KR102202201B1 - Aluminum alloy for insert die casting, extruded material, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금, 압출재, 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금은, 6.0 wt% 이상 내지 10.0 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0.5 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위의 마그네슘(Mg); 0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 크롬(Cr); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 철(Fe); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 티타늄(Ti); 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물을 포함한다.The present invention provides an aluminum alloy, an extruded material, and a method of manufacturing the same for application of the insert die casting method. The aluminum alloy for application of the insert die casting method according to an embodiment of the present invention includes zinc (Zn) in the range of 6.0 wt% or more to 10.0 wt% or less; Magnesium (Mg) in the range of 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less; Copper (Cu) in the range of greater than 0 wt% and up to 3.0 wt %; Silicon (Si) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Chromium (Cr) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Iron (Fe) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; Titanium (Ti) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; And the balance contains aluminum (Al) and unavoidable impurities.
Description
본 발명의 기술적 사상은 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 알루미늄 합금, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an extruded aluminum alloy for applying the insert die casting method, and a manufacturing method thereof.
최근 스마트폰 등의 전기전자제품이 고사양, 슬림화 추세에 따른 사용자의 요구수준이 높아지고 있다. 특히, 스마트폰의 금속 프레임 외장부는 외관으로 드러나기 때문에, 우수한 외장품질이 요구되고 있다.In recent years, electric and electronic products such as smart phones are increasing in demand from users according to the trend of high specifications and slimming. In particular, since the exterior part of the metal frame of the smartphone is exposed as an exterior, excellent exterior quality is required.
종래에는, 금속 프레임을 다이캐스팅을 이용하여 제조하고, 연마 가공 및 도장하여 금속 프레임 외장부를 제조하였다. 그런데 이러한 방법은 다이캐스팅 제품의 특성상 후속하는 공정에서 아노다이징 처리와 같은 표면처리를 거치더라도 우수한 외장품질을 구현하기 어려운 문제점이 있었다. 다른 방법으로서, 금속 프레임을 다이캐스팅을 대신하여 기계적 가공을 이용하여 제조하고, 아노다이징 표면처리함으로써 프레임 외장부의 외장품질을 증가시키려는 시도도 있다. 그러나, 기계적 가공 방법의 특성 상 금속프레임의 제조에 많은 시간과 비용이 소요되어 비경제적인 문제가 있다. 따라서 이동 단말기용 금속프레임의 제조가 용이하면서도 제품의 외장품질을 확보할 수 있는 새로운 기술에 대한 요구가 대두 되고 있다.Conventionally, a metal frame was manufactured using die casting, and polished and painted to manufacture a metal frame exterior. However, this method has a problem in that it is difficult to implement excellent exterior quality even if it undergoes surface treatment such as anodizing treatment in a subsequent process due to the characteristics of die casting products. As another method, there is an attempt to increase the exterior quality of the exterior part of the frame by manufacturing a metal frame using mechanical processing instead of die casting and treating the anodizing surface. However, due to the characteristics of the mechanical processing method, it takes a lot of time and cost to manufacture a metal frame, which is uneconomical. Accordingly, there is a demand for a new technology capable of securing the exterior quality of the product while making it easy to manufacture a metal frame for a mobile terminal.
삽입 다이캐스팅(Insert Die Casting)법은 압출재 또는 인발재의 각 부분을 절곡시켜 프레임 외장부를 형성시키고, 형성된 외장부를 금형 내에 장입한 후, 그 금형 내부로 금속 용탕을 주입하여 다이캐스팅함으로서 프레임 내장부를 상기 프레임 외장부와 일체화시키는 방법이다. 이러한 방법은 원하는 외장 품질을 확보함과 동시에 비용을 감소시키는 기술로서 주목받고 있다. 이러한 삽입 다이캐스팅 기술을 적용하는 경우, 특히 외장부를 구성하는 금속 물질이 높은 강도를 가질 것이 요구되고 있다.In the Insert Die Casting method, each part of the extruded or drawn material is bent to form an exterior part of the frame, and after inserting the formed exterior part into the mold, molten metal is injected into the mold to die-cast the interior of the frame. It is a way to integrate with wealth. This method is attracting attention as a technology to reduce cost while securing desired exterior quality. In the case of applying such an insert die casting technique, in particular, it is required that the metallic material constituting the exterior portion has high strength.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 알루미늄 합금, 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide an extruded aluminum alloy for applying the insert die casting method, and a manufacturing method thereof.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 알루미늄 합금은, 6.0 wt% 이상 내지 10.0 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0.5 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위의 마그네슘(Mg); 0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 크롬(Cr); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 철(Fe); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 티타늄(Ti); 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물을 포함한다.Extruded aluminum alloy for applying the insert die casting method according to the technical idea of the present invention to achieve the above technical problem, zinc (Zn) in the range of 6.0 wt% or more to 10.0 wt% or less; Magnesium (Mg) in the range of 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less; Copper (Cu) in the range of greater than 0 wt% and up to 3.0 wt %; Silicon (Si) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Chromium (Cr) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Iron (Fe) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; Titanium (Ti) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; And the balance contains aluminum (Al) and unavoidable impurities.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 아연은 6.0 wt% 이상 내지 7.0 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 마그네슘은 0.5 wt% 이상 내지 1.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the zinc may have a range of 6.0 wt% or more to 7.0 wt% or less, and the magnesium may have a range of 0.5 wt% or more to 1.0 wt% or less.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 아연은 6.5 wt% 이상 내지 7.0 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 마그네슘은 0.5 wt% 이상 내지 0.9 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the zinc may have a range of 6.5 wt% or more to 7.0 wt% or less, and the magnesium may have a range of 0.5 wt% or more to 0.9 wt% or less.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 아연은 7.5 wt% 이상 내지 9.5 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 마그네슘은 1.0 wt% 이상 내지 2.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the zinc may have a range of 7.5 wt% or more to 9.5 wt% or less, and the magnesium may have a range of 1.0 wt% or more to 2.0 wt% or less.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 아연은 8.0 wt% 이상 내지 9.0 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 마그네슘은 1.5 wt% 이상 내지 2.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the zinc may have a range of 8.0 wt% or more to 9.0 wt% or less, and the magnesium may have a range of 1.5 wt% or more to 2.0 wt% or less.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 아연은 5.5 wt% 이상 내지 7.5 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 마그네슘은 2.0 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 구리는 1.0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the zinc has a range of 5.5 wt% or more to 7.5 wt% or less, the magnesium has a range of 2.0 wt% or more to 4.0 wt% or less, and the copper is greater than 1.0 wt% to It may have a range of 3.0 wt% or less.