KR101965418B1 - Heat treatment method of aluminum alloy - Google Patents

Heat treatment method of aluminum alloy Download PDF

Info

Publication number
KR101965418B1
KR101965418B1 KR1020170101530A KR20170101530A KR101965418B1 KR 101965418 B1 KR101965418 B1 KR 101965418B1 KR 1020170101530 A KR1020170101530 A KR 1020170101530A KR 20170101530 A KR20170101530 A KR 20170101530A KR 101965418 B1 KR101965418 B1 KR 101965418B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aluminum alloy
heat treatment
less
aluminum
present
Prior art date
Application number
KR1020170101530A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190017159A (en
Inventor
윤상일
고건호
Original Assignee
(주)삼기오토모티브
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)삼기오토모티브 filed Critical (주)삼기오토모티브
Priority to KR1020170101530A priority Critical patent/KR101965418B1/en
Publication of KR20190017159A publication Critical patent/KR20190017159A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101965418B1 publication Critical patent/KR101965418B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04Casting aluminium or magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/10Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043Changing 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 with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053Changing 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 with zinc as the next major constituent

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)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법은 알루미늄 합금을 다이캐스팅하는 단계; 다이캐스팅한 알루미늄 합금을 고용강화시키는 단계; 및 고용강화한 알루미늄 합금을 석출강화시키는 단계로 이루어진다.
또한 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법은 2단계의 열처리 과정을 적용함으로써, 열처리하지 않은 알루미늄 합금 다이캐스팅에 비하여 연신율은 동등 수준 이상으로 유지하면서 동시에 인장강도는 최소 25% 이상 향상시킬 수 있다.
A method of heat-treating an aluminum alloy according to the present invention comprises: die-casting an aluminum alloy; Solidifying the die-cast aluminum alloy; And a step of precipitating and strengthening the solid solution strengthened aluminum alloy.
In addition, the heat treatment method of the aluminum alloy according to the present invention can increase the tensile strength by at least 25% while maintaining the elongation at least equal to that of the aluminum alloy die casting without heat treatment by applying the two-step heat treatment process.

Description

알루미늄 합금의 열처리 방법{Heat treatment method of aluminum alloy}[0001] Heat treatment method of aluminum alloy [0002]

본 발명은 알루미늄 합금의 열처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 2단 열처리를 통해 인장강도를 향상시키는 열처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heat treatment method for an aluminum alloy, and more particularly, to a heat treatment method for improving the tensile strength of an aluminum alloy for die casting through a two-step heat treatment.

알루미늄 합금은 제품의 제조방법에 따라서 다이캐스팅, 금형주조 등의 주조용 알루미늄 합금과 압출, 압연 등의 소성가공용 알루미늄 합금으로 나누어지는데, 전체 알루미늄 제품 중에서 약 20%는 압출, 압연 등의 소성가공용 알루미늄 합금으로 생산되고 있고 약 80%가 주조용 알루미늄 합금으로 생산되고 있어 주조용 알루미늄 합금은 알루미늄 산업에서 차지하는 비중이 매우 높다.Aluminum alloys are divided into aluminum alloys for casting such as die casting and die casting, and aluminum alloys for plastic working such as extrusion and rolling, depending on the manufacturing method of the product. About 20% of all aluminum products are aluminum alloys for plastic working such as extrusion and rolling And about 80% is produced from aluminum alloy for casting. Therefore, aluminum alloy for casting is very high in aluminum industry.

주조용 알루미늄 합금은 주조방법에 따라서 사형주조 및 금형주조용 합금과 다이캐스팅용 합금으로 구분된다. 사형주조 및 금형주조용 합금은 주조후에 고용강화 열처리, 석출강화 열처리 등의 다양한 열처리 방법을 이용하여 합금의 인장강도를 높이고 있다. 표 1은 금형주조용 알루미늄 합금의 고용강화 열처리 및 석출강화 열처리의 조건을 나타낸 것이다. 금형주조용 알루미늄 합금의 고용강화 열처리 온도는 모두 500℃이상이고 고용강화 열처리 시간은 4시간 이상이다.Aluminum alloys for casting are divided into casting molds, casting alloys and die casting alloys, depending on the casting method. After casting, casting molds and mold casting alloys are improved in tensile strength of alloys by various heat treatment methods such as solid solution strengthening heat treatment and precipitation strengthening heat treatment. Table 1 shows the conditions of the solid solution strengthening heat treatment and the precipitation strengthening heat treatment of the aluminum alloy for casting mold. The solidification strengthening heat treatment temperature of the aluminum alloy for mold casting is 500 ° C or more, and the solid solution strengthening heat treatment time is 4 hours or more.

합금 규격Alloy specification 고용강화 처리Employment Enhancement Processing 석출강화 처리Precipitation hardening treatment 인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
연신율
(%)
Elongation
(%)
온도 (℃)Temperature (℃) 시간(분)Time (minutes) 온도 (℃)Temperature (℃) 시간(분)Time (minutes) AC1AAC1A 515515 600600 160160 360360 255255 22 AC1BAC1B 515515 600600 160160 240240 304304 33 AC2AAC2A 510510 480480 160160 540540 275275 1One AC2BAC2B 500500 600600 160160 300300 245245 1One AC4AAC4A 525525 600600 160160 540540 240240 22 AC4BAC4B 500500 600600 160160 420420 245245 -- AC4CAC4C 525525 480480 160160 360360 226226 33 AC4DAC4D 525525 600600 160160 600600 275275 1One AC5AAC5A 520520 420420 200200 300300 294294 -- AC8AAC8A 510510 240240 170170 600600 275275 -- AC8BAC8B 510510 240240 170170 600600 275275 -- AC8CAC8C 510510 240240 170170 600600 275275 -- AC9AAC9A 500500 240240 200200 240240 196196 -- AC9BAC9B 500500 240240 200200 240240 275275 --

합금규격Alloy specification 화학성분 (중량%)Chemical composition (% by weight) CuCu SiSi MgMg ZnZn FeFe MnMn NiNi SnSn AlAl ADC 1ADC 1 1.0이하1.0 or less 11.0~13.011.0 to 13.0 0.3이하0.3 or less 0.5이하0.5 or less 1.3이하1.3 or less 0.3이하0.3 or less 0.5이하0.5 or less 0.1이하0.1 or less 잔부Remainder ADC 3ADC 3 0.6이하0.6 or less 9.0~10.09.0 to 10.0 0.4~0.60.4 to 0.6 0.5이하0.5 or less 1.3이하1.3 or less 0.3이하0.3 or less 0.5이하0.5 or less 0.1이하0.1 or less 잔부Remainder ADC 5ADC 5 0.2이하0.2 or less 0.3이하0.3 or less 4.0~8.54.0 to 8.5 0.1이하0.1 or less 1.8이하1.8 or less 0.3이하0.3 or less 0.1이하0.1 or less 0.1이하0.1 or less 잔부Remainder ADC 6ADC 6 0.1이하0.1 or less 1.0이하1.0 or less 2.5~4.02.5 to 4.0 0.4이하0.4 or less 0.8이하0.8 or less 0.4~0.60.4 to 0.6 0.1이하0.1 or less 0.1이하0.1 or less 잔부Remainder ADC 10ADC 10 2.0~4.02.0 to 4.0 7.5~9.57.5 to 9.5 0.3이하0.3 or less 1.0이하1.0 or less 1.3이하1.3 or less 0.5이하0.5 or less 0.5이하0.5 or less 0.3이하0.3 or less 잔부Remainder ADC 12ADC 12 1.5~3.51.5 to 3.5 9.6~12.09.6-12.0 0.3이하0.3 or less 1.0이하1.0 or less 1.3이하1.3 or less 0.5이하0.5 or less 0.5이하0.5 or less 0.3이하0.3 or less 잔부Remainder

