KR20200107536A - High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof - Google Patents

High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20200107536A
KR20200107536A KR1020190026802A KR20190026802A KR20200107536A KR 20200107536 A KR20200107536 A KR 20200107536A KR 1020190026802 A KR1020190026802 A KR 1020190026802A KR 20190026802 A KR20190026802 A KR 20190026802A KR 20200107536 A KR20200107536 A KR 20200107536A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aluminum alloy
thermal conductivity
manufacturing
strength
extrusion
Prior art date
Application number
KR1020190026802A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102203716B1 (en
Inventor
손현택
김용호
유효상
이성호
김향연
이규석
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020190026802A priority Critical patent/KR102203716B1/en
Publication of KR20200107536A publication Critical patent/KR20200107536A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102203716B1 publication Critical patent/KR102203716B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/10Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02Making uncoated products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/12Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent

Abstract

The present invention provides an aluminum alloy, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of an extrusion-molded product thereof. The present invention improves the strength of an aluminum alloy by adding an alloy element with little effect on thermal conductivity while a dissolution limit is not large, suppresses crystal grain growth by forming a composite phase which is not dissolved in a base, so as to prevent thermal conductivity and electric conductivity from being decreased and thus to improve extrusion formability and strength. The aluminum alloy with improved extrusion formability and strength comprises Zn, Cu, Mg, Ce, La, B, and the remainder consisting of Al and inevitable impurities, wherein Zn, Cu, and Mg are dissolved in Al to form an Al-Zn-Cu-Mg alloy base.

Description

압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금, 상기 알루미늄 합금 제조 방법 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제작 방법{High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof}High thermal conductivity aluminum alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof }

본 발명은 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 열전도도 및 전기전도도 감소를 최소화하면서, 고온 성형 공정 시 고온 변형 특성 및 강도가 향상된 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금, 상기 알루미늄 합금 제조 방법 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum alloy, and more particularly, a high thermal conductivity aluminum alloy having improved high-temperature deformation characteristics and strength during a high-temperature molding process while minimizing a decrease in thermal conductivity and electrical conductivity, and an aluminum alloy having improved strength. It relates to a method and a method of manufacturing the aluminum alloy extruded product.

일반적으로, 방열부품은 친환경 자동차, 반도체, 전기-전자, LED 조명, 기계 산업의 고출력화, 고성능화 및 고집적화를 선도하는 핵심요소 부품이다. 경량 방열 소재의 경우 경량화뿐만 아니라 발생된 열에너지를 효율적으로 방출함으로써 부품의 효율을 향상시키고 사용 수명을 늘려주는 핵심 소재 기술이다.In general, heat dissipation parts are core component parts leading to high output, high performance and high integration in eco-friendly automobiles, semiconductors, electric-electronics, LED lighting, and machinery industries. In the case of lightweight heat dissipation materials, it is a core material technology that not only reduces weight but also increases the efficiency of parts and extends the service life by efficiently discharging the generated heat energy.

이 중 전동기 하우징은 내부에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 역할을 하고 있으며, 이에 따라 우수한 열전도도 특성을 가짐과 동시에 충분한 성형성을 가지면서도 강도가 우수한 소재 개발 기술 및 냉각 성능을 향상시키기 위한 다수의 핀이 존재함으로써 복잡한 형상을 가지는 프레임 제조 공정 기술을 필요로 한다.Among them, the motor housing plays a role of dissipating heat generated from the inside to the outside, and thus has excellent thermal conductivity characteristics, and at the same time, a number of materials development technologies with excellent strength while having sufficient formability and improving cooling performance. Because of the presence of pins, a frame manufacturing process technology having a complex shape is required.

전동기는 허용온도 상승 내에서 작동될 때 평균 수명을 약 30년 정도로 보고 있으나, 과부하 운전이나 주변 환경의 영향으로 이보다 높은 온도로 작동될 경우 10도 초과할 때 마다 수명이 절반으로 줄어든다. 이와 같이, 전동기의 모터에서 발생하는 열의 방열은 전동기의 수명과 직결되므로 방열설계부터 소재까지 다양한 생산기술이 필요한 실정이다. 또한, 열전도율 및 방열성 등 냉각효과가 우수한 고방열 경량소재를 사용할 경우 전동기 무게뿐만 아니라 크기를 줄일 수 있어 전동기의 소형 경량화 실현이 가능해 지므로, 상술한 전동기의 프레임 소재로는 열전도도와 전기전도도, 압출성 및 성형성이 우수할 것을 요구한다.When the motor is operated within the allowable temperature rise, the average lifespan is estimated to be about 30 years. However, if the motor is operated at a higher temperature due to the influence of overload operation or the surrounding environment, the lifespan is reduced by half every 10 degrees. As described above, since the heat dissipation of the heat generated by the motor of the motor is directly related to the life of the motor, various production technologies from heat dissipation design to materials are required. In addition, when using a high heat-dissipating lightweight material that has excellent cooling effects such as thermal conductivity and heat dissipation, it is possible to reduce the size of the motor as well as the weight of the motor, making it possible to realize a compact and lightweight motor.Therefore, the frame materials of the motor described above include thermal conductivity, electrical conductivity, and extrudability. And excellent moldability.

이러한 소재로는 알루미늄을 고려할 수 있으나, 순수 알루미늄은 우수한 열전도도 특성(234 W/mㆍK)을 가지지만 하우징 제조 공정 시 성형성이 떨어지고, 제품 변형이 발생하기 쉬우며 가공이 어려워 전동기 하우징용 소재로 적합하지 않아 사용되지 않고 있다. 이에 따라, 종래기술의 전동기 하우징 소재로는 주철(47W/mㆍK) 또는 주조성이 우수한 다이캐스팅용 알루미늄 합금인 ALDC12 합금이 사용되고 있으나, 낮은 방열특성(92W/mㆍK)을 가지는 문제점을 가진다.Aluminum can be considered as such a material, but pure aluminum has excellent thermal conductivity characteristics (234 W/m·K), but it has poor formability during the housing manufacturing process, product deformation is easy, and processing is difficult, so it is used for motor housings. It is not used because it is not suitable as a material. Accordingly, cast iron (47W/m·K) or ALDC12 alloy, which is an aluminum alloy for die casting with excellent castability, is used as the motor housing material of the prior art, but has a problem with low heat dissipation characteristics (92W/m·K). .

