KR20210137552A - 다이-캐스팅 알루미늄 합금, 그의 제조 방법 및 그의 응용 - Google Patents
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Abstract
다이-캐스팅 알루미늄 합금은, 다이-캐스팅 알루미늄 합금의 총 중량을 기준으로 다음의 것: 4-9 wt%의 Mg; 1.6-2.8 wt%의 Si; 1.1-2 wt%의 Zn; 0.5-1.5 wt%의 Mn; 0.1-0.3 wt%의 Ti; 및 0.009-0.05 wt%의 Be; 나머지 알루미늄; 및 0.2 wt% 미만의 불가피한 불순물을 포함한다. 기재된 합금은 다이-캐스팅에 의해 제조되고 컴퓨터들, 통신 전자 제품들 또는 소비자 전자 제품들에 응용된다.
Description
관련 출원에 대한 상호-참조
본 개시내용은 2019년 4월 12일 중국 특허청에 출원된 "다이-캐스트 알루미늄 합금 및 그의 제조 방법 및 용도"라는 제목의 중국 특허 출원 번호 201910293278.5를 우선권 주장하며, 이 출원은 그 전문이 참고로 포함된다.
분야
본 개시내용은 알루미늄 합금 분야, 특히 다이-캐스트 알루미늄 합금 및 그의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.
다이 캐스팅용 Al-Mg 합금은 그의 우수한 기계적 특성 및 내식성으로 인해 소비자에 의해 좋다고 인정받아 왔다. 그러나, 마그네슘은 비교적 활성이고 캐스팅 동안 쉽게 산화되고 연소된다. 제품에 들어가는 산화 및 연소 잔류물은 합금의 기계적 특성에 영향을 미쳐, 제품 성능에서의 큰 변동 및 불량한 안정성, 그리고 합금 다이 캐스팅의 후속 제조에서 균열을 초래한다. 따라서, 다이 캐스팅용 Al-Mg 합금은 사용시 특정 제약을 받는다. 구체적으로, 예를 들어, ADC6 알루미늄 합금은 쉽게 산화되고 연소되어 캐스팅 동안 슬래깅을 유발하고, 이것은 제품의 종합 성능에 영향을 미치고 제품의 응용 범위를 제한한다.
요약
관련 기술에서의 결함을 극복하기 위해, 본 개시내용은 다이-캐스트 알루미늄 합금 및 그의 제조 방법을 제공한다. 다이-캐스트 알루미늄 합금은 우수한 기계적 특성, 안정성, 및 다이-캐스팅 성형성을 갖는다.
본 개시내용의 제1 측면에 따라, 다이-캐스트 알루미늄 합금을 제공한다. 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 4-9 wt%의 Mg; 1.6-2.8 wt%의 Si; 1.1-2 wt%의 Zn; 0.5-1.5 wt%의 Mn; 0.1-0.3 wt%의 Ti; 0.009-0.05 wt%의 Be; 나머지의 Al; 및 0.2 wt% 미만의 불가피한 불순물을 포함한다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 5-7 wt%의 Mg; 1.6-2.5 wt%의 Si; 1.1-1.4 wt%의 Zn; 0.6-1.0 wt%의 Mn; 0.1-0.3 wt%의 Ti; 0.01-0.022 wt%의 Be; 나머지의 Al; 및 0.2 wt% 미만의 불가피한 불순물을 포함한다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Zn 대 Be의 질량비는 (60-140):1이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mg 대 Zn의 질량비는 (4.5-5):1이고, Si 대 Zn의 질량비는 (1.5-2):1이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 불가피한 불순물 중에, Cu, Ni, Cr, Zr, Ag, Sr, 및 Sn 불순물 각각의 함량은 독립적으로 0.1% 미만이고, Fe의 함량은 0.15% 미만이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 Mg2Si 상, MgZn2 상, Al6Mn 상, 및 TiAl2 상을 포함한다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에 대한, 인장 강도는 350 MPa 이상이고, 연신율은 4% 이상이고, 인장 강도의 상대 표준 편차는 10% 이하이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에 대한, 인장 강도는 350-390 MPa이고, 연신율은 6-9%이고, 인장 강도의 상대 표준 편차는 5-8%이다.
