KR20170106613A - Fabrication method of aluminum alloy clad sheets and aluminum alloy clad sheets fabricated by the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an aluminum alloy clad plate and an aluminum alloy clad plate manufactured using the same.
알루미늄이 공업적으로 생산된 지 100년이 지난 현재 알루미늄은 철강재료 다음으로 많이 사용되는 금속재료이다. 알루미늄은 Cu, Si, Mn, Mg, Zn, Li 등의 첨가원소의 종류와 첨가량에 따라 고강도, 내식성, 가공성 등의 서로 다른 다양한 종류의 합금을 만들 수 있으며, 제조된 합금에 따라서 그 특성이 다양하게 변화한다. Today, aluminum is the second most commonly used metal material after steel industry. Aluminum can be made into various kinds of alloys such as high strength, corrosion resistance and workability according to the kind and amount of added elements such as Cu, Si, Mn, Mg, Zn, and Li. Change.
즉, 알루미늄은 밀도가 낮아 소재의 경량화를 이룰 수 있으나 인장강도가 크지 않아 구조체용 소재로 사용이 어려운 반면 알루미늄합금은 낮은 밀도에도 불구하고 다른 원소를 첨가한 후 가공 및 열처리하여 강도를 강하게 할 수 있어 최근 높은 강도를 갖는 경량소재로서 알루미늄합금이 주목받아왔다.In other words, aluminum can be made lightweight due to its low density, but it is difficult to use as a material for a structure because of its low tensile strength. On the other hand, aluminum alloy can be strengthened by processing and heat treatment after addition of other elements in spite of low density In recent years, aluminum alloys have attracted attention as lightweight materials having high strength.
알루미늄합금은 고강도를 가지는 경량소재로, 자동차, 철도차량, 항공기, 우주선, 선박 등 각종 수송기계의 경량화를 위한 부품 및 대형 구조물용의 소재로 사용되고 있으며, 그외 수송기기의 연료효율 증대와 배기가스에 의한 환경오염 및 지구온난화 억제를 위한 전 세계적인 각종 규제에 대응하기 위한 방안으로 연구되고 있다. Aluminum alloy is a lightweight material with high strength and is used as a material for parts and large structures to lighten various transportation equipments such as automobile, railway car, aircraft, space ship, ship and so on. In addition, And are being studied as measures to cope with various global regulations for environmental pollution and global warming suppression.
대표적인 알루미늄합금 중 철에 버금가는 매우 높은 강도를 갖는 알루미늄합금인 7000계 알루미늄합금은 Al-Zn-(Mg, Cu)계 합금으로 수송기기 부품에 사용되었을 때 부품의 경량화를 통하여 연료를 절감시킬 수 있는 효과가 매우 큰 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 7000계 알루미늄합금은 내응력 부식균열에 민감하여 내식성이 불량한 단점을 갖고 있어 부식환경에서 사용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이에, 강도가 높고 내식성이 우수한 7000계 알루미늄합금의 개발이 필요한 실정이다. Aluminum alloy of 7000 series, which is aluminum alloy with very high strength, which is equivalent to iron among representative aluminum alloys, is an Al-Zn- (Mg, Cu) alloy and can save fuel by lightening parts when used in transportation equipment parts. The effect has a very big advantage. However, the 7000 aluminum alloy has a disadvantage that it is insensitive to stress corrosion cracking, and thus has a disadvantage that it is poor in corrosion resistance, so that it is difficult to use in a corrosive environment. Accordingly, it is necessary to develop a 7000-series aluminum alloy having high strength and excellent corrosion resistance.
한편, 최근 각각의 알루미늄합금이 갖는 단점을 보완하여 특성이 우수한 알루미늄 판재을 제조하기 위해 여러 합금을 다층으로 적층시킨 클래드(clad)판재를 제조하려는 연구가 진행되어 왔다. Meanwhile, in recent years, studies have been made to fabricate a clad plate in which a plurality of alloys are laminated in multiple layers in order to manufacture an aluminum plate excellent in characteristics, in order to complement the disadvantages of each aluminum alloy.
클래드(clad) 판재란, 성질이 다른 두 가지 이상의 금속판재를 겹쳐서 접합시킨 다층 복합판재로, 각각의 재질의 특징을 복합적으로 갖춘 다층 복합판재를 의미한다. A clad plate material refers to a multi-layered composite plate in which two or more metal plates having different properties are laminated and joined together, and a multi-layer composite plate having a combination of the characteristics of the respective materials.
이에, 내식성이 불량한 7000계의 알루미늄합금의 단점을 보완하기 위한 방법으로 상기 7000계 알루미늄합금 표면에 내식성 및 표면처리성이 우수한 6000계 알루미늄합금을 접합시킨 클래드 판재를 제조할 수 있으며, 상기 7000계 알루미늄합금 표면에 6000계 알루미늄합금을 접합시킨 클래드 판재를 제조할 경우, 7000계 알루미늄의 장점인 우수한 강도 및 6000계 알루미늄합금의 장점인 내식성 모두를 갖는 알루미늄합금 판재를 제조할 수 있다. Thus, as a method for compensating for the disadvantage of the 7000-series aluminum alloy having poor corrosion resistance, it is possible to manufacture a clad plate material obtained by bonding a 6000-series aluminum alloy excellent in corrosion resistance and surface treatment to the surface of the 7000- When a clad plate material in which a 6000-system aluminum alloy is bonded to the surface of an aluminum alloy is manufactured, an aluminum alloy plate having both the strength of the 7000-system aluminum and the corrosion resistance that is an advantage of the 6000-system aluminum alloy can be manufactured.
알루미늄합금 클래드 판재 제조방법과 관련된 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0662727호에서는 강과 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법이 개시된 바 있다. 상세하게는, 강과 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법에 있어서, 접합시키고자 하는 강재의 표면이 정해진 조도를 갖도록 연마하는 단계와; 상기 강재의 연마된 표면에 정해진 두께를 갖도록 진공증착법으로 알루미늄합금을 코팅하는 단계와; 상기 알루미늄합금이 코팅된 강재를 정해진 온도로 예열시키는 단계 및; 상기 예열된 강재를 정해진 속도로 회전시키면서 상기 강재의 알루미늄합금이 코팅된 표면에 정해진 온도로 가열된 알루미늄합금 용탕이 접촉되도록 한 후, 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강과 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법이 개시된 바 있다. As a conventional technique related to an aluminum alloy clad sheet manufacturing method, Korean Patent Registration No. 10-0662727 discloses a method of manufacturing a steel sheet and an aluminum alloy clad sheet. Specifically, the present invention provides a method of manufacturing a steel and aluminum alloy clad sheet material, comprising the steps of: polishing a surface of a steel material to be joined to have a predetermined roughness; Coating an aluminum alloy on the polished surface of the steel material by a vacuum deposition method so as to have a predetermined thickness; Preheating the aluminum alloy coated steel to a predetermined temperature; And cooling the preheated steel material at a predetermined speed so that the aluminum alloy melt heated to a predetermined temperature is brought into contact with the surface of the steel material coated with the aluminum alloy and cooling the preheated steel material. A manufacturing method has been disclosed.
