KR102578730B1

KR102578730B1 - 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금

Info

Publication number: KR102578730B1
Application number: KR1020210092296A
Authority: KR
Inventors: 유태승
Original assignee: (주)휘일
Priority date: 2021-07-14
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2023-09-14
Also published as: KR20230011701A

Abstract

본 발명은 중량%로, Cu 0.15% 이하(0% 제외), Si 0.5% 이하(0% 제외), Fe 0.7% 이하(0% 제외), Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti 0.03 내지 0.15%를 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차 냉각계용 알루미늄 합금에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 자동차 냉각계용 알루미늄 합금은 알루미늄 합금에 Ti를 0.03 내지 0.15 중량% 포함하여 110㎫ 이상의 항복강도를 구현할 수 있으며, 내식성을 향상시킬 수 있다.

Description

리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금{ALUMINUM ALLOY WITH HIGH CORROSION RESISTANCE FOR RECEIVER-DRIER}

본 발명의 기술적 사상은 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 110㎫ 이상의 항복강도의 수준에서 염수 환경에서의 내식성이 향상된 알루미늄 합금에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 에어컨/ 엔진 냉각시스템은 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기, 냉매 열을 외부로 방출하는 응축기, 응축기에서 변형된 냉매를 일시 저장하는 리시버드라이어, 리시버드라이어에 저장된 냉매를 팽창하여 저온 저압의 액체 냉매로 전환하는 팽창밸브, 팽창밸브의 저온 저압의 액체 냉매로 차량 실내의 공기온도를 낮추는 증발기로 구성된다. 또한 상기 압축기, 응축기, 리시버드라이어, 팽창밸브 및 증발기는 파이프 및 호스로 서로 연결되어 냉매가 지속적으로 순환하게 된다.

상기 자동차 에어컨/ 엔진 냉각시스템은 내부의 저온의 냉매 및 냉매로 인해 형성된 응축수로 인하여 내부식성이 우수한 알루미늄 합금 소재가 사용된다. 특히 알루미늄에 망간(Mn)을 주 소재로 첨가하고, 이후 구리(Cu), 규소(Si), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 지르코늄(Zr)등을 첨가하여 항복강도 및 내부식성을 향상시킨 3xxx계 알루미늄 합금이 주로 사용된다.

그런데 상기 자동차 에어컨/ 엔진 냉각시스템 용 알루미늄 합금에 첨가되는 지르코늄(Zr) 및 크롬(Cr)은 항복강도를 향상시키는 장점이 있으나, 제조 또는 성형 과정에서 크랙 및 파단이 발생하기 쉬워 제품의 수득률이 감소되며, 상대적으로 높은 강도로 인하여 공정 비용의 증가하는 단점이 있다. 이는 상기 자동차 에어컨/ 엔진 냉각시스템 용 알루미늄 합금에 있어서 생산성을 감소시키는 원인이 된다.

1. 일본 등록특허 제04411803호 2. 한국 공개특허 제10-2005-0035447호

이를 개선하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 알루미늄 합금에 Ti의 성분을 조절하여 지르코늄(Zr) 및 크롬(Cr)을 포함하는 알루미늄 합금에 비해 성형성을 향상시키고, 동등한 수준의 강도 및 내식성을 확보한 알루미늄 합금을 제공하는데 있는 것이다.

이를 해결하기 위해 본 발명은 중량%로, Cu 0.15% 이하(0% 제외), Si 0.5 중량% 이하(0% 제외), Fe 0.7% 이하(0% 제외), Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti 0.03 내지 0.15% 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 알루미늄 합금에 Ti 성분을 제어하여 110㎫ 이상의 항복강도를 갖는 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 자동차 에어컨/ 엔진 냉각 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 자동차 에어컨(열교환기)와 리시버드라이어의 구성도이다.
도 3는 본 발명의 실시예 3으로 제조한 리시버드라이어의 내식성 평가 전 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3으로 제조한 리시버드라이어를 500Cycle_1,000hr로 내식성 평가를 수행한 이후 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예 1로 제조한 리시버드라이어의 내식성 평가 전 사진이다.
도 6는 본 발명의 비교예 1로 제조한 리시버드라이어를 500Cycle_1,000hr로 내식성 평가를 수행한 이후 사진이다.