본 개시내용의 제2 측면에 따라, 제련로에서 알루미늄-함유 재료를 제련하는 것, 알루미늄-함유 재료를 용융시킨 후 제련하기 위해 규소-함유 재료, 망가니즈-함유 재료, 아연-함유 재료, 마그네슘-함유 재료, 베릴륨-함유 재료, 및 티타늄-함유 재료를 첨가하는 것, 혼합된 재료에 정련 및 탈기를 실시한 다음 캐스팅하여 알루미늄 합금 잉곳을 수득하는 것, 및 알루미늄 합금 잉곳을 용융 및 다이-캐스팅하여, 본 개시내용의 제1 측면에 따른 다이-캐스트 알루미늄 합금을 수득하는 것을 포함하는, 전술한 다이-캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법을 제공한다.
바람직하게, 알루미늄-함유 재료의 제련 온도는 710-730℃이고, 규소-함유 재료, 망가니즈-함유 재료, 아연-함유 재료, 마그네슘-함유 재료, 베릴륨-함유 재료, 및 티타늄-함유 재료의 제련 온도는 680-710℃이다.
본 개시내용의 제3 측면에 따라, 컴퓨터, 통신 전자 제품, 또는 소비자 전자 제품에서 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금 또는 상기 방법을 사용하여 수득된 다이-캐스트 알루미늄 합금을 사용한다.
전술한 기술적 해결책을 통해, 본 개시내용에 의해 제공되는 다이-캐스트 알루미늄 합금은 상기 성분들을 제한된 함량으로 함유하고, 이것은 우수한 기계적 특성, 안정성, 및 다이-캐스팅 성형성을 가질 수 있다.
본 개시내용의 추가적인 측면 및 이점은 하기 설명에서 제공될 것이고, 이 중 일부는 하기 설명으로부터 명백해질 것이거나 또는 본 개시내용의 실시로부터 알 수 있다.
본 개시내용의 전술한 추가적인 측면 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 실시양태의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이고 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예 1로부터 수득된 다이-캐스트 알루미늄 합금의 XRD 패턴이다.
도 1은 실시예 1로부터 수득된 다이-캐스트 알루미늄 합금의 XRD 패턴이다.
상세한 설명
본원에 개시된 범위의 종점 및 임의의 값은 정확한 범위 또는 값으로 제한되지 않으며, 그러한 범위 또는 값은 범위 또는 값에 가까운 값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 범위에 있어서, 다양한 범위의 종점 값, 다양한 범위의 종점 값 및 개별 포인트 값, 및 개별 포인트 값을 서로 조합하여 하나 이상의 새로운 수치 범위를 산출할 수 있고, 이러한 수치 범위는 본원에 구체적으로 개시된 것으로 간주되어야 한다.
본 개시내용의 제1 측면에 따라, 다이-캐스트 알루미늄 합금을 제공한다. 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 4-9 wt%의 Mg; 1.6-2.8 wt%의 Si; 1.1-2 wt%의 Zn; 0.5-1.5 wt%의 Mn; 0.1-0.3 wt%의 Ti; 0.009-0.05 wt%의 Be; 나머지의 Al; 및 0.2 wt% 미만의 불가피한 불순물을 포함한다. 예를 들어, Mg의 함량은 4 wt%, 4.1 wt%, ..., 8.9 wt%, 또는 9 wt%이고; Si의 함량은 1.6 wt%, 1.7 wt%, ..., 2.7 wt%, 또는 2.8 wt%이고; Zn의 함량은 1.1 wt%, 1.2 wt%, ..., 1.9 wt%, 또는 2 wt%이고; Mn의 함량은 0.5 wt%, 0.6 wt%, ..., 1.4 wt%, 또는 1.5 wt%이고; Ti의 함량은 0.1 wt%, 0.11 wt%, ..., 0.29 wt%, 또는 0.3 wt%이고; Be의 함량은 0.009 wt%, 0.01 wt%, ..., 0.049 wt%, 또는 0.05 wt%이다.