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 아연은 6.0 wt% 이상 내지 7.0 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 마그네슘은 2.5 wt% 이상 내지 3.5 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 구리는 1.5 wt% 초과 내지 2.5 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the zinc has a range of 6.0 wt% or more to 7.0 wt% or less, the magnesium has a range of 2.5 wt% or more to 3.5 wt% or less, and the copper is more than 1.5 wt% to It may have a range of up to 2.5 wt%.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 아연은 6.0 wt% 이상 내지 6.5 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 마그네슘은 2.5 wt% 이상 내지 3.0 wt% 이하 범위를 가지고, 상기 구리는 1.5 wt% 초과 내지 2.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the zinc has a range of 6.0 wt% or more to 6.5 wt% or less, the magnesium has a range of 2.5 wt% or more to 3.0 wt% or less, and the copper is greater than 1.5 wt% to It may have a range of 2.0 wt% or less.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써, 300 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 20% 내지 30% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. , By natural aging treatment at a temperature in the range of 20 ℃ to 30 ℃, it can have a tensile strength in the range of 300 MPa to 400 MPa and an elongation in the range of 20% to 30%.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비 및 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 수행하여, 330 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 25% 내지 30% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26 and a mold temperature in the range of 325°C to 375°C, and the tensile strength in the range of 330 MPa to 400 MPa and 25% to 30 It can have an elongation in the% range.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써, 400 MPa 내지 500 MPa 범위의 인장 강도와 8% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. , By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, the tensile strength in the range of 400 MPa to 500 MPa and the elongation in the range of 8% to 20% can be obtained.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 15 시간 동안 시효처리함으로써, 550 MPa 내지 650 MPa 범위의 인장 강도와 14% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. , By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 200°C for 10 to 15 hours, the tensile strength in the range of 550 MPa to 650 MPa and the range of 14% to 20% It can have an elongation of
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비, 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 15 시간 동안 시효처리함으로써, 590 MPa 내지 650 MPa 범위의 인장 강도와 16% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio ranging from 22 to 26, a mold temperature ranging from 325°C to 375°C, and an extrusion rate ranging from 50 cm/min to 70 cm/min, and , By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 140°C for 10 to 15 hours, the tensile strength in the range of 590 MPa to 650 MPa and the range of 16% to 20% It can have an elongation of
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 450 MPa 내지 550 MPa 범위의 인장 강도와 16% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. , By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 200°C for 20 to 30 hours, the tensile strength in the range of 450 MPa to 550 MPa and the range of 16% to 20% It can have an elongation of
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비, 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 490 MPa 내지 550 MPa 범위의 인장 강도와 18% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio ranging from 22 to 26, a mold temperature ranging from 325°C to 375°C, and an extrusion rate ranging from 50 cm/min to 70 cm/min, and , By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 140°C for 20 to 30 hours, and the tensile strength in the range of 490 MPa to 550 MPa and the range of 18% to 20% It can have an elongation of
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 알루미늄 합금 압출재의 제조 방법은, 용탕을 주조하여 알루미늄 합금을 제조하는 단계; 상기 알루미늄 합금을 압출하여 알루미늄 합금 압출재를 형성하는 단계; 상기 알루미늄 합금 압출재를 용체화하는 단계; 상기 알루미늄 합금 압출재를 냉각하는 단계; 및 상기 알루미늄 합금 압출재를 시효처리하는 단계;를 포함하고, 상기 알루미늄 합금은, 6.0 wt% 이상 내지 10.0 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0.5 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위의 마그네슘(Mg); 0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 크롬(Cr); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 철(Fe); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 티타늄(Ti); 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물을 포함한다.The method of manufacturing an aluminum alloy extruded material applying an insert die casting method according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem includes the steps of producing an aluminum alloy by casting a molten metal; Extruding the aluminum alloy to form an aluminum alloy extruded material; Solutionizing the extruded aluminum alloy material; Cooling the aluminum alloy extruded material; And aging the extruded aluminum alloy material, wherein the aluminum alloy comprises: zinc (Zn) in the range of 6.0 wt% or more to 10.0 wt% or less; Magnesium (Mg) in the range of 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less; Copper (Cu) in the range of greater than 0 wt% and up to 3.0 wt %; Silicon (Si) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Chromium (Cr) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Iron (Fe) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; Titanium (Ti) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; And the balance contains aluminum (Al) and unavoidable impurities.
본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 알루미늄 합금은 적절한 합금 설계 및 열처리 조건을 통하여 원하는 인장 강도, 항복 강도 및 연신율을 구현할 수 있다. 이러한 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 알루미늄 합금 압출재는 스마트폰 등의 이동단말기와 같은 전자기기 프레임으로 제작할 때의 삽입 다이캐스팅 공법에 적용을 위한 적절한 형태로 압출을 하고, 조성 범위에 따른 열처리 실시예를 통해 고강도 이동단말기용 알루미늄 압출재를 구현할 수 있다. 가공성을 보완하면서 강도를 올리기 위해서 최적의 알루미늄 빌렛의 예열온도, 압출비, 압출속도 등을 적용한 후, 압출재의 조성에 걸맞는 적절한 열처리법을 통해 삽입 다이캐스팅 공법에 적합한 형태 및 강도, 연신율 등의 양호한 기계적 특성을 가지는 알루미늄 합금 압출재를 형성할 수 있다.The extruded aluminum alloy for applying the insert die casting method according to the technical idea of the present invention may realize desired tensile strength, yield strength, and elongation through appropriate alloy design and heat treatment conditions. The aluminum alloy extruded material for applying this insert die casting method is extruded in an appropriate form for application to the insert die casting method when manufacturing an electronic device frame such as a mobile terminal such as a smartphone, and through heat treatment examples according to the composition range It is possible to implement an aluminum extrusion material for high-strength mobile terminals. After applying the optimum preheating temperature, extrusion ratio, and extrusion speed of aluminum billet in order to enhance the workability and increase the strength, the shape, strength, and elongation suitable for the insert die casting method are suitable through the appropriate heat treatment method suitable for the composition of the extruded material. Aluminum alloy extruded material having mechanical properties can be formed.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an aluminum alloy extruded material for application of an insert die casting method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 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 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to completely convey the technical idea of the present invention to those skilled in the art. In this specification, the same reference numerals mean the same elements. Furthermore, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
본 발명의 기술적 사상은 삽입 다이캐스팅 기술 적용을 위한 알루미늄 소재에 대한 압출 및 열처리법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an extrusion and heat treatment method for an aluminum material for application of the insert die casting technology.
