KR20050094085A

KR20050094085A - Method of manufacturing al-mg-si alloy sheet

Info

Publication number: KR20050094085A
Application number: KR1020040019203A
Authority: KR
Inventors: 홍승현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-27

Abstract

본 발명은 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 제조방법에 관한 것으로서, 열간압연 후 냉간압연 전 공정에서 추가적인 열처리를 시행하되 냉각속도를 적절히 조절하여 줌으로써, 리징 현상을 일으키는 P 방위 집합조직 성분 {011}<655>의 발달을 능동적으로 억제하고, 이를 통해 내리징성이 향상된 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 제조방법은, 열간압연을 실시한 후 냉간압연 전 단계에서, 450℃ ~ 530℃의 온도범위 내에서 30분 ~ 2시간 동안 열처리를 한 후 0.5℃/초 ~ 2.0℃/초의 속도로 급냉시키는 열처리 단계를 추가 실시하여 제조하는 것을 특징으로 한다. 결국, 본 발명에 의하면, 상기한 추가적인 열처리 시행 후 급랭하여, Mg 및 Si 석출물 형성을 억제하고, 냉간압연 후 T4 열처리 도중 리징 현상을 발생시키는 P 방위 집합조직 성분이 발달할 수 있는 핵생성 사이트를 없앰으로써, 판재 제조 후 이차 성형 가공시에 발생하는 리징을 크게 저하시키는 효과를 얻을 수 있고, 결과적으로는 성형제품의 표면연마 공정을 생략할 수 있어 제조원가 절감 및 불량률 감소를 기대할 수 있게 된다.The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet, and further subjected to an additional heat treatment in the pre-cold rolling process after hot rolling, but by adjusting the cooling rate appropriately, P orientation texture component causing a leaching phenomenon {011} The present invention relates to a method of actively suppressing the development of the aluminum alloy and thereby producing an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet having improved repellency. In the manufacturing method of the present invention, after performing the hot rolling in the step before the cold rolling, the heat treatment for 30 minutes to 2 hours in the temperature range of 450 ℃ ~ 530 ℃ and then at a rate of 0.5 ℃ / sec ~ 2.0 ℃ / second It is characterized in that the manufacturing by further performing a heat treatment step of quenching. As a result, according to the present invention, a nucleation site capable of developing a P-oriented texture component that is rapidly quenched after the additional heat treatment described above, suppresses the formation of Mg and Si precipitates and generates a ridging phenomenon during T4 heat treatment after cold rolling, is developed. By eliminating, it is possible to obtain the effect of greatly reducing the leasing generated during the secondary molding process after manufacturing the plate material, and as a result, it is possible to omit the surface polishing process of the molded product can be expected to reduce the manufacturing cost and decrease the defective rate.

Description

Manufacturing method of aluminum-magnesium-silicon alloy plate with improved dropping property {Method of manufacturing Al-Mg-Si alloy sheet}

본 발명은 내리징성이 향상된 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 제조방법에 관한 것으로서, 열간압연 후 냉간압연 전 공정에서 추가적인 열처리를 시행하되 냉각속도를 적절히 조절하여 줌으로써, 리징 현상을 일으키는 P 방위 집합조직 성분 {011}<655>의 발달을 능동적으로 억제하고, 이를 통해 내리징성이 향상된 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet having improved stripping property, and performing an additional heat treatment in a pre-cold rolling process after hot rolling, but by adjusting the cooling rate appropriately, a P-bearing aggregate structure causing a ridging phenomenon. The present invention relates to a method for producing an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet material that actively inhibits the development of the component and thereby improves the leachability.

최근 들어 자동차 업계에서는 연비 향상 및 환경 규제에 대응하기 위한 차체 경량화의 목적으로 기존의 철강 판재 대신 알루미늄 합금 판재를 차체 부품에 적용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, in the automobile industry, research is being actively conducted to apply aluminum alloy plates to car body parts instead of steel plates for the purpose of improving fuel efficiency and lightening the body to cope with environmental regulations.

알루미늄은 스틸과 비교하여 비중이 1/3 이하이며, 따라서 이를 사용하게 되면 차체 경량화를 통하여 연비 향상에 큰 도움이 되는 것은 주지의 사실이다.Compared with steel, aluminum has a specific gravity of 1/3 or less, and therefore, it is well known that the use of aluminum is a great help in improving fuel efficiency through weight reduction of the vehicle body.

그러나, 알루미늄 판재와 같은 경량 소재는 성형을 하기 위한 변형률이 스틸의 1/3에도 미치지 못하는 근본적인 한계가 있다. However, lightweight materials, such as aluminum plates, have a fundamental limitation that the strain for forming is less than one third of the steel.