그러나, 표 2에서 나타낸 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 200℃ 이하의 낮은 온도에서 응력제거 열처리를 일부 적용하고 있으며, 합금원소를 알루미늄 기지금속에 고용시키기 위하여 고온에서 열처리를 해야 하는 고용강화 열처리는 적용하지 못하고 있는 실정이다. However, the aluminum alloy for die casting shown in Table 2 is partially subjected to the stress relieving heat treatment at a temperature as low as 200 ° C or lower, and the solid solution strengthening heat treatment which requires heat treatment at a high temperature to apply the alloy element to the aluminum base metal is not applicable In fact.

그 이유는 다이캐스팅 공정특성 때문인 것으로, 다이캐스팅 공정은 다이캐스팅 장치를 이용하여 용탕을 고속, 고압으로 금형에 주입하여 제품을 주조하는 방법으로서 다이캐스팅 장치를 이용하여 용탕을 고속, 고압으로 금형에 주입하는 공정중에 부득이하게 대기중의 가스가 용탕중에 혼입된다. The reason for this is that the die casting process is a method of casting a product by injecting molten metal into a mold at a high speed and a high pressure using a die casting apparatus, and in a process of injecting the molten metal into a mold at a high speed and a high pressure using a die casting apparatus Inevitably, atmospheric gas is mixed into the molten metal.

즉, 고속, 고압으로 금형에 주입된 용탕이 응고되어 얻게 되는 다이캐스팅 제품에는 대기중의 가스가 일정량 혼입되는데, 이러한 다이캐스팅 제품을 고온에서 열처리할 경우에는 다이캐스팅 제품내에 혼입된 가스가 고온의 열에너지에 의해 팽창되어 다이캐스팅 제품 표면에 블리스터와 같은 기포 결함이 발생하게 된다. 따라서 알루미늄 합금 다이캐스팅의 인장강도 향상을 위한 열처리 방법으로서 고용강화 열처리 및 석출강화 열처리는 대부분 적용하지 못하고 있다. That is, a certain amount of atmospheric gas is mixed in the die casting product obtained by solidifying the molten metal injected into the die at a high speed and a high pressure. When the die casting product is heat-treated at a high temperature, the gas mixed in the die casting product is heated So that a bubble defect such as a blister occurs on the surface of the die casting product. Therefore, as a heat treatment method for improving the tensile strength of aluminum alloy die casting, most of the solid solution strengthening heat treatment and precipitation strengthening heat treatment are not applicable.

그러나, 진공 다이캐스팅 장치를 이용하여 용탕을 고속, 고압으로 금형에 주입하여 제품을 주조하여 다이캐스팅 제품에 혼입되는 대기중의 가스를 극소화시키는 경우에는 일부 고용강화 열처리 및 석출강화 열처리를 제한적으로 적용할 수는 있지만, 이러한 진공 다이캐스팅 제품도 고용강화 열처리 온도가 높을 경우에는 다이캐스팅 제품 표면에 블리스터와 같은 기포 결함이 발생하게 된다.However, in the case of casting a product by injecting a molten metal into a die at a high speed and a high pressure by using a vacuum die casting device to minimize the atmospheric gas contained in the die casting product, a partial solution strengthening heat treatment and a precipitation strengthening heat treatment can be limited However, in such a vacuum die casting product, bubble defects such as blisters are generated on the surface of the die casting product when the heat treatment temperature for solid solution strengthening is high.

최근에 자동차 산업분야에서는 자동차 배출가스 저감, 에너지 효율 향상, 출력 향상을 위한 자동차 부품 경량화 등의 시장요구에 적극 대응하기 위해서 기존의 알루미늄 다이캐스팅 부품의 인장강도에 비하여 높은 인장강도를 갖는 고강도 알루미늄 다이캐스팅 부품개발을 필요로 하고 있다. Recently, in the automobile industry, in order to respond to market demands such as reduction of automobile exhaust gas, improvement of energy efficiency, and light weight of automobile parts for improvement of output, a high strength aluminum die casting part having a high tensile strength as compared with the tensile strength of existing aluminum die casting parts Development is required.

또한, 휴대폰 등의 모바일기기의 전자소재 및 모듈을 보호하는 기능을 갖는 구조부품인 하우징, 프레임, 힌지 등의 외장부품에도 경량성과 우수한 표면특성 등의 시장요구에 적극 대응하기 위해서 기존의 알루미늄 다이캐스팅 부품의 인장강도에 비하여 높은 인장강도를 갖는 고강도 알루미늄 다이캐스팅 부품개발을 필요로 하고 있다.In order to respond to market demands such as light weight and excellent surface characteristics for external parts such as housings, frames, and hinges, which are structural parts having a function of protecting electronic materials and modules of mobile devices such as mobile phones, High strength aluminum die casting parts with high tensile strength as compared with the tensile strength of aluminum die casting parts.

그러나, 지금까지 알루미늄 다이캐스팅 부품에는 인장강도 향상을 위해서 반드시 필요한 고용강화 및 석출강화와 같은 열처리를 대부분 적용하지 못하고 있기 때문에, 자동차, 전자용 고강도 알루미늄 다이캐스팅 부품 개발에 한계가 있다. 이에 따라 자동차, 전자용 고강도 알루미늄 다이캐스팅 부품 개발에 적용하기 위하여, 연신율은 동등 수준 이상을 유지하면서 동시에 인장강도를 향상시킬 수 있는 알루미늄 합금 다이캐스팅의 열처리기술 개발에 대한 필요성이 절실히 요구되고 있다.However, up to now, aluminum die-casting parts have been limited to the development of high-strength aluminum die casting parts for automobiles and electronics, because most of heat treatment such as solid solution strengthening and precipitation strengthening, which are necessary for improving tensile strength, are not applied. Accordingly, in order to apply to the development of high strength aluminum die casting parts for automobiles and electronics, there is a desperate need to develop a heat treatment technique of an aluminum alloy die casting which can maintain an elongation ratio equal to or more than the same level and at the same time increase tensile strength.