알루미늄은 전성과 연성이 뛰어나고 전기 전도성이 좋으며 광택이 오래 지속될 수 있는 부분에 자주 사용된다. 가볍고 녹이 잘 슬지 않지만 강도가 약하기 때문에 알루미늄 합금을 통해 강도를 향상시켜서 사용한다. 알루미늄 합금은 조성과 열처리에 따라서 다른 인장강도 값을 나타내며, 가볍고 내구성이 크고 심미성이 우수하여 여러 제품의 구조재 및 주요 재료로 쓰이고 있다.Aluminum has excellent malleability and ductility, has good electrical conductivity, and is often used in areas where luster can last a long time. It is light and rust-resistant, but its strength is weak, so it is used after improving its strength through aluminum alloy. Aluminum alloys exhibit different tensile strength values depending on composition and heat treatment, and are used as structural materials and main materials for various products due to their light weight, durability, and excellent aesthetics.
국내기술수준의 알루미늄 합금의 평균 인장강도와 연신율은 350 MPa, 6% 정도이다. 스마트폰 외장부의 강도 향성을 위해 적용되는 알루미늄 압출 소재에 대한 압출공정에 따른 강도 변화를 분석하고 기존의 주조용 알루미늄 합금과 압출용 알루미늄 합금의 연속공정으로 삽입 다이캐스팅 공법을 통해 최적화하고, 강화원소 첨가와 적절한 열처리를 통하여 고강도의 알루미늄 합금을 얻을 수 있다. 본 발명에서는 강화원소 첨가와 열처리를 이용하여 국내수준을 넘어선 평균 인장강도 595.2 MPa, 연신율 16.8%이라는 긍정적 효과를 얻을 수 있었다The average tensile strength and elongation of aluminum alloy at the level of domestic technology is 350 MPa, about 6%. Analyzing the change in strength according to the extrusion process of the aluminum extrusion material applied to enhance the strength of the external part of the smartphone, and optimizing it through the insert die casting method in a continuous process of the existing casting aluminum alloy and extrusion aluminum alloy, and adding reinforcing elements High-strength aluminum alloy can be obtained through appropriate heat treatment. In the present invention, by using the addition of reinforcing elements and heat treatment, it was possible to obtain a positive effect of an average tensile strength of 595.2 MPa and an elongation of 16.8% beyond the domestic level.
본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금은, 6.0 wt% 이상 내지 10.0 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0.5 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위의 마그네슘(Mg); 0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 크롬(Cr); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 철(Fe); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 티타늄(Ti); 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물을 포함한다.The aluminum alloy for application of the insert die casting method according to an embodiment of the present invention includes zinc (Zn) in the range of 6.0 wt% or more to 10.0 wt% or less; Magnesium (Mg) in the range of 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less; Copper (Cu) in the range of greater than 0 wt% and up to 3.0 wt %; Silicon (Si) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Chromium (Cr) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Iron (Fe) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; Titanium (Ti) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; And the balance contains aluminum (Al) and unavoidable impurities.
아연(Zn)은 알루미늄 합금에서 성형 후 열처리를 통하여 마그네슘과 함께 MgZn2 상을 형성함으로써 강도를 향상시키게 된다. 머그네슘과 결합하고 남은 잉여 아연은 입계에 집중되기 때문에 입계 내식성을 감소시켜 응력부식균열에 취약성을 나타내므로, 합금 설계시 마그네슘과 아연의 비율이 중요하다. Zn의 함량이 6.0 wt% 미만일 경우 동일한 마그네슘 함량에서 MgZn2의 공정상이 줄어들기 때문에 강도가 저하되는 문제가 있다. 반면, 아연의 함량이 10 wt%를 초과할 경우에는 잉여 아연이 입계에 집중되어 있기 때문에 압출 성형시 전위의 이동을 방해하기 때문에 압출성이 저하된다.Zinc (Zn) improves strength by forming a MgZn 2 phase with magnesium through heat treatment after forming in an aluminum alloy. Since excess zinc remaining after bonding with magnesium is concentrated in the grain boundary, the grain boundary corrosion resistance is reduced to show susceptibility to stress corrosion cracking, so the ratio of magnesium and zinc is important when designing an alloy. If the content of Zn is less than 6.0 wt%, there is a problem in that the strength decreases because the process phase of MgZn 2 is reduced at the same magnesium content. On the other hand, when the zinc content exceeds 10 wt%, since excess zinc is concentrated in the grain boundary, it hinders the movement of dislocations during extrusion, so that the extrudability is deteriorated.
마그네슘(Mg)은 알루미늄 합금에서 고용 강화 효과로 널리 알려져 있는 원소로서, 마그네슘 함량이 증가할수록 압출성이 감소되며, 마그네슘은 아연과 결합하여 강도를 향상시킨다. 마그네슘의 함량이 0.5 wt% 미만일 경우 잉여 아연이 증가하고 MgZn2 석출상이 감소하기 때문에, 강도가 저하하고 응력부식균열 저항성이 감소하게 된다. 또, 마그네슘의 함량이 4.0 wt%를 초과할 경우에는 알루미늄 기지 내의 마그네슘의 고용 강화로 인한 강도는 상승하지만 압출성이 크게 감소한다. 마그네슘의 증가에 따른 압출 압력의 증가는 알루미늄 기지 중의 마그네슘 고용 강화 및 Mg2Si 금속간화합물의 체적 증가에 따라 증가되는 것으로 분석된다. 따라서, 알루미늄 합금에서 실리콘(Si)의 함량을 최소화하고 아연과 마그네슘의 비율에 따른 강도 및 압출성을 확보해야 한다. 아연/마그네슘의 비율이 높아질수록 응력부식균열 저항성이 감소하기 때문에, 적정의 비율을 유지하는 것이 필요하다.Magnesium (Mg) is an element widely known for its solid solution strengthening effect in aluminum alloys. As the magnesium content increases, the extrudability decreases, and magnesium combines with zinc to improve strength. When the content of magnesium is less than 0.5 wt%, since excess zinc increases and MgZn 2 precipitated phase decreases, strength decreases and stress corrosion cracking resistance decreases. In addition, when the magnesium content exceeds 4.0 wt%, the strength due to solid solution strengthening of magnesium in the aluminum matrix increases, but the extrudability decreases significantly. It is analyzed that the increase of the extrusion pressure according to the increase of magnesium increases with the increase in the volume of the Mg 2 Si intermetallic compound and the solid solution strengthening of magnesium in the aluminum matrix. Therefore, it is necessary to minimize the content of silicon (Si) in the aluminum alloy and secure strength and extrudability according to the ratio of zinc and magnesium. As the ratio of zinc/magnesium increases, the resistance to stress corrosion cracking decreases, so it is necessary to maintain an appropriate ratio.
