KR20180106620A - High strength aluminium-zinc alloy and high strength aluminium-zinc alloy casting - Google Patents
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- C22C18/00—Alloys based on zinc
- C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
Abstract
Description
본 발명은 16.0 ~ 25.0 중량%의 알루미늄(Al), 4.0 ~ 10.0 중량%의 구리(Cu), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 마그네슘(Mg), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 티타늄(Ti), 0.0 초과 1.5 이하 중량%의 규소(Si), 0.0 초과 2.0 이하 중량%의 니켈(Ni), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 철(Fe), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 망간(Mn), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 생산유발 불순물 및 잔부의 아연(Zn)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 아연-알루미늄 합금에 관한 것이다.(Al), 4.0 to 10.0 wt% of copper (Cu), more than 0.0 to 3.0 wt% of magnesium (Mg), more than 0.0 to less than 1.0 wt% of titanium (Ti), 0.0 (Si), more than 0.0 and less than 2.0 wt% nickel (Ni), more than 0.0 and less than 3.0 wt% iron (Fe), more than 0.0 and less than 1.0 wt% manganese (Mn) By weight, a production-inducing impurity in an amount of 1% by weight or less, and zinc (Zn) in the remainder.
일반적으로 알루미늄 합금은 차량, 토목, 건축, 조선, 화학, 항공 우주 및 식품 등 여러 분야에서 산업용 소재로 널리 사용되고 있다. 이에 따라 강도를 높인 아연-알루미늄 합금이 개발되고 있다.In general, aluminum alloys are widely used as industrial materials in various fields such as automobile, civil engineering, construction, shipbuilding, chemical, aerospace and food. As a result, a zinc-aluminum alloy having increased strength has been developed.
등록특허공보 10-1133103호는 다이캐스팅용 고강도 아연-알루미늄 합금에 관한 것으로, 아연(Zn) 5~9중량%, 마그네슘(Mg) 1~2중량%, 구리(Cu) 1~2중량%, 지르코늄(Zr) 0.05~0.2중량%, 티타늄(Ti), 0.05~0.2중량% 및 나머지는 알루미늄(Al)과 불순물로 구성된다. 그러나 120℃에서 24시간 이상 시효처리를 해야 하므로, 제조 비용이 증가하고 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 그리고 시효처리에도 불구하도 그 기계적 강도가 충분하지 않은 문제점이 있다.Patent Document 10-1133103 relates to a high strength zinc-aluminum alloy for die casting, which comprises 5 to 9 wt% of zinc (Zn), 1 to 2 wt% of magnesium (Mg), 1 to 2 wt% of copper (Zr) of 0.05 to 0.2 wt%, titanium (Ti) of 0.05 to 0.2 wt%, and the balance of aluminum (Al) and impurities. However, since the aging treatment must be performed at 120 占 폚 for more than 24 hours, there is a problem that the production cost is increased and the productivity is lowered. And there is a problem that the mechanical strength is not sufficient even though the aging treatment is performed.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 16.0 ~ 25.0 중량%의 알루미늄(Al), 4.0 ~ 10.0 중량%의 구리(Cu), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 마그네슘(Mg), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 티타늄(Ti), 0.0 초과 1.5 이하 중량%의 규소(Si), 0.0 초과 2.0 이하 중량%의 니켈(Ni), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 철(Fe), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 망간(Mn), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 생산유발 불순물 및 잔부의 아연(Zn)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 아연-알루미늄 합금을 제공함으로써, 아연-알루미늄 합금의 강도를 향상시키고, 불순물의 영향을 최소화는 것을 목적으로 한다.(Al), 4.0 to 10.0 wt% of copper (Cu), 0.0 to 3.0 wt% of magnesium (Mg), and more than 0.0 and less than 1.0 (Ni), more than 0.0 and less than 3.0 wt% of iron (Fe), more than 0.0 and less than 1.0 wt% of titanium (Ti), more than 0.0 and less than 1.5 wt% By weight of manganese (Mn), more than 0.0 to 0.05% by weight of production-inducing impurities, and the balance of zinc (Zn), thereby improving the strength of the zinc- To minimize the effects of
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 16.0 ~ 25.0 중량%의 알루미늄(Al), 4.0 ~ 10.0 중량%의 구리(Cu), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 마그네슘(Mg), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 티타늄(Ti), 0.0 초과 1.5 이하 중량%의 규소(Si), 0.0 초과 2.0 이하 중량%의 니켈(Ni), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 철(Fe), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 망간(Mn), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 생산유발 불순물 및 잔부의 아연(Zn)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 아연-알루미늄 합금을 제공한다.In order to attain the above object, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: 16.0-25.0 wt% aluminum; 4.0-10.0 wt% copper; 0.0-3.0 wt% magnesium; (Si), more than 0.0 and less than 2.0 wt% nickel (Ni), more than 0.0 and less than 3.0 wt% iron (Fe), more than 0.0 and less than 1.0 wt% manganese ( Mn, a production inducing impurity of more than 0.0 and less than 0.05 wt%, and zinc (Zn) of the remainder.
상기 고강도 아연-알루미늄 합금은 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 납(Pb), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 인(P), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 탄소(C)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.Wherein the high strength zinc-aluminum alloy contains at least one selected from the group consisting of lead (Pb) in an amount of more than 0.0 to 0.05% by weight, phosphorus (P) in an amount of more than 0.0 and 0.05 or less by weight, and carbon (C) .
상기 고강도 아연-알루미늄 합금으로 주조에 의해 고강도 아연-알루미늄 합금 주물을 제조하는 것을 특징으로 한다.And a high-strength zinc-aluminum alloy casting is produced by casting with the high-strength zinc-aluminum alloy.
본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금 및 고강도 아연-알루미늄 합금 주물은 아래의 강도 측정 결과에서 확인할 수 있듯이 우수한 기계적 특성을 발휘하고 있다. 또한, 본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금 및 고강도 아연-알루미늄 합금 주물은 다이 캐스팅, 중력 주조 및 저압 주조 등의 주조(스퀴즈 캐스팅, 로스트 왁스 캐스팅, 틱소 캐스팅 등) 제품, 금형주조 제품, 사형주조 제품이나 분말 형태로 제조하여 코팅 분야나 3D 프린팅 분야에 적용 가능하다.The high-strength zinc-aluminum alloy and the high-strength zinc-aluminum alloy casting according to the present invention exhibit excellent mechanical properties as can be seen from the results of the strength measurement described below. The high-strength zinc-aluminum alloy and high-strength zinc-aluminum alloy castings according to the present invention can be used for casting (squeeze casting, roast wax casting, thixocasting casting) products such as die casting, gravity casting and low pressure casting, It can be applied to the field of coatings and 3D printing by being manufactured in product or powder form.
본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금은 16.0 ~ 25.0 중량%의 알루미늄(Al), 4.0 ~ 10.0 중량%의 구리(Cu), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 마그네슘(Mg), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 티타늄(Ti), 0.0 초과 1.5 이하 중량%의 규소(Si), 0.0 초과 2.0 이하 중량%의 니켈(Ni), 0.0 초과 3.0 이하 중량%의 철(Fe), 0.0 초과 1.0 이하 중량%의 망간(Mn), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 생산유발 불순물 및 잔부의 아연(Zn)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금은 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 납(Pb), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 인(P), 0.0 초과 0.05 이하 중량%의 탄소(C)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The high strength zinc-aluminum alloy according to the present invention is a high strength zinc-aluminum alloy which comprises 16.0-25.0 wt% aluminum (Al), 4.0-10.0 wt% copper, 0.0-3.0 wt% magnesium, (Si), more than 0.0 and less than 2.0 wt% nickel (Ni), more than 0.0 and less than 3.0 wt% iron (Fe), more than 0.0 and less than 1.0 wt% manganese (Mn), a production inducing impurity of more than 0.0 to 0.05% by weight, and the balance of zinc (Zn). The high-strength zinc-aluminum alloy according to the present invention is composed of lead (Pb) in an amount of more than 0.0 to 0.05% by weight, phosphorus (P) in an amount of more than 0.0 and 0.05 or less by weight and carbon (C) , And < / RTI >
본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금에 포함된 구성 원소의 특징 및 기능에 대해 살펴본다.The features and functions of the constituent elements included in the high-strength zinc-aluminum alloy according to the present invention will be described.
Al(알루미늄)은 결정립을 미세화시키며, 유동성 및 주조성을 향상시키고, 가공을 용이하게 하며, 우수한 기계적 성질을 나타내는 효과가 있다.Al (aluminum) has the effect of refining the crystal grains, improving fluidity and casting, facilitating processing, and exhibiting excellent mechanical properties.
Cu(구리)는 강도를 향상시키고 불순물의 영향을 최소화하는 효과가 있다.Cu (copper) has the effect of improving the strength and minimizing the influence of impurities.
Mg(마그네슘)은 강도를 향상시키고 불순물의 영향을 최소화하는 효과가 있으나, 3%초과 함유는 연신율을 감소시키는 현상이 있으므로 제한한다.Mg (Magnesium) has the effect of improving the strength and minimizing the influence of the impurities, but the content exceeding 3% is limited because of the phenomenon of decreasing the elongation.
Ti(티타늄)은 응력에 의한 변형을 방지하는 효과가 있다.Ti (titanium) has an effect of preventing deformation due to stress.
Si(규소)는 마그네슘과 Mg2Si를 형성하여 강도를 향상시키는 효과가 있다.Si (silicon) has the effect of enhancing the strength by forming magnesium and Mg 2 Si.
Ni(니켈)은 내부식성 향상에 효과가 있다.Ni (nickel) is effective for improving corrosion resistance.
Fe(철)은 소착 개선을 하는데 효과가 있으나, 최대 3.0 중량%로 제한한다.Fe (iron) is effective in improving the adhesion, but is limited to a maximum of 3.0 wt%.
Mn (망간)은 강도를 향상시키는 효과가 있다.Mn (manganese) has an effect of improving the strength.
본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금 및 고강도 아연-알루미늄 합금 주물은 다이 캐스팅, 중력 주조 및 저압 주조 등의 주조(스퀴즈 캐스팅, 로스트 왁스 캐스팅, 틱소 캐스팅 등) 제품, 금형주조 제품, 사형주조 제품이나 분말 형태로 제조하여 코팅 분야나 3D 프린팅 분야에 적용 가능하다.The high-strength zinc-aluminum alloy and high-strength zinc-aluminum alloy castings according to the present invention can be used as casting (squeeze casting, roast wax casting, thixocasting casting) products such as die casting, gravity casting and low pressure casting, mold casting products, And can be applied to the coating field and the 3D printing field.
본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금에 대해서 기계적 특성을 평가하기 위해 다음과 같이 시료를 제작하여 강도를 측정하였다. 각각의 원소를 전자 저울에서 평량한 후, 흑연도가니에 넣어 고주파 유도가열장치로 용해하여 합금을 만든 후, 금형 몰드를 이용하여 주조하였다. 주조제로부터 직경3mm, 길이 7.5 ~ 8mm의 압축시편을 선반에서 가공하여, 만능시험기에서 0.05m/min의 크로스 헤더 속도로 압축시험을 행하여, 압축강도 및 연신율을 측정하였다.To evaluate the mechanical properties of the high-strength zinc-aluminum alloy according to the present invention, a sample was prepared and the strength was measured as follows. Each element was weighed in an electronic balance, placed in a graphite crucible, and melted with a high frequency induction heating device to make an alloy, which was then cast using a mold mold. Compression specimens having a diameter of 3 mm and a length of 7.5 to 8 mm were processed on a lathe from a casting preparation and subjected to a compression test at a crossheading speed of 0.05 m / min in an universal testing machine to measure compression strength and elongation.
표 1은 본 발명에 따른 실시예 따른 고강도 아연-알루미늄 합금의 구성성분을 중량%로 나타낸 표이다.Table 1 shows the composition of the high-strength zinc-aluminum alloy according to the embodiment of the present invention in weight percent.
표 2는 본 발명에 따른 고강도 아연-알루미늄 합금의 실시예에 대한 압축강도 및 연신율을 측정한 결과를 나타낸다.Table 2 shows the results of measuring the compressive strength and elongation of the high-strength zinc-aluminum alloy according to the present invention.
압축강도는 630MPa 이상의 값을, 연신율은 10.0% 이상의 값을 가진다.The compression strength is a value of 630 MPa or more, and the elongation is 10.0% or more.
앞에서 설명된 본 발명의 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
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KR100343309B1 (en) * | 1994-07-18 | 2002-11-25 | 엔.브이. 유니온 미니에르 에스.아. | Hot chamber castable zinc alloy |
KR101133103B1 (en) | 2008-10-14 | 2012-04-09 | 한국생산기술연구원 | High strength aluminum alloys for die casting |
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