KR102602706B1 - 구조 및 비-구조 준정형 주조용 알루미늄 합금 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
구조 부품의 준정형 주조를 위한 새로운 군의 알루미늄 합금가 개시된다. 새로운 알루미늄 합금은 2 내지 10 중량 %의 Zn, 0.5 내지 5 중량 %의 Mg, 및 0.5 내지 5 중량 % % Fe 등을 함유한다.
Description
본 발명은 알루미늄 합금 분야에 관한 것이다. 본 발명은, 아연, 마그네슘 및 철을 주성분으로 하고, 구리, 망간, 티탄, 붕소, 지르코늄, 바나듐, 스칸듐, 크롬, 스트론튬, 나트륨, 몰리브덴, 실리콘, 니켈 및 베릴륨을 가능한 적은 합금 원소로 사용하는 알루미늄 합금에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 구조 및 비구조용 구성품인 준정형(near net shape) 주조용 알루미늄 기반 합금에 관한 것이다. 또한, 주조 시 본 알루미늄 합금은 적절한 내 부식성을 가진다.
알루미늄 합금은 내식성 및 경량이 요구되는 구조용 구성품들(components) 및 내부식성 및 경량성이 요구되는 제조 공정에서 널리 사용된다. 많은 조성의 알루미늄 합금 조성이 존재하며, 이는 Al 합금의 조성(formulation) 및 합금 제조에 사용되는 방법에 따라 다양한 특성을 가집니다. 조성에 따라, 강도 증가에 따른 강인성(toughness) 감소와 같은 특정한 절충이 있을 수 있다. 알루미늄 합금의 유형을 고려함에 있어 비용 및 생산 용이성도 중요한 요소이다.
알루미늄 합금은 자동차 및 비-자동차 산업 응용 분야에 대한 구조적 및 비-구조적 준정형(near-net shaped) 구성품을 실현하기 위해 개발되었다. 고압 다이 캐스팅(High Pressure Die Casting, "HPDC")을 포함 하나 이에 한정되지 않는, 임의의 중력 또는 압력 보조 금속 다이 또는 샌드 몰드 주조 공정을 사용하여, 합금을 준정형 부품으로 제조할 수 있다. 이 제조 방법은 주조 공정 중에 진공 조력 과정을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 제안된 합금의 유사군으로 제조되는 모든 구성품들은 인장 강도, 연성 및 사용 중 부식에 대한 저항성을 향상시키기 위해 몇 가지 템퍼링 방식을 조합하여 열처리될 수 있다.
이 새로운 알루미늄 합금은 다양한 재료 장점들 중에서도 높은 일축 인장 특성 및 피로 특성을 갖는 부품을 제조하기 위해 사용될 수 있는 조성을 제공한다. 기존 상업적 알루미늄 합금 중 가장 우수한 합금에 비해, 새로운 알루미늄 합금은, 열처리 템퍼링 조건이 비슷한 다른 합금과 비교할 때 강도와 연신율을 최대 200 %까지 향상시킬 수 있다. 강인성(toughness)과 같은 다른 특성이 악화되는 영향을 최소화하면서, 강도(strength)와 같은 단일 특성을 최대화하는 것에 전적으로 집중하는 것이 아니라, 본 발명은 제조 공정을 개선하는 한편, 동시에 몇몇 주요 재료 특성을 향상시키는 것에 중점을 둔다. 예를 들어, 이 알루미늄 합금을 제조 할 때 다이 솔더링(die soldering)이 감소되는 것 및 금형 캐비티의 수명이 개선되는 것뿐만 아니라 유동성과 주조성이 향상될 수 있다. 또한, 본 합금의 재활용 가능성 및 재사용 가능성이 향상된다. 또한, 본 합금은 더 많은 요소들에 대한 파라미터들을 지정하여 사용된 요소들에 대한 공차 범위를 더 넓게 만들 수 있다.
이 새로운 합금은 합금의 조성을 다양하게 조성 변화하는 방식으로 테스트 되었다. 이들은 고압 다이 캐스팅, 영구 몰드 주조(중력 보조식(gravity assisted)) 및 샌드 몰드 주조와 같은 금속 및 모래 몰드 주조 공정에 대해 평가되었으며, 모두 긍정적인 결과를 보였다.
본 발명은 아연, 마그네슘 및 철을 활용하는 알루미늄 합금을 주요 합금 요소로 하고 있으며, 구리, 망간, 티타늄, 붕소, 지르코늄, 바나듐, 스칸듐, 크롬, 스트론튬, 나트륨, 몰리브덴, 규소, 니켈 및 베릴륨을 가능한 적은 합금 요소로 하고 있다.
보다 상세하게, 구조용 부품들의 준정형 주조를 위해 아연, 마그네슘 및 철을 주요 합금 요소로 갖는 알루미늄 계 합금은 Al과 함께 아래의 필수 요소들 중 하나 이상으로 구성된다 :
2 내지 10 중량 %의 아연
0.5 내지 5 중량 %의 마그네슘
0.5 내지 5 중량 %의 철
0 내지 4 중량 %의 구리
0 내지 0.5 중량 %의 티타늄
0 내지 0.1 중량 %의 스트론튬
0 내지 0.2 중량 %의 베릴륨
0 내지 0.5 중량 %의 지르코늄
0 내지 0.5 중량 %의 바나듐
0 내지 0.5 중량 %의 크롬
0 내지 0.5 중량 %의 스칸듐
0 내지 0.1 중량 %의 나트륨
0 내지 0.5 중량 %의 실리콘
0 내지 1 중량 %의 망간
0 내지 5 중량 %의 니켈
0 내지 0.5 중량 %의 붕소
0 내지 1 중량 %의 몰리브덴
나머지 중량 (66.6 ~ 96)은 알루미늄
합금은 고압 다이 캐스팅 (High Pressure Die Casting)과 같은 압력 보조 주조 공정을 사용하여 준정형 부품을 주조 할 수 있다.
