KR20190028472A - 알루미늄 합금 소성 가공재 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 저영률이면서 내력도 우수한 알루미늄 합금 소성 가공재 및 그의 효율적인 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 알루미늄 합금 소성 가공재는 5.0 내지 10.0wt%의 Ca를 포함하고, 잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물로 이루어지고, 분산상인 Al4Ca상을 체적률로 25% 이상 갖는다. 또한 Al4Ca상은 정방정인 Al4Ca상과 단사정인 Al4Ca상으로 이루어지고, X선 회절 측정에 의하여 얻어지는, 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)가 1 이하이다.
Description
본 발명은, 저영률이면서 우수한 내력을 갖는 알루미늄 합금 소성 가공재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
알루미늄은 내식성, 도전성, 열전도성, 경량성, 광휘성, 피삭성 등 다수의 우수한 특성을 갖기 때문에 다양한 용도에 활용되고 있다. 또한 소성 변형 저항이 작은 점에서 다양한 형상을 부여할 수 있어서, 굽힘 가공 등의 소성 가공이 실시되는 부재에도 많이 사용되고 있다.
여기서, 알루미늄 합금의 강성이 높은 경우, 굽힘 가공 등의 소성 가공을 행하였을 때에 스프링백 양이 커져 치수 정밀도가 얻어지기 어렵다는 문제가 존재한다. 이와 같은 상황 하에서, 저영률의 알루미늄 합금재가 절실히 요망되고 있어서, 알루미늄 합금재의 영률을 저하시키는 방법이 검토되고 있다.
예를 들어 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2011-105982호 공보)에서는, Al상과 Al4Ca상을 포함하는 알루미늄 합금이며, 당해 Al4Ca상이 Al4Ca 정출물을 포함하고, 당해 Al4Ca 정출물의 긴 변의 평균값이 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금이 제안되어 있다.
상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 알루미늄 합금에 있어서는, 매트릭스 중에 있어서의 Al4Ca 정출물의 전위를 수반하는 이동이 용이해지므로 알루미늄 합금의 압연 가공성을 현저히 향상시킬 수 있다고 되어 있다.
그러나, 예를 들어 전기 기기의 단자 등으로 대표되는 바와 같이, 알루미늄 합금을 사용한 제품의 치수 정밀도에 대한 요구는 해마다 가혹해지고 있으며, 내력은 유지하면서 보다 강성이 낮은 알루미늄 합금이 요구되게 되었다. 이와 같은 배경에 있어서, 상기 특허문헌 1의 알루미늄 합금으로는 당해 요구를 충분히 만족시키지 못하는 것이 현 상황이다.
이상과 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은, 보다 낮은 영률이면서 내력도 우수한 알루미늄 합금 소성 가공재 및 그의 효율적인 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하고자 알루미늄 합금 소성 가공재 및 그 제조 방법에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 분산상으로서 Al4Ca상을 이용하고, 당해 Al4Ca상의 결정 구조를 적당히 제어하는 것 등이 극히 유효하다는 것을 알아내어 본 발명에 도달하였다.
즉, 본 발명은,
5.0 내지 10.0wt%의 Ca를 포함하고,
잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물로 이루어지고,
분산상인 Al4Ca상의 체적률이 25% 이상이고,
상기 Al4Ca상은 정방정의 Al4Ca상과 단사정의 Al4Ca상으로 이루어지고,
X선 회절 측정에 의하여 얻어지는, 상기 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 상기 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)가 1 이하인 것
을 특징으로 하는 알루미늄 합금 소성 가공재를 제공한다.
Ca를 첨가함으로써 Al4Ca의 화합물이 형성되어 알루미늄 합금의 영률을 저하시키는 작용을 갖는다. 당해 효과는 Ca의 함유량이 5.0% 이상에서 현저해지고, 반대로 10.0%를 초과하여 첨가되면 주조성이 저하되며, 특히 DC 주조 등의 연속 주조에 의한 주조가 곤란해지는 점에서, 분말 야금법 등의, 제조 비용이 높은 방법으로 제조할 필요성이 생긴다. 분말 야금 방법으로 제조하는 경우, 합금 분말 표면에 형성된 산화물이 제품 중에 혼입되어 버려 내력을 저하시킬 우려가 있다.