하지만, 상기 방법으로 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하는 경우, 상기 판재의 접합을 위해 표면처리 및 가열을 수행하는 과정 등이 포함되어 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.However, when the aluminum alloy clad sheet is manufactured by the above-described method, there is a problem that the process is complicated because it involves a surface treatment and heating for joining the plate.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2011-0032440호에서는 고강도 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법이 개시된 바 있다. 상세하게는, 박판 주조된 알루미늄합금으로 이루어진 심재와 Al-Si계 합금으로 이루어진 브레이징용 피재를 준비하는 단계; 상기 심재와 브레이징용 피재를 세척하는 소재세척단계; 상기 심재와 브레이징용 피재의 외면을 와이어 브러싱하는 브러싱단계; 상기 심재와 브레이징용 피재를 적층하여 롤본딩하는 제1롤본딩단계; 롤본딩된 심재와 브레이징용 피재를 1차압연하는 제1압연단계; 1차압연된 심재와 브레이징용 피재를 어닐링하는 어닐링단계; 어닐링된 심재와 브레이징용 피재를 2차압연하여 브레이징용 고강도 클래드 판재를 완성하는 제2압연단계;를 포함하는 고강도 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법이 개시된 바 있다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0032440 discloses a method for manufacturing a high strength aluminum alloy clad sheet. Specifically, there is provided a method of manufacturing a brazing material, comprising the steps of: preparing a brazing material comprising a core made of an aluminum alloy thin-cast and an Al-Si based alloy; A material washing step of washing the core material and the brazing material; A brushing step of wire-brushing the outer surface of the core material and the brazing material; A first roll bonding step of laminating the core and the brazing material and roll bonding; A first rolling step of first rolling the roll-bonded core and the brazing material; An annealing step of annealing the primary rolled core and the brazing material; And a second rolling step of secondarily rolling the annealed core and the brazing material to complete a high strength clad plate for brazing.
하지만, 상기 방법으로 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하는 경우, 상기 제조된 피재 및 심재의 접합을 위해 와이어 브러싱하여 표면처리하고, 이후 가열하는 단계를 거치는 등 접합을 위한 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.However, in the case of manufacturing the aluminum alloy clad sheet by the above method, there is a problem in that a process for joining is complicated, such as wire brushing and surface treatment for joining the produced workpiece and core material, and then heating is performed.
이에 본 발명자들은 보다 공정을 단순화시켜 제조비용을 절감시키는 방법으로 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하기 위하여 용탕직접압연 및 압연접합을 조합 또는 연속적으로 수행하는 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법을 개발하였으며, 이를 이용하여 제조된 7000계 알루미늄합금 심재 및 6000계 알루미늄합금 피재를 포함하는 고강도 및 내식성을 갖는 알루미늄합금 클랜드 판재를 개발하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have developed a method for producing an aluminum alloy clad sheet material in which aluminum alloy clad sheet material is directly or indirectly rolled and rolled in combination in order to simplify the manufacturing process and reduce manufacturing cost. The present invention has been accomplished on the basis of this invention. The present invention has been accomplished on the basis of these findings.
본 발명의 목적은 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재를 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an aluminum alloy clad plate and an aluminum alloy clad plate manufactured using the same.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은In order to achieve the above object,
7000계 알루미늄합금을 용탕직접압연하여 7000계 알루미늄합금 심재를 제조하는 단계(단계 1);(Step 1) of directly rolling a 7000-series aluminum alloy into a 7000-series aluminum alloy core;
상기 제조된 7000계 알루미늄합금 심재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계(단계 2); Maintaining the manufactured 7000-series aluminum alloy core at a temperature of 380 to 480 캜 (step 2);
6000계 알루미늄합금을 용탕직접압연하여 6000계 알루미늄합금 피재를 제조하는 단계(단계 3);(Step 3) of directly rolling a 6000-series aluminum alloy to prepare a 6000-series aluminum alloy article;
상기 제조된 6000계 알루미늄합금 피재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계(단계 4); 및Maintaining the manufactured 6000-based aluminum alloy film at a temperature of 380 to 480 캜 (step 4); And
상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 6000계 알루미늄합금 피재를 상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치시킨 후 압연접합하는 단계(단계 5);를 포함하는 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법을 제공한다.(Step 5) of placing a 6000-series aluminum alloy substrate maintained at a temperature of 380 to 480 캜 on both sides of a 7000-series aluminum alloy core material maintained at a temperature of 380 to 480 캜, followed by rolling and joining A method for producing a clad sheet material is provided.
또한, 본 발명은In addition,
상기 제조방법으로 제조되며, 7000계 알루미늄합금 심재 및 상기 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치한 6000계 알루미늄합금 피재를 포함하며, 내식성 및 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 클래드 판재를 제공한다.The aluminum alloy clad sheet is manufactured by the above-described method, and includes a 7000-series aluminum alloy core material and a 6000-series aluminum alloy material disposed on both sides of the 7000-series aluminum alloy core material, and has corrosion resistance and high strength.
본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재 제조방법은 용탕으로부터 직접압연되어 나오는 판재를 고온상태에서 압연접합하는 방법으로, 종래의 알루미늄합금 클래드 판재 제조시 수행되었던 표면을 와이어 브러싱하거나 열처리하여 표면처리하는 과정을 거치지 않아 제조단가를 줄일 수 있고, 공정을 단순화할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 제조방법으로 제조된 알루미늄합금 클래드 판재는 저밀도, 고강도 및 내식성을 갖춘 알루미늄합금 판재로 수송기기 구조체용으로 고재로 이용될 경우 수송기기의 연료 효율을 증대시키고 환경오염을 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다.A method of manufacturing an aluminum alloy clad sheet material according to the present invention is a method of rolling and joining a sheet material rolled directly from a melt at a high temperature state. The surface of the aluminum alloy clad sheet material is processed by wire brushing or heat treatment, The manufacturing cost can be reduced, and the process can be simplified. In addition, the aluminum alloy clad plate manufactured by the above manufacturing method has advantages of low fuel density, high strength and corrosion resistance, and can improve the fuel efficiency of transport equipment and reduce environmental pollution when used as a material for a transportation equipment structure Have.
도 1은 본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하기 위해 사용되는 장치이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 알루미늄합금 클래드 판재의 열처리 단면을 나타내는 광학현미경 사진이다.1 is a device used for producing an aluminum alloy clad sheet of the present invention,
2 is an optical microscope photograph showing a heat-treated section of an aluminum alloy clad sheet manufactured according to an embodiment of the present invention.
