KR102075838B1 - bos bending mothed for extruding materials - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충분한 강도를 유지할 수 있는 상태에서 크랙과 오랜지필이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 제품 제작 공정을 대폭 줄이고, 시간 및 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 용이하게 아노다이징할 수 있어, 아노다이징의 효과인 내식성을 높이고 다양한 기능성을 부여할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 색상이나 다양한 색상의 무늬를 형성할 수 있는 압출소재 및 이 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법에 관한 것이다. The present invention can prevent cracks and orange peel from occurring in a state where sufficient strength can be maintained, greatly reduce the product manufacturing process, save time and cost, and can be easily anodized, thereby anodizing The present invention relates to an extrusion material capable of increasing corrosion resistance and imparting various functionalities as well as to forming a pattern of various colors or colors, and a box banding method using the extruded material.
Description
본 발명은 박스 밴딩 방법에 관한 것으로 상세하게는 충분한 강도를 유지할 수 있는 상태에서 크랙과 오랜지필이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 제품 제작 공정을 대폭 줄이고, 시간 및 비용을 절감할 수 있게 한 알루미늄 압출소재 및 이 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a box bending method, in detail, to prevent cracks and orange peel from occurring in a state where sufficient strength can be maintained, and to significantly reduce the product manufacturing process, and to save time and cost. An extrusion material and a box banding method using the extrusion material.
또한 본 발명은 용이하게 아노다이징할 수 있어 아노다이징의 효과인 내식성을 높이고 다양한 기능성을 부여할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 색상이나 다양한 색상의 무늬를 형성할 수 있는 알루미늄 압출소재 및 이 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention can be easily anodized to increase the corrosion resistance which is the effect of anodizing and to impart various functionalities, as well as aluminum extrusion material that can form a pattern of various colors or various colors and a box banding method using the extruded material It is about.
기술이 발달함에 따라 다양한 소재 및 소재를 가공하는 방법이 개발되고 있다. As technology develops, various materials and methods for processing materials are being developed.
특히, 전기, 전자 및 가공 기술이 발달함에 따라 작고 가벼워 휴대가 용이한 다양한 휴대용 기기들이 개발되고 있으며, 이와 같은 전자기기 들 중 휴대용 전자기기의 대표적인 것들로는, 개인용 휴대전화, PDA, MP3, PMP, 휴대용 게임기, 네비게이션, 디지털 카메라 등이 있다. In particular, with the development of electric, electronic and processing technology, various portable devices that are small and light and easy to carry are being developed, and representative examples of such portable electronic devices are personal mobile phones, PDAs, MP3s, and PMPs. , Handheld game consoles, navigation and digital cameras.
이러한 휴대용 전자기기나 리모콘 등은 가볍고, 외장의 미려함을 추구하고자 고급스러운 외형과 미려한 광택 및 색상과 표면의 질감을 다양하게 표현하고 있으며, 대부분의 사용자는 외장을 갖는 전자기기의 사용도중 마찰이나 접촉에 의해 손상되거나 벗겨짐 등이 발생하는 것을 꺼려 별도의 보호케이스를 사용하거나, 전자기기가 갖고 있는 외장 케이스가 자신의 취향에 맞지 않거나 식상한 경우 별도의 외장커버를 구매하여 이를 부착 또는 체결하여 사용하기도 한다.Such portable electronic devices and remote controllers are lightweight and express various appearances of luxurious appearance, beautiful gloss, and color and surface texture in order to pursue the beauty of the exterior. If you are reluctant to be damaged or peeled off by using a separate protective case, or if the external case of the electronic device does not suit your taste or is awkward, purchase a separate external cover and attach or fasten it. .
이와 같은 외장커버는 통상적으로 알루미늄이나 스테인리스 등의 금속재로 이루어져 있는 것으로서, 금속재로 된 외장커버는 금속 특유의 색감과 질감 및 광택을 갖고 있어 기존의 합성수지에 비하여 더욱 고급스러운 심미감을 연출하게 되는 것이며, 상대적으로 내구성이 우수하고 긁힘이나 마찰로부터 비교적 안전한 것이 특징인 것이다.Such an exterior cover is usually made of metal such as aluminum or stainless steel, and the exterior cover made of metal has a unique color, texture, and gloss of metal, thereby producing a more elegant aesthetic than conventional synthetic resins. It is relatively durable and relatively safe from scratches and friction.
