KR20180057892A - 다이캐스팅용 알루미늄 합금 - Google Patents

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Abstract

본 발명 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 6.0 ~ 10.0 중량 %, 철(Fe) 0.3 ~ 2.6 중량 %, 마그네슘(Mg) 0 ~ 1.4 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 알루미늄에 탄소(C)가 함유된 저가 선철(Pig iron)을 첨가하여 고강도와 가격 절감을 동시에 구현 가능한 새로운 주조용 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.

Description

다이캐스팅용 알루미늄 합금{Aluminium alloy for die casting}
본 발명의 다양한 실시 예는, 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 관한 것이다.
일반적으로 알루미늄은 인류가 지금까지 가장 많이 사용하고, 많은 분야에 적용되어 있는 경량성 금속 소재이다. 알루미늄 합금은 알루미늄을 주요 구성 성분으로 하고 주요 합금 원소로 구리, 마그네슘, 망간, 규소, 주석, 아연 등이 있다.
대부분의 알루미늄의 합금은 우수한 비강도 특성 때문에 항공산업에 광범위하게 적용되고 있으며, 열 전도성, 반사성, 내식성, 가공성 등이 뛰어나 항공기 외의 방산부품, 자동차 등 군수용과 민수용으로 광범위한 수요가 있다.
알루미늄 합금은 주조용 합금과 가공용 합금으로 구분될 수 있으며, 또한 열처리용 합금과 비열처리용 합금으로 분류된다. 알루미늄 합금의 85%는 가공용 합금이 적용되고 있다. 이에 반하여, 주조용 합금은 낮은 녹는점 때문에 가격 단가 측면에서 유리하지만 가공용 합금보다 인장 강도가 상대적으로 낮아 덜 적용되고 있다.
알루미늄 합금은, 기본 합금계로 분류하면 Al-Si, Al-Cu, Al-Mg계로 분류할 수 있으며, 위 세 가지 합금 군을 기본으로 하여 몇 가지 원소를 첨가하는 형태로 주조용 알루미늄 합금이 개발되어 왔다. 가장 일반적인 주조용 합금은 Al-Si계 합금을 기본으로 한다 (규소의 함량 4~13%). 이러한 이유는 알루미늄에 실리콘(Si)을 첨가하면 유동성이 좋아지고, 주조 균열을 방지하고, 응고 수축률이 낮아지며, 내마모 특성이 향상되고 열팽창계수가 저하하는 등 우수한 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라, 마그네슘(Mg)등의 원소를 소량 첨가하여 현저한 석출 경화 현상을 일으켜 강도 향상의 이점을 얻을 수 있다. 알루미늄 주조용 합금 중에서 A356합금이 널리 사용되고 있으며, ADC 12종 합금은 우수한 기계적 성질과 절삭성, 주조성이 높아서 알루미늄 다이캐스트 생산량 중 90%이상을 차지한다.
종래 기술에 따르면, 전자제품의 커버, 프레임 등 외관용 부품의 소재로 사용되는 주조용 합금 중 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 낮은 융점을 가지므로 원하는 형상을 한번에 만들 수 있는 장점이 있으나, 가공용 알루미늄 합금에 비해 항복 강도가 낮고 내식성이 떨어지는 문제점이 있다.
최근 전자제품 외관의 슬림화 박형화 추세로 외장 부품의 경량성 극대화 및 휴대성이 강화된 고강도 알루미늄 소재가 요구된다. 또한, 시장 경쟁력 확보를 위해서는 고강도를 유지할 뿐만 아니라 가격 경쟁력이 있는 소재 개발도 매우 중요하다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 알루미늄에 저가 선철(Pig iron)을 첨가하여 고강도와 가격 절감을 동시에 구현 가능한 새로운 주조용 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라, 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 실리콘(Si) 등의 내부 함유 물질의 조성비 제어로 유동성이 향상된 주조용 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 6.0 ~ 10.0 중량 %, 철(Fe) 0.3 ~ 2.6 중량 %, 마그네슘(Mg) 0 ~ 1.4 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 6.0 ~ 6.5 중량 %, 철(Fe) 0.5 ~ 1.6 중량 %, 마그네슘(Mg) 0.01 ~ 1.5 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 8.0 ~ 10.5 중량 %, 철(Fe) 1.0 ~ 2.3 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 알루미늄에 탄소(C)가 함유된 저가 선철(Pig iron)을 첨가하여 고강도와 가격 절감을 동시에 구현 가능한 새로운 주조용 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 등의 내부 함유 물질의 다양한 조성비 제어로 유동성이 향상된 주조용 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 선철(pig iron)을 활용하여 낮은 융점으로 탄소(C)를 알루미늄 기지 내부에 고용시킬 수 있어 공정의 간소화를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 실시예의 항복 강도(MPa), 비교예의 항복 강도 및 A356, ADC12 합금의 항복 강도를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 상기 비교예 중 하나로서, Al-6Si 합금의 항복 강도(MPa)를 나타낸 그래프이다.