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 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. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고내식성 알루미늄 합금은 자동차 부품, 특히 자동차 에어컨/ 엔진 냉각시스템(100)의 재료로 사용될 수 있다. 구체적으로, 자동차 에어컨/ 엔진 냉각시스템(100)에서 고온 고압의 액체 냉매를 저장하는 리시버드라이어(10), 상기 리시버드라이어에 저장된 고온 고압의 기체 냉매를 팽창하여 저온 저압의 액체 냉매로 전환하는 팽창밸브(20), 저온 저압의 액체 냉매를 통해 주변 기체를 냉각시키는 증발기(30), 상기 증발기(30)에서 발생된 저온 저압의 기체 냉매의 열을 외부로 방출하여 고온 고압의 기체 냉매로 변환하는 응축기(40) 및 상기의 구성을 연결하는 파이프 및 호스의 재질로 사용될 수 있다.

일반적으로 자동차를 장기간 운행하게 되면 상기 에어컨/ 엔진 냉각시스템(100)에 응축수가 발생할 수 있으며, 상기 응축수로 인하여 내부 장비에 부식이 발생할 수 있다. 특히, 겨울에 도로의 노면에 살포되는 염화칼슘과 같은 제설제와 접촉하는 경우, 상기 염화칼슘이 촉매 역할을 하여 부식을 가속화 할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 장시간 지속적으로 고 내식성을 유지하여야 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 중량%로서, Cu 0.15% 이하(0% 제외), Si 0.5% 이하(0% 제외), Fe 0.7% 이하(0% 제외), Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti 0.03 내지 0.15% 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하 상기 알루미늄 합금의 각 조성에 대해 구체적으로 설명한다.

상기 Cu는 0.15 중량% 이하(0% 제외)로 포함된다.

상기 Cu는 합금에서 경화 효과에 따른 합금의 강도 및 연성을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 효과를 구현하기 위해 상기 Cu는 상기 알루미늄 합금에 0 중량%를 초과하는 범위에서 포함될 수 있다. 다만, 상기 Cu가 0.15 중량% 초과의 경우에는 상기 알루미늄 합금의 내부식성이 저하될 수 있다.

이러한 이유로, 상기 Cu는 0 중량%를 초과하는 범위에서 0.15 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 바람직하게는 Cu는 0 중량%를 초과하는 범위에서 0.1 중량% 이하로 포함될 수 있다.

상기 Si는 0.5 중량% 이하(0% 제외)로 포함된다.

상기 Si는 합금에서 내식성을 악화시키지 않으면서도 강도를 향상시키는 역할을 수행할 수 있으며, 일부 Si는 상기 알루미늄 합금에 석출되어 기계적 성질을 향상시킬 수 있다. 이러한 효과를 구현하기 위해 상기 Si는 상기 알루미늄 합금에 0 중량%를 초과하는 범위에서 포함될 수 있다. 다만, 상기 Si가 0.5 중량%를 초과하게 되면, 상기 알루미늄 합금의 성형성이 떨어지게 될 뿐 아니라 성형제품의 표면 품질이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.

이러한 이유로, 상기 Si는 0 중량%를 초과하는 범위에서 0.5 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.4 중량%로 포함될 수 있다.

상기 Fe는 0.7 중량% 이하(0% 제외)로 포함된다.

상기 Fe은 상기 알루미늄 합금의 단위부피 당 질량을 증가시켜 강도 향상에 기여할 수 있다. 이러한 효과를 구현하기 위해 상기 Fe는 상기 알루미늄 합금에 0 중량%를 초과하는 범위에서 포함될 수 있다. 다만, 상기 Fe이 0.7 중량%를 초과하게 되면, 연성을 저하시킬 뿐 아니라 압출성과 생산성을 떨어뜨리게 될 수 있으며 소재의 부식을 초래할 수도 있다.

