KR20010017742A

KR20010017742A - 압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금 및 그 제조방법

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Publication number: KR20010017742A
Application number: KR1019990033407A
Authority: KR
Inventors: 윤진하; 김경원; 이규창; 이상하; 김장현
Original assignee: 김강권; 대한민국(관리부서:농촌진흥청)
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-03-05
Also published as: KR100358757B1

Abstract

본 발명은 Al-Mg-Si-Cu계의 압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 A6061 합금은 미세한 석출물을 이루는 Mg과 Si의 함유량이 A6063 합금 보다 상대적으로 많아서 A6063 합금 보다는 강도가 높은 합금을 얻을 수 있으나 압출성이 A6063 합금 보다는 떨어지는 문제점이 있고, 반대로 A6063 합금은 압출성이 우수하나 강도가 높지 않아서 구조재료로 사용하는 데에는 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해Si 0.64∼0.73 중량, Mg 0.27∼0.55 중량, Mn 0.27∼0.33 중량, Cu 0.4∼0.6 중량, Zn 0.13∼0.2 중량, 불순물 Fe의 함유량은 0.5 중량이하이고 나머지는 Al으로 구성되고, 균질화 열처리 470℃×12시간, 압출온도 460℃, 시효처리 175℃×8시간으로 하여 압출성지수 90, 인장강도 280∼313MPa, 연신율 10.4∼12로 실시하므로, 알루미늄합금의 압출성을 향상시켜 생산성을 높임과 동시에 높은 강도를 갖는 알루미늄합금을 제조하여 유리온실 또는 건축물의 자재, 자동차부품, 기계부품 등에 사용할 수 있도록 한 것이다.

Description

압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금 및 그 제조방법{METHOD OF MANUFACTURE THE AND ALUMINUM ALLOY FOR INTENSITY EXCELLENCE EXTRUDE}

본 발명은 Al-Mg-Si-Cu계의 압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄합금의 압출성을 향상시켜 생산성을 높임과 동시에 높은 강도를 갖는 알루미늄합금을 제조하여 유리온실 또는 건축물의 자재, 자동차부품, 기계부품 등에 사용할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 종래의 Al-Mg-Si계 합금은 적당한 압출성을 가지고 시효열처리 후 미세한 석출물이 형성되어 강도가 높아지는 효과가 있다. 이에 대표적인 것으로는 Al-Mg-Si계 합금으로 A6061과 A6063 등이 알려져 있다.

상기 A6061 합금의 조성은 Si 0.4∼0.8 중량, Cu 0.15∼0.4 중량, Mg 0.8∼1.2중량, Cr 0.04∼0.35중량나머지는 Al으로 이루어져 있고, A6063 합금의 조성은 Si 0.2∼0.6 중량, Cu 0.1 중량, Mg 0.45∼0.9 중량, Cr 0.1 중량나머지는 Al으로 이루어져 있다.

그러나 상기 종래의 A6061 합금은 미세한 석출물을 이루는 Mg과 Si의 함유량이 A6063 합금 보다 상대적으로 많아서 A6063 합금 보다는 강도가 높은 합금을 얻을 수 있으나 압출성이 A6063 합금 보다는 떨어지는 문제점이 있고, 반대로 A6063 합금은 압출성이 우수하나 강도가 높지 않아서 구조재료로 사용하는 데에는 한계가 있었다.

또한 현재까지 여러 종류의 합금 알루미늄이 압출재(일본공개특허 평 7-70688, 평 6-287671, 평 7-41897 등)로 개발 되었는데 모두 고강도이지만 압출성이 높지 못하여 생상성 향상에는 기여를 하지 못하는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, Al-Mg-Si-Cu계의 알루미늄합금으로 이루어져 알루미늄합금의 압출성을 향상시킬 수 있도록 함을 제1목적으로 하는 것이고, 제2목적은 상기 압출성 향상으로 생산성을 높이면서 원가를 절감시킬 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 높은 강도를 갖는 알루미늄합금을 제조하여 유리온실 또는 건축물의 자재, 자동차부품, 기계부품 등에 사용할 수 있도록 한 압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 Si 0.64∼0.73 중량, Mg 0.27∼0.55 중량, Mn 0.27∼0.33 중량, Cu 0.4∼0.6 중량, Zn 0.13∼0.2 중량, 불순물 Fe의 함유량은 0.5 중량이하이고 나머지는 Al으로 구성되고, 균질화 열처리 470℃×12시간, 압출온도 460℃, 시효처리 175℃×8시간으로 하여 압출성지수 90, 인장강도 280∼313MPa, 연신율 10.4∼12로 실시함을 특징으로 하는 압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금 및 그 제조방법을 제공한다.

이하에서 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금 및 그 제조방법에 대한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명 알루미늄합금에 포함되는 구성으로는 Si 0.64∼0.73 중량, Mg 0.27∼0.55 중량, Mn 0.27∼0.33 중량, Cu 0.4∼0.6 중량, Zn 0.13∼0.2 중량, 불순물 Fe의 함유량은 0.5 중량이하이고 나머지는 Al으로 구성되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 알루미늄합금은 균질화 열처리 470℃×12시간, 압출온도 460℃, 시효처리 175℃×8시간으로 하여 압출성지수 90, 인장강도 280∼313MPa, 연신율 10.4∼12로 실시함에 특징이 있다.

본 발명의 구체적인 실시예는 아래 표 1, 2 에서와 같다.

즉, 표 1 에서와 같은 조성으로 Direct Chill Casting 법에 의하여 Billet를 제조하고, 표 2 와 같은 조건으로 균질화 열처리, 압출, 시효열처리를 거쳐 합금을 제조하는 것으로, 합금의 기계적 성질과 압출성은 표 2 에 나타내었다.

또한 비교를 위하여 A6061, A6063, 6N01, 7003의 조성은 표 1 에, 균질화처리온도, 시효경화처리온도, 압출조건, 합금의 기계적성질, 압출성은 표 2 에 나타내었다.

구분	합금번호	합 금 조 성
구분	합금번호	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	기 타
본발명	1	0.69	0.23	0.38	0.28	0.23	-	0.17
	2	0.69	0.22	0.39	0.28	0.24	-	0.2
	3	0.63	0.22	0.31	0.27	0.22	-	0.12
	4	0.73	0.48	0.41	0.33	0.27	-	0.20
	5	0.64	0.30	0.59	0.33	0.55	-	0.13
비고	A6061	0.4-0.8	0.7	0.15-0.4	0.15	0.8-1.2	0.04-0.35	0.25
	A6063	0.2-0.6	0.35	0.1	0.1	0.45-0.9	0.1	0.1
	A6N01	0.4-0.9	〉0.35	〉0.35	〉0.5	0.4-0.8	〉0.3		〉0.01Ti
	A7003	0.3	0.35	0.2	0.3	0.5-1.0	0.2	5.0-6.5	0.05-0.25 Zr 0.2Ti

구 분	합금 번호	균질화처리온도 (℃×hrs)	압출온도 (℃)	시효처리온도 (℃×hrs)	연신율 ()	인장강도 ㎏/㎟	압출성 지수
본 발 명	1	470×12	460	175×8	11.2	30.0	90
	2	470×12	460	175×8	10.4	31.3	90
	3	470×12	460	175×8	10.2	28.0	90
	4	470×12	460	175×8	12.0	29.3	90
	5	470×12	460	175×8	11.5	31.1	90
비 교	A6061	-	-	-	12	31.6(T6)	70
	A6063	-	-	-	12	18.9(T5)	100
	A6N01	-	-	-	12	28.1(T5)	90
	A7003	-	-	-	18	36.7(T5)	80

본 발명의 알루미늄합금은 Al-Mg-Si-Cu계 합금으로, Si 함유량은 A6063 보다는 높으면서 A6061 정도이고, Mg의 함유량은 6xxx계열 합금이나 일본공개특허 평 6-287671, 평 7-41897 보다 낮다.

또한 Cu의 함유량은 6069를 제외한 다른 6xxx계열 합금보다 월등히 높다.

Zn의 함유량은 6xxx계열 합금과 유사한 0.1-0.2정도이며 불순물인 Fe의 함유량은 0.5이하이다.

본 발명에 적용된 5개의 합금조성은 28∼31 ㎏/㎟의 인장강도를 얻었으며, 이것은 A6061 또는 6N01의 인장강도와 유사한 값이다.

또한 본 발명의 5개 합금 조성의 연신율은 10∼12로 A6061, A6063, 6N01에 비해서 약간 떨어지나 합금번호 4와 5는 A6061, A6063, 6N01에 근접한다.

압출성지수는 A6063의 압출성을 100 기준으로 할 때의 합금의 압출성을 나타낸 것이다.

본 발명의 5 개 합금의 압출성지수는 모두 90이였으나, 이것은 A6063에 비하여 약간 떨어지는 수준이나 상당히 근접하고 있다.

이상과 같이 본 발명은 Al-Mg-Si-Cu계의 알루미늄합금으로 이루어져 알루미늄합금의 압출성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 압출성 향상으로 생산성을 높이면서 원가를 절감시킬 수 있도록 한 것이며 또한 높은 강도를 갖는 알루미늄합금을 제조하여 유리온실 또는 건축물의 자재, 자동차부품, 기계부품 등에 사용할 수 있도록 한 유용한 발명인 것이다.

Claims

Si 0.64∼0.73 중량, Mg 0.27∼0.55 중량, Mn 0.27∼0.33 중량, Cu 0.4∼0.6 중량, Zn 0.13∼0.2 중량, 불순물 Fe의 함유량은 0.5 중량이하이고 나머지는 Al으로 구성됨을 특징으로 하는 알루미늄합금.
Si 0.64∼0.73 중량, Mg 0.27∼0.55 중량, Mn 0.27∼0.33 중량, Cu 0.4∼0.6 중량, Zn 0.13∼0.2 중량, 불순물 Fe의 함유량은 0.5 중량이하이고 나머지는 Al으로 구성되고, 균질화 열처리 470℃×12시간, 압출온도 460℃, 시효처리 175℃×8시간으로 하여 압출성지수 90, 인장강도 280∼313MPa, 연신율 10.4∼12로 실시함을 특징으로 하는 압출성이 우수한 고강도 알루미늄합금의 제조방법.