) is distributed in an aluminum matrix
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항 또는 제 3항의 알루미늄 합금을 압출하여 압출재로 성형하는 단계를 포함하는 열교환기 부품의 제조방법.
A method of manufacturing a heat exchanger part comprising extruding the aluminum alloy of claim 1 or 3 and molding it into an extruded material.
제 7항에 있어서, 상기 압출 온도는 200~500℃인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품의 제조방법.
8. The method of claim 7, wherein the extrusion temperature is 200-500 < 0 > C.
제 7항에 있어서, 상기 알루미늄 합금을 압출 전에 어닐링(annealing) 하거나 상기 압출재를 어닐링(annealing) 하는 단계를 더 포함하는 열교환기 부품의 제조방법.
8. The method of claim 7, further comprising annealing the aluminum alloy prior to extrusion or annealing the extruded material.
제 9항에 있어서, 상기 어닐링 온도는 500~650℃인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품의 제조방법.
10. The method of claim 9, wherein the annealing temperature is between 500 and 650 < 0 > C.
제 9항에 있어서, 상기 어닐링 시간은 10~20 hr인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품의 제조방법.
10. The method of claim 9, wherein the annealing time is 10 to 20 hours.
제 7항에 있어서, 상기 열교환기 부품은 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 헤더 파이프(header pipe)인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품의 제조방법.
8. The method of claim 7, wherein the heat exchanger part is a microchannel-tube or a header pipe.
제 1항 또는 제 3항의 알루미늄 합금으로 성형된 열교환기 부품.
A heat exchanger part formed from the aluminum alloy of claim 1 or 3.
제 13항에 있어서, 상기 성형은 압출성형인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품.
14. The heat exchanger part according to claim 13, wherein the forming is an extrusion molding.
제 13항에 있어서, 상기 열교환기 부품은 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 헤더 파이프(header pipe)인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품.
14. The heat exchanger part of claim 13, wherein the heat exchanger part is a microchannel-tube or a header pipe.
제 1항 또는 제 3항의 알루미늄 합금으로 이루어진 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 제 1항 또는 제 3항의 알루미늄 합금으로 이루어진 헤더 파이프(header pipe)를 구비하는 열교환기.
A heat exchanger comprising a microchannel-tube made of the aluminum alloy of claim 1 or 3 or a header pipe made of the aluminum alloy of claim 1 or 3.
제 16항에 있어서, 상기 마이크로채널튜브(microchannel-tube) 또는 상기 헤더 파이프(header pipe)는 알루미늄 합금의 압출성형에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 열교환기.
17. The heat exchanger of claim 16, wherein the microchannel-tube or the header pipe is manufactured by extrusion-molding an aluminum alloy.
제 17항에 있어서, 상기 압출성형 온도는 200~500℃인 것을 특징으로 하는 열교환기.18. The heat exchanger of claim 17, wherein the extrusion molding temperature is 200 to 500 deg.
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