또한, 성형시 주름 발생이 심하며, 굴곡 발생(리징 현상)으로 최종 성형 판재의 표면품질이 저하되는 것 등과 같은 한계가 있기 때문에 차체 소재로 알루미늄을 확대 적용하는데는 많은 어려움이 있는 게 사실이다. In addition, since wrinkles are severe during molding and there are limitations such as deterioration of the surface quality of the final molded sheet due to bending (rising phenomenon), it is true that there are many difficulties in applying aluminum to the body material.

성형성이 좋은 AA5XXX계 알루미늄-실리콘 합금 판재를 적용하는 경우도 일부 있으나, 이는 강성이 부족하고 성형 후 표면품질 제어가 어려운 문제가 있어, 최근 AA6XXX 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 적용하는 경향이 더욱 커졌다. In some cases, the AA5XXX-based aluminum-silicon alloy sheet having good moldability is applied. However, this is a problem of insufficient rigidity and difficult control of surface quality after molding. In recent years, AA6XXX aluminum-magnesium-silicon alloy sheet is more likely to be applied. Got bigger.

이러한 AA6XXX 합금 판재는 AA5XXX 합금 판재 대비 성형성이 95% 수준이므로 성형공법을 최적화하는 경우 AA5XXX 판재와 동일한 결과를 얻을 수 있는 장점이 있으며, 소부경화능이 있어 도장 공정 후 강도가 증가하여 결과적으로 패널의 강성이 확보되는 장점이 있다. Since the AA6XXX alloy sheet has a 95% formability compared to the AA5XXX alloy sheet, the optimization of the molding method has the advantage of obtaining the same results as the AA5XXX sheet, and the hardening hardening ability increases the strength after the painting process. There is an advantage that rigidity is secured.

이는 추가적인 경량화가 가능하다는 것을 의미하며, 특히 AA6111 합금 판재는 소부경화능이 타 소재 대비 20% 이상 높아 적용량이 점차 증가하고 있다.This means that it is possible to further reduce the weight. Especially, the application of AA6111 alloy sheet is more than 20% higher than that of other materials.

그러나, AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 적용하는데 있어서, 성형성을 증가시키려는 노력에 비해 프레스 가공 등과 같은 이차 성형 후 발생하는 표면굴곡 현상인 리징(ridging) 현상에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. However, in applying the AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet, there is almost no research on the ridging phenomenon, which is a surface bending phenomenon occurring after the secondary molding, such as press working, compared to an effort to increase the formability.

이 리징 현상은 이차 가공 후 AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 표면에 줄무늬와 같은 불균일한 모양의 굴곡이 압연방향에 평행한 방향을 따라 길게 생기는 표면품질의 결함으로, 압연한 판재에 인장 등의 추가적인 변형을 가하였을 때 발생한다.This leasing phenomenon is a defect in surface quality caused by uneven curvature such as streaks on the surface of the AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet after secondary processing along a direction parallel to the rolling direction. Occurs when additional modifications are made.

즉, 압연방향으로 연신된 결정립을 추가 변형할 경우에는 판재면에 높낮이가 다른 굴곡이 발생하여 압연방향과 평행하게 올라온 곳(ridge)과 내려간 곳(valley)이 길게 나타나는데, 이러한 표면결함이 리징이다.That is, in the case of further deformation of the grains stretched in the rolling direction, bending occurs at different heights on the surface of the plate, resulting in long ridges and valleys parallel to the rolling direction. .

이러한 리징 현상이 발생하게 되면, 그 표면굴곡이 도장 후에도 잔존하여 판재면의 품질을 저하시키는 원인이 되므로 표면연마 등의 추가적인 공정을 필요로 하게 되고, 제조원가 상승 및 납기 지연 등의 문제를 초래하게 된다.When such a ridging phenomenon occurs, the surface curvature remains after coating, which causes deterioration of the surface quality of the plate, which requires additional processing such as surface polishing, and causes problems such as increase in manufacturing cost and delay in delivery. .

따라서, AA6111과 같은 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 이차 가공시에 리징 현상이 생기지 않도록 하면서 표면품질이 우수한 판재를 제조하는 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Therefore, there is an urgent need for a method of manufacturing a plate having excellent surface quality while preventing leaching from occurring during secondary processing of an aluminum-magnesium-silicon alloy plate such as AA6111.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 열간압연 후 냉간압연 전단계에서 열처리 후 냉각속도를 적절히 조절하여 줌으로써, 합금 판재의 집합조직을 변화시켜 리징 현상의 주원인인 P 방위의 발달을 억제하고, 이를 통해 내리징성이 향상된 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was invented to solve the above problems, by adjusting the cooling rate after the heat treatment in the pre-cold rolling step AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet, by changing the texture of the alloy sheet The purpose of the present invention is to provide a method of manufacturing an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet having improved lizing properties by inhibiting the development of P orientation, which is a main cause of the ridging phenomenon.

