KR20190133820A - Method for manufacturing aluminum-silicon alloy extruded material and aluminum-silicon alloy extruded material manufactured using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주조 공정 및 압출 공정을 통해 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조한 후에, 단조 공정을 통해 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제조함으로써, 자동차 부품으로 사용되는 고강도의 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제공할 수 있는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재에 관한 것이다.The present invention can provide a high-strength aluminum-silicon alloy extruded material used for automobile parts by manufacturing the aluminum-silicon alloy extruded material through a casting process and an extrusion process, and then manufacturing the aluminum-silicon alloy forged material through a forging process. The present invention relates to a method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material and an aluminum-silicon alloy extruded material produced using the same.
잘 알려진 바와 같이, 자동차 분야에서 경량화 재료로 주로 사용되는 알루미늄은 경량성과 함께 높은 열전도, 주조성과 가공성, 대량생산 및 표면의 미려함 등 많은 장점을 가지고 있지만, 철강재료 보다 값이 비싸고 용접과 같은 접합성의 개선이 필요하며 강도가 떨어지는 단점이 있다.As is well known, aluminum, which is mainly used as a lightweight material in the automobile field, has many advantages such as high thermal conductivity, castability and processability, mass production, and surface beauty in addition to light weight, but it is more expensive than steel material and has a bondability such as welding. There is a need for improvement and inferior strength.
여기에서, 자동차 단조용 부품에는 조향장치의 컨트롤 암, 로우 암, 플러그, 주차 브레이크용 리듀서, 브레이크 압축기 피스톤, 자동차 에어컨 압축기 피스톤, 스웨시플레이트, 메니홀더, 소켓플레이트, 볼트 너트, 스크류 등이 있다.Here, the forging parts for automobiles include a control arm of a steering device, a low arm, a plug, a reducer for a parking brake, a brake compressor piston, an automobile air conditioner compressor piston, a swash plate, a manifold, a socket plate, a bolt nut, a screw, and the like. .
이러한 단조용 부품들은 고강도 알루미늄 합금으로 제조된 알루미늄 합금 봉재를 열간, 온간 또는 냉간 단조법에 의해 소성 가공하여 제조할 수 있다.Such forging parts may be manufactured by plastic working an aluminum alloy rod made of high strength aluminum alloy by hot, warm or cold forging.
또한, 알루미늄 합금 봉재 및 형재는 수평 연속 주조법 또는 빌렛 세경봉 주조법의 주조, 열처리, 면삭, 인발 등의 공정을 이용하여 제조되거나, 반 연속 주조를 이용한 빌렛 주조, 압출 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.In addition, the aluminum alloy bar and the shape member may be manufactured using a process such as casting, heat treatment, grinding, drawing, etc. of horizontal continuous casting method or billet narrow diameter bar casting method, or may be manufactured using processes such as billet casting and extrusion using semi-continuous casting. Can be.
상술한 바와 같이 자동차 부품에 사용될 수 있는 고강도를 가지면서 알루미늄 단조 합금을 비용이 적게 소요되면서도 쉽게 제조할 수 있는 다양한 기법이 연구 개발되고 있는 실정이다.As described above, a variety of techniques are being researched and developed that have high strength that can be used for automobile parts and can easily manufacture aluminum forged alloys at low cost.
본 발명은 주조 공정 및 압출 공정을 통해 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조한 후에, 단조 공정을 통해 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제조함으로써, 자동차 부품으로 사용되는 고강도의 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제공할 수 있는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제공하고자 한다.The present invention can provide a high-strength aluminum-silicon alloy extruded material used for automobile parts by manufacturing the aluminum-silicon alloy extruded material through a casting process and an extrusion process, and then manufacturing the aluminum-silicon alloy forged material through a forging process. The present invention provides a method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material and an aluminum-silicon alloy extruded material produced using the same.
또한, 본 발명은 알루미늄-실리콘 합금에 대한 용해 공정, 탈가스 공정 및 주조 공정을 수행하고, 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 균질화 공정을 수행한 후에, 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 압출 공정을 수행함으로써, 균일한 미세조직을 통해 내구성과 기계적 물성이 향상된 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조할 수 있는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제공하고자 한다.In addition, the present invention performs a dissolution process, a degassing process and a casting process for the aluminum-silicon alloy, and after performing a homogenization process for the obtained aluminum-silicon alloy billet, and performs an extrusion process for the aluminum-silicon alloy billet The present invention provides a method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material that can produce an aluminum-silicon alloy extruded material having improved durability and mechanical properties through a uniform microstructure, and an aluminum-silicon alloy extruded material manufactured using the same.
아울러, 본 발명은 알루미늄-실리콘 합금 압출재에 대한 열간 단조 공정을 추가로 수행할 경우 자동차 부품용으로 사용될 수 있는 고강도의 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제공할 수 있는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material that can provide a high-strength aluminum-silicon alloy forged material that can be used for automobile parts when the hot forging process for the aluminum-silicon alloy extruded material is further performed; It is intended to provide an aluminum-silicon alloy extruded material manufactured using the same.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects, which are not mentioned above, will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. .