본 개시내용에 의해 제공되는 다이-캐스트 알루미늄 합금은 우수한 기계적 특성, 안정성, 및 다이-캐스팅 성형성을 갖는다. 이는 본 개시내용에서 특정 함량을 갖는 Mg, Si, Zn, Mn, Ti, 및 Be 원소 간의 협력이 합금의 다양한 특성과 균형을 이루어, 이로써 탁월한 종합 성능을 갖는 다이-캐스트 알루미늄 합금을 수득하기 때문이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mg의 함량은 질량 퍼센트로 5-7%이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mg의 함량은 질량 퍼센트로 6%이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Si의 함량은 질량 퍼센트로 1.6-2.5%이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Si의 함량은 질량 퍼센트로 1.7-2.4%이다. 본 개시내용의 또 다른 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Si의 함량은 질량 퍼센트로 2.2%이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Zn의 함량은 질량 퍼센트로 1.1-1.4%이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Zn의 함량은 질량 퍼센트로 1.2%이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mn의 함량은 질량 퍼센트로 0.6-1.0%이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mn의 함량은 질량 퍼센트로 0.7%이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Ti의 함량은 질량 퍼센트로 0.1-0.25%이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Ti의 함량은 질량 퍼센트로 0.15%이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Be의 함량은 질량 퍼센트로 0.01-0.022%이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Be의 함량은 질량 퍼센트로 0.015%이다.
다이-캐스트 알루미늄 합금의 기계적 특성, 안정성, 및 다이-캐스팅 성형성을 더욱 향상시키기 위해, 본 개시내용의 한 실시양태에서, 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 5-7 wt%의 Mg; 1.6-2.5 wt%의 Si; 1.1-1.4 wt%의 Zn; 0.6-1.0 wt%의 Mn; 0.1-0.3 wt%의 Ti; 0.01-0.022 wt%의 Be; 나머지의 Al; 및 0.2 wt% 미만의 불가피한 불순물을 포함한다.
본 개시내용에서, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 전술한 함량 범위 내에서 Mg, Si, 및 Zn을 함유하며, 이것은 우수한 고용체 강화 효과를 달성할 수 있고, Mg를 Si 및 Zn과 조합하여 Mg2Si 상 및 MgZn2 상을 형성하여 침전 강화 효과를 달성할 수 있으며, 이것은 합금 제품의 인성을 보장한다 (인성은 합금이 우수한 인장 강도 및 연신율을 모두 갖는다는 것을 말한다). 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mg 또는 Si의 함량이 지나치게 낮은 경우, 합금의 강인화 효과를 보장할 수 없고, 기계적 특성은 불량하고; Mg의 함량이 지나치게 높은 경우, 합금은 쉽게 산화되어 슬래깅을 유발하고, 합금의 가소성 및 인성은 감소하고; Si의 함량이 지나치게 높은 경우, 합금은 취성 원소 규소 상을 침전시키기 쉽고, 이것은 또한 합금의 가소성 및 인성을 감소하게 한다. 또한, 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금이 아연 산화물을 함유하고, Zn이 알루미늄-마그네슘 합금 용융물의 표면에 산화 피막을 형성하여 용융물이 빠르게 산화되는 것을 방지한다는 것을 도 1로부터 알 수 있다. 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Zn의 함량이 지나치게 낮은 경우, 산화에 맞선 할당 용융물에 대한 보호는 약해지고, 용융물 슬래그는 증가하고, 기계적 특성의 변동은 증가하고, 제품의 안정성은 불량하고, 합금의 기계적 특성은 불량하고; Zn의 함량이 지나치게 높은 경우, 합금은 낮은 융점을 갖는 취성 상을 침전시키기 쉽고, 가소성은 감소되고, 합금의 인성은 감소된다.
본 개시내용에서, 용융은 원래 실온에서 고체였던 물질이 고온에서 액체가 되는 상태를 말한다. 구체적으로, 본 개시내용에서, 용융은 다이-캐스트 알루미늄 합금을 제조하는 공정에서 금속 원료가 용융된 상태 (액체)로 용융되는 것을 말한다.