구리(Cu)는 알루미늄 합금에서 열처리 효과를 극대화하는 원소인데, 첨가량이 증가함에 따라 미세한 등축정의 결정립을 형성하여 결정립계에 존재하는 공정상이 증가함으로써 강도를 향상시키게 된다. 따라서 알루미늄 합금에서 고강도 합금의 경우 구리를 첨가하여 강도를 향상시키고 있으나, 구리로 인해 표면 내식성이 저하되는 문제가 발생한다. 특히, 구리가 첨가된 알루미늄 합금을 부품의 외장재로 사용할 경우, 표면 부식에 의한 황변이 발생하기 쉬우며, 발청 또한 구리가 미포함된 알루미늄 합금과 대비할 때 발생 시간이 단축되는 문제가 있다. 구리 함량이 3.0 wt%를 초과할 경우에는 크랙 발생이 빈번하여 생산성이 저하되는 문제가 있고, 내식성이 저하될 수 있다.Copper (Cu) is an element that maximizes the heat treatment effect in an aluminum alloy, and as the amount of addition increases, fine equiaxed crystal grains are formed, and the process phase present at the grain boundary increases, thereby improving strength. Therefore, in the case of a high-strength alloy in an aluminum alloy, copper is added to improve strength, but there is a problem in that the surface corrosion resistance is deteriorated due to copper. In particular, when an aluminum alloy added with copper is used as an exterior material of a component, yellowing due to surface corrosion is likely to occur, and there is a problem in that the occurrence time is shortened when compared with an aluminum alloy containing no copper. When the copper content exceeds 3.0 wt%, cracks are frequently generated, resulting in a problem of lowering productivity, and corrosion resistance may decrease.
구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금에서, 상기 아연은 6.0 wt% 이상 내지 7.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 마그네슘은 0.5 wt% 이상 내지 1.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 아연은 6.5 wt% 이상 내지 7.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 마그네슘은 0.5 wt% 이상 내지 0.9 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 이러한 범위는 하기에 구체적인 실시예로서 설명하는 Al-6.77Zn-0.82Mg 합금에 대응할 수 있다.Specifically, in the aluminum alloy for application of the insert die casting method according to an embodiment of the present invention, the zinc may have a range of 6.0 wt% or more to 7.0 wt% or less, and the magnesium is 0.5 wt% or more to 1.0 wt% It may have the following range. In addition, the zinc may have a range of 6.5 wt% or more to 7.0 wt% or less, and the magnesium may have a range of 0.5 wt% or more to 0.9 wt% or less. This range may correspond to the Al-6.77Zn-0.82Mg alloy described as a specific example below.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금에서, 상기 아연은 7.5 wt% 이상 내지 9.5 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 마그네슘은 1.0 wt% 이상 내지 2.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 아연은 8.0 wt% 이상 내지 9.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 마그네슘은 1.5 wt% 이상 내지 2.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 이러한 범위는 하기에 구체적인 실시예로서 설명하는 Al-8.58Zn-1.6Mg 합금에 대응할 수 있다.In addition, in the aluminum alloy for application of the insert die casting method according to an embodiment of the present invention, the zinc may have a range of 7.5 wt% or more to 9.5 wt% or less, and the magnesium is 1.0 wt% or more to 2.0 wt% or less It can have a range. In addition, the zinc may have a range of 8.0 wt% or more to 9.0 wt% or less, and the magnesium may have a range of 1.5 wt% or more to 2.0 wt% or less. This range may correspond to the Al-8.58Zn-1.6Mg alloy described as a specific example below.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금에서, 상기 아연은 5.5 wt% 이상 내지 7.5 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 마그네슘은 2.0 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 구리는 1.0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 아연은 6.0 wt% 이상 내지 7.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 마그네슘은 2.5 wt% 이상 내지 3.5 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 구리는 1.5 wt% 초과 내지 2.5 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 아연은 6.0 wt% 이상 내지 6.5 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 마그네슘은 2.5 wt% 이상 내지 3.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 구리는 1.5 wt% 초과 내지 2.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 이러한 범위는 하기에 구체적인 실시예로서 설명하는 Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu 합금에 대응할 수 있다.In addition, in the aluminum alloy for application of the insert die casting method according to an embodiment of the present invention, the zinc may have a range of 5.5 wt% or more to 7.5 wt% or less, and the magnesium is 2.0 wt% or more to 4.0 wt% or less It may have a range, and the copper may have a range of greater than 1.0 wt% to 3.0 wt% or less. In addition, the zinc may have a range of 6.0 wt% or more to 7.0 wt% or less, the magnesium may have a range of 2.5 wt% or more to 3.5 wt% or less, and the copper is more than 1.5 wt% to 2.5 wt% or less It can have a range. In addition, the zinc may have a range of 6.0 wt% or more to 6.5 wt% or less, the magnesium may have a range of 2.5 wt% or more to 3.0 wt% or less, and the copper is more than 1.5 wt% to 2.0 wt% or less It can have a range. This range may correspond to the Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu alloy described below as a specific example.
상기 알루미늄 합금에서, 실리콘(Si), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 티타늄(Ti), 또는 이들 모두는 의도적으로 첨가된 합금 성분일 수 있고, 또는 불가피한 불순물일 수 있다.In the aluminum alloy, silicon (Si), chromium (Cr), iron (Fe), manganese (Mn), titanium (Ti), or all of these may be intentionally added alloy components, or may be unavoidable impurities. .
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다. 1 is a flow chart showing a manufacturing method (S100) of an aluminum alloy extruded material for applying the insert die casting method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재의 제조 방법(S100)은, 용탕을 주조하여 알루미늄 합금을 제조하는 단계(S110); 상기 알루미늄 합금을 압출하여 알루미늄 합금 압출재를 형성하는 단계(S120); 상기 알루미늄 합금 압출재를 용체화하는 단계(S130); 상기 알루미늄 합금 압출재를 냉각하는 단계(S140); 및 상기 알루미늄 합금 압출재를 시효처리하는 단계(S150);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method (S100) of manufacturing an aluminum alloy extruded material for applying an insert die casting method according to an embodiment of the present invention includes the steps of manufacturing an aluminum alloy by casting molten metal (S110); Extruding the aluminum alloy to form an aluminum alloy extruded material (S120); Solutionizing the aluminum alloy extruded material (S130); Cooling the aluminum alloy extruded material (S140); And aging the aluminum alloy extruded material (S150).
