KR20010104046A

KR20010104046A - Aluminium an alloy Using Caster And Method Of Preparing Thereof

Info

Publication number: KR20010104046A
Application number: KR1020000025431A
Authority: KR
Inventors: 광 섭 정
Original assignee: 광 섭 정
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-24

Abstract

본 발명의 목적은 충격강도와 연성(軟性)모두를 만족 시킬수 있게 한 캐스터용 알루미늄과 그 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a caster aluminum and a method of manufacturing the same, which can satisfy both impact strength and ductility.

이러한 본 발명은 알루미늄 원재료에 대하여 첨가제[규소 4 ~ 5중량부(), 철 0.3 ~ 0.6 중량부(), 구리 0.8 ~ 1.2중량부(), 망간 0.1 ~ 0.15중량부(), 마그네슘 2 ~ 2.5중량부(), 아연 0.1 ~0.15중량부()]를 첨가후, 이를 473K 이상의 열처리 온도에서 열 처리함에 의해, 충격강도와 연성을 동시에 만족하는 캐스터와 같은 운반 혹은 수송기계 등의 부품 제조의 사용에 적합한 알루미늄 합금을 얻을 수 있게 한 것이다.The present invention is an additive [4 to 5 parts by weight of silicon (), 0.3 to 0.6 parts by weight of iron (), 0.8 to 1.2 parts by weight of copper (), 0.1 to 0.15 parts by weight of manganese (), magnesium 2 to 2.5 with respect to aluminum raw materials After adding parts by weight (), 0.1 to 0.15 parts by weight of zinc), and heat-treating them at a heat treatment temperature of 473 K or more, the use of manufacturing parts such as transportation or transportation machines such as casters satisfying both impact strength and ductility at the same time. It is to be able to obtain a suitable aluminum alloy.

Description

Aluminum an alloy Using Caster And Method Of Preparing Thereof}

본 발명은 운반 수송기계 등에 사용하는 차륜과 같은 캐스터(Caster)용 알루미늄 합금과 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 알루미늄 원 재료에 대해 충격강도와 연성 특성을 향상시키는 원소들을 첨가하여 충격강도와 연성을 동시에 만족시킬수 있게 한 캐스터 (Caster)용 알루미늄 합금과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum alloy for casters such as wheels used in conveying transportation machinery and the like, and a method of manufacturing the same, and particularly, by adding elements to improve the impact strength and ductility characteristics of aluminum raw materials. The present invention relates to an aluminum alloy for casters and a method of manufacturing the same, which can be satisfied at the same time.

일반적으로 각종 문헌에 의하면 각 용도에 따라 제조된 고강도 알루미늄 합금이 개시되어 있다.In general, various documents disclose high-strength aluminum alloys produced for respective applications.

예컨대 JP-B 제(평)6-21326호(여기서 JP-B는 심사공개된 일본 특허원을 의미한다)와, 또한 JP-A 제(평)5-1346호에 의하면 인장 강도는 종래의 결정성 알루미늄 합금보다 2배 이상 높지만, 충격강도 등은 종래의 알루미늄 합금에 비하여 대략 1/5 정도 밖에 안되는 단점이 있다.For example, according to JP-B No. 6-21326 (where JP-B means Japanese Patent Application, which has been published) and JP-A No. 5-1346, tensile strength is a conventional determination. Although more than twice as high as the aluminum alloy, the impact strength and the like has a disadvantage of only about 1/5 of the conventional aluminum alloy.

따라서 상기 선행 기술에 개시된 종래의 알루미늄 합금은 견뢰도 즉, 충격 강도 등이 요구되는 운반 수송기계 및 대차 등에 사용되는 차륜과 같은 캐스터의 후레임을 만드는 재료로써 사용 하기에는 부적합하다고 하는 단점이 있다.Therefore, the conventional aluminum alloy disclosed in the prior art has a disadvantage in that it is unsuitable for use as a material for making a frame of a caster such as a wheel used in a transport machine and a truck, which require fastness, that is, impact strength.

