KR20200107539A - 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제조 방법 - Google Patents

열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하고, 상기 Ce 및 La가 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것에 의해, 열전도도 및 전기전도도는 감소시키지 않으면서, 고온 성형 공정 시 열적으로 안정한 Al-(Ce, La) 금속간 화합물이 결정립 성장을 억제함으로써 고온 변형 특성을 향상시키는 것에 의해 성형성이 향상된 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금을 제공한다.

Description

열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제조 방법{Aluminium alloy enhanced thermal conductivity and formability and manufacturing method for Extrusion molding product thereof}
본 발명은 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 열전도도 및 전기전도도는 감소시키지 않으면서, 고온 성형 공정 시 고온 변형 특성을 향상시키는 것에 의해 성형성이 향상된 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제조 방법에 관한 것이다.
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.
이 중 전동기 하우징은 내부에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 역할을 하고 있으며, 이에 따라 우수한 열전도도 특성을 가짐과 동시에 충분한 성형성을 가지는 소재의 개발 및 냉각 성능을 향상시키기 위한 다수의 핀이 존재함으로써 복잡한 형상을 가지는 프레임 제조 공정 기술을 필요로 한다.
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 및 성형성이 우수할 것을 요구한다.
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.
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.
대한민국 등록특허 제10-1806714호 대한민국 등록특허 제10-1502340호 미국등록특허 US 8936688호
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전도도 및 전기전도도는 감소시키지 않으면서, 고온 성형 공정 시 열적으로 안정한 Al-(Ce, La) 금속간 화합물이 결정립 성장을 억제함으로써 고온 변형 특성을 향상시키는 것에 의해 성형성이 향상된 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 및 상기 알루미늄 합금 압출성형제품 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 일 실시예는, 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B) 및 잔부는 Al 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 Ce 및 La가 Al 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금을 제공한다.
상기 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 한다.
상기 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물은, 상기 Al 기지 상에서 평균 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되는 것을 특징으로 한다.
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.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B) 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계; 및 알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하고 합금 용융물을 이용하여 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법을 제공한다.
상기 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 한다.
상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 붕소(B)는 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.
상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 Ce 및 La이 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물은, 상기 Al 기지 상에서 평균 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B) 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계; 상기 알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하여 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계; 상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리 하는 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.
상기 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 한다.
상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 붕소(B)는 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.
상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서, 상기 Ce 및 La가 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물은, 상기 Al 기지 상에서 평균 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금 및 그 제조 방법은, 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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법 및 압출성형제품 제조 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 SEM 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 Alx(Ce, La)에서 x가 (a) 0.2, (b) 0.5, (c) 1.0, (d) 1.5 및 (e) 2.0 wt%인 각각의 경우의 알루미늄합금의 조직 분포를 나타내는 사진.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 XRD 분석 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 (a)SEM 사진 및 (b)EDS 분석 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 SEM 사진 및 (b)Al, Ce, La의 분포를 나타내는 에너지값 분석 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 A알루미늄 합금의 Al, Ce, La의 분포 분석을 위한 에너지값 분석 그래프.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 실시예와 종래기술의 비교예의 전자현미경 사진.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 압출성형제품인 전동기 하우징의 (a) 압출공정도, (b) 측면도 및 (c) 평면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 (Ce, La) 함량에 따른 (a)주조 후 및 압출성형 후의 전기전도도 비교 그래프와 (b) 각각의 함량비를 나타내는 표.
도 11은 본 발명의 일 실시예의 Al-B 또는 AlTiB의 함량별 알루미늄 합금의 (a) 전기전도도 및 열전도도의 비교 그래프 및 (b) Al-B 또는 AlTiB 조성 표.
도 12는 본 발명의 일 실시예의 Al-B 또는 AlTiB의 함량별 알루미늄 합금의 (a) 인장강도, (b) 압출압력별 인장응력 및 (b) 조성표.
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.
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.
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.