이에 따라, 대한민국 등록특허 제10-1806714호, 제10-1502340호 및 미국등록특허 US 8936688호 등에서 열전도도 및 가공성이 향상된 알루미늄 합금을 개시하고 있으나, 새로운 공정 및 조성을 가지는 알루미늄 합금 및 그 제조 방법이 필요하다.Accordingly, although Korean Patent Nos. 10-1806714, 10-1502340, and U.S. Patent No. 8936688 disclose aluminum alloys with improved thermal conductivity and workability, aluminum alloys having new processes and compositions and methods for manufacturing the same are disclosed. need.

대한민국 등록특허 제10-1806714호Korean Patent Registration No. 10-1806714 대한민국 등록특허 제10-1502340호Korean Patent Registration No. 10-1502340 미국등록특허 US 8936688호US registered patent US 8936688

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고용한이 크지 않으면서 열전도도에 미치는 영향이 적은 합금원소를 첨가하여 강도를 향상시키며, 기지에 고용되지 않는 복합상을 형성하는 것에 의해 결정립 성장을 억제함으로써 열전도도 및 전기전도도가 감소되지 않도록 하여 압출성 및 강도를 향상시킨 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금, 상기 알루미늄 합금 제조 방법 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제작 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art described above, by adding an alloying element that has a low solubility limit and a low effect on thermal conductivity to improve strength, and to form a composite phase that is not dissolved in a matrix. Provides a high thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength improved extrudability and strength by suppressing crystal grain growth by preventing thermal conductivity and electrical conductivity from decreasing, the aluminum alloy manufacturing method, and the aluminum alloy extruded product manufacturing method Making it a technical task.

상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 일 실시예는, Zn, Cu, Mg, Ce, La, B 및 잔부는 Al 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 Zn, Cu 및 Mg는 상기 Al에 고용되어 Al-Zn-Cu-Mg 합금 기지를 형성하는 것에 의해 강도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금을 제공한다.In order to achieve the above-described technical problem, an embodiment of the present invention includes Zn, Cu, Mg, Ce, La, B and the balance including Al and other inevitable impurities, and the Zn, Cu and Mg are dissolved in the Al. It provides a high thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength, characterized in that the strength is improved by forming an Al-Zn-Cu-Mg alloy matrix.

상기 Zn 0.5 ~4.0wt%, 상기 Cu 0.25 ~ 2wt%, 상기 Mg 0.1 ~ 1.0wt%, 상기 Ce 0.12 ~ 3wt%, 상기 La 0.06 ~ 1.5wt%, 상기 B는 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 Al인 것을 특징으로 한다.The Zn 0.5 ~ 4.0wt%, the Cu 0.25 ~ 2wt%, the Mg 0.1 ~ 1.0wt%, the Ce 0.12 ~ 3wt%, the La 0.06 ~ 1.5wt%, the B contains 0.01 ~ 0.2wt% It is characterized in that the part is Al.

상기 Ce, La 은, Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상을 형성하는 것에 의해 열전도도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.The Ce, La, and Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La by forming one or more composite phases uniformly distributed in the Al alloy matrix, thereby reducing thermal conductivity. It is characterized by improving.

상기 붕소는, 상기 알루미늄 합금에 포함되어 있는 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소를 붕소화물(boride)로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.The boron prevents the element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity from being dissolved in the aluminum matrix by forming an element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity contained in the aluminum alloy as a boride. It is characterized.

상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, Zn, Cu, Mg, Ce, La, B 및 Al을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계; 알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하고 합금 용융물을 주조기에 공급하여 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계; 및 상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리하는 단계;를 포함하고, 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 Zn, Cu 및 Mg는 상기 Al에 고용되어 강도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금 제조 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention to achieve the above-described technical problem, the steps of preparing an aluminum alloy composition comprising Zn, Cu, Mg, Ce, La, B and Al; Dissolving the aluminum alloy composition at a casting temperature of 650 to 800° C. and supplying the alloy melt to a casting machine to prepare an aluminum alloy billet; And heat-treating for 2 to 12 hours in the range of 450 to 600° C. for homogenization of the aluminum alloy billet; including, in the step of preparing the aluminum alloy billet, the Zn, Cu, and Mg are dissolved in the Al to obtain strength It provides a method for producing a high thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength, characterized in that to improve.

상기 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계에서, 상기 Zn 0.5 ~4.0wt%, 상기 Cu 0.25 ~ 2wt%, 상기 Mg 0.1 ~ 1.0wt%, 상기 Ce 0.12 ~ 3wt%, 상기 La 0.06 ~ 1.5wt%, 상기 B는 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 Al인 것을 특징으로 한다.In the step of preparing the aluminum alloy composition, the Zn 0.5 ~ 4.0wt%, the Cu 0.25 ~ 2wt%, the Mg 0.1 ~ 1.0wt%, the Ce 0.12 ~ 3wt%, the La 0.06 ~ 1.5wt%, the B Contains 0.01 ~ 0.2wt% and the balance is characterized in that Al.

상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 Ce, La은 Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상을 형성하는 것에 의해 열전도도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.In the step of manufacturing the aluminum alloy billet, the Ce and La are at least one composite of Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, and Al-Zn-Cu-La uniformly distributed in the Al alloy matrix. It is characterized by improving thermal conductivity by forming a phase.

상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 B는 상기 알루미늄 합금에 포함되어 있는 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소를 붕소화물(boride)로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.In the step of manufacturing the aluminum alloy billet, B is an element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity of the aluminum alloy by forming an element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity as a boride. It is characterized in that it prevents being employed in the aluminum base.

상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, Zn, Cu, Mg, Ce, La, B 및 Al을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계; 알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하고 합금 용융물을 주조기에 공급하여 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계; 상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리하는 단계; 상기 열처리된 알루미늄합금 빌렛에 압출공정을 적용하여 350 내지 600℃ 범위에서 압출재를 제조하는 단계; 및 상기 압출재를 이용하여 압출성형제품을 제작하는 단계;를 포함하는 압출성형품 제작 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention to achieve the above-described technical problem, the steps of preparing an aluminum alloy composition comprising Zn, Cu, Mg, Ce, La, B and Al; Dissolving the aluminum alloy composition at a casting temperature of 650 to 800° C. and supplying the alloy melt to a casting machine to prepare an aluminum alloy billet; Heat-treating for 2 to 12 hours at 450 to 600° C. for homogenization of the aluminum alloy billet; Applying an extrusion process to the heat-treated aluminum alloy billet to prepare an extruded material in the range of 350 to 600°C; And producing an extrusion-molded product by using the extruded material.