한국등록특허 제10-1055373호Korean Patent No. 10-1055373

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 기존의 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 포함되는 함금 원소의 함량을 조절하고 새로운 2단계의 열처리 과정을 적용함으로써, 310MPa 이상의 높은 인장강도를 가지면서 동시에 5% 이상의 연신율을 가지도록 해주는 알루미늄 합금의 열처리 방법에 관한 것이다. DISCLOSURE 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 an aluminum alloy for die casting, To an annealing method of an aluminum alloy which has an elongation of 5% or more.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법은 알루미늄 합금을 다이캐스팅하는 단계; 다이캐스팅한 알루미늄 합금을 고용강화시키는 단계; 및 고용강화한 알루미늄 합금을 석출강화시키는 단계로 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of heat treating an aluminum alloy, comprising: die casting an aluminum alloy; Solidifying the die-cast aluminum alloy; And a step of precipitating and strengthening the solid solution strengthened aluminum alloy.

본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 고용강화의 열처리 온도는 470℃ 초과 500℃ 이하이고, 열처리 시간은 15분 내지 1시간일 수 있다. In the heat treatment method of the aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, the heat treatment temperature of the solid solution strengthening may be more than 470 DEG C and 500 DEG C, and the heat treatment time may be 15 minutes to 1 hour.

본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 석출강화의 열처리 온도는 150 내지 200℃이고, 열처리 시간은 1 내지 5시간일 수 있다. In the heat treatment method of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, the heat treatment temperature of the precipitation hardening may be 150 to 200 ° C and the heat treatment time may be 1 to 5 hours.

본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 알루미늄 합금의 인장강도는 310MPa 이상이고, 연신율은 5% 이상일 수 있다. In the heat treatment method for an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy may have a tensile strength of 310 MPa or more and an elongation of 5% or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 알루미늄 합금은 Zn 8 중량% 이하(0 제외), Si 13 중량% 이하(0 제외), Mg 2 중량% 이하(0 제외), Cu 2 중량% 이하, Ti 0.5 중량% 이하(0 제외), Fe 1.0 중량% 이하(0 제외) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 이루어질 수 있다.In the method of heat treatment of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy contains 8 wt% or less of Zn (excluding 0), 13 wt% or less of Si (excluding 0), 2 wt% Not more than 2% by weight of Cu, not more than 0.5% by weight of Ti (excluding 0), not more than 1.0% by weight of Fe (excluding 0), and other unavoidable impurities.

또한, 본 발명은 상술한 알루미늄 합금의 열처리 방법으로 제조된 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 포함한다. The present invention also includes an aluminum alloy for die casting manufactured by the above-described heat treatment method of an aluminum alloy.

본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법에 따르면, 고용강화 처리 온도 및 시간을 조절하여 고용강화 처리를 한 후에 연속하여 고용된 합금원소를 석출시키는 석출강화 처리를 한 알루미늄 합금은, 고용강화 및 석출강화와 같은 열처리를 하지 않은 알루미늄 합금에 비하여 연신율은 동등 수준 이상을 유지하면서 동시에 인장강도는 최소 25% 이상 향상시킬 수 있다.According to the heat treatment method of the aluminum alloy of the present invention, the aluminum alloy subjected to the precipitation hardening treatment for precipitating the alloy elements successively solved after the solid solution strengthening treatment by adjusting the solid solution strengthening treatment temperature and time, The tensile strength can be improved by at least 25% while maintaining the elongation equal to or higher than that of the aluminum alloy not subjected to the same heat treatment.

본 발명에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법은 높은 인장강도를 필요로 하는 자동차, 전자용 알루미늄 다이캐스팅 부품 제조에 적합하게 사용될 수 있다.The heat treatment method of the aluminum alloy according to the present invention can be suitably used for manufacturing aluminum die casting parts for automobiles and electronics, which require high tensile strength.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법의 공정순서도이다. FIG. 1 is a flowchart of a process of a heat treatment method of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 본 명세서에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. The scope of technical thought is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. The same reference numerals denote the same elements at all times. In this specification, terms such as "comprising" or "consisting of" are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

기존 다이캐스팅 공정으로 알루미늄 합금 제품을 제조하는 경우, 인장강도와 연신율이 저조한 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 기존 알루미늄 합금 다이캐스팅 제품에 고용강화 열처리 및 석출강화 열처리를 일부 제한적으로 적용할 수 있으나, 오히려 알루미늄 합금 다이캐스팅 제품에 적합하지 못한 열처리 온도, 유지시간 등으로 인해 인장강도나 연신율 등이 급격히 저하되는 결과를 초래하였다. When an aluminum alloy product is manufactured by a conventional die casting process, there is a problem that tensile strength and elongation are low. In order to solve these problems, it is possible to apply the heat strengthening heat treatment and the precipitation strengthening heat treatment to the existing aluminum alloy die casting product to a limited extent. However, due to the heat treatment temperature and maintenance time which are not suitable for aluminum alloy die casting products, And so on.

이에 본 출원인은 기존 알루미늄 합금 다이캐스팅 제품에 비하여 연신율은 동등 수준 이상을 유지하면서 동시에 인장강도를 더욱 향상시킬 수 있는 알루미늄 합금의 열처리 방법을 개발하였다.Accordingly, the present applicant has developed a heat treatment method of an aluminum alloy which can improve the tensile strength at the same time while maintaining an elongation ratio equal to or higher than that of a conventional aluminum alloy die casting product.

본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법은 알루미늄 합금을 다이캐스팅하는 단계; 다이캐스팅한 알루미늄 합금을 고용강화시키는 단계; 및 고용강화한 알루미늄 합금을 석출강화시키는 단계로 이루어진다.A method of heat-treating an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention comprises: die-casting an aluminum alloy; Solidifying the die-cast aluminum alloy; And a step of precipitating and strengthening the solid solution strengthened aluminum alloy.

즉, 본 발명은 상술한 다이캐스팅 단계, 고용강화 단계 및 석출강화 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 알루미늄 합금의 인장강도를 310MPa 이상으로 향상시킬 수 있고, 상기 고용강화 단계 및 석출강화 단계를 포함한 2단 열처리를 수행하는 경우 발생하는 연신율의 급격한 저하를 방지할 수 있는 것이다. That is, the present invention includes the die casting step, the solid solution strengthening step, and the precipitation hardening step, thereby improving the tensile strength of the aluminum alloy to 310 MPa or more, and the two-step heat treatment including the solid solution strengthening step and the precipitation hardening step It is possible to prevent a sharp decrease in elongation, which would otherwise occur.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of heat-treating an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법의 공정순서도이다. FIG. 1 is a flowchart of a process of a heat treatment method of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법은 다이캐스팅 단계(S100), 고용강화 단계(S200) 및 석출강화 단계(S300)을 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, a method for heat-treating an aluminum alloy according to an exemplary embodiment of the present invention may include a die casting step S100, a solid solution strengthening step S200, and a precipitation strengthening step S300.