용융 합금을 세정하기 위해 액체 금속 내에 아르곤 또는 질소 가스 퍼지(purge)를 통한 탈기(degassing)가 또한 수행될 수 있다.
주조 공정에서 을 이용하는 것도 또한 주물 내의 포집된 가스를 감소시키기 위해 사용될 수 있고 이로써 인장 강도 및 연성이 향상될 수 있다.
진공 보조가 수행되거나 그렇지 않더라도 주조 공정에 의해 제조된 부품은 다양한 방식의 템퍼링를 이루기 위하여 광범위하게 열처리 될 수 있다. 열처리 중 주요 강화 메커니즘은 1 회 또는 복수의 고용체 강화(solid solution strengthening)를 하여 고용체 상 변화를 통해 1차적으로 알루미늄 상 내 침전에 의해 강화되는 것이다. 부품들이 결함없이 성공적으로 처리 될 수 있는 열처리 경화 방식 리스트들은 아래와 같다:
Fx-As-주조 템퍼(Fx-As-Cast temper), F는 x 일 동안 실온에서 자연 시효(natural ageing)(잠복, incubation)이다.
T4-y-고용체 처리(T4-y - Solutionizing treatment), T4는 실온에서 자연 시효(natural ageing)(잠복, incubation)이다. y는 각 부품에 사용되는 T4 열처리의 고유 세부 사항을 나타내는 숫자 식별자이다.
T5 - 인공 시효(T5 - artificial ageing), Fx 템퍼 내 시료의 고온으로 이루어진다.
T6-y-근위 피크 인공 시효 처리(T6-y-Near Peak artificial ageing process), 이는 고온에서 열적 보조에 의해 수행된다. y는 각 부품에 사용된 T6 열처리의 고유 세부 사항을 나타내는 숫자 식별자이다.
T7-y-인공 시효 처리, 이는 임의의 주어진 온도에서 피크 강도에 요구되는 시간을 훨씬 넘는 시간 동안 부품들을 처리하는 동안 고온 상태를 유지한다. y는 각 부품에 사용된 T7 열처리의 고유 세부 사항을 나타내는 숫자 식별자이다.
압력 보조 주조 공정에서 본 합금을 이용해 다양한 견본 부품들이 주조되었다. 이는: 소규모 테스트 샘플(Small Scale Test Samples, "SSTS"); 대규모 테스트 샘플 (Large Scale Test Samples, "LSTS"); 및 사이드 충격 도어 빔(Side Impact Door Beam, "Side Impact Door Beam ")이 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시예를 보다 더 잘 이해하기 위해, 그리고 이 다양한 실시예가 어떻게 실시될 수 있는 지를 보다 명확하게 나타내기 위해, 예시로서, 적어도 하나의 예시적인 실시예를 나타내는 첨부된 도면이 참조되어 이하에서 간략히 설명된다.
도 1은 다음과 같이 구성된 전형적인 주조로 이루어진 소규모 시험편 부품을 도시한다: A - 표준 두께의 인장 시험편; B - 표준 박형 인장 시험편; C - 표준 피로 시험편; D - 표준 마모 시험편 및 E - 표준 충격 강도 시험편이다.
도 2는 도 1에서 B로 구분된 작은 인장 시험편의 치수를 도시한다. 이 부품은 인장 시험편에 대한 ASTM E8 / E8-11 표준을 준수한다.
도 3은 도 1에서 A로 구분된 큰 인장 시험편의 치수를 도시한다.이 부품은 인장 시험편의 ASTM E8 / E8-11 표준을 준수한다.
도 4는 도 1에서 C로 구분된 피로 시험 시편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 피로 시험 시편(응력 및 변형 제어)에 대한 ASTM E466 및 E606 표준을 준수한다.
도 5는 도 1에서 D로 구분된 마모 시험편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 마모 시험편에 대한 ASTM G65-04 표준을 준수한다.
도 6은 도 1에서 E로 구분된 충격 강도 시험편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 충격 강도 시험편에 대한 ASTM E23 표준을 준수한다.
도 7은 광학 현미경으로 얻은 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 SSTS 부품에서 박형 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 나타낸다. 이 이미지는 F 템퍼(temper)의 시편에서 유래된 것이다.
도 8은 광학 현미경으로 얻은 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 SSTS 부품에서 박형 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 나타낸다. 이 이미지는 T4 템퍼(temper)의 시편에서 유래된 것이다.
도 9는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차상을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편으로부터 유래된 것이다.
도 10은 다음과 같이 구성된 전형적인 주조로 이루어진 LSTS 부품을 도시한다: A-부식 플레이트; B-버터플라이 전단 시험편; C-표준 피로 시험 평형 시편; D-표준 충격 강도 시험편; E-표준 피로 시험 원형 시험편; F-표준 평형 인장 시험편; G-표준 박형 인장 시험 원형 시험편; H-표준 인열 시험편.
도 11은 도 10에서 A로 구분된 부식 플레이트의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다.
도 12는 도 10에서 B로 구분된 버터플라이 전단 시험편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다.
도 13은 도 10에서 F로 구분된 인장 시험 평형 시편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다.
도 14는 도 10에서 H로 구분된 인장 시험 평형 시편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 마모 시험 시편에 대한 ASTM B871 표준을 준수한다.
도 15는 T7-6 열처리 후 합금 LSTS # 1을 갖는 도 10에 도시된 부드러운 원형 피로 바아의 실온 S-N 곡선을 도시한다.
도 16은 광학 현미경으로 얻은 일반적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 LSTS 부품에서 둥근 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 17은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 LSTS 부품으로부터 평평한 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 18은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 나타내며, LSTS 부품으로부터의 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 T4 성질의 표본에서 유래된 것이다.