상기 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계에서, 상기 Zn 0.5 ~4.0wt%, 상기 Cu 0.25 ~ 2wt%, 상기 Mg 0.1 ~ 1.0wt%, 상기 Ce 0.12 ~ 3wt%, 상기 La 0.06 ~ 1.5wt%, 상기 B는 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 Al인 것을 특징으로 한다.In the step of preparing the aluminum alloy composition, the Zn 0.5 ~ 4.0wt%, the Cu 0.25 ~ 2wt%, the Mg 0.1 ~ 1.0wt%, the Ce 0.12 ~ 3wt%, the La 0.06 ~ 1.5wt%, the B Contains 0.01 ~ 0.2wt% and the balance is characterized in that Al.

상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 Ce, La 은 Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상을 형성하는 것에 의해 열전도도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.In the step of manufacturing the aluminum alloy billet, the Ce, La is a composite of at least one of Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, and Al-Zn-Cu-La uniformly distributed in the Al alloy matrix. It is characterized by improving thermal conductivity by forming a phase.

상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 B는 상기 알루미늄 합금에 포함되어 있는 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소를 붕소화물(boride)로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.In the step of manufacturing the aluminum alloy billet, B is an element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity of the aluminum alloy by forming an element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity as a boride. It is characterized in that it prevents being employed in the aluminum base.

상술한 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금 및 그 제조 방법은, Al에 대한 고용도가 높으면서 열전도도에 미치는 영향이 적은 원소인 Zn, Cu, Mg가 Al에 고용되어 강도를 향상시키고, 또한 미량의 Zn, Cu는 Al-Zn-Cu-Ce 또는 Al-Zn-Cu-La 복합상을 형성하는 것에 의해 결정상의 성장을 억제함으로써 열전도도와 전기전도도를 향상시키는 것에 의해, 전동기 프레임 소재로 사용되고 있는 주철 소재를 비중 2.7g/cm3 이하의 경량소재로 적용하여 30% 이상의 경량화 달성을 통해 에너지 및 환경 규제에 대응할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In the above-described aluminum alloy and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Zn, Cu, and Mg, which are elements having high solubility in Al and having a small effect on thermal conductivity, are dissolved in Al to improve strength, and a trace amount Zn, Cu is a cast iron material used as an electric motor frame material by suppressing the growth of a crystal phase by forming an Al-Zn-Cu-Ce or Al-Zn-Cu-La composite phase, thereby improving thermal and electrical conductivity. Is applied as a lightweight material with a specific gravity of 2.7g/cm 3 or less to achieve a weight reduction of 30% or more, thereby providing the effect of responding to energy and environmental regulations.

또한, 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금 및 그 제조 방법은, 200W/mㆍk이상(기존 철계 47W/mㆍk 대비 4배 이상)의 고열전도도 및 다기능 특성을 갖는 경량소재를 적용한 전동기 프레임 생산 공정 및 부품 개발로 에너지 신산업 트렌드에 부합하는 원천소재 및 핵심 생산공정기술을 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the aluminum alloy and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention are produced by applying a lightweight material having high thermal conductivity and multifunctional characteristics of 200W/m·k or more (4 times or more compared to the existing iron-based 47W/m·k). Through the development of processes and parts, it provides the effect of securing source materials and core production process technologies that meet the trend of the new energy industry.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금 제조 방법 및 압출성형제품 제작 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 원소 성분 조성별 전기비저항 증가 비교 표.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 (a)알루미늄합금의 조성별 전기전도도 및 열전도도 비교 그래프 및 (b) 알루미늄 합금 조성별 전기전도도 및 열전도도 비교표.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄합금의 조성별 (a)압출압력과 인장강도 비교 그래프 및 (b) 인장강도, 신장율 및 압출압력 비교표.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 조성별 전자현미경 사진.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 조성별 (a)전기전도도 비교그래프 및 (b) 전기전도도 및 열전도도 비교표.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 조성별 전기전도도, 열전도도, 인장강도 및 압출압력 측정 결과표.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 압출성형제품인 전동기 하우징의 (a) 압출공정도, (b) 측면도 및 (c) 평면도.
1 is a flow chart of a method of manufacturing a high thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength and a method of manufacturing an extruded product according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a comparative table of increase in electrical resistivity for each elemental composition of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an embodiment of the present invention (a) a comparison graph of electrical conductivity and thermal conductivity by composition of an aluminum alloy and (b) a comparison table of electrical conductivity and thermal conductivity by aluminum alloy composition.
4 is a graph of comparison of (a) extrusion pressure and tensile strength by composition of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, and (b) a comparison table of tensile strength, elongation and extrusion pressure.
Figure 5 is an electron microscope photograph of the composition of the aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.
6 is a comparison graph of (a) electrical conductivity and (b) electrical conductivity and thermal conductivity by composition of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.
7 is a table of measurement results of electrical conductivity, thermal conductivity, tensile strength and extrusion pressure by composition of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.
8 is a (a) extrusion process diagram, (b) side view, and (c) plan view of an extruded product of an electric motor housing according to an embodiment of the present invention.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific form of disclosure, and the present invention should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "just between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of a set feature, number, step, action, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers It is to be understood that the possibility of addition or presence of, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금 제조 방법 및 압출성형제품 제작 방법의 순서도이다.1 is a flow chart of a method of manufacturing a high thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength and a method of manufacturing an extrusion molded product according to an embodiment of the present invention.