도 2b는 상기 비교예 중 하나로서, Al-6Si 합금의 항복 강도(MPa)를 나타낸 그래프이다.
도 2c는 본 발명의 다양한 실시예로서, Al-8Si 합금의 항복 강도(MPa)를 나타낸 그래프이다.
도 2d는 본 발명의 다양한 실시예로서, Al-8/10 Si 합금의 항복 강도(MPa)를 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 함유된 선철의 조성비에 따른, 항복 강도(MPa)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 유동성을 확인하는 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 발명에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 발명에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 전자 장치의 케이스 프레임, 베젤 등에 적용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 발명에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 알루미늄 합금(Al alloy)을 가지고 다이캐스팅(die casting)을 통해 만들어진 주물(외장재)은 금형의 성형 공간에 따라 다양한 형태의 외면을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 다이캐스팅을 통해 제작된 주물의 외면은 요철 형상의 헤어라인(hairline)을 나타내고, 사용자는 금속 재질을 느낄 수 있다. 상기 다이캐스팅시 금형의 미세한 성형 공간까지 용융 금속이 흘러들어 가야지만 주물에 바람직한 헤어라인이 표현된다. 이에, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은 양호한 주조성을 가진다.
본 발명은 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 합금, 특히, 알루미늄-실리콘 합금(Alumium Silicon alloy: Al-Si alloy), 그 조성 재료 및 그 조성비를 제공한다. 본 발명에 따른 알루미늄-실리콘 합금은 주조성을 충분히 가지고 있어 원하는 형상의 주물(제품)을 용이하게 다이캐스팅할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 알루미늄-실리콘 합금은 우수한 인장 강도와 탄성을 가지고 있으며, 이러한 합금을 가지고 다이캐스팅(die casting) 통해 만들어진 제품 또한 우수한 인장 강도와 탄성을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 알루미늄-실리콘 합금은 휴대용 전자기기에 설치되는 두께가 얇고 고강도를 갖춰야 하는 내외장재를 위한 다이캐스팅에 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 알루미늄-실리콘 합금을 가지고 다이캐스팅을 통해 만들어진 제품은 양호한 후처리성 가지고 있어 도금, 도장 등의 용이한 표면 처리를 제공할 수 있다.
표 1 은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 사용하는 선철(pig iron)의 조성 비율을 제공한다.
Figure pat00001
다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 알루미늄에 선철(Pig iron)을 첨가하여 제조할 수 있다. 상기 선철은 철광성에서 직접 제조되는 철의 일종으로 철 속에 탄소 함유량이 1.7% 이상인 것으로 고로, 용광로에서 제철 공정에서 발생할 수 있다.
표 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 활용되는 선철은 탄소(C) 3.00 ~ 3.40 중량%, 실리콘(Si) 1.4 ~ 1.8 중량%, 망간(Mn) 0.3 ~ 0.9 중량% 및 나머지는 철(Fe)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 불순물은 황(S), 인(P), 티타늄(Ti) 및 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 불순물은 미량으로 포함되어 있으며, 상기 황(S)은 0.050 이하의 중량%, 상기 인(P)은 0.200 이하의 중량%, 상기 티타늄(Ti)은 0.100 이하의 중량% 및 상기 크롬(Cr)은 0.030 이하의 중량%을 함유할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 상기 선철(pig iron)에 포함된 철(Fe), 탄소(C) 등에 의한 함량 제어를 통하여 항복 강도 증가와 같은 고강도화를 구현할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 활용되는 선철(pig iron)은 일반 탄소에 비하여 융점은 낮아, 내부에 함유된 탄소(C)를 알루미늄 기지 내로 수월하게 고용시킬 수 있다.
또한, 상기 선철은 일반적으로 알루미늄 합금에 적용되는 철(Fe)과 대비하여 대략 1/3 가량 저렴한 가격을 가지므로, 소재의 저가화를 구현할 수 있다.
표 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 조성 재료 및 그 조성비를 제공한다.
Figure pat00002
표 2를 참조하면, 본 발명에 다양한 실시예에 따른 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 및 탄소(C)를 포함하여 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 조성비를 살펴보면, 알루미늄(Al)은 총 중량 대비 87.0 ~ 92.0 %, 실리콘(Si)은 총 중량 대비 6.0 ~ 10.0 %, 철(Fe)은 총 중량 대비 0.3 ~ 2.6 %, 마그네슘은 총 중량 대비 1.4 % 이하, 탄소(C)는 총 중량 대비 0.01 ~ 0.1 %로 조성될 수 있다.