본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공물에 있어서는, 분산상으로서 이용하는 Al4Ca상의 결정 구조는 기본적으로 정방정이지만, 본원 발명자가 예의 연구를 행한 바, Al4Ca상에 결정 구조가 단사정인 것이 존재하면 내력이 그다지 저하되지 않고, 한편으로 영률은 크게 저하된다는 것이 밝혀졌다. 여기서, Al4Ca상의 체적률을 25% 이상으로 하여, X선 회절 측정에 의하여 얻어지는, 상기 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 상기 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)가 1 이하인 경우에 내력을 유지하면서 영률을 크게 저하시킬 수 있다.
또한 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재에 있어서는, 또한, Fe: 0.05 내지 1.0wt%, Ti: 0.005 내지 0.05wt% 중 어느 1종류 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
알루미늄 합금에 Fe를 함유시킴으로써, 응고 온도 범위(고액 공존 영역)가 넓어짐으로써 주조성이 향상되어 주괴의 주물 표면이 개선된다. 또한 Fe의 분산 정출물에 의하여 공정 조직을 균일하게 하는 작용도 있다. 당해 효과는 Fe의 함유량이 0.05wt% 이상에서 현저해지고, 반대로 1.0wt%를 초과하여 함유되면 공정 조직이 거칠어져 내력을 저하시킬 우려가 있다.
Ti는 주조 조직의 미세화재로서 작용하여 주조성, 압출성, 압연성을 향상시키는 작용을 나타낸다. 당해 효과는 Ti의 함유량이 0.005wt% 이상에서 현저해지고, 반대로 0.05wt%를 초과하여 첨가하더라도 주조 조직의 미세화의 효과의 증가는 기대하지 못하며, 오히려 파괴의 기점으로 되는 조대한 금속 간 화합물이 생성될 우려가 있다. Ti는, 주조 시에 로드 하드너(Al-Ti-B 합금)를 사용하여 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 이때에 로드 하드너로서 Ti와 함께 첨가되는 B는 허용된다.
또한, 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공물에 있어서는, 상기 Al4Ca상의 평균 결정립경이 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다. Al4Ca상의 평균 입경이 지나치게 커지면 알루미늄 합금의 내력이 저하되어 버리지만, 평균 입경을 1.5㎛ 이하로 함으로써 당해 내력의 저하를 억제할 수 있다.
또한 본 발명은,
5.0 내지 10.0wt%의 Ca를 포함하고, 잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물로 이루어지고, 분산상인 Al4Ca상의 체적률이 25% 이상인 알루미늄 합금 주괴에 소성 가공을 실시하는 제1 공정과,
100 내지 300℃의 온도 범위에서 열처리를 실시하는 제2 공정을 갖는 것
을 특징으로 하는 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법도 제공한다.
5.0 내지 10.0wt%의 Ca를 포함하고, 잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물로 이루어지고, 분산상인 Al4Ca상의 체적률이 25% 이상인 알루미늄 합금 주괴에 소성 가공을 실시하는 제1 공정 후에 100 내지 300℃의 온도 범위에서 열처리(제2 공정)을 실시함으로써, 결정 구조가 정방정인 Al4Ca상의 일부를 단사정으로 변화시킬 수 있다.
제2 공정에서의 유지 온도를 100℃ 미만으로 하면 정방정으로부터 단사정으로의 변화가 생기기 어렵고, 유지 온도를 300℃ 이상으로 하면 알루미늄 모재의 재결정이 생겨 내력이 저하될 우려가 있다. 또한 열처리의 보다 바람직한 온도 범위는 160 내지 240℃이다. 또한 적절한 열처리 시간은 알루미늄 합금재의 크기 및 형상 등에 따라 상이하지만, 적어도 알루미늄 합금재 자체의 온도가 유지 온도로 1시간 이상 유지되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법에 있어서는, 상기 알루미늄 합금 주괴가, Fe: 0.05 내지 1.0wt%, Ti: 0.005 내지 0.05wt% 중 어느 1종류 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
알루미늄 합금에 Fe를 함유시킴으로써, 응고 온도 범위(고액 공존 영역)가 넓어짐으로써 주조성이 향상되어 주괴의 주물 표면이 개선된다. 또한 Fe의 분산 정출물에 의하여 공정 조직을 균일하게 하는 작용도 있다. 당해 효과는 Fe의 함유량이 0.05wt% 이상에서 현저해지고, 반대로 1.0wt%를 초과하여 함유되면 공정 조직이 거칠어져 내력을 저하시킬 우려가 있다.