도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금제 압출성형제품 제작 방법은, 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10), 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20), 열처리하는 단계(S30), 압출재를 제조하는 단계(S40) 및 압출성형제품을 제작하는 단계(S50)를 포함하여 구성되며, 이중 알루미늄 합금 제조 방법은 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10), 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20) 및 열처리하는 단계(S30)를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 1, the method of manufacturing an extruded product made of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention includes: preparing an aluminum alloy composition (S10), preparing an aluminum alloy billet (S20), and performing heat treatment (S30), Consisting of including the step of manufacturing an extruded material (S40) and manufacturing an extruded product (S50), and the method of manufacturing an aluminum alloy includes a step of preparing an aluminum alloy composition (S10), a step of preparing an aluminum alloy billet ( S20) and a heat treatment step (S30).

상기 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10)에서 Zn, Cu, Mg, Ce, La, B 및 Al을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비한다.In the step (S10) of preparing the aluminum alloy composition, an aluminum alloy composition including Zn, Cu, Mg, Ce, La, B and Al is prepared.

상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20)는 상기 알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하고 합금 용융물을 주조기에 공급하여 알루미늄합금 빌렛을 제조한다.In the step of manufacturing the aluminum alloy billet (S20), the aluminum alloy composition is dissolved at a casting temperature of 650 to 800° C. and the alloy melt is supplied to a casting machine to prepare an aluminum alloy billet.

상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20)에서 상기 Zn, Cu, Mg는 Al에 고용되어 전기전도도 및 열전도도의 감소를 최소화 시키면서 알루미늄 합금의 강도를 향상시킨다.In the step (S20) of manufacturing the aluminum alloy billet, the Zn, Cu, and Mg are dissolved in Al to improve the strength of the aluminum alloy while minimizing a decrease in electrical and thermal conductivity.

또한, 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20)에서, 상기 Ce, La은 Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상을 형성하는 것에 의해 상기 알루미늄 합금의 결정상의 성장을 억제하여 전기전도도 및 열전도도를 향상시켜 고열전도도가를 가지는 알루미늄 합금을 형성할 수 있도록 한다.In addition, in the step of manufacturing the aluminum alloy billet (S20), the Ce and La are Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu- uniformly distributed in the Al alloy matrix. By forming one or more composite phases of La, the growth of the crystal phase of the aluminum alloy is suppressed to improve electrical conductivity and thermal conductivity, thereby forming an aluminum alloy having high thermal conductivity.

또한, 상기 붕소(B)는 상기 알루미늄 합금에 포함되어 있는 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소를 붕소화물(boride)로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소(Cr, Ti, V, Zr 등)가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하기 위해 Al-B로 첨가된다.In addition, the boron (B) is an element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity by forming an element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity contained in the aluminum alloy as a boride (Cr, Ti, V, Zr, etc.) is added as Al-B to prevent solid solution in the aluminum matrix.

상기 열처리하는 단계(S30)는 상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리 한다.In the heat treatment step (S30), heat treatment is performed for 2 to 12 hours at 450 to 600° C. for homogenization of the aluminum alloy billet.

상기 열처리된 알루미늄합금 빌렛에 압출공정을 적용하여 350 내지 600℃ 범위에서 압출재를 제조한다. An extrusion process is applied to the heat-treated aluminum alloy billet to prepare an extruded material in the range of 350 to 600°C .

상술한 바와 같은 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10), 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20), 열처리하는 단계(S30), 및 압출하는 단계(S40)가 본 발명의 실시예의 알루미늄합금 제조 방법을 구성한다.The step of preparing the aluminum alloy composition as described above (S10), the step of preparing an aluminum alloy billet (S20), the step of heat treatment (S30), and the step of extruding (S40) are the aluminum alloy manufacturing method of the embodiment of the present invention. Configure.

다음으로, 상술한 본 발명의 실시예의 알루미늄합금 제조 방법에 의해 제조된 알루미늄합금의 특성을 설명한다.Next, the characteristics of the aluminum alloy manufactured by the aluminum alloy manufacturing method of the embodiment of the present invention described above will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 원소 성분 조성별 전기비저항 증가 비교 표이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 (a)알루미늄합금의 조성별 전기전도도 및 열전도도 비교 그래프 및 (b) 알루미늄 합금 조성별 전기전도도 및 열전도도 비교표이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄합금의 조성별 (a)압출압력과 인장강도 비교 그래프 및 (b) 인장강도, 신장율 및 압출압력 비교표이다.FIG. 2 is a table showing an increase in electrical resistivity according to elemental composition of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a comparison graph of electrical conductivity and thermal conductivity by composition of the aluminum alloy (a) and (b) of an embodiment of the present invention. ) It is a comparison table of electrical conductivity and thermal conductivity by aluminum alloy composition, and FIG. 4 is a comparison table of (a) extrusion pressure and tensile strength comparison graph and (b) tensile strength, elongation and extrusion pressure by composition of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention. .

도 2와 같이, Cu, Mg 및 Zn 각각은 Al 내에서 최대 5.65 wt%, 14.9 wt% 및 82.8 wt%의 높은 고용도를 가지면서, wt% 당 평균 전기비저항(μΩㆍcm) 증가율이 고용한도 내에서는 0.344 μΩㆍcm, 0.51 μΩㆍcm 및 0.094 μΩㆍcm이고, 고용한도 초과 시에는 0.030 μΩㆍcm, 0.22 μΩㆍcm 및 0.023 μΩㆍcm으로 전기 비저항에 미치는 영향이 적은 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 2, each of Cu, Mg, and Zn has a high solubility of 5.65 wt%, 14.9 wt%, and 82.8 wt% in Al, while the average electrical resistivity per wt% (μΩ·cm) increase rate is the solubility limit It can be seen that there is little effect on the electrical resistivity of 0.344 μΩ·cm, 0.51 μΩ·cm, and 0.094 μΩ·cm in the inside, and 0.030 μΩ·cm, 0.22 μΩ·cm and 0.023 μΩ·cm when the solid solution limit is exceeded.