본 개시내용에서, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 전술한 함량 범위 내에서 Be를 함유하고, 이것은 알루미늄-마그네슘 합금 용융물의 표면에 산화 피막을 형성하여 용융물이 빠르게 산화되는 것을 방지하고 용융물의 산화에 의해 야기된 슬래깅을 감소시킬 수 있다. 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금이 베릴륨 산화물을 분명히 함유한다는 것을 도 1로부터 알 수 있다. 본 개시내용의 알루미늄 합금에서, Be의 함량이 지나치게 낮은 경우, 산화에 맞선 할당 용융물에 대한 보호는 약해지고, 용융물 슬래그는 증가하고, 기계적 특성의 변동은 증가하고; Be의 함량이 지나치게 높은 경우, 거친 입자가 형성되기 쉽고, 가소성은 감소되고, 합금의 인성은 감소된다.
본 개시내용에서, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 전술한 함량 범위 내에서 Mn을 함유하고, 이것은 Al과 조합되어 Al6Mn 상을 형성하여 침전 강화 효과를 달성함으로써, 합금 제품의 인성을 더욱 증가시킬 수 있고, 전술한 함량 범위 내의 Mn은 다이-캐스팅 제조 동안 다이 침식을 완화하고 다이 수명을 증가시킬 수 있다. 본 개시내용의 알루미늄 합금에서, Mn의 함량이 지나치게 낮은 경우, 합금의 강인화 효과는 감소되고, 기계적 특성은 감소되고, 다이 수명은 감소되고; Mn의 함량이 지나치게 높은 경우, 취성 상을 침전시키기 쉽고, 가소성은 감소되고, 합금의 인성은 감소된다.
본 개시내용에서, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 전술한 함량 범위 내에서 Ti를 함유하고, 이것은 Al과 조합되어 TiAl2 상을 형성하여 입자 미세화 효과를 달성함으로써, 합금 제품의 인성을 더욱 증가시킬 수 있다. 본 개시내용의 알루미늄 합금에서, Ti의 함량이 지나치게 낮은 경우, 합금의 입자 미세화 및 강인화 효과는 감소되고; Ti의 함량이 지나치게 높은 경우, 거친 취성 상은 분리되기 쉽고, 가소성은 감소되고, 합금의 인성은 감소된다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Zn 대 Be의 질량비는 (60-140):1이다. 예를 들어, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Zn 대 Be의 질량비는 60:1, 61:1, ..., 139:1, 또는 140:1이다. 본 개시내용의 발명자는 전술한 비 관계를 충족시키는 다이-캐스트 알루미늄 합금의 Zn 및 Be가 알루미늄 합금 (특히 알루미늄-마그네슘 합금) 용융물의 표면에 조밀한 산화 피막을 형성하여 용융물이 산화되는 것을 더 잘 방지함으로써, 알루미늄 합금 용융물의 감소된 산화, 감소된 슬래깅, 및 다이-캐스트 제품의 개선된 성능 및 안정성을 초래할 수 있다는 것을 다수의 실험을 수행함으로써 발견하였다. 알루미늄-마그네슘 합금은 알루미늄 합금에서 심한 산화 슬래깅을 갖는 시스템에 속한다. 본 개시내용은 제어된 첨가 양으로 Zn 및 Be를 적절하게 첨가함으로써 합금 용융물에서 슬래깅을 상당히 감소시킬 수 있다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mg 대 Zn의 질량비는 (4.5-5):1이고, Si 대 Zn의 질량비는 (1.5-2):1이다. 예를 들어, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mg 대 Zn의 질량비는 4.5:1, 4.6:1, ..., 4.9:1, 또는 5:1이고, Si 대 Zn의 질량비는 1.5:1, 1.6:1, ..., 1.9:1, 또는 2:1이다. Mg는 Zn 및 Si와 쉽게 조합되어 Mg2Si 상 및 MgZn2 상을 형성하여 강화 효과를 달성한다. 본 개시내용의 발명자는 다이-캐스트 알루미늄 합금에서 Mg, Zn, 및 Si가 전술한 비 관계를 충족시키는 경우, Mg가 Zn 및 Si와 충분히 상호작용하여 침전 강화 상을 형성할 수 있고, 과잉 Mg가 알루미늄 합금 매트릭스에서 고용체 강화 효과를 추가로 달성할 수 있다는 것을 다수의 실험을 수행함으로써 발견하였다. 따라서, 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금은 더 우수한 인성을 갖는다.