이러한 금속재를 이용하여 케이스 또는 외장재를 제작하는 다양한 방법이 개발되고 있고, 그 일예로 특허문헌 1 및 2가 있다.Various methods of manufacturing a case or an exterior material using such metal materials have been developed, and Patent Documents 1 and 2 are examples.
특허문헌 1은 휴대용 전자기기에 사용되는 메탈데코프레임을 제조하는 방법에 있어서, 금속바 타입의 자재를 준비하기 위한 원자재 준비공정; 준비공정에서 준비된 금속바 타입의 자재의 단면을 절곡하고 절삭하는 단면가공공정; 단면가공공정에서 가공된 금속바 타입의 자재를 사용되는 전자기기 용도에 맞게 프레임 형상대로 절곡하는 절곡공정; 및 절곡공정에서 가공된 금속바 타입의 자재의 프레임의 양측 단부를 결합하기 위한 이음부 결합공정으로 구성되되, 단면 가공공정에서 강도보강 및 조립의 용이성을 향상시키기 위해 "L"형상으로 절곡하는 휴대용 전자기기에 사용되는 메탈데코프레임의 제조방법에 관한 것이고,Patent document 1 is a method for manufacturing a metal deco frame for use in a portable electronic device, raw material preparation step for preparing a metal bar type material; A cross section processing step of bending and cutting the cross section of the metal bar type material prepared in the preparation step; A bending process of bending the metal bar type material processed in the end face processing process into a frame shape according to the use of an electronic device; And a joint joining process for joining both ends of the frame of the metal bar-type material processed in the bending process, and portable bending in the "L" shape to enhance the strength and ease of assembly in the cross-section processing process. It relates to a manufacturing method of a metal deco frame used for electronic devices,
특허문헌 2는 금속 판재의 표면에 필름을 부착하고, 필름이 부착된 금속 판재에서 패턴에 해당하는 부위의 필름을 포토마스킹 공정에 의해 제거한 후에, 필름이 부착된 금속 판재를 전해연마 공정에 의해 필름이 제거된 부위에만 광택을 형성하도록 제작하는 가전기기용 외장 패널에 관한 것이다.Patent document 2 attaches a film to the surface of a metal plate material, removes the film of the site | part corresponding to a pattern from the metal plate material with a film by the photomasking process, and then removes the metal plate material with a film by an electropolishing process. The present invention relates to an exterior panel for home appliances manufactured to form gloss only on the removed portion.
이러한 종래의 특허문헌 1의 외장재 제조 방법은 가공후, 절곡 및 결합하여 이루어지고 있고, 이러한 방법으로 이루어지는 종래의 외장재 제조 방법에 의해 제조되는 외장재는 강도가 약할 뿐만 아니라, 제조 공정에서 소재의 물성이 변하여 최종적으로 표면처리한 표면에 얼룩이 생기는 단점이 있다.The conventional method of manufacturing the exterior material of Patent Document 1 is made by bending and bonding after processing, the exterior material produced by the conventional exterior material production method made of such a method is not only weak in strength, but also the physical properties of the material in the manufacturing process There is a drawback that the stain occurs on the final surface treated surface changes.
또한, 통상적으로 경금속 외장재 제조하는 방법은 압출된 소재를 열처리하고, 열처리된 소재를 프레싱하여 성형한 후, 표면처리를 하는 방법이 사용되고 있다.In addition, a method of manufacturing a hard metal exterior material is generally a method of heat-treating an extruded material, pressing and heat-treating the heat-treated material, and then performing a surface treatment.
이러한 방법으로 이루어지는 경금속 외장재 제조방법은 압출된 소재를 열처리하여 경화한 후, 프레싱하여 성형함으로 강도가 강화된 소재가 프레싱하여 성형하는 과정에서 균열이 발생하고(도 3 참조), 강화된 후 성형과정이 이루어짐으로써 성형하는 과정에 물성이 약화되는 문제가 있다.In the method of manufacturing a hard metal exterior member made of such a method, after the heat treatment of the extruded material is cured, the cracking occurs during the pressing and molding of the strength-strengthened material by pressing and molding (see FIG. 3), and the molding process after strengthening. As a result, there is a problem in that physical properties are weakened in the molding process.
또한, 상기한 바와 같이 경화된 후 성형하는 과정에서 부분적으로 물성이 달라지고, 이렇게 부분적으로 물성이 달라진 완성품에 도장을 할 경우 물성이 다른 부분에 오렌지필이 발생하는 문제가 있었다.(도 3 참조)In addition, in the process of molding after curing as described above, the physical properties are partially changed, and when the finished product is partially changed in physical properties, there was a problem that the orange peel occurs in different parts of the physical properties. )
또한, 종래의 외장재 제조 방법은 아노다이징이 어려운 단점이 있다. In addition, the conventional exterior material manufacturing method has a disadvantage that is difficult to anodize.