본 발명은The present invention
7000계 알루미늄합금을 용탕직접압연하여 7000계 알루미늄합금 심재를 제조하는 단계(단계 1);(Step 1) of directly rolling a 7000-series aluminum alloy into a 7000-series aluminum alloy core;
상기 제조된 7000계 알루미늄합금 심재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계(단계 2); Maintaining the manufactured 7000-series aluminum alloy core at a temperature of 380 to 480 캜 (step 2);
6000계 알루미늄합금을 용탕직접압연하여 6000계 알루미늄합금 피재를 제조하는 단계(단계 3);(Step 3) of directly rolling a 6000-series aluminum alloy to prepare a 6000-series aluminum alloy article;
상기 제조된 6000계 알루미늄합금 피재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계(단계 4); 및Maintaining the manufactured 6000-based aluminum alloy film at a temperature of 380 to 480 캜 (step 4); And
상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 6000계 알루미늄합금 피재를 상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치시킨 후 압연접합하는 단계(단계 5);를 포함하는 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법을 제공한다.(Step 5) of placing a 6000-series aluminum alloy substrate maintained at a temperature of 380 to 480 캜 on both sides of a 7000-series aluminum alloy core material maintained at a temperature of 380 to 480 캜, followed by rolling and joining A method for producing a clad sheet material is provided.
이하, 본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법을 도면을 참고하여 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the aluminum alloy clad sheet of the present invention will be described in detail for each step with reference to the drawings.
본 발명에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법에 있어, 단계 1은 7000계 알루미늄합금을 용탕직접압연하여 7000계 알루미늄합금 심재를 제조하는 단계이다.In the method for producing an aluminum alloy clad sheet according to the present invention, step 1 is a step of directly rolling a 7000-series aluminum alloy into a molten aluminum to produce a 7000-series aluminum alloy core.
7000계 알루미늄합금은 아연 등 첨가원소의 함량이 증가함에 따라 강도는 증가한 반면, 고액공존영역의 확장으로 주조결함의 발생이 쉽고, 가공성이 감소하여 여러 단계의 가공을 거쳐야만 하기 때문에 기존 철강소재에 비하여 최종 소재의 단가가 높다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 간결한 제조공정으로 7000계 알루미늄합금의 제조비용을 현실화시키고자 하는 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 그 중 하나가 용탕으로부터 직접 판재를 생산할 수 있는 용탕직접압연방법이다. 7000 series aluminum alloy has a higher strength as the content of added elements such as zinc increases, but it is easy to cause casting defects due to the expansion of the high-coexistence region, and the workability is reduced, The cost of the final material is high. In order to overcome these disadvantages, various researches have been carried out to realize the manufacturing cost of 7000 aluminum alloy in a simple manufacturing process. One of them is a direct rolling method of a molten metal capable of directly producing a plate from a molten metal.
상기 7000계 알루미늄합금 심재를 제조하는 단계는 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 7000계 알루미늄합금 용탕(1)을 회전하는 한 쌍의 압연롤(2) 사이에 주입한 후 상기 7000계 알루미늄합금 용탕(1)을 냉각 및 압연하여 심재를 형성하게 된다. 이때, 상기 7000계 알루미늄합금 심재를 상기와 같은 용탕으로부터 직접압연되는 용탕직접압연법으로 제조하기 위해서는 우수한 열전도성을 갖는 압연롤을 사용할 필요가 있다. 또한, 압연롤(1)을 통과하는 짧은 시간동안 상기 7000계 알루미늄합금 용탕을 응고시키기 위해서는 상기 7000계 알루미늄합금 용탕의 냉각속도가 상당히 빨라야하므로, 상기 압연롤(1)은 냉각속도가 빠른 구리 또는 구리합금의 압연롤(1)이 사용될 수 있다.1, the 7000-series aluminum alloy melt 1 is injected between a pair of rotating
하지만, 상기 압연롤(1)의 소재가 이에 제한된 것은 아니며, 상기 7000계 알루미늄합금 용탕의 냉각을 빠르게 할 수 있는 다른 소재의 압연롤(1)이 사용될 수도 있다. However, the material of the rolling roll 1 is not limited thereto, and a rolling roll 1 of another material capable of rapidly cooling the 7000-series aluminum alloy melt may be used.
본 발명에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법에 있어, 단계 2는 상기 제조된 7000계 알루미늄합금 심재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계이다.In the method of manufacturing the aluminum alloy clad sheet according to the present invention,
종래의 경우, 여러 합금층으로 이루어진 클래드 판재를 제조하기 위해 판재의 외면을 와이어 브러싱 및 열처리하는 과정을 거친 후 압연하여 제조하는 방법이 개시된 바 있다. 반면 본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법의 경우, 용탕으로부터 직접압연하는 단계 이후 연속적으로 압연접합을 수행하는 방법으로, 상기 압연접합시 균열없이 균일한 접합을 이루기 위해서는 상기 7000계 알루미늄합금 심재 및 6000계 알루미늄합금 피재의 표면상태가 중요하며, 이를 위해 상기 7000계 알루미늄합금 심재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 것이 바람직하다. Conventionally, a method of manufacturing a clad plate material made of various alloy layers by a process of wire-brushing and heat-treating an outer surface of a plate material followed by rolling has been disclosed. On the other hand, in the case of the method for producing the aluminum alloy clad sheet of the present invention, the rolling joining is continuously performed after the step of rolling directly from the molten metal. In order to achieve a uniform joining without cracking during the rolling joining, 6000 series aluminum alloy substrate is important. To this end, it is preferable to maintain the 7000-series aluminum alloy core at a temperature of 380 to 480 캜.
만약, 상기 7000계 알루미늄합금 심재의 유지온도가 380 ℃ 미만일 경우, 상기 7000계 알루미늄합금 심재와 6000계 알루미늄합금 피재를 압연접합할 때 접합부의 온도가 낮아 접합력이 낮아지거나 판재의 균열이 발생하는 문제가 발생될 수 있고, 상기 7000계 알루미늄합금 심재의 유지온도가 480 ℃를 초과하는 경우에는 재료가 용융되어 파괴가 일어날 수 있는 문제가 발생될 수 있다. If the holding temperature of the 7000-series aluminum alloy core is lower than 380 ° C, the joining strength is lowered or the plate material cracks when the 7000-series aluminum alloy core and the 6000-series aluminum alloy frame are rolled If the holding temperature of the 7000-series aluminum alloy core material exceeds 480 ° C, there is a possibility that the material may melt and break down.
본 발명에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법에 있어, 단계 3은 6000계 알루미늄합금을 용탕직접압연하여 6000계 알루미늄합금 피재를 제조하는 단계이다.In the method for producing an aluminum alloy clad sheet according to the present invention,
상기 6000계 알루미늄합금은 내식성이 우수한 알루미늄합금으로, 내식성이 불량한 상기 7000계 알루미늄합금 표면에 적층시킴으로써 내식성 및 고강도를 갖는 알루미늄 클래드 판재를 제조할 수 있다. The 6000-series aluminum alloy is an aluminum alloy excellent in corrosion resistance, and is laminated on the surface of the 7000-series aluminum alloy having poor corrosion resistance, whereby an aluminum clad plate material having corrosion resistance and high strength can be manufactured.