본 개시내용에 따르면, Fe, Cu, Ni, Cr, Zr, Ag, Sr, 및 Sn 중 1개, 2개, 3개, 또는 그 초과를 포함하여, 다이-캐스트 알루미늄 합금에 소량의 다른 금속 원소가 있고, 다른 금속 원소는 일반적으로 합금의 제조 동안 합금 원료의 불순물에서 비롯된다. 과도한 불순물 원소는 다이-캐스팅 합금의 연신율 감소 및 제품 균열로 쉽게 이어진다. 따라서, 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, 불순물 Fe의 함량은 0.15% 미만이고, Cu, Ni, Cr, Zr, Ag, Sr, 및 Sn 불순물 각각의 함량은 독립적으로 0.1% 미만이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Cu, Ni, Cr, Zr, Ag, Sr, 및 Sn 불순물 각각의 함량은 독립적으로 0.02% 미만이다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금은 Mg2Si 상, MgZn2 상, Al6Mn 상, 및 TiAl2 상을 포함한다. 본 개시내용은 전술한 결정 상을 함유하며, 이것은 합금의 기계적 특성을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
본 개시내용의 한 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에 대한, 인장 강도는 350 MPa 이상이고, 연신율은 4% 이상이고, 인장 강도의 상대 표준 편차는 10% 이하이다. 본 개시내용에서, 상대 표준 편차는 표준 편차를 상응하는 평균 값으로 나누고 100%를 곱함으로써 얻은 값이다. 상대 표준 편차는 제품 성능의 안정성을 반영할 수 있다. 상대 표준 편차가 작을수록, 제품 성능은 더 안정적이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 다이-캐스트 알루미늄 합금에 대한, 인장 강도는 350-390 MPa이고, 연신율은 6-9%이고, 인장 강도의 상대 표준 편차는 5-8%이다.
본 개시내용의 제2 측면에 따라, 다음의 단계: 다이-캐스트 알루미늄 합금의 전술한 조성 비에 따라, 먼저 제련로에서 알루미늄-함유 재료를 제련하는 단계, 알루미늄-함유 재료를 용융시킨 후 제련하기 위해 규소-함유 재료, 망가니즈-함유 재료, 아연-함유 재료, 마그네슘-함유 재료, 베릴륨-함유 재료, 및 티타늄-함유 재료를 첨가하는 단계, 혼합된 재료에 정련 및 탈기를 실시한 다음 캐스팅하여 알루미늄 합금 잉곳을 수득하는 단계, 및 알루미늄 합금 잉곳을 용융 및 다이-캐스팅하여, 본 개시내용의 제1 측면에 따른 다이-캐스트 알루미늄 합금을 수득하는 단계를 포함하는, 전술한 다이-캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법을 제공한다.
본 개시내용에서, 알루미늄-함유 재료, 마그네슘-함유 재료, 규소-함유 재료, 아연-함유 재료, 망가니즈-함유 재료, 티타늄-함유 재료, 및 베릴륨-함유 재료는 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금을 제조하는데 필요한 다양한 원소를 제공할 수 있는 재료일 수 있거나, 또는 첨가된 알루미늄 합금 원료가 제련된 후 수득된 알루미늄 합금의 조성이 전술한 범위 내에 있는 한, 상기 원소를 함유하는 합금 또는 순금속일 수 있다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 알루미늄 합금 원료는 순수한 Al 또는 Al 합금, 순수한 Mg 또는 Mg 합금, 순수한 Si 또는 Si 합금, 순수한 Zn 또는 Zn 합금, 순수한 Mn 또는 Mn 합금, 순수한 Ti 또는 Ti 합금, 및 순수한 Be 또는 Be 합금을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 또 다른 구체적 실시양태에 따르면, 알루미늄 합금 원료는 순수한 Al, 순수한 Mg, Al-Si 합금, 순수한 Zn, Al-Mn 합금, Al-Ti 합금, 및 Al-Be 합금을 포함한다.