상기 용탕을 주조하여 알루미늄 합금을 제조하는 단계(S110)는 상술한 알루미늄 합금 조성을 만족하도록 각각의 원소를 용해한 용탕을 준비하고, 상기 용탕을 주조하여 알루미늄 합금 주조재를 형성한다. 주조 방법으로는 다양한 방법을 이용할 수 있고, 예를 들어 저압주조공법, 중력주조공법, 또는 이들의 조합을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the step of manufacturing an aluminum alloy by casting the molten metal (S110), a molten metal in which each element is dissolved to satisfy the above-described aluminum alloy composition is prepared, and the molten metal is cast to form an aluminum alloy cast material. As a casting method, various methods may be used, for example, a low pressure casting method, a gravity casting method, or a combination thereof may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 알루미늄 합금을 압출하여 알루미늄 합금 압출재를 형성하는 단계(S120)는, 예를 들어 20 내지 30 범위의 압출비, 예를 들어 22 내지 26 범위의 압출비로 압출을 수행하여 상기 압출재를 형성할 수 있다. 또한, 상기 압출재를 형성하기 위하여, 예를 들어 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 예를 들어 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 상기 압출을 수행할 수 있다. 상기 압출은, 예를 들어 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도로 수행할 수 있다.In the step of extruding the aluminum alloy to form an aluminum alloy extruded material (S120), the extruded material may be formed by performing extrusion at, for example, an extrusion ratio in the range of 20 to 30, for example, an extrusion ratio in the range of 22 to 26. . In addition, in order to form the extruded material, the extrusion may be performed using, for example, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, for example, a mold temperature in the range of 325°C to 375°C. The extrusion may be performed at, for example, an extrusion rate in the range of 50 cm/min to 70 cm/min.
상기 알루미늄 합금 압출재를 용체화하는 단계(S130)는, 예를 들어 400℃ 내지 500℃ 범위의 온도에서 1 시간 내지 5 시간 동안 수행할 수 있다.The step of solutionizing the aluminum alloy extruded material (S130) may be performed, for example, at a temperature in the range of 400°C to 500°C for 1 hour to 5 hours.
상기 알루미늄 합금 압출재를 냉각하는 단계(S140)는, 다양한 냉각 속도를 이용하여 수행할 수 있고, 예를 들어 1℃/시 내지 100℃/시 범위의 냉각 속도로 수행할 수 있다.The step of cooling the aluminum alloy extruded material (S140) may be performed using various cooling rates, and for example, may be performed at a cooling rate in the range of 1°C/hour to 100°C/hour.
상기 알루미늄 합금 압출재를 시효처리하는 단계(S150)는, 예를 들어 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서, 예를 들어 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 30 시간 동안 수행할 수 있다. 상기 시효 시간은 다양하게 변화시킬 수 있고, 예를 들어 10 시간 내지 15 시간 동안 수행하거나 또는 예를 들어 20 시간 내지 30 시간 동안 수행할 수 있다.The aging treatment of the aluminum alloy extruded material (S150) may be performed at, for example, at a temperature in the range of 100°C to 200°C, for example, at a temperature in the range of 100°C to 140°C for 10 to 30 hours. The aging time may be variously changed, for example, it may be performed for 10 hours to 15 hours or, for example, for 20 hours to 30 hours.
또한, 상기 알루미늄 합금 압출재를 시효처리하는 단계(S150)는, 상술한 바와 같은 인공적으로 상승된 온도에서 시효 처리하기 전에, 상온에서, 예를 들어 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연시효하는 단계를 더 수행할 수 있다. 또는, 상승한 온도에서 시효처리하는 것을 대신하여 자연시효하는 단계를 수행할 수 있다.In addition, the step of aging the aluminum alloy extruded material (S150) is a step of natural aging at room temperature, for example, at a temperature in the range of 20°C to 30°C, before aging treatment at an artificially elevated temperature as described above. You can do more. Alternatively, a step of natural aging may be performed instead of aging treatment at an elevated temperature.
예를 들어, 상술한 Al-0.82Mg-6.77Zn 합금에 대응되는 조성을 가지는 알루미늄 합금 압출재의 경우에는, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써, 300 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 20% 내지 30% 범위의 연신율을 가질 수 있다.For example, in the case of an aluminum alloy extruded material having a composition corresponding to the Al-0.82Mg-6.77Zn alloy described above, by natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, the tensile strength in the range of 300 MPa to 400 MPa and It may have an elongation in the range of 20% to 30%.
예를 들어, 상술한 Al-1.6Mg-8.58Zn 합금에 대응되는 조성을 가지는 알루미늄 합금 압출재의 경우에는, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써, 400 MPa 내지 500 MPa 범위의 인장 강도와 8% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.For example, in the case of an aluminum alloy extruded material having a composition corresponding to the above-described Al-1.6Mg-8.58Zn alloy, by natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, the tensile strength in the range of 400 MPa to 500 MPa and It may have an elongation in the range of 8% to 20%.
예를 들어, 상술한 Al-2.96Mg-6.43Zn-1.93Cu 합금에 대응되는 조성을 가지는 알루미늄 합금 압출재의 경우에는, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 15 시간 동안 시효처리함으로써, 550 MPa 내지 650 MPa 범위의 인장 강도와 14% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.For example, in the case of an aluminum alloy extruded material having a composition corresponding to the above-described Al-2.96Mg-6.43Zn-1.93Cu alloy, natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and in the range of 100°C to 200°C By aging treatment at temperature for 10 to 15 hours, it is possible to have a tensile strength in the range of 550 MPa to 650 MPa and an elongation in the range of 14% to 20%.
정리하면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 알루미늄 합금 압출재는, 6.0 wt% 이상 내지 10.0 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0.5 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위의 마그네슘(Mg); 0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 크롬(Cr); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 철(Fe); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 티타늄(Ti); 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써, 300 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 20% 내지 30% 범위의 연신율을 가질 수 있다. 상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비 및 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 수행할 수 있고, 이 경우에는 330 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 25% 내지 30% 범위의 연신율을 가질 수 있다.In summary, the aluminum alloy extruded material according to the technical idea of the present invention includes zinc (Zn) in the range of 6.0 wt% or more to 10.0 wt% or less; Magnesium (Mg) in the range of 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less; Copper (Cu) in the range of greater than 0 wt% and up to 3.0 wt %; Silicon (Si) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Chromium (Cr) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Iron (Fe) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; Titanium (Ti) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; And the balance includes aluminum (Al) and inevitable impurities, and is extruded using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300 to 400° C., and an extrusion rate in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. Then, by performing natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, the tensile strength in the range of 300 MPa to 400 MPa and the elongation in the range of 20% to 30% can be obtained. The extrusion can be performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26 and a mold temperature in the range of 325°C to 375°C, in this case, the tensile strength in the range of 330 MPa to 400 MPa and the elongation in the range of 25% to 30% Can have.