Ti는 주조 조직의 미세화재로서 작용하여 주조성, 압출성, 압연성을 향상시키는 작용을 나타낸다. 당해 효과는 Ti의 함유량이 0.005wt% 이상에서 현저해지고, 반대로 0.05wt%를 초과하여 첨가하더라도 주조 조직의 미세화의 효과의 증가는 기대하지 못하며, 오히려 파괴의 기점으로 되는 조대한 금속 간 화합물이 생성될 우려가 있다. Ti는, 주조 시에 로드 하드너(Al-Ti-B 합금)를 사용하여 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 이때에 로드 하드너로서 Ti와 함께 첨가되는 B는 허용된다.
또한, 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법에 있어서는, 상기 제1 공정 전에, 400℃ 이상의 온도로 유지하는 열처리를 행하지 않는 것이 바람직하다.
일반적으로 알루미늄 합금을 제조하는 경우, 주괴를 소성 가공하기 전에 400 내지 600℃의 사이로 유지하는 균질화 처리를 행하는데, 당해 균질화 처리를 행하면, 알루미늄 합금에 포함되는 Al4Ca상이 커지기 쉬워 평균 입경이 1.5㎛보다 커져 버린다. 당해 평균 입경의 증대에 의하여 내력이 저하되기 때문에, 유지 온도가 400℃ 이상으로 되는 균질화 처리는 행하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 우수한 내력과 낮은 영률을 겸비한 알루미늄 합금 소성 가공재 및 그의 효율적인 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법에 관한 공정도이다
도 2는 알루미늄 합금 소성 가공재의 X선 회절 패턴이다.
도 3은 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3의 조직 사진이다.
도 4는 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 8의 조직 사진이다.
도 2는 알루미늄 합금 소성 가공재의 X선 회절 패턴이다.
도 3은 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3의 조직 사진이다.
도 4는 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 8의 조직 사진이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들만에 한정되는 것은 아니다.
1. 알루미늄 합금 소성 가공재
(1) 조성
본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재는 5.0 내지 10.0wt%의 Ca를 포함하고, 잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물로 이루어진다. 게다가 또한, Fe: 0.05 내지 1.0wt%, Ti: 0.005 내지 0.05wt% 중 어느 1종류 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 각 성분 원소에 대하여 각각 설명한다.
Ca: 5.0 내지 10.0wt% (바람직하게는 6.0 내지 8.0wt%)
Ca는 Al4Ca의 화합물을 형성하여 알루미늄 합금의 영률을 저하시키는 작용을 갖는다. 당해 효과는 5.0% 이상에서 현저해지고, 반대로 10.0%를 초과하여 첨가되면 주조성이 저하되며, 특히 DC 주조 등의 연속 주조에 의한 주조가 곤란해지는 점에서, 분말 야금법 등의, 제조 비용이 높은 방법을 이용할 필요성이 생긴다. 분말 야금 방법으로 제조하는 경우, 합금 분말 표면에 형성된 산화물이 제품 중에 혼입되어 내력을 저하시킬 우려가 있다.
Fe: 0.05 내지 1.0wt%
Fe를 함유시킴으로써, 응고 온도 범위(고액 공존 영역)가 넓어져 주조성이 향상되어 주괴의 주물 표면이 개선된다. 또한 Fe의 분산 정출물에 의하여 공정 조직을 균일하게 하는 작용도 있다. 당해 효과는 0.05wt% 이상에서 현저해지고, 반대로 1.0wt%를 초과하여 함유되면 공정 조직이 거칠어져 내력을 저하시킬 우려가 있다.
Ti: 0.005 내지 0.05wt%
Ti는 주조 조직의 미세화재로서 작용하여 주조성, 압출성, 압연성을 향상시키는 작용을 나타낸다. 당해 효과는 0.005wt% 이상에서 현저해지고, 반대로 0.05wt%를 초과하여 첨가하더라도 주조 조직의 미세화의 효과의 증가는 기대하지 못하며, 오히려 파괴의 기점으로 되는 조대한 금속 간 화합물이 생성될 우려가 있다. Ti는, 주조 시에 로드 하드너(Al-Ti-B 합금)를 사용하여 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 이때에 로드 하드너로서 Ti와 함께 첨가되는 B는 허용된다.
그 외의 성분 원소
본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 그 외의 원소를 함유하는 것이 허용된다.