도 19는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시하며 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차상을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 원형 인장 시험편에서 유래된 것이다.
도 20은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시하며 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차 상을 나타낸다. 이 이미지는 합금 LSST # 5를 갖는 F 템퍼의 원형 인장 시험편에서 유래된 것이다.
도 21은 전형적인 주조로 이루어진 SIB 부품을 도시한다.
도 22는 SIB 부품으로부터 절단 및 가공된 5 개의 인장 시험 시편의 위치들을 도시한다.
도 23은 도 20에 도시된 인장 시험 평형 시편의 치수를 도시한다.
도 24는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC로 제조된 SIB 부품으로부터 평형 인장 시험편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 25는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC 없이 제조된 SIB 부품으로부터 평형 인장 시편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 보여준다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 26은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC없이 제조된 SIB 부품으로부터 편평한 인장 시험편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 T4-3 템퍼의 시편에서 나온 것이다.
도 27은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC로 제조된 SIB 부품으로부터 편평한 인장 시험편 (M3)의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시하고 진공 보조 HPDC로 제조 된 광. 이 이미지는 T6 템퍼의 시편에서 나온 것입니다.
도 28은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC로 제조된 SIB 부품으로부터 평형 인장 시험편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 T7 템퍼의 시편에서 나온 것이다.
도 29는 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차상을 나타내는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시한다.
도 30은 구속 로드 캐스팅(constrained-rod casting, "CRC") 주형의 개략적인 모습 (인치 단위 치수)을 도시한다.
도 31은 다양한 Fe 함량을 지닌 Al-5Zn-2Mg 합금의 열간 인열 민감도를 도시한다.
도 32는 주조 부품의 사진을 도시한다.
도 1은 다음과 같이 구성된 전형적인 주조로 이루어진 소규모 시험편 부품을 도시한다: A - 표준 두께의 인장 시험편; B - 표준 박형 인장 시험편; C - 표준 피로 시험편; D - 표준 마모 시험편 및 E - 표준 충격 강도 시험편이다.
도 2는 도 1에서 B로 구분된 작은 인장 시험편의 치수를 도시한다. 이 부품은 인장 시험편에 대한 ASTM E8 / E8-11 표준을 준수한다.
도 3은 도 1에서 A로 구분된 큰 인장 시험편의 치수를 도시한다.이 부품은 인장 시험편의 ASTM E8 / E8-11 표준을 준수한다.
도 4는 도 1에서 C로 구분된 피로 시험 시편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 피로 시험 시편(응력 및 변형 제어)에 대한 ASTM E466 및 E606 표준을 준수한다.
도 5는 도 1에서 D로 구분된 마모 시험편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 마모 시험편에 대한 ASTM G65-04 표준을 준수한다.
도 6은 도 1에서 E로 구분된 충격 강도 시험편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 충격 강도 시험편에 대한 ASTM E23 표준을 준수한다.
도 7은 광학 현미경으로 얻은 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 SSTS 부품에서 박형 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 나타낸다. 이 이미지는 F 템퍼(temper)의 시편에서 유래된 것이다.
도 8은 광학 현미경으로 얻은 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 SSTS 부품에서 박형 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 나타낸다. 이 이미지는 T4 템퍼(temper)의 시편에서 유래된 것이다.
도 9는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차상을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편으로부터 유래된 것이다.
도 10은 다음과 같이 구성된 전형적인 주조로 이루어진 LSTS 부품을 도시한다: A-부식 플레이트; B-버터플라이 전단 시험편; C-표준 피로 시험 평형 시편; D-표준 충격 강도 시험편; E-표준 피로 시험 원형 시험편; F-표준 평형 인장 시험편; G-표준 박형 인장 시험 원형 시험편; H-표준 인열 시험편.
도 11은 도 10에서 A로 구분된 부식 플레이트의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다.
도 12는 도 10에서 B로 구분된 버터플라이 전단 시험편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다.
도 13은 도 10에서 F로 구분된 인장 시험 평형 시편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다.
도 14는 도 10에서 H로 구분된 인장 시험 평형 시편의 밀리미터 단위의 치수를 도시한다. 이 부품은 마모 시험 시편에 대한 ASTM B871 표준을 준수한다.
도 15는 T7-6 열처리 후 합금 LSTS # 1을 갖는 도 10에 도시된 부드러운 원형 피로 바아의 실온 S-N 곡선을 도시한다.
도 16은 광학 현미경으로 얻은 일반적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 LSTS 부품에서 둥근 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 17은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 이는 LSTS 부품으로부터 평평한 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 18은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 나타내며, LSTS 부품으로부터의 인장 시험편의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 T4 성질의 표본에서 유래된 것이다.
도 19는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시하며 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차상을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 원형 인장 시험편에서 유래된 것이다.
도 20은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시하며 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차 상을 나타낸다. 이 이미지는 합금 LSST # 5를 갖는 F 템퍼의 원형 인장 시험편에서 유래된 것이다.
도 21은 전형적인 주조로 이루어진 SIB 부품을 도시한다.
도 22는 SIB 부품으로부터 절단 및 가공된 5 개의 인장 시험 시편의 위치들을 도시한다.
도 23은 도 20에 도시된 인장 시험 평형 시편의 치수를 도시한다.
도 24는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC로 제조된 SIB 부품으로부터 평형 인장 시험편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 25는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC 없이 제조된 SIB 부품으로부터 평형 인장 시편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 보여준다. 이 이미지는 F 템퍼의 시편에서 유래된다.
도 26은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC없이 제조된 SIB 부품으로부터 편평한 인장 시험편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 T4-3 템퍼의 시편에서 나온 것이다.