그리고 도 3과 같이, 상기 Cu, Mg 및 Zn이 Al 금속 내에 고용되어 형성된 Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al-2Zn-1Cu-0.5Mg 및 Al-2Zn-1Cu-0.7Mg 각각의 전기전도도는, 주조 후(As-cast)에는 52.93 %IACS, 51.46 %IACS %IACS, 49.93 %IACS, 47.49 %IACS 및 46.79 %IACS이고, 열처리에 의한 균질화 후(Homogenization)에는 52.24 %IACS, 50.81 %IACS, 48.86 %IACS, 46.70 %IACS 및 46.05 %IACS 이며, 압출재로 형성된 후(Extrusion)에는 52.24 %IACS, 50.81 %IACS, 48.86 %IACS, 46.70 %IACS 및 46.05 %IACS이고, 압출재로 형성된 후(Extrusion)의 열전도도는 208.577 W/mk, 204.722 W/mk, 197.821 W/mk, 192.388 W/mk 및 187.029 W/mk를 나타냈다.And, as shown in Figure 3, the Cu, Mg and Zn formed by solid solution in Al metal Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al-2Zn-1Cu-0.5 The electrical conductivity of each of Mg and Al-2Zn-1Cu-0.7Mg is 52.93%IACS, 51.46%IACS%IACS, 49.93%IACS, 47.49%IACS and 46.79%IACS after casting (As-cast), and heat treatment by heat treatment. After homogenization, they are 52.24%IACS, 50.81%IACS, 48.86%IACS, 46.70%IACS and 46.05%IACS, and 52.24%IACS, 50.81%IACS, 48.86%IACS, 46.70%IACS after extruded material (Extrusion). And 46.05% IACS, and the thermal conductivity of the extruded material was 208.577 W/mk, 204.722 W/mk, 197.821 W/mk, 192.388 W/mk, and 187.029 W/mk.

그리고 도 4와 같이, 비교예인 종래의 알루미늄 합금 A6063, 상기 Cu, Mg 및 Zn이 고용되어 형성된 Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al-2Zn-1Cu-0.5Mg 및 Al-2Zn-1Cu-0.7Mg 각각의 인장강도(Tensile Strength)는 118.12 MPa, 101.86 MPa, 117.35 MPa, 192.75 MPa, 195.23 MPa 및 203.55 MPa을 나타냈다.And, as shown in Figure 4, a comparative example of a conventional aluminum alloy A6063, Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al- formed by solid solution of Cu, Mg and Zn. Tensile strengths of 2Zn-1Cu-0.5Mg and Al-2Zn-1Cu-0.7Mg were 118.12 MPa, 101.86 MPa, 117.35 MPa, 192.75 MPa, 195.23 MPa and 203.55 MPa.

또한, 상기 비교예인 종래의 알루미늄 합금 A6063, 상기 Cu, Mg 및 Zn이 고용되어 형성된 Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al-2Zn-1Cu-0.5Mg 및 Al-2Zn-1Cu-0.7Mg 각각의 신장율(Elongation)은 31.51%, 31.93%, 29.21 %, 32.58 %, 32.19% 및 32.45%를 나타냈다.In addition, the comparative example of the conventional aluminum alloy A6063, Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al-2Zn-1Cu formed by solid solution of Cu, Mg, and Zn Elongation of -0.5Mg and Al-2Zn-1Cu-0.7Mg were 31.51%, 31.93%, 29.21%, 32.58%, 32.19% and 32.45%, respectively.

그리고 상기 비교예인 종래의 알루미늄 합금 A6063, 상기 Cu, Mg 및 Zn이 고용되어 형성된 Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al-2Zn-1Cu-0.5Mg 및 Al-2Zn-1Cu-0.7Mg 각각의 압출압력(Extrusion pressure)은 133.17 kgf, 91.5 kgf, 99.9 kgf, 106.9 kgf, 110.8 kgf 및 127.0 kgf을 나타냈다.And the comparative example of the conventional aluminum alloy A6063, Al-2Zn-1Cu, Al-2Zn-1Cu-0.1Mg, Al-2Zn-1Cu-0.3Mg, Al-2Zn-1Cu- formed by solid solution of the Cu, Mg and Zn. Extrusion pressures of 0.5Mg and Al-2Zn-1Cu-0.7Mg were 133.17 kgf, 91.5 kgf, 99.9 kgf, 106.9 kgf, 110.8 kgf and 127.0 kgf, respectively.

즉, 상술한 도 2 내지 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 Cu, Mg 및 Zn은 Al에 고용되는 경우 전기전도도 및 열전도도에 미치는 영향이 적어 생성된 알루미늄 합금의 전기전도도 및 열전도도를 저하를 최소화시키면서 강도를 향상시키는 것을 확인할 수 있다.That is, as can be seen in FIGS. 2 to 4 described above, when the Cu, Mg and Zn are dissolved in Al, the effect on the electrical and thermal conductivity is small, so that the electrical and thermal conductivity of the resulting aluminum alloy is reduced. It can be seen that the strength is improved while minimizing.

다시 도 1을 참조하여 설명하면, 상술한 처리과정에 의해 제조된 본 발명의 실시예의 알루미늄 합금을 이용하여 전동기 하우징 등의 압출성형품을 제조하는 경우, 압출성형품의 열전도도 및 성형성이 향상됨은 물론 경량화를 이룰 수 있다.Referring again to FIG. 1, when manufacturing an extruded product such as an electric motor housing using the aluminum alloy of the embodiment of the present invention manufactured by the above-described processing process, the thermal conductivity and moldability of the extruded product are improved. Light weight can be achieved.

본 발명의 일 실시예의 압출성형품 제조 방법을 설명하면, 구체적으로, 상기 압출재를 제조하는 단계(S40)에서 상기 열처리된 알루미늄합금 빌렛에 압출공정을 적용하여 압출재를 제조한다.When explaining a method of manufacturing an extruded product according to an embodiment of the present invention, specifically, an extruded material is manufactured by applying an extrusion process to the heat-treated aluminum alloy billet in the step of manufacturing the extruded material (S40).

도 5는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 조성별 전자현미경 사진이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 조성별 (a)전기전도도 비교그래프 및 (b) 전기전도도 및 열전도도 비교표이다.5 is an electron microscope photograph of the composition of the aluminum alloy according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a comparison graph of (a) electrical conductivity and (b) electrical conductivity and thermal conductivity comparison table by composition of the aluminum alloy according to an embodiment of the present invention. to be.

도 5와 같이, 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20)에서, 상기 Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상이 균일하게 분포되어 형성된 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5, in the step (S20) of manufacturing the aluminum alloy billet, Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La uniformly distributed in the Al alloy matrix. It can be seen that at least one of the composite phases is uniformly distributed and formed.