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.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법 및 압출성형제품 제조 방법의 순서도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금제 압출성형제품 제조 방법은, 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10), 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20), 열처리하는 단계(S30), 압출재를 제조하는 단계(S40) 및 압출성형제품을 제작하는 단계(S50)을 포함하여 구성되며, 이중 알루미늄 합금 제조 방법은 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10), 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20) 및 열처리하는 단계(S30)를 포함하여 구성된다.
상기 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10)에서 상기 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al) 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비한다. 이때, 상기 붕소(B)는 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 방지하기 위해 Al-B로 첨가된다.
상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20)는 상기 알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하고 합금 알루미늄합금빌렛을 제조한다. 상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계(S20)에서, 상기 Ce 및 La가 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물은, 상기 Al 기지 상에서 평균 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되는 것을 특징으로 한다.
상기 열처리하는 단계(S30)는 상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리 한다.
상술한 바와 같은 알루미늄합금 조성물을 준비하는 단계(S10), 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20) 및 열처리하는 단계(S30)의 수행에 의해 본 발명의 실시예의 알루미늄합금이 제조된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 SEM 사진이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 Alx(Ce, La)에서 x가 (a) 0.2, (b) 0.5, (c) 1.0, (d) 1.5 및 (e) 2.0 wt%인 각각의 경우의 알루미늄합금의 조직 분포를 나타내는 사진이다.
도 2와 같이, 열처리의 수행 후에 알루미늄합금 빌렛의 조직이 균질화된다. 그리고 도 3과 같이, (Ce, La)의 함량이 증가할수록 조직이 미세화 및 균질환된다. 이에 따라 조직의 경계에서의 결정립 성장을 억제할 수 있게 되어 고온변형특성이 향상된다.
도 1을 참조하면, 상기 알루미늄 합금은 상기 알루미늄합금 빌렛을 제조하는 단계(S20)의 수행 중에, Ce 및 La은 기지에 고용되지 않고 Alx(Ce,La)y 금속간 화합물을 형성하며, 이때, x는 11, y는 3일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 알루미늄합금의 XRD 분석 그래프이다.
도 4와 같이, 제조된 알루미늄 합금 빌렛에 대한 XRD 분석을 수행하는 경우, 도 4와 같이, 알루미늄 기지의 상을 나타내는 피크와 구별되는 Alx(Ce,La)y 금속간화합물의 상을 나타내는 피크들을 확인할 수 있으며, 이에 의해 Ce와 La가 알루미늄 기지 상에 고용됨이 없이 Alx(Ce,La)y 금속간 화합물을 형성하는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 Alx(Ce, La) 합금의 (a)SEM 사진 및 (b)EDS 분석 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 SEM 사진 및 (b)Al, Ce, La의 분포를 나타내는 에너지값 분석 그래프이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 Al, Ce, La의 분포 분석을 위한 에너지값 분석 그래프이다.
도 5 내지 도 7과 같이, 본 발명의 알루미늄 합금을 SEM을 이용하여 촬영한 경우, 알루미늄 기지(α-Al)에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물의 상으로 형성하는 것이 촬영되었으며, XRD 그래프를 통해서도 도 4와 같이, Ce 및 La이 알루미늄 기지에 고용되지 않았음을 확인할 수 있었고, Al, Ce 및 La에 대한 에너지 값 분석을 통해서도 Ce 및 La가 Al 기지에 고용되지 않은 별도의 상을 형성하고 있음을 확인할 수 있었다.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 Alx(Ce, La) 합금의 실시예와 종래기술의 비교예의 전자현미경 사진이다.
상술한 바와 같이 제조된 본 발명이 일 실시예의 알루미늄 합금은, Ce 및 La이 알루미늄 기지에 고용되지 않고, Al11(Ce, La)3 금속간화합물을 형성하는 것에 의해, 종래기술에 비해 알루미늄 금속 합금 내에서 조밀하고 균일하게 Al11(Ce, La)3 상이 분포하게 된다. 도 8의 경우, 본 발명의 실시예의 알루미늄 합금의 경우 Al11(Ce, La)3 금속간화합물 상이 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되며, 평균 13 내지 17 ㎛의 이격거리를 가지고 분포될 수 있다. 도 8의 경우에는 Al11(Ce, La)3 금속간화합물 상이 평균 15.2 ㎛의 거리를 두고 균일하며 조밀하게 분포된 것을 예로서 도시하였다. 이는 종래기술의 경우 추가 원소들이 알루미늄 기지 상에 고용되는 것에 의해 금속간화합물 상이 평균 거리 약 47.5 ㎛의 거리를 가지고 분산 분포되어 있는 것과 대비된다. 따라서 본 발명의 실시예의 알루미늄 합금은 고온변형 시 균일하고 조밀하게 배치되는 Al11(Ce, La)3 금속간화합물 상에 의해 결정립 성장이 억제되는 것에 의해 압출 성형물의 열전도도 및 성형성을 현저히 향상시키게 된다.
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.
본 발명의 일 실시예의 압출성형품 제조 방법을 설명하면, 구체적으로, 상기 압출재를 제조하는 단계(S40)에서 상기 열처리된 알루미늄합금 빌렛에 압출공정을 적용하여 350 내지 600℃ 범위에서 압출재를 제조한다.
다음으로, 상기 압출성형제품을 제작하는 단계(S50)에서 상기 압출재를 압출 성형기(20)에 적용하여 압출시키는 것에 의해 압출성형제품을 제작한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 압출성형제품인 전동기 하우징(10)의 (a) 압출공정도, (b) 측면도 및 (c) 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 알루미늄 합금의 (Ce, La) 함량에 따른 (a)주조 후 및 압출성형 후의 전기전도도 비교 그래프와 (b) 각각의 함량비를 나타내는 표이다.
본 발명의 실시예의 주조에 의해 제조된 알루미늄합금 빌렛과 알루미늄합금 빌렛을 이용하여 제작된 압출성형제품의 전기전도도를 측정한 결과, 도10과 같이, Ce 및 La의 함량 증가에 따라 주조 후의 알루미늄합금 빌렛(주조재)의 전기전도도는 약간 감소하였으나, 압출성형제품(알출재)의 전기전도도는 크게 영향을 받지않는 것을 확인하였다. 그리고 순수한 Al과 같은 고열전도도를 가짐을 확인하였다.
도 11은 본 발명의 일 실시예의 Al-B 또는 AlTiB의 함량별 알루미늄 합금의 (a) 전기전도도 및 열전도도의 비교 그래프 및 (b) Al-B 또는 AlTiB 조성 표이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예의 Al-B 또는 AlTiB의 함량별 알루미늄 합금의 (a) 인장강도, (b) 압출압력별 인장응력 및 (b) 조성표이다.
도 11과 같이, Al-0.5R, Al-0.5(Ce, La)에 0.4AlB, 1.0AlB, 2.0AlB 및 2AlTiB를 혼합한 경우 각각에서 AlB의 함량이 증가할수록 전기전도도 및 열전도도가 증가함을 확인하였다.
그리고 Al-B의 첨가에 의해 열전도도 및 전기전도도를 저해하는 원소들을 붕소화물로 형성하여 상기 전기전도도 및 열전도도를 저해하는 원소가 상기 알루미늄 기지에 고용되는 것을 방지하게 되므로, 도 12와 같이, 본 발명의 실시예의 알루미늄 합금의 제조 시 Al-B를 추가하여 제조된 알루미늄합금에서 압출압력과 인장 응력이 감소하여 성형성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
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.
10: 전동기 하우징
20: 압출 성형기