이러한 이유로, 상기 Fe은 0 중량%를 초과하는 범위에서 0.7 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있다.

상기 Mn은 0.9 내지 1.5 중량% 포함될 수 있다.

상기 Mn은 상기 알루미늄 합금에서 내식성은 별로 약화시키지 않으면서 고온에서 연화 저항을 크게 하며 표면처리 특성을 개선하는 효과가 있다. 또한 상기 Mn은 상기 알루미늄 합금의 고용강화를 유발하고 미세석출물을 분산하여 강도를 향상할 수 있다. 이러한 효과를 구현하기 위해 상기 Mn은 상기 알루미늄 합금에 0.9 중량% 이상 포함될 수 있다. 다만, 상기 Mn이 1.5 중량%를 초과하게 되면, 주조성이 저하되어 상기 알루미늄 합금의 생산성을 감소시킬 수 있다.

이러한 이유로, 상기 Mn은 0.9 내지 1.5 중량% 포함될 수 있다.

마지막으로, 상기 Ti은 0.03 내지 0.15 중량% 포함될 수 있다.

상기 Ti은 상기 알루미늄 합금에서 결정립 미세화를 유발하여 성형성 및 강도를 향상시키는 효과가 있다. 이러한 효과를 구현하기 위해 상기 Ti는 0.03 중량% 이상 포함될 수 있다. 다만, 상기 Ti가 0.15 중량%를 초과하는 경우, 상기 알루미늄 합금 내 TiAl₃ 등의 석출물이 지나치게 조대해져 기계적 특성을 저하시키는 원인이 된다.

이러한 이유로, 상기 Ti은 0.03 내지 0.15 중량% 포함될 수 있으며, 0.05 내지 0.1 중량% 포함될 수 있다. 더욱 더 바람직하게는 0.07 내지 0.1 중량% 포함될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 에에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 중량%로서, Cu 0.15% 이하(0% 제외), Si 0.5% 이하(0% 제외), Fe 0.7% 이하(0% 제외), Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti: 0.03 내지 0.15%를 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 Cu 0.1% 이하(0% 제외), Si 0.2 내지 0.5%, Fe 0.3 내지 0.5%, Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti: 0.04 내지 0.1%를 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.

이를 통해 본 발명은 110㎫ 이상의 항복강도를 가지며, 염수 환경에서의 내식성이 우수한 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명 과정의 세부 사항을 설명하고자 한다.

알루미늄 합금 준비

본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금을 제조하기 위해 하기 표 1의 제조예 1 내지 9 및 비교제조예 1 내지 8과 같은 조성으로 알루미늄 합금을 준비하였다. 하기 표 1에서의 단위는 중량%이며, 표 1에 개시된 성분을 제외하면 나머지는 Al과 불가피한 불순물로 구성된다.

No	Cu	Mg	Si	Fe	Mn	Zn	Ti	Zr	Cr	Al
제조예 1	0.1	0	0.2	0.3	1.16	0	0.04	0	0	나머지
제조예 2	0.1	0	0.4	0.3	1.16	0	0.05	0	0	나머지
제조예 3	0.1	0	0.3	0.5	1.16	0	0.07	0	0	나머지
제조예 4	0.1	0	0.3	0.5	1.15	0	0.09	0	0	나머지
제조예 5	0.1	0	0.3	0.5	1.15	0	0.12	0	0	나머지
제조예 6	0.1	0	0.4	0.3	1.15	0	0.07	0	0	나머지
제조예 7	0.1	0	0.4	0.3	1.15	0	0.04	0	0	나머지
제조예 8	0.1	0	0.1	0.07	1.15	0	0.07	0	0	나머지
제조예 9	0.1	0	0.03	0.09	1.15	0	0.12	0	0	나머지
비교제조예 1	0.1	0	0.2	0.3	1.16	0	0.02	0	0	나머지
비교제조예 2	0.1	0	0.3	0.7	1.16	0	0.18	0	0	나머지
비교제조예 3	0.1	0	0.5	0.7	1.15	0	0.21	0	0	나머지
비교제조예 4	0.1	0	0.5	0.7	1.16	0	0.04	0.04	0	나머지
비교제조예 5	0.1	0	0.5	0.7	1.16	0	0.05	0.05	0	나머지
비교제조예 6	0.1	0	0.5	0.7	1.16	0	0.07	0.07	0	나머지
비교제조예 7	0.1	0	0.3	0.5	1.16	0	0.07	0	0.07	나머지
비교제조예 8	0.3	0.2	0.6	0.7	0.8	0.25	0.1	0	0.2	나머지
비교제조예 9	0.25	0.8	0.3	0.7	1	0.25	0	.	0	나머지