상세하게, 상기 다이캐스팅 단계(S100)은 상술한 알루미늄 합금으로 된 용탕을 주형 내부로 주입한 후, 원하는 형상으로 압착시키는 것일 수 있다.Specifically, the die casting step S100 may be performed by injecting a molten metal of the above-described aluminum alloy into a mold and then pressing it into a desired shape.

다음으로, 상기 고용강화 단계(S200)는 상술한 다이캐스팅 단계(S100)에서 제조된 알루미늄 합금을 소정의 온도에서 고용강화 시키는 단계를 의미할 수 있다. Next, the solid solution strengthening step S200 may mean solidifying the aluminum alloy produced at the die casting step S100 at a predetermined temperature.

상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 고용강화의 열처리 온도는 450 내지 500℃이고, 열처리 시간은 15분 내지 1시간일 수 있다. In detail, in the heat treatment method of the aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, the heat treatment temperature of the solid solution strengthening may be 450 to 500 ° C, and the heat treatment time may be 15 minutes to 1 hour.

상기 고용강화의 열처리 온도가 500℃를 초과할 경우에는 고용강화 열처리를 하지 않은 알루미늄 합금의 강도 및 연신율보다도 오히려 낮아질 수 있다.If the heat treatment temperature for the solid solution strengthening is higher than 500 ° C, the strength and elongation of the aluminum alloy without solid solution strengthening heat treatment can be lowered.

또한, 알루미늄 합금 다이캐스팅의 고용강화 처리 온도가 450℃ 미만일 경우에는, 알루미늄 기지 내부로 합금원소가 확산되어 합금원소를 과포화 고용시킬 수 있는 열에너지가 부족하기 때문에, 고용강화 처리 후에 고용된 합금원소를 석출시켜서 강화효과를 얻는 석출강화 효과가 거의 나타나지 않는 문제점이 있다.When the solid solution strengthening treatment temperature of the aluminum alloy die casting is less than 450 ° C, since the alloy element is diffused into the aluminum matrix and the thermal energy for supersaturated alloying element is insufficient, the alloy element solidified after the solid solution strengthening treatment is precipitated There is a problem in that precipitation hardening effect for obtaining a strengthening effect is hardly exhibited.

한편, 알루미늄 합금 다이캐스팅의 고용강화 처리 온도가 450 이상 내지 500℃ 이하의 온도에서 열처리를 수행하되, 고용강화 처리 시간이 1시간을 초과할 경우에는, 알루미늄 기지 내부에서 결정립의 조대화 현상이 나타나기 때문에, 열처리한 알루미늄 합금 다이캐스팅의 강도 및 연신율이 고용강화 열처리를 하지 않은 알루미늄 합금 다이캐스팅의 강도 및 연신율보다도 오히려 낮아질 수 있다.On the other hand, when the solid solution strengthening treatment temperature of the aluminum alloy die casting is performed at a temperature of not less than 450 ° C. and not more than 500 ° C., and when the solid solution strengthening treatment time exceeds one hour, coarsening of crystal grains occurs inside the aluminum base , The strength and elongation of the heat-treated aluminum alloy die casting may be lower than the strength and elongation of the aluminum alloy die casting not subjected to the solid solution strengthening heat treatment.

또한, 알루미늄 합금 다이캐스팅의 고용강화 처리 온도가 450 이상 내지 500℃ 이하의 온도에서 열처리를 수행하되, 고용강화 처리 시간이 15분 미만일 경우에는, 알루미늄 기지 내부로 합금원소가 확산되어 합금원소를 과포화 고용시킬 수 있는 시간이 부족하기 때문에, 고용강화 처리후에 고용된 합금원소를 석출시켜서 강화효과를 얻는 석출강화 효과가 거의 나타나지 않는 문제점이 있다. When the solid solution strengthening treatment temperature of the aluminum alloy die casting is in the range of 450 to 500 ° C. and the solid solution strengthening treatment time is less than 15 minutes, the alloy element diffuses into the aluminum matrix, There is a problem that the precipitation strengthening effect for obtaining the strengthening effect by precipitation of the alloy element solidified after the solid solution strengthening treatment hardly appears.

마지막으로, 상기 석출강화 단계(S300)는 상술한 고용강화 단계(S200)에서 제조된 알루미늄 합금을 석출강화 시키는 단계를 의미할 수 있다. Lastly, the precipitation strengthening step (S300) may mean precipitation strengthening of the aluminum alloy produced in the solid solution strengthening step (S200).

상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 석출강화 단계는 상술한 고용강화시 열처리 온도 보다 낮은 온도에서 수행하며, 상기 고용강화 단계에서 고용된 합금원소를 석출시키는 단계를 의미할 수 있다. In detail, in the method for annealing an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, the precipitation strengthening step is performed at a temperature lower than the heat treatment temperature at the time of strengthening the solid solution, and the alloy element precipitated in the solid solution strengthening step It can mean a step.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 석출강화의 열처리 온도는 150 내지 200℃이고, 열처리 시간은 1 내지 5 시간일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the heat treatment temperature of the precipitation hardening may be 150 to 200 ° C, and the heat treatment time may be 1 to 5 hours.

상세하게, 상기 석출강화의 열처리 온도가 200℃를 초과할 경우에는, 상술한 석출상이 과도하게 조대화되어 결정립의 성장 효과를 저하시킬 수 있다. Specifically, when the heat treatment temperature for the precipitation strengthening exceeds 200 占 폚, the precipitation phase described above becomes excessively coarse, and the growth effect of the crystal grains can be lowered.

또한, 상기 석출강화의 열처리 온도가 150℃ 미만일 경우에는, 석출강화 효과가 낮아져 강도증가의 효과가 미미할 수 있다. When the heat treatment temperature for precipitation strengthening is less than 150 ° C, the precipitation strengthening effect is lowered and the effect of increasing the strength may be insignificant.

또한, 상기 석출강화의 열처리 온도를 150 내지 200℃로 수행하되, 상기 석출강화 처리 시간이 5시간을 초과할 경우에는, 알루미늄 기지 내부에서 결정립의 조대화 현상이 나타나는 문제점이 있다. In addition, if the precipitation strengthening treatment time is longer than 5 hours, the precipitation strengthening heat treatment temperature is set to 150 to 200 ° C. However, when the precipitation strengthening treatment time exceeds 5 hours, coarsening of crystal grains occurs inside the aluminum base.

또한, 상기 석출강화의 열처리 온도를 150 내지 200℃로 수행하되, 상기 석출강화 처리 시간이 1시간 미만일 경우에는, 석출강화 효과가 낮아져 강도증가의 효과가 미미할 수 있다.When the precipitation strengthening treatment time is less than 1 hour, the precipitation strengthening effect is lowered and the effect of increasing the strength may be insignificant.