한편 기타 다른 용도로서 활용할 수 있게 한 알루미늄 중 충격에 견디도록하기 위해 연성을 높게 한 것도 있으나, 큰 하중을 받는 경우 쉽게 변형되는 경향이 있어 캐스터용으로 사용하기에 부적합한 면이 있었다.On the other hand, some of the aluminum that can be used for other purposes to increase the ductility in order to withstand the impact, but tends to be easily deformed when subjected to a large load was unsuitable for use for casters.

즉, 종래에는 충격강도가 높은 알루미늄합금을 사용하면 연성이 커져 쉽게 변형되고, 반대로 변형을 방지하기 위해 연성이 낮은 재료를 사용하면 충격강도가 떨어져 쉽게 부서진다는 문제점이 있었다.That is, in the related art, when the aluminum alloy having high impact strength is used, the ductility is large and easily deformed. On the contrary, when the low ductility material is used to prevent the deformation, the impact strength is easily broken.

본 발명의 목적은 상기 결점들을 해소하고자 예의 연구 결과 개발 한 것으로, 알루미늄 원소에 대해 충격강도와 연성 특성을 만족할 수 있도록 해주는 원소를 혼합하여, 그 연성과 충격강도를 동시에 만족하는 물리적 특성과 기계적 특성을 향상되게 한 캐스터용 알루미늄 합금 및 그 제조 방법을 제공하는 데 에 있다.An object of the present invention is to develop the results of intensive research to solve the above drawbacks, by mixing the elements that can satisfy the impact strength and ductility characteristics for aluminum, physical and mechanical properties satisfying the ductility and impact strength at the same time The present invention provides an aluminum alloy for casters and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 알루미늄 합금은 청구항의 1발명과 관련된 총 중량을 기준으로 규소 4 ~ 5중량부(); 철 0.3 ~ 0.6 중량부(); 구리 0.8 ~ 1.2중량부(); 망간 0.1 ~ 0.15중량부(); 마그네슘 2 ~ 2.5중량부(); 아연 0.1 ~ 0.5 중량부()를 알루미늄에 첨가하여 충격강도와 연성특성을 동시에 만족토록 한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the aluminum alloy of the present invention is based on the total weight associated with the invention of claim 4 to 5 parts by weight (); Iron 0.3 to 0.6 parts by weight (); Copper 0.8 to 1.2 parts by weight (); Manganese 0.1 ~ 0.15 parts by weight (); Magnesium 2 to 2.5 parts by weight (); 0.1 ~ 0.5 parts by weight of zinc () is added to aluminum, characterized in that the impact strength and ductility characteristics are satisfied at the same time.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 알루미늄 합금제조 방법은 청구항 2와 관련된 알루미늄을 용융하는 단계와, 용융상태의 알루미늄에 대해 첨가제[규소 4 ~ 5중량부(), 철 0.3 ~ 0.6 중량부(), 구리 0.8 ~ 1.2중량부(), 망간 0.1 ~0.15중량부(), 마그네슘 2 ~ 2.5중량부(), 아연 0.1 ~0.15중량부()]를 첨가하는 단계와, 상기 알루미늄과의 첨가제와의 혼합물을 473K 이상의 열처리 온도(여기서, 열 처리 온도에 대한 온도 상승 속도는 1.5K/Sec 이다)에서 열 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the aluminum alloy production method of the present invention comprises the steps of melting the aluminum related to claim 2, and additives [silicon 4 to 5 parts by weight (), iron 0.3 to 0.6 parts by weight of aluminum in the molten state (), Copper 0.8 to 1.2 parts by weight (), manganese 0.1 to 0.15 parts (), magnesium 2 to 2.5 parts (), zinc 0.1 to 0.15 parts ()] and the additive with the aluminum Heat treating the mixture with at a heat treatment temperature of at least 473 K, wherein the rate of temperature rise relative to the heat treatment temperature is 1.5 K / Sec.

이하, 본 발명에 따른 캐스터용 알루미늄 합금 및 그 제조 방법의 바람 직한 실시 예를 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the caster aluminum alloy according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described.

먼저 알루미늄 원 재료를 용융 시킨 후, 그 용융된 알루미늄에 총 중량을 기준으로하여 첨가제 즉, 규소 4 ~ 5중량부()와,철 0.3 ~ 0.6 중량부()와, 구리 0.8 ~ 1.2중량부()와, 망간 0.1 ~ 0.15중량부()와, 마그네슘 2 ~ 2.5중량부()와, 아연 0.1 ~ 0.5 중량부()를 순차적으로 첨가한다.First, the aluminum raw material is melted, and then, based on the total weight of the molten aluminum, additives, that is, 4 to 5 parts by weight of silicon, 0.3 to 0.6 parts by weight of iron, and 0.8 to 1.2 parts by weight of copper, ), 0.1 to 0.15 parts by weight of manganese, 2 to 2.5 parts by weight of magnesium, and 0.1 to 0.5 parts by weight of zinc are added sequentially.

아울러 첨가제와 알루미늄과의 혼합물을 473K 이상의 열처리 온도(여기서, 열 처리 온도에 대한 온도 상승 속도는 1.5K/Sec 이다)에서 열 처리함에 의해 캐스터의 제조에 적합한 충격강도와 연성을 동시에 만족하는 알루미늄 합금 소재를 수득할 수 있다.In addition, the aluminum alloy that satisfies both impact strength and ductility suitable for the manufacture of casters by heat-treating the mixture of the additive and aluminum at a heat treatment temperature of 473 K or higher (where the temperature rise rate is 1.5 K / Sec). The material can be obtained.

상기에서 규소와 동과 망간 및 아연 등의 첨가는 알루미늄 합금에 대한 충격강도 특성이 향상되도록 하며, 반면에 상기 마그네슘의 첨가는 연신율 특성을 향상되게 한다. 즉 상기 규소는 알루미늄 합금에 대하여 절삭성을 좋게하기 위함인데, 알루미늄의 절삭성을 좋게하기 위해서는 상기 규소의 범위를 넘거나 혹은 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.The addition of silicon, copper, manganese, zinc, etc. in the above to improve the impact strength characteristics for the aluminum alloy, while the addition of magnesium to improve the elongation characteristics. That is, the silicon is to improve the machinability for the aluminum alloy, but in order to improve the machinability of the aluminum, it is preferable not to exceed or exceed the range of the silicon.

또 상기에서 알루 미늄에 대하여 첨가한 철은 상기 방법으로 수득한 알루미늄 합금 소재를 이용하여 캐스터용 후레임과 같은 주조품(Die Casting)을 만들 시 그 알루미늄 합금 주조품이 다이(型)에 부착됨이 없이 용이하게 탈형되도록하는 특성을 발휘한다.In addition, the iron added to the aluminum is easy to make a die casting, such as a caster frame using the aluminum alloy material obtained by the above method, without the aluminum alloy casting attached to the die. Demonstrate the property to be demolded.

<실시예><Example>

총 중량을 기준으로 알루미늄에 규소 4 중량부()와, 철 0.3 중량부()와, 구리 0.8중량부()와, 망간 0.1중량부()와, 마그네슘 2 중량부()와, 아연 0.1 중량부()를 첨가 후, 열 처리하여 알루미늄 합금을 수득 하였으며, 이렇게 수득된 본 발명의 알루미늄 합금과 기존 알루미늄 합금과의 몇 가지 강도를 비교 시험하였는바, 그 결과는 하기 표1과 같았다.4 parts by weight of silicon, 0.3 parts by weight of iron, 0.8 parts by weight of copper, 0.1 parts by weight of manganese, 2 parts by weight of magnesium, and 0.1 parts of zinc by weight, based on the total weight of aluminum. After the addition of (), the heat treatment to obtain an aluminum alloy, and the strength of the aluminum alloy of the present invention and the existing aluminum alloy thus obtained was compared and tested, the results are shown in Table 1 below.