시편 제작 및 기계적 평가

상기 표 1에 개시된 제조예 및 비교제조예 중 제조예 1 내지 5에 개시된 성분조성에 따라 알루미늄 인장 시험편을 제작하였으며, 비교제조예 1 내지 9에 개시된 성분조성에 따라 알루미늄 인장 시험편을 제작하였다. 이 때, 상기 알루미늄 인장 시험편은 ASTM의 규격에 따라 제작하였다.

이하, 상기 제조예 1 내지 5에 개시된 성분조성에 따라 제조된 알루미늄 인장 시험편을 실험예 1 내지 5, 비교제조예 1 내지 8에 개시된 성분조성에 따라 제조된 알루미늄 인장 시험편을 비교실험예 1 내지 8로 정의한다.

이 후, 인장시험기를 사용하여 상온에서 항복 강도를 측정하였으며, 제조 과정에서 크랙 및 파단이 발생하지 않은 시험편은 O, 크랙 및 파단이 발생하는 시험편은 X로 구분하여 성형성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 2에 개시한다.

No	항복강도(MPa)	성형성
실험예 1	114	O
실험예 2	134	O
실험예 3	139	O
실험예 4	129	O
실험예 5	118	O
비교실험예 1	85	O
비교실험예 2	103	O
비교실험예 3	98	O
비교실험예 4	136	△
비교실험예 5	148	X
비교실험예 6	151	X
비교실험예 7	142	X
비교실험예 8	96	O
비교실험예 9	82	O

상기 표 2에 따르면, 본 발명의 실험예 1 내지 5에 개시된 조성에 따라 제조된 알루미늄 합금은 항복강도가 110㎫ 이상인 것을 확인하였다.

이 외에 상기 표 2에 개시되지 않았으나, 제조예 5 내지 9에 따라 제조된 알루미늄 합금 역시 모두 110㎫ 이상의 항복강도를 가지는 것을 확인하였다.

특히, Ti를 0.05 내지 0.1 중량% 포함하는 실험예 2 내지 4는 항복강도가 120㎫ 이상으로, 상기 Ti을 0.04 중량% 포함하는 실험예 1 및 상기 Ti를 0.12 중량% 포함하는 실험예 5에 비해 항복강도가 11 내지 25㎫ 더 증가한 것을 알 수 있다. 이를 근거로 상기 Ti이 합금 내 0.05 내지 0.1 중량% 포함되는 것이 강도 향상에 바람직 한 것을 알 수 있다.

더욱 더 바람직하게는 상기 Ti이 0.05 내지 0.07 중량% 포함하는 실험예 2 및 실험예 3은 항복강도가 130㎫ 이상인 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 Ti의 함량에 따라 항복강도가 더욱 증가할 수 있으며, 합금 내 Ti이 0.05 내지 0.07 중량% 포함되었을 때 가장 항복강도가 우수한 것을 알 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 Ti이 적정량 포함되는 것이 알루미늄 합금에서 결정립 미세화를 유발하여 성형성 및 강도를 향상시킬 수 있으나, 상기 Ti가 적정량을 초과하면 TiAl₃ 등의 석출물이 지나치게 조대해져 항복강도가 감소할 수 있기 때문으로 해석된다.

또한, 상기 실험예 1 내지 5는 모두 제조 과정에서 어떠한 크랙 및 파단이 발생하지 않아 성형성 또한 우수한 것을 확인하였다.