도 27은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC로 제조된 SIB 부품으로부터 편평한 인장 시험편 (M3)의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시하고 진공 보조 HPDC로 제조 된 광. 이 이미지는 T6 템퍼의 시편에서 나온 것입니다.
도 28은 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 복합 미세 구조 이미지를 도시하며 합금 SIB # 1을 가지며 진공 보조 HPDC로 제조된 SIB 부품으로부터 평형 인장 시험편 M5의 게이지 섹션의 전체 단면을 도시한다. 이 이미지는 T7 템퍼의 시편에서 나온 것이다.
도 29는 밝은 색조의 1 차 알루미늄 상 및 어두운 색의 2 차상을 나타내는 광학 현미경으로부터 얻어진 전형적인 고배율 미세 구조 이미지를 도시한다.
도 30은 구속 로드 캐스팅(constrained-rod casting, "CRC") 주형의 개략적인 모습 (인치 단위 치수)을 도시한다.
도 31은 다양한 Fe 함량을 지닌 Al-5Zn-2Mg 합금의 열간 인열 민감도를 도시한다.
도 32는 주조 부품의 사진을 도시한다.
1. 정의
달리 지시되지 않는 한, 본 문단 및 다른 문단에서 설명된 정의 및 실시예는 본원에 기재된 본원의 모든 실시예 및 양태에 적용 가능하며 이는 당업자에 의해 이 적합한 것으로 이해될 수 있다.
본 출원의 범주를 이해함에 있어서, 본 명세서에서 사용된 용어 "포함하는"및 그 파생어는 언급된 특징, 요소, 구성, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 명시하는 개방형 용어인 것으로 의도되며, 언급되지 않은 요소, 구성, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 배제하는 것은 아니다. 위 내용은 "포함하다", "가지다" 및 그 파생어 등의 용어와 유사한 의미를 갖는 단어에도 적용된다. 본 명세서에 사용된 용어 "이루어진 (consisting)" 및 그 파생어는 명시된 특징, 요소, 구성, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 명시하는 폐쇄형 용어인 것으로 의도되며, 다른 언급되지 않은 특징, 요소들, 구성들, 그룹들, 정수들 및/또는 단계들을 포함 할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "본질적으로 이루어진다"는 언급된 특징, 요소, 구성, 그룹, 정수 및/또는 단계가 있는 것을 특정하려는 의도일 뿐만 아니라, 특징, 요소, 구성, 그룹, 정수 및/또는 단계의 기본적이며 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들 역시 있는 것을 특정하려는 의도를 가진다.
본 명세서에서 사용되는 "실질적으로", "약" 및 "대략"과 같은 정도에 관한 용어는 최종 결과가 상당히 변경되지 않도록 편차가 합리적인 정도로 조정된 용어를 의미한다. 이 정도의 용어는, 편차가 조정된 용어의 의미를 부정하지 않는 한, 조정된 용어의 적어도 ± 5 %의 편차를 포함하는 것으로 해석되어야한다.
본원에서 사용된 단수 형태 "일", "상기"는 내용이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수 인용 문헌을 포함한다. 예를 들어, "일 합금"을 포함하는 실시 양태는 하나의 물질 또는 둘 이상의 추가 물질에 대한 특정 측면을 제시하는 것으로 이해 되어야한다.
추가적인 또는 제 2 요소와 같은 "추가적인"또는 "제 2" 부품을 포함하는 구체 예에서, 본 명세서에서 사용된 제2 "부품"은 제1 부품 또는 다른 부품들과 화학적으로 상이하다. "제 3" 부품은 다른 부품인 제 1 및 제 2 부품과 상이하며 추가로 열거되거나 "추가적인"부품들과도 유사하게 상이하다.
본 명세서에서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 나열된 항목이 개별적으로 또는 조합되어 존재하거나 사용된다는 것을 의미한다. 사실상,이 용어는 나열된 항목 중 "적어도 하나" 또는 "하나 또는 복수"가 사용되거나 존재함을 의미한다.
알루미늄 합금은 자동차 및 비-자동차 산업의 응용 분야용 구조 및 비구조 준정형 (near-net shape) 부품을 실현하도록 개발되었다. 이에 한정되는 것은 아니나 고압 다이 캐스팅(High pressure Die Casting, "HPDC")을 포함하는 임의의 압력 보조 금속 다이 캐스팅 공정은 준정형 부품으로 합금을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 제조 방법은 주조 공정 중에 진공을 이용하는 것을 포함 할 수 있다. 본 명세서에서 제안된 합금 군으로 제조된 모든 부품들은 인장 강도, 연성 및 사용 중 부식에 대한 저항성을 향상시키기 위해 몇 가지 템퍼링 방식(temper, 열처리)를 조합하여 열처리 될 수 있다.
이 새로운 알루미늄 합금은 다양한 재료적 장점들 중에서도 높은 일축 인장 특성 및 피로 특성을 갖는 부품을 제조하기 위해 사용될 수 있는 조성을 제공한다. 기존 상업적 알루미늄 합금 중 가장 우수한 합금에 비해, 이 새로운 알루미늄 합금은, 열처리 템퍼링 조건이 비슷한 다른 합금과 비교할 때 강도와 연신율을 최대 200 %까지 향상시킬 수 있다. 강인성(toughness)과 같은 다른 특성이 악화되는 영향을 최소화하면서, 강도(strength)와 같은 단일 특성을 최대화하는 것에 전적으로 집중하는 것이 아니라, 본 발명은 제조 공정을 개선하는 한편, 동시에 몇몇 주요 재료 특성을 향상시키는 것에 중점을 둔다. 예를 들어, 이 알루미늄 합금을 제조 할 때 다이 솔더링(die soldering)이 감소되는 것 및 금형 캐비티의 수명이 개선되는 것뿐만 아니라 유동성과 주조성이 향상될 수 있다. 또한, 본 합금의 재활용 가능성 및 재사용 가능성이 향상된다. 또한, 본 합금은 더 많은 요소들에 대한 파라미터들을 지정하여 사용된 요소들에 대한 공차 범위를 더 넓게 만들 수 있다.