즉, 아노다이징은 금속의 표면에 산화막을 두껍게 올려 내식성을 부여함과 동시에 기능성을 확보하기 위한 것으로, 아노다이징 처리를 하면 피막이 형성되고 피막이 다공성을 가짐에 따라 염료의 염색이 용이한 장점이 있으나, 종래의 외장재 제조 방법은 이러한 아노다이징이 어려운 단점이 있었다. In other words, anodizing is to increase the thickness of the oxide film on the surface of the metal to provide corrosion resistance and at the same time to secure functionality. When anodizing is performed, a film is formed and the film has a porosity. The manufacturing method of the exterior material had such a disadvantage that anodizing was difficult.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 충분한 강도를 유지할 수 있는 상태에서 크랙과 오랜지필이 발생하는 것을 방지할 수 있게 한 알루미늄 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, to provide a box banding method using an extruded aluminum material that can prevent the occurrence of cracks and orange peel in a state capable of maintaining sufficient strength For the purpose of
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄 압출소재는 아오다이징을 용이하게 함에 따라 다양한 색상이나 다양한 무늬를 형성할 수 있게 한 압출소재로, 규소(Si) 0.55 ~ 0.65wt%, 구리(Cu) 0.15 ~ 0.25wt%, 망간(Mn) 0.10wt% 이하, 마그네슘(Mg) 0.90 ~ 1.10wt% , 크롬(Cr) 0.05 ~0.1wt%, 티타늄(Ti) 0.02 ~0.03wt% 및 기타 불가피한 성분 각 0.02wt% 이하이되, 그 합이 0.10wt% 이하이고, 잔부의 알루미늄(Al)으로 조성된 것을 특징으로 한다. Aluminum extruded material according to the present invention for solving the above object is an extruded material that can form a variety of colors or various patterns by facilitating aodizing, silicon (Si) 0.55 ~ 0.65wt%, copper (Cu) 0.15 to 0.25wt%, manganese (Mn) 0.10wt% or less, magnesium (Mg) 0.90 to 1.10wt%, chromium (Cr) 0.05 to 0.1wt%, titanium (Ti) 0.02 to 0.03wt% and other unavoidable Each component is 0.02 wt% or less, and the sum thereof is 0.10 wt% or less, and the balance is composed of aluminum (Al).
상기 압출소재는 구리(Fe) 0.10 ~ 0.20wt%, 아연(Zn) 0.057 ~ 0.200wt%, 지르코늄(Zr) 0.001 ~ 0.002wt%가 더 혼합될 수 있다. The extruded material may be further mixed with copper (Fe) 0.10 ~ 0.20wt%, zinc (Zn) 0.057 ~ 0.200wt%, zirconium (Zr) 0.001 ~ 0.002wt%.
본 발명의 알루미늄 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법은 상기한 조성비로 조절된 소재를 이용한 것으로, 박스용 소재를 주조하는 빌렛 주조 단계; 내부응력을 제거 하고 조직의 균질화를 위해 열처리하는 균질화 단계; 균질화된 소재를 박스 제작을 위한 폭과 두께를 압출하는 압출 단계; 열처리에 의해 불안정해진 압출소재를 안정 상태로 되돌아오게 하여 그 성능을 변화시켜주는 에이징 단계: 및 에이징된 압출소재를 박스 성형 금형으로 가압 성형하는 프레스 단계로 이루어지되, 상기 프레스 단계는 열처리 후 이루어지며, 열처리 온도는 170~180도이고, 열처리시간은 10~14시간인 것을 특징으로 한다. Box banding method using the extruded aluminum material of the present invention is to use a material adjusted to the above composition ratio, billet casting step of casting the material for the box; Homogenization step of removing the internal stress and heat treatment for homogenization of the tissue; Extruding the homogenized material in width and thickness for box production; An aging step of changing the performance of the extruded material unstable by heat treatment to return to a stable state: and a pressing step of pressing the aged extrusion material into a box-forming mold, the press step is performed after the heat treatment , Heat treatment temperature is 170 ~ 180 degrees, heat treatment time is characterized in that 10 to 14 hours.