반면에 상기 비교실험예 1은 실험예 1 내지 5에 비해 항복강도가 감소한 것을 알 수 있다. 이는 상기 Ti가 0.03 중량% 미만으로 포함되어, 상기 Ti로 인한 강도 증가 효과가 구현되지 않았기 때문이다.

상기 비교실험예 2 및 비교실험예 3 역시 실험예 1 내지 5에 비해 항복강도가 감소한 것을 알 수 있다. 이는 상기 Ti이 0.15 중량%를 초과하여 지나치게 과량으로 첨가되었기 때문이다. 이 경우, 앞서 설명한 바와 같이 상기 알루미늄 합금의 강도가 감소될 수 있다.

상기 지르코늄(Zr)을 0.04 내지 0.07 중량% 포함한 비교실험예 4 내지 6 및 크롬(Cr)을 0.07 중량% 포함한 비교실험예 7은 실험예 1 내지 5에와 마찬가지로 항복강도가 110㎫ 이상으로 측정되었다.

다만, 상기 비교실험예 4 내지 7은 시험편의 제조 과정에서 일부 시험편에 크랙이 관찰되었고, 특히 비교실험예 5 내지 7로 제조한 시험편 중 일부는 파단된 것을 확인하였다. 즉, 상기 비교실험예 4 내지 7과 같이, 상기 알루미늄 합금에 지르코늄(Zr) 또는 크롬(Cr)이 첨가되면 항복강도가 증가하는 효과는 있으나, 성형성이 크게 감소되는 것을 확인하였다. 이는 상기 알루미늄 합금을 이용하여 리시버드라이어를 제조하는 경우, 파단 및 크랙이 발생하여 품질과 생산성을 감소시키는 원인이 될 수 있다.

마지막으로 상기 비교실험예 8 및 비교실험예 9는 항복강도가 각각 96㎫, 82㎫로 실시예 1 내지 4에 비해 낮은 항복강도를 가지는 것을 알 수 있다. 이는 상기 Ti이 첨가되지 않거나 소량 첨가되어 석출 강화 효과가 구현되지 않았기 때문이다.

즉 본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 중량%로서, Cu 0.15% 이하(0% 제외), Si 0.5% 이하(0% 제외), Fe 0.7% 이하(0% 제외), Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti: 0.03 내지 0.15%를 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있으며, 상술한 조성에 따라 제조된 알루미늄 합금은 110㎫ 이상의 항복강도를 가질 수 있음을 알 수 있다.

특히, 상기 Ti이 0.05 내지 0.1 중량% 포함되는 경우, 항복강도가 120㎫ 이상인 것을 확인하였다. 더욱 더 바람직하게는, 상기 Ti이 0.05 내지 0.07 중량% 포함되는 경우, 항복강도가 130㎫ 이상으로 향상되는 것을 확인할 수 있다.

이러한 이유로, 본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 중량%로서, Cu 0.1% 이하(0% 제외), Si 0.2 내지 0.5%, Fe 0.3 내지 0.5%, Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti: 0.05 내지 0.07%를 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.

리시버드라이어 제작 및 내식성 평가

도 3a와 3b는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금 조성으로 제조된 리시버드라이어의 내식성 평가 전후의 사진이고, 도 4a와 4b는 본 발명의 비교예에 따른 알루미늄 합금 조성으로 제조된 리시버드라이어의 내식성 평가 전후의 사진이다.

상기 제조예 1 내지 9 및 비교제조예 1 내지 3 및 비교제조예 8 내지 9과 같은 조성으로 알루미늄 빌렛을 제조하고, 상기 빌렛을 압출 및 인발하여 알루미늄 파이프를 제조하였다. 상기 비교제조예 4 내지 7과 같이 지르코늄(Zr), 크롬(Cr)을 포함하는 리시버드라이어는 크랙, 파단 등으로 인하여 충분한 수득률이 확보되지 않은 이유로 본 실험에서 제외하였다.