이렇게 조성된 알루미늄-실리콘 합금을 가지고, 소정 주조 조건 하에 다이캐스팅을 통해 제품(주물)을 제작할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 상기 알루미늄(Al)의 성분 함량은 적어도 총 중량 대비 87.0 % 이상 ~ 92.0 % 이하의 범위를 만족하도록 첨가될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 알루미늄(Al) 내의 불순물인 니켈(Ni), 철(Fe) 및 구리(Cu)의 함량은, 일정 중량 % 이상 다량으로 함유되면 합금의 부식을 초래할 수 있다. 따라서 상기 알루미늄 내의 니켈(Ni), 철(Fe) 및 구리(Cu)의 함량은 제조 공정 중에 0.005 중량% 이상이 되지 않도록 조절함으로써, 안정적인 내부식 특성, 고강도의 특성 및 유동성이 우수한 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 제조할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 상기 실리콘(Si)의 성분 함량은 적어도 총 중량 대비 6.0 % 이상 ~ 11.0 % 이하의 범위를 만족하도록 첨가될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 실리콘(Si)은 내식성을 악화시키지 않으면서도 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 또 한 예로, 상기 실리콘(Si)은 다이캐스팅용 재료로 사용되기 위한 최소한의 유동성을 확보할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘(Si)은, 용융물의 유동성 증진, 수축률 저하, 그리고 내열성 향상을 제공할 수 있으며, 약 6.0 중량 % 이상으로 첨가될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 실리콘(Si)은 상기 마그네슘(Mg)과 화학 결합하여 Mg2Si로 석출되어 기계적 성질을 조절하며, 상기 마그네슘(Mg)과 결합하고 남은 잔류 실리콘(Si)은 단독으로 석출되어 기계적 성질을 향상시키고, 용탕의 유동성 개선에 유효한 성분으로 활용될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 실리콘(Si)의 첨가량이 6.0 중량 % 에 미치지 못하면 원하는 강도 및 유동성을 얻을 수 없다. 이와 대비하여, 상기 실리콘(Si)의 첨가량이 11.0 중량 % 를 초과하게 되면 성형성이 떨어질 수 있으며, 성형 제품의 표면 품질이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 알루미늄 합금이 잘 깨지는 성질이 증가하게 되어 성능이 떨어진 성형 제품을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 상기 철(Fe)의 성분 함량은 적어도 총 중량 대비 0.3 % 이상 ~ 2.6 % 이하의 범위를 만족하도록 첨가될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 철(Fe)은 합금의 밀도를 증가시켜 강도 향상에 기여할 수 있고, 점착성 감소에 따른 탈형 성능 향상을 위한 전형적인 성분으로 제공될 수 있다. 또한, 재결정립의 조대화를 억제하고 주조시 결정립을 미세화하는데 효과가 있는 성분으로 상기 알루미늄 합금에 효과적으로 활용될 수 있다. 다만, 상기 철(Fe)은 그 양 조절이 어려워 종래 상기 알루미늄 내에 첨가될 수 있는 불순물로써 0.3 중량 % 이하로 첨가된 경우가 많으나, 본 발명은 선철(pg iron)을 활용하여 전체 알루미늄 합금 중량의 0.3 % ~ 2.6 % 범위의 양을 첨가할 수 있어, 저비용 고강도 효과를 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 상기 마그네슘(Mg)의 성분 함량은 적어도 총 중량 대비 0.1 % 이상 ~ 1.4 % 이하의 범위를 만족하도록 첨가될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 마그네슘(Mg)은 내식성, 강도 및 연신율을 향상시키고, 경량화와 피삭성을 향상시키는데 기여할 수 있다. 상기 마그네슘(Mg)은 첨가량이 0.1 중량 % 미만이면 그 첨가 효과가 불충분하며, 이와 반대로, 상기 마그네슘(Mg)의 첨가량이 4.0 중량 %를 초과하면 상기 마그네슘(Mg)의 발화가 시작되어 거품을 일으키게 될 수 있어 문제점이 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 마그네슘(Mg)은 전술된 상기 실리콘(Si)과 화합물로 석출되어 기계적 성질을 향상시키는 성분으로 제공될 수 있으며, 상기 마그네슘(Mg)의 함량이 0.1 중량 % 에 미치지 못하면 Mg2Si 석출량이 부족하여 필요한 만큼의 강도를 얻을 수 없다. 이와 반대로, 상기 마그네슘(Mg)의 함량이 4.0 중량 % 를 초과하게 되면, 과다 실리콘(Si)의 경우와 같이 가공성에 불리하면서 저 강도의 원인이 될 뿐 아니라, 성형성이 저하로 인하여 생산성이 떨어지게 될 수 있다. 또한, Mg2Si를 형성하지 못한 여분의Mg가 Mg2Si의 고용을 억제하여 강도를 양화시킬 수 있다. 다만, 상기 마그네슘(Mg)이 포함되지 않더라도, 탄소(C)와 철(Fe)의 함량에 따라 적절한 내식성 및 강도를 향상시킬 수 있으며, 실리콘(Si)의 함량에 따라 적절한 연신율을 보유할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 마그네슘(Mg)은 제품 표면에 산화층(MgO)이 빠르게 형성되도록 할 수 있으며, 이러한 산화층(MgO)은 표면의 코팅막과 같은 역할을 하여 내식성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 조성하기 위한 실험에 따른 비교예 및 실시예에 따른 조성비를 설명한다.