이 새로운 합금은 합금의 조성을 다양하게 조성 변화하는 방식으로 테스트 되었다. 이들은 고압 다이 캐스팅, 영구 몰드 주조(중력 보조식(gravity assisted)) 및 샌드 몰드 주조와 같은 금속 및 모래 몰드 주조 공정에 대해 평가되었으며, 모두 긍정적인 결과를 보였다.
본 발명은 아연, 마그네슘 및 철을 활용하는 알루미늄 합금을 주요 합금 요소로 하고 있으며, 구리, 망간, 티타늄, 붕소, 지르코늄, 바나듐, 스칸듐, 크롬, 스트론튬, 나트륨, 몰리브덴, 규소, 니켈 및 베릴륨을 가능한 적은 합금 요소로 하고 있다.
보다 상세하게, 구조용 부품들의 준정형 주조를 위해 아연, 마그네슘 및 철을 주요 합금 요소로 갖는 알루미늄 계 합금은 Al과 함께 아래의 필수 요소들 중 하나 이상으로 구성된다 :
2 내지 10 중량 %의 아연
0.5 내지 5 중량 %의 마그네슘
0.5 내지 5 중량 %의 철
0 내지 4 중량 %의 구리
0 중량 % 내지 0.5 중량 %의 티타늄
0 내지 0.1 중량 %의 스트론튬
0 내지 0.2 중량 %의 베릴륨
0 내지 0.5 중량 %의 지르코늄
0 내지 0.5 중량 %의 바나듐
0 내지 0.5 중량 %의 크롬
0 내지 0.5 중량 %의 스칸듐
0 내지 0.1 중량 %의 나트륨
0 내지 0.5 중량 %의 실리콘
0 내지 1 중량 %의 망간
0 내지 5 중량 %의 니켈
0 내지 0.5 중량 %의 붕소
0 내지 1 중량 %의 몰리브덴
나머지 중량 (66.6 ~ 96)은 알루미늄
합금은 고압 다이 캐스팅 (High Pressure Die Casting)과 같은 압력 보조 주조 공정을 사용하여 준정형 부품을 주조 할 수 있다.
용융 합금을 세정하기 위해 액체 금속 내에 아르곤 또는 질소 가스 퍼지(purge)를 통한 탈기(degassing)가 또한 수행될 수 있다.
주조 공정에서 을 이용하는 것도 또한 주물 내의 포집된 가스를 감소시키기 위해 사용될 수 있고 이로써 인장 강도 및 연성이 향상될 수 있다.
진공 보조가 수행되거나 그렇지 않더라도 주조 공정에 의해 제조된 부품은 다양한 방식의 템퍼링를 이루기 위하여 광범위하게 열처리 될 수 있다. 열처리 중 주요 강화 메커니즘은 1 회 또는 복수의 고용체 강화(solid solution strengthening)를 하여 고용체 상 변화를 통해 1차적으로 알루미늄 상 내 침전에 의해 강화되는 것이다. 부품들이 결함없이 성공적으로 처리 될 수 있는 열처리 경화 방식 리스트들은 아래와 같다:
Fx-As-주조 템퍼(Fx-As-Cast temper), F는 x 일 동안 실온에서 자연 시효(natural ageing)(잠복, incubation)이다.
T4-y-고용체 처리(T4-y - Solutionizing treatment), T4는 실온에서 자연 시효(natural ageing)(잠복, incubation)이다. y는 각 부품에 사용되는 T4 열처리의 고유 세부 사항을 나타내는 숫자 식별자이다.
T5 - 인공 시효(T5 - artificial ageing), Fx 템퍼 내 시료의 고온으로 이루어진다.
T6-y-근위 피크 인공 시효 처리(T6-y-Near Peak artificial ageing process), 이는 고온에서 열적 보조에 의해 수행된다. y는 각 부품에 사용된 T6 열처리의 고유 세부 사항을 나타내는 숫자 식별자이다.
T7-y-인공 시효 처리, 이는 임의의 주어진 온도에서 피크 강도에 요구되는 시간을 훨씬 넘는 시간 동안 부품들을 처리하는 동안 고온 상태를 유지한다. y는 각 부품에 사용된 T7 열처리의 고유 세부 사항을 나타내는 숫자 식별자이다.
압력 보조 주조 공정에서 본 합금을 이용해 다양한 견본 부품들이 주조되었다. 이는: 소규모 테스트 샘플(Small Scale Test Samples, "SSTS"); 대규모 테스트 샘플 (Large Scale Test Samples, "LSTS"); 및 사이드 충격 도어 빔(Side Impact Door Beam, "Side Impact Door Beam ")이 있다.
2. 예시들
아래에서 비 제한적인 실시예들이 본 발명을 예시한다.
합금의 일 실시예는 5 중량 % Zn; 2 중량%의 Mg; 0.35 중량 %의 Cu; 및 1.5 중량 %의 Fe 을 함유하는 Al 조성을 갖는 박형 벽 부분(think walled part)을 주조하는 단계를 포함한다. 주조 공정은, 21 일간의 자연 시효(natural ageing)가 이루어진 주조 상태에서 항복 강도, 최대 인장 강도 및 연신율이 각각 200MPa, 315MPa 및 3.80 %인 최종 부품을 진공 보조 없이 고압 다이 캐스팅하는 것이다.