이 후, 제조된 상기 알루미늄 파이프의 좌우 끝단을 포밍하고 벤딩하여 리시버드라이어 형상으로 성형하는 단계로 리시버드라이어를 제조한다.

이하, 제조예 1 내지 9와 같은 조성으로 제조된 리시버드라이어는 실시예 1 내지 9로, 정의하고, 비교제조예1 내지 3에 따라 제조된 리시버드라이어는 비교예 1 내지 3, 비교제조예 8로 제조된 리시버드라이어는 비교예 4, 비교제조예 9로 제조된 리시버드라이어는 비교예 5로 정의한다.

상술한 방법에 따라 두께 1.6㎜(이하, 1.6T)의 리시버드라이어를 준비한 후 내식성 평가를 실시하였다. 그 후, 리시버드라이어의 LEAK가 발생하였는지 확인하여 품질을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 개시한다.

상기 내식성 평가(SWAAT-Seawater Acidified Test)는 시료에 식염수(=합성 해수염)를 ASTM G85 94-A3 규정에 따라 준비한 후 상기 식염수를 상기 리시버드라이어에 분사무폭(噴射霧曝)하여, 부식을 촉진시켜서 내식성을 조사하는 방식으로 진행하였다. 구체적으로 질소(N₂)를 이용하여 컨덴서 내부에 1.6±0.04㎫ (16.7kgf/cm²)의 압력을 가하고, 농도: 합성 해수염 42g/1L, 분무량: 1~2 ml/h, 비중: 1.0255 ~ 1.0400, PH: 2.8 내지 3.0 으로 준비하였다.

이 후, 증류수를 Tank에 넣고, 상기 증류수량에 따라 준비된 식염수를 넣고 완전히 녹을 때까지 저어주었다. 아세트산을 증류수량에 맞추어 넣고 저어준 후 비중계와 PH Meter로 시험용액이 조건 값에 만족하는지 확인하였다. 1시간 시운전하여 분무량이 조건에 맞는 지 확인하고 Chamber내에 시료를 넣는다. Chamber내 분위기를 49℃ 맞추고 30분 분무, 90분 방치의 조건으로 250Cycle(500hr), 500cycle(1,000hr) 및 800cycle(1,600hr) 시험하였다.

NO.	제품두께	시험결과
		250Cycle_500hr시험후	500Cycle_1,000hr시험 후	800Cycle_1,600hr시험 후
		LEAK 없음 ○ LEAK 발생 X	LEAK 없음 ○ LEAK 발생 X	LEAK 없음 ○ LEAK 발생 X
실시예 1	1.6T	○	○	X
실시예 2		○	○	○
실시예 3		○	○	○
실시예 4		○	○	○
실시예 5		○	○	X
실시예 6		○	○	X
실시예 7		○	○	X
실시예 8		○	○	X
실시예 9		○	○	X
비교예 1		○	X	X
비교예 2		○	X	X
비교예 3		○	X	X
비교예 4		○	X	X
비교예 5		○	X	X

상기 표 3을 참조하면, 250Cycle_5000hr의 경우, 실시예 및 비교예 모두 LEAK가 발생되지 않는 것을 확인하였다.

500Cycle_1,000hr는 실시예 1 내지 9에서는 LEAK가 발생하지 않았지만, 비교예 1 내지 5로 제조한 리시버드라이어는 LEAK가 발생하였다. 이는 본 발명의 실시 예에 따른 고내식성 알루미늄 합금으로 제조된 리시버드라이어는 충분한 인장강도 및 항복강도를 가지고 있어서 500Cycle_1,000hr 염수환경에서도 강도를 유지하고 있음을 증명해주는 결과이다.

실제로 도 3 내지 도 6를 참조하면, 실시예 3에 따라 제조한 리시버드라이어는 내식성 평가를 수행하기 전(도 3)과 500Cycle_1,000hr 내식성 실험을 수행한 이후(도 4)를 비교하였을 때, 외관 상 큰 차이가 발견되지 않았다. 이를 통해서도 실시예 3에 따라 제조한 리시버드라이어의 내식성이 우수한 것을 확인할 수 있다.