성형된 박스는 수냉식으로 냉각시키는 것이 바람직하다. The molded box is preferably cooled by water cooling.
본 발명에 따른 알루미늄 압출소재 및 이 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법은 박스 제작 공정을 단축시켜 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. Aluminum extrusion material according to the present invention and the box banding method using the extruded material has the effect of reducing the manufacturing time and cost by shortening the box manufacturing process.
또한, 어닐링과 용체화, 피크 에이징(peak aging)을 하지 않고도 충분한 강도는 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 연신율이 유지되어 벤딩시 크랙 또는 오렌지필이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, sufficient strength can be exhibited without annealing, solutionization, and peak aging, and the elongation can be maintained to prevent cracking or orange peeling during bending.
도 1은 본 발명에 따른 압출소재를 이용한 박스 밴딩 과정도
도 2는 본 발명에 따른 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법으로 만들어진 박스의 서로 다른 예의 사진
도 3은 본 발명에 따른 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법으로 만들어진 박스의 정ㅇ배면 사시도
도 4는 종래 조건에 의해 만들어진 박스의 서로 다른 예의 사진1 is a box banding process using the extrusion material according to the present invention
Figure 2 is a photograph of different examples of boxes made by the box banding method using an extrusion material according to the present invention
Figure 3 is a front rear perspective view of the box made of a box bending method using an extrusion material according to the present invention
4 is a photograph of different examples of boxes made by conventional conditions
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명은 프레스 성형시 크랙과 오렌지필이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 핸드폰/스마트폰 부품의 손상방지를 위한 최소한의 강도인 항복강도 240MPa 이상의 강도를 유지할 수 있는 박스를 제공할 수 있다. The present invention can provide a box that can maintain a strength of more than 240MPa yield strength of the minimum strength for preventing damage to the cell phone / smartphone components, as well as crack and orange peel does not occur during press molding.
본 발명에 따른 알루미늄 압출소재는 아오다이징을 용이하게 함에 따라 다양한 색상이나 다양한 무늬를 형성할 수 있게 한 압출소재로, 규소(Si) 0.55 ~ 0.65wt%, 마그네슘(Mg) 0.90 ~ 1.10wt%, 망간(Mn) 0.10wt% 이하, 구리(Cu) 0.15 ~ 0.25wt%, 크롬(Cr) 0.05 ~0.10wt%, 티타늄(Ti) 0.02 ~0.03wt% 및 기타 불가피한 성분 각 0.02wt% 이하이되, 그 합이 0.10wt% 이하이고, 잔부의 알루미늄(Al)으로 조성되었다. Aluminum extruded material according to the present invention is an extruded material that can form a variety of colors or patterns as it facilitates aodizing, silicon (Si) 0.55 ~ 0.65wt%, magnesium (Mg) 0.90 ~ 1.10wt% , Manganese (Mn) 0.10 wt% or less, copper (Cu) 0.15 ~ 0.25 wt%, chromium (Cr) 0.05 ~ 0.10 wt%, titanium (Ti) 0.02 ~ 0.03 wt% and other unavoidable components of 0.02 wt% or less, The sum was 0.10 wt% or less, and the balance was composed of aluminum (Al).
이렇게 조성된 알루미늄 압출소재는 Si는 Mg와 결합하여 시효에 의해 Mg2Si로 석출되어 기계적 성질을 좌우하며, Mg와 결합하고 남은 잔류 Si는 단독으로 석출되어 기계적 성질을 향상시키고, 용탕의 유동성 개선에 유효한 성분으로서, 0.55wt%에 미치지 못하면 원하는 강도를 얻을 수 없게 되고, 0.65wt%를 초과하게 되면 압출성이 떨어지게 될 뿐 아니라 압출제품의 표면 품질이 떨어지게 된다.The aluminum extruded material thus formed is Si precipitated as Mg 2 Si by aging combined with Mg to influence the mechanical properties, the remaining Si combined with Mg is precipitated alone to improve the mechanical properties, improve the flowability of the melt As an effective ingredient in, it is impossible to obtain the desired strength if it does not reach 0.55 wt%, and if it exceeds 0.65 wt%, not only the extrudability is degraded but also the surface quality of the extruded product is degraded.