합금의 다른 실시예는 5 중량 %의 Al, 2 중량 %의 Zn, 1.5 중량%의 Fe인 조성을 갖는 LSTS를 주조하는 것으로 이루어진다. 주조 공정은, 주조 상태에서 항복 강도, 최대 인장 강도 및 연신율이 각각 201MPa, 312MPa 및 4.63 % 인 최종 부품을 진공 보조 상태에서 고압 다이 캐스팅하는 것이다.
열처리(용해만(solution only), 잠복만(incubation only), 시효만(age only), 비처리 또는 두 개 또는 그 이상의 열처리 단계들을 함께하는 것들이 임의로 조합됨) 방법은 다음 중 하나 이상을 포함 할 수 있다:
a) 1단 용해(one step solutionzizing) : 수냉(water quench)으로 3.5 시간 내지 24 시간 동안 460 ℃
b) 2단 용해(two step solutionzizing) : 12 시간 내지 22 시간 동안 450 ℃ + 5 내지30 ℃/h로 475-500 ℃까지 + 475 내지 500 ℃로 4-7 시간 동안 수냉
c) 용해와 시효 사이의 잠복 : 실온에서 1-24 시간
d) 시효 (1 단) : 1-24 시간 동안 120-170 ℃,
e) 시효 (2 단) : 1-24 시간 동안 120-170 ℃ + 1-24 시간 동안 120-170 ℃
소규모 시험편 (SMALL-SCALE TEST SPECIMEN, "SSTS")
합금 조성
다음 합금 조성이 소규모 시험편 (SSTS) 부품의 제조에 사용되었다.
표 1 : SSTS 부품 주조에 사용된 일반적인 합금 조성 목록
조성
도 1은 일반적인 SSTS 부품의 사진을 도시한다. 도 1에 도시된 부품의 5 가지 유형의 각 시험편 타입에 대한 자세한 내용은 도 2에서 도 6까지에 설명되어 있다.
주조 공정
표 2는 도 1에 표시된 SSTS 부품을 제조하는 데 사용되는 주조 공정의 일반적인 세부 사항을 나타냅니다.
표 2 : 도 1에 표시된 SSTS 부품을 제조하는 데 사용되는 주조 공정.
열처리
SSTS에서 진행되어야 하는 다양한 열처리 방식(템퍼)가 표 3에 나열된다.
기계적 성질
표 4는 다양한 열처리 방식(템퍼)에서 SSTS 조성에 대해 수행된 일축 인장 시험으로부터 얻어진 전형적인 평균 기계적 특성을 나타낸다.
표 4 : SSTS 부품이 주조된 이후 및 기계적 성질의 평가 이전에 수행되어야 하는 다양한 열처리.
미세 구조
도 7-9에서 선택된 합금에 대한 SSTS 주조를 위한 전형적인 미세 구조 이미지가 도시된다.
현저한 특징
표 1에 나열된 합금 중 다이의 H13 공구강 소재에 다이 솔더링되거나 또는 다이 점착되는 경향이 전혀 나타나지 않는다.
H13 공구강 다이 재료는 표 1에 나열된 임의의 합금과 함께 사용될 때 열적 확인 시 어떠한 경향성을 나타내지 않는다.
SSTS 부품의 모든 주조품들은 기존 상업용 주조 업계의 지식에 따를 때 허용 가능한 무결성 및 품질을 유지했으며; 눈에 띄는 시각적 결함, 채우기 문제 또는 오작동이 없었다.
대규모 시험편 (LARGE-SCALE TEST SPECIMEN, "LSTS")
합금 조성
다음 합금 조성을 대규모 시험편 (LSTS) 부품의 제조에 사용했습니다.
조성
도 10은 일반적인 LSTS 부품의 사진을 도시한다. 도 10에 도시된 부품의 새로운 4 가지 유형의 시험편의 세부 사항은 도 11 내지도 14에서 상세하게 설명된다.
주조 공정
표 6은 도 10에 도시된 LSTS 부품을 제조하는 데 사용되는 주조 공정의 일반적인 세부 사항을 나타낸다.
표 6 : 도 10에 나와있는 LSTS 부품을 제조하는 데 사용되는 주조 공정.
열처리
LSTS에서 진행되어야 하는 다양한 열처리 방식(템퍼)가 표 7에 나열된다.
표 7 : 주조 후 기계적 특성을 평가하기 전에 LSTS 부품에 수행되어야 하는 다양한 열처리.
기계적 성질
표 8은 다양한 열처리 방식(템퍼)에서 LSTS 부품에 대해 수행된 일축 인장 시험으로 얻은 일반적인 평균 기계적 특성을 도시한다.
표 8 : 주조 후 및 기계적 성질의 평가 이전에 LSTS 부품이 가했던 다양한 열처리.
도 15는 T7-6 열처리 후 합금 LSTS # 1을 갖는 완만한 원형 피로파괴 바아(fatigue bar)의 실온 피로 특성을 도시한다.
미세구조
도 16-20에서 선택된 합금들에 대하여 LSTS 주조품의 전형적인 미세 구조 이미지가 도시된다.
현저한 특징
표 5에 나열된 합금 중 다이의 P20 공구강 소재에 다이 솔더링되거나 또는 다이 점착되는 경향이 전혀 나타나지 않는다.
P20 공구강 다이 재료는 표 5에 나열된 임의의 합금과 함께 사용될 때 열적 확인 시 어떠한 경향을 나타내지 않는다.
LSTS 부품의 모든 주조품들은 기존의 상업 주조 업계의 지식에 따를 때 허용 가능한 무결성 및 품질을 유지했으며, 눈에 띄는 시각적 결함, 채우기 문제 또는 오작동이 없었다.
사이드 임팩트 도어 빔 (SIDE IMPACT DOOR BEAM, "SIB")
합금 조성
다음 합금 조성을 사이드 임팩트 도어 빔 (SIB) 부품의 제조에 사용했다.