본 발명의 기술적 사상에 따른 알루미늄 합금 압출재는, 상술한 조성으로 구성되고, 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써, 400 MPa 내지 500 MPa 범위의 인장 강도와 8% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.The aluminum alloy extruded material according to the technical idea of the present invention is composed of the above-described composition, an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. By performing extrusion using a speed and natural aging treatment at a temperature ranging from 20°C to 30°C, it is possible to have a tensile strength in the range of 400 MPa to 500 MPa and an elongation in the range of 8% to 20%.
본 발명의 기술적 사상에 따른 알루미늄 합금 압출재는, 상술한 조성으로 구성되고, 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 15 시간 동안 시효처리함으로써, 550 MPa 내지 650 MPa 범위의 인장 강도와 14% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.The aluminum alloy extruded material according to the technical idea of the present invention is composed of the above-described composition, an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. Extrusion is carried out using a speed, natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 200°C for 10 to 15 hours, thereby elongation in the range of 550 MPa to 650 MPa It can have strength and elongation in the range of 14% to 20%.
본 발명의 기술적 사상에 따른 알루미늄 합금 압출재는, 상술한 조성으로 구성되고, 22 내지 26 범위의 압출비, 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 15 시간 동안 시효처리함으로써, 590 MPa 내지 650 MPa 범위의 인장 강도와 16% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.The aluminum alloy extruded material according to the technical idea of the present invention is composed of the above-described composition, an extrusion ratio in the range of 22 to 26, a mold temperature in the range of 325°C to 375°C, and an extrusion in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. Extrusion is carried out using a speed, natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 140°C for 10 to 15 hours, thereby elongation in the range of 590 MPa to 650 MPa It can have strength and elongation in the range of 16% to 20%.
본 발명의 기술적 사상에 따른 알루미늄 합금 압출재는, 상술한 조성으로 구성되고, 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 450 MPa 내지 550 MPa 범위의 인장 강도와 16% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.The aluminum alloy extruded material according to the technical idea of the present invention is composed of the above-described composition, an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. Extrusion is carried out using a speed, natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 200°C for 20 to 30 hours, thereby tensile strength in the range of 450 MPa to 550 MPa It can have strength and elongation in the range of 16% to 20%.
본 발명의 기술적 사상에 따른 알루미늄 합금 압출재는, 상술한 조성으로 구성되고, 22 내지 26 범위의 압출비, 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 490 MPa 내지 550 MPa 범위의 인장 강도와 18% 내지 20% 범위의 연신율을 가질 수 있다.The aluminum alloy extruded material according to the technical idea of the present invention is composed of the above-described composition, an extrusion ratio in the range of 22 to 26, a mold temperature in the range of 325°C to 375°C, and an extrusion in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. Extrusion is performed using a speed, natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 140°C for 20 to 30 hours, thereby stretching the range of 490 MPa to 550 MPa It can have strength and elongation in the range of 18% to 20%.
실험예Experimental example
이하에서는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재에 대한 실험예를 설명하기로 한다.Hereinafter, an experimental example of an aluminum alloy extruded material for applying the insert die casting method according to the technical idea of the present invention will be described.
본 실험예는 삽입 다이캐스팅법에서의 가공용 알루미늄 합금 개발을 위한 것으로서, 가공용 알루미늄 합금 개발은 고강도 알루미늄 성형재 개발로서 휴대폰 메탈 케이스의 프레임 부분에 사용되는 소재의 선정 및 특성 향상을 목적으로 한다.This experimental example is for the development of an aluminum alloy for processing in an insert die casting method, and the development of an aluminum alloy for processing is the development of a high-strength aluminum molded material for the purpose of selecting a material used for the frame part of a mobile phone metal case and improving characteristics.
종래에 알루미늄 합금 케이스 개발에 적용하였던 다이캐스팅 공법과 기계적 가공 공법에 적합한 형태 및 기계적 특성을 갖는 여러 조성의 알루미늄 합금을 설계하고, 압출과 열처리를 통해 연구를 진행하였다. 목표 물성은 인장강도 390MPa, 연신율 8%, 내부기공률2%, 두께 0.7T이하 이다. 또한, 외장부 강도 향상을 위해 적용되는 알루미늄 압출소재에 대한 압출공정에 따른 강도변화 분석하고, 기존의 주조용과 압출용 알루미늄 합금의 연속공정으로 IDC(Insert Diecasting) 공법을 최적화하고 압출재와 주조재 사이의 계면 특성 및 기공율 분석하였다.Aluminum alloys of various compositions having a shape and mechanical properties suitable for the die-casting method and mechanical processing method that were previously applied to the development of aluminum alloy cases were designed, and research was conducted through extrusion and heat treatment. The target properties are 390 MPa tensile strength, 8% elongation, 2% internal porosity, and less than 0.7T thickness. In addition, the strength change according to the extrusion process of the aluminum extruded material applied to improve the strength of the exterior part is analyzed, the IDC (Insert Diecasting) method is optimized through the continuous process of the existing casting and extrusion aluminum alloy, and the extruded material and the casting material The interfacial properties and porosity were analyzed.
알루미늄 7,000계열의 경우에는 시효경화성 합금으로 합금조성의 성분비와 열처리와 시효처리에 따라 인장강도 및 연신율과 같은 기계적 특성이 변하는 특징을 고려하여야 함에 따라 7,000계열 알루미늄 합금 중 시효경화성 합금계에 대한 최적의 합금조성비와 열처리, 시효 조건에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 7,000계열의 알루미늄 합금의 경우에는 고강도 알루미늄 합금이기 때문에 6,000계열의 알루미늄 합금소재와 압출가공 조건이 상이하며 공정조건이 까다로울 수 있다.In the case of aluminum 7,000 series, the composition ratio of the alloy composition and the characteristics of changing mechanical properties such as tensile strength and elongation according to heat treatment and aging treatment as an age hardenable alloy must be considered. The alloy composition ratio, heat treatment, and aging conditions were studied. In addition, since 7,000 series of aluminum alloys are high-strength aluminum alloys, extrusion processing conditions are different from those of 6,000 series of aluminum alloy materials, and process conditions may be difficult.