Mg는 상기 Si와 화합물로 석출되어 기계적 성질을 향상시키는 성분으로서, 그 함량이 0.90wt%에 미치지 못하면 Mg2Si 석출량이 부족하여 필요한 만큼의 강도를 얻을 수 없으며, 1.10wt%를 초과하게 되면 과다 Si의 경우와 같이 압출연성에 불리하면서 저강도의 원인이 될 뿐 아니라, 압출성이 저하하여 생산성이 떨어지게 되는 동시에 Mg2Si를 형성하지 못한 여분의 Mg가 Mg2Si의 고용을 억제하여 강도를 떨어뜨리게 된다.Mg is a component that is precipitated with the Si and the compound to improve the mechanical properties, if the content is less than 0.90wt% Mg 2 Si precipitate amount is insufficient to obtain the strength as necessary, if exceeding 1.10wt% is excessive as a disadvantage to the extrusion flexible as in the case of Si, as well as the risk of low strength, extrusion property is reduced by the excess Mg fails to form a Mg 2 Si at the same time, the falling down of the production inhibition of employment of Mg 2 Si to the strength Dropped.
Mn은 내식성을 저하시키지 않으면서 강도를 향상시키며, 결정립 미세화에 유효한 성분으로서, 0.10wt%를 초과하게 되는 경우 균질화처리 과정에서 평형 α-AlFeSi상이 비평형상인 βAlFeSi상으로의 변태가 촉진되어 오히려 강도가 저하되는 경향을 보이게 된다.Mn improves the strength without deteriorating corrosion resistance and is an effective ingredient for grain refinement. When it exceeds 0.10 wt%, the transformation of the equilibrium α-AlFeSi phase into the non-equilibrium βAlFeSi phase is promoted during the homogenization process. Will tend to be lowered.
Cu는 용탕의 유동성을 개선하고 강도를 향상시키나 내식성을 저하시키는 성분으로서, 그 함량이 0.25wt%를 초과하면 내식성과 용접성 및 압출성을 떨어뜨리게 된다.Cu is a component that improves the flowability of the molten metal and improves the strength but lowers the corrosion resistance. If the content exceeds 0.25 wt%, Cu degrades the corrosion resistance, the weldability, and the extrudability.
Cr은 재결정층의 생성과 성장을 억제하며 Al과 함께 화합물을 형성하여 입계에 분포함으로써 시효처리시의 석출을 억제하여 연신율을 향상시켜 주는 역할을 하는 바, 그 함량이 0.05wt%에 미치지 못하면 재결정층 억제 효과가 미미하여 피로강도가 저하되며, 0.10wt%를 초과하게 되면 압출성이 떨어지게 된다.Cr inhibits the formation and growth of the recrystallization layer and forms a compound with Al and distributes it at grain boundaries, thereby inhibiting precipitation during aging treatment and improving elongation. If the content is less than 0.05wt%, Cr is recrystallized. The layer inhibiting effect is insignificant, and the fatigue strength is lowered, and when it exceeds 0.10 wt%, the extrudability is inferior.
Ti는 입자 미세화에 효과가 있는 성분으로서, 0.02wt%를 초과하게 되면 압출성을 떨어뜨리게 되며, 0.03wt%를 초과하게 되면 압출성을 저하시키게 된다.Ti is an effective component for particle refinement, and when it exceeds 0.02 wt%, the extrudability is degraded, and when it exceeds 0.03 wt%, the extrudability is reduced.
또한 본 발명의 압출소재는 구리(Fe) 0.10 ~ 0.20wt%, 아연(Zn) 0.057 ~ 0.200wt%, 지르코늄(Zr) 0.001 ~ 0.002wt%가 더 혼합되는 것이 바람직하다. In addition, the extrusion material of the present invention is preferably mixed with copper (Fe) 0.10 ~ 0.20wt%, zinc (Zn) 0.057 ~ 0.200wt%, zirconium (Zr) 0.001 ~ 0.002wt%.
Fe는 재결정립의 조대화를 억제하고 주조시 결정립을 미세화하는데 효과가 있는 성분으로서, 0.10wt%에 미치지 못하면 불순물로서 작용할 뿐 합금화 효과가 미미하며, 0.20wt%를 초과하면 연성을 저하시킬 뿐 아니라 압출성과 생산성을 떨어뜨리게 된다.Fe is an ingredient that is effective in suppressing coarsening of recrystallized grains and miniaturizing crystal grains in casting.If it is less than 0.10wt%, Fe acts as an impurity, but the alloying effect is insignificant. This will reduce the extrudability and productivity.