Claims (14)

  1. 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B) 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 Ce 및 La가 Al 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금.
  3. 제1항에 있어서, 상기 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물은,
    상기 Al 기지 상에서 평균 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되는 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금.
  4. 제1항에 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 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금.
  5. 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B) 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계; 및
    알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하여 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서,
    상기 붕소(B)는 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 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서,
    상기 Ce 및 La이 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물은,
    상기 Al 기지 상에서 평균 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되는 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 알루미늄 합금 제조 방법.
  10. 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B) 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 준비하는 단계;
    상기 알루미늄 합금 조성물을 650~800℃의 주조온도로 용해하여 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계;
    상기 알루미늄합금 빌렛의 균질화를 위해 450 ~ 600 ℃ 범위에서 2 내지 12시간 열처리 하는 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.
  11. 제10항에 있어서, 상기 세륨(Ce), 란타늄(La), 붕소(B)는 0.12 ~ 3wt%, 0.06 ~ 1.5wt%, 0.01 ~ 0.2wt%을 포함하고 잔부는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 열전도도 및 성형성이 향상된 압출성형품 제작 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서,
    상기 붕소(B)는 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.
  13. 제10항에 있어서, 상기 알루미늄합금빌렛을 제조하는 단계에서,
    상기 Ce 및 La가 기지에 고용되지 않고 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 압출성형품 제작 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 Al-Ce 또는 Al-La 금속간화합물은,
    상기 Al 기지 상에서 평균 10 내지 30 ㎛의 이격거리를 가지고 분포되는 것을 특징으로 하는 압출성형품 제작 방법.
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