이때, 상기 6000계 알루미늄합금 피재는 용탕직접압연하는 방법으로 제조함으로써 종래의 방법으로 제조되는 경우보다 상기 7000계 알루미늄합금 심재와 접합시 상대적으로 낮은 압하율에서 압연접합을 수행할 수 있다. 한편, 상기 6000계 알루미늄합금 피재를 제조하기위한 용탕직접압연은 상기 7000계 알루미늄합금 심재를 제조하는 경우와 동일한 방법으로 수행될 수 있다.At this time, the 6000 aluminum alloy substrate can be rolled at a relatively low rolling reduction rate when it is bonded to the 7000 aluminum alloy core material by the direct rolling method. On the other hand, the direct rolling of the molten metal for producing the 6000-series aluminum alloy substrate can be performed in the same manner as in the case of manufacturing the 7000-series aluminum alloy core material.
본 발명에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법에 있어, 단계 4는 상기 제조된 6000계 알루미늄합금 피재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계이다.In the method of manufacturing an aluminum alloy clad sheet according to the present invention,
상기 6000계 알루미늄합금 피재가 용탕직접압연하는 방법으로 제조될 경우, 상기 6000계 알루미늄합금 피재를 압연한 후 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 것이 바람직한데, 이는 상기 7000계 알루미늄합금 심재가 380 내지 480 ℃의 온도로 유지시키는 것과 동일한 이유로, 균열 발생없이 접합을 잘 이루게 하기 위한 것이다.When the 6000-series aluminum alloy substrate is manufactured by the direct rolling method, it is preferable that the 6000-based aluminum alloy substrate is rolled and then maintained at a temperature of 380 to 480 ° C because the 7000- For the same reason that it is maintained at a temperature of 480 캜.
만약 상기 6000계 알루미늄합금 피재가 용탕직접압연되어 유지되는 온도가 380 ℃ 미만일 경우, 상기 7000계 알루미늄합금 심재와의 압연접합시 접합부의 온도가 너무 낮아 접합이 이루어지지 않거나 판재의 균열이 발생하는 문제가 발생될 수 있고, 상기 6000계 알루미늄합금 피재의 유지온도가 480 ℃를 초과하는 경우에는 재료가 용융되어 파괴가 일어날 수 있는 문제가 발생될 수 있다. If the temperature at which the 6000 aluminum alloy substrate is directly melted and maintained at a temperature lower than 380 ° C, the temperature of the joining portion is too low during the rolling process with the 7000-series aluminum alloy core material, If the holding temperature of the 6000-series aluminum alloy substrate exceeds 480 ° C, there is a possibility that the material may be melted and fracture may occur.
한편, 상기 6000계 알루미늄합금 피재는 종래의 압연판재 제조방법을 통해 제조될 수 있으며, 예를 들어 냉간압연 후 열처리하는 방법으로 제조될 수 있다.Meanwhile, the 6000-series aluminum alloy substrate can be manufactured by a conventional method of manufacturing a rolled sheet material, for example, by a method of heat-treating after cold rolling.
특히 상기 6000계 알루미늄합금 피재가 종래의 압연판재 제조방법으로 제조되어 상온상태로 상기 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치되는 경우, 상기 단계 2에서 상기 7000계 알루미늄합금 심재를 430 내지 480 ℃로 유지하는 것이 보다 바람직하다. 이는 상온상태의 상기 6000계 알루미늄합금 피재와 상기 7000계 알루미늄합금을 압연접합할 때 균열을 발생시키지 않으면서 균일하게 접합을 이루게 하기 위한 것이다.In particular, in the case where the 6000-series aluminum alloy substrate is manufactured by a conventional method for manufacturing a rolled plate and is positioned at both sides of the 7000-series aluminum alloy core material at room temperature, the 7000-series aluminum alloy core material is maintained at 430 to 480 캜 Is more preferable. This is for uniformly joining the 6000-series aluminum alloy substrate at room temperature with the 7000-series aluminum alloy without causing cracks during rolling.
만약 상기 6000계 알루미늄합금 피재가 상온상태로 상기 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치될때 상기 7000계 알루미늄합금 심재가 유지되는 온도가 430 ℃ 미만일 경우, 알루미늄합금 심재와의 압연접합시 접합부의 온도가 너무 낮아 접합이 이루어지지 않거나 판재의 균열이 발생하는 문제가 발생될 수 있고, 상기 7000계 알루미늄합금 피재의 유지온도가 480 ℃를 초과하는 경우에는 재료가 용융되어 파괴가 일어날 수 있는 문제가 발생될 수 있다. If the temperature of the 7000-series aluminum alloy core is lower than 430 ° C. when the 6000-series aluminum alloy substrate is placed on both sides of the 7000-series aluminum alloy core material at room temperature, the temperature of the junction portion is too high If the holding temperature of the 7000-series aluminum alloy substrate exceeds 480 DEG C, there is a possibility that the material may be melted and fracture may occur have.
본 발명에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법에 있어, 단계 5는 상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 6000계 알루미늄합금 피재를 상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치시킨 후 압연접합하는 단계이다. In the method for producing an aluminum alloy clad sheet according to the present invention,
상기 6000계 알루미늄합금 피재는 상기 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치된 후 압연접합이 수행되며, 이때 압하율은 15 내지 45 %로 수행되는 것이 바람직하다. Preferably, the 6000-based aluminum alloy substrate is placed on both sides of the 7000-based aluminum alloy core material, and the rolling reduction is performed at 15 to 45%.
상기 압연접합은 도 1에 나타난 바와 같이 상기 7000계 알루미늄합금 심재 및 상기 6000계 알루미늄합금 피재를 상기 압연접합롤(5)을 이용하여 압연하여 접합하는 것이다. 이때, 상기 압하율은 압연접합롤(5)을 통과하기 전과 후의 두께차이에 의한 것으로, 압하율이 높을수록 더욱 압연된 알루미늄합금 클래드 판재가 제조될 수 있다. 1, the 7000-series aluminum alloy core material and the 6000-series aluminum alloy ingot are rolled by the
그러나 상기 압하율이 너무 클 경우, 압연접합시 상기 알루미늄 클래드 판재 표면에 균열이 발생될 수 있으며, 상기 압하율이 너무 작을 경우 압연접합시 접합을 적절하게 이루지 못하는 문제가 발생할 수 있으므로 적절한 압하율로 압연접합이 수행하는 것이 중요하다. However, when the reduction rate is too high, cracks may be generated on the surface of the aluminum clad sheet material during rolling bonding, and if the reduction rate is too small, a problem may arise that the bonding may not be properly performed at the time of rolling bonding, It is important that the rolling joint is performed.
즉, 상기 압하율이 15 % 미만인 경우, 상기 제조된 알루미늄합금 클래드 판재가 접합되지 않는 문제가 발생될 수 있고, 상기 압하율이 45 %를 초과하는 경우에는 과도한 압하율로 인해 제조된 알루미늄합금 클래드 판재에 균열이 발생될 수 있다. That is, when the reduction rate is less than 15%, the aluminum alloy clad plate material may not be bonded, and when the reduction rate is more than 45%, the aluminum alloy clad material Cracks may be generated in the plate material.
종래의 경우, 압연접합하는 방법으로 클래드 판재를 제조하기 위해서는 40 %이상의 압하율을 가해 주야할 뿐만 아니라 압연전에 판재 표면에 대하여 와이어 브러싱등의 표면처리를 해주어야하는 단점을 가지고 있다. 또한 높은 압하율로 압연접합하는 과정에서 판재에 균열이 발생할 수 있어, 압연전합을 수행하기 전 판재를 열처리 및 표면처리하는 과정을 거쳐야하므로 제조공정이 복잡하고 제조비용도 많이 소모되는 문제점이 있다. 반면 본 발명의 경우, 용탕직접압연된 판재를 바로 압연접합함으로써 와이어 브러싱과 같은 표면처리 과정을 생략할 수 있고 낮은 압하량으로도 압연접합이 가능한 장점이 있다. 또한, 용탕직접압연되어 나오는 판재가 가열되어 있는 상태에서 압연접합함으로써 별도의 판재 가열 과정을 생략하거나 최소화할 수 있어 공정을 단순화시켜 제조비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.Conventionally, in order to manufacture a clad sheet by the rolling joining method, a reduction ratio of not less than 40% must be applied, and the surface of the sheet must be subjected to surface treatment such as wire brushing before rolling. In addition, since cracks may occur in the plate during the process of rolling joining at a high reduction ratio, the plate must be subjected to heat treatment and surface treatment before the rolling joining, so that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is high. On the other hand, in the case of the present invention, the surface treatment process such as wire brushing can be omitted by rolling-bonding the directly melted plate material directly, and rolling bonding can be performed even with a low rolling reduction. In addition, since the plate material directly rolled in the molten metal is heated, the rolling process can be omitted or minimized, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost.
본 발명에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법은 상기 압연접합하는 단계 이후 냉간압연하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이는 상기 압연되어 제조된 알루미늄합금 클래드 판재 표면에 생길 수 있는 요철 또는 주름 등을 교정하고 접합면의 접합강도를 더욱 증가시키기 위한 것이며, 상기 냉간압연공정을 통해 상기 제조된 알루미늄합금 클래드 판재의 두께 및 판 형상을 보다 정밀하게 조정할 수 있다.The method of manufacturing an aluminum alloy clad sheet according to the present invention preferably further comprises cold rolling after the rolling joining step. This is for calibrating irregularities or wrinkles that may be formed on the surface of the rolled aluminum alloy clad sheet and further increasing the bonding strength of the joining surface. The thickness and thickness of the aluminum alloy clad sheet produced through the cold rolling process The plate shape can be adjusted more precisely.
또한, 본 발명은In addition,
상기 제조방법으로 제조되며, 7000계 알루미늄합금 심재 및 상기 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치한 6000계 알루미늄합금 피재를 포함하여 고내식성 및 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 클래드 판재를 제공한다.The aluminum alloy clad sheet is manufactured by the above-described method and has high corrosion resistance and high strength, including a 7000-series aluminum alloy core material and a 6000-series aluminum alloy material disposed on both sides of the 7000-series aluminum alloy core material.
이하, 본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재를 상세히 설명한다.Hereinafter, the aluminum alloy clad sheet of the present invention will be described in detail.
본 발명은 7000계 알루미늄합금 심재와 6000계 알루미늄합금 피재의 삼층구조로 이루어진 알루미늄합금 클래드 판재를 제공한다. The present invention provides an aluminum alloy clad plate having a three-layer structure of a 7000-series aluminum alloy core and a 6000-series aluminum alloy frame.
알루미늄합금은 비강도가 우수하여 자동차 경량화 소재로서 그 사용량이 점차 증가하고 있으며, 특히 7000계 알루미늄합금을 경량화하기 위한 소재로 주목받고 있는 소재이다. 그러나 상기 7000계 알루미늄합금은 내식성이 불량하여 부식환경에서 사용하기 어려운 단점이 있어 사용상에 한계를 가지고 있다.Aluminum alloy has been used as lightweight automobile for automobiles due to its excellent non-strength, and the amount of aluminum alloy is gradually increasing. Especially, it is a material attracting attention as a material for lightening 7000 aluminum alloy. However, the 7000-series aluminum alloy has a disadvantage that it is difficult to use in a corrosive environment due to its poor corrosion resistance, which limits its use.
이에 본 발명에서는 상기 7000계 알루미늄합금의 내식성이 불량한 단점을 보완하기 위해 내식성이 우수한 6000계 알루미늄합금을 상기 7000계 알루미늄합금 표면에 적층시킨 클래드 판재를 제조하였다.In the present invention, a 6000-series aluminum alloy having excellent corrosion resistance is laminated on the surface of the 7000-series aluminum alloy in order to compensate for the poor corrosion resistance of the 7000-series aluminum alloy.
또한, 상기 제조된 알루미늄합금 클래드 판재는 7000계 알루미늄합금의 판재를 용탕으로부터 직접압연을 수행한 후 6000계 알루미늄합금 판재와 압연접합하는 방법으로 제조함으로써, 500 MPa 이상의 인장강도 및 15 % 이상의 연신율을 갖는 알루미늄합금 클래드 판재이다. Further, the aluminum alloy clad plate was manufactured by rolling the 7000-series aluminum alloy sheet directly from the molten metal and then rolling the 6000-series aluminum alloy sheet to obtain a tensile strength of 500 MPa or more and an elongation of 15% or more Is an aluminum alloy clad plate material.
이에 상기 7000계 알루미늄합금의 고강도성 및 6000계 알루미늄합금의 내식성을 가지며, 높은 인장강도 및 연신율을 갖는 본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재는 종래의 자동차, 항공 등의 수송기기 구조체 소재를 경량화하기 위해 대체되어 사용될 수 있으며, 상기 알루미늄합금 클래드 판재가 밀도가 낮아 수송기기 구조체 소재로 대체 사용될 경우, 수송기기의 연료 효율을 증대시킬 수 있고, 환경오염도 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다.Accordingly, the aluminum alloy clad plate of the present invention having the high strength of the 7000-series aluminum alloy and the corrosion resistance of the 6000-series aluminum alloy, and having a high tensile strength and elongation, And the aluminum alloy clad plate is low in density and can be used as a material for a structure of a transportation device, it has an advantage that the fuel efficiency of the transportation equipment can be increased and the environmental pollution can also be reduced.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings through examples and experimental examples.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following Examples.
<실시예 1> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(1)Example 1 Production of Aluminum Alloy Clad Plate (1)
다음과 같은 단계를 통하여 본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.The aluminum alloy clad sheet of the present invention was produced through the following steps.
단계 1: 7075 알루미늄합금 잉곳을 740 ℃로 용해시켜 용탕을 제조하였다. 이후, 도 1의 장치를 이용하여 상기 제조된 용탕(1)을 직경 300 mm인 Cu-Cr 재질의 상/하부 압연롤(1)로 압연을 수행하여 약 4 mm 두께의 7075 알루미늄합금 심재(3)를 제조하였다. Step 1: A 7075 aluminum alloy ingot was melted at 740 캜 to prepare a molten metal. Then, the above-prepared molten metal 1 was rolled by a top / bottom rolling roll 1 made of Cu-Cr material having a diameter of 300 mm using the apparatus of Fig. 1 to obtain a 7075 aluminum alloy core material (3 ).
이때, 상기 상/하부 압연롤(1)은 수분 제거를 위해 100 ℃로 예열하여 사용하였으며, 상기압연시 압연롤(1)의 속도는 5.652m/min 내지 6.123m/min 로 유지하였다. At this time, the upper / lower rolling rolls 1 were preheated to 100 ° C to remove moisture, and the speed of the rolling rolls 1 during the rolling was maintained at 5.652 m / min to 6.123 m / min.
단계 2: 상기 제조된 7075 알루미늄합금 심재(3)가 460 ℃의 온도로 유지되도록 가열하였다. Step 2: The 7075 aluminum
단계 3: 두께 약 1 mm를 갖는 6022 알루미늄합금판을 냉간압연하여 0.2 mm의 두께의 판재로 제조한 후 350 ℃에서 1시간 동안 열처리하여 6022 알루미늄합금 피재(4)를 제조하였다. Step 3: A 6022 aluminum alloy sheet having a thickness of about 1 mm was cold-rolled into a plate having a thickness of 0.2 mm and then heat-treated at 350 DEG C for 1 hour to prepare a 6022 aluminum alloy substrate (4).
단계 4: 상기 제조된 6022 알루미늄합금 피재(4)를 상온상태로 유지하였다.Step 4: The prepared 6022 aluminum alloy substrate (4) was maintained at room temperature.
단계 5: 상기 상온상태의 상기 6022 알루미늄합금 피재를 460 ℃의 온도로 유지된 7075 알루미늄합금 심재(3) 양면에 위치시킨 후 압연롤(5)을 이용해 압연접합을 수행하였다. 이때, 상기 압연접합은 압하율 18 %에서 수행하였다.Step 5: The 6022 aluminum alloy substrate at the normal temperature was placed on both sides of 7075 aluminum alloy core material (3) maintained at a temperature of 460 캜, followed by rolling bonding using a rolling roll (5). At this time, the rolling joint was performed at a reduction ratio of 18%.
단계 6: 상기 압연접합된 알루미늄합금 판재를 냉간압연하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다. Step 6: The rolled-bonded aluminum alloy sheet material was cold-rolled to produce an aluminum alloy clad sheet material.
<실시예 2> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(2)Example 2: Production of an aluminum alloy clad sheet (2)
상기 실시예 1에서 단계 5의 압연접합 수행시, 압하율을 36 %로 달리하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.An aluminum alloy clad sheet material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the rolling reduction of Examples 1 to 5 was carried out at a reduction ratio of 36%.
<실시예 3> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(3)≪ Example 3 > Production of aluminum alloy clad sheet (3)
상기 실시예 1에서 단계 5의 압연접합 수행시, 압하율을 43 %로 달리하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.An aluminum alloy clad sheet material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the rolling reduction of Examples 1 to 5 was carried out at a reduction ratio of 43%.
<실시예 4> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(4)Example 4 Production of Aluminum Alloy Clad Plate (4)
상기 실시예 1의 상기 단계 2에서 제조된 7075 알루미늄합금 심재(3)의 유지온도를 400 ℃로 달리하고, 상기 단계 3에서 6022 알루미늄합금 피재(4)를 용탕직접압연방식으로 제조한 후 400 ℃의 온도로 유지시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.The holding temperature of the 7075 aluminum alloy core material (3) prepared in the
이때, 상기 용탕직접압연을 통한 6022 알루미늄합금 피재(4)의 제조는 하기와 같은 과정을 통해 수행되었다.At this time, the production of the 6022 aluminum alloy support (4) through direct melt-rolling was carried out through the following process.
6022 알루미늄합금 잉곳을 740 ℃의 온도로 용해시켜 용탕을 제조하였으며, 이후 도 1의 장치를 이용하여 상기 제조된 용탕(1)을 직경 300 mm인 Cu-Cr 재질의 상/하부 압연롤(1)로 압연을 수행하여 약 0.2 mm 두께의 6000계 알루미늄합금 피재(3)를 제조하였다. 6022 aluminum alloy ingot was melted at a temperature of 740 占 폚 to prepare a molten metal. Then, the molten metal 1 prepared above was fed to a top / bottom rolling roll 1 of Cu-Cr material having a diameter of 300 mm using the apparatus shown in Fig. To prepare a 6000-series aluminum alloy substrate (3) having a thickness of about 0.2 mm.
이때, 상기 상/하부 압연롤(1)은 수분 제거를 위해 100 ℃로 예열하여 사용하였으며, 상기압연시 압연롤(1)의 속도는 5.652m/min 내지 6.123m/min 로 유지하였다. At this time, the upper / lower rolling rolls 1 were preheated to 100 ° C to remove moisture, and the speed of the rolling rolls 1 during the rolling was maintained at 5.652 m / min to 6.123 m / min.
<비교예 1> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(5)≪ Comparative Example 1 > Production of aluminum alloy clad sheet (5)
상기 실시예 1의 상기 단계 2에서 제조된 7075 알루미늄합금 심재(3)의 유지온도를 400 ℃로 달리하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.An aluminum alloy clad sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that the holding temperature of the 7075 aluminum alloy core material (3) prepared in the
<비교예 2> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(6)≪ Comparative Example 2 > Production of aluminum alloy clad sheet material (6)
상기 실시예 1에서 단계 5의 압연접합 수행시, 압하율을 48 %로 달리하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.An aluminum alloy clad sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the rolling reduction of Example 1 to 5 was carried out at a reduction ratio of 48%.