Zn은 내식성과 기계적 성질을 향상시키는 성분으로서, 그 함량이 상기와 같이 조성되는 본 발명의 알루미늄 압출소재는 특히, Si과 Mn의 함량 조절하여 강도를 향상시킴 동시에 압출성 및 가공성을 향상시키게 되는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.Zn is a component that improves the corrosion resistance and mechanical properties, the aluminum extrusion material of the present invention is the content of the composition as described above, in particular, to improve the strength by controlling the content of Si and Mn bar at the same time to improve the extrudability and workability This is as follows.
Zr은 Cr과 같이 재결정 억제 효과를 발휘하는 합금원소로서, Cr 0.05wt% 이상, Zr 0.001wt% 이상으로 첨가되었을 때 재결정 효과를 기대할 수 있으나, Zr is an alloying element that exhibits a recrystallization inhibitory effect, such as Cr. When Zr is added at 0.05 wt% or more of Cr and 0.001 wt% or more of Zr, a recrystallization effect can be expected.
Cr이 0.01wt% 이상 Zr이 0.002wt%를 초과할 경우 소성변형시 석출물이 성장하여 강도 저하의 원인이 되고, Al3Zr 분산상에 의한 재결정 억제 효과가 감소하여 강도 저하의 원인이 되므로 Cr은 0.05 ~0.10wt%, Zr은 0.001 ~ 0.002wt%로 함량 범위를 제한하는 것이 바람직하다. If Cr exceeds 0.01wt% and Zr exceeds 0.002wt%, precipitates grow during plastic deformation, causing a decrease in strength, and the effect of inhibiting recrystallization by Al 3 Zr dispersed phase decreases, causing Cr. ~ 0.10wt%, Zr is preferably 0.001 ~ 0.002wt% to limit the content range.
아래의 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 압출소재의 조성비를 나타낸 것이다. Table 1 below shows the composition ratio of the extruded material according to the embodiment of the present invention.
이하, 상기와 같이 조성된 알루미늄 압출소재를 이용하여 박스 밴딩하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of box banding using the aluminum extrusion material prepared as described above will be described.
상기의 표의 조성물 중, 실측(압출재)를 이용하여 아래와 같은 방법으로 박스를 밴딩(bending)하였다. In the composition of the said table | surface, the box was bent by the following method using actual measurement (extrusion material).
상기한 조성비로 박스용 소재를 주조하는 빌렛 주조 단계; 내부응력을 제거 하고 조직의 균질화를 위해 열처리하는 균질화 단계; 균질화된 소재를 박스 제작을 위한 폭과 두께를 압출하는 압출 단계; 열처리에 의해 불안정해진 압출소재를 안정 상태로 되돌아오게 하여 그 성능을 변화시켜주는 에이징 단계: 및 에이징된 압출소재를 박스 성형 금형으로 가압 성형하는 프레스 단계로 이루어진다. A billet casting step of casting a box material at the above composition ratio; Homogenization step of removing the internal stress and heat treatment for homogenization of the tissue; Extruding the homogenized material in width and thickness for box production; An aging step of returning the extruded material unstable by heat treatment to a stable state to change its performance: and a press step of pressing the aged extruded material into a box-forming mold.
이러한 전체적인 과정은 통상의 압출소재를 이용하여 박스를 밴딩하는 과정과 동일함에 따라 간략하게 설명한다. This overall process will be described briefly as it is the same as the process of bending the box using a conventional extruded material.
먼저 빌렛 주조 단계는 상기와 같이 이루어진 조성물들을 700~800℃에서 용해한 후, 700~750℃에서 혼합하여 합금화하고, 650~750℃에서 주조한다. First, the billet casting step dissolves the composition made as described above at 700 ~ 800 ℃, then alloyed by mixing at 700 ~ 750 ℃, and cast at 650 ~ 750 ℃.
균질화 단계는 주조된 빌렛을 그대로 압출할 경우 표면 결함발생, 압출압력 상승 등의 문제를 유발할 수 있고, 이러한 문제를 방지하기 위해 이루어지는 단계로, 균질조건은 550~600℃에서 7~15시간 처리한다. Homogenization step may cause problems such as surface defects, extrusion pressure rise, etc. when the cast billet is extruded as it is, is a step to prevent such a problem, homogeneous conditions are treated for 7 to 15 hours at 550 ~ 600 ℃ .