표 9 : SIB 부품을 주조하기 이용된 전형적인 합금 구성의 목록이다.
조성
도 19는 일반적인 SIB 부품의 사진을 도시한다. SIB 부품의 인장 바아의 위치와 그 치수는 도 20 ~ 21에 도시된다.
주조 공정
표 10은 도 19에 나와있는 SIB 부품을 제조하는 데 사용되는 주조 공정의 일반적인 세부 사항을 나타낸다.
표 10 : 표 19에 나와있는 SIB 부품을 제조하는 데 사용되는 주조 공정이다.
열처리
SIB에 수행되어야 하는 다양한 열처리 방식(템퍼)는 표 11에 나열된다.
표 11 : SIB 부품이 주조된 후 및 기계적 특성의 평가 이전에 수행된 다양한 열처리.
기계적 성질
표 12는 다양한 열처리 방식(템퍼)들에서 SIB 성분에 대해 수행된 일축 인장 시험으로부터 얻어진 전형적인 평균 기계적 특성을 나타낸다.
표 12 : 주조 이후 및 기계적 성질의 평가 이전에 SIB 부품이 가해진 다양한 열처리이다.
미세구조
선택된 합금에 대한 SIB 주조품에 관한 전형적인 미세 구조 이미지가 도 22에서 27에 도시된다.
현저한 특징
표 9에 나와있는 합금 중 다이의 P20 공구강 소재에 다이 솔더링되거나 또는 다이 점착되는 경향이 전혀 나타나지 않는다.
P20 공구 강재 다이 재료는 표 9에 나열된 임의의 합금과 함께 사용될 때 열적 확인 시 어떠한 경향을 나타내지 않는다.
SIB 부품의 모든 주조품들은 기존 상업용 주조 업계의 지식에 따를 대 허용 가능한 무결성과 품질을 유지했으며, 눈에 띄는 시각적 결함, 채우기 문제 또는 오작동이 없었다.
열간 인열 민감도 (HOT TEAR SENSITIVITY INDEX, "HTS")
Al-Zn-Mg 및 Al-Zn-Mg-Fe 합금의 열간 인열 민감도를 구속 로드 캐스팅 (Constrained Rod Casting, "CRC") 몰드로 평가 하였다.
CRC 몰드는 주철로 만들어지며 길이 2"(바아 A), 3.5"(바아 B), 5"(바아 C) 및 6.5"(바아 D)의 길이를 갖는 4 개의 원통형 구속 로드(constrained rod)를 생산할 수 있다. 바아들은 스프루(sprue)에 의해 한쪽 끝이 구속되고, 다른 쪽 끝이 직경 0.75"인 구형 라이저(riser)(피더(feeder))로 구속됩니다.
HTS의 값은 다음과 같이 주어진다.
여기서 C는 바아의 균열 심각도(severity of crack)에 대해 할당된 수치 값이고 (표 13), L은 바아의 길이 (표 14)에 해당하는 할당된 수치 값으로 바아 A, B, C 및 D를 나타낸다.
표 13 : 균열 심각도를 나타내는 수치 Ci
표 14 : 길이가 다른 바아를 나타내는 숫자 값 Li
합금 조성
하기 합금 조성을 사용하여 표 15에 열간 인열 민감도를 평가 하였다.
표 15 : HTS 샘플들을 주조하는 데 사용된 합금 조성 목록
주조 공정
표 15에 있는 각 합금 1 킬로그램을 고순도 아르곤 가스로 20 분 동안 용융 및 탈기시켰다. 주입 온도는 모든 샘플들에 대해 720 ℃로 유지하였다. CRC 몰드는 주입전에 300℃로 예열하였다. 각 합금은 2 개의 열간 인열 샘플을 가진다.
HTS 결과
도 29에 도시 된 바와 같이, Fe를 미첨가 시, Al-Zn-Mg 합금은 열간 인열에 대해 높은 민감도를 가진다. Al-Zn-Mg에 Fe를 첨가하는 동안, Al-Zn-Mg 합금의 열간 인열 감도가 크게 완화되었다. HTS 지수는 Fe 1.3 중량 %의 첨가시 1.67로 감소한다.
파일럿 규모 시험
합금에 대해 규정된 조성들 중 하나가 자동차 용 구조 부품을 제조하기 위해 자동차 주조 설비에서 파일럿 생산 규모 시험을 수행하는 데 사용되었다. 사용된 합금 조성은 Al-5wt % Zn-1.6wt % Mg-1wt % Fe-0.05wt % Ti이었다.
주조 프로세스에서 두드러진 세부 사항은 다음과 같습니다.
부품 : 자동차 충격 타워
용융 합금의 양 : ~ 10,000 kg
용융 온도 : 690-730 ° C
탈기: 산업용 순도 Ar을 사용하는 10 분간의 회전식 탈기 장치
진공 시스템 : 다이에 3 개의 냉각 블록
조성 (중량 %) : Al-5.0Zn-1.6Mg-1.0Fe-0.05Ti
균열 없는 부품 주조 개수: (웜업 샷 제외)
주요 합금 : 180
50 % 재용융 합금 : 80
100 % 재용융 합금 : 110
생산 환경에서 결함이 없는 견고한 주조물을 제조하는 것 외에도, 이 새로운 합금을 사용함에 따른 다른 중요한 이점은 H13 다이 툴 상의 다이 솔더링 경향이 현저하게 감소하고 합금 조성물의 100 % 재사용 가능성이 있다는 것이다. 주조된 부품의 평균 일축 인장 특성은 각 부품들에 대해 다양한 위치들로부터 얻은 샘플로 측정되며 여러 주조 부품들로부터 획득되는데, 이는 다음과 같다:
UTS = 263 MPa
YS = 145 MPa
%El = 8.2%
특히, 이 특성들은 1 차(the primary), 50 % 재활용 및 100 % 재활용 초기 합금 금속들 간에 어떤 변화도 일어나지 않았다. 또한, 모든 부품은 인식가능한 블리 스터링(blistering) 없이 고용체화 온도로 열처리 될 수 있다. 이러한 현저한 특성 및 관찰을 통해 구조용 자동차 부품 제조에 새로운 합금을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정된 예시들은, 본원의 실시예를 나타내면서 예시적인 방식으로 적시된 것일 뿐이며, 청구 범위는 이들 실시예에 의해 제한되어서는 안되며 상세한 설명 전체 내용에 일치하게 가장 광범위한 것으로 해석되어야 한다.