한편, 상기 석출강화 단계(S300)에서 석출되는 석출상은 MgZn2, Al3Ti, Al3Fe, Mg2Si, Al2Cu 등 일 수 있으나, 본 발명이 상기 석출상의 종류에 한정되는 것은 아니다. On the other hand, the precipitation phase is precipitated in the precipitation hardening step (S300) MgZn 2, Al 3 Ti, Al 3 Fe, Mg 2 Si, Al 2 may be an such as Cu, but the invention is not limited to the type on the precipitation.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 고용강화 단계(S200) 및 상기 석출강화 단계(S300) 사이에 고용강화한 알루미늄 합금을 급냉하는 급냉 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, in the method for annealing an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, it may include a quenching step of quenching the solid solution strengthened aluminum alloy between the solid solution strengthening step (S200) and the precipitation strengthening step (S300).

급냉 단계는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이면 족하며, 구체적이고 비한정적인 일 예로 상기 급냉은 고용강화한 알루미늄 합금을 오일(oil)이나 물(water)에서 담구어 상온으로 급냉하는 것일 수 있다. 본 발명을 상술함에 있어, 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서, 예를 들면, 약 10 내지 30℃, 약 15 내지 30℃, 약 20 내지 30℃, 23℃ 또는 25℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다.The quenching step may be a method commonly used in the art. For example, the quenching may be performed by immersing the solid solution strengthened aluminum alloy in oil or water and quenching it to room temperature. In describing the present invention, the ambient temperature may be a temperature of natural or unheated or non-warmed temperature, for example, a temperature of about 10 to 30 캜, about 15 to 30 캜, about 20 to 30 캜, 23 캜, . ≪ / RTI >

이하에서는, 상술한 알루미늄 합금에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the above-described aluminum alloy will be described in detail.

본 발명을 상술함에 있어, 상기 알루미늄 합금은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 다이캐스팅용 알루미늄 합금이면 족하나, 상술한 본원발명의 목적달성을 위해 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 Al-Zn계 합금 또는 Al-Si계 합금 등인 것이 좋다. In order to accomplish the object of the present invention, the aluminum alloy for die casting may be an Al-Zn-based alloy or an Al-Si-based alloy for achieving the object of the present invention described above. Based alloys.

상세하게, 상기 알루미늄 합금은 순 알루미늄을 상기 알루미늄 합금 전체 중량에 대해 75 내지 95 중량%로 함유할 수 있다. 이때, 상기 알루미늄 합금은 Zn, Si, Mg, Cu, Ti 및 Fe 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하여 이루어질 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In detail, the aluminum alloy may contain pure aluminum in an amount of 75 to 95% by weight based on the total weight of the aluminum alloy. At this time, the aluminum alloy may include one or more selected from Zn, Si, Mg, Cu, Ti, and Fe, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법에 있어, 상기 알루미늄 합금은 Zn 8 중량% 이하(0 제외), Si 13 중량% 이하(0 제외), Mg 2 중량% 이하(0 제외), Cu 2 중량% 이하, Ti 0.5 중량% 이하(0 제외), Fe 1.0 중량% 이하(0 제외) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 이루어질 수 있다. In the method of heat treatment of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy contains 8 wt% or less of Zn (excluding 0), 13 wt% or less of Si (excluding 0), 2 wt% Not more than 2% by weight of Cu, not more than 0.5% by weight of Ti (excluding 0), not more than 1.0% by weight of Fe (excluding 0), and other unavoidable impurities.

특히, 상기 Si(실리콘)는 13 중량% 이하인 경우 상기 알루미늄 합금의 인장강도 향상에 좋으나, 상기 Si가 13 중량%를 초과하는 경우 취성이 강한 공정 규소 상(Eutectic Si Phase)이 생성되어 상기 알루미늄 합금의 인장강도를 저하시킬 수 있다.Particularly, when Si (silicon) is 13 wt% or less, it is good for improving the tensile strength of the aluminum alloy. However, when Si is more than 13 wt%, a brittleness eutectic Si phase is generated, It is possible to lower the tensile strength.

또한, 상기 Cu(구리)는 2 중량% 이하인 경우 상기 알루미늄 합금의 인장강도 및 연신율의 향상에 좋으나, 상기 Cu가 2 중량%를 초과하는 경우 조대한 석출물인 θ-Al2Cu 상이 과량 형성될 수 있어서 상기 알루미늄 합금의 인장강도를 저하시킬 수 있다.If Cu is less than 2% by weight, the tensile strength and elongation of the aluminum alloy may be improved. If Cu is more than 2% by weight, however, a coarse precipitate,? -Al 2 Cu phase, So that the tensile strength of the aluminum alloy can be lowered.

상기 Ti(티타늄)은 0.5 중량% 이하인 경우 알루미늄에 합금원소로 첨가되어 석출경화 열처리에 의하여 Al3Ti 등의 금속간 화합물로 알루미늄 기지 금속에 석출되어 인장강도를 증가시킬 수 있다. 상기 Ti가 0.5 중량%를 초과하는 경우 상기 알루미늄 합금의 인장강도 및 연신율이 저하될 수 있다. When the amount of Ti (titanium) is 0.5% by weight or less, it is added to aluminum as an alloying element and precipitated on an aluminum base metal with an intermetallic compound such as Al 3 Ti by precipitation hardening heat treatment to increase the tensile strength. If the amount of Ti exceeds 0.5 wt%, the tensile strength and elongation of the aluminum alloy may be lowered.

상기 Fe(철)는 1.0 중량% 이하인 경우 알루미늄에 첨가되어 알루미늄의 열전도도 저하를 최소화하면서 인장강도를 증가시킬 수 있고, 동시에 다이캐스팅에 의하여 알루미늄 합금 제품을 성형할 때에 금형소착을 줄일 수 있다. 상기 Fe의 함량이 1.0 중량% 초과하면 주조 합금내에서 Fe-부화상(Fe-rich상)이 과도하게 정출되어 합금의 주조성을 저하시킬 수 있다.When Fe (iron) is 1.0 wt% or less, it can be added to aluminum to increase the tensile strength while minimizing deterioration of the thermal conductivity of aluminum, and at the same time, it is possible to reduce mold seizure when molding an aluminum alloy product by die casting. If the content of Fe exceeds 1.0% by weight, the Fe-rich image (Fe-rich phase) may be excessively crystallized in the cast alloy to lower the main composition of the alloy.

한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 Al-Zn계 알루미늄 합금일 수 있다. Meanwhile, according to a preferred embodiment of the present invention, the aluminum alloy for die casting may be an Al-Zn-based aluminum alloy.

상세하게, 상기 Al-Zn계 알루미늄 합금은 Zn 5 내지 7 중량%, Mg 1 내지 2 중량%, Ti 0.1 내지 0.3 중량%, Fe 0.05 내지 0.15 중량%, Si 0.1 중량% 이하(0 제외) 및 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.In detail, the Al-Zn-based aluminum alloy contains 5 to 7 wt% of Zn, 1 to 2 wt% of Mg, 0.1 to 0.3 wt% of Ti, 0.05 to 0.15 wt% of Fe, 0.1 wt% Impurities.