상기 압출 단계는 빌렛을 원하는 형상으로 압출하는 단계로, 통상적으로는 압출 시 급냉 처리를 하여 강도를 확보하도록 하기 위한 방법을 사용하고 있으나, 본 발명과 같이 얇은 소재를 급냉할 경우 뒤틀림변형 발생이 많아 압출 후 회수율이 낮아지는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위한 방법이 공기중 냉각, PAG용액을 사용하여 냉각하는 방법 등 있으나, 변형방지는 가능하지만 강도가 낮아지는 단점이 있다.The extruding step is a step of extruding a billet into a desired shape, but is typically used a method for securing strength by quenching during extrusion. However, when rapidly cooling a thin material as in the present invention, there is a lot of distortion deformation. There is a problem that the recovery after extrusion is low. There is a method for preventing this, such as cooling in the air, using a PAG solution, but the deformation is possible, but the strength is lowered.
이에 따라 본 발명에서는 강도확보를 위해 고온에서 냉각시킬 수 있도록 빌렛을 450~550℃의 범위에서 예열 압출속도를 출구속도 기준 10m/min 이상이 될수 있도록 고속압출을 함으로써 압출의 출구온도를 충분히 높임에 따라, 용체화 효과와 재결정효과를 동시에 확보하고, 냉각은 살수 분사가 아닌 물량을 조절할 수 있는 미스트분사를 통해 변형발생을 억제하고, 급냉효과에 의한 강도확보가 될수 있는 구동력(driving force)를 부여하였다. Accordingly, in the present invention, the outlet temperature of the extrusion is sufficiently high by performing high-speed extrusion so that the preheating extrusion speed can be more than 10 m / min based on the outlet speed so that the billet can be cooled at a high temperature to secure strength. Therefore, the solution and recrystallization effect is secured at the same time, and cooling is controlled by mist spraying that can control the quantity of water rather than spraying, and it provides driving force that can secure the strength by quenching effect. It was.
상기 에이징 단계는 구동력이 있는 상태의 압출재에 열과 시간을 가함으로써 과포화된 상태에서 석출이 되도록 하여 석출경화(시효경화, 분산강화)의 효과를 얻도록 하는 열처리 방법으로, 에이징은 170~180℃ 에서 8~12시간하는 것이 가장 일반적인 방법이다.The aging step is a heat treatment method to obtain the effect of precipitation hardening (aging hardening, dispersion strengthening) by adding heat and time to the extruded material having a driving force to be precipitated in the supersaturated state, the aging at 170 ~ 180 ℃ 8-12 hours is the most common way.
본 발명에서는 강도도 확보하고, 연신율 및 안정한 상을 확보해야 함에 따라 열처리 조건별 프레스 테스트를 실시하여, 크랙, 오렌지필 등이 없으며 강도와 연신율이 확보되는 조건을 찾아가는 방법으로 실험을 진행하였고, 160~195℃의 조건에서 4~20시간의 조건을 테스트한 결과, 저온과 고온조건에서 크랙이 발생하였고, 단시간의 경우에서도 크랙이 발생함에 따라 크랙이 발생하지 않는 조건은 160~185℃ 조건이었으나, 최적의 조건은 170~180℃에서 10~14시간동안 열처리 하는 조건이었다. In the present invention, the strength was also secured, and the elongation and stable phase were to be secured to perform a press test for each heat treatment condition, and there were no cracks, orange peels, etc., and the experiment was conducted in a way to find a condition where strength and elongation were secured. As a result of testing the conditions of 4 to 20 hours at the conditions of ~ 195 ℃, cracks occurred in the low temperature and high temperature conditions, and even in a short time, the cracks did not occur due to the crack was a condition of 160 ~ 185 ℃, Optimum conditions were heat treatment for 10-14 hours at 170 ~ 180 ℃.
아래의 표 2는 본 발명의 알루미늄 압출소재로 프레싱 하여 만들어진 제품을 수냉식으로 냉각하였다. Table 2 below is cooled by water-cooled products made by pressing the aluminum extrusion material of the present invention.
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 테스트의 결과 180도 12시간 에이징할 경우 강도가 확보되고 크랙이 발생하지는 않지만 이는 프레싱하지 않은 결과이고, 강도를 유지할 수 있는 조건 내에서 크랙과 오랜지필이 발생하지 않는 조건을 찾는 게 중요하다. As can be seen from Table 2, the result of the test is that the aging at 180 degrees for 12 hours ensures strength and does not cause cracking, but it is a result of not pressing, and cracks and orange peels do not occur under conditions that can maintain the strength. It is important to find a condition that does not.
이미 당업자는 알고 있는 표현이나, 상기의 표에서 HRF(Hardness of Rockwell F scale)는 자재의 단단한 정도(경도)를 측정하는 단위중 하나로 Rockwell 경도계를 사용하고, 알루미늄의 경도를 측정하는 B, E, F 등의 스케일 중에서 F 스케일을 사용하여 측정한 것을 나타낸다. 대부분의 알루미늄의 경우 F 스케일은 열처리 완료된 상태에서 60~200의 범위내에서 측정할 수 있다.Expressions already known to those skilled in the art, but in the above table HRF (Hardness of Rockwell F scale) is a unit for measuring the hardness (hardness) of the material using a Rockwell hardness tester, B, E, which measures the hardness of aluminum, It shows what measured using the F scale among the scales, such as F. For most aluminum, the F scale can be measured within the range of 60 to 200 after heat treatment.
Y.S.는 소재의 물리적 특성 중 하나인 항복강도(Yield Strength)를 나타내는 약자로, 소재의 변형에 대한 저항성으로 표현할 수 있고, 환봉의 가운데 부분을 눌러서 휘도록 하면 처음에는 어느 정도 탄성이 있어서 원상회복이 되지만 좀 더 힘을 가해주면 원상회복이 되지 않고 휘어버리게 되는데 이때 휘지 않도록 버틸수 있는 최대한의 정도가 항복강도이다. 단위는 MPa, N/mm2 등의 단위를 쓰고 있다.YS is an abbreviation of yield strength, one of the physical properties of the material. It can be expressed as resistance to deformation of the material. However, if you apply more force, it will not be restored to its original state, but it will bend. The unit uses units such as MPa and N / mm2.
T.S.는 소재의 물리적 특성 중 하나인 최대인장강도(Ultimate Tensile Strength)를 나타내로, 소재의 최대강도이다.T.S. stands for Ultimate Tensile Strength, one of the physical properties of the material, which is the maximum strength of the material.
El는 소재의 물리적 특성 중 하나인 연신율(Elongation)을 나타내는 약자로, 소재을 당겼을때 끊어지기 전까지 늘어나는 정도를 나타낸다.El is an abbreviation for elongation, one of the physical properties of a material, and it shows how much it stretches when it is pulled out.
Claims (4)
구리(Fe) 0.10 ~ 0.20wt%, 아연(Zn) 0.057 ~ 0.200wt%, 지르코늄(Zr) 0.001 ~ 0.002wt%가 더 혼합되는 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법에 있어서,
상기한 조성비로 박스용 소재를 주조하는 빌렛 주조 단계;
내부응력을 제거 하고 조직의 균질화를 위해 열처리하는 균질화 단계;
균질화된 소재를 박스 제작을 위한 폭과 두께를 압출하는 압출 단계;
열처리에 의해 불안정해진 압출소재를 안정 상태로 되돌아오게 하여 그 성능을 변화시켜주는 에이징 단계: 및
에이징된 압출소재를 박스 성형 금형으로 가압 성형하는 프레스 단계로 이루어지되,
상기 에이징 단계는 열처리 온도는 170~180도이고, 열처리시간은 10~14시간인 것을 특징으로 하는 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법.Extruded material that can form various colors or patterns by facilitating anodizing, silicon (Si) 0.55 ~ 0.65wt%, copper (Cu) 0.15 ~ 0.25wt%, manganese (Mn) 0.10wt%, Magnesium (Mg) 0.90 ~ 1.10wt%, Chromium (Cr) 0.05 ~ 0.1wt%, Titanium (Ti) 0.02 ~ 0.03wt% and other unavoidable components of each 0.02wt% or less, the sum is 0.10wt% or less Composed of negative aluminum (Al),
In the box banding method using an extruded material 0.10 ~ 0.20wt% of copper (Fe), 0.057 ~ 0.200wt% of zinc (Zn), 0.001 ~ 0.002wt% of zirconium (Zr) is further mixed,
A billet casting step of casting a box material at the above composition ratio;
Homogenization step of removing the internal stress and heat treatment for homogenization of the tissue;
Extruding the homogenized material in width and thickness for box production;
An aging step of returning the extruded material unstable by heat treatment to a stable state and changing its performance:
It consists of a press step of pressure molding the aged extrusion material into a box molding die,
In the aging step, the heat treatment temperature is 170 to 180 degrees, the heat treatment time is a box banding method using an extruded material, characterized in that 10 to 14 hours.
성형된 박스는 냉각단계에서 냉각되고, 수냉식으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법.The method of claim 1,
The molded box is cooled in the cooling step, the box banding method using an extruded material, characterized in that the cooling by water.
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