반대로 비교예 1에 따라 제조한 리시버드라이어는 내식성 평가를 수행하기 전(도 5)과 비교하였을 때, 500Cycle_1,000hr 내식성 실험을 수행한 이후(도 6)에 표면에 부식이 심각하게 진행되었음을 알 수 있다.

아울러, 더 가혹한 환경에서 내식성을 실험하기 위해 추가로 800Cycle_1,600hr의 환경에서 내식성 평가를 수행하였다. 그 결과 실시예 2 내지 4의 경우, LEAK가 발생하지 않았음을 확인하였다.

이는 실시예 2 내지 4는 상기 Ti이 0.05 내지 0.1 중량%로 포함되어, 130㎫ 이상의 항복강도를 갖는 알루미늄 합금으로 제조하였기 때문이다. 즉, 상기 리시버드라이어의 모재인 알루미늄 합금의 강도를 향상하였기 때문에, 더 가혹한 환경에서도 상기 리시버드라이어의 내식성을 유지할 수 있다.

추가적인 실험을 수행하지는 않았으나, 800Cycle_1,600hr의 실험 결과를 근거로 판단하였을 때, 상기 Ti이 0.05 내지 0.07 중량% 포함된 고내식성 알루미늄 합금을 사용하여 리시버드라이어를 구성하면, 800Cycle_1,600hr이상의 가혹한 환경에서도 고내식성을 유지할 수 있음을 예상할 수 있다.

위와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금은 110㎫ 이상의 항복강도를 구현함으로써, 내식성을 크게 향상시킬 수 있다.

특히 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 알루미늄 합금 내 Ti가 0.05 내지 0.1 중량% 포함되면, 120㎫ 이상의 항복강도가 구현되며, 내식성 또한 향상됨을 알 수 있다. 더욱 더 바람직하게는 상기 알루미늄 합금 내 Ti가 0.05 내지 0.07 중량% 포함되면, 130㎫ 이상의 항복강도가 구현되며, 내식성 또한 더욱 향상됨을 알 수 있다.

본 명세서는 상기 고내식성 알루미늄 합금의 내식성을 비교하기 위해 상기 고내식성 알루미늄 합금으로 제조한 리시버드라이어를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 고내식성 알루미늄을 활용하는 모든 부품, 제품에 적용할 수 있음은 자명하다.

예를 들어, 상기 고내식성 알루미늄 합금은 자동차용 리시버드라이어 뿐만 아니라, 압출 및 인발 공법으로 자동차 냉매 운반 시스템의 냉매 라인, 냉각수 라인, 변속 오일 쿨러 라인으로 사용되는 파이프 구조물 등을 제조하는데도 동등하게 적용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 고내식성 알루미늄 합금은 냉장고, 세탁기, 가정용 에어컨, 엘이디 등의 방열판, 전기용품, 지붕재, 화학장치, 주방기구, 선박외장재 등 기타 부식을 방지하려는 모든 제품에 다양하게 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한실시예 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 기술 분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 자동차 에어컨/ 엔진 냉각시스템
10: 리시버드라이어
20: 팽창밸브
30: 증발기
40: 응축기

Claims

중량%로, Cu 0.15% 이하(0% 제외), Si 0.2 내지 0.4%, Fe 0.7% 이하(0% 제외), Mn 0.9 내지 1.5% 및 Ti 0.05 내지 0.1% 포함하고, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함하되 Cr를 포함하지 않으며,
ASTM G85 94-A3 규정에 따라 내식성 평가(SWAAT-Seawater Acidified Test) 결과 800cycle 1,600시간에서 리크(LEAK)가 발생되지 않는 것을 특징으로 하는, 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금.
삭제
제1항에 있어서,
상기 Ti가 중량%로 0.05 내지 0.07% 포함되는 것을 특징으로 하는, 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금.
삭제
제3항에 있어서,
상기 Fe가 중량%로 0.3 내지 0.5% 포함되는 것을 특징으로 하는, 리시버드라이어 용 고내식성 알루미늄 합금.