상기 Zn(아연)은 상술한 바와 같이, 알루미늄에 합금원소로 첨가되어 주조성을 향상시키고 고용, 석출 강화 효과에 따라서 인장강도를 증가시킬 수 있는 합금원소이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 Al-Zn계 알루미늄 합금에는 아연이 5 내지 7 중량%로 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 아연의 함량이 5 중량% 미만이면 주조된 합금의 인장강도가 낮아져서 400MPa 이상의 인장강도를 얻을 수 없고, 아연의 함량이 7 중량% 초과하면 주조성이 저하되고 또한 연신율이 저하될 수 있다.As described above, Zn (zinc) is an alloy element that can be added to aluminum as an alloy element to improve the casting composition and increase the tensile strength in accordance with the effect of solidification and precipitation strengthening. In the Al-Zn-based aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, it is preferable that zinc is added in an amount of 5 to 7 wt%. If the zinc content is less than 5 wt%, the tensile strength of the cast alloy becomes low, Strength can not be obtained, and if the content of zinc exceeds 7% by weight, the casting may be lowered and the elongation may be lowered.

상기 Mg(마그네슘)은 알루미늄에 합금원소로 첨가되어 주조성을 향상시키고 고용, 석출 강화 효과에 따라서 인장강도를 증가시킬 수 있는 원소이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 Al-Zn계 알루미늄 합금에는 마그네슘이 1 내지 2 중량% 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 마그네슘의 함량이 1 중량% 미만이면 주조된 합금의 인장강도가 낮아져서 400 MPa 이상의 인장강도를 얻을 수 없고, 마그네슘의 함량이 2 중량% 초과하면 주조성이 저하되고 또한 연신율이 저하될 수 있다.The magnesium (Mg) is an element that can be added to aluminum as an alloy element to improve the casting composition and increase the tensile strength according to the effect of solidification and precipitation strengthening. It is preferable that 1 to 2% by weight of magnesium is added to the Al-Zn-based aluminum alloy according to an embodiment of the present invention. If the content of magnesium is less than 1% by weight, the tensile strength of the cast alloy becomes low, Strength can not be obtained. When the content of magnesium exceeds 2% by weight, the main composition may be lowered and the elongation may be lowered.

상기 Fe(철)는 상술한 바와 같이, 상온에서 알루미늄 기지금속에의 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 발명의 일 실시예에 따른 Al-Zn계 알루미늄 합금에는 철이 0.05 내지 0.15 중량% 첨가되는 것이 바람직한데, 이는, 철의 함량이 0.05 중량% 미만이면 금형소착 방지 효과가 낮아져 다이캐스팅에 의하여 제품을 성형할 때에 일부 금형부위에 제품의 소착현상이 발생하고 기계적 강도도 충분하지 못하게 되고, 철의 함량이 0.15 중량% 초과하면 주조 합금내에서 Fe-부화상(Fe-rich상)이 과도하게 정출되어 합금의 주조성을 저하시킬 수 있다.As described above, the Fe (iron) has a very low solubility in an aluminum base metal at room temperature and is extremely low as 0.052% by weight. After casting, most of it is crystallized as an intermetallic compound such as Al 3 Fe, Is an alloy element capable of increasing the strength while minimizing deterioration and at the same time capable of reducing die squeeze when molding an aluminum alloy product by die casting. It is preferable that 0.05 to 0.15% by weight of iron is added to the Al-Zn-based aluminum alloy according to an embodiment of the present invention. If the content of iron is less than 0.05% by weight, the effect of preventing die- (Fe-rich phase) is excessively pored out in the casting alloy when the content of iron exceeds 0.15% by weight, so that the amount of the Fe- Can be reduced.

상기 Ti(티타늄)은 상술한 바와 같이, 알루미늄에 합금원소로 첨가되어 석출경화 열처리에 의하여 Al3Ti 등의 금속간 화합물로 알루미늄 기지 금속에 석출되어 인장강도를 증가시킬 수 있는 합금원소이며, 또한 알루미늄에 합금원소로 첨가되어 결정립 미세화, 합금 유동성 및 주조재의 크랙방지 효과를 얻을 수 있는 합금원소이다. 상술한 본 발명의 목적달성을 위해, 상기 Ti는 0.1~0.3 중량%가 첨가되는 것이 좋다. 상기 Ti 함량이 0.1 중량% 미만인 경우, 인장강도, 연신율 등과 같은 인장특성의 향상이 미미하고, 상기 Ti 함량이 0.3 중량% 초과인 경우, 인장강도 및 연신율이 저하될 수 있다. As described above, Ti (titanium) is an alloy element which is added as an alloy element to aluminum and precipitated on an aluminum base metal with an intermetallic compound such as Al 3 Ti by precipitation hardening heat treatment to increase the tensile strength, and It is an alloy element which can be added to aluminum as an alloy element to obtain the effects of grain refinement, alloy fluidity and crack prevention of the cast material. In order to achieve the object of the present invention, it is preferable that 0.1 to 0.3% by weight of Ti is added. When the content of Ti is less than 0.1% by weight, the improvement of tensile properties such as tensile strength and elongation is insignificant. When the content of Ti is more than 0.3% by weight, tensile strength and elongation may be lowered.

한편 본 발명을 상술함에 있어, 불가피한 불순물이란, 본 발명에 따른 알루미늄 합금을 제조하는 과정에서 원료 또는 제조 장치에 의해 의도하지 않게 혼입된 불순물을 의미하며, 예를 들어 Cu, Cr, Co, V, Mn, Li, Ni, Sn, Pb 등을 들 수 있는데, 이들 불순물 각 성분은 합금 특성에 영향을 주지 않도록 0.1 중량% 이하, 바람직하게는 0.01 중량% 이하가 되도록 유지할 수 있다.In the description of the present invention, unavoidable impurities are impurities which are unintentionally mixed by a raw material or a manufacturing apparatus in the process of producing the aluminum alloy according to the present invention. For example, Cu, Cr, Co, V, Mn, Li, Ni, Sn, Pb and the like. These impurity components can be kept at 0.1 wt% or less, preferably 0.01 wt% or less, so as not to affect the alloy characteristics.

또한, 본 발명은 상술한 알루미늄 합금의 열처리 방법으로 제조된 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 포함한다. The present invention also includes an aluminum alloy for die casting manufactured by the above-described heat treatment method of an aluminum alloy.

이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 하기의 실시예를 들어 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1 내지 2, 비교예 1 내지 6Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 6

하기 표 3에 기재된 조성을 가지도록 알루미늄 합금 원료를 준비한 후, 용융 교반식 용해로에 장입하여 대기 중에서 알루미늄 합금을 먼저 용해하였다. 이후, 용해한 알루미늄 합금 용탕을 다이캐스팅 장치와 다이캐스팅 금형을 이용하여 시험편을 다이캐스팅하였다. An aluminum alloy raw material was prepared so as to have the composition shown in Table 3, and then charged into a melting and stirring type melting furnace to dissolve the aluminum alloy first in the atmosphere. Thereafter, the molten aluminum alloy melt was die cast using a die casting apparatus and a die casting die.