고강도 알루미늄 합금 설계를 위하여, 합금조성을 조정하여 설계 후, 압출과 자연시효를 수행한 소재를 도출하였으며, 인장 강도 414.5MPa, 연신율 9.1% 도달로 목표값 상회하였다. CNC가공을 적용하기 위해 제조된 압출재는, 압출 후 자연시효 상태에서 인장강도 및 연신율이 592.4MPa, 12.3%, 자연시효+12시간 인공시효의 경우에는 595.2MPa, 16.8%, 24시간 인공시효의 경우에는 499.4MPa, 18.1% 도달하여 목표값 상회하였다.For the high-strength aluminum alloy design, after designing by adjusting the alloy composition, a material subjected to extrusion and natural aging was derived, and the tensile strength was 414.5 MPa and the elongation reached 9.1%, exceeding the target value. Extruded materials manufactured to apply CNC processing have a tensile strength and elongation of 592.4 MPa, 12.3% in natural aging conditions after extrusion, 595.2 MPa, 16.8% in natural aging + 12 hours artificial aging, and artificial aging for 24 hours. , 499.4 MPa and 18.1% were reached, exceeding the target value.
실험예로서 선택된 합금은 Al-6.77Zn-0.82Mg, Al-8.58Zn-1.60Mg, Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu 합금으로, 시효경화성이 우수하고 뛰어난 강성을 가지며 압출성이 우수한 가공재 합금으로써, 조성 설계 및 시효를 통한 강도 향상을 구현하고자 하였다. 상기 합금은 항공기, 스포츠용품 등 높은 강도가 요구되는 구조재에 사용되는 알루미늄 합금이다.The alloys selected as experimental examples are Al-6.77Zn-0.82Mg, Al-8.58Zn-1.60Mg, and Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu alloys, which have excellent aging hardenability, excellent rigidity, and excellent extrudability. As a result, it was intended to implement strength improvement through composition design and aging. The alloy is an aluminum alloy used for structural materials that require high strength, such as aircraft and sporting goods.
상기 알루미늄 합금의 압출 조건은 24:1의 압출비, 350℃의 금형 온도, 350℃의 빌렛 온도, 60 cm/분의 압출 속도로 수행하였다. 압출 후에는 상온에서 자연 시효하거나, 450℃ 2시간 용체화한후 120℃ 12시간 동안 또는 24 시간 동안 시효처리하였다.Extrusion conditions of the aluminum alloy were performed at an extrusion ratio of 24:1, a mold temperature of 350°C, a billet temperature of 350°C, and an extrusion rate of 60 cm/min. After extrusion, it was naturally aged at room temperature, or after solution treatment at 450° C. for 2 hours and then aged at 120° C. for 12 hours or 24 hours.
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 알루미늄 합금 압출재의 조성을 나타내는 표이다.Table 1 is a table showing the composition of an aluminum alloy extruded material for applying the insert die casting method according to an embodiment of the present invention.
Al-5.25Zn-0.42MgComparative Example 1
Al-5.25Zn-0.42Mg
Al-10.5Zn-4.53MgComparative Example 2
Al-10.5Zn-4.53Mg
Al-6.77Zn-0.82MgExample 1
Al-6.77Zn-0.82Mg
Al-8.58Zn-1.60MgExample 2
Al-8.58Zn-1.60Mg
Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93CuExample 3
Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu
실시예1의 Al-6.77Zn-0.82Mg 합금의 경우에는, 압출 후 자연 시효한 후에, 비커스 경도값은 100.4Hv (환산 인장강도는 328.0 MPa 임), 평균 인장강도는 332.3 MPa, 평균 연신율은 25.7%로 나타났다. 연신율은 목표값 8% 보다 상회하였으나, 인장강도는 목표값 390 MPa에 미달되었다. 이에 따라, 강화 원소로 아연과 마그네슘을 더 추가하여 높은 강도를 갖는 합금으로 실시예2를 설계하였다.In the case of the Al-6.77Zn-0.82Mg alloy of Example 1, after extruding and natural aging, the Vickers hardness value was 100.4Hv (the converted tensile strength was 328.0 MPa), the average tensile strength was 332.3 MPa, and the average elongation was 25.7. %. The elongation was higher than the target value of 8%, but the tensile strength was less than the target value of 390 MPa. Accordingly, Example 2 was designed as an alloy having high strength by adding zinc and magnesium as reinforcing elements.
실시예2의 Al-8.58Zn-1.60Mg 합금의 경우에는 압출 후 자연 시효한 후에, 비커스 경도값은 126.93Hv (환산 인장강도는 411.6 MPa 임), 평균 인장강도는 414.5 MPa, 평균 연신율은 9.1%로 나타났다. 실시예1과 비교하면, 인장 강도는 목표값 390 MPa를 상회하였으며, 연신율은 많이 감소하였지만 목표값 8% 보다 상회하였다.In the case of the Al-8.58Zn-1.60Mg alloy of Example 2, after extruding and natural aging, the Vickers hardness value was 126.93Hv (the converted tensile strength was 411.6 MPa), the average tensile strength was 414.5 MPa, and the average elongation was 9.1%. Appeared as. Compared with Example 1, the tensile strength exceeded the target value of 390 MPa, and the elongation was significantly reduced, but exceeded the target value of 8%.
실시예3의 Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu 합금의 경우에는, 열처리 효과를 극대화하기 위하여 구리를 더 첨가하였다. 압출 후 자연시효한 후에는 평균 인장강도는 593.5 MPa, 평균 연신율은 12.5%로 나타났다. 압출 후 자연시효한 후, 120℃ 에서 12시간 동안 인공 시효처리한 후에는, 평균 인장강도는 595.2MPa, 평균 연신율은 16.8%로 나타났다. 인공 시효처리에 의하여 인장강도는 약간 증가 도는 거의 변화가 없었으며, 연신율은 4.3% 더 증가하였다. 또한, 압출 후 자연시효한 후, 120℃ 에서 24시간 동안 인공 시효처리한 후에는, 평균 인장강도는 499.4MPa, 평균 연신율은 18.1%로 나타났다. 인공 시효처리에 의하여 인장강도는 16% 감소하였으나 목표값을 상회하였고, 연신율은 5.6% 더 증가하였다.In the case of the Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu alloy of Example 3, copper was further added to maximize the heat treatment effect. After extruding and natural aging, the average tensile strength was 593.5 MPa and the average elongation was 12.5%. After extruding and natural aging, after artificial aging treatment at 120°C for 12 hours, the average tensile strength was 595.2 MPa and the average elongation was 16.8%. By artificial aging treatment, the tensile strength slightly increased or little changed, and the elongation increased by 4.3%. In addition, after extruding and natural aging, after artificial aging treatment at 120°C for 24 hours, the average tensile strength was 499.4 MPa and the average elongation was 18.1%. The tensile strength decreased by 16% by artificial aging treatment, but exceeded the target value, and the elongation increased by 5.6%.
표 2는 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 알루미늄 합금 압출재의 기계적 물성을 나타내는 표이다.Table 2 is a table showing the mechanical properties of the aluminum alloy extruded material for applying the insert die casting method according to an embodiment of the present invention.