본 출원은 실시예들을 참조하여 설명되었으나, 청구 범위는 예시로서 기재된 실시예에 의해 제한되어서는 안되며, 상세한 설명 전체와 일치하는 가장 광범위한 것으로 해석되어야 한다.
모든 간행물, 특허 및 특허 출원들이 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 그 전체로서 참조되어 포함되도록 구체적으로 및 개별적으로 지시 된 것과 동일한 정도로 본원에 참고로 인용된다. 본 출원의 용어가 본원에 참고로 인용 된 문헌에서 다르게 정의되는 것으로 밝혀지면, 여기에 제공된 정의가 용어의 정의로서 기능한다.
<출원서에 참조되는 전 인용 문헌>
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Claims (14)
- 준정형(near-net shape) 구성품(component)를 제조하기 위한 고압 다이 캐스팅(HPDC, High Pressure Die Casting)용 알루미늄 합금에 있어서,
2 내지 10 중량 % 인 아연 (Zn);
0.5 내지 5 중량 % 인 마그네슘 (Mg);
0.5 내지 2 중량 % 인 철 (Fe);
0.05 내지 0.5 중량 % 인 티타늄 (Ti);
0 내지 0.08 중량 % 인 구리 (Cu);
0 내지 0.02 중량 % 인 망간 (Mn)으로 이루어지고,
알루미늄 (Al), 다른 원소들 및 불순물이 나머지 중량 %를 차지하되,
상기 다른 원소들은 스트론튬, 베릴륨, 지르코늄, 바나듐, 크롬, 스칸듐, 나트륨, 실리콘, 몰리브덴, 붕소 및 니켈 중 적어도 하나 이상의 원소이며,
최대 인장 강도(ultimate tensile strength)는 292 이상 457 MPa 이하인 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
4 내지 10 중량 % 인 아연 (Zn); 및
0.5 내지 2.5 중량 % 인 마그네슘 (Mg)을 포함하는, 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
4.5 내지 7 중량 % 인 아연 (Zn); 및
1 내지 2 중량 % 인 마그네슘 (Mg)을 포함하는, 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
4.74 내지 6.86 중량 % 인 아연 (Zn); 및
2.10 내지 2.24 중량 % 인 마그네슘 (Mg)을 포함하는, 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
0 중량 % 인 실리콘 (Si);
0 중량 % 인 지르코늄 (Zr); 및
0 중량 % 인 니켈 (Ni)을 포함하는, 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
0 내지 0.1 중량 % 인 스트론튬 (Sr);
0 내지 0.2 중량 % 인 베릴륨 (Be);
0 내지 0.5 중량 % 인 지르코늄 (Zr);
0 내지 0.5 중량 % 인 바나듐 (V);
0 내지 0.5 중량 % 인 크롬 (Cr);
0 내지 0.5 중량 % 인 스칸듐 (Sc);
0 내지 0.1 중량 % 인 나트륨 (Na);
0 내지 0.5 중량 % 인 실리콘 (Si);
0 내지 5 중량 % 인 니켈 (Ni);
0 내지 0.5 중량 % 인 보론 (B); 및
0 내지 1 중량 % 인 몰리브덴 (Mo)을 포함하는, 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
0.8 내지 1.5 중량 % 인 철 (Fe)을 포함하는, 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
0.2% 내력(proof stress)은 166 이상 414 MPa 이하인 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
상기 최대 인장 강도는 328 이상 442 MPa 이하이며,
0.2% 내력은 197 이상 404 MPa 이하인 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
상기 최대 인장 강도는 293 이상 428 MPa 이하이며,
0.2% 내력은 166 이상 375 MPa 이하인 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
상기 최대 인장 강도는 304 이상 457 MPa 이하이며,
0.2% 내력은 172 이상 414 MPa 이하인 알루미늄 합금. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 알루미늄 합금의 고압 다이 캐스팅(HPDC)에 의해 제조된 부품.
- 제12항에 있어서,
실온에서의 잠복(incubation at room temperature), 용해(solutionizing), 용해후의 잠복(incubation after solutionizing) 및 인공 고온 시효(artificial high temperature ageing) 중 적어도 하나의 열처리가 이루어지는 부품. - 제12항에 있어서,
수냉(water quench)으로 3.5 시간 내지 24 시간 동안 460 ℃로 1단 용해(one step solutionzizing)하는 단계;
첫번째로 450 ℃에서 12 시간 내지 22 시간 동안 용해하고, 시간 당 5 내지 30 ℃ 에서 475 내지 500 ℃까지 램프업하고, 두번째로 475 내지 500 ℃ 에서 4-7 시간 동안 수냉하는 단계;
실온에서 1-24 시간 동안 용해와 시효 사이에서 잠복하는 단계;
1-24 시간 동안 120-170 ℃로 1단 시효하는 단계; 및
1-24 시간 동안 120 ℃로 시효하고 1-24 시간 동안 150-180 ℃로 시효하는 2단 시효하는 단계,
중 하나에 의한 열처리가 이루어지는, 부품.
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