단위: 중량%Unit: wt% ZnZn SiSi MgMg CuCu TiTi FeFe AlAl 합금 1Alloy 1 6.016.01 0.050.05 1.401.40 -- 0.210.21 0.080.08 Bal.Honey. 합금 2Alloy 2 0.690.69 10.1810.18 0.130.13 1.691.69 0.020.02 0.790.79 Bal.Honey.

이후, 다이캐스팅한 알루미늄 합금 시험편은 전기저항식 열처리로를 이용하여 고용강화시켰다. 상기 고용강화 처리 후에 수냉하고 석출강화 처리를 연속으로 실시하여 최종 알루미늄 합금 시험편을 제조하였다. Thereafter, the die cast aluminum alloy test piece was solidified by using an electric resistance heat treatment furnace. After the solid solution strengthening treatment, water cooling and precipitation strengthening treatment were continuously carried out to produce a final aluminum alloy test piece.

상세한 고용강화 처리 및 석출강화 처리 조건은 하기 표 4에 수록하였다.Details of the solid solution strengthening treatment and precipitation hardening treatment are listed in Table 4 below.

합금 종류Alloy type 고용강화 처리Employment Enhancement Processing 석출강화 처리Precipitation hardening treatment 온도(℃)Temperature (℃) 시간(분)Time (minutes) 온도(℃)Temperature (℃) 시간(분)Time (minutes) 비교예 1Comparative Example 1 합금 1Alloy 1 -- -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 480480 3030 -- -- 비교예 3Comparative Example 3 510510 2020 -- -- 실시예 1Example 1 480480 3030 150150 180180 비교예 4Comparative Example 4 510510 2020 150150 180180 비교예 5 Comparative Example 5 합금 2Alloy 2 -- -- -- -- 비교예 6 Comparative Example 6 480480 3030 -- -- 비교예 7 Comparative Example 7 510510 2020 -- -- 실시예 2 Example 2 480480 3030 200200 180180 비교예 8 Comparative Example 8 510510 2020 200200 180180

측정예: 인장특성 평가Measurement example: Evaluation of tensile properties

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 8에서 제조한 알루미늄 합금의 인장특성을 평가하기 위해 인장강도 및 연신율을 측정하여 하기 표 5에 수록하였다. 인장강도 및 연신율의 측정은 이 분야에서 통상적으로 사용하는 방법으로 수행하였다.In order to evaluate the tensile properties of the aluminum alloys prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 8, tensile strength and elongation were measured and listed in Table 5 below. The measurement of tensile strength and elongation was carried out by a method commonly used in this field.

합금종류Alloy type 인장강도 (MPa)Tensile Strength (MPa) 연신율 (%)Elongation (%) 비교예 1Comparative Example 1 합금 1Alloy 1 278278 77 비교예 2Comparative Example 2 302302 1515 비교예 3Comparative Example 3 220220 44 실시예 1Example 1 450450 77 비교예 4Comparative Example 4 245245 22 비교예 5 Comparative Example 5 합금 2Alloy 2 247247 33 비교예 6 Comparative Example 6 272272 66 비교예 7 Comparative Example 7 182182 1One 실시예 2 Example 2 316316 55 비교예 8 Comparative Example 8 188188 1One

표 5에 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 알루미늄 합금은 상술한 비교예 2 대비 인장강도가 약 49% 증가하였고, 연신율은 약 53% 감소하였다. 그러나, 본 발명의 실시예 1에 따른 알루미늄 합금의 연신율은 비교예 1 대비 동등한 수준이었고, 인장강도는 약 62% 증가하였다. 여기서, 비교예 2는 고용강화 처리만 처리를 480℃의 온도에서 30분 수행한 것이고, 비교예 1은 고용강화 처리 및 석출강화 처리를 수행하지 않은 것이다. As shown in Table 5, the aluminum alloy according to Example 1 of the present invention had a tensile strength increased by about 49% and an elongation decreased by about 53% compared to Comparative Example 2 described above. However, the elongation percentage of the aluminum alloy according to Example 1 of the present invention was equivalent to that of Comparative Example 1, and the tensile strength was increased by about 62%. Here, in Comparative Example 2, only the solid solution strengthening treatment was carried out at a temperature of 480 占 폚 for 30 minutes. In Comparative Example 1, the solid solution strengthening treatment and the precipitation hardening treatment were not carried out.

또한, 비교예 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 알루미늄 합금과 비교하여 인장강도는 약 19% 감소하였고, 연신율은 약 87% 감소하였다. 여기서, 비교예 4는 상기 합금 1을 고용강화 처리를 510℃의 온도에서 20분 수행한 후 석출강화 처리를 150℃ 온도에서 3시간 수행한 것이다. In addition, in Comparative Example 4, the tensile strength was reduced by about 19% and the elongation was reduced by about 87% as compared with the aluminum alloy according to Example 1 of the present invention. In Comparative Example 4, the alloy 1 was subjected to solid solution strengthening treatment at a temperature of 510 ° C for 20 minutes and then precipitation strengthening treatment at a temperature of 150 ° C for 3 hours.

더불어, 본 발명의 실시예 2에 따른 알루미늄 합금은 상술한 비교예 6 대비 인장강도가 약 16% 증가하였고, 연신율은 약 17% 감소하였다. 그러나, 본 발명의 실시예 2에 따른 알루미늄 합금의 연신율은 비교예 5 대비 약 67% 증가하였고, 인장강도는 약 28% 증가하였다. 여기서, 비교예 5는 고용강화 처리만 처리를 480℃의 온도에서 30분 수행한 것이고, 비교예 6은 고용강화 처리 및 석출강화 처리를 수행하지 않은 것이다. In addition, the aluminum alloy according to Example 2 of the present invention had a tensile strength increased by about 16% and an elongation decreased by about 17% compared to Comparative Example 6 described above. However, the elongation percentage of the aluminum alloy according to Example 2 of the present invention was increased by about 67% and the tensile strength was increased by about 28% as compared with Comparative Example 5. Here, in Comparative Example 5, only the solid solution strengthening treatment was performed at a temperature of 480 캜 for 30 minutes, and the solid solution strengthening treatment and the precipitation hardening treatment were not performed in Comparative Example 6.

또한, 비교예 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 알루미늄 합금과 비교하여 인장강도는 약 31% 감소하였고, 연신율은 약 83% 감소하였다. 여기서, 비교예 8는 상기 합금 2를 고용강화 처리를 510℃의 온도에서 20분 수행한 후 석출강화 처리를 150℃ 온도에서 3시간 수행한 것이다. In addition, in Comparative Example 8, the tensile strength was reduced by about 31% and the elongation was reduced by about 83% as compared with the aluminum alloy according to Example 2 of the present invention. In Comparative Example 8, the alloy 2 was subjected to solid solution strengthening treatment at a temperature of 510 ° C for 20 minutes and then precipitation strengthening treatment at a temperature of 150 ° C for 3 hours.

