KR20200069437A - Magnesium alloy for insert die casting, extruded material, and method of manufacturing the same - Google Patents

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    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

Abstract

The present invention provides an aluminum alloy for insert die casting, an extruded material, and a manufacturing method thereof. According to an embodiment of the present invention, an aluminum alloy for insert die casting comprises: greater than 6.0 wt% and 8.5 wt% or less of aluminum (Al); 0.2 wt% or more and 0.8 wt% or less of zinc (Zn); greater than 0 wt% and 1.0 wt% or less of zirconium (Zr); greater than 0 wt% and 0.3 wt% or less of nickel (Ni); greater than 0 wt% and 0.2 wt% or less of copper (Cu); greater than 0 wt% and 0.2 wt% or less of manganese (Mn); greater than 0 wt% and 0.02 wt% or less of silicon (Si); greater than 0 wt% and 0.1 wt% or less of iron (Fe); and the balance magnesium (Mg) and inevitable impurities.

Description

삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 마그네슘 합금 및 그 제조 방법{Magnesium alloy for insert die casting, extruded material, and method of manufacturing the same}Magnesium alloy for insert die casting, extruded material, and method of manufacturing the same}

본 발명의 기술적 사상은 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 마그네슘 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an extruded magnesium alloy for applying an insert die casting method and a method for manufacturing the same.

최근 스마트폰 등의 전기전자제품이 고사양, 슬림화 추세에 따른 사용자의 요구수준이 높아지고 있다. 특히, 스마트폰의 금속 프레임 외장부는 외관으로 드러나기 때문에, 우수한 외장품질이 요구되고 있다.2. Description of the Related Art Recently, a user's demand level is increasing in accordance with the trend of high specifications and slimming of electric and electronic products such as smartphones. In particular, since the exterior of the metal frame of the smartphone is exposed to the exterior, excellent exterior quality is required.

종래에는, 금속 프레임을 다이캐스팅을 이용하여 제조하고, 연마 가공 및 도장하여 금속 프레임 외장부를 제조하였다. 그런데 이러한 방법은 다이캐스팅 제품의 특성상 후속하는 공정에서 아노다이징 처리와 같은 표면처리를 거치더라도 우수한 외장품질을 구현하기 어려운 문제점이 있었다. 다른 방법으로서, 금속 프레임을 다이캐스팅을 대신하여 기계적 가공을 이용하여 제조하고, 아노다이징 표면처리함으로써 프레임 외장부의 외장품질을 증가시키려는 시도도 있다. 그러나, 기계적 가공 방법의 특성 상 금속프레임의 제조에 많은 시간과 비용이 소요되어 비경제적인 문제가 있다. 따라서 이동 단말기용 금속프레임의 제조가 용이하면서도 제품의 외장품질을 확보할 수 있는 새로운 기술에 대한 요구가 대두 되고 있다.Conventionally, a metal frame was manufactured using die casting, and a metal frame exterior was manufactured by polishing and painting. However, this method has a problem in that it is difficult to realize excellent exterior quality even after a surface treatment such as an anodizing treatment in a subsequent process due to the characteristics of the die-casting product. As another method, an attempt is made to increase the exterior quality of the frame exterior by manufacturing the metal frame using mechanical processing instead of die casting, and anodizing the surface. However, due to the nature of the mechanical processing method, it takes a lot of time and money to manufacture a metal frame, which is an uneconomical problem. Accordingly, there is a demand for a new technology that can easily manufacture a metal frame for a mobile terminal and secure the exterior quality of the product.

삽입 다이캐스팅(Insert Die Casting)법은 압출재 또는 인발재의 각 부분을 절곡시켜 프레임 외장부를 형성시키고, 형성된 외장부를 금형 내에 장입한 후, 그 금형 내부로 금속 용탕을 주입하여 다이캐스팅함으로서 프레임 내장부를 상기 프레임 외장부와 일체화시키는 방법이다. 이러한 방법은 원하는 외장 품질을 확보함과 동시에 비용을 감소시키는 기술로서 주목받고 있다. 이러한 삽입 다이캐스팅 기술을 적용하는 경우, 특히 외장부를 구성하는 금속 물질이 높은 강도를 가질 것이 요구되고 있다.In the insert die casting method, each part of an extruded material or a drawn material is bent to form a frame exterior part, and the formed exterior part is charged into a mold, and then a metal molten metal is injected into the mold to die cast the frame interior part to frame the exterior part of the frame. It is a way to integrate with wealth. Such a method has attracted attention as a technique for securing a desired exterior quality and reducing costs. When applying such an insert die casting technique, it is required that the metallic material constituting the exterior part has high strength.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 마그네슘 합금 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide an extruded magnesium alloy for applying an insert die casting method and a manufacturing method thereof.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법을 적용하기 위한 압출재 마그네슘 합금은, 6.5 wt% 초과 내지 8.5 wt% 이하 범위의 알루미늄(Al); 0.2 wt% 이상 내지 0.8 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0 wt% 초과 내지 1.0 wt% 이하 범위의 지르코늄(Zr); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 니켈(Ni); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.1 wt% 이하 범위의 철(Fe); 및 잔부는 마그네슘(Mg) 및 불가피한 불순물을 포함한다.Extrusion material magnesium alloy for applying the insert die casting method according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, aluminum (Al) in the range of more than 6.5 wt% to 8.5 wt% or less; Zinc (Zn) in the range of 0.2 wt% or more and 0.8 wt% or less; Zirconium (Zr) in the range of greater than 0 wt% and up to 1.0 wt%; Nickel (Ni) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Copper (Cu) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Silicon (Si) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Iron (Fe) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.1 wt%; And the balance includes magnesium (Mg) and unavoidable impurities.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 알루미늄은 7.0 wt% 이상 내지 8.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 아연은 0.3 wt% 이상 내지 0.6 wt% 이하 범위를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the aluminum may have a range of 7.0 wt% or more to 8.0 wt% or less, and the zinc may have a range of 0.3 wt% or more to 0.6 wt% or less.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고, 150℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 320 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 200 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion rate in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. , By aging at a temperature in the range of 150°C to 200°C for 20 to 30 hours, tensile strength in the range of 320 MPa to 400 MPa and yield strength in the range of 200 MPa to 300 MPa may be obtained.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비 및 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 수행할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the extrusion may be performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26 and a mold temperature in the range of 325°C to 375°C.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 170℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 340 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 205 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, by aging for 20 to 30 hours at a temperature in the range of 170 °C to 180 °C, it has a tensile strength in the range of 340 MPa to 400 MPa and a yield strength in the range of 205 MPa to 300 MPa. Can be.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 180℃ 내지 190℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 350 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 240 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, by ageing for 20 to 30 hours at a temperature in the range of 180°C to 190°C, it has a tensile strength in the range of 350 MPa to 400 MPa and a yield strength in the range of 240 MPa to 300 MPa. Can be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 제조 방법은, 용탕을 주조하여 마그네슘 합금을 제조하는 단계; 상기 마그네슘 합금을 압출하여 마그네슘 합금 압출재를 형성하는 단계; 상기 마그네슘 합금 압출재를 용체화하는 단계; 상기 마그네슘 합금 압출재를 냉각하는 단계; 및 상기 마그네슘 합금 압출재를 시효처리하는 단계;를 포함하고, 상기 마그네슘 합금은, 6.5 wt% 초과 내지 8.5 wt% 이하 범위의 알루미늄(Al); 0.2 wt% 이상 내지 0.8 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0 wt% 초과 내지 1.0 wt% 이하 범위의 지르코늄(Zr); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 니켈(Ni); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.1 wt% 이하 범위의 철(Fe); 및 잔부는 마그네슘(Mg) 및 불가피한 불순물을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a method for manufacturing a magnesium alloy extruded material using an insert die casting method according to the technical idea of the present invention includes: casting a molten metal to produce a magnesium alloy; Extruding the magnesium alloy to form a magnesium alloy extruded material; Solution of the magnesium alloy extrudate; Cooling the magnesium alloy extrudate; And aging the magnesium alloy extruded material, wherein the magnesium alloy includes: aluminum (Al) in a range of greater than 6.5 wt% to less than 8.5 wt%; Zinc (Zn) in the range of 0.2 wt% or more and 0.8 wt% or less; Zirconium (Zr) in the range of greater than 0 wt% and up to 1.0 wt%; Nickel (Ni) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Copper (Cu) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Silicon (Si) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Iron (Fe) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.1 wt%; And the balance includes magnesium (Mg) and unavoidable impurities.