표 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 실시예 및 비교예의 조성 재료 및 그 조성비를 제공한다.
Figure pat00003
Figure pat00004
표 3을 참조하면, 본 발명에 다양한 실시예에 따른 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 및 탄소(C)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 표 3에 따른, 다양한 조성비를 비교한 실험에 따라 0 ~ 38의 다양한 실험예를 포함하며, 본 발명의 다양한 실시예는 실험 29 ~ 31 및 실험 35 ~ 38 로 확인할 수 있다.
상기 표 3에 따른, 상기 실험 1 ~ 22 는 항복 강도가 160 MPa 미만으로 확인되어 본 발명에 따른, 다양한 구조물에 적용되기 위한 강도가 확보되지 않아 실제 사용에 부적합할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 실험 23 ~ 28 은 대체적으로 항복 강도가 180 MPa 이상이므로 본 발명에 따른 다양한 구조물에 적용되기 위한 강도 확보가 가능하나, 순철의 활용으로 인한 소재 비용이 증가되어 저가화 부품 활용이 부적합할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 실험 32 ~ 34 는 보론(B)의 첨가로 인한 항복 강도의 향상을 이룰 수 있으나, 소재 비용의 증가에 따른 저가화 부품에 활용이 불가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실험예에 따른, 상기 실험 29 ~ 31 및 35 ~ 38은 항복 강도가 180MPa 이상이므로 다양한 구조물에 적용되기 위한 강도 확보가 가능하다. 또한, 선철(pig iron)을 이용하여 소재 비용의 저렴화를 구현할 수 있다. 또 한 예로, 상기 실험 29 ~ 31 및 35 ~ 38은 알루미늄 합금의 유동성을 유지하면서 생산 단가를 낮추기 위하여, 실리콘(Si)의 함유량을 전체 중량 6 ~ 10 % 범위로 조절하고, 마그네슘(Mg)의 함유량을 전체 중량 1.4 % 이하의 범위로 조절하였다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 실시예의 항복 강도(MPa), 비교예의 항복 강도 및 A356, ADC12 합금의 항복 강도를 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 실험 #1 ~ #3은 종래에 사용되는 합금(예를 들면, A356, ADC12 합금)을 나타내며, 실험 #4, #5는 비교예로 또 다른 실험예을 나타낸다. 예를 들어, 상기 실험 #4는 알루미늄(Al) 약 91.7 중량 %, 실리콘(Si) 약 6.0 중량 %, 철(Fe) 약 2.2 중량 %, 마그네슘(Mg) 0 중량 %, 탄소(C) 약 0.1 중량 % 를 포함한 조성비로 나타낼 수 있다. 상기 실험 #5는 알루미늄(Al) 약 91.7 중량 %, 실리콘(Si) 약 6.0 중량 %, 철(Fe) 약 2.3 중량 %, 마그네슘(Mg) 0 중량 %, 탄소(C) 0 중량 % 를 포함한 조성비로 나타낼 수 있다.
상기 실험 #6 ~ #12는 본 발명의 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 나타난 실시예로 표 3의 실험 29 ~ 31, 35 ~ 38의 한 예시일 수 있다.
상기 실험 #1 ~ #5의 조성물 비를 가진 합금은, 항복 강도가 180MPa 미만을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 예를 들면, 실험 #4의 경우 약 154 MPa의 항복 강도를 나타내고 있으며, 실험 #5의 경우 약 140 MPa의 항복 강도를 나타내고 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 실험 #6 ~ #12의 조성물 비를 가진 합금은 항복 강도가 180MPa 이상을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 예를 들면, 실험 #6의 경우 대략 180MPa의 항복 강도를 나타내고 있으며, 실험 #7의 경우 대략 182MPa의 항복 강도를 나타내고 있으며, 실험 #8의 경우 대략 185MPa의 항복 강도를 나타내고 있다. 또한, 실험 #9의 경우 대략 230MPa의 항복 강도를 나타내고 있으며, 실험 #10의 경우 대략 180MPa의 항복 강도를 나타내고 있으며, 실험 #11의 경우 대략 280MPa의 항복 강도를 나타내고 있으며, 실험 #12의 경우 대략 235MPa의 항복 강도를 나타내고 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 실험 #6 ~ #12의 조성물 비를 가진 상기 알루미늄 합금은 실리콘(Si) 비율에 따라 3 가지 군으로 구별할 수 있다. 예를 들면, 상기 알루미늄 합금은, 총 중량 대비 6.0 ~ 6.5%의 실리콘(Si), 총 중량 대비 7.0 ~ 7.5%의 실리콘(Si) 및 총 중량 대비 8.0 ~ 8.5%의 실리콘(Si)으로 나눌 수 있다.