(2) 조직
본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재는, 분산상인 Al4Ca상의 체적률이 25% 이상이고, Al4Ca상은 정방정의 Al4Ca상과 단사정의 Al4Ca상으로 이루어지고, X선 회절 측정에 의하여 얻어지는, 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)가 1 이하이다.
분산상인 Al4Ca상에는 정방정의 Al4Ca상과 단사정의 Al4Ca상이 존재하는데, 이들을 합한 Al4Ca상의 체적률이 25% 이상으로 되어 있다. Al4Ca상의 체적률을 25% 이상으로 함으로써 알루미늄 합금 소성 가공재에 우수한 내력을 부여할 수 있다.
또한 결정 구조에 구애되지 않고 Al4Ca상의 평균 결정립경은 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다. 당해 평균 입경이 1.5㎛를 초과하면 알루미늄 합금 소성 가공재의 내력이 저하되어 버릴 우려가 있다.
Al4Ca상의 결정 구조는 통상, 정방정이지만, 본원 발명자가 예의 연구를 행한 바, Al4Ca상 중에 결정 구조가 단사정인 것이 존재하는 경우, 내력은 거의 저하되지 않지만 영률은 크게 저하되는 것을 알아내었다. 또한 모든 Al4Ca상의 결정 구조가 단사정일 필요는 없으며, 정방정인 것과 혼재하는 상태여도 된다. 결정 구조가 단사정인 Al4Ca상의 존재는, 예를 들어 X선 회절법을 이용하여 회절 피크를 측정함으로써 특정할 수 있다.
Al4Ca상에 관하여, 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)는, Cu-Kα 선원(線源)을 이용한 일반적인 X선 회절 측정에 의하여 얻을 수 있다. 또한 정방정 Al4Ca의 격자 상수는 a=0.4354, c=1.118이고, 사방정 Al4Ca의 격자 상수는 a=0.6158, b=0.6175, c=1.118, β=88.9°이다.
2. 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법
본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재의 공정도를 도 1에 도시한다. 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법은, 알루미늄 합금 주괴에 소성 가공을 실시하는 제1 공정(S01)과, 열처리를 실시하는 제2 공정(S02)을 갖고 있다. 이하, 각 공정 등에 대하여 설명한다.
(1) 주조
상술한 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재의 조성을 갖는 알루미늄 합금 용탕에, 종래 공지된 탈재 처리, 탈가스 처리, 여과 처리 등의 용탕 청정화 처리를 실시한 후, 소정의 형상으로 주조함으로써 주괴를 얻을 수 있다.
주조 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 종래 공지된 다양한 주조 방법을 이용할 수 있지만, 예를 들어 DC 주조 등의 연속 주조법을 이용하여, 제1 공정(S01)의 소성 가공(압출, 압연, 단조 등)을 행하기 쉬운 형상으로 주조하는 것이 바람직하다. 또한 주조 시에 로드 하드너(Al-Ti-B)를 첨가하여 주조성을 향상시켜도 된다.
일반적으로 알루미늄 합금을 제조하는 경우, 주괴를 소성 가공하기 전에 400 내지 600℃로 유지하는 균질화 처리를 행하지만, 균질화 처리를 행하면 Al4Ca상이 커지기(평균 입경 1.5㎛보다 커지기) 쉬워 알루미늄 합금의 내력이 저하되기 때문에, 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법에 있어서는 당해 균질화 처리를 행하지 않는 것이 바람직하다.
(2) 제1 공정(S01)
제1 공정(S01)은, (1)에서 얻어진 알루미늄 합금 주괴에 소성 가공을 실시하여 목적의 형상으로 하는 공정이다.
압출, 압연, 단조 등의 소성 가공은 열간 가공과 냉간 가공 중 어느 것을 이용해도 되고, 또한 그들을 복수 조합해도 된다. 당해 소성 가공을 행함으로써, 알루미늄 합금이 가공 조직으로 되어 내력이 향상된다. 또한 소성 가공을 행한 단계에서는, 알루미늄 합금에 포함되는 대부분의 Al4Ca상은 결정 구조가 정방정이다.
(3) 제2 공정(S02)
제2 공정(S02)은, 제1 공정(S01)에서 얻어진 알루미늄 합금 소성 가공재에 열처리를 실시하는 공정이다.