본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 및 압출재는 적절한 합금 설계 및 열처리 조건을 통하여 원하는 인장 강도, 항복 강도 및 연신율을 구현할 수 있다. 이러한 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 및 압출재는 스마트폰 등의 이동단말기와 같은 전자기기 프레임으로 제작할 때의 삽입 다이캐스팅 공법에 적용을 위한 적절한 형태로 압출을 하고, 조성 범위에 따른 열처리 실시예를 통해 고강도 이동단말기용 마그네슘 압출재를 구현할 수 있다. 가공성을 보완하면서 강도를 올리기 위해서 최적의 마그네슘 빌렛의 예열온도, 압출비, 압출속도 등을 적용한 후, 압출재의 조성에 걸맞는 적절한 열처리법을 통해 삽입 다이캐스팅 공법에 적합한 형태 및 강도, 연신율 등의 양호한 기계적 특성을 가지는 마그네슘 합금 압출재를 형성할 수 있다.The magnesium alloy and extruded material to which the insert die casting method is applied according to the technical idea of the present invention can realize desired tensile strength, yield strength and elongation through appropriate alloy design and heat treatment conditions. Magnesium alloy and extruded material to which the insert die casting method is applied are extruded in an appropriate form for application to the insert die casting method when manufacturing into an electronic device frame such as a mobile terminal such as a smartphone, and high-strength movement through heat treatment examples according to the composition range Magnesium extruded material for terminals can be implemented. After applying the preheating temperature, extrusion ratio, extrusion speed, etc. of the optimum magnesium billet to increase the strength while compensating for workability, good shape, strength, elongation, etc. suitable for the insert die casting method through an appropriate heat treatment method suitable for the composition of the extruded material A magnesium alloy extruded material having mechanical properties can be formed.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다. 1 is a flow chart showing a method of manufacturing a magnesium alloy extruded material to which the insert die casting method is applied according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the technical spirit of the present invention to a person having ordinary knowledge in the art, and the following embodiments can be modified in various other forms. The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. The same reference numerals in the present specification mean the same elements. Furthermore, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Therefore, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

본 발명의 기술적 사상은 삽입 다이캐스팅 기술 적용을 위한 마그네슘 소재에 대한 압출 및 열처리법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an extrusion and heat treatment method for a magnesium material for application of an insert die casting technique.

마그네슘 합금은 가볍고 주조성이 뛰어난 장점이 있으나, 항복강도 및 인장강도가 낮기 때문에 응용범위가 제한되고 있다. 마그네슘 합금은 조성 및 열처리에 따라 인장강도를 증가시킬 수 있고, 다른 합금에 비해 가벼운 장점을 지니고 있으며, 높은 방열성능을 갖춰 비교적 열발생량이 많은 디스플레이 적용에 유리하며, 전자파 차폐특성, 절삭성, 진동감쇠능 및 표면의 외적 효과까지 우수한 소재이다.Magnesium alloy has the advantage of being light and excellent in castability, but its application range is limited because of its low yield strength and tensile strength. Magnesium alloy can increase the tensile strength according to the composition and heat treatment, has a light advantage compared to other alloys, has high heat dissipation performance, and is advantageous for display with relatively high heat generation, electromagnetic wave shielding properties, machinability, vibration damping It is an excellent material even for the external effect of twill and surface.

현재의 마그네슘 합금의 다이캐스팅 공정을 통해 제작된 휴대폰 메탈 케이스의 국내 기술 수준은 인장강도 250MPa, 연신율 3%, 제품 두께 0.7mm에 미치는 수준이다. 산업체에서 이동단말기 프레임의 소재를 메탈로 적용하여, 알루미늄까지는 상용화가 되었으나, 마그네슘은 일반적으로 타 합금에 비해 비중이 가장 낮지만 가공성 방면에서는 알루미늄보다 낮아서 상용화가 늦어지고 있다. 현재, 가공용 마그네슘 합금의 원활한 가공을 위해서는 적어도 인장강도 250 MPa, 항복강도 250 MPa 수준을 요구한다.The current level of domestic technology of cell phone metal cases produced through the current die casting process of magnesium alloys is at a level that has a tensile strength of 250 MPa, an elongation of 3% and a product thickness of 0.7 mm. In the industry, the material of the mobile terminal frame was applied as a metal and commercialized up to aluminum. However, magnesium has the lowest specific gravity compared to other alloys, but in terms of processability, it is lower than aluminum, and commercialization is delayed. Currently, at least a tensile strength of 250 MPa and a yield strength of 250 MPa are required for smooth processing of the magnesium alloy for processing.

본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금은, 0 wt% 초과 내지 8.5 wt% 이하 범위의 알루미늄(Al); 0.2 wt% 이상 내지 6.0 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0 wt% 초과 내지 1.0 wt% 이하 범위의 지르코늄(Zr); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 니켈(Ni); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.1 wt% 이하 범위의 철(Fe); 및 잔부는 마그네슘(Mg) 및 불가피한 불순물을 포함한다.Insertion die casting method applied magnesium alloy according to an embodiment of the present invention, aluminum (Al) in the range of more than 0 wt% to 8.5 wt% or less; Zinc (Zn) in the range of 0.2 wt% or more and 6.0 wt% or less; Zirconium (Zr) in the range of greater than 0 wt% and up to 1.0 wt%; Nickel (Ni) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Copper (Cu) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Silicon (Si) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Iron (Fe) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.1 wt%; And the balance includes magnesium (Mg) and unavoidable impurities.

알루미늄(Al)은 마그네슘 합금의 유동성 향상에 기여할 뿐 아니라, 마그네슘(Mg)과 Mg-Al 강화용 석출상을 형성하여 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기와 같이 마그네슘 또는 알루미늄 원소와 각각의 석출상을 형성하여, 강도향상 및 주조성을 기대하기 위해 첨가할 수 있다. 다만, 첨가량이 과도하게 많을 경우에는 연성이 감소될 수 있다.Aluminum (Al) not only contributes to improving the fluidity of the magnesium alloy, but also can improve the strength by forming a precipitation phase for strengthening magnesium (Mg) and Mg-Al. Therefore, as described above, each precipitated phase may be formed with magnesium or aluminum elements, and thus added to improve strength and castability. However, if the added amount is excessively large, ductility may be reduced.

아연(Zn)을 마그네슘 합금에 소량 첨가하면 고용강화효과를 기대할 수 있다. 다만, 첨가량이 과도하게 많을 경우에는 조대 석출상 형성 및 편석으로 인해 강도와 연성 등의 기계적 물성이 감소될 수 있다.When a small amount of zinc (Zn) is added to the magnesium alloy, a solid solution strengthening effect can be expected. However, when the amount is excessively large, mechanical properties such as strength and ductility may be reduced due to formation and segregation of coarse precipitated phase.

지르코늄(Zr)은 마그네슘 합금에 첨가될 경우 응고 시 마그네슘 결정과 매우 유사한 결정격자를 갖는 초정 지르코늄이 형성되기 때문에, 초정 지르코늄에서의 불균일 핵생성을 통한 마그네슘의 결정립 미세화를 구현할 수 있다. 다만, 첨가량이 과도하게 많을 경우에는 지르코늄을 포함하는 이차상의 조대화로 인해 연신율이 저하될 수 있다.When zirconium (Zr) is added to a magnesium alloy, superfine zirconium having a crystal lattice that is very similar to magnesium crystals is formed upon solidification, thereby realizing grain refinement of magnesium through heterogeneous nucleation in superzirconium. However, when the amount is excessively large, elongation may be lowered due to coarsening of the secondary phase containing zirconium.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금에서, 상기 알루미늄은 6.5 wt% 이상 내지 8.5 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 아연은 0.2 wt% 이상 내지 0.8 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 알루미늄은 7.0 wt% 이상 내지 8.0 wt% 이하 범위를 가질 수 있고, 상기 아연은 0.3 wt% 이상 내지 0.6 wt% 이하 범위를 가질 수 있다. 이러한 범위는 하기에 구체적인 실시예로서 설명하는 Mg-7.35Al-0.52Zn 합금에 대응할 수 있다.Specifically, in the magnesium alloy to which the insert die casting method according to an embodiment of the present invention is applied, the aluminum may have a range of 6.5 wt% or more to 8.5 wt% or less, and the zinc range of 0.2 wt% or more to 0.8 wt% or less Can have In addition, the aluminum may have a range of 7.0 wt% or more to 8.0 wt% or less, and the zinc may have a range of 0.3 wt% or more to 0.6 wt% or less. This range may correspond to the Mg-7.35Al-0.52Zn alloy described as a specific example below.

상술한 마그네슘 합금들에서, 니켈(Ni), 구리(Cu), 망간(Mn), 실리콘(Si), 철(Fe), 또는 이들 모두는 의도적으로 첨가된 합금 성분일 수 있고, 또는 불가피한 불순물일 수 있다.In the above-mentioned magnesium alloys, nickel (Ni), copper (Cu), manganese (Mn), silicon (Si), iron (Fe), or both may be intentionally added alloy components, or inevitable impurities Can be.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method (S100) of manufacturing a magnesium alloy extruded material to which an insert die casting method is applied according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 제조 방법(S100)은, 용탕을 주조하여 마그네슘 합금을 제조하는 단계(S110); 상기 마그네슘 합금을 압출하여 마그네슘 합금 압출재를 형성하는 단계(S120); 상기 마그네슘 합금 압출재를 용체화하는 단계(S130); 상기 마그네슘 합금 압출재를 냉각하는 단계(S140); 및 상기 마그네슘 합금 압출재를 시효처리하는 단계(S150);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method for manufacturing a magnesium alloy extruded material using an insert die casting method according to an embodiment of the present invention (S100) includes: casting a molten metal to produce a magnesium alloy (S110); Extruding the magnesium alloy to form a magnesium alloy extruded material (S120); Solution of the magnesium alloy extruded material (S130); Cooling the magnesium alloy extruded material (S140); And aging the magnesium alloy extruded material (S150).

상기 용탕을 주조하여 마그네슘 합금을 제조하는 단계(S110)는 상술한 마그네슘 합금 조성을 만족하도록 각각의 원소를 용해한 용탕을 준비하고, 상기 용탕을 주조하여 마그네슘 합금 주조재를 형성한다. 주조 방법으로는 다양한 방법을 이용할 수 있고, 예를 들어 저압주조공법, 중력주조공법, 또는 이들의 조합을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the step (S110) of preparing the magnesium alloy by casting the molten metal, a molten metal in which each element is dissolved is prepared to satisfy the above-described magnesium alloy composition, and the molten metal is cast to form a magnesium alloy casting material. Various methods may be used as the casting method, for example, a low pressure casting method, a gravity casting method, or a combination thereof, but is not limited thereto.

상기 마그네슘 합금을 압출하여 마그네슘 합금 압출재를 형성하는 단계(S120)는, 예를 들어 20 내지 30 범위의 압출비, 예를 들어 22 내지 26 범위의 압출비로 압출을 수행하여 상기 압출재를 형성할 수 있다. 또한, 상기 압출재를 형성하기 위하여, 예를 들어 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 예를 들어 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 상기 압출을 수행할 수 있다. 상기 압출은, 예를 들어 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도로 수행할 수 있다.The extruding of the magnesium alloy to form a magnesium alloy extruded material (S120) may be performed by extruding at an extrusion ratio in the range of 20 to 30, for example, an extrusion ratio in the range of 22 to 26 to form the extruded material. . Further, in order to form the extruded material, for example, the extrusion may be performed using a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, for example, a mold temperature in the range of 325°C to 375°C. The extrusion may be performed at an extrusion rate in the range of 50 cm/min to 70 cm/min, for example.

상기 마그네슘 합금 압출재를 용체화하는 단계(S130)는, 예를 들어 300℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 5 시간 내지 20 시간 동안 수행할 수 있다.The step of solutionizing the magnesium alloy extruded material (S130) may be performed for 5 hours to 20 hours at a temperature in the range of 300°C to 450°C, for example.

상기 마그네슘 합금 압출재를 냉각하는 단계(S140)는, 다양한 냉각 속도를 이용하여 수행할 수 있고, 예를 들어 1℃/시 내지 100℃/시 범위의 냉각 속도로 수행할 수 있다.The step (S140) of cooling the magnesium alloy extrudate may be performed using various cooling rates, for example, at a cooling rate in the range of 1°C/hour to 100°C/hour.

상기 마그네슘 합금 압출재를 시효처리하는 단계(S150)는, 예를 들어 150℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 수행할 수 있다. 또한, 170℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 수행될 수 있다.The aging treatment of the magnesium alloy extruded material (S150) may be performed, for example, at a temperature ranging from 150°C to 200°C for 20 to 30 hours. In addition, it may be performed at a temperature ranging from 170°C to 180°C for 20 to 30 hours.

또한, 상기 마그네슘 합금 압출재를 시효처리하는 단계(S150)는, 상술한 바와 같은 인공적으로 상승된 온도에서 시효 처리하기 전에, 상온에서, 예를 들어 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도에서 자연시효하는 단계를 더 수행할 수 있다.In addition, the aging treatment of the magnesium alloy extruded material (S150), prior to the aging treatment at an artificially elevated temperature as described above, at room temperature, for example, natural aging at a temperature in the range of 20 ℃ to 30 ℃ You can do more.

이하에 설명하는 실시예들을 통하여, 마그네슘 합금 압출재를 시효처리하는 경우 인장 강도와 항복 강도를 증가시킬 수 있다.Through the examples described below, when the magnesium alloy extruded material is aged, tensile strength and yield strength may be increased.

예를 들어, 상술한 Mg-7.35Al-0.52Zn 합금에 대응되는 조성을 가지는 마그네슘 합금 압출재의 경우에는, 150℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 320 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 200 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다. 또한, 170℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 340 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 205 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다.For example, in the case of the magnesium alloy extruded material having a composition corresponding to the above-described Mg-7.35Al-0.52Zn alloy, by aging for 20 to 30 hours at a temperature in the range of 150°C to 200°C, 320 MPa to 400 MPa It can have a tensile strength in the range and a yield strength in the range of 200 MPa to 300 MPa. In addition, by aging at a temperature in the range of 170°C to 180°C for 20 to 30 hours, tensile strength in the range of 340 MPa to 400 MPa and yield strength in the range of 205 MPa to 300 MPa can be obtained.

정리하면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 마그네슘 합금 압출재는, 6.0 wt% 초과 내지 8.5 wt% 이하 범위의 알루미늄(Al); 0.2 wt% 이상 내지 0.8 wt% 이하 범위의 아연(Zn); 0 wt% 초과 내지 1.0 wt% 이하 범위의 지르코늄(Zr); 0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 니켈(Ni); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 구리(Cu); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 망간(Mn); 0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 실리콘(Si); 0 wt% 초과 내지 0.1 wt% 이하 범위의 철(Fe); 및 잔부는 마그네슘(Mg) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 150℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 320 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 200 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다. 상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비 및 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 수행할 수 있다.In summary, the magnesium alloy extruded material according to the technical idea of the present invention includes: aluminum (Al) in a range of greater than 6.0 wt% to less than 8.5 wt%; Zinc (Zn) in the range of 0.2 wt% or more and 0.8 wt% or less; Zirconium (Zr) in the range of greater than 0 wt% and up to 1.0 wt%; Nickel (Ni) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%; Copper (Cu) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Silicon (Si) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%; Iron (Fe) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.1 wt%; And the remainder contains magnesium (Mg) and unavoidable impurities, extrusion using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion rate in the range of 50 cm/min to 70 cm/min. By performing and aging at a temperature in the range of 150°C to 200°C for 20 to 30 hours, tensile strength in the range of 320 MPa to 400 MPa and yield strength in the range of 200 MPa to 300 MPa may be obtained. The extrusion may be performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26 and a mold temperature in the range of 325°C to 375°C.

본 발명의 기술적 사상에 따른 마그네슘 합금 압출재는, 상술한 조성으로 구성되고, 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 170℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 340 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 205 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다.Magnesium alloy extruded material according to the technical concept of the present invention is composed of the above-described composition, an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and extrusion in the range of 50 cm/min to 70 cm/min Extrusion is carried out using a speed, and by aging at a temperature in the range of 170°C to 180°C for 20 to 30 hours, tensile strength in the range of 340 MPa to 400 MPa and yield strength in the range of 205 MPa to 300 MPa can be obtained. have.

본 발명의 기술적 사상에 따른 마그네슘 합금 압출재는, 상술한 조성으로 구성되고, 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 압출을 수행하고, 180℃ 내지 190℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써, 350 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 240 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가질 수 있다.Magnesium alloy extruded material according to the technical concept of the present invention is composed of the above-described composition, an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and extrusion in the range of 50 cm/min to 70 cm/min Extrusion is carried out using a speed, and by aging for 20 to 30 hours at a temperature in the range of 180°C to 190°C, tensile strength in the range of 350 MPa to 400 MPa and yield strength in the range of 240 MPa to 300 MPa can be obtained. have.

실험예Experimental Example

이하에서는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재에 대한 실험예를 설명하기로 한다.Hereinafter, an experimental example of the magnesium alloy extruded material to which the insert die casting method is applied according to the technical spirit of the present invention will be described.

본 실험예는 삽입 다이캐스팅법 적용을 위한 가공용 마그네슘 합금 개발을 위한 것으로서, 가공용 마그네슘 합금 개발은 휴대폰 메탈 케이스의 프레임 부분에 사용되는 소재에 대한 선정 및 특성 향상 연구이며, 이전에 수행했던 알루미늄 합금 케이스 개발에 적용하였던 삽입 다이캐스팅 공법에 적합한 형태 및 기계적 특성을 갖는 여러 조성의 마그네슘 합금을 설계하고, 압출과 열처리를 통해 연구를 진행하였다. 처음 고려된 AZ31 합금은 연구가 많이 진행된 합금이며, 압출과 열처리를 통하여 목적하는 기계적 특성을 만족하기에는 어렵다고 판단하여 다른 조성의 마그네슘 합금을 설계하였다.This experimental example is for the development of a magnesium alloy for processing to apply the insert die casting method, and the development of a magnesium alloy for processing is a study on selection and improvement of properties for materials used in the frame portion of a mobile phone metal case, and the development of an aluminum alloy case previously performed Magnesium alloys of various compositions with shapes and mechanical properties suitable for the insert die casting method applied to were designed and studied through extrusion and heat treatment. The AZ31 alloy, which was first considered, is an alloy that has undergone much research, and it is difficult to satisfy the desired mechanical properties through extrusion and heat treatment, and magnesium alloys of different compositions are designed.

목표 물성은 인장강도 270MPa, 항복강도 250MPa, 연신율 3%를 목적으로 한다. 또한, 상용 및 설계된 마그네슘 합금의 조직 제어를 통한 성형성 개선을 위한 것이다.The target physical properties are aimed at 270 MPa tensile strength, 250 MPa yield strength, and 3% elongation. In addition, it is for improving moldability through control of the structure of commercial and designed magnesium alloys.

상기 마그네슘 합금은 8.0 wt% 이하의 알루미늄, 0.3 wt% 내지 5.5 wt% 범위의 아연, 0.9 wt% 이하의 지르코늄, 0.2 wt%의 구리, 0.18 wt% 이하의 망간, 0.11 wt% 이하의 실리콘, 0.07 wt% 이하의 철, 0.32 wt% 이하의 니켈, 잔부는 마그네슘 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 마그네슘 합금 빌렛을 사용하였다.The magnesium alloy is 8.0 wt% or less aluminum, 0.3 wt% to 5.5 wt% zinc, 0.9 wt% or less zirconium, 0.2 wt% copper, 0.18 wt% or less manganese, 0.11 wt% or less silicon, 0.07 A magnesium alloy billet composed of iron of wt% or less, nickel of 0.32 wt% or less, and the balance of magnesium and other inevitable impurities was used.

실험예로서 선택된 합금은 Mg-5.85Al-0.55Zn 합금, 및 Mg-7.35Al-0.52Zn 합금으로, 시효경화성이 우수하고 뛰어난 강성을 가지며 압출성이 우수한 가공재 합금으로써 압출성 및 시효경화성이 우수한 합금으로, 시효를 통한 2차상 형성에 의한 강도 향상을 구현하고자 하였다. 상기 합금은 항공기, 스포츠용품 등 높은 강도가 요구되는 구조재에 사용되는 마그네슘 합금이다.The alloys selected as experimental examples are alloys of Mg-5.85Al-0.55Zn, and Mg-7.35Al-0.52Zn, which have excellent aging hardenability, excellent stiffness, and excellent extrudability, and excellent extrudability and aging hardenability. As, it was intended to realize the strength improvement by the secondary phase formation through aging. The alloy is a magnesium alloy used in structural materials that require high strength, such as aircraft and sports goods.

상기 마그네슘 합금의 압출 조건은 24:1의 압출비, 350℃의 금형 온도, 350℃의 빌렛 온도, 60 cm/분의 압출 속도로 수행하였다.The extrusion conditions of the magnesium alloy were carried out at an extrusion ratio of 24:1, a mold temperature of 350°C, a billet temperature of 350°C, and an extrusion rate of 60 cm/min.

알루미늄이 상대적으로 적은, 상기 Mg-5.85Al-0.55Zn 합금은 하기에 설명하는 바와 같이 여러 조건의 시효 후에도 인장강도 환산값이 196.8MPa로서 목표 인장강도 270MPa에 미치지 못하는 한계가 있었다. 따라서, 강화 원소인 알루미늄을 더 첨가하여 높은 강도를 가질 수 있는 합금인 Mg-7.35Al-0.52Zn 합금을 설계하였다.As described below, the Mg-5.85Al-0.55Zn alloy, which is relatively low in aluminum, has a limit in which the tensile strength conversion value is 196.8 MPa and does not reach the target tensile strength of 270 MPa even after aging under various conditions, as described below. Therefore, an alloy of Mg-7.35Al-0.52Zn, which is an alloy capable of having high strength, was designed by adding aluminum as a reinforcing element.

삽입 다이캐스팅 공법에 적용하기 위한 단면형태를 갖는 Mg-7.35Al-0.52Zn 합금의 압출재는, 압출 후 자연시효 상태에서 309.6MPa의 인장강도와 14.2%의 연신율을 가졌으며, 자연시효 및 인공시효(예를 들어, 용체화 처리 415℃, 6 시간의 용체화 처리 및 185℃ 24 시간의 인공시효) 상태에서 361.4MPa의 인장강도와 7%의 연신율을 가짐으로써 목표 수치를 달성하였다.The extruded material of Mg-7.35Al-0.52Zn alloy having a cross-sectional shape for application to the insert die casting method has a tensile strength of 309.6MPa and an elongation of 14.2% in the natural aging state after extrusion, natural aging and artificial aging (e.g. For example, the target value was achieved by having a tensile strength of 361.4 MPa and an elongation of 7% in a solution treatment at 415° C., a solution treatment at 6 hours and artificial aging at 24 hours at 185° C.).

표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 조성을 나타내는 표이다.Table 1 is a table showing the composition of the magnesium alloy extruded material applied to the insert die casting method according to an embodiment of the present invention.

구분division 화학성분(wt%)Chemical composition (wt%) MgMg AlAl SiSi MnMn FeFe NiNi ZnZn CuCu ZrZr 비교예1
Mg-5.85Al-0.55ZnComparative Example 1
Mg-5.85Al-0.55Zn BalBal 5.855.85 0.040.04 0.110.11 -- 0.010.01 0.550.55 0.190.19 -- 비교예2Mg-8.60Al-0.53ZnComparative Example 2Mg-8.60Al-0.53Zn BalBal 8.608.60 0.020.02 0.020.02 0.010.01 0.040.04 0.530.53 0.250.25 -- 실시예1Mg-7.35Al-0.52ZnExample 1 Mg-7.35 Al-0.52 Zn BalBal 7.367.36 0.010.01 0.030.03 0.010.01 0.080.08 0.440.44 0.310.31 --

삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재에 대하여, 시효 조건에 따른 비커스 경도 실험을 수행하고, 비커스 경도 수치를 이용하여 환산한 환산 인장 강도를 취득하였다.For the magnesium alloy extruded material to which the insert die casting method was applied, a Vickers hardness test was performed according to the aging conditions, and the converted tensile strength converted using the Vickers hardness value was obtained.

비교예1인 Mg-5.85Al-0.55Zn의 경우에는, 415℃ 온도에서 6 시간 동안 용체화하고 급냉한 후, 175℃에서 시효 처리한 경우, 압출 직후에 비하여 환산 인장 강도가 모두 감소되었다. 즉, 시효 처리에 의한 인장 강도의 증가가 나타나지 않았다. 구체적으로, 압출 직후에는 218.2 MPa, 용체화 후에는 188.8 MPa, 용체화 후 6시간 시효한 후에는 193.0 MPa, 용체화 후 12시간 시효한 후에는 196.3 MPa, 용체화 후 24시간 시효한 후에는 187.5 MPa를 나타내었다. 따라서, 목표 인장 강도인 250 MPa에 도달하지 못하였다. 또한, 비교예2인 Mg-8.60Al-0.53Zn의 경우에도 환산 인장 강도가 모두 감소하여 목표 인장 강도인 250 MPa에 도달하지 못하였다. 구체적으로, 압출 직후에는 225.2 MPa, 용체화 후에는 200.3 MPa, 용체화 후 6시간 시효한 후에는 213.0 MPa, 용체화 후 12시간 시효한 후에는 216.3 MPa, 용체화 후 24시간 시효한 후에는 200.5 MPa를 나타내었다.In the case of Comparative Example 1, Mg-5.85Al-0.55Zn, when the solution was quenched at 415° C. for 6 hours, quenched, and then aged at 175° C., the equivalent tensile strength was reduced compared to immediately after extrusion. That is, the increase in tensile strength by aging treatment did not appear. Specifically, 218.2 MPa immediately after extrusion, 188.8 MPa after solution, 193.0 MPa after 6 hours aging after solution, 196.3 MPa after 12 hours aging after solution, and 187.5 after 24 hours aging after solution. MPa. Therefore, the target tensile strength of 250 MPa was not reached. In addition, in the case of Comparative Example 2, Mg-8.60Al-0.53Zn, all of the converted tensile strength was reduced, so that the target tensile strength of 250 MPa was not reached. Specifically, 225.2 MPa immediately after extrusion, 200.3 MPa after solution, 213.0 MPa after 6 hours aging after solution, 216.3 MPa after 12 hours aging after solution, 200.5 after 24 hours aging after solution MPa.

표 2는 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 환산 인장 강도를 나타내는 표이다. 상기 압출재는 실시예1인 Mg-7.35Al-0.52Zn의 조성을 가졌다.Table 2 is a table showing the converted tensile strength of the magnesium alloy extruded material applied to the insert die casting method according to an embodiment of the present invention. The extruded material had the composition of Example 1, Mg-7.35Al-0.52Zn.

용체화 415℃ + 급랭 +
시효 175℃Solution 415℃ + Rapid cooling +
Aging 175℃ 용체화 415℃ + 급랭 +
시효 185℃Solution 415℃ + Rapid cooling +
Aging 185℃ 압출후After extrusion 232.9232.9 232.9232.9 용체화 6시간 처리 후After 6 hours of solution treatment 194.7194.7 196.0196.0 용체화 + 시효 6시간 후Solution + 6 hours after aging -- 249.6249.6 용체화 + 시효 12시간 후Solution + 12 hours after aging -- 256.8256.8 용체화 + 시효 24시간 후Solution + 24 hours after aging 262.0262.0 273.7273.7 용체화 + 시효 36시간 후Solution + 36 hours after aging 267.9267.9 272.1272.1 용체화 + 시효 48시간 후Solution + 48 hours after aging 278.6278.6 --

표 2를 참조하면, 용체화 처리 후 175℃에서의 시효시간이 증가할수록 강도가 증가하여 48시간 후에는 목표 인장강도인 270MPa 상회하였다. 그러나 48시간 이라는 긴 시간 동안 시효하는 것은 공업적으로 적절하지 않을 수 있다. 또한 시효온도를 185℃로 증가시켜 시효시간을 단축할 열처리 조건을 도출을 시도하였다. 이에 따라, 415℃에서 용체화 처리 후 185℃에서 24시간 시효 후에 최고 경도값 도달하였고, 환산 인장강도는 목표 인장강도인 270MPa 를 상회하였다.Referring to Table 2, the strength increased as the aging time at 175°C increased after the solution treatment, and the target tensile strength exceeded 270 MPa after 48 hours. However, aging for a long period of 48 hours may not be industrially appropriate. In addition, an attempt was made to derive a heat treatment condition to shorten the aging time by increasing the aging temperature to 185°C. Accordingly, after the solution treatment at 415° C., the maximum hardness value was reached after aging at 185° C. for 24 hours, and the converted tensile strength exceeded the target tensile strength of 270 MPa.

미세조직을 분석하면, 압출된 상태에서 용체화 처리 후 시효를 거치면 Mg17Al12 이라는 강화상이 나타났다. 비교예1인 Mg-5.85Al-0.55Zn합금에서는 알루미늄이 충분하지 않아 시효를 통한 강화 효과가 두드러지지 않았으나, Al을 더 첨가한 실시예1인 Mg-7.35Al-0.52Zn 합금의 경우에는, 시효 처리후 Mg17Al12 상이 충분히 석출되어 시효강화 효과가 나타난 것으로 분석된다.When the microstructure was analyzed, the solution was subjected to solution treatment in an extruded state, and then, after aging, a reinforcing phase called Mg 17 Al 12 appeared. In the Mg-5.85Al-0.55Zn alloy, which is Comparative Example 1, there was not enough aluminum, so the strengthening effect through aging was not remarkable. After the treatment, it was analyzed that the Mg 17 Al 12 phase was sufficiently precipitated to exhibit an aging-enhancing effect.

용체화 처리에서 과포화 고용체가 형성이 된 후, 시효를 거치면 불연속적 결정립계가 라멜라 구조로 성장한다. 용체화 후 급냉 과정에서 과포화 고용체가 골고루 분산된 형태가 되는 것으로 분석되며, 용체화 처리를 배제한 상태에서 시효만 할 경우에는 강화상이 골고루 분산되지 않아 이와 같은 강화효과를 나타내지 않는 것으로 분석된다.After supersaturated solid solution is formed in the solution treatment, discontinuous grain boundaries grow into a lamella structure after aging. It is analyzed that the supersaturated solid solution is evenly dispersed in the rapid cooling process after solution, and if the aging is performed in a state in which the solution treatment is excluded, the strengthening phase is not evenly distributed, and thus it is analyzed that it does not exhibit such strengthening effect.

표 3는 본 발명의 일실시예에 따른 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 인장 강도, 항복 강도 및 연신율을 나타내는 표이다.Table 3 is a table showing the tensile strength, yield strength, and elongation of the extruded magnesium alloy applied to the insert die casting method according to an embodiment of the present invention.

열처리 조건Heat treatment conditions 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) 항복강도
(MPa)
(0.2% 오프셋)Yield strength
(MPa)
(0.2% offset) 연신율
(%)Elongation
(%) Mg-7.35Al-0.52ZnMg-7.35Al-0.52Zn 압출후After extrusion 309.64309.64 207.86207.86 14.2814.28 실시예3Mg-7.35Al-0.52ZnExample 3 Mg-7.35 Al-0.52 Zn 415℃ 6시간 용체화 + 175℃ 24시간 시효415℃ 6 hours solution + 175℃ 24 hours aging 342.14342.14 211.13211.13 11.4811.48 실시예4Mg-7.35Al-0.52ZnExample 4 Mg-7.35 Al-0.52 Zn 415℃ 6시간 용체화 + 185℃ 24시간 시효Solution at 415℃ for 6 hours + aging at 185℃ for 24 hours 361.47361.47 251.05251.05 7.047.04 비교예3Mg-7.35Al-0.52ZnComparative Example 3Mg-7.35Al-0.52Zn 415℃ 6시간 용체화 + 175℃ 15시간 시효Solution for 6 hours at 415℃ + 15 hours at 175℃ 288.45288.45 198.53198.53 12.2112.21 비교예4Mg-7.35Al-0.52ZnComparative Example 4Mg-7.35Al-0.52Zn 415℃ 6시간 용체화 + 175℃ 36시간 시효Solution at 415℃ for 6 hours + aging at 175℃ for 36 hours 281.82281.82 195.75195.75 10.1210.12 비교예5Mg-7.35Al-0.52ZnComparative Example 5Mg-7.35Al-0.52Zn 415℃ 6시간 용체화 + 140℃ 24시간 시효Solution at 415℃ for 6 hours + Aging at 140℃ for 24 hours 286.64286.64 194.87194.87 13.5213.52 비교예6Mg-7.35Al-0.52ZnComparative Example 6Mg-7.35Al-0.52Zn 415℃ 6시간 용체화 + 220℃ 24시간 시효415℃ 6 hours solution + 220℃ 24 hours aging 276.32276.32 188.63188.63 9.879.87

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.