종합하면, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은 다이캐스팅한 후에 고용강화 처리 온도 및 시간을 조절하여 고용강화 처리를 하고, 이후 연속하여 고용된 합금원소를 석출시키는 석출강화 처리를 수행함으로써, 고용강화 처리 및 석출강화 처리를 수행하지 않은 알루미늄 합금에 비하여 연신율은 동등 수준 이상을 유지하면서 동시에 인장강도는 약 28% 이상 향상시킬 수 있다. In summary, the aluminum alloy according to the present invention is subjected to solid solution strengthening treatment by adjusting the solid solution strengthening treatment temperature and time after die casting, and thereafter performing precipitation strengthening treatment for precipitating successively solidified alloy elements, The tensile strength can be improved by about 28% while maintaining the elongation at least equal to that of the aluminum alloy not subjected to the strengthening treatment.

이에 따라, 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 열처리 방법은 높은 인장강도를 필요로 하는 자동차, 전자용 알루미늄 다이캐스팅 부품 제조에 적합하게 사용될 수 있다.Accordingly, the heat treatment method of the aluminum alloy according to the present invention can be suitably used for manufacturing aluminum die casting parts for automobiles and electronics requiring high tensile strength.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 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, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (6)

Zn 8 중량% 이하(0 제외), Si 13 중량% 이하(0 제외), Mg 2 중량% 이하(0 제외), Cu 2 중량% 이하, Ti 0.5 중량% 이하(0 제외), Fe 1.0 중량% 이하(0 제외) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 알루미늄 합금을 다이캐스팅하는 단계;
다이캐스팅한 알루미늄 합금을 470℃ 초과 500℃ 이하에서 고용강화시키는 단계; 및
고용강화한 알루미늄 합금을 150 내지 200℃에서 석출강화시키는 단계로 이루어지며,
인장강도는 310MPa 이상이고, 연신율은 5% 이상인 알루미늄 합금의 열처리 방법.
(Excluding 0), Zn 2 wt% or less (excluding 0), Cu 2 wt% or less, Ti 0.5 wt% or less (excluding 0), Fe 1.0 wt% (Exclusive of 0) and other unavoidable impurities;
Heat-strengthening the die-cast aluminum alloy at a temperature higher than 470 DEG C and lower than 500 DEG C; And
Hardening aluminum alloy at 150 to 200 DEG C,
A tensile strength of 310 MPa or more, and an elongation of 5% or more.
제 1항에 있어서,
상기 고용강화의 열처리 시간은 15분 내지 1시간인 알루미늄 합금의 열처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solid solution strengthening heat treatment time is from 15 minutes to 1 hour.
제 1항에 있어서,
상기 석출강화의 열처리 시간은 1 내지 5시간인 알루미늄 합금의 열처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat treatment for the precipitation strengthening is performed for 1 to 5 hours.
삭제delete 삭제delete 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
An aluminum alloy for die casting produced by the method of any one of claims 1 to 3.
KR1020170101530A 2017-08-10 2017-08-10 Heat treatment method of aluminum alloy KR101965418B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170101530A KR101965418B1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Heat treatment method of aluminum alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170101530A KR101965418B1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Heat treatment method of aluminum alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190017159A KR20190017159A (en) 2019-02-20
KR101965418B1 true KR101965418B1 (en) 2019-04-03

Family

ID=65561879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170101530A KR101965418B1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Heat treatment method of aluminum alloy

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101965418B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210100484A (en) 2020-02-06 2021-08-17 주식회사 에스피텍 Aluminium die-casting alloy with high strength by addition of Si and Zn and manufacturing or the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102531083B1 (en) * 2020-09-28 2023-05-09 서울대학교산학협력단 Resettable Metallic Glasses and The Manufacturing Method Thereof
KR20220084683A (en) * 2020-12-14 2022-06-21 삼성전자주식회사 Aluminium alloy material and electronic device including the same
KR102514093B1 (en) 2022-07-13 2023-03-24 주식회사 동서기공 Method for manufacturing non-heat-treated aluminum alloy

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101055373B1 (en) 2011-01-27 2011-08-08 지케이 주식회사 Aluminum alloy for diecasting
KR101571665B1 (en) * 2013-11-19 2015-11-25 현대자동차주식회사 Aluminum alloy composition for die casting and method for heat treatment of manufacturing aluminum alloy using thereof
JP6771456B2 (en) * 2014-10-28 2020-10-21 ノベリス・インコーポレイテッドNovelis Inc. Aluminum alloy products and preparation methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210100484A (en) 2020-02-06 2021-08-17 주식회사 에스피텍 Aluminium die-casting alloy with high strength by addition of Si and Zn and manufacturing or the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190017159A (en) 2019-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101965418B1 (en) Heat treatment method of aluminum alloy
JP3194742B2 (en) Improved lithium aluminum alloy system
US10030293B2 (en) Aluminum material having improved precipitation hardening
EP3833794B1 (en) 7xxx-series aluminium alloy product
KR101133103B1 (en) High strength aluminum alloys for die casting
US20100288401A1 (en) Aluminum casting alloy
EP1882753A1 (en) Aluminium alloy
KR101642850B1 (en) 7xxx aluminium alloy extruded material having enhanced strength, extrusion formability and brilliance
EP1882754B1 (en) Aluminium alloy
KR101950595B1 (en) Aluminium alloy and methods of fabricating the same
WO2019167469A1 (en) Al-mg-si system aluminum alloy material
CN111519071A (en) Novel high-strength and high-toughness die-casting aluminum alloy with remarkable ultrashort aging characteristic and preparation method thereof
KR20210118852A (en) Foundry alloys for high pressure vacuum die casting
KR101603424B1 (en) Aluminum alloy for casting and forging, casting and forged product for chassis structure and method for manufacturing the same
JP4141207B2 (en) High strength aluminum alloy casting and manufacturing method thereof
KR101274089B1 (en) High strength aluminum alloys for die casting
KR101571665B1 (en) Aluminum alloy composition for die casting and method for heat treatment of manufacturing aluminum alloy using thereof
CN108048768B (en) Heat treatment method of extrusion casting aluminum alloy and extrusion casting aluminum alloy material
KR20120129458A (en) High strength diecasting aluminum alloy for thin wall product
KR101685926B1 (en) 7xxx aluminium alloy extruded material having enhanced strength and extrusion formability
KR20190030296A (en) Methods of treating aluminum alloy
KR102329620B1 (en) Alumium alloy for die-casting
KR102012952B1 (en) Aluminium alloy and manufacturing method thereof
KR101797131B1 (en) Magnesium alloy for castin and method for manufacturing the same
JPH04147951A (en) Manufacture of aluminum alloy material for forming excellent in formability, shape freezability and baking hardenability of painting

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant