KR20150108248A - Outside densification method for aluminum alloy sintered parts - Google Patents

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KR20150108248A
KR20150108248A KR1020140031220A KR20140031220A KR20150108248A KR 20150108248 A KR20150108248 A KR 20150108248A KR 1020140031220 A KR1020140031220 A KR 1020140031220A KR 20140031220 A KR20140031220 A KR 20140031220A KR 20150108248 A KR20150108248 A KR 20150108248A
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Abstract

The present invention provides a method to produce a product using aluminum alloy powder to increase strength and durability which can be applied to a variety of industrial areas including automobiles which require a lightweight and durable material. The surface densification method of the present invention comprises: a mixing process to add aluminum alloy powder, which is a mixture of silicone (Si), copper (Cu), magnesium (Mg), and zinc (Zn), and a solid lubricant easy for shape formation and easy detachment of a mold to an aluminum (Al) powder, which is a material for sintering, and mixing them; a molding process to supply the mixed aluminum alloy powder into the mold of the desired shape, providing pressure and making it into the intended shape; a sintering process to provide heat and provide properties to the molded shape body for a chemical combination to be conducted by a movement of atom diffusion between the powder particles; a densification process which increases a surface density and a hardness of the part connected to the other parts combined by improving a degree of precision in the sintering process; and a heat treatment process for going through a film treatment or a heat treatment to improve a quality and a durability of the product after densification.

Description

알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법{OUTSIDE DENSIFICATION METHOD FOR ALUMINUM ALLOY SINTERED PARTS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of densifying a surface of an aluminum alloy sintered product,

본 발명은 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 알루미늄 합금의 소결 방법과 그 소결에 의하여 얻어진 제품 표면의 밀도를 증대시키기 위한 치밀화를 동시에 수행하여 내구성과 내마모성을 향상시킬 수 있도록 한 한 것이다.The present invention relates to a method of densifying a surface of an aluminum alloy sintered product, and more particularly, to a method of densifying a surface of an aluminum alloy sintered product, and more particularly to a method of densifying a surface of an aluminum alloy sintered product It is one thing.

금속분말을 이용한 성형소결은 주물성형이나 롤포밍과 같은 종래의 기술에 비하여 공정의 간결화와 정밀도의 향상, 중량 및 원가절감에 뛰어난 특성으로 인하여 근자에 들어 많이 애용되고 있는 공법이다.Compared with conventional techniques such as casting and roll forming, molding sintering using metal powder is a technique widely used in recent years due to its simplicity of process, improvement of precision, weight and cost reduction.

이러한 소결공법은 소결의 재료가 되는 철(Fe) 분말이나 동(Cu) 분말 및 합금 분말과 같은 다양한 금속분말에 형상부여의 용이성과 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정과;Such a sintering process is a mixing process in which a solid lubricant is added to various metal powders such as iron (Fe) powder, copper (Cu) powder and alloy powder to be used for sintering, ;

혼합완료된 분말을 원하는 형상의 금형에 급분하여 압력을 가하여 형상을 만드는 성형공정과;A shaping step of premixing the mixed powder into a mold having a desired shape and applying pressure to form the shape;

상기 성형공정에서 형성된 형상체를 분말입자 간의 원자확산 이동에 의한 화학적 결합이 이루어지도록 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정과;A sintering process for imparting physical properties by applying heat so that chemical bonds are formed by atomic diffusion between powder particles formed in the molding process;

상기 소결공정에서 발생할 수 있는 치수변형이나 뒤틀림 등에 의한 변형 등을 바로잡아 전체적인 정밀도를 향상시킬 수 있도록 재 가압하는 정형공정과;A squeezing step of squeezing deformation due to dimensional deformation or warping or the like which may occur in the sintering step so as to improve overall accuracy;

상기 정형공정을 거친 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 열처리나 정삭 및 피막처리등의 과정을 거치는 후처리공정으로 완성된다.And a post-treatment process through heat treatment, finishing and coating treatment for improving the quality and durability of the product after the shaping process.

특허 제 10 - 2011 - 0104287 호Patent No. 10 - 2011 - 0104287 특허 제 10 - 2012 - 0017964 호Patent No. 10 - 2012 - 0017964

상기와 같은 소결공법으로 각종의 산업용 부품을 완성할 경우에는 높은 정밀도를 얻을 수 있어 품질의 향상은 물론, 전체적인 제조비용을 절감할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있으나, 기어와 같이 서로 맞물려 회전하는 제품의 경우에는 맞물리는 부위의 내구성이 취약하기 때문에 조직을 치밀화하기 위한 정형공정을 추가하고 있다.When various kinds of industrial parts are completed by the sintering method as described above, high precision can be obtained, and not only the quality can be improved, but the overall manufacturing cost can be reduced. However, In the case of products, the durability of the interlocking parts is weak, so a shaping process is added to densify the tissue.

종래기술이 적용된 소결제품은 철(Fe)계의 금속분말을 소결하여 정형화하기 때문에 소결을 위한 전단계에서 수행하는 성형과정이나 성형된 상태에서 형상을 유지하도록 하기 위한 소결의 조건이 고압 고온 상태이고, 소결이 완료된 후 조직을 치밀화하기 위한 정형과정에서도 이루어지고 있다.Since the sintered product to which the prior art is applied is formed by sintering a metal powder of iron (Fe) system, the sintering condition for maintaining the shape in the molding step or the molded state before the sintering step is a high- After the sintering is completed, the shaping process is performed to densify the structure.

근자에 들어서는 철계 금속분말에서 벗어나 알루미늄을 주로 하면서 실리콘, 아연, 구리, 마그네슘을 혼합한 알루미늄계 합금분말 소재를 성형소결하여 제품을 얻고자 하는 노력들이 강구되고 있으며, 이러한 알루미늄 합금의 경우에는 경량이면서도 높은 내구성을 얻을 수 있어 자동차와 기타 산업분야에서 활용도가 높은 실정이다.Efforts have been made to obtain products by molding and sintering aluminum-based alloy powder materials in which silicon, zinc, copper, and magnesium are mixed while taking out aluminum from the iron-based metal powders in recent years. In the case of such aluminum alloys, It has high durability and is used in automobile and other industrial fields.

이와 같이 철계의 금속분말을 성형소결한 후 정형화하는 공정을 그대로 알루미늄 합금에 적용할 경우에는 정상적인 성형이 이루어지지 않는 것은 물론, 소결과정에서 알루미늄이 미소결 또는 과소결되어 제 형상을 유지하지 못하게 되는 불상사가 발생한다.When the process of shaping and sintering an iron-based metal powder as such is applied to an aluminum alloy as it is, not only normal molding is performed, but also aluminum can not be maintained in a sintering process A mischief occurs.

또한 알루미늄 합금의 경우 경량이어서 성형과 가공의 용이성을 제공할 수는 있으나 경도와 강도를 높이기 위하여 금속과 같이 고온에서 열처리를 수행하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에 더욱 정밀하면서도 내구성이 높은 제품을 필요로 하는 곳에서 필수적으로 성형소결 된 제품 중에서 다른 제품과 연접되거나 맞물리게 되는 외면 또는 내면의 표면 조직을 치밀화 하는 것이 기술적인 과제로 대두 되고 있는 실정이다.In addition, aluminum alloy is lightweight and can provide ease of molding and processing. However, since it is practically difficult to perform heat treatment at a high temperature such as metal in order to increase hardness and strength, It is a technical problem to densify the surface texture of the outer surface or the inner surface which is connected or interlocked with other products, which is essentially a sintered product.

상기와 같이 알루미늄 합금으로 성형소결 된 제품의 표면 조직을 치밀화하기 위하여 금속분말과 동일한 조건으로 성형과 소결 및 치밀화과정을 거치게 될 경우소결과정에서 정상적인 형태의 제품을 얻기 어렵고, 소결과정에서 정상적인 제품을 얻었다 하더라도 치밀화 과정에서 과도한 압력에 의하여 성형소결 된 제품에 균열이 발생하거나 심할 경우에는 파손되는 현상이 일어나기 때문에 목적하는 형태의 제품을 얻지 못하게 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있다.In order to densify the surface texture of the product sintered with the aluminum alloy as described above, if the sintering process is performed under the same conditions as the metal powder, it is difficult to obtain a normal product in the sintering process. Even if it is obtained, cracks are generated in the molded or sintered product due to excessive pressure in the densification process, or in case of severe damage, the product of the desired shape is not obtained.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 소결의 재료가 되는 알루미늄(Al)분말에 실리콘(Si), 구리(Cu), 마그네슘(Mg) 및 아연(Zn)을 혼합한 알루미늄합금분말과 형상부여의 용이성과 더불어 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정과, 혼합완료된 알루미늄합금분말을 원하는 형상의 금형에 공급하여 압력을 가하면서 목적하는 바의 형상으로 만드는 성형공정과, 성형된 형상체를 분말입자 간의 원자확산 이동에 의한 화학적 결합이 이루어지도록 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정과, 소결과정에서 정밀도를 향상시키면서 결합되는 다른 부품과 연접되는 부의 표면 밀도와 경도를 증대시켜 치밀화하는 치밀화공정과, 치밀화 후 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 피막처리 또는 열처리 등의 과정을 거치는 열처리공정으로 완성함으로서;SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a sintered aluminum (Al) powder, which comprises mixing silicon (Si), copper (Cu), magnesium (Mg) Alloy powders and shapes are easily mixed and added with solid lubricant for ease of mold release. Mixed aluminum alloy powder is supplied to a mold of desired shape and pressure is applied to make the shape of the desired bar. A sintering process for imparting physical properties by applying heat so that chemical bonding by atomic diffusion between the powdered particles is performed between the molded body and the sintered body; And a densification step of densifying the densification by increasing the hardness, and a densification step of densifying the product to improve the quality and durability of the product, And a heat treatment step through a process such as a heat treatment;

알루미늄함금분말을 이용하여 강도와 내구성을 높일 수 있는 제품의 생산이 가능하여 자동차를 비롯한 다양한 산업분야에 경량이면서 내구성을 요하는 분야에 적용할 수 있는 목적 달성이 가능하다.It is possible to produce products which can increase strength and durability by using aluminum alloy powder, which can be applied to various industrial fields such as automobiles in light weight and durability.

본 발명은 알루미늄 합금으로 성형소결하고 성형소결 된 상태에서 치밀화를 통하여 다른 부품과 연접되는 위치의 표면조직의 밀도와 경도를 상승시켜 내구성을 높이는 것은 물론, 치수정밀화와 조도향상을 동시에 수행하여 제품의 품질을 높이면서 균일성을 유지할 수 있도록 할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.In the present invention, by densifying a molded and sintered body made of an aluminum alloy and sintering it, the densification and hardness of the surface texture at the position where it is connected to other parts are increased to improve durability, It is possible to maintain the uniformity while increasing the quality.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법을 도시한 1 예의 공정도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법을 도시한 2 예의 공정도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법로 얻어진 깊이변화를 도시한 그래프도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법로 얻어진 밀도변화를 도시한 그래프도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법에 따른 표면경도 변화를 도시한 그래프도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법에 따른 심부경도 변화를 도시한 그래프도.
도 7은 종래 기술이 적용된 소결 및 표면 치밀화 과정을 도시한 공정도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process diagram showing an example of a surface densification method of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied; FIG.
2 is a process diagram of two examples showing a method of densifying a surface of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied.
3 is a graph showing the depth variation obtained by the surface densification method of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied.
4 is a graph showing a change in density obtained by a method of surface densification of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied.
5 is a graph showing changes in surface hardness according to a surface densification method of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied.
6 is a graph showing changes in core portion hardness according to a surface densification method of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied.
7 is a process diagram showing the sintering and surface densification process to which the prior art is applied.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 표면치밀화 과정을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred surface densification process according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법을 도시한 1 예의 공정도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법을 도시한 2 예의 공정도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법로 얻어진 깊이변화를 도시한 그래프도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법로 얻어진 밀도변화를 도시한 그래프도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법에 따른 표면경도 변화를 도시한 그래프도, 도 6은 본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법에 따른 심부경도 변화를 도시한 그래프도로서 함께 설명한다.FIG. 1 is a process chart showing an example of a surface densification method of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied, FIG. 2 is a process drawing showing two methods of densifying a surface of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied, FIG. 3 is a graph showing the depth variation obtained by the surface densification method of the aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied, FIG. 4 is a graph showing the density variation obtained by the surface densification method of the aluminum alloy sintered product, FIG. 5 is a graph showing surface hardness variation according to the surface densification method of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied, and FIG. 6 is a graph showing the surface densification of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied. As a graph showing the change in deep portion hardness according to the present invention.

본 발명의 기술이 적용된 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법은, 소결의 재료가 되는 알루미늄(Al)분말에 실리콘(Si), 구리(Cu), 마그네슘(Mg) 및 아연(Zn)을 혼합한 알루미늄합금분말과 형상부여의 용이성과 더불어 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정(S100)과;A method of densifying a surface of an aluminum alloy sintered product to which the technique of the present invention is applied is a method of densifying the surface of an aluminum alloy sintered product to which aluminum (Al) powder as a material for sintering is mixed with silicon (Si), copper (Cu), magnesium (S100) in which a solid lubricant is added and mixed for ease of alloy mold powder and shape release as well as ease of mold release;

혼합완료된 알루미늄합금분말을 원하는 형상의 금형에 공급하여 압력을 가하면서 목적하는 바의 형상으로 만드는 성형공정(S200)과;A forming step S200 of supplying a mixed aluminum alloy powder to a metal mold having a desired shape and forming a desired bar shape while applying pressure;

상기 성형공정(S200)에서 형성된 형상체를 분말입자 간의 원자확산 이동에 의한 화학적 결합이 이루어지도록 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정(S300)과;A sintering step (S300) of applying a heat to the shaped body formed in the forming step (S200) so as to cause chemical bonding by atomic diffusion between the powder particles, thereby imparting physical properties;

상기 소결공정(S300)에서 발생할 수 있는 치수변형이나 뒤틀림 등에 의한 변형 등을 바로잡아 전체적인 정밀도를 향상시키면서 결합되는 다른 부품과 연접되는 부의 표면 밀도와 경도를 증대시켜 치밀화하는 치밀화공정(S400)과;A densification step (S400) of correcting the deformation due to dimensional deformation or warpage or the like which may occur in the sintering process (S300) to improve the overall precision and densifying the surface density and hardness of the part connected to other parts to be joined to increase densification;

상기 치밀화공정(S400)을 거친 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 피막처리 또는 열처리 등의 과정을 거치는 열처리공정(S500)으로 성형소결이 완성된다.After the densification step (S400), the molding and sintering is completed in a heat treatment step (S500) through a process such as coating or heat treatment for improving the quality and durability of the product.

본 발명의 다른 예로서는, 소결의 재료가 되는 알루미늄(Al)분말에 실리콘(Si), 구리(Cu), 마그네슘(Mg) 및 연Zn)을 혼합한 알루미늄합금분말과 형상부여의 용이성과 더불어 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정(S100)과;As another example of the present invention, an aluminum alloy powder obtained by mixing silicon (Si), copper (Cu), magnesium (Mg) and lead (Zn) with aluminum (Al) powder to be a sintering material, (S100) in which a solid lubricant is added and mixed for ease of use;

혼합완료된 알루미늄합금분말을 원하는 형상의 금형에 공급하여 압력을 가하면서 목적하는 바의 형상으로 만드는 성형공정(S200)과;A forming step S200 of supplying a mixed aluminum alloy powder to a metal mold having a desired shape and forming a desired bar shape while applying pressure;

상기 성형공정(S200)에서 형성된 형상체를 분말입자 간의 원자확산 이동에 의한 화학적 결합이 이루어지도록 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정(S300)과;A sintering step (S300) of applying a heat to the shaped body formed in the forming step (S200) so as to cause chemical bonding by atomic diffusion between the powder particles, thereby imparting physical properties;

상기 소결공정(S300)을 거친 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 피막처리 또는 열처리 등의 과정을 거치는 열처리공정(S500)과;A heat treatment step (S500) of passing through processes such as coating or heat treatment for improving the quality and durability of the product through the sintering process (S300);

상기 열처리공정(S500)에서 발생할 수 있는 치수변형이나 뒤틀림 등에 의한 변형 등을 바로잡아 전체적인 정밀도를 향상시키면서 결합되는 다른 부품과 연접되는 부의 표면 밀도와 경도를 증대시켜 치밀화하는 치밀화공정(S400)으로 열처리와 치밀화공정을 바꾸어 완성되도록 하여도 된다.In the densification step (S400) of increasing the surface density and hardness of the parts connected to the other parts to be combined while correcting the deformation due to dimensional deformation, warping, etc. occurring in the heat treatment step (S500) And the densification process may be changed and completed.

상기 성형공정(S200)에서는, 목적하는 바의 형상으로 가공한 금형에 알루미늄합금분말을 공급한 후 5 ton/㎠ 이상의 압력으로 가압하여 성형하는 것이 바람직한 데, 5 ton/㎠ 이하의 압력으로 할 경우에는 성형한 초기에는 제 형상을 유지할 수 있으나 소결을 위하여 이동하는 과정에서 외부로부터의 충격이나 진동이 전도될 경우 또는 소결과정의 고온에 노출된 상태에서 성형된 형상이 무너지게 되는 변형이나 손상이 올 수 있으므로 바람직하지 않다.In the forming step (S200), it is preferable that aluminum alloy powder is supplied to a metal mold processed to a desired shape and then pressed at a pressure of 5 ton / cm2 or more. If the pressure is 5 ton / The shape can be maintained at the initial stage of molding. However, when an impact or vibration is transmitted from the outside in the process of moving for sintering or when the sintering process is exposed to a high temperature, deformation or damage, It is not preferable.

상기 소결공정(S300)에서는, 메쉬벨트로(Mesh Belt Furnace) 또는 푸셔로(Pusher Fuenace)에서 질소가스(N2 Gas)분위기에서 550 ∼ 610℃의 온도에서 1시간 동안 소결시키도록 하고, 이때의 소결 상대밀도는 96%가 되도록 한다.In the sintering process (S300), sintering is performed for 1 hour at a temperature of 550 to 610 ° C in a mesh belt (Mesh Belt Furnace) or a pusher furnace in a nitrogen gas (N 2 gas) atmosphere, The sintered relative density is set to 96%.

상기와 같은 소결온도는 ±3℃의 편차범위 내에 있도록 하여야 하는 데, 이는 알루미늄합금분말이 고체상태도 아니고 액체상태도 아닌 겔(Gel) 형태에서 다른 합금분말들의 표면을 감싸는 형태가 되도록 하기 위함이며, 온도가 낮을 경우에는 겔화가 되지 않고 높을 경우에는 완전한 액화상태가 되므로 소결 후 상대밀도가 현저하게 낮아지는 단점이 발생하므로 바람직하지 않다.The sintering temperature should be within a range of ± 3 ° C. This is to ensure that the aluminum alloy powder is not in a solid state or in a liquid state but in the form of a gel which covers the surface of other alloy powders If the temperature is low, gelation does not occur. If the temperature is high, it is in a completely liquefied state, so that the relative density after sintering becomes remarkably low.

상기 소결과정에서 질소가스 내의 산소(O2)분포도는 3ppm 이하가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 산소가 3ppm 이상이 될 경우에는 소결과정에서 알루미늄합금분말의 표면이 산화되기 때문이다.It is preferable that the distribution of oxygen (O 2 ) in the nitrogen gas in the sintering process is 3 ppm or less because if the oxygen content is 3 ppm or more, the surface of the aluminum alloy powder is oxidized during the sintering process.

상기 치밀화공정(S400)에서는, 소결후 제품의 표면과 치합되는 전조다이와 연접시켜 소결제품의 표면을 치밀화하게 되는 데, 상대밀도 96%로 피드(Feed)량이 많을 경우 제품의 균열 또는 파손이 발생할 수 있으므로 소결제품의 표면 0.3 ∼ 1.2㎜ 깊이로 치밀화를 위한 조건으로 소결제품의 피드(Feed)량은 0.3 ∼ 0.7㎜/min이고, 회전속도는 50 ∼ 100rpm이 바람직하다.In the densification step (S400), the surface of the sintered product is densified by being connected to a rolling die that is engaged with the surface of the product after sintering. When the feed density is 96%, the product may crack or break Therefore, the feed amount of the sintered product is preferably from 0.3 to 0.7 mm / min and the rotation speed is preferably from 50 to 100 rpm as a condition for densification to a depth of 0.3 to 1.2 mm on the surface of the sintered product.

상기 조건을 만족하는 상태로 In a state satisfying the above condition

두께 1.5㎝ 내직경 2.0㎝ 외직경 10㎝ 크기의 원판형상의 시편을 상기 배합공정(S100)과 성형공정(S200)을 거친 후 소결공정(S300)과 동일한 조건으로 완성한 후 상기 치밀화공정(S400)과 동일한 조건에서 시편의 외표면에 대한 치밀화를 수행하여 도 3 내지 도 6과 같은 결과를 얻었다.A specimen of a circular plate having a diameter of 1.5 cm and a diameter of 2.0 cm and a diameter of 10 cm is subjected to the dipping step S400 after completing the mixing step S100 and the forming step S200 and then the sintering step S300, The densification of the outer surface of the test piece was performed under the same conditions as those of FIGS. 3 to 6.

전조량이 많을수록 치밀화 깊이가 깊어지면서 밀도가 높아지고그에 따라 표면경도가 높아지는 것을 확인할 수 있어 알루미늄합금분말을 이용하여 목적하는 바의 소결제품을 성형한 후 치밀화를 통하여 국부적인 표면치밀화를 통하여 강도와 내구성을 높일 수 있어 자동차분야는 물론 일반적인 산업분야의 부품이나 장비 등 다양한 활용성을 가진다.As the amount of precursor increases, the densification depth increases and the density becomes higher and the surface hardness becomes higher. As a result, the desired sintered product is formed by using the aluminum alloy powder, and then densified to densify the surface to obtain strength and durability It has various applications such as parts and equipments in general industry as well as automobile field.

Claims (6)

소결의 재료가 되는 알루미늄(Al)분말에 실리콘(Si), 구리(Cu), 마그네슘(Mg) 및 아연(Zn)을 혼합한 알루미늄합금분말과 형상부여의 용이성과 더불어 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정(S100)과;
혼합완료된 알루미늄합금분말을 원하는 형상의 금형에 공급하여 압력을 가하면서 목적하는 바의 형상으로 만드는 성형공정(S200)과;
상기 성형공정(S200)에서 형성된 형상체를 분말입자 간의 원자확산 이동에 의한 화학적 결합이 이루어지도록 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정(S300)과;
상기 소결공정(S300)에서 발생할 수 있는 치수변형이나 뒤틀림 등에 의한 변형 등을 바로잡아 전체적인 정밀도를 향상시키면서 결합되는 다른 부품과 연접되는 부의 표면 밀도와 경도를 증대시켜 치밀화하는 치밀화공정(S400)과;
상기 치밀화공정(S400)을 거친 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 피막처리 또는 열처리 등의 과정을 거치는 열처리공정(S500)으로 완성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법.
Aluminum alloy powder in which silicon (Si), copper (Cu), magnesium (Mg) and zinc (Zn) are mixed with aluminum (Al) powder to be a material of sintering, A mixing step (SlOO) of adding and mixing lubricating oil;
A forming step S200 of supplying a mixed aluminum alloy powder to a metal mold having a desired shape and forming a desired bar shape while applying pressure;
A sintering step (S300) of applying a heat to the shaped body formed in the forming step (S200) so as to cause chemical bonding by atomic diffusion between the powder particles, thereby imparting physical properties;
A densification step (S400) of correcting the deformation due to dimensional deformation or warpage or the like which may occur in the sintering process (S300) to improve the overall precision and densifying the surface density and hardness of the part connected to other parts to be joined to increase densification;
And a heat treatment step (S500) of passing the densification step (S400) through a coating process or a heat treatment process for improving the quality and durability of the product. The method for densifying a surface of an aluminum alloy sintered product according to claim 1,
제 1 항에 있어서;
상기 성형공정(S200)에서는, 목적하는 형상을 유지할 수 있도록 금형에 알루미늄합금분말을 공급한 후 5 ton/㎠ 이상의 압력으로 가압하여 성형하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법.
The method of claim 1, further comprising:
Wherein the aluminum alloy powder is supplied to the metal mold so as to maintain the desired shape and then pressed at a pressure of 5 ton / cm2 or more to form the aluminum alloy sintered product in the molding step (S200).
제 1 항에 있어서;
상기 소결공정(S300)에서는, 질소가스(N2 Gas)분위기의 로에서 550℃의 온도에서 소결 상대밀도는 96%가 되도록 1시간 동안 소결시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법.
The method of claim 1, further comprising:
The sintering step (S300) in a nitrogen gas (N 2 Gas) sintering at a temperature of 550 ℃ in an atmosphere with a relative density of the aluminum alloy sintering product characterized in that sintering for one hour so that 96% of the surface densification methods.
제 1 항에 있어서;
상기 소결공정(S300)에서 소결시 온도편차는 ±3℃인 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법.
The method of claim 1, further comprising:
Wherein the temperature variation during sintering in the sintering step (S300) is +/- 3 DEG C.
제 1 항에 있어서;
상기 소결공정(S300)에서 질소가스 분위기의 로 내부의 산소(O2)분포도는 알루미늄합금분말의 표면이 산화되는 것을 방지하도록 3ppm 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법.
The method of claim 1, further comprising:
Wherein the oxygen (O 2 ) distribution in the furnace in the nitrogen gas atmosphere in the sintering step (S300) is set to 3 ppm or less so as to prevent the surface of the aluminum alloy powder from being oxidized.
제 1 항에 있어서;
상기 치밀화공정(S400)에서는, 소결제품의 표면과 치합되는 전조다이를 연접시켜 치밀화할 때, 소결제품의 피드(Feed)량은 0.3 ∼ 0.7㎜/min이고, 회전속도는 50 ∼ 100rpm으로 하여 소결제품의 표면이 0.3 ∼ 1.2㎜ 깊이로 치밀화 되도록 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 소결제품의 표면치밀화 방법.
The method of claim 1, further comprising:
In the densification step (S400), when the rolling dies that are in contact with the surface of the sintered product are densified by sintering, the feed amount of the sintered product is 0.3 to 0.7 mm / min, the rotation speed is 50 to 100 rpm, Wherein the surface of the product is densified to a depth of 0.3 to 1.2 mm.
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