제1 공정(S01)에서 소성 가공을 실시한 후의 알루미늄 합금 소성 가공재를 100 내지 300℃로 유지하는 열처리를 행함으로써, 결정 구조가 정방정인 Al4Ca상의 일부를 단사정으로 할 수 있다. 당해 정방정으로부터 단사정으로의 변화는, 유지 온도가 100℃ 미만이면 생기기 어렵다. 한편, 유지 온도가 300℃ 이상으로 되면 알루미늄 모재의 재결정이 생겨 내력이 저하될 우려가 있는 점에서, 열처리의 유지 온도는 100 내지 300℃로 하는 것이 바람직하고, 160 내지 240℃로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한 최적의 열처리 시간은, 처리 대상으로 되는 알루미늄 합금 소성 가공재의 크기나 형상 등에 따라 상이하지만, 적어도 알루미늄 합금 소성 가공재의 온도가 상기 유지 온도로 1시간 이상 유지되는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 대표적인 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들만에 한정되는 것은 아니고 다양한 설계 변경이 가능하며, 그들 설계 변경은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실시예
≪실시예≫
표 1에 나타내는 조성을 갖는 알루미늄 합금을 DC 주조법에 의하여 φ8인치의 주괴(빌렛)으로 주조한 후, 균질화 처리하지 않고 압출 온도 500℃에서 횡폭 180㎜×두께 8㎜의 평판형으로 소성 가공하였다. 그 후, 두께 5㎜까지 냉간 압연한 후, 200℃에서 4hr 유지하는 열처리를 행하여 실시 알루미늄 합금 소성 가공재를 얻었다.
얻어진 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3에 X선 회절을 실시하고 Al4Ca상의 피크 위치를 측정하였다. 또한 X선 회절법은, 판형 알루미늄 합금 소성 가공재로부터 20㎜×20㎜의 시료를 잘라내어 표층부 약 500㎛를 깎아낸 후, Cu-Kα 선원으로 θ-2θ의 측정을 행하였다. 얻어진 결과를 도 2에 나타낸다. 또한 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)를 구한 바, 0.956이었다.
또한 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5로부터 JIS-14B호 시험편을 잘라내고 인장 시험에 의하여 영률과 내력을 측정하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 더하여 광학 현미경에 의한 조직 관찰 결과로부터 산출한 분산상(Al4Ca상)의 체적률도 표 2에 나타낸다.
열처리의 온도를 100℃, 160℃, 240℃ 및 300℃ 중 어느 것으로 한 것 이외에는 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3의 경우와 마찬가지로 하여 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 6 내지 9를 얻었다. 또한 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5의 경우와 마찬가지로 인장 시험에 의하여 영률과 내력을 측정하였다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
≪비교예≫
표 1에 나타내는 조성을 갖는 알루미늄 합금을 DC 주조법에 의하여 φ8인치의 주괴(빌렛)로 주조한 후, 균질화 처리하지 않고 압출 온도 500℃에서 횡폭 180㎜×두께 8㎜의 평판형으로 소성 가공하였다. 그 후, 두께 5㎜까지 냉간 압연하여 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5를 얻었다(열처리 없음).
얻어진 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 3에 X선 회절을 실시하고 Al4Ca상의 피크 위치를 측정하였다. 또한 X선 회절법은, 판형 알루미늄 합금 소성 가공재로부터 20㎜×20㎜의 시료를 잘라내어 표층부 약 500㎛를 깎아낸 후, Cu-Kα 선원으로 θ-2θ의 측정을 행하였다. 얻어진 결과를 도 2에 나타낸다. 또한 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)를 구한 바, 1.375이었다.
또한 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5로부터 JIS-14B호 시험편을 잘라내고 인장 시험에 의하여 영률과 내력을 측정하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.
열처리의 온도를 90℃ 또는 310℃ 중 어느 것으로 한 것 이외에는 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3의 경우와 마찬가지로 하여 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 6 및 7을 얻었다. 또한 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5의 경우와 마찬가지로 인장 시험에 의하여 영률과 내력을 측정하였다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
주괴(빌렛)로 주조한 후, 550℃로 유지하는 균질화 처리를 행한 것 이외에는 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3과 마찬가지로 하여 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 8을 얻었다. 또한 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 8로부터 JIS-14B호 시험편을 잘라내고 인장 시험에 의하여 영률과 내력을 측정하였다. 얻어진 결과를 표 4에 나타낸다. 또한 비교 데이터로서, 균질화 처리의 유무만이 상이한 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3의 영률 및 내력도 표 4에 나타낸다.