(MPa)The tensile strength
(MPa)
(%)Elongation
(%)
Al-5.25Zn-0.42MgComparative Example 1
Al-5.25Zn-0.42Mg
Al-10.5Zn-4.53MgComparative Example 2
Al-10.5Zn-4.53Mg
Al-6.77Zn-0.82MgExample 1
Al-6.77Zn-0.82Mg
Al-8.58Zn-1.60MgExample 2
Al-8.58Zn-1.60Mg
Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93CuExample 3
Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu
Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93CuExample 3
Al-6.43Zn-2.96Mg-1.93Cu
Al-2.96Mg-6.43Zn-1.93CuExample 3
Al-2.96Mg-6.43Zn-1.93Cu
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical idea of the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and that various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope not departing from the technical idea of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this belongs.
Claims (17)
0.5 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위의 마그네슘(Mg);
0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위의 구리(Cu);
0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 실리콘(Si);
0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 크롬(Cr);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 철(Fe);
0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 망간(Mn);
0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 티타늄(Ti); 및
잔부는 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물을 포함한 알루미늄 합금을 압출을 수행하여 형성한, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재로써,
상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써,
300 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 20% 내지 30% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재.Zinc (Zn) in the range of 6.0 wt% or more and 10.0 wt% or less;
Magnesium (Mg) in the range of 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less;
Copper (Cu) in the range of greater than 0 wt% and up to 3.0 wt %;
Silicon (Si) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%;
Chromium (Cr) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%;
Iron (Fe) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%;
Titanium (Ti) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; And
The remainder is an aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, formed by extrusion of aluminum (Al) and an aluminum alloy containing inevitable impurities,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By natural aging treatment at a temperature in the range of 20 ℃ to 30 ℃,
An aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 300 MPa to 400 MPa and an elongation in the range of 20% to 30%.
상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비 및 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 수행하여,
330 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 25% 내지 30% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재.The method of claim 9,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26 and a mold temperature in the range of 325°C to 375°C,
Aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 330 MPa to 400 MPa and an elongation in the range of 25% to 30%.
상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써,
400 MPa 내지 500 MPa 범위의 인장 강도와 8% 내지 20% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재.The method of claim 9,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By natural aging treatment at a temperature in the range of 20 ℃ to 30 ℃,
Aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 400 MPa to 500 MPa and an elongation in the range of 8% to 20%.
상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 15 시간 동안 시효처리함으로써,
550 MPa 내지 650 MPa 범위의 인장 강도와 14% 내지 20% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재.The method of claim 9,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 200°C for 10 to 15 hours,
Aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 550 MPa to 650 MPa and an elongation in the range of 14% to 20%.
상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비, 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 10 시간 내지 15 시간 동안 시효처리함으로써,
590 MPa 내지 650 MPa 범위의 인장 강도와 16% 내지 20% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재.The method of claim 9,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26, a mold temperature in the range of 325°C to 375°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 140°C for 10 to 15 hours,
Aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 590 MPa to 650 MPa and an elongation in the range of 16% to 20%.
상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써,
450 MPa 내지 550 MPa 범위의 인장 강도와 16% 내지 20% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재.The method of claim 9,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 200°C for 20 to 30 hours,
Aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 450 MPa to 550 MPa and an elongation in the range of 16% to 20%.
상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비, 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리하고, 100℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써,
490 MPa 내지 550 MPa 범위의 인장 강도와 18% 내지 20% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재.The method of claim 9,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26, a mold temperature in the range of 325°C to 375°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By natural aging treatment at a temperature in the range of 20°C to 30°C, and aging treatment at a temperature in the range of 100°C to 140°C for 20 to 30 hours,
Aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 490 MPa to 550 MPa and an elongation in the range of 18% to 20%.
상기 알루미늄 합금을 압출하여 알루미늄 합금 압출재를 형성하는 단계;
상기 알루미늄 합금 압출재를 용체화하는 단계;
상기 알루미늄 합금 압출재를 냉각하는 단계; 및
상기 알루미늄 합금 압출재를 시효처리하는 단계;
를 포함하고,
상기 알루미늄 합금은,
6.0 wt% 이상 내지 10.0 wt% 이하 범위의 아연(Zn);
0.5 wt% 이상 내지 4.0 wt% 이하 범위의 마그네슘(Mg);
0 wt% 초과 내지 3.0 wt% 이하 범위의 구리(Cu);
0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 실리콘(Si);
0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 크롬(Cr);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 철(Fe);
0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 망간(Mn);
0 wt% 초과 내지 0.04 wt% 이하 범위의 티타늄(Ti); 및
잔부는 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물을 포함한, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재의 제조 방법에 있어서,
상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연 시효처리함으로써,
300 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 20% 내지 30% 범위의 연신율을 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 알루미늄 합금 압출재의 제조 방법.Casting molten metal to produce an aluminum alloy;
Extruding the aluminum alloy to form an aluminum alloy extruded material;
Solutionizing the extruded aluminum alloy material;
Cooling the aluminum alloy extruded material; And
Aging the extruded aluminum alloy material;
Including,
The aluminum alloy,
Zinc (Zn) in the range of 6.0 wt% or more and 10.0 wt% or less;
Magnesium (Mg) in the range of 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less;
Copper (Cu) in the range of greater than 0 wt% and up to 3.0 wt %;
Silicon (Si) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%;
Chromium (Cr) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%;
Iron (Fe) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%;
Titanium (Ti) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.04 wt%; And
The balance includes aluminum (Al) and inevitable impurities, in the method of manufacturing an aluminum alloy extruded material for application of the insert die casting method,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion speed in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By natural aging treatment at a temperature in the range of 20 ℃ to 30 ℃,
A method of producing an extruded aluminum alloy material for application of the insert die casting method, having a tensile strength in the range of 300 MPa to 400 MPa and an elongation in the range of 20% to 30%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180157406A KR102202201B1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Aluminum alloy for insert die casting, extruded material, and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180157406A KR102202201B1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Aluminum alloy for insert die casting, extruded material, and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200070510A KR20200070510A (en) | 2020-06-18 |
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Family
ID=71142939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180157406A KR102202201B1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Aluminum alloy for insert die casting, extruded material, and method of manufacturing the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102202201B1 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3638188B2 (en) * | 1996-12-12 | 2005-04-13 | 住友軽金属工業株式会社 | Manufacturing method of high strength aluminum alloy extruded tube for front fork outer tube of motorcycle with excellent stress corrosion cracking resistance |
-
2018
- 2018-12-07 KR KR1020180157406A patent/KR102202201B1/en active IP Right Grant
Also Published As
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| KR20200070510A (en) | 2020-06-18 |
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