본 발명의 일 측면에 따르면, 알루미늄-실리콘 합금에 대한 용해 공정을 수행하는 단계와, 상기 용해 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 탈가스 공정을 수행하는 단계와, 상기 탈가스 공정을 수행한 상기 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 주조 공정을 수행하는 단계와, 상기 주조 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 균질화 공정을 수행하는 단계와, 상기 균질화 공정을 수행한 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 압출 공정을 수행하는 단계를 포함하는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, performing a dissolution process for the aluminum-silicon alloy, performing a degassing process for the aluminum-silicon alloy molten metal obtained through the dissolution process, and performing the degassing process Performing a casting process for the aluminum-silicon alloy molten metal, performing a homogenization process for the aluminum-silicon alloy billet obtained through the casting process, and performing the homogenization process on the aluminum-silicon alloy billet There may be provided a method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material comprising the step of performing an extrusion process.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 용해 공정은, 11.0-12.6중량%의 실리콘(Si)과, 2.4-3.6중량%의 구리(Cu)와, 0.4-0.8중량%의 마그네슘(Mg)과, 0초과-0.5중량%의 철(Fe)과, 0초과-0.2중량%의 타이타늄(Ti)과, 0초과-0.2중량%의 스트론튬(Sr)을 포함하고, 잔부가 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물로 이루어지는 상기 알루미늄-실리콘 합금에 대해 700-750℃의 온도 범위에서 수행되고, 상기 탈가스 공정은, 690-730℃의 온도 범위로 3-10분의 시간 범위에서 수행되며, 상기 주조 공정은, 700-730℃의 홀딩 온도와 10-20분의 홀딩 시간을 유지한 후, 700-720℃의 주입 온도에서 70-120℃로 가열전처리된 연속주조 금형에 주입되는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to one aspect of the invention, the dissolution process, 11.0-12.6% by weight of silicon (Si), 2.4-3.6% by weight of copper (Cu), 0.4-0.8% by weight of magnesium (Mg) and 0 to -0.5% by weight of iron (Fe), 0 to -0.2% by weight of titanium (Ti), and 0 to -0.2% by weight of strontium (Sr), the balance being aluminum (Al) and inevitable For the aluminum-silicon alloy made of impurities is carried out at a temperature range of 700-750 ℃, the degassing process is carried out in a time range of 3-10 minutes to a temperature range of 690-730 ℃, the casting process is , After the holding temperature of 700-730 ℃ and holding time of 10-20 minutes, the aluminum-silicon alloy extruded material is injected into the continuous casting mold heated to 70-120 ℃ at an injection temperature of 700-720 ℃ A method may be provided.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 균질화 공정은, 60-70℃/Hr의 승온속도로 460-500℃로 상승시켜 8-14시간 유지한 후, 로 내에서 270-320℃의 온도에서 120-150℃의 온도까지 팬 냉각을 수행하며, 그 이후부터 실온까지 공냉시키는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to one aspect of the invention, the homogenization process, after raising to 460-500 ℃ at a temperature increase rate of 60-70 ℃ / Hr and maintained for 8-14 hours, at a temperature of 270-320 ℃ in the furnace A method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material may be provided which performs fan cooling to a temperature of 120-150 ° C., and then air-cools to room temperature.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 압출 공정은, 390-440℃의 금형온도와, 390-440℃의 빌렛온도와, 390-440℃의 컨테이너 온도와, 400-440℃의 출구온도, 0.5-3mm/sec의 압출속도로 수행되는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to one aspect of the invention, the extrusion process, the mold temperature of 390-440 ℃, billet temperature of 390-440 ℃, container temperature of 390-440 ℃, outlet temperature of 400-440 ℃, There may be provided a method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material which is carried out at an extrusion rate of 0.5-3 mm / sec.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 탈가스 공정을 수행하는 단계는, 상기 탈가스 공정을 수행한 후에, 상기 알루미늄-실리콘 합금 용탕 내의 비금속 개재물 및 알칼리금속에 대한 정제 공정을 수행하는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the step of performing the degassing process, after performing the degassing process, aluminum- performing a purification process for the non-metallic inclusions and alkali metal in the aluminum-silicon alloy molten metal- A method for producing a silicon alloy extruded material may be provided.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제조 방법을 이용하여 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, an aluminum-silicon alloy extruded material manufactured using the manufacturing method may be provided.
본 발명은 주조 공정 및 압출 공정을 통해 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조한 후에, 단조 공정을 통해 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제조함으로써, 자동차 부품으로 사용되는 고강도의 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제공할 수 있다.The present invention can provide a high-strength aluminum-silicon alloy extruded material used for automobile parts by manufacturing the aluminum-silicon alloy extruded material through a casting process and an extrusion process, and then manufacturing the aluminum-silicon alloy forged material through a forging process. have.
또한, 본 발명은 알루미늄-실리콘 합금에 대한 용해 공정, 탈가스 공정 및 주조 공정을 수행하고, 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 균질화 공정을 수행한 후에, 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 압출 공정을 수행함으로써, 균일한 미세조직을 통해 내구성과 기계적 물성이 향상된 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조할 수 있다.In addition, the present invention performs a dissolution process, a degassing process and a casting process for the aluminum-silicon alloy, and after performing a homogenization process for the obtained aluminum-silicon alloy billet, and performs an extrusion process for the aluminum-silicon alloy billet By doing so, it is possible to produce an aluminum-silicon alloy extruded material having improved durability and mechanical properties through a uniform microstructure.
아울러, 본 발명은 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 열처리를 수행하여 이용하거나또는 추가적인 열간 단조 공정을 수행할 경우 자동차 부품용으로 사용될 수 있는 고강도의 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a high-strength aluminum-silicon alloy forging material that can be used for automotive parts when the aluminum-silicon alloy extruded material is subjected to heat treatment or when performing an additional hot forging process.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 공정 및 주조 공정을 예시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 공정 조건을 예시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 알루미늄-실리콘 합금 주조재의 중심부-중간부-표면부의 미세조직을 나타낸 도면이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이고,
도 6a와 6b는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 빌렛의 균질화처리 전과 후의 중심부-중간부-표면부의 미세조직을 나타낸 도면이고,
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재 단면의 중심부에서부터 표면부까지의 미세조직 도면이며,
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 미세조직내의 실리콘입자의 크기를 화상분석기를 이용하여 측정한 도면이고,
도 8a 및 8b는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 용체화 및 시효처리 공정도와, 용체화처리 후의 미세조직을 나타낸 도면이며,
도면 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄- 실리콘 합금 압출재를 단조가공하여 제조한 스크롤 단조품과 표면을 절삭가공한 단조품의 형상 도면이며,
도면 9b는 단조품의 절단면을 Keller 에칭액으로 부식시켜 단조가공에 따른 단류선(metal flow)을 나타낸 도면이다.1 is a flowchart showing a process of manufacturing an aluminum-silicon alloy extruded material according to an embodiment of the present invention,
2 is a view illustrating a melting process and a casting process according to an embodiment of the present invention,
3 is a view illustrating an extrusion process condition according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing the microstructure of the center-middle-surface portion of the aluminum-silicon alloy casting material manufactured according to one embodiment of the present invention,
5 is a flowchart illustrating a process of manufacturing an aluminum-silicon alloy forging material according to another embodiment of the present invention,
6a and 6b are views showing the microstructure of the center-middle-surface portion before and after homogenization treatment of aluminum-silicon alloy billets according to an embodiment of the present invention,
Figure 7a is a microstructure diagram from the center to the surface of the cross section of the aluminum-silicon alloy extruded material according to an embodiment of the present invention,
7B is a view of measuring the size of the silicon particles in the microstructure of the aluminum-silicon alloy extruded material according to an embodiment of the present invention, using an image analyzer,
8a and 8b is a view showing a solution and aging process of the aluminum-silicon alloy extruded material according to an embodiment of the present invention, and the microstructure after the solution treatment,
9A is a shape diagram of a scroll forging manufactured by forging an aluminum-silicon alloy extrusion material according to another embodiment of the present invention, and a forging manufactured by cutting a surface thereof;
Figure 9b is a view showing a metal flow according to the forging process by corroding the cut surface of the forged product with Keller etching solution.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the embodiments of the present invention, and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, the invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 공정 및 주조 공정을 예시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 공정 조건을 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 알루미늄-실리콘 합금 빌렛의 중심부-중간부-표면부의 미세 조직을 나타낸 도면이다.1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing an aluminum-silicon alloy extrusion material according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view illustrating a melting process and a casting process according to an embodiment of the present invention, Figure 3 4 is a view illustrating extrusion process conditions according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing the microstructure of the center-middle-surface of the aluminum-silicon alloy billet prepared according to an embodiment of the present invention.