본 개시내용에서 다이-캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법에 따르면, 제련 조건은 700-750℃의 제련 온도이다. 본 개시내용의 구체적 실시양태에 따르면, 알루미늄-함유 재료의 제련 온도는 710-730℃, 예컨대 710℃, 711℃, ..., 729℃, 또는 730℃이고; 규소-함유 재료, 망가니즈-함유 재료, 아연-함유 재료, 마그네슘-함유 재료, 베릴륨-함유 재료, 및 티타늄-함유 재료의 제련 온도는 680-710℃, 예컨대 680℃, 681℃, ..., 709℃, 또는 710℃이다.
본 개시내용에서 다이-캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법에 따르면, 정련은 용융된 금속에 정련제를 첨가하고 교반하여 정련 및 탈기를 수행하는 것을 포함하며, 정련제는 헥사클로로에탄, 염화아연, 염화망가니즈, 및 염화칼륨 중 적어도 하나이고, 정련 온도는 720-740℃, 예컨대 720℃, 721℃, ..., 739℃, 또는 740℃이다.
본 개시내용에서 다이-캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법에 따르면, 캐스팅 온도는 680-720℃, 예컨대 680℃, 681℃, ..., 719℃, 또는 720℃이다.
본 개시내용에서 다이-캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법에 따르면, 다이-캐스팅은 680-720℃ (예컨대 680℃, 681℃, ..., 719℃, 또는 720℃)에서 알루미늄 합금 잉곳을 알루미늄 합금 액체로 재용융시키고, 특정 양의 알루미늄 합금 액체를 다이-캐스팅 기계의 압력 챔버에 부은 다음, 주입 해머를 사용하여 알루미늄 합금 액체를 금속 다이에 주입하여 제품을 형성하는 것이다.
본 개시내용의 제3 측면에 따라, 컴퓨터, 통신 전자 제품, 또는 소비자 전자 제품에서 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금 또는 본 개시내용의 방법을 사용하여 제조된 다이-캐스트 알루미늄 합금을 사용한다. 본 개시내용의 한 실시양태에 따라, 본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금을 3C 전자 제품의 하우징에 사용한다.
본 개시내용을 이하의 구체적 실시예를 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 단지 예시적인 것이며 어떤 방식으로든 본 개시내용을 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 점에 주목해야 한다.
실시예 1-52
표 1에 나타낸 알루미늄 합금 조성에 따라 다양한 원소를 함유하는 합금 원료를 제조하였다. 순수한 Al을 제련로에 넣고 710-730℃에서 제련하였다. 순수한 Al을 용융시킨 후, Al-Si 합금, Al-Mn 합금, 순수한 Zn, 순수한 Mg, Al-Be 합금, 및 Al-Ti 합금을 첨가하고 680-710℃에서 제련하고, 균일하게 교반하여, 용융된 금속을 수득하였다.
720-740℃에서, 정련제가 완전히 반응할 때까지 정련 및 탈기하기 위해 용융된 금속에 정련제를 첨가한 다음, 슬래그를 제거하여 합금 액체를 수득하고, 이어서 합금 액체를 캐스팅하여 알루미늄 합금 잉곳을 수득하였다. 다이-캐스트 알루미늄 합금을 수득하기 위해, 680-720℃에서 알루미늄 합금 잉곳을 알루미늄 합금 액체로 재용융시키고, 특정 양의 알루미늄 합금 액체를 다이-캐스팅 기계의 압력 챔버에 부은 다음, 주입 해머를 사용하여 알루미늄 합금 액체를 금속 다이에 주입하여 제품을 형성하였다. 시험 결과는 표 2에 나와 있다.
비교 실시예 1-19
표 1에 나타낸 조성에 따라 알루미늄 합금 원료를 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예에서와 동일한 방법을 사용하여 다이-캐스트 알루미늄 합금을 제조하였다. 시험 결과는 표 2에 나와 있다.
성능 시험
알루미늄 합금 인장 시험: 다이-캐스팅에 의해 상이한 조성을 갖는 인장 시험 바 (직경 6.4 mm, 게이지 길이 50 mm)를 얻었고, 50 mm의 게이지 길이 및 2 mm/분의 로딩 속도로 GBT 228.1-2010에 따라 전자 만능 시험기 (모델: CMT5105)를 사용하여 인장 시험을 수행하였고, 시험 데이터 (인장 강도 및 연신율)를 기록하였다. 각 조성에 대해 6개의 시험 바를 시험하였다. 인장 강도 및 연신율은 6개 데이터의 평균 값이었다. 인장 강도의 상대 표준 편차는 평균 값에 대한 6개의 인장 강도 데이터의 표준 편차의 퍼센트 비였다.
다이-캐스팅 성형성 시험: 상이한 조성을 갖는 알루미늄 합금을 다이-캐스팅하였고, 조성이 우수한 유동성을 갖고 캐비티를 쉽게 채울 수 있고, 용융물의 표면에 슬래그가 적게 있는 경우, 그러면 다이-캐스팅 성형성은 탁월한 것으로 평가되었고; 조성이 평균 유동성을 갖고 캐비티를 채우는데 비교적 높은 압력 및 속도를 필요로 하고, 용융물의 표면에 슬래그가 적게 있는 경우, 그러면 다이-캐스팅 성형성은 우수한 것으로 평가되었고; 조성이 평균 유동성을 갖고 캐비티를 채우는데 비교적 높은 압력 및 속도를 필요로 하고, 용융물의 표면에 슬래그가 많이 있는 경우, 그러면 다이-캐스팅 성형성은 불량한 것으로 평가되었다.
표 1
주석: 표 1에서 각 조성은 중량 퍼센트이고, 불가피한 불순물에서의 불순물 원소 및 알루미늄의 총 중량은 0.2% 미만이다.
표 2
본 개시내용의 다이-캐스트 알루미늄 합금이 우수한 기계적 특성 (인성), 안정성, 및 다이-캐스팅 성형성을 갖는다는 것을 표 2로부터 알 수 있다.
본 개시내용의 바람직한 구현은 상기에 상세히 설명되어 있지만, 본 개시내용은 전술한 구현에서의 구체적 세부사항으로 제한되지 않는다. 본 개시내용의 기술적 사상의 범위 내에서 본 개시내용의 기술적 해결책에 대한 다양한 간단한 변형이 이루어질 수 있고, 그러한 간단한 변형은 모두 본 개시내용의 보호 범위 내에 속할 것이다.
전술한 구체적 구현에 기재된 구체적 기술적 특징은 모순 없이 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다는 점에 추가로 주목해야 한다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 다양한 가능한 조합은 본 개시내용에서 추가로 설명하지 않는다.
또한, 본 개시내용의 다양한 상이한 구현은 대안적으로 랜덤하게 조합될 수 있다. 이러한 조합이 본 개시내용의 개념에서 벗어나지 않는 한 이러한 조합은 또한 본 개시내용에 개시된 내용으로 간주되어야 한다.
본 명세서의 설명에서, 지칭 용어 "한 실시양태", "일부 실시양태", "한 실시예", "구체적 실시예", 또는 "일부 실시예"를 사용한 설명은 실시양태 또는 실시예와 관련하여 설명된 구체적 특성, 구조, 재료, 또는 특징이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시양태 또는 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어의 개략적 표현은 반드시 동일한 실시양태 또는 실시예에 관한 것은 아니다. 또한, 기재된 구체적 특징, 구조, 재료, 또는 특성은 적합한 방식으로 임의의 하나 이상의 실시양태 또는 실시예로 조합될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 상이한 실시양태 또는 실시예, 뿐만 아니라 상이한 실시양태 또는 실시예의 특징은 서로 모순되지 않으면서 통상의 기술자에 의해 통합 및 조합될 수 있다.
본 개시내용의 실시양태를 상기에 나타내고 설명하였지만, 전술한 실시양태는 예시적인 것이며 본 개시내용에 대한 제한으로 이해될 수 없다는 것을 이해할 수 있다. 통상의 기술자는 본 개시내용의 범주 내에서 전술한 실시양태에 대한 변경, 수정, 대체, 또는 변형을 수행할 수 있다.
Claims (11)
- 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로
4-9 wt%의 Mg;
1.6-2.8 wt%의 Si;
1.1-2 wt%의 Zn;
0.5-1.5 wt%의 Mn;
0.1-0.3 wt%의 Ti;
0.009-0.05 wt%의 Be;
나머지의 Al; 및
0.2 wt% 미만의 불가피한 불순물
을 포함하는 다이-캐스트 알루미늄 합금. - 제1항에 있어서,
5-7 wt%의 Mg;
1.6-2.5 wt%의 Si;
1.1-1.4 wt%의 Zn;
0.6-1.0 wt%의 Mn;
0.1-0.3 wt%의 Ti;
0.01-0.022 wt%의 Be;
나머지의 Al; 및
0.2 wt% 미만의 불가피한 불순물
을 포함하는 다이-캐스트 알루미늄 합금. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Zn 대 Be의 질량비가 (60-140):1인 다이-캐스트 알루미늄 합금.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 다이-캐스트 알루미늄 합금에서, Mg 대 Zn의 질량비가 (4.5-5):1이고, Si 대 Zn의 질량비가 (1.5-2):1인 다이-캐스트 알루미늄 합금.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 다이-캐스트 알루미늄 합금의 총 질량을 기준으로, 불가피한 불순물 중에, Cu, Ni, Cr, Zr, Ag, Sr, 및 Sn 불순물 각각의 함량이 독립적으로 0.1% 미만이고, Fe의 함량이 0.15% 미만인 다이-캐스트 알루미늄 합금.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, Mg2Si 상, MgZn2 상, Al6Mn 상, 및 TiAl2 상을 포함하는 다이-캐스트 알루미늄 합금.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 다이-캐스트 알루미늄 합금에 대한, 인장 강도가 350 MPa 이상이고, 연신율이 4% 이상이고, 인장 강도의 상대 표준 편차가 10% 이하인 다이-캐스트 알루미늄 합금.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 다이-캐스트 알루미늄 합금에 대한, 인장 강도가 350-390 MPa이고, 연신율이 6-9%이고, 인장 강도의 상대 표준 편차가 5-8%인 다이-캐스트 알루미늄 합금.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 다이-캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법으로서, 제련로에서 알루미늄-함유 재료를 제련하는 것, 알루미늄-함유 재료를 용융시킨 후 제련하기 위해 규소-함유 재료, 망가니즈-함유 재료, 아연-함유 재료, 마그네슘-함유 재료, 베릴륨-함유 재료, 및 티타늄-함유 재료를 첨가하는 것, 혼합된 재료에 정련 및 탈기를 실시한 다음 캐스팅하여 알루미늄 합금 잉곳을 수득하는 것, 및 알루미늄 합금 잉곳을 용융 및 다이-캐스팅하여, 다이-캐스트 알루미늄 합금을 수득하는 것을 포함하는, 방법.
- 제9항에 있어서, 알루미늄-함유 재료의 제련 온도가 710-730℃이고, 규소-함유 재료, 망가니즈-함유 재료, 아연-함유 재료, 마그네슘-함유 재료, 베릴륨-함유 재료, 및 티타늄-함유 재료의 제련 온도가 680-710℃인 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 다이-캐스트 알루미늄 합금 또는 제9항 또는 제10항에 따른 방법을 사용하여 수득된 다이-캐스트 알루미늄 합금의 용도로서, 컴퓨터들, 통신 전자 제품들, 또는 소비자 전자 제품들에서의 용도.
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