<비교예 3> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(7)≪ Comparative Example 3 > Production of aluminum alloy clad sheet (7)
상기 실시예 4의 상기 단계 2에서 제조된 7075 알루미늄합금 심재(3)의 유지온도를 350 ℃로 달리하고, 상기 단계 4에서 6022 알루미늄합금 피재(4)의 유지온도를 350 ℃로 달리한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 수행하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.Except that the holding temperature of the 7075 aluminum
<비교예 4> 알루미늄합금 클래드 판재의 제조(8)≪ Comparative Example 4 > Production of aluminum alloy clad sheet (8)
상기 실시예 4에서 단계 5의 압연접합 수행시, 압하율을 56 %로 달리하는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 수행하여 알루미늄합금 클래드 판재를 제조하였다.An aluminum alloy clad sheet material was produced in the same manner as in Example 4 except that the rolling reduction of Example 4 to
상기 수행한 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 사용한 제조조건을 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.The manufacturing conditions used in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were summarized in Table 1 below.
<실험예 1> 알루미늄합금 클래드 판재의 균열발생 및 접합 여부 평가(1)Experimental Example 1 Cracking and Evaluation of Bonding of Aluminum Alloy Clad Plate (1)
본 발명의 제조방법으로 제조된 알루미늄합금 클래드 판재 중, 6000계 알루미늄합금 피재를 상온으로 유지하는 경우, 상기 7000계 알루미늄합금 심재의 유지온도 및 압연접합시의 압하율에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 균열발생 및 접합 여부를 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에 의하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재에 대하여, 이하와 같은 실험을 수행하였다. When the 6000-series aluminum alloy substrate of the aluminum alloy clad sheet manufactured by the manufacturing method of the present invention is kept at room temperature, cracks of the aluminum alloy clad sheet due to the holding temperature of the 7000-series aluminum alloy core and the reduction ratio at the rolling- The following experiment was carried out on the aluminum alloy clad sheet produced by Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. [
실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에 의하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재를 광학현미경(Opical microscopy)을 이용하여 표면균열을 확인하고, 여러번의 접합테스트를 통하여 접합여부를 확인하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The surface cracks of the aluminum alloy clad sheet materials produced in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were examined by an optical microscope, and it was verified whether or not the joints were bonded through a plurality of bonding tests. The results are shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 6022 알루미늄합금 피재를 상온으로 유지하고 7075 알루미늄합금 심재의 온도를 460 ℃ 온도로 유지한 실시예 1 내지 3의 경우, 접합이 잘 이루어졌으며 균열도 거의 발생하지 않음을 알 수 있다. 반면, 6022 알루미늄합금 피재를 상온으로 유지하고 7075 알루미늄합금 심재의 온도를 400 ℃로 유지한 비교예 1의 경우, 균열은 거의 발생하지 않았으나, 접합이 되지 않았음을 알 수 있다. As shown in Table 2, in Examples 1 to 3 in which the 6022 aluminum alloy substrate was maintained at room temperature and the temperature of the core material of 7075 aluminum alloy was maintained at 460 ° C, the bonding was good and cracks hardly occurred Able to know. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 in which the 6022 aluminum alloy substrate was kept at room temperature and the temperature of the 7075 aluminum alloy core was maintained at 400 ° C, it was found that no crack occurred but no bonding occurred.
또한, 압연접합시 압하율을 45 %이하의 조건에서 수행한 실시예 1 내지 3에서는 균열이 거의 발생하지 않은 반면, 압하율 45 % 이상에서 수행한 비교예 2의 경우, 접합은 이루어졌으나 균열이 발생하기 시작하였음을 알 수 있다.Further, in Examples 1 to 3, in which rolling reduction was performed under the condition of a rolling reduction of 45% or less, cracks hardly occurred, whereas in Comparative Example 2, which was performed at a reduction ratio of 45% or more, It is seen that it started to occur.
이를 통해, 상기 6022 알루미늄합금 피재를 상온으로 유지한 상태에서 본 발명의 알루미늄합금 클래드 판재를 제조할 경우, 상기 7075 알루미늄합금 심재의 온도를 적어도 400 ℃를 초과하는 온도로 유지하고 압하율 45 % 이하의 조건에서 압연접합을 수행해야 균열이 발생되지 않으면서 접합도 우수한 알루미늄합금 클래드 판재를 제조할 수 있음을 알 수 있다.In this case, when the aluminum alloy clad sheet of the present invention is manufactured while keeping the 6022 aluminum alloy substrate at room temperature, the temperature of the 7075 aluminum alloy core is maintained at a temperature of at least 400 ° C and the reduction rate is 45% It can be understood that aluminum alloy clad sheet material having excellent bonding can be produced without causing cracking.
<실험예 2> 알루미늄합금 클래드 판재의 균열발생 및 접합 여부 평가(2)≪ Experimental Example 2 > Cracking and Evaluation of Bonding of Aluminum Alloy Clad Plate (2)
본 발명의 제조방법으로 제조된 알루미늄합금 클래드 판재 중, 6000계 알루미늄합금 피재를 용탕직접압연하여 제조한 경우, 상기 알루미늄합금 심재 및 피재의 유지온도 및 압연접합시의 압하율에 따른 알루미늄합금 클래드 판재의 균열발생 및 접합 여부를 확인하기 위하여, 실시예 4, 비교예 3 및 4에 의하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재에 대하여, 이하와 같은 실험을 수행하였다. In the case where the aluminum alloy clad sheet manufactured by the manufacturing method of the present invention is manufactured by directly rolling the 6000-series aluminum alloy substrate, the aluminum alloy clad sheet material The following experiment was carried out on the aluminum alloy clad sheet produced in Example 4, Comparative Examples 3 and 4 to confirm whether or not cracks were generated and bonded.
실시예 4, 비교예 3 및 4에 의하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재를 광학현미경(Opical microscopy)을 이용하여 표면균열을 확인하고, 여러번의 접합테스트를 통하여 접합여부를 확인하고, 그 결과를 상기 표 2에 나타내었다. The surface cracks of the aluminum alloy clad sheet prepared in Example 4 and Comparative Examples 3 and 4 were confirmed by optical microscopy and the bonding was verified through a number of bonding tests, Respectively.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 7075 알루미늄합금 심재 및 6022 알루미늄합금 피재의 온도를 350 ℃로 유지한 비교예 3의 경우, 접합은 이루어졌으나, 균열이 심하게 발생한 반면, 상기 7075 알루미늄합금 심재 및 6022 알루미늄합금 피재의 온도를 400 ℃로 유지한 실시예 4의 경우, 접합 및 균열 특성이 우수한 것을 알 수 있다. As shown in Table 2, in the case of Comparative Example 3 where the temperature of the 7075 aluminum alloy core material and the 6022 aluminum alloy substrate were kept at 350 캜, the bonding occurred but the cracks were severe, while the 7075 aluminum alloy core material and 6022 It can be seen that Example 4 in which the temperature of the aluminum alloy substrate is maintained at 400 캜 has excellent bonding and cracking properties.