그리고 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg 기지, Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, 상기 Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) 복합상(Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M(M은 Ce, La 또는 B 중 하나) 및 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB 합금의 주조 후(As-cast), 균질화 후(Homogenization) 및 압출재 형성 후(Extrusion)의 전기전도도 및 열전도도를 비교하면, 도 6에서와 같이, 상기 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, 상기 Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) 복합상(Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M(M은 Ce, La 또는 B 중 하나) 및 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB 합금의 주조 후(As-cast)의 전기전도도는 각각 47.49 %IACS, 49.60 %IACS, 48.01 %IACS 및 41.61 %IACS 이었다.And Al-2Zn-1Cu-0.5Mg base, Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, the Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) composite phase (Al-2Zn-1Cu-0.5Mg- Electrical conductivity of 0.5M (M is one of Ce, La or B) and Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB alloy after casting (As-cast), after homogenization (Homogenization), and after extrusion (Extrusion) Comparing the thermal conductivity, as in FIG. 6, the Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, the Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) composite phase (Al-2Zn-1Cu-0.5 The electrical conductivity of Mg-0.5M (M is one of Ce, La or B) and Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB alloys after casting (As-cast) is 47.49%IACS, 49.60%IACS, 48.01%, respectively. IACS and 41.61% IACS.

그리고 상기 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, 상기 Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) 복합상(Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M(M은 Ce, La 또는 B 중 하나) 및 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB 합금의 균질화 후(Homogenization)의 전기전도도는 각각 46.70 %IACS, 48.57 %IACS, 47.71 %IACS 및 41.94 %IACS 이었다. And the Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, the Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) composite phase (Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M (M is Ce, La or B) and the electrical conductivity of the Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB alloy after homogenization were 46.70%IACS, 48.57%IACS, 47.71%IACS and 41.94%IACS, respectively.

또한, 상기 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, 상기 Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) 복합상(Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M(M은 Ce, La 또는 B 중 하나) 및 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB 합금의 압출 후(Extrusion)의 전기전도도는 각각 48.26 %IACS, 49.52 %IACS, 49.10 %IACS 및 42.68 %IACS 이었다.In addition, the Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, the Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) composite phase (Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M (M is Ce, La Or B) and Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB alloys were 48.26%IACS, 49.52%IACS, 49.10%IACS and 42.68%IACS, respectively.

상기 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, 상기 Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) 복합상(Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M(M은 Ce, La 또는 B 중 하나) 및 Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB 합금의 압출 후(Extrusion)의 열전도도는 192.388 W/mk, 197.013 W/mk, 195.472및 171.904 W/mk를 나타냈다. The Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-2AlB, the Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) composite phase (Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-0.5M (M is Ce, La or B One) and the thermal conductivity of the Al-2Zn-1Cu-0.5Mg-10AlTiB alloy after extrusion (Extrusion) was 192.388 W/mk, 197.013 W/mk, 195.472 and 171.904 W/mk.

즉, 본 발명의 실시예의 알루미늄 합금은 도 4와 같이, 압출 강도가 증가하면서도, Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) 복합상을 형성하는 것에 의해 결정상의 성장을 억제하여 전기전도도 및 열전도도를 향상시키는 것을 확인하였다.That is, the aluminum alloy of the embodiment of the present invention increases the extrusion strength, as shown in FIG. 4, while suppressing the growth of the crystal phase by forming the Al-Zn-Cu-Mg-(Ce, La, B) composite phase. It was confirmed that the conductivity and thermal conductivity were improved.

도 7은 본 발명의 실시예와 비교예들의 알루미늄 합금들의 전기전도도, 열전도도, 인장강도 및 압출압력을 비교한 표이다. 도 7에서 본 발명의 실시예1 내지 실시예 6의 알루미늄 합금들의 경우 전기전도도 및 열전도도의 저하가 최소로 되면서, 인장강도와 압출압력이 향상된 것을 확인할 수 있었다.7 is a table comparing electrical conductivity, thermal conductivity, tensile strength and extrusion pressure of aluminum alloys of Examples and Comparative Examples of the present invention. In FIG. 7, in the case of the aluminum alloys of Examples 1 to 6 of the present invention, it was confirmed that the decrease in electrical conductivity and thermal conductivity was minimized, and tensile strength and extrusion pressure were improved.

다음으로, 다시 도 1과 같이, 상기 압출성형제품을 제작하는 단계(S50)에서 상기 압출재를 압출 성형기(20)에 적용하여 압출시키는 것에 의해 압출성형제품을 제작한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예의 압출성형제품인 전동기 하우징의 (a) 압출공정도, (b) 측면도 및 (c) 평면도이다.Next, as shown in FIG. 1 again, in the step (S50) of producing the extrusion-molded product, the extruded material is applied to the extrusion molding machine 20 and extruded to produce an extrusion-molded product. 8 is a (a) extrusion process diagram, (b) a side view, and (c) a plan view of an extruded product of an electric motor housing according to an embodiment of the present invention.

도 8에서 도면 부호 20은 압출 성형기, 10은 전동기 하우징을 나타낸다.In FIG. 8, reference numeral 20 denotes an extrusion molding machine and 10 denotes an electric motor housing.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical idea of the present invention described above has been described in detail in the preferred embodiment, it should be noted that the embodiment is for the purpose of description and not for the limitation thereof. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will be able to understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 전동기 하우징
20: 압출 성형기
10: motor housing
20: extrusion molding machine

Claims (12)

Zn, Cu, Mg, Ce, La, B 및 잔부는 Al 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 Zn, Cu 및 Mg는 상기 Al에 고용되는 것에 의해 강도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금.Zn, Cu, Mg, Ce, La, B and the remainder contain Al and other inevitable impurities, and the Zn, Cu, and Mg improve strength by being dissolved in the Al. Advanced high thermal conductivity aluminum alloy. 제1항에 있어서, 상기 Zn 0.5 ~4.0wt%, 상기 Cu 0.25 ~ 2wt%, 상기 Mg 0.1 ~ 1.0wt%, 상기 Ce 0.12 ~ 3wt%, 상기 La 0.06 ~ 1.5wt%, 상기 B는 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 Al인 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금.The method of claim 1, wherein the Zn 0.5 ~ 4.0wt%, the Cu 0.25 ~ 2wt%, the Mg 0.1 ~ 1.0wt%, the Ce 0.12 ~ 3wt%, the La 0.06 ~ 1.5wt%, the B is 0.01 ~ 0.2 High thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength, characterized in that it contains wt% and the balance is Al. 제1항에 있어서, 상기 Ce, La 은,
Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상을 형성하는 것에 의해 열전도도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금.
The method of claim 1, wherein Ce, La is,
Characterized in that the thermal conductivity is improved by forming at least one composite phase among Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, and Al-Zn-Cu-La uniformly distributed in the Al alloy matrix. High thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength.
제3항에 있어서, 상기 붕소는,
상기 알루미늄 합금에 포함되어 있는 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소를 붕소화물(boride)로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금.
The method of claim 3, wherein the boron,
Extrusion, characterized in that the element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity contained in the aluminum alloy is formed as a boride to prevent the element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity from being dissolved in the aluminum matrix High thermal conductivity aluminum alloy with improved properties and strength.
Zn, Cu, Mg, Ce, La, B 및 Al을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계;
알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하고 합금 용융물을 주조기에 공급하여 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계;
상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리 하는 단계; 및
상기 열처리된 알루미늄합금 빌렛에 압출공정을 적용하여 350 내지 600℃ 범위에서 압출재를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 Zn, Cu 및 Mg는 상기 Al에 고용되어 강도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금 제조 방법.
Preparing an aluminum alloy composition comprising Zn, Cu, Mg, Ce, La, B and Al;
Dissolving the aluminum alloy composition at a casting temperature of 650 to 800° C. and supplying the alloy melt to a casting machine to prepare an aluminum alloy billet;
Heat-treating for 2 to 12 hours at 450 to 600° C. for homogenization of the aluminum alloy billet; And
Including; applying an extrusion process to the heat-treated aluminum alloy billet to prepare an extruded material in the range of 350 to 600 ℃, including,
In the step of manufacturing the aluminum alloy billet, the Zn, Cu, and Mg are dissolved in the Al to improve the strength of the high thermal conductivity aluminum alloy manufacturing method with improved extrudability and strength.
제5항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계에서,
상기 Zn 0.5 ~4.0wt%, 상기 Cu 0.25 ~ 2wt%, 상기 Mg 0.1 ~ 1.0wt%, 상기 Ce 0.12 ~ 3wt%, 상기 La 0.06 ~ 1.5wt%, 상기 B는 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 Al인 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금 제조 방법.
The method of claim 5, wherein in the step of preparing the aluminum alloy composition,
The Zn 0.5 ~ 4.0wt%, the Cu 0.25 ~ 2wt%, the Mg 0.1 ~ 1.0wt%, the Ce 0.12 ~ 3wt%, the La 0.06 ~ 1.5wt%, the B contains 0.01 ~ 0.2wt% A method for producing a high thermal conductivity aluminum alloy with improved extrudability and strength, characterized in that the part is Al.
제5항에 있어서, 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서,
상기 Ce, La 은 Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상을 형성하여 결정상의 성장을 억제하여 열전도도 및 전기전도도를 향상시키는 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금 제조 방법.
The method of claim 5, wherein in the manufacturing of the aluminum alloy billet,
The Ce and La form one or more of Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, and Al-Zn-Cu-La uniformly distributed in the Al alloy matrix to suppress the growth of the crystal phase. A method of manufacturing a high thermal conductivity aluminum alloy having improved extrudability and strength, characterized by improving thermal conductivity and electrical conductivity.
제5항에 있어서, 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서,
상기 B는 상기 알루미늄 합금에 포함되어 있는 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소를 붕소화물(boride)로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 압출성 및 강도가 향상된 고열전도도 알루미늄 합금 제조 방법.
The method of claim 5, wherein in the manufacturing of the aluminum alloy billet,
The B is characterized in that an element that inhibits electrical conductivity and thermal conductivity contained in the aluminum alloy is formed as a boride to prevent the element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity from being dissolved in the aluminum matrix. High thermal conductivity aluminum alloy manufacturing method with improved extrudability and strength.
Zn, Cu, Mg, Ce, La, B 및 Al을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계;
알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하고 합금 용융물을 주조기에 공급하여 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계;
상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리하는 단계;
상기 열처리된 알루미늄합금 빌렛에 압출공정을 적용하여 350 내지 600℃ 범위에서 압출재를 제조하는 단계; 및
상기 압출재를 이용하여 압출성형제품을 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출성형품 제작 방법.
Preparing an aluminum alloy composition comprising Zn, Cu, Mg, Ce, La, B and Al;
Dissolving the aluminum alloy composition at a casting temperature of 650 to 800° C. and supplying the alloy melt to a casting machine to prepare an aluminum alloy billet;
Heat-treating for 2 to 12 hours at 450 to 600° C. for homogenization of the aluminum alloy billet;
Applying an extrusion process to the heat-treated aluminum alloy billet to prepare an extruded material in the range of 350 to 600°C; And
The method of producing an extrusion-molded product, comprising: producing an extrusion-molded product using the extruded material.
제9항에 있어서, 상기 Zn 0.5 ~4.0wt%, 상기 Cu 0.25 ~ 2wt%, 상기 Mg 0.1 ~ 1.0wt%, 상기 Ce 0.12 ~ 3wt%, 상기 La 0.06 ~ 1.5wt%, 상기 B는 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 Al인 것을 특징으로 하는 압출성형품 제작 방법.The method of claim 9, wherein the Zn 0.5 ~ 4.0wt%, the Cu 0.25 ~ 2wt%, the Mg 0.1 ~ 1.0wt%, the Ce 0.12 ~ 3wt%, the La 0.06 ~ 1.5wt%, the B is 0.01 ~ 0.2 A method of manufacturing an extrusion molded article, characterized in that it contains wt% and the balance is Al. 제9항에 있어서, 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서,
상기 Ce, La 은,
Al 합금 기지에 균일하게 분포되는 Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, Al-Zn-Cu-La 중 하나 이상의 복합상을 형성하여 결정상의 성장을 억제하여 열전도도 및 전기전도도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 압출성형품 제작 방법.
The method of claim 9, wherein in the step of preparing the aluminum alloy billet,
The Ce and La are,
Thermal conductivity and electrical conductivity by inhibiting the growth of crystal phase by forming one or more complex phases among Al-Ce, Al-La, Al-Zn-Cu-Ce, and Al-Zn-Cu-La uniformly distributed in the Al alloy matrix Method for producing an extrusion molded product, characterized in that to improve.
제9항에 있어서, 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계에서,
상기 B는 상기 알루미늄 합금에 포함되어 있는 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소를 붕소화물(boride)로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 압출성형품 제작 방법.
The method of claim 9, wherein in the step of preparing the aluminum alloy billet,
The B is characterized in that an element that inhibits electrical conductivity and thermal conductivity contained in the aluminum alloy is formed as a boride to prevent the element that inhibits the electrical conductivity and thermal conductivity from being dissolved in the aluminum matrix. Extrusion molded product manufacturing method.
KR1020190026802A 2019-03-08 2019-03-08 High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof KR102203716B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190026802A KR102203716B1 (en) 2019-03-08 2019-03-08 High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190026802A KR102203716B1 (en) 2019-03-08 2019-03-08 High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200107536A true KR20200107536A (en) 2020-09-16
KR102203716B1 KR102203716B1 (en) 2021-01-15