Claims (8)

6.5 wt% 초과 내지 8.5 wt% 이하 범위의 알루미늄(Al);
0.2 wt% 이상 내지 0.8 wt% 이하 범위의 아연(Zn);
0 wt% 초과 내지 1.0 wt% 이하 범위의 지르코늄(Zr);
0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 니켈(Ni);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 구리(Cu);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 망간(Mn);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 실리콘(Si);
0 wt% 초과 내지 0.1 wt% 이하 범위의 철(Fe); 및
잔부는 마그네슘(Mg) 및 불가피한 불순물을 포함하는, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금.Aluminum (Al) in a range of greater than 6.5 wt% and up to 8.5 wt%;
Zinc (Zn) in the range of 0.2 wt% or more and 0.8 wt% or less;
Zirconium (Zr) in the range of greater than 0 wt% and up to 1.0 wt%;
Nickel (Ni) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%;
Copper (Cu) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Silicon (Si) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Iron (Fe) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.1 wt%; And
The remainder contains magnesium (Mg) and unavoidable impurities, the magnesium alloy to which the insert die casting method is applied. 제 1 항에 있어서,
상기 알루미늄은 7.0 wt% 이상 내지 8.0 wt% 이하 범위를 가지고,
상기 아연은 0.3 wt% 이상 내지 0.6 wt% 이하 범위를 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금.According to claim 1,
The aluminum has a range of 7.0 wt% or more to 8.0 wt% or less,
The zinc has a range of 0.3 wt% or more to 0.6 wt% or less, an insert die casting method applied magnesium alloy. 6.5 wt% 초과 내지 8.5 wt% 이하 범위의 알루미늄(Al);
0.2 wt% 이상 내지 0.8 wt% 이하 범위의 아연(Zn);
0 wt% 초과 내지 1.0 wt% 이하 범위의 지르코늄(Zr);
0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 니켈(Ni);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 구리(Cu);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 망간(Mn);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 실리콘(Si);
0 wt% 초과 내지 0.1 wt% 이하 범위의 철(Fe); 및
잔부는 마그네슘(Mg) 및 불가피한 불순물을 포함한 마그네슘 합금을 압출을 수행하여 형성한, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재.Aluminum (Al) in a range of greater than 6.5 wt% and up to 8.5 wt%;
Zinc (Zn) in the range of 0.2 wt% or more and 0.8 wt% or less;
Zirconium (Zr) in the range of greater than 0 wt% and up to 1.0 wt%;
Nickel (Ni) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%;
Copper (Cu) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Silicon (Si) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Iron (Fe) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.1 wt%; And
The remainder is formed by extruding a magnesium alloy containing magnesium (Mg) and unavoidable impurities, and an extruded magnesium alloy using an insert die casting method. 제 3 항에 있어서,
상기 압출은 20 내지 30 범위의 압출비, 300℃ 내지 400℃ 범위의 금형 온도, 및 50 cm/분 내지 70 cm/분 범위의 압출 속도를 이용하여 수행하고,
150℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써,
320 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 200 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재.The method of claim 3,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 20 to 30, a mold temperature in the range of 300°C to 400°C, and an extrusion rate in the range of 50 cm/min to 70 cm/min,
By aging for 20 to 30 hours at a temperature in the range of 150 ℃ to 200 ℃,
A magnesium alloy extruded material to which the insert die casting method is applied, having a tensile strength in the range of 320 MPa to 400 MPa and a yield strength in the range of 200 MPa to 300 MPa. 제 3 항에 있어서,
상기 압출은 22 내지 26 범위의 압출비 및 325℃ 내지 375℃ 범위의 금형 온도를 이용하여 수행하는, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재.The method of claim 3,
The extrusion is performed using an extrusion ratio in the range of 22 to 26 and a mold temperature in the range of 325°C to 375°C, the magnesium alloy extruded material applied with the insert die casting method. 제 3 항에 있어서,
170℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써,
340 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 205 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재.The method of claim 3,
By aging for 20 to 30 hours at a temperature in the range of 170 ℃ to 180 ℃,
Magnesium alloy extruded material to which the insert die casting method is applied, having a tensile strength in the range of 340 MPa to 400 MPa and a yield strength in the range of 205 MPa to 300 MPa. 제 3 항에 있어서,
180℃ 내지 190℃ 범위의 온도에서 20 시간 내지 30 시간 동안 시효처리함으로써,
350 MPa 내지 400 MPa 범위의 인장 강도와 240 MPa 내지 300 MPa 범위의 항복 강도를 가지는, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재.The method of claim 3,
By aging for 20 to 30 hours at a temperature in the range of 180 ℃ to 190 ℃,
Magnesium alloy extruded material to which the insert die casting method is applied, having tensile strength in the range of 350 MPa to 400 MPa and yield strength in the range of 240 MPa to 300 MPa. 용탕을 주조하여 마그네슘 합금을 제조하는 단계;
상기 마그네슘 합금을 압출하여 마그네슘 합금 압출재를 형성하는 단계;
상기 마그네슘 합금 압출재를 용체화하는 단계;
상기 마그네슘 합금 압출재를 냉각하는 단계; 및
상기 마그네슘 합금 압출재를 시효처리하는 단계;
를 포함하고,
상기 마그네슘 합금은,
6.5 wt% 초과 내지 8.5 wt% 이하 범위의 알루미늄(Al);
0.2 wt% 이상 내지 0.8 wt% 이하 범위의 아연(Zn);
0 wt% 초과 내지 1.0 wt% 이하 범위의 지르코늄(Zr);
0 wt% 초과 내지 0.3 wt% 이하 범위의 니켈(Ni);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 구리(Cu);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 망간(Mn);
0 wt% 초과 내지 0.2 wt% 이하 범위의 실리콘(Si);
0 wt% 초과 내지 0.1 wt% 이하 범위의 철(Fe); 및
잔부는 마그네슘(Mg) 및 불가피한 불순물을 포함한, 삽입 다이캐스팅법 적용 마그네슘 합금 압출재의 제조 방법.
Casting a molten metal to produce a magnesium alloy;
Extruding the magnesium alloy to form a magnesium alloy extruded material;
Solution of the magnesium alloy extrudate;
Cooling the magnesium alloy extrudate; And
Aging the magnesium alloy extruded material;
Including,
The magnesium alloy,
Aluminum (Al) in a range of greater than 6.5 wt% and up to 8.5 wt%;
Zinc (Zn) in the range of 0.2 wt% or more and 0.8 wt% or less;
Zirconium (Zr) in the range of greater than 0 wt% and up to 1.0 wt%;
Nickel (Ni) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.3 wt%;
Copper (Cu) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Manganese (Mn) in the range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Silicon (Si) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.2 wt%;
Iron (Fe) in a range of greater than 0 wt% and up to 0.1 wt%; And
The remainder contains magnesium (Mg) and unavoidable impurities, and a method for manufacturing an extruded magnesium alloy using an insert die casting method.
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