이하, 상기 총 중량 대비 6.0 ~ 6.5%의 실리콘(Si)은 Al-6Si 으로, 총 중량 대비 8.0 ~ 8.5%의 실리콘(Si)은 Al-8Si 으로, 총 중량 대비 8.0 ~ 8.5%의 실리콘(Si)은 Al-10Si 으로 표현한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 다이캐스팅용 알루미늄의 실시예 및 비교예의 항복 강도를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 상기 비교예 중 하나로서, Al-6Si 합금의 항복 강도를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프의 복수의 라인은 표 3을 참조하여, 실험 3, 10, 14이며, 항복 강도(MPa)는 160, 125, 73이다. 상기 도 2a의 알루미늄 합금은 마그네슘(Mg) 등과 같은 불순물이 제외된 조성비를 구성하여 다른 실험에 비하여 상대적으로 낮은 항복 강도(MPa)를 나타냄을 확인할 수 있다.
도 2b는 상기 비교예 중 하나로서, Al-6Si 합금의 항복 강도를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프의 복수의 라인은 표 3을 참조하여, 실험 3, 10, 14이며, 항복 강도(MPa)는 160, 125, 73이다. 상기 도 2b의 알루미늄 합금은 마그네슘(Mg) 등과 같은 불순물이 포함된 조성비를 구성하여, 도 2a에 비하여 상대적으로 증가된 항복 강도(MPa)를 나타냄을 확인할 수 있다.
도 2c는 본 발명의 다양한 실시예로서, Al-8Si 합금의 항복 강도를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프의 라인은 표 3을 참조하여, 실험 36이며, 항복 강도(MPa)는 대략 180이다. 상기 도 2c의 알루미늄 합금은 Al-8Si 합금으로, 내부 불순물(minor elements) 중에 마그네슘(Mg)을 제외한 나머지 원소를 선철(pig iron)로 치환된 구조이다. 본 실험예는 선철을 활용하여 재료비 절감과 함께 고강도 알루미늄 합금을 구현할 수 있다.
도 2d는 본 발명의 다양한 실시예로서, Al-8/10 Si 합금의 항복 강도를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프의 복수의 라인은 표 3을 참조하여, 실험 35,37,38이며, 항복 강도(MPa)는 대략 230,280,235이다. 상기 도 2d의 알루미늄 합금은 Al-8Si 합금 및 Al-10Si 합금으로, 내부 불순물(minor elements) 중에 마그네슘(Mg)을 제외한 나머지 원소를 선철(pig iron)로 치환된 구조이다. 본 실험예는 도 2c와 비교하여, 마그네슘(Mg)이 함유된 알루미늄 합금(예를 들어, 실험 35,37) 및 선철에 함유된 탄소(C)의 조성비가 증가된 알루미늄 합금(예를 들어, 실험 38)로 인하여 상대적으로 대략 230 MPa 이상의 높은 항복 강도를 구현할 수 있다. 또한, 본 실험예는 비교예와 대비하여, 선철을 활용하여 재료비 절감과 함께 고강도 알루미늄 합금을 구현할 수 있다.
표 4 내지 표 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 함유된 선철(pig iron)의 조성비를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 함유된 선철(pig iron)의 조성비에 따른, 항복 강도(MPa)를 나타낸 그래프이다.
이하, 상기 알루미늄 합금에 함유된 선철의 조성비를 기준으로 설명한다.
아래 표 4를 참조하면, Al-6Si 합금은, 선철(pig iron) 및 마그네슘(Mg)의 조성비의 조절을 통하여 다양한 항복 강도(MPa)를 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
다양한 실시예에 따라, 상기 알루미늄 합금은 1.38Mg-0.92 선철, 1.15Mg-1.15 선철 및 0.92Mg-1.38 선철로 구분할 수 있다. 상기 알루미늄 합금의 상기 알루미늄(Al)-실리콘(Si)의 합은, 총 중량 대비 97.2 ~ 98.2 중량 %을 포함하도록 조성할 수 있다. 예를 들어, 상기 알루미늄(Al)은 총 중량 대비 대략 91.7 % 및 상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 대략 6.0 %일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄-실리콘의 중량 %를 91.7 % - 6.0 % 로 고정하고, 상기 마그네슘(Mg)과 선철(pig iron)을 다양한 비율로 제어하여 설계할 수 있다. 상기 마그네슘-선철의 중량 % 합의 비율은 일정(예를 들어, 2.3 중량 %)하게 유지할 수 있다. 표 4를 참조하면, 상측으로부터 순차적으로 상기 마그네슘(Mg)의 중량 %의 함량은 감소시키고, 상기 선철(pig iron)의 중량 %의 함량은 증가시키면서 항복 강도(MPa)를 비교하였다.
다양한 실시예에 따라, 상기 1.15Mg-1.15 선철은 총 중량 대비 마그네슘(Mg)을 대략 1.15 % 및 선철(pig iron)을 대략 1.15 %는 함유하도록 알루미늄 합금을 설계하였다. 상기 알루미늄 합금은 대략 182 MPa의 항복 강도를 나타내었다.
또 다른 실시예에 따라, 상기 0.92Mg-1.38 선철은 총 중량 대비 마그네슘(Mg)을 대략 0.92 % 및 선철(pig iron)을 대략 1.38 % 함유하도록 알루미늄 합금을 설계하였다. 상기 알루미늄 합금은 대략 182 MPa의 항복 강도를 나타내었다.