상기 도면들을 참조하면, 알루미늄-실리콘 합금에 대한 용해 공정을 수행할 수 있다(단계110).Referring to the drawings, it is possible to perform a dissolution process for the aluminum-silicon alloy (step 110).
예를 들면, 용해 공정은 11.0-12.6중량%의 실리콘(Si)과, 2.4-3.6중량%의 구리(Cu)와, 0.4-0.8중량%의 마그네슘(Mg)과, 0초과-0.5중량%의 철(Fe)과, 0초과-0.2중량%의 타이타늄(Ti)과, 0초과-0.2중량%의 스트론튬(Sr)을 포함하고, 잔부가 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물로 이루어지는 알루미늄-실리콘 합금에 대해 700-750℃의 온도 범위에서 수행할 수 있다.For example, the dissolution process may include 11.0-12.6 wt% silicon (Si), 2.4-3.6 wt% copper (Cu), 0.4-0.8 wt% magnesium (Mg), and greater than 0-0.5 wt% An aluminum-silicon alloy containing iron (Fe), over 0-0.2 wt% titanium (Ti), and over 0-0.2 wt% strontium (Sr), the balance being made of aluminum (Al) and unavoidable impurities. In the temperature range of 700-750 ° C.
여기에서, 실리콘(Si)과 마그네슘(Mg)은 시효 처리에 의해 β″상 및 β′상으로서 결정립내에 석출하여 높은 강도를 부여하는 원소로서, 실리콘(Si)의 경우 11.0중량% 미만이면 시효 처리 시 시효경화량이 저하되고, 12.6중량%를 초과하면 강도가 너무 높아져 강도, 인성, 내식성 등이 저하되어 단소성을 저해하는 문제점이 있어, 11.0-12.6중량%의 중량비율로 함유되는 것이 바람직하다.Here, silicon (Si) and magnesium (Mg) are elements that precipitate in crystal grains as β ″ phase and β ′ phase by aging treatment to impart high strength, and when silicon (Si) is less than 11.0 wt%, aging treatment When the amount of age-age hardening falls and exceeds 12.6 weight%, there is a problem that the strength is too high, the strength, toughness, corrosion resistance, etc. are lowered and the hardness is inhibited, and the content is preferably contained in a weight ratio of 11.0-12.6 weight%.
그리고, 마그네슘(Mg)의 경우에도 실리콘(Si)과 마찬가지로 0.4중량% 미만이면 시효 처리 시 시효경화량이 저하되고, 0.8중량%를 초과하면 강도가 너무 높아져 강도, 인성, 내식성 등이 저하되어 단소성을 저해하는 문제점이 있어 0.4-0.8중량%의 중량비율로 함유되는 것이 바람직하다.Also, in the case of magnesium (Mg), as in the case of silicon (Si), the amount of hardening at the time of aging treatment is lowered if it is less than 0.4% by weight. Since there is a problem that inhibits it is preferably contained in a weight ratio of 0.4-0.8% by weight.
또한, 구리(Cu)는 고용 강화로 강도의 향상에 기여하면서 시효 처리에 있어 시효 경화를 촉진하는 원소로서, 2.4중량% 미만이면 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 없고, 3.6중량%를 초과하면 조직의 응력 부식 깨짐이나 입계 부식의 감수성을 매우 높여 내식성을 저하시키는 문제점이 있어, 2.4-3.6중량%의 중량비율로 함유되는 것이 바람직하다.In addition, copper (Cu) is an element that promotes aging hardening in the aging treatment while contributing to the improvement of strength by solid solution strengthening. If the content is less than 2.4% by weight, the above-described effects cannot be obtained. There is a problem in that the corrosion resistance of cracking and the susceptibility of grain boundary corrosion is greatly increased, thereby reducing the corrosion resistance, and it is preferably contained in a weight ratio of 2.4 to 3.6% by weight.
한편, 철(Fe)은 분산 입자를 생성하여 재결정 후의 입계 이동을 방해하여 결정립의 조대화를 방지하면서 결정립을 미세화하는 원소로서, 상술한 바와 같은 효과를 얻기 위해 0초과 중량%를 함유하여야만 하며, 0.5중량%를 초과하면 알루미늄-철(Al-Fe)의 조대한 정출물이 생성되어 파괴 인성, 피로 특성 등을 열화시키는 문제점이 있어, 0초과-0.5중량%의 중량비율로 함유되는 것이 바람직하다.On the other hand, iron (Fe) is an element that refines the crystal grains while preventing the coarsening of crystal grains by preventing the grain boundary movement after recrystallization to produce dispersed particles, must contain more than 0% by weight in order to obtain the above-described effect, If it exceeds 0.5% by weight, coarse crystals of aluminum-iron (Al-Fe) are generated to deteriorate fracture toughness, fatigue characteristics, and the like, and it is preferably contained in a weight ratio of more than 0 to 0.5% by weight. .
그리고, 타이타늄(Ti)은 빌렛의 결정립을 미세화하여 미세한 아결정립으로 전환시키는 효과를 제공하는 원소로서, 상술한 바와 같은 효과를 얻기 위해 0초과 중량%를 함유하여야만 하며, 0.2중량%를 초과하면 조대한 정석출물을 형성하여 가공성을 저하시키는 문제점이 있어, 0초과-0.2중량%의 중량비율로 함유되는 것이 바람직하다.Titanium (Ti) is an element that provides the effect of refining the grains of the billet and converting them into fine sub-crystal grains, and should contain more than 0 wt% in order to obtain the above-described effect, and if it exceeds 0.2 wt%, There is a problem in that the crystallization precipitates are formed to lower the processability, and it is preferable to be contained in a weight ratio of more than 0 to 0.2% by weight.
또한, 스트론튬(Sr)은 알루미늄-실리콘 합금의 공정조직을 미세화시킬 수 있는 개량처리제로 이용되고 있는 원소로서, 이를 첨가할 경우 알루미늄-실리콘 합금에서 공정 실리콘의 형상을 침상(Acicular) 형상에서 층상(Lamellar) 또는 섬유상(Fibrous) 형상으로 변화시키게 되며, 이 공정 실리콘의 형상 변화는 미세조직의 취성 억제와 기계적 성질(예를 들면, 인장강도, 항복강도, 연신율 등)을 향상시키는데 큰 영향을 미치게 된다.In addition, strontium (Sr) is an element that is used as an improvement treatment agent that can refine the process structure of the aluminum-silicon alloy, and when it is added, the shape of the process silicon in the aluminum-silicon alloy is formed in the acicular shape. Lamellar) or fibrous shape, and the shape change of the process silicon has a great influence on suppressing the brittleness of the microstructure and improving the mechanical properties (eg, tensile strength, yield strength, elongation, etc.). .
이러한 스트론튬(Sr)은 공정합금에서 발생할 수 있는 초정 실리콘의 크기를 감소시키고, 응고온도 구간을 좁혀주는 효과가 있으며, 다른 첨가제들에 비하여 비교적 장시간동안 개량처리 효과를 유지하는데, 스트론튬 첨가를 위하여서는 알루미늄-스트론튬의 모합금 형태로 첨가되며, 이를 위하여 Al-3.5wt%Sr, Al-10wt%Sr, Al-90wt%Sr, Al-10wt%Sr-14wt%Si 등의 모합금 형태로 된 것을 공정 실리콘 개량제로서 사용할 수 있다.This strontium (Sr) has the effect of reducing the size of primary silicon that can occur in the process alloy, narrowing the solidification temperature section, and maintains the improvement effect for a relatively long time compared to other additives, for the addition of strontium It is added in the form of a mother alloy of aluminum-strontium, and for this purpose, it is formed in the form of a mother alloy such as Al-3.5wt% Sr, Al-10wt% Sr, Al-90wt% Sr, and Al-10wt% Sr-14wt% Si. It can be used as a silicone improver.
또한, 알루미늄-실리콘 합금에는 상술한 바와 같은 스트론튬의 효과를 얻기 위해 0초과 중량%을 첨가해야만 하며, 0.2중량%가 초과하면 미세화 효과가 변화가 없거나 또는 오히려 저하될 수 있고, Al-12.6wt%Si 공정 합금보다 실리콘을 다량 첨가한 합금들은 과공정 조성을 갖는 과공정 합금으로서 조대한 초정 실리콘이 발생하여 재료의 특성을 저하시키게 되기 때문에, 0초과-0.2중량%의 중량비율로 함유되는 것이 바람직하다. In addition, the aluminum-silicon alloy must be added in excess of 0% by weight in order to obtain the effect of the strontium as described above, and when 0.2% by weight is exceeded, the micronization effect may be unchanged or rather degraded, and Al-12.6wt% Alloys in which a large amount of silicon is added to the Si eutectic alloys are supereutectic alloys having an eutectic composition, so that coarse primary silicon is generated to deteriorate the properties of the material. .
아울러, 불가피적 불순물로는 바나듐(V), 하프늄(Hf), 붕소(B) 등이 있는데, 바나듐(V) 또는 하프늄(Hf)의 경우 미량이면 결정립의 미세화 효과를 얻을 수 있는 반면에, 함유량이 커지면 조대한 금속간 화합물을 형성하여 인성, 피로 특성을 저하시키는 문제점이 있으며, 붕소(B)의 경우 빌렛의 결정립을 미세화하여 압출이나 단조 시의 가공성의 향상 효과를 얻을 수 있는 반면에, 함유량이 커지면 조대한 정석출물을 형성하여 가공성을 저하시키는 문제점이 있다.In addition, inevitable impurities include vanadium (V), hafnium (Hf), and boron (B). In the case of vanadium (V) or hafnium (Hf), when the trace amount is small, the micronized effect of crystal grains can be obtained. If it becomes larger, there is a problem of forming coarse intermetallic compounds to reduce toughness and fatigue properties.In the case of boron (B), the grain size of the billet can be refined to obtain an effect of improving workability during extrusion or forging. If it becomes large, there exists a problem of forming coarse crystallization and reducing workability.
그리고, 상기 단계(110)의 용해 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 탈가스 공정을 수행할 수 있다(단계120).In addition, a degassing process for the aluminum-silicon alloy molten metal obtained through the dissolution process of
여기에서, 탈가스 공정은, 690-730℃의 온도 범위로 3-10분의 시간 범위에서 수행할 수 있는데, 단계120의 용해 공정에서 용해된 알루미늄-실리콘 합금 용탕으로부터 수소 가스를 제거하는 공정으로, 예를 들어 알루미늄 합금 100g 중의 수소 가스 농도를 0.10cc/100g 까지 제어할 수 있다.Here, the degassing process may be performed in a temperature range of 690-730 ° C. in a time range of 3-10 minutes, and the process of removing hydrogen gas from the molten aluminum-silicon alloy molten metal in the dissolution process of
이러한 탈가스 공정에서는 정련로 내에서 흑연교반봉을 이용하여 용탕을 교반하면서, Ar 가스와 염소계 또는 불화계 가스를 투입하여 용탕중의 수소가스를 제어하여 용탕중의 수소가스 함유량을 제어할 수 있다.In this degassing process, while stirring the molten metal using a graphite stirring rod in a refining furnace, Ar gas and chlorine or fluorinated gas may be added to control the hydrogen gas in the molten metal to control the hydrogen gas content in the molten metal. .
상술한 바와 같은 단계130에서는 탈가스 공정을 수행한 후에, 용탕내의 불필요한 비금속 개재물(MgO, Al2O3, TiB2) 및 알칼리금속(Na, Ca, Li : 2ppm이하) 발생을 억제하고 이를 제어하는 정제 공정을 수행할 수 있다.In
상술한 바와 같이 탈가스 공정과 함께 용탕중의 비금속 개재물을 걸러내어 주조품의 청정도를 높이는 효과를 얻기 위하여 다양한 크기의 세라믹폼 필터를 이용한 작업을 실시함으로서 알루미늄-실리콘 합금 용탕 내의 비금속 개재물과 알칼리 금속을 제어할 수 있다.As described above, the non-metallic inclusions and alkali metals in the aluminum-silicon alloy molten metal are removed by performing operations using ceramic foam filters of various sizes to filter out non-metallic inclusions in the molten metal and increase the cleanliness of the cast product. Can be controlled.
그리고, 상기 단계(120)의 탈가스 공정을 수행한 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 주조 공정을 수행할 수 있다(단계130).In addition, a casting process for the aluminum-silicon alloy molten metal in which the degassing process of
여기에서, 주조 공정은 연속 주조 방식 등을 이용하여 수행될 수 있는데, 700-730℃의 홀딩 온도와 10-20분의 홀딩 시간을 유지한 후, 700-720℃의 주입 온도에서 70-120℃로 가열전처리된 연속주조 금형에 주입되는 방식으로 수행됨으로써, 압출용 알루미늄-실리콘 합금 빌렛(billet)을 제조할 수 있다.Here, the casting process may be performed using a continuous casting method, etc., after maintaining the holding temperature of 700-730 ℃ and holding time of 10-20 minutes, 70-120 ℃ at an injection temperature of 700-720 ℃ It is carried out in a manner that is injected into a continuous casting mold preheated with a furnace, thereby producing an aluminum-silicon alloy billet for extrusion.
다음에, 상기 단계(130)의 주조 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 균질화 공정을 수행할 수 있다(단계140).Next, a homogenization process may be performed on the aluminum-silicon alloy billet obtained through the casting process of step 130 (step 140).
예를 들면, 균질화 공정은 60-70℃/Hr의 승온속도로 460-500℃로 상승시켜 8-14시간 유지한 후, 로 내에서 270-320℃의 온도에서 120-150℃의 온도까지 팬 냉각을 수행하며, 그 이후부터 실온까지 공냉시키는 방식으로 수행될 수 있다.For example, the homogenization process is raised to 460-500 ° C. at a heating rate of 60-70 ° C./Hr and held for 8-14 hours, followed by a fan from 270-320 ° C. to 120-150 ° C. in the furnace. Cooling may be performed, followed by air cooling to room temperature.
여기에서, 60-70℃/Hr의 승온속도를 유지하는 것은 60℃/Hr 미만이면 조대화가 촉진되어 후속 용체화 처리가 불충분해져 강도, 내식성 및 인성이 저하되는 문제점이 있고, 70℃/Hr를 초과하면 재고용은 쉽게 촉진되지만 분산 입자가 조대하고 거칠게 형성되어 고밀도 미세 분산에 의한 재결정의 억제, 결정립 미세화를 저해하는 문제점이 있기 때문이다.Here, maintaining the temperature increase rate of 60-70 ° C / Hr is less than 60 ° C / Hr promotes coarsening and insufficient subsequent solution treatment, there is a problem that the strength, corrosion resistance and toughness is lowered, 70 ° C / Hr If it exceeds, the re-use is easily promoted, but the dispersed particles are coarse and coarse, there is a problem that inhibits the recrystallization and grain refinement by high-density fine dispersion.
그리고, 460-500℃의 온도에서 8-14시간 유지하는 것은 유지 온도가 460℃ 미만이거나 유지 시간이 8시간 미만이면 균질화 열처리 온도가 너무 낮아 부족한 재고용 특성으로 인해 강도, 내식성 및 인성이 저하되는 문제점이 있고, 유지 온도가 500℃를 초과하거나 유지시간이 14시간을 초과하면 재고용은 쉽게 촉진되지만 분산 입자가 조대할 뿐만 아니라 수도 감소하여 고밀도 미세 분산에 의한 재결정의 억제, 결정립 미세화를 저해하는 문제점이 있기 때문이다.In addition, maintaining 8-14 hours at a temperature of 460-500 ° C. is a problem that the strength, corrosion resistance and toughness deteriorate due to insufficient inventory characteristics when the holding temperature is less than 460 ° C. or the holding time is less than 8 hours. If the holding temperature exceeds 500 ° C. or the holding time exceeds 14 hours, re-use is easily promoted, but the dispersed particles are coarse, and the number of particles is also reduced, thereby inhibiting recrystallization by high density fine dispersion and inhibiting grain refinement. Because there is.
이어서, 상기 단계(140)의 균질화 공정을 수행한 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 압출 공정을 수행할 수 있다(단계150).Subsequently, an extrusion process for the aluminum-silicon alloy billet having the homogenization process of
여기에서, 압출 공정은 도 3a에 도시한 바와 같이 390-440℃의 금형온도와, 390-440℃의 빌렛온도와, 390-440℃의 컨테이너 온도와, 400-440℃의 출구온도와, 0.5-3mm/sec의 압출속도로 수행되는데, 출구온도가 400℃ 미만이면 압출 종료 시점에 재결정 및 입성장이 일어나기 때문에, 그 후 재결정이 발생할 가능성이 높아지기 때문에 단면에서의 재결정률을 향상시키기 어려운 문제점이 있으며, 이로 인해 강도, 내식성 및 인성이 저하되는 현상이 발생하게 된다.Here, the extrusion process is a mold temperature of 390-440 ℃, billet temperature of 390-440 ℃, container temperature of 390-440 ℃, outlet temperature of 400-440 ℃, 0.5 as shown in Figure 3a When the exit temperature is less than 400 ° C., recrystallization and grain growth occur at the end of extrusion, since the recrystallization is more likely to occur after the extrusion temperature of −3 mm / sec. As a result, a phenomenon in which strength, corrosion resistance and toughness decreases occurs.
따라서, 본 발명은 주조 공정 및 압출 공정을 통해 제조된 미세한 금속조직을 갖는 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조한 후에, 용체화처리 및 시효열처리를 실시하여 후속공정으로 제공하거나, 또는 단조 공정을 통해 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제조함으로써, 자동차 부품으로 사용되는 고강도의 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제공할 수 있다.Therefore, the present invention is to produce an aluminum-silicon alloy extruded material having a fine metal structure produced through the casting process and extrusion process, and then subjected to the solution treatment and aging heat treatment to provide as a subsequent process, or through the forging process aluminum By manufacturing the silicon alloy forging, it is possible to provide a high strength aluminum-silicon alloy extruded material used for automobile parts.
또한, 본 발명은 알루미늄-실리콘 합금에 대한 용해 공정, 탈가스 공정 및 주조 공정을 수행하고, 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 균질화 공정을 수행한 후에, 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 압출 공정을 수행함으로써, 균일한 미세조직을 통해 내구성과 기계적 물성이 향상된 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 제조할 수 있다.In addition, the present invention performs a dissolution process, a degassing process and a casting process for the aluminum-silicon alloy, and after performing a homogenization process for the obtained aluminum-silicon alloy billet, and performs an extrusion process for the aluminum-silicon alloy billet By doing so, it is possible to produce an aluminum-silicon alloy extruded material having improved durability and mechanical properties through a uniform microstructure.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재에 대한 열간 단조 공정을 수행하여 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제조하는 과정에 대해 설명한다.Next, a process of manufacturing an aluminum-silicon alloy forging material by performing a hot forging process for the aluminum-silicon alloy extruded material manufactured according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다. 여기에서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 단조재의 제조 과정 중 단계510 내지 단계550은 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법과 유사하므로 이하에서는 그 구체적인 설명은 생략하며, 차이점이 있는 단계560의 구성에 대해서만 구체적으로 설명한다.5 is a flowchart illustrating a process of manufacturing an aluminum-silicon alloy forging material according to another embodiment of the present invention. Here,
도 5를 참조하면, 알루미늄-실리콘 합금에 대한 용해 공정을 수행할 수 있다(단계510).Referring to FIG. 5, a dissolution process for the aluminum-silicon alloy may be performed (step 510).
그리고, 상기 단계(510)의 용해 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 탈가스 공정을 수행할 수 있다(단계520).Then, a degassing process for the aluminum-silicon alloy molten metal obtained through the dissolution process of
또한, 상기 단계(520)의 탈가스 공정을 수행한 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 주조 공정을 수행할 수 있다(단계530).In addition, a casting process for the aluminum-silicon alloy molten metal that has performed the degassing process of
한편, 상기 단계(530)의 주조 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 균질화 공정을 수행할 수 있다(단계540).Meanwhile, a homogenization process for the aluminum-silicon alloy billet obtained through the casting process of
다음에, 상기 단계(540)의 균질화 공정을 수행한 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 압출 공정을 수행할 수 있다(단계550).Next, an extrusion process for the aluminum-silicon alloy billet having the homogenization process of
이어서, 상기 단계(550)의 압출 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 압출재에 대한 열간 단조 공정을 수행할 수 있다(단계560).Subsequently, a hot forging process for the aluminum-silicon alloy extruded material obtained through the extrusion process of
예를 들면, 열간 단조 공정은 단계550을 통해 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 열간 단조 개시 온도까지 또는 열간 단조 개시 온도보다 저온(즉, 실온)까지 냉각한 후 재가열하고, 메커니컬 프레스, 유압프레스 등을 이용한 단조를 수행할 수 있는데, 460-560℃의 개시온도와, 적어도 370℃로 하여 수행할 수 있다.For example, the hot forging process is to cool the aluminum-silicon alloy extruded material produced in
여기에서, 개시온도가 460℃ 미만이거나 종료온도가 370℃ 미만이면 단조 종료 시점 또는 그 후의 용체화 처리 시에 재결정 및 입성장이 일어나기 때문에, 알루미늄 단조 합금의 단면에서 재결정률을 향상시키기 어렵고, 개시온도가 560℃를 초과하면 가공성이 저하되어 단조 가공 시에 깨짐 등이 발생하는 문제점이 있다.Here, when the start temperature is less than 460 ° C or the end temperature is less than 370 ° C, recrystallization and grain growth occur at the end of the forging or during the solution treatment, so that it is difficult to improve the recrystallization rate at the cross section of the aluminum forging alloy. When the temperature exceeds 560 ° C, workability is lowered, and there is a problem in that cracking occurs during forging.
상술한 바와 같은 단계560에서는 열간 단조 공정 후에 조질 공정을 수행할 수 있는데, 이러한 조질 공정은 용체화 처리 및 시효 처리를 포함할 수 있다.In
여기에서, 용체화 처리는 480-510℃의 열처리온도에서 6-12시간의 열처리시간을 유지할 수 있으며, 열처리온도가 너무 낮거나 시간이 너무 짧으면 용체화가 부족하여 고용이 불충분해지고, 강도가 저하되는 문제점이 있다.Here, the solution treatment can maintain a heat treatment time of 6-12 hours at the heat treatment temperature of 480-510 ℃, if the heat treatment temperature is too low or too short time, the solution solution is insufficient, the solid solution is insufficient, the strength is lowered There is a problem.
또한, 시효 처리는 180-200℃의 열처리온도에서 1-24시간의 열처리시간을 유지할 수 있다.In addition, the aging treatment can maintain a heat treatment time of 1-24 hours at a heat treatment temperature of 180-200 ℃.
따라서, 본 발명은 알루미늄-실리콘 합금 압출재에 대한 열간 단조 공정을 추가로 수행할 경우 자동차 부품용으로 사용될 수 있는 고강도의 알루미늄-실리콘 합금 단조재를 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide a high strength aluminum-silicon alloy forging material that can be used for automobile parts when additionally performing a hot forging process for the aluminum-silicon alloy extruding material.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 알루미늄-실리콘 합금 빌렛의 균질화처리에 대하여 상세히 설명한다.Next, the homogenization treatment of the aluminum-silicon alloy billet manufactured according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described in detail.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 빌렛의 균질화 처리 전과 후의 중심부-중간부-표면부의 미세조직을 나타낸 것으로서, 도 6a의 균질화처리 전에는 수지상정의 크고 작은 형상들이 중심부에서부터 표면부까지 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 도 6b의 균질화처리후의 미세조직은 균질화처리 전과 달리 수지상조직이 사라지고, 미세한 실리콘 공정입자가 고르게 퍼져 있는 것이 확연히 구분되어진다. 6A and 6B illustrate the microstructure of the center-middle-surface portion before and after homogenization treatment of aluminum-silicon alloy billets according to an embodiment of the present invention, before the homogenization treatment of FIG. It can be seen that appearing to the surface portion, the microstructure after the homogenization treatment of Figure 6b is distinguished that the dendritic tissue disappears, and the fine silicon process particles evenly spread, unlike before the homogenization treatment.
따라서, 균질화처리에 의하여 실리콘입자가 충분히 고르게 분산되어 분포되지 못하면 조직의 불균일로 인하여 경도가 불균일하게 되고, 기계적 성질도 균일하지 못한 제품을 얻을 수 있게 되며, 이는 차후 제품 결함의 원인을 제공할 수 있다.Therefore, if the silicon particles are not evenly distributed and distributed by the homogenization treatment, the hardness becomes uneven and the mechanical properties are not uniform due to the nonuniformity of the tissue, which may provide a cause of product defects later. have.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 미세조직을 나타낸 것으로서 압출재는 직경 203mmㅨ의 빌렛을 이용하여 약 4:1-10:1의 압출비를 갖는 압출재의 중심부에서부터 표면부까지의 미세조직을 나타낸 것으로 실리콘 입자가 매우 미세하게 고른 분포를 나타내고 있으며, 7A illustrates a microstructure of an aluminum-silicon alloy extruded material according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the extruded material has a surface portion from the center of the extruded material having an extrusion ratio of about 4: 1-10: 1 using a billet having a diameter of 203 mm ㅨ. It shows the microstructure up to and shows a very even distribution of silicon particles,
도면 7b는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 미세조직을 화상분석기(Image Analyser)를 이용하여 실리콘 입자의 크기를 분석한 것으로, 적색으로 나타낸 것이 공정실리콘 입자의 크기를 구분하여 나타낸 것으로서, 실리콘 입자의 평균 크기는 3.9㎛이다.Figure 7b is a microstructure of the aluminum-silicon alloy extruded material by analyzing the size of the silicon particles using an image analyzer (Image Analyser), shown in red to show the size of the process silicon particles divided, the average size of the silicon particles Is 3.9 µm.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 용체화 및 시효처리 공정도로 용체화 처리는 480-510℃의 열처리온도에서 6-12시간의 열처리를 수행하고, 시효 처리는 180-200℃의 온도에서 1-24시간 시효(aging)처리를 수행하였으며, 도8b는 용체화처리 후의 미세조직을 나타낸 것이다.8A is a solution and aging treatment process of the aluminum-silicon alloy extruded material according to an embodiment of the present invention, the solution treatment is performed for a heat treatment of 6-12 hours at a heat treatment temperature of 480-510 ℃, the aging treatment is 180- Aging treatment was performed at a temperature of 200 ° C. for 1-24 hours, and FIG. 8B shows the microstructure after the solution treatment.
도면 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄-실리콘 합금 압출재를 단조가공하여 제조한 스크롤 단조품과 표면을 절삭가공한 단조품의 형상이며, Figure 9a is the shape of the scroll forging manufactured by forging the aluminum-silicon alloy extruded material according to another embodiment of the present invention and the forging manufactured by cutting the surface,
도면 9b는 단조품의 절단면을 Keller 에칭액으로 부식시키어 단조가공에 따른 단류선(metal flow)을 나타낸 것이다.9b shows a metal flow according to the forging process by corroding the cut surface of the forging with Keller etchant.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the foregoing description, various embodiments of the present invention have been described and described, but the present invention is not necessarily limited thereto, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may have various modifications without departing from the technical spirit of the present invention. It will be readily appreciated that branch substitutions, modifications and variations are possible.
Claims (6)
상기 용해 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 탈가스 공정을 수행하는 단계와,
상기 탈가스 공정을 수행한 상기 알루미늄-실리콘 합금 용탕에 대한 주조 공정을 수행하는 단계와,
상기 주조 공정을 통해 얻어진 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 균질화 공정을 수행하는 단계와,
상기 균질화 공정을 수행한 알루미늄-실리콘 합금 빌렛에 대한 압출 공정을 수행하는 단계
를 포함하는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법.
Performing a dissolution process for the aluminum-silicon alloy;
Performing a degassing process for the aluminum-silicon alloy molten metal obtained through the dissolution process;
Performing a casting process for the aluminum-silicon alloy molten metal which has undergone the degassing process;
Performing a homogenization process for the aluminum-silicon alloy billet obtained through the casting process;
Performing an extrusion process for the aluminum-silicon alloy billet subjected to the homogenization process
Method for producing an aluminum-silicon alloy extrusion material comprising a.
상기 용해 공정은, 11.0-12.6중량%의 실리콘(Si)과, 2.4-3.6중량%의 구리(Cu)와, 0.4-0.8중량%의 마그네슘(Mg)과, 0초과-0.5중량%의 철(Fe)과, 0초과-0.2중량%의 타이타늄(Ti)과, 0초과-0.2중량%의 스트론튬(Sr)을 포함하고, 잔부가 알루미늄(Al) 및 불가피한 불순물로 이루어지는 상기 알루미늄-실리콘 합금에 대해 700-750℃의 온도 범위에서 수행되고,
상기 탈가스 공정은, 690-730℃의 온도 범위로 3-10분의 시간 범위에서 수행되며,
상기 주조 공정은, 700-730℃의 홀딩 온도와 10-20분의 홀딩 시간을 유지한 후, 700-720℃의 주입 온도에서 70-120℃로 가열전처리된 연속주조 금형에 주입되는
알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The dissolution process comprises 11.0-12.6 wt% silicon (Si), 2.4-3.6 wt% copper (Cu), 0.4-0.8 wt% magnesium (Mg), and greater than 0-0.5 wt% iron ( Fe), 0% -0.2% by weight of titanium (Ti), 0% -0.2% by weight of strontium (Sr), with the balance being made of aluminum (Al) and unavoidable impurities to the aluminum-silicon alloy Carried out in a temperature range of 700-750 ° C.,
The degassing process is carried out in a time range of 3-10 minutes in a temperature range of 690-730 ℃,
The casting process is maintained in a holding temperature of 700-730 ℃ and a holding time of 10-20 minutes, then injected into a continuous casting mold heated to 70-120 ℃ at an injection temperature of 700-720 ℃
Method for producing aluminum-silicon alloy extruded material.
상기 균질화 공정은, 60-70℃/Hr의 승온속도로 460-500℃로 상승시켜 8-14시간 유지한 후, 로 내에서 270-320℃의 온도에서 120-150℃의 온도까지 팬 냉각을 수행하며, 그 이후부터 실온까지 공냉시키는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법.
The method of claim 2,
The homogenization step is to raise the temperature to 460-500 ℃ at a temperature increase rate of 60-70 ℃ / Hr and hold for 8-14 hours, and then fan cooling to a temperature of 120-150 ℃ at a temperature of 270-320 ℃ in the furnace A process for producing an aluminum-silicon alloy extruded material, which is then carried out and then air cooled to room temperature.
상기 압출 공정은, 390-440℃의 금형온도와, 390-440℃의 빌렛온도와, 390-440℃의 컨테이너 온도와, 400-440℃의 출구온도와, 0.5-3mm/sec의 압출속도로 수행되는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법.
The method of claim 3, wherein
The extrusion process is carried out at a mold temperature of 390-440 ° C., a billet temperature of 390-440 ° C., a container temperature of 390-440 ° C., an outlet temperature of 400-440 ° C., and an extrusion rate of 0.5-3 mm / sec. Process for producing aluminum-silicon alloy extruded material carried out.
상기 탈가스 공정을 수행하는 단계는, 상기 탈가스 공정을 수행한 후에, 상기 알루미늄-실리콘 합금 용탕 내의 비금속 개재물 및 알칼리금속에 대한 정제 공정을 수행하는 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
The step of performing the degassing process, after performing the degassing process, a method for producing an aluminum-silicon alloy extruded material for performing a purification process for the non-metallic inclusions and alkali metal in the molten aluminum-silicon alloy.
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10204566A (en) * | 1997-01-14 | 1998-08-04 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Aluminum alloy material excellent in anodic oxidation treatment property and having high strength and wear resistance, and its production |
| JP2000212708A (en) * | 1999-01-20 | 2000-08-02 | Nippon Light Metal Co Ltd | Extrusion method under holding temperature of die end part, extrusion apparatus and aluminum extruded shape |
| JP2000265232A (en) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | Aluminum alloy piston excellent in high temperature fatigue strength and wear resistance, and its manufacture |
| JP2004232087A (en) * | 2002-11-22 | 2004-08-19 | Showa Denko Kk | Aluminum alloy, rod-shape material, forging shaped article, machining shaped article, wear-resistant aluminum alloy having excellent hardness of anodically oxidized film using the same, sliding part, and their production method |
| KR20060021965A (en) | 2004-09-06 | 2006-03-09 | 현대자동차주식회사 | Method for manufacturing aluminium lower arm of vehicle |
| JP4359231B2 (en) * | 2003-12-18 | 2009-11-04 | 昭和電工株式会社 | Method for producing aluminum alloy molded product, and aluminum alloy molded product |
| KR101511544B1 (en) * | 2013-11-15 | 2015-04-13 | 현대자동차주식회사 | A method for manufacturing forged product using hot forging aluminum alloy |
| KR20170138533A (en) | 2015-10-30 | 2017-12-15 | 노벨리스 인크. | High strength 7XXX aluminum alloy and its manufacturing method |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10204566A (en) * | 1997-01-14 | 1998-08-04 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Aluminum alloy material excellent in anodic oxidation treatment property and having high strength and wear resistance, and its production |
| JP2000212708A (en) * | 1999-01-20 | 2000-08-02 | Nippon Light Metal Co Ltd | Extrusion method under holding temperature of die end part, extrusion apparatus and aluminum extruded shape |
| JP2000265232A (en) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | Aluminum alloy piston excellent in high temperature fatigue strength and wear resistance, and its manufacture |
| JP2004232087A (en) * | 2002-11-22 | 2004-08-19 | Showa Denko Kk | Aluminum alloy, rod-shape material, forging shaped article, machining shaped article, wear-resistant aluminum alloy having excellent hardness of anodically oxidized film using the same, sliding part, and their production method |
| JP4359231B2 (en) * | 2003-12-18 | 2009-11-04 | 昭和電工株式会社 | Method for producing aluminum alloy molded product, and aluminum alloy molded product |
| KR20060021965A (en) | 2004-09-06 | 2006-03-09 | 현대자동차주식회사 | Method for manufacturing aluminium lower arm of vehicle |
| KR101511544B1 (en) * | 2013-11-15 | 2015-04-13 | 현대자동차주식회사 | A method for manufacturing forged product using hot forging aluminum alloy |
| KR20170138533A (en) | 2015-10-30 | 2017-12-15 | 노벨리스 인크. | High strength 7XXX aluminum alloy and its manufacturing method |
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