구분division 알루미늄 합금Aluminum alloy 본 발명제품Invention Product 일반용 합금General purpose alloy 특수용 합금Special alloy KS기호KS symbol ALDC1ALDC1 ALDC7ALDC7 ALDC8ALDC8 ALDC2ALDC2 ALDC3ALDC3 ALDC5ALDC5 인장강도(kg/㎟)Tensile Strength (kg / ㎡) 24.524.5 30.230.2 30.230.2 30.130.1 28.828.8 21.021.0 34.234.2 항복점(kg/㎟)Yield Point (kg / ㎡) 14.814.8 17.617.6 19.019.0 17.617.6 19.019.0 11.211.2 20.020.0 연신율()Elongation () 1.81.8 2.02.0 2.02.0 3.03.0 7.57.5 5.05.0 5.55.5 전단응력(kg/㎟)Shear stress (kg / ㎡) 17.617.6 19.719.7 19.719.7 19.019.0 19.719.7 13.413.4 20.520.5 피로강도(kg/㎟)Fatigue Strength (kg / ㎡) 13.413.4 13.413.4 13.413.4 13.413.4 16.216.2 12.012.0 17.017.0

상기 표에 의하면 본 발명으로부터 수득된 알루미늄 합금은 기존 알루미늄 합금에 비하여 기계적 및 물리적인 성질 즉, 충격강도와 관련있는 피로강도나 전단응력 및 연성과 관련있는 연신율과 인장강도 어느 면에서나 우수함을 알 수 있는 바, 충격강도와 연성이 동시에 적정 수준으로 요구되는 캐스터와 같은 운송 혹은운반 기계 등의 부품에 응용시 탁월한 효과를 발휘함을 알 수가 있다.According to the above table, the aluminum alloy obtained from the present invention is superior to the existing aluminum alloy in terms of both mechanical and physical properties, that is, elongation and tensile strength related to fatigue strength, shear stress, and ductility related to impact strength. As a result, it can be seen that it has an excellent effect when applied to parts such as transportation or conveying machines such as casters, which are required at the same level of impact strength and ductility.

특히, 연신율은 캐스터에 적정한 5∼6() 사이 값을 유지하면서도 여타 다른 기계적 특성이 다른 재료에 비해 향상되어 캐스터의 제조에 적합함을 알 수 있다.In particular, it can be seen that the elongation maintains a value between 5 and 6 () appropriate for the caster while improving other mechanical properties compared to other materials, making it suitable for the manufacture of casters.

이상과 같이 본 발명에 의하면 알루미늄에 대하여 충격강도와 연성을 부여하는 원소들을 적정한 비율로 혼배합한 것에 의해, 운송 및 운반기계 등의 자동차 부품과 같은 캐스트 등에 적용시 충격강도와 연성을 동시에 만족시키는 알루미늄 합금을 얻게되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by mixing the elements that impart the impact strength and ductility to aluminum in an appropriate ratio, the aluminum that satisfies the impact strength and ductility at the same time when applied to cast, such as automobile parts, such as transportation and transport machinery There is an effect of obtaining an alloy.

Claims

4 to 5 parts by weight of silicon (), based on the total weight of aluminum; Iron 0.3 to 0.6 parts by weight (); Copper 0.8 to 1.2 parts by weight (); Manganese 0.1 ~ 0.15 parts by weight (); Magnesium 2 to 2.5 parts by weight (); Aluminum alloy for casters, characterized in that manufactured by adding 0.1 to 0.5 parts by weight of zinc ().

Melting aluminum;

Additives [4 to 5 parts by weight of silicon), 0.3 to 0.6 parts by weight of iron, 0.8 to 1.2 parts by weight of copper, 0.1 to 0.15 parts by weight of manganese, and 2.5 to 2.5 parts by weight of magnesium (), Adding 0.1 to 0.15 parts by weight of zinc ()]; And

And heat-treating the mixture with the additive with aluminum at a heat treatment temperature of 473 K or higher (where the rate of temperature rise relative to the heat treatment temperature is 1.5 K / Sec).