또 다른 실시예에 따라, 상기 1.38Mg-0.92 선철은 총 중량 대비 마그네슘(Mg)을 대략 1.38 % 및 선철(pig iron)을 대략 0.92 %는 함유하도록 알루미늄 합금을 설계하였다. 상기 알루미늄 합금은 대략 185 MPa의 항복 강도를 나타내었다.
상기 실험 결과에 따라, 상기 Al-6Si 합금은, 일정 범위 내에서 선철(pig iron)의 중량 %의 함량 비율을 증가시키고, 마그네슘(Mg)의 중량 %의 함량 비율을 감소시킴에 따라 항복 강도(MPa)가 증가함을 알 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 알루미늄 합금은 선철의 융점이 일반 탄소에 비해 낮기 때문에 손쉽게 탄소를 알루미늄 기지 내로 고용시킬 수 있기 때문에, 재료 절감 및 강도가 향상된 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 설계 및 구현할 수 있다.
아래 표 5를 참조하면, Al-8Si 합금은, 선철(pig iron) 및 마그네슘(Mg)의 조성비의 조절을 통하여 다양한 항복 강도(MPa)를 나타낼 수 있다. 도 3을 참조하면, 종래 기술 대비 Al-8Si 합금의 변형률(strain) 대비 항복 강도(MPa)의 수치를 나타낸 그래프를 확인할 수 있다.
Figure pat00006
다양한 실시예에 따라, 상기 알루미늄 합금은 8Si-0.92Mg-1.38 선철 및 8Si-2.3 선철로 구분할 수 있다. 상기 알루미늄 합금의 상기 알루미늄(Al)-실리콘(Si)의 합은, 총 중량 대비 97.2 ~ 98.2 중량 %을 포함하도록 조성할 수 있다. 예를 들어, 상기 알루미늄(Al)은 총 중량 대비 대략 89.7 % 및 상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 대략 8.0 %일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄-실리콘의 중량 %를 89.7 % - 8.0 % 로 고정하고, 상기 마그네슘(Mg)과 선철(pig iron)을 다양한 비율로 제어하여 설계할 수 있다. 상기 마그네슘-선철의 중량 % 합의 비율은 일정(예를 들어, 2.3 중량 %)하게 유지할 수 있다. 표 5를 참조하면, 상측으로부터 순차적으로 상기 마그네슘(Mg)의 중량 %의 함량은 감소시키고, 상기 선철(pig iron)의 중량 %의 함량은 증가시키면서 항복 강도(MPa)를 비교하였다.
다양한 실시예에 따라, 상기 8Si-0.92Mg-1.38 선철은 총 중량 대비 마그네슘(Mg)을 대략 0.92 % 및 선철(pig iron)을 대략 1.38 %는 함유하도록 알루미늄 합금을 설계하였다. 상기 알루미늄 합금은 대략 230 MPa의 항복 강도를 나타내었다.
또 다른 실시예에 따라, 상기 8Si-2.3 선철은 총 중량 대비 선철(pig iron)을 대략 2.3 % 함유하도록 알루미늄 합금을 설계하였다. 상기 알루미늄 합금은 대략 180 MPa의 항복 강도를 나타내었다.
상기 실험 결과에 따라, 상기 Al-8Si 합금은, 일정 범위 내에서 선철(pig iron)의 중량 %의 함량 비율을 증가시키고, 마그네슘(Mg)의 중량 %의 함량 비율을 감소시킴에 따라 항복 강도(MPa)가 감소함을 알 수 있다. 또한, 상기 도 3의 그래프를 참조하면, 상기 8Si-0.92Mg-1.38 선철 및 8Si-2.3 선철의 변형률에 따른 항복 강도(MPa)가 종래 기술인 S33N과 대비하여, 높게 형성됨을 알 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 알루미늄 합금은 선철의 융점이 일반 탄소에 비해 낮기 때문에 손쉽게 탄소를 알루미늄 기지 내로 고용시킬 수 있기 때문에, 재료 절감 및 강도가 향상된 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 설계 및 구현할 수 있다.
아래 표 6을 참조하면, Al-10Si 합금은, 선철(pig iron) 및 마그네슘(Mg)의 조성비의 조절을 통하여 다양한 항복 강도(MPa)를 나타낼 수 있다. 도 4를 참조하면, 종래 기술 대비 Al-10Si 합금의 변형률(strain) 대비 항복 강도(MPa)의 수치를 나타낸 그래프를 확인할 수 있다.
Figure pat00007
다양한 실시예에 따라, 상기 알루미늄 합금은 10Si-0.92Mg-1.38 선철 및 10Si-2.3 선철로 구분할 수 있다. 상기 알루미늄 합금의 상기 알루미늄(Al)-실리콘(Si)의 합은, 총 중량 대비 97.2 ~ 98.2 중량 %을 포함하도록 조성할 수 있다. 예를 들어, 상기 알루미늄(Al)은 총 중량 대비 대략 87.7 % 및 상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 대략 10.0 %일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄-실리콘의 중량 %를 87.7 % - 10.0 % 로 고정하고, 상기 마그네슘(Mg)과 선철(pig iron)을 다양한 비율로 제어하여 설계할 수 있다. 상기 마그네슘-선철의 중량 % 합의 비율은 일정(예를 들어, 2.3 중량 %)하게 유지할 수 있다. 표 6을 참조하면, 상측으로부터 순차적으로 상기 마그네슘(Mg)의 중량 %의 함량은 감소시키고, 상기 선철(pig iron)의 중량 %의 함량은 증가시키면서 항복 강도(MPa)를 비교하였다.
다양한 실시예에 따라, 상기 10Si-0.92Mg-1.38 선철은 총 중량 대비 마그네슘(Mg)을 대략 0.92 % 및 선철(pig iron)을 대략 1.38 %는 함유하도록 알루미늄 합금을 설계하였다. 상기 알루미늄 합금은 대략 280 MPa의 항복 강도를 나타내었다.
또 다른 실시예에 따라, 상기 10Si-2.3 선철은 총 중량 대비 선철(pig iron)을 대략 2.3 % 함유하도록 알루미늄 합금을 설계하였다. 상기 알루미늄 합금은 대략 235 MPa의 항복 강도를 나타내었다.
상기 실험 결과에 따라, 상기 Al-10Si 합금은, 일정 범위 내에서 선철(pig iron)의 중량 %의 함량 비율을 증가시키고, 마그네슘(Mg)의 중량 %의 함량 비율을 감소시킴에 따라 항복 강도(MPa)가 감소함을 알 수 있다. 또한, 상기 도 4의 그래프를 참조하면, 상기 8Si-0.92Mg-1.38 선철 및 8Si-2.3 선철의 변형률에 따른 항복 강도(MPa)가 종래 기술인 S33N과 대비하여, 높게 형성됨을 알 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 알루미늄 합금은 선철의 융점이 일반 탄소에 비해 낮기 때문에 손쉽게 탄소를 알루미늄 기지 내로 고용시킬 수 있기 때문에, 재료 절감 및 강도가 향상된 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 설계 및 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 유동성을 확인하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 5(a) 내지 도 5(c)는 종래 알루미늄 합금 및 순수 알루미늄(pure Al)과 관련된 유동성을 나타낸 도면이며, 도 5(d) 내지 도 5(f)는 본 발명에 따른 실시예 관련된 유동성을 나타낸 도면이다.
다양한 실시예에 따른, 주조 공정에서 유동성에 영향을 미치는 요인으로는 살 두께, 금형온도, 과열(superheat), 응고 모드, 결정립 크기, 합금 원소 등이 있으며, 주조품의 품질은 용탕의 유동성에 의해 크게 좌우될 수 있다. 이러한 요인들의 영향을 분석하기 위해 지금까지 중력 주조법에서, 알루미늄 및 그 합금의 유동성을 평가하기 위하여 스파이럴또는 설펜타인 타입의 몰드 테스트(spiral or serpentine type mold test)와 같은 방법들이 사용할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 유동성 조사는 스파이럴(spiral) 구조의 홈을 가진 플레이트에 용융된 알루미늄 합금 및/또는 알루미늄이 상기 홈을 따라 진행한 길이에 따라 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 유동성 조사에 사용되는 몰드 온도는 대략 20도 일 수 있다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 종래에 사용되는 알루미늄 합금(예를 들면, 도 5(a)는 S33N 및 도 5(b)는 ADC12 합금)을 나타내며, 순수 알루미늄(pure Al)과 비교하여 상대적으로 높은 유동성을 나타냄을 확인할 수 있다.
도 5(c)는 순수 알루미늄(pure Al)으로서 다른 종래 기술에 따른 알루미늄 합금보다 상대적으로 낮은 유동성을 나타냄을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 5(d)는 8Si-0.92Mg-1.38 선철의 유동성을 나타내며, 상기 은 표 5에 8Si-0.92Mg-1.38 선철은 표 5에 나타난 상기 8Si-0.92Mg-1.38 선철일 수 있다. 상기 8Si-0.92Mg-1.38 선철은, 총 중량 대비 마그네슘(Mg)을 대략 0.92 % 및 선철(pig iron)을 대략 1.38 %는 함유하도록 설계된 알루미늄 합금이다. 상기 8Si-0.92Mg-1.38 선철은 비교군인 종래 기술에 따른 알루미늄 합금(도 5(a) 및 도 5(b))과 비교하여 동일하거나 그보다 높은 유동성을 나타냄을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 5(e)는 10Si-2.3 선철의 유동성을 나타내며, 상기 10Si-2.3 선철은 표 6에 나타난 상기 10Si-2.3 선철일 수 있다. 상기 10Si-2.3 선철은, 총 중량 대비 선철(pig iron)을 대략 2.3 % 함유하도록 설계된 알루미늄 합금이다. 상기 10Si-2.3 선철은 비교군인 종래 기술에 따른 알루미늄 합금(도 5(a) 및 도 5(b))과 비교하여 동일하거나 그보다 높은 유동성을 나타냄을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 5(f)는 10Si-0.92Mg-1.38 선철의 유동성을 나타내며, 상기 10Si-0.92Mg-1.38 선철은 표 6에 나타난 상기 10Si-0.92Mg-1.38 선철일 수 있다. 상기 10Si-0.92Mg-1.38 선철은, 총 중량 대비 마그네슘(Mg)을 대략 0.92 % 및 선철(pig iron)을 대략 1.38 %는 함유하도록 설계된 알루미늄 합금이다. 상기 10Si-0.92Mg-1.38 선철은 비교군인 종래 기술에 따른 알루미늄 합금(도 5(a) 및 도 5(b))과 비교하여 동일하거나 그보다 높은 유동성을 나타냄을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 종래의 기술과 비교하여 상응하거나 그 이상의 유동성 및 선철(pig iron)의 함유에 따른 저렴하면서도 높은 항복 강도를 보유한 합금을 제조할 수 있다.
상기 전술된 바와 같이, 본 발명 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 6.0 ~ 10.0 중량 %, 철(Fe) 0.3 ~ 2.6 중량 %, 마그네슘(Mg) 0 ~ 1.4 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 철(Fe), 탄소(C) 및/또는 미량의 적어도 하나의 불순물 원소들을 포함하는 선철(Pig iron)을 포함하여 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 알루미늄 합금은 다이캐스팅에 의해, 180 ~ 280MPa의 항복 강도의 특성을 나타내도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 불순물은 상기 선철(Pig iron)에 포함된 실리콘(Si), 망간(Mn), 황(S), 티타늄(Ti) 및 크롬(Cr) 중 적어도 하나일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 있어서, 상기 알루미늄(Al)-실리콘(Si)의 합은, 총 중량 대비 97.2 ~ 98.2 중량 %을 포함하도록 조성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 다이캐스팅 알루미늄 합금의 상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 6.0 ~ 6.5 %로 조성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 다이캐스팅 알루미늄 합금의 상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 8.0 ~ 8.5 %로 조성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 다이캐스팅 알루미늄 합금의 상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 10.0 ~ 10.5 %로 조성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 휴대용 전자기기의 내외장재에 적용될 수 있다.
본 발명 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 6.0 ~ 6.5 중량 %, 철(Fe) 0.5 ~ 1.6 중량 %, 마그네슘(Mg) 0.01 ~ 1.5 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명 다양한 실시예에 따른 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 실리콘(Si) 8.0 ~ 10.5 중량 %, 철(Fe) 1.0 ~ 2.3 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하여 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 불순물은 총 중량 대비 0.5 ~ 1.5 중량 %의 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제조되는 알루미늄 합금을 이용하여 다이캐스팅 공법으로 제조되는 구조물을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 구조물은 전자 장치의 외부 하우징, 내부 하우징 및 베젤 중 적어도 하나로 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 있어서,
    실리콘(Si) 6.0 ~ 10.0 중량 %, 철(Fe) 0.3 ~ 2.6 중량 %, 마그네슘(Mg) 0 ~ 1.4 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 철(Fe), 탄소(C) 및/또는 적어도 하나의 불순물 원소들을 포함하는 선철(Pig iron)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 다이캐스팅에 의해, 180 ~ 280 MPa의 항복 강도의 특성을 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 불순물은 상기 선철(Pig iron)에 포함된 실리콘(Si), 망간(Mn), 황(S), 티타늄(Ti) 및 크롬(Cr) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 있어서, 상기 알루미늄(Al)-실리콘(Si)의 합은, 총 중량 대비 97.2 ~ 98.2 중량 %을 포함하도록 조성된 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 6.0 ~ 6.5 %로 조성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 8.0 ~ 8.5 %로 조성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 10.0 ~ 10.5 %로 조성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  9. 제 1 항에 있어서,
    휴대용 전자기기의 내외장재에 적용되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
  10. 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 있어서,
    실리콘(Si) 6.0 ~ 6.5 중량 %, 철(Fe) 0.5 ~ 1.6 중량 %, 마그네슘(Mg) 0.01 ~ 1.5 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  11. 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 있어서,
    실리콘(Si) 8.0 ~ 10.5 중량 %, 철(Fe) 1.0 ~ 2.3 중량 %, 탄소(C) 0.01 ~ 0.1 중량 % 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불가피한 적어도 하나의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 불순물은 총 중량 대비 0.5 ~ 1.5 중량 %의 마그네슘(Mg)을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  13. 제10 항 내지 제12 항 중 적어도 하나의 항에 의해 제조되는 알루미늄 합금을 이용하여 다이캐스팅 공법으로 제조되는 구조물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 구조물은 전자 장치의 외부 하우징, 내부 하우징 및 베젤 중 적어도 하나로 사용되는 구조물.
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