이와 같은 목적은 AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 열간압연한 후 냉간압연 전 단계에서 450℃ 내지 530℃의 온도범위에서 30분 내지 2시간 이하로 추가적인 열처리를 한 후 0.5℃/초 내지 2.0℃/초의 속도로 급냉하는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 열처리 후에 냉간압연 및 열처리(T4 열처리)는 일반적인 제조법을 따르는 것으로 구성된 본 발명에 의해 성형시 리징 현상의 억제를 달성할 수 있다. The purpose is to hot-roll the AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet, and then further heat-treat for 30 minutes to 2 hours or less in the temperature range of 450 ° C to 530 ° C in the pre-cold rolling step, and then 0.5 ° C / sec to 2.0 ° C. It is characterized in that it is quenched at a rate of / sec, and after such heat treatment, cold rolling and heat treatment (T4 heat treatment) can achieve suppression of the ridging phenomenon during molding by the present invention consisting of following a general manufacturing method.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

특히, 본 발명은, 알루미늄(Al)을 주재로 하고 여기에 0.5 ~ 1.0 중량%의 마그네슘(Mg), 0.7 ~ 1.1 중량%의 실리콘(Si), 0.15 ~ 0.45 중량%의 망간(Mn), 0.5 ~ 0.9 중량%의 구리(Cu) 및 기타 불순물을 함유한 AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 제조시에 적용이 가능한 것으로서, 열간압연한 후 냉간압연 전 단계에서, 450℃ ~ 530℃의 온도범위 내에서 30분 ~ 2시간 동안 열처리를 한 후 0.5℃/초 ~ 2.0℃/초의 속도로 급냉시키는 추가적인 열처리를 실시하는 것에 주안점을 두고 있다. In particular, the present invention is based on aluminum (Al), 0.5 to 1.0% by weight of magnesium (Mg), 0.7 to 1.1% by weight of silicon (Si), 0.15 to 0.45% by weight of manganese (Mn), 0.5 Applicable in the production of AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet containing ~ 0.9% by weight of copper (Cu) and other impurities, in the temperature range of 450 ° C to 530 ° C in the pre-cold rolling step after hot rolling The main focus is to conduct an additional heat treatment in which the heat treatment is performed for 30 minutes to 2 hours and then quenched at a rate of 0.5 ° C./sec to 2.0 ° C./sec.

이러한 본 발명의 제조방법에서는 상기한 추가적인 열처리를 통하여 P 방위 집합조직을 전체에 대하여 부피분률을 2.5% 이하로 억제시키는 바, 내리징성이 향상된 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 제조할 수 있게 되며, 급냉 이후의 공정은 냉간압연 및 T4 열처리 등 일반적인 AA6111 합금 판재의 제조방법을 따른다.In the manufacturing method of the present invention through the additional heat treatment described above to suppress the P orientation texture to 2.5% or less of the total volume of the bar structure, it is possible to manufacture an aluminum-magnesium-silicon alloy plate with improved leachability, The process after quenching follows the general method of manufacturing AA6111 alloy sheet, such as cold rolling and T4 heat treatment.

일반적으로 AA6111 알루미늄-마그네슘 합금 판재는 성형성이 좋으며 소부경화능이 있어 자동차 내판 및 외판용으로 사용하기에 적합하다고 알려져 있으나, 프레스 가공시에 압연방향과 평행한 방향으로 길게 골이 생기는 리징 현상이 발생하여 표면품질이 저하되는 단점이 있었다.Generally, the AA6111 aluminum-magnesium alloy plate is known to be suitable for use for automobile inner and outer plates because of its good formability and hardening ability. There was a disadvantage that the surface quality is reduced.

그러므로, 이를 제거하기 위한 표면연마 등의 추가적인 공정이 필요하게 되어 제조원가가 증가되고 있는 바. 생산 제조시 공정변수를 조정하여 리징 현상을 억제해야만 한다. Therefore, an additional process such as surface polishing is required to remove it, which increases manufacturing costs. In production manufacturing, process variables should be adjusted to suppress leasing.

그러나, 프레스 공정의 특성상 패널이 유입되는 도중에 변형이 걸리지 않도록 금형설계를 하는 것은 불가능에 가까운 것이 현실이며, 따라서 통상의 알루미늄 합금을 프레스 가공 등을 할 때 생기는 리징 현상에 대하여 다양하게 연구한 결과, 본 발명자는 AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 집합조직을 제대로 제어하지 못한 결과로 리징 현상이 생기는 것을 밝혀 냈다. However, due to the nature of the press process, it is almost impossible to design a mold so that deformation does not occur during the inflow of the panel. Therefore, various studies have been conducted on the leasing phenomenon that occurs when pressing aluminum on ordinary aluminum alloys. The present inventors have found that a ridging phenomenon occurs as a result of poor control of the texture of the AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet material.

알루미늄-마그네슘-실리콘 합금은 성분에 관계 없이 열간압연 후 냉간압연하면 압연 도중 구리형 집합조직으로 알려진 {112}<111> 집합조직이 강하게 발달하며, 부가적으로 고스 방위 및 기타 방위들이 발달한다.Regardless of the composition, the aluminum-magnesium-silicon alloy has a strong development of {112} <111> texture, known as copper-like texture, during hot rolling after hot rolling, and additionally, goth and other orientations.

이 방위들이 냉간압연 다음으로 이어지는 소둔 과정(T4 처리)시 재결정되어 구리 방위는 입방정 집합조직인 {001}<100>으로 발달하고, 고스 방위 {110}<001> 및 P 방위{110}<556>이 발달한다.These bearings are recrystallized during the annealing process (T4 treatment) following the cold rolling so that the copper bearing develops into a cubic texture {001} <100>, and a goth bearing {110} <001> and P bearing {110} <556> Develops.

성형성을 증가시키기 위해 알루미늄에 마그네슘과 실리콘 등의 합금 원소를 첨가하면 소기의 목적을 달성할 수는 있으나, 리징 현상을 일으키는 고스 방위 {110}<001>와 P 방위 {110}<556>가 발달하게 되고, 이로 인해 합금 원소를 첨가하지 않은 알루미늄 판재에 비해 리징 현상이 심하게 된다.Adding alloying elements such as magnesium and silicon to aluminum to increase the formability can achieve the desired purpose, but the goth orientation {110} <001> and the P orientation {110} <556> As a result, the leaching phenomenon is worse than that of an aluminum plate without an alloying element added thereto.

고스 방위는 다른 방위들과 달리 압연방향에 대해 90도에서 두께 감소가 극소화되므로 표면굴곡의 주 원인이 되고, P 방위는 압연방향에 대해 90도에서 두께 감소가 극대화되므로, 표면굴곡의 주 원인이 된다. Goth bearings, unlike other bearings, are the main cause of surface bending since the thickness reduction is minimized at 90 degrees to the rolling direction, and P orientation is the main cause of surface bending because the thickness reduction is maximized at 90 degrees to the rolling direction. do.

입방정 방위는 상기한 두 방위의 평균값의 두께 감소를 나타내는데, 다시 말하면 고스와 P 방위가 공존하게 되는 경우 고스 방위와 P 방위의 두께 차가 고스와 입방정, P와 입방정 방위의 두께 차의 2배 이상이 되므로, 굴곡이 더 심하게 된다는 것이다. The cubic orientation represents the reduction in the thickness of the average of the two orientations above. In other words, when the goth and the P orientation coexist, the thickness difference between the goth and the P orientation is greater than twice the thickness difference between the goth and the cubic orientation and the P and the cubic orientation. As a result, the curvature becomes more severe.

그러므로, 고스 방위와 P 방위의 발달을 억제하면 리징 현상을 없앨 수가 있으며, 참고로 입방정 방위는 알루미늄 합금 판재를 냉간압연 후 열처리(T4, T6 등 모든 경우)하면 생기는 방위로 특별한 압연법을 쓰지 않는 한 없앨 수 없는 방위이다.Therefore, by suppressing the development of goth bearing and P bearing, the ridging phenomenon can be eliminated. For reference, cubic crystal bearing is a bearing which is produced by cold-rolling aluminum alloy sheet after heat treatment (T4, T6, etc. in all cases). It's an inescapable defense.

고스 방위는 합금 원소, 특히 성형성 증가에 지대한 영향을 주는 마그네슘의 첨가에 의해 생기는 방위로 억제하기가 쉽지 않으며, 고스 방위의 집합조직이 발달하여 리징 현상이 발생하는 것을 극복하기 위해서 미국 특허 번호 6,231,809에 제안된 바와 같이 합금 원소의 첨가비를 조절함으로써 리징 현상을 억제 및 제어할 수는 있다. The goth bearing is a bearing caused by the addition of an alloying element, especially magnesium, which has a great influence on the increase in formability, and it is not easy to suppress the goth bearing. As proposed in, by adjusting the addition ratio of the alloying element it is possible to suppress and control the leaching phenomenon.

그러나, 합금성분의 변화로 인해 고스 방위의 분포를 바꿀 수는 있으나, 압연 패스 및 소둔 조건 등의 조업변수의 변화로 인해 고스 방위의 부피분률 등을 감소시키기가 어려울 뿐만 아니라, 심한 경우에는 이 방위가 기존 공정에 비해 더 발달하여 리징 현상을 심화시킬 수도 있으므로, 현재의 소극적인 집합조직 제어로 리징 현상을 억제하는 것은 한계가 있음은 주지의 사실이다.However, it is possible to change the distribution of the goth bearing due to the change of alloy composition, but it is difficult to reduce the volume fraction of the goth bearing due to the change of operating variables such as the rolling pass and annealing conditions, and in this case the bearing is severe. It is well known that there is a limit to suppressing the ridging phenomenon by the passive control of the current structure because is more developed than the existing process to deepen the leaching phenomenon.

특별한 냉간압연법을 시행하지 않는 한 입방정 방위의 발달을 막을 수는 없고, 리징 현상의 주 원인인 입방정 방위와 고스 방위의 변형 두께 차이를 없애는 것이 바람직하므로, 리징 현상을 억제하기 위해서는 고스 방위가 발달하지 않도록 세심하게 냉간압연 조건을 관리해야만 하며, 이는 고스 방위가 소둔 공정에서 발생하는 것이 아니라 냉간압연 과정에서 발달하기 때문이다.It is not possible to prevent the development of cubic bearings unless special cold rolling is applied, and it is desirable to eliminate the difference in the deformation thickness of cubic and goth bearings, which are the main causes of the leasing phenomenon. Cold rolling conditions must be carefully managed so as not to occur because the goth bearings are developed during the cold rolling process, not during the annealing process.

그러나, 고스 방위를 제어하는 것은 쉽지 않다. However, controlling the goth defense is not easy.

냉간압연시 구리형 집합조직이 발달하여 소둔 공정을 거치면 입방정 집합조직 발달하게 되며, 구리형 집합조직이 발달할 때 부가적으로 고스 방위가 발달하게 되는 바, 이는 결정립의 회전이 고스 방위를 거쳐 황동 방위 {110}<112>를 지나 S 방위 {123}<634>를 거쳐 구리 방위로 가기 때문이다.During cold rolling, the copper-type aggregates are developed and subjected to the annealing process to develop cubic crystals.In addition, when the copper-type aggregates are developed, the goth orientation is additionally developed. This is because the bearing goes through the bearing {110} <112> and goes through the S bearing {123} <634> to the copper bearing.

그러므로, 압연 도중 고스 방위를 억제하기 위해서는 구리형 집합조직이 발달하는 평면변형(Plane Strain) 조건에서 압연을 실시하는 것을 피하는 것이 바람직하다. Therefore, in order to suppress the goth orientation during rolling, it is preferable to avoid rolling in a plane strain condition in which a copper mold texture develops.

첨부한 도 1에서는 10% 인장변형시 고스 방위, 입방정 방위, P 방위의 두께 감소를 비교하였는 바, 고스 방위는 두께 감소가 전혀 일어나지 않으나, P 방위는 판재의 평균적인 방위인 입방정 방위 보다 더 두께 감소가 일어나서 그 결과 판재 표면에 리징이라 불리는 굴곡 현상이 나타나게 된다. In FIG. 1, the thickness reduction of the goth bearing, the cubic bearing, and the P bearing at 10% tensile deformation is compared. The goth bearing has no thickness reduction, but the P bearing is thicker than the cubic crystal bearing, which is the average bearing of the plate. A decrease occurs that results in a bending phenomenon called leasing on the surface of the plate.

전술한 바와 같이, 고스 방위를 억제하는 방법이 리징 현상을 억제하는 방법이 될 수 있고, 또 하나의 방법이 P 방위를 억제할 수 있는 것이 되며, 두 방위를 동시에 억제하기가 힘든 것은 각각을 억제하기 위한 공정이 중복이 되어 하나를 억제하면 다른 하나가 발달하기 때문이다. As described above, the method of suppressing the goth orientation can be a method of suppressing the ridging phenomenon, and another method can suppress the P orientation, and it is difficult to suppress both orientations at the same time. This is because if the process for overlapping is suppressed and one is suppressed, the other is developed.

그러므로, 리징을 억제하기 위해서는 두 개의 주된 원인 중 하나를 완벽히 억제하는 것이 공업적으로 바람직하며, 본 발명에서는 P 방위를 억제하는 방법을 제안하고자 한다. Therefore, in order to suppress leasing, it is industrially preferable to completely suppress one of two main causes, and the present invention proposes a method of suppressing P orientation.

P 방위는 PSN(Particle Simulated Nucleation)이라 불리는 석출물에 의한 재결정으로 발달하는 방위로, 이 방위는 냉간압연 후 열처리 도중 발달하게 되는데, 이는 열간압연 후 냉각되는 도중에 결정립에 석출된 Mg 및 Si 석출물이 P 방위 생성 핵사이트가 되어 발달하게 되며, 이를 PSN이라 부른다. The P orientation is the orientation developed by recrystallization by precipitates called PSN (Particle Simulated Nucleation), which develops during heat treatment after cold rolling, which means that Mg and Si precipitates precipitated in grains during cooling after hot rolling It develops as a bearing nucleus site, which is called PSN.

열간압연 후 석출물을 제어하기만 하면, 냉간압연 및 열처리를 시행하는 일반적인 제조법을 따름으로써 이 방위의 발달을 억제할 수 있는 것을 본 연구자가 밝혀 내었으며, 이를 통해 판재 성형시 리징 발생을 억제할 수 있다.By controlling the precipitates after hot rolling, the researcher found that the development of this orientation can be suppressed by following the general manufacturing method of cold rolling and heat treatment. have.

통상적으로 AA6111 합금 판재의 제조시에는 400℃ 이상 450℃ 이하의 온도범위에서 균질화 처리를 한 슬라브를 열간압연하고, 350℃에서 권취하여 대기 중으로 냉각시키는데, 이때 기지에 포화된 Mg 및 Si의 석출물이 5㎛ 이상 크기로 존재하게 되고, 이를 냉간압연하여 소둔(T4 열처리)하게 된다. In general, in the production of AA6111 alloy sheet, hot-rolled slabs homogenized at a temperature range of 400 ° C. to 450 ° C., wound at 350 ° C., and cooled to air, where precipitates of Mg and Si saturated at the base are It is present in a size of 5㎛ or more, it is cold rolled to annealing (T4 heat treatment).

이때, 열간압연 후 생성된 석출물에 의해 냉간압연 후 소둔 공정에서 재결정이 일어나게 되고, 재결정시 열간압연 후에 존재하는 5㎛ 이상 크기의 Mg₂Si 석출물에 의해 재결정 핵이 생성되게 되며, 이 핵이 소둔 공정시 성장하여 P 방위로 발달하게 된다.At this time, recrystallization occurs in the annealing process after cold rolling by the precipitates produced after hot rolling, and recrystallized nuclei are generated by Mg ₂ Si precipitates of 5 μm or more present after hot rolling during recrystallization. It grows during the process and develops into the P orientation.

이 P 방위의 발달을 억제하기 위해서는 열간압연 공정시 석출물이 5㎛ 이하 미세하게 생성되거나 혹은 기지에 포함되어 석출이 일어나지 않도록 제어하는 것이 필요하다. In order to suppress the development of this P orientation, it is necessary to control so that precipitates may be finely formed at 5 µm or less during the hot rolling process or included in the matrix to prevent precipitation.

또한, 열간압연 후 본 발명에서 제시하고 있는 바와 같이 추가적인 열처리를 시행하여 P 방위 집합조직의 발달을 억제할 수 있으며, 이 열처리시 합금 판재를 450℃ ~ 530℃의 온도범위 내에서 30분 ~ 2시간 동안 열처리를 한 후 0.5℃/초 ~ 2.0℃/초의 속도로 급냉시킨다.In addition, after the hot rolling, it is possible to suppress the development of the P-bearing texture by performing additional heat treatment as proposed in the present invention, and during this heat treatment, the alloy plate is 30 minutes to 2 minutes in the temperature range of 450 ℃ to 530 ℃ After the heat treatment for a time quenched at a rate of 0.5 ℃ / sec ~ 2.0 ℃ / second.

열처리 시간이 길수록 기지에 고용되는 Mg 및 Si의 양은 증가하나, 2시간 이상의 열처리 시간은 조업 공정의 효율을 떨어뜨리며, 결정립의 과성장을 가져와 최종 생산품의 연신률을 떨어뜨리게 되는 결과를 가져오게 되므로, 피하는 것이 바람직하다. The longer the heat treatment time, the higher the amount of Mg and Si dissolved in the base, but the heat treatment time of 2 hours or more decreases the efficiency of the operation process, resulting in over-growth of crystal grains and the elongation of the final product. It is desirable to avoid.

본 연구자는 연구를 통해 기지에 고용시킨 Mg 및 Si가 석출이 되지 않게 혹은 5㎛이하의 크기로 석출되도록 하기 위해서는 에어 블로우(Air Blow) 혹은 수냉을 통해 열처리 후 냉각시에 0.5℃/초 ~ 2.0℃/초의 속도로 급냉시켜야만 한다는 것을 알게 되었다. In order to prevent precipitation of Mg and Si employed in the base through the research, or to be precipitated to a size of 5 μm or less, 0.5 ° C / sec to 2.0 at the time of cooling after heat treatment through air blow or water cooling It has been found that it must be quenched at a rate of ° C / sec.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세하게 설명하는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.

다음의 모든 실시예는 본 발명의 제조방법을 적용하여 제조한 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재들을, 비교예는 기존의 제조방법에 따라 제조한 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재들을 나타낸다.All the following examples show the aluminum-magnesium-silicon alloy plates prepared by applying the manufacturing method of the present invention, and the comparative example shows the aluminum-magnesium-silicon alloy plates manufactured according to the existing manufacturing method.

실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 5Examples 1-4 and Comparative Examples 1-5

일반적인 DC 주조법을 사용하여 AA6111 슬라브를 150mm로 주조한 후 480℃에서 48시간 동안 균질화 처리를 하고, 이를 8mm까지 열간압연하였다.AA6111 slab was cast to 150 mm using a general DC casting method, and then homogenized at 480 ° C. for 48 hours, and hot rolled to 8 mm.

여기서, 열간압연의 시작온도는 450℃로 하였고, 최종 권취온도는 350℃로 하였다.Here, the starting temperature of hot rolling was 450 degreeC, and the final winding temperature was 350 degreeC.

이후, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 냉간압연 전 별도 열처리를 실시하였으며, 비교예 1의 경우 열처리 없이 바로 냉각압연을 실시하였는 바, 냉간압연은 일반적인 비가역식 압연기를 사용하여 1mm까지 실시하였으며, 이후 소둔 공정은 T4 열처리 조건에 준하여 실시하였다.Subsequently, as shown in Table 1, separate heat treatment was performed before cold rolling, and in the case of Comparative Example 1, cold rolling was performed immediately without heat treatment. Cold rolling was performed up to 1 mm using a general irreversible rolling mill. The annealing process was performed according to the T4 heat treatment conditions.

이후, 각 실시예 및 비교예를 사용하여 특성평가용 시편을 제조한 다음, 15% 인장시험하여 리징발생 정도를 측정하였는 바, 그 측정결과를 집합조직 부피분률과 함께 하기 표 1에 나타내었다.Thereafter, the specimens for characterization were prepared using the Examples and Comparative Examples, and then the degree of leasing was measured by a 15% tensile test. The results of the measurement are shown in Table 1 together with the aggregate volume fractions.

냉간압연 전 실시한 열처리 후의 냉각은 수냉으로 하였으며, 이때 냉각속도는 2℃/초로 하였다. Cooling after the heat treatment performed before cold rolling was water cooling, and the cooling rate was 2 ℃ / sec.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 제조한 AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재(실시예 1 ~ 4)에서는 리징이 발생하지 않았으며, 이는 냉간압연 전 열처리를 하여 석출물 형성이 능동적으로 억제되고, 냉간압연 및 최종 T4 열처리 후에 P 방위의 발달이 억제되어, 내리징성이 커짐을 나타낸다(리징 발생이 억제됨)As can be seen from Table 1, in the AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet (Examples 1 to 4) prepared according to the present invention, no leaching occurred, and the precipitates were actively formed by heat treatment before cold rolling. It is suppressed, and development of P orientation is suppressed after cold rolling and final T4 heat treatment, indicating that the erging property is increased (rising occurrence is suppressed).

또한, 냉간압연 전 열처리를 하지 않은 기존 방법으로 생산한 비교예 1과, 열처리 시간이 본 발명에서 제시한 범위 보다 짧은 비교예 2 및 4는 P 방위의 발달로 인해 리징이 발생하는 것을 알 수 있었다. In addition, the comparative example 1 produced by the conventional method that does not heat treatment before cold rolling, and the comparative examples 2 and 4 in which the heat treatment time is shorter than the range suggested in the present invention was found to cause leasing due to the development of the P orientation. .

비교예 3 및 비교예 5의 경우, 냉간압연 전 열처리 온도가 각각 비교예 2 및 비교예 4와 동일하나, 열처리 시간이 2시간 이상인 경우로, 최종 T4 열처리 후 연신률이 24% 이하로 낮아져 성형성을 확보하지 못하였다. In Comparative Example 3 and Comparative Example 5, the heat treatment temperature before cold rolling is the same as Comparative Example 2 and Comparative Example 4, respectively, but the heat treatment time is 2 hours or more, the elongation after the final T4 heat treatment is lowered to 24% or less formability Did not secure.

이는 바람직한 결과가 아닌 바, 리징 현상이 발생하는 것 보다도 성형성이 떨어지는 것이 더 큰 문제이며, 이는 극단적인 경우 리징이 발생하면 현재처럼 샌딩 공정으로 제거를 하면 되지만 성형성이 떨어지면 완성 패널 자체의 생산이 불가능하기 때문이다. This is not a desirable result, and the problem is that moldability is inferior to that in which leasing occurs. In extreme cases, when ridging occurs, the sanding process can be used to remove it. Because this is impossible.

한편, 냉각속도의 영향을 보기 위하여 동일한 방법으로 판재를 제조하되 열처리 조건을 하기 표 2와 같이 한 후 리징 발생 유무를 확인하였다.On the other hand, in order to see the effect of the cooling rate to produce a plate in the same manner, but the heat treatment conditions as shown in Table 2 after the leaching was confirmed whether or not.

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 6 ~9의 공랭 조건으로는 P 방위의 발달을 억제할 수 없었으며, 이는 서냉되는 동안 기지에 포화되었던 Mg와 Si가 석출되어 이후 공정인 냉간압연 후 T4 열처리 동안 P 방위가 발달할 수 있는 재결정 핵생성 사이트를 제공하게 되어 PSN이 일어난 것으로 판단된다. As can be seen in Table 2, the air-cooling conditions of Comparative Examples 6 to 9 could not inhibit the development of the P orientation, which was precipitated by Mg and Si, which had been saturated at the base during slow cooling, and was subsequently cold rolled. It is believed that PSN has occurred since it provides a recrystallization nucleation site where P orientation can develop during T4 heat treatment.

아울러, 첨부한 도 2와 도 3은 본 발명의 방법으로 제조한 시편(실시예 1)의 성형 후 표면조도 측정결과와 종래 방법으로 제조한 시편(비교예 1)의 측정결과를 각각 보여주는 것으로서, 이는 본 발명의 제조방법에 따르면 표면조도의 변화가 거의 없는(리징 현상이 발생하지 않는) 판재를 제조할 수 있음을 보여준다.In addition, Figures 2 and 3 attached as showing the measurement results of the surface roughness measurement of the specimen prepared by the method of the present invention (Example 1) and the specimen (comparative example 1) prepared by the conventional method, respectively, This shows that according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a plate having almost no change in surface roughness (no leaching phenomenon occurs).

이상의 실시예를 들어 본 발명을 구체화 하였듯이, 본 발명의 제조방법에 따르면, 열간압연한 후 냉간압연 전 단계에서, 450℃ ~ 530℃의 온도범위 내에서 30분 ~ 2시간 동안 열처리를 한 후 0.5℃/초 ~ 2.0℃/초의 속도로 급냉시키는 추가적인 열처리를 실시하여 줌으로써, 기존 생산 공정으로는 발달을 억제할 수 없었던 P 방위 {110}<556> 집합조직의 발달을 억제시킬 수 있고, 결과적으로는 성형 후 표면굴곡(리징)을 감소시켜 소망하는 내리징성이 향상된 AA6111 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재를 제조할 수 있게 된다.As the embodiment of the present invention is embodied as described above, according to the manufacturing method of the present invention, in the pre-cold rolling step after the hot rolling, after performing a heat treatment for 30 minutes to 2 hours in the temperature range of 450 ℃ to 530 ℃ 0.5 By performing an additional heat treatment to quench at a rate of ℃ / sec ~ 2.0 ℃ / sec, it is possible to suppress the development of the P orientation {110} <556> texture, which could not be suppressed in the existing production process, and consequently It is possible to manufacture AA6111 aluminum-magnesium-silicon alloy sheet having improved desired leachability by reducing surface bending after forming.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법에 의하면, 상기한 추가적인 열처리 시행 후 급랭하여, Mg 및 Si 석출물 형성을 억제하고, 냉간압연 후 T4 열처리 도중 리징 현상을 발생시키는 P 방위 집합조직 성분이 발달할 수 있는 핵생성 사이트를 없앰으로써, 판재 제조 후 이차 성형 가공시에 발생하는 리징을 크게 저하시키는 효과를 얻을 수 있고, 결과적으로는 성형제품의 표면연마 공정을 생략할 수 있어 제조원가 절감 및 불량률 감소를 기대할 수 있게 된다.As described above, according to the manufacturing method according to the present invention, the P orientation texture component that is quenched after the additional heat treatment described above, suppresses the formation of Mg and Si precipitates, and causes a ridging phenomenon during T4 heat treatment after cold rolling. By eliminating the nucleation site that can be developed, it is possible to greatly reduce the leasing occurring during the secondary molding process after the plate manufacturing, and as a result, the surface polishing process of the molded product can be omitted, thereby reducing the manufacturing cost and the defective rate. A decrease can be expected.

도 1은 압연방향에 대하여 측면방향으로 15% 변형을 가하였을 때 입방정 방위, 고스 방위 및 P 방위의 두께 변화를 비교하여 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing a comparison of the thickness change of the cubic orientation, goth orientation and P orientation when 15% deformation in the lateral direction with respect to the rolling direction,

도 2는 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 시편의 15% 인장변형 후 표면조도 측정결과를 나타낸 도면,2 is a view showing the surface roughness measurement results after 15% tensile strain of the specimen prepared by the manufacturing method of the present invention,

도 3은 종래의 제조방법에 의하여 제조된 시편의 15% 인장변형 후 표면조도 측정결과를 나타낸 도면.Figure 3 is a view showing the surface roughness measurement results after 15% tensile strain of the specimen prepared by a conventional manufacturing method.

Claims

In the method of manufacturing an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet through hot and cold rolling annealing,

After performing the hot rolling, in the step before cold rolling, heat treatment is performed for 30 minutes to 2 hours in the temperature range of 450 ° C to 530 ° C and then quenched at a rate of 0.5 ° C / sec to 2.0 ° C / sec. Method for producing an aluminum-magnesium-silicon alloy plate with improved repellency, characterized in that for producing.