표 2의 결과로부터, 동일한 조성을 갖는 실시 알루미늄 합금 소성 가공재와 비교 알루미늄 합금 소성 가공재를 비교하면, 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재(실시 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5)의 영률은, 열처리를 실시하지 않은 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5의 영률과 비교하여 크게 저하되어 있다. 한편, 실시 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5의 내력 및 인장 강도는 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 1 내지 5와 비교하여 크게 저하되어 있지 않다. 또한 본 발명의 알루미늄 합금 소성 가공재에 있어서의 분산상(Al4Ca상)의 체적률은 25% 이상임을 알 수 있다.
표 3의 결과로부터, 열처리의 유지 온도가 90℃인 경우(비교 알루미늄 합금 소성 가공재 6)에는 영률이 높은 값을 나타내고 있다(거의 저하되어 있지 않음). 또한 열처리의 유지 온도가 310℃인 경우(비교 알루미늄 합금 소성 가공재 7)에는 영률의 저하는 확인되지만 동시에 내력 및 인장 강도도 저하되어 있다. 당해 결과로부터, 열처리의 유지 온도가 310℃인 경우에는 소성 가공 조직의 재결정화가 진행된 것으로 생각된다.
실시 알루미늄 합금 소성 가공재 3 및 비교 알루미늄 합금 소성 가공재 8의, 광학 현미경에 의한 조직 사진을 도 3 및 도 4에 각각 도시한다. 당해 조직 사진에 있어서, 흑색 영역이 Al4Ca상이며, 화상 해석에 의하여 Al4Ca상의 평균 결정립경을 측정하였다. 얻어진 결과를 표 4에 나타낸다.
표 4의 결과로부터, 550℃로 유지하는 균질화 처리를 실시한 경우(비교 알루미늄 합금 소성 가공재 8)에는 내력 및 인장 강도의 저하가 인정된다. 여기서, 균질화 처리에 의하여 Al4Ca상의 평균 결정립경이 증가하여 1.56㎛로 되어 있다. 당해 평균 결정립경의 증가에 의하여 내력 및 인장 강도가 저하된 것으로 생각된다.
Claims (6)
- 5.0 내지 10.0wt%의 Ca를 포함하고,
잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물로 이루어지고,
분산상인 Al4Ca상의 체적률이 25% 이상이고,
상기 Al4Ca상은 정방정인 Al4Ca상과 단사정인 Al4Ca상으로 이루어지고,
X선 회절 측정에 의하여 얻어지는, 상기 정방정에 기인하는 최대 회절 피크(I1)와 상기 단사정에 기인하는 최대 회절 피크(I2)의 강도비(I1/I2)가 1 이하인 것
을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 소성 가공재. - 제1항에 있어서,
추가로, Fe: 0.05 내지 1.0wt%, Ti: 0.005 내지 0.05wt% 중 어느 1종류 이상을 포함하는 것
을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 소성 가공재. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 Al4Ca상의 평균 결정립경이 1.5㎛ 이하인 것
을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 소성 가공재. - 5.0 내지 10.0wt%의 Ca를 포함하고, 잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물로 이루어지고, 분산상인 Al4Ca상의 체적률이 25% 이상인 알루미늄 합금 주괴에 소성 가공을 실시하는 제1 공정과,
100 내지 300℃의 온도 범위에서 열처리를 실시하는 제2 공정을 갖는 것
를 특징으로 하는, 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법. - 제4항에 있어서,
상기 알루미늄 합금 주괴가, Fe: 0.05 내지 1.0wt%, Ti: 0.005 내지 0.05wt% 중 어느 1종류 이상을 포함하는 것
을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 제1 공정 전에, 400℃ 이상의 온도로 유지하는 열처리를 행하지 않는 것
을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 소성 가공재의 제조 방법.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009084681A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-23 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム合金からなる応力緩衝材料 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009084681A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-23 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム合金からなる応力緩衝材料 |
| JP2011105982A (ja) | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム合金およびその製造方法 |
| KR20120076339A (ko) * | 2009-11-20 | 2012-07-09 | 한국생산기술연구원 | 알루미늄 합금 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220155441A (ko) * | 2021-05-14 | 2022-11-22 | 엘지전자 주식회사 | 알루미늄 합금, 그 제조 방법 및 이를 이용한 부품 |
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