또한, 압연 접합시 압하율이 45 %이하의 조건에서 수행한 실시예 4에서는 균열이 거의 발생하지 않았으나, 압하율 45 % 이상에서 수행한 비교예 4의 경우, 균열이 매우 심하게 발생함을 알 수 있다. Further, it was found that cracking hardly occurred in Example 4 which was carried out under the condition of the rolling reduction of 45% or less, but in Comparative Example 4 which was carried out at the rolling reduction of 45% or more, have.
이를 통해, 상기 6000계 알루미늄합금 피재를 용탕직접압연하여 제조한 경우, 상기 7000계 알루미늄합금 심재의 온도를 적어도 350 ℃를 초과하는 온도로 유지해고 압하율 45 % 이하의 조건에서 압연 접합해야 균열이 발생되지 않으면서 접합도 우수한 알루미늄합금 클래드 판재를 제조할 수 있음을 알 수 있다.In this case, when the 6000-series aluminum alloy substrate is directly rolled by melting, the temperature of the 7000-series aluminum alloy core is maintained at a temperature of at least 350 ° C, and rolled to a rolling reduction of 45% It is possible to produce an aluminum alloy clad sheet material having excellent adhesion even when the aluminum alloy clad sheet material is not produced.
<실험예 3> 알루미늄합금 클래드 판재의 물성 평가<Experimental Example 3> Evaluation of physical properties of aluminum alloy clad sheet
본 발명의 제조방법으로 제조된 알루미늄합금 클래드 판재의 인장강도, 항복강도 및 연신율을 측정하기 위하여, 실시예 4에 의하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재에 대하여, 이하와 같은 실험을 수행하였다.In order to measure the tensile strength, yield strength and elongation of the aluminum alloy clad sheet produced by the manufacturing method of the present invention, the following experiment was conducted on the aluminum alloy clad sheet produced by Example 4.
실시예 4에 의하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재를 480 ℃에서 1시간 용체화처리하고 이후 120 ℃에서 16시간 시효처리하였다. 상기 열처리를 마친 알루미늄합금 클래드 판재에 대하여, 단면을 관찰하기 위하여 주사전자현미경(SEM)을 통하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었고, 인장강도를 측정하기 위하여 상기 압연방향으로 상온에서 1.5 mm/min의 속도로 인장실험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The aluminum alloy clad sheet produced in Example 4 was subjected to solution treatment at 480 占 폚 for 1 hour and then aging at 120 占 폚 for 16 hours. The heat-treated aluminum alloy clad sheet was observed through a scanning electron microscope (SEM) to observe its cross section. The results are shown in Fig. 2. In order to measure the tensile strength, 1.5 mm / min. The results are shown in Table 3. < tb > < TABLE >
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 알루미늄합금 클래드 판재는 7075 알루미늄합금 심재 및 6022 알루미늄합금 피재의 두께가 각각 약 0.6 mm 및 0.05로 균일하게 형성되었음을 알 수 있다. As shown in FIG. 2, it can be seen that the aluminum alloy clad sheet was uniformly formed with thicknesses of about 0.6 mm and 0.05, respectively, for the 7075 aluminum alloy core and the 6022 aluminum alloy substrate.
한편, 상기 표 3에 나타난 바와 같이, 상기 알루미늄합금 클래드 판재는 인장강도 500 MPa이상 및 연신율 15 %이하의 값을 가짐을 알 수 있다.On the other hand, as shown in Table 3, the aluminum alloy clad sheet has a tensile strength of 500 MPa or more and an elongation of 15% or less.
이를 통해, 본 발명의 제조방법으로 제조된 알루미늄합금 클래드 판재는 경량소재이면서 피재로 사용된 6022 알루미늄합금에 의해 내식성이 우수해졌으며, 상기 결과와 같이 강도 및 성형성이 우수하여, 자동차, 항공, 철도 및 선박 등 기계적 성질, 성형성 및 내식성을 필요로 하는 수송용 소재로 사용될 경우, 수송기기의 연료 효율을 증대시키고 환경오염을 줄일 수 있을 것으로 예상해 볼 수 있다.As a result, the aluminum alloy clad plate manufactured by the manufacturing method of the present invention is superior in corrosion resistance due to the 6022 aluminum alloy used as a lightweight material and as a substrate, and has excellent strength and formability as a result, It can be expected that when used as transportation material that requires mechanical property, formability and corrosion resistance such as railroad and ship, it can increase fuel efficiency of transportation equipment and reduce environmental pollution.
1: 용탕
2: 압연롤
3: 7000계 알루미늄합금 심재
4: 6000계 알루미늄합금 피재
5: 압연접합롤1: melt
2: Rolling roll
3: 7000 series aluminum alloy core material
4: 6000 series aluminum alloy frame
5: Rolling joint roll
Claims (7)
상기 제조된 7000계 알루미늄합금 심재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계(단계 2);
6000계 알루미늄합금을 용탕직접압연하여 6000계 알루미늄합금 피재를 제조하는 단계(단계 3);
상기 제조된 6000계 알루미늄합금 피재를 380 내지 480 ℃의 온도로 유지하는 단계(단계 4); 및
상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 6000계 알루미늄합금 피재를 상기 380 내지 480 ℃의 온도로 유지된 7000계 알루미늄합금 심재 양면에 위치시킨 후 압연접합하는 단계(단계 5);를 포함하는 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법.
(Step 1) of directly rolling a 7000-series aluminum alloy into a 7000-series aluminum alloy core;
Maintaining the manufactured 7000-series aluminum alloy core at a temperature of 380 to 480 캜 (step 2);
(Step 3) of directly rolling a 6000-series aluminum alloy to prepare a 6000-series aluminum alloy article;
Maintaining the manufactured 6000-based aluminum alloy film at a temperature of 380 to 480 캜 (step 4); And
(Step 5) of placing a 6000-series aluminum alloy substrate maintained at a temperature of 380 to 480 캜 on both sides of a 7000-series aluminum alloy core material maintained at a temperature of 380 to 480 캜, followed by rolling and joining Clad sheet material.
The aluminum alloy according to claim 1, wherein the manufactured 7000-series aluminum alloy core material is maintained at 430 to 480 캜 and the 6000-series aluminum alloy material is placed at both sides of the 7000-series aluminum alloy core material at room temperature Clad sheet material.
The method of claim 1, wherein the rolling joint of step 5 is performed at a reduction of 15 to 45%.
The method of claim 1, wherein the aluminum alloy clad sheet manufacturing method further comprises a cold rolling step after the rolling joining step.
An aluminum alloy clad sheet comprising a 7000-series aluminum alloy core material and a 6000-series aluminum alloy substrate disposed on both sides of the 7000-series aluminum alloy core material, which is manufactured by the manufacturing method of claim 1, and has corrosion resistance and high strength.
The aluminum alloy clad sheet according to claim 5, wherein the aluminum alloy clad sheet has a tensile strength of 500 MPa or more and an elongation of 15% or more.
The aluminum alloy clad plate according to claim 5, wherein the aluminum alloy clad plate is used as a material for a lightweight structure.
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