Family

ID=72669920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190026802A KR102203716B1 (en) 2019-03-08 2019-03-08 High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102203716B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836656A (en) * 2022-05-17 2022-08-02 上海交通大学 High-strength high-heat-conductivity die-casting aluminum alloy capable of being strengthened by aging and preparation method thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06184712A (en) * 1992-12-22 1994-07-05 Toyota Motor Corp Production of high strength aluminum alloy
JP2005528521A (en) * 2002-04-05 2005-09-22 ペシネイ レナリュ AL-ZN-MG-CU alloy product with improved harmony between static mechanical properties and damage resistance
US20090087341A1 (en) * 2007-09-29 2009-04-02 Zhou Cai Reinforced aluminum alloy with high electrical and thermal conductivity and its manufacturing process thereof
US8936688B2 (en) 2004-04-05 2015-01-20 Nippon Light Metal Company, Ltd. Aluminum alloy casting material for heat treatment excelling in heat conduction and process for producing the same
KR101502340B1 (en) 2013-05-27 2015-03-16 한국기계연구원 Aluminum alloy for casting having high thermal conductivity
KR101806714B1 (en) 2016-06-22 2017-12-08 현대자동차주식회사 Aluminum alloy for motor housing
KR20170138533A (en) * 2015-10-30 2017-12-15 노벨리스 인크. High strength 7XXX aluminum alloy and its manufacturing method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06184712A (en) * 1992-12-22 1994-07-05 Toyota Motor Corp Production of high strength aluminum alloy
JP2005528521A (en) * 2002-04-05 2005-09-22 ペシネイ レナリュ AL-ZN-MG-CU alloy product with improved harmony between static mechanical properties and damage resistance
US8936688B2 (en) 2004-04-05 2015-01-20 Nippon Light Metal Company, Ltd. Aluminum alloy casting material for heat treatment excelling in heat conduction and process for producing the same
US20090087341A1 (en) * 2007-09-29 2009-04-02 Zhou Cai Reinforced aluminum alloy with high electrical and thermal conductivity and its manufacturing process thereof
KR101502340B1 (en) 2013-05-27 2015-03-16 한국기계연구원 Aluminum alloy for casting having high thermal conductivity
KR20170138533A (en) * 2015-10-30 2017-12-15 노벨리스 인크. High strength 7XXX aluminum alloy and its manufacturing method
KR101806714B1 (en) 2016-06-22 2017-12-08 현대자동차주식회사 Aluminum alloy for motor housing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836656A (en) * 2022-05-17 2022-08-02 上海交通大学 High-strength high-heat-conductivity die-casting aluminum alloy capable of being strengthened by aging and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102203716B1 (en) 2021-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20060098039A (en) High temperature structural mg alloys containing misch metal
US20180347010A1 (en) Low-cost high-heat-conduction die-casting magnesium alloy and manufacturing method therefor
KR101924319B1 (en) Highly heat conductive aluminum alloy for die casting, aluminum alloy die cast product using same, and heatsink using same
JP2013204087A (en) High-strength highly heat-conductive aluminum alloy member and method for manufacturing the same
JP4413106B2 (en) Aluminum alloy material for heat sink and manufacturing method thereof
KR102203716B1 (en) High thermal conductivity aluminium alloy enhanced extrusion formability and strength, the manufacturing method thereof and the manufacturing method for Extrusion molding product thereof
CN1607261A (en) Die-casting aluminium alloy
KR20170049083A (en) Mg casting alloy having High thermal conductivity and method of manufacturing the same
KR101841119B1 (en) Mg heat sink alloy compositions for head lamp, manufacturing method of Mg heat sink and Mg heat sink for head lamp thereby
KR101727852B1 (en) High thermal conductivity aluminum alloys with good castability
KR20140063025A (en) High heat-conductivity magnesium alloy and its casting product thereof
JP4487615B2 (en) Method for producing cast aluminum alloy material with excellent thermal conductivity
JP6452042B2 (en) Method for producing magnesium alloy
KR102203717B1 (en) Aluminium alloy enhanced thermal conductivity and formability and manufacturing method for Extrusion molding product thereof
KR20130134302A (en) High grade castability and high thermal conductivity aluminum alloy
KR102465688B1 (en) Aluminium alloy enhanced electrical conductivity, thermal conductivity and formability and manufacturing method for extrusion molding product thereof
KR20140069754A (en) Aluminum alloy improved heat conductivity and a heat radiating device using the same
CN113106300B (en) Heat-treatment-free high-thermal-conductivity aluminum alloy, preparation method thereof and radiator
JP2016169431A5 (en)
JP3772718B2 (en) Cast aluminum alloy with excellent thermal conductivity
JP5251894B2 (en) Method for producing aluminum alloy cast material with excellent thermal conductivity
JP2002226932A (en) Aluminum alloy for heat sink having excellent strength and thermal conductivity and production method therefor
JP2000017355A (en) High strength and high conductivity copper alloy and working method therefor
JP5688744B2 (en) High strength and high toughness copper alloy forging
KR102617693B1 (en) High thermal resistant aluminum alloy

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant