KR20230098208A

KR20230098208A - 개선된 6xxx 알루미늄 합금

Info

Publication number: KR20230098208A
Application number: KR1020237016335A
Authority: KR
Inventors: 이민 루안; 존 에스 마스켈; 브라이언 케이 머피; 패트릭 베루브
Original assignee: 아르코닉 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2023-07-03
Also published as: WO2022094406A1; US20230256491A1; EP4237591A1; MX2023004983A; CN116391054A; JP2023548476A; CA3194579A1

Abstract

신규 6xxx 알루미늄 합금 제품, 및 이를 제조하는 방법과 시스템이 개시된다. 방법은 6xxx 알루미늄 합금의 빌릿을 예열 온도로 가열하는 단계, 빌릿의 적어도 일부 석출 경화 상을 용해하기에 충분한 시간 동안 빌릿을 예열 온도에서 유지하는 단계, 빌릿을 압출 제품으로 압출하되 압출 동안에 빌릿 및 압출 제품 모두는 예열 온도 또는 그 이상으로 유지되는 단계, 압출 제품을 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 100℉ 이내에서 유지하면서 압출 제품을 압출 장치로부터 방출하는 단계, 및 압출 제품을 가열 덮개로부터 급냉 장치로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

개선된 6XXX 알루미늄 합금

본 발명은 개선된 6XXX 알루미늄 합금에 관한 것이다.

6xxx 알루미늄 합금 압출 제품의 가압식 급냉은 압출 공정 후 별도의 용액 열처리 단계를 필요로 하지 않고 이러한 압출 제품의 신속한 제조를 용이하게 한다. 공동 소유의 미국 특허 제7,422,645호가 설명하는 바와 같이, 가압식 급냉 제품은, 오일 또는 물과 같은 액체 수조에 침지함으로써 상승된 변형 압출 온도로부터 신속하게 냉각되어 열을 제품에서 신속하게 인출하는 제품이다. 급냉의 목적은 증가된 경도 또는 다른 바람직한 특성을 얻도록 상 변환을 억제하는 것이다. 빌릿 또는 잉곳과 같은 알루미늄 합금 제품이 압출될 경우, 알루미늄 매트릭스에서 석출된 상의 용해도 온도, 예를 들어 Al-Mg-Si-합금으로 제조된 빌릿에서 마그네슘(Mg)-실리콘(Si) 상에 대한 용해도 온도를 초과하는 합금 내 온도로 먼저 재가열되고 유지되며, 상이 용해될 때까지 유지된다. 그 다음, 제품을 신속하게 원하는 압출 온도로 냉각시키거나 급냉시켜 합금 구조에서 이들 상의 신규 석출을 방지한 다음 압출한다.

광범위하게, 본 특허 출원은 신규 가압식 급냉 6xxx 알루미늄 합금 제품, 및 이를 제조하기 위한 방법과 시스템에 관한 것이다. 신규 방법 및 시스템은, 예를 들어 강도 및 연성(연신율)의 개선된 조합과 같이, 개선된 특성의 조합을 갖는 6xxx 알루미늄 합금 제품의 제조를 용이하게 할 수 있다.

I. 시스템 및 방법

이제 도 1을 참조하면, 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품을 제조하는 하나의 방법(100)이 나타나 있다. 예시된 구현예에서, 상기 방법은 6xxx 알루미늄 합금의 빌릿을 균질화하는 단계(110), 빌릿을 예열하는 단계(120), 압출 장치에서 빌릿을 압출하는 단계(130), 압출된 제품을 압출 장치로부터 방출(140)하면서 압출된 제품을 적절한 급냉전 온도에서 유지시키는 단계(145), 압출된 제품을 급냉하는 단계(150), 및 이어서 압출된 제품을 인위적으로 에이징시키는 단계(160)를 포함한다. 이들 단계는 이하에서 더욱 상세히 설명된다. 방법(100)을 완료하기 위한 시스템(200)의 일 구현예가 도 2에 나타나 있다. 도 1-2는 신규한 본 발명의 방법 및 시스템의 구현예를 예시하기 위해 비제한적인 방식으로 이하에서 사용된다.

균질화 단계(110)는 선택적이고, 일반적으로 6xxx 알루미늄 합금의 빌릿을 한 번 이상 하나 이상의 온도로 가열하여 주조된 그대로의 구조를 균질화하는 단계를 포함한다. 균질화 단계 후, 빌릿은 일반적으로 실온으로 냉각되고 압출될 때까지 보관된다. 본 출원의 목적을 위해, 그리고 참조의 용이성을 위해, 용어 "빌릿"은 둥근 빌릿 및 직사각형 잉곳 모두를 포괄하였다.

빌릿이 압출될 시간이 되면, 예열 단계(120), 압출 단계(130), 방출 단계(140) 및 급냉 단계(150)는 임의의 개입 단계 없이 순서대로 완료된다. 이는 최종 제품에서 적절한 미세 구조가 달성되도록 하기 위한 것이다.

구체적으로, 빌릿을 예열 온도로 예열(120)한 다음, 빌릿의 적어도 일부 석출 상을 용해하기에 충분한 시간 동안 이 온도에서 유지한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 예열 단계(120)는 퍼니스(220)에서 완료될 수 있다. 일 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 적어도 50%이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 예를 들어, 고용선 온도가 962℉인 경우, "고용선 온도의 적어도 50%"는 ≥ 481℉이므로, 예열 온도는 ≥ 481℉이지만 이는 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점 미만이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, "고용선 온도"는 다음의 석출상 모두가 6xxx 알루미늄 합금 빌렛에서 평형 상태로 완전히 용해되고 6xxx 알루미늄 합금 빌렛의 초기 용융이 없는 최저 온도를 의미한다:

· Mg₂Si,

· Q-상 (Al₅Cu₂Mg₈Si₆),

· 세타(θ) (Al₂Cu).

명료성을 위해, 용어 "고용선 온도"는 6xxx 알루미늄 합금에 대한 상기 상만을 포함하고, Mg₂Sn 및 Bi₂Mg₃과 같은 임의의 다른 용해성 석출 상을 포함하지 않는다.

일 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 적어도 60%이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 적어도 70%이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 또 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 적어도 80%이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 적어도 90%이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 또 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 적어도 95%이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도에서 또는 그 위이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 또 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도보다 적어도 5℉ 위이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도보다 적어도 10℉ 위이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 또 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도보다 적어도 15℉ 위이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도보다 적어도 20℉ 위이지만 6xxx 알루미늄 합금의 초기 융점보다 낮다. 일반적으로, 높은 기계적 특성이 요구되는 경우, 예열 온도는 고용선 온도의 적어도 90-100%이거나 이보다 더 높아야 한다.

예열 단계(120)는 또한, 6xxx 알루미늄 합금의 적어도 일부 석출 상을 용해시키기에 충분한 기간 동안 예열 온도에서 빌릿을 유지하는 단계를 포함한다. 유지 시간은, 예를 들어 빌릿의 크기 및 원하는 최종 특성에 따라 달라질 수 있다. 일 구현예에서, 예열 단계(120)는 6xxx 알루미늄 합금의 석출 상의 대부분 또는 심지어 전부를 용해하기에 충분한 시간 동안 예열 온도에서 빌릿을 유지하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 유지 시간은 적어도 1분이다. 다른 구현예에서, 유지 시간은 적어도 5분이다. 다른 구현예에서, 유지 시간은 적어도 10분이다. 다른 구현예에서, 유지 시간은 적어도 20분이다. 또 다른 구현예에서, 유지 시간은 적어도 30분이다. 다른 구현예에서, 유지 시간은 적어도 40분이다. 또 다른 구현예에서, 유지 시간은 적어도 50분 이상이다. 일반적으로, 높은 기계적 특성이 요구되는 경우, 예열 온도에서의 유지 시간은 6xxx 알루미늄 합금의 석출 상의 대부분 또는 심지어 전부를 용해하기에 충분해야 한다. 알 수 있듯이, 복수의 예열 온도 및 이에 대응하는 복수의 예열 유지 시간이 사용될 수 있다.

일 구현예에서, 예열 온도는 적어도 950℉이다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 적어도 960℉이다. 또 다른 구현예에서, 예열 온도는 적어도 970℉이다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 적어도 975℉이다. 전술한 구현예 중 어느 하나에서, 예열 유지 시간은 (예를 들어, 15 인치 직경 빌릿이라면) 40-60분일 수 있다.

예열 단계의 비제한적인 구현예가 도 3a-3b에 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 빌릿은 (a) 실온(T_실내)으로부터 예열 온도로 가열되는데, 이는 이 경우에 야금 요구 온도(T_MR) 또는 높은 기계적 특성을 달성하는 데 필요한 온도이다. 나타낸 바와 같이, 야금 요구 온도(T_MR)는 고용선 온도(T_고용선)를 초과한다. 또한 나타낸 바와 같이, t_mr로 지칭되고 도 3a-3b에서 (b)로 나타낸 예열 유지 시간은, 일반적으로 6xxx 알루미늄 합금의 석출 상의 대부분 또는 심지어 전부를 용해시키도록 길다.

도 3a-3b에 추가로 나타낸 바와 같이, 예열 온도(T_MR)는 초기 용융 온도 또는 T_고상선, 즉 공융이 일어나지 않아야 한다. 도 3a-3b에 나타낸 바와 같이, 압출 공정(아래에서 더 상세히 설명됨)은 제품의 추가 가열을 초래할 수 있다. 이러한 추가 가열은 일반적으로 6xxx 알루미늄 합금의 초기 용융 온도 또는 T_고상선을 초과하는 제품을 피해야 한다. 따라서, 예열 온도는 일반적으로 6xxx 알루미늄 합금 빌렛의 초기 용융 온도보다 적어도 10℉ 아래이다. 일 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금 빌릿의 초기 용융 온도보다 적어도 20℉ 아래이다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금 빌릿의 초기 용융 온도보다 적어도 30℉ 아래이다. 또 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금 빌릿의 초기 용융 온도보다 적어도 40℉ 아래이다. 다른 구현예에서, 예열 온도는 6xxx 알루미늄 합금 빌릿의 초기 용융 온도보다 적어도 50℉ 아래이다.

도 1-2를 다시 참조하면, 예열 단계(120) 후에, 예열된 빌릿은 빌릿이 압출되는 압출 장치로 즉시 전달된다(130). 도 2에 나타낸 바와 같이, 용어 "즉시 압출 프레스로 전달"은 빌릿의 표면이 예열 장치(예, 퍼니스(220))를 빠져나가는 시점부터 압출 장치(예, 압출 프레스(230))로 들어가는 시점까지 100℉ 이하의 온도 강하를 실현함을 의미한다. 이는 또한, 도 3a-3b에 나타나 있고, 여기서 전달 단계 (c)는 매우 낮은 온도 강하를 나타낸다. 저온 강하는 일반적으로 시스템(200)의 다양한 장치를 통한 빌릿 흐름의 적절한 일정과 조합하여 예열 장치와 압출 장치 사이의 작은 거리를 이용함으로써 완료된다. 예열 장치로부터 압출 장치까지 낮은 온도 강하를 유지하는 것은 원하는 미세 구조 및 특성의 실현을 용이하게 할 수 있다. 예열 단계(120)에 사용되는 높은 예열 온도로 인해, 압출 프레스(230)는, 생산성을 증가시키는 압출 단계(130) 동안에 빌릿을 최종 제품 내로 신속하고 효율적으로 압출할 수 있다.

일 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 75℉ 이하의 온도 강하를 실현한다. 다른 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 50℉ 이하의 온도 강하를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 40℉ 이하의 온도 강하를 실현한다. 다른 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 30℉ 이하의 온도 강하를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 20℉ 이하의 온도 강하를 실현한다. 다른 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 10℉ 이하의 온도 강하를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 5℉ 이하의 온도 강하를 실현한다. 다른 구현예에서, 빌릿은 예열 장치를 빠져나가는 시간으로부터 압출 장치에 들어가는 시간까지, 2℉ 이하의 온도 강하를 실현한다.

압출 단계(130)는 일반적으로 압출 프레스(230)와 같은 압출 장치를 통해 바, 로드, 튜브 또는 복잡한 형상과 같이 적절한 최종 제품으로 빌릿을 압출하는 단계를 포함한다. 압출 단계는 직접 또는 간접 압출에 의해 달성될 수 있다. 하나의 접근법에서, 압출 단계(130)는 빌릿 및 압출된 제품을 예열 온도 이상으로 유지하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 압출 단계는, 압출 단계(130) 동안 압출된 제품을 가열하는 단계를 포함한다. 압출 가열은, 예를 들어 압출 장치(예, 압출 단계 동안 압출 프레스(230))에 의해 빌릿 상에 부여된 마찰로 인해 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 3a-3b에 나타낸 바와 같이, 압출 단계(d) 동안, 제품의 온도는 예열 온도(T_MR)에 비해 증가하여, 최종적으로 압출 출구 온도(EET)를 실현한다. 압출 출구 온도(EET)는, 압출 제품이 압출 장치를 빠져나온 직후에 압출 제품의 온도이다. 일 구현예에서, 압출 출구 온도(EET)는 예열 온도보다 적어도 10℉ 더 높다. 다른 구현예에서, 압출 출구 온도(EET)는 예열 온도보다 적어도 20℉ 더 높다. 또 다른 구현예에서, 압출 출구 온도(EET)는 예열 온도보다 적어도 30℉ 더 높다. 다른 구현예에서, 압출 출구 온도(EET)는 예열 온도보다 적어도 40℉ 더 높다. 또 다른 구현예에서, 압출 출구 온도(EET)는 예열 온도보다 적어도 50℉ 더 높다.

다음으로, 압출된 제품은 압출 장치(140)로부터 방출된다. 방출 단계(140)의 일부로서, 압출된 제품의 온도는, 제품이 물 또는 다른 적절한 급냉 매질에 의해 급냉(150)될 수 있을 때까지 압출 출구 온도(EET)의 온도에 가깝게 유지(145)된다. 이는 또한, 도 3a-3b에 나타나 있으며, 압출 단계 (d)로부터 급냉 단계 (f)까지의 온도 강하(e)는 낮다. 하나의 접근법에서, 압출된 제품의 온도는 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 100℉ 내에서 유지된다. 일 구현예에서, 압출된 제품의 온도는, 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 75℉ 내에서 유지된다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 온도는, 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 50℉ 내에서 유지된다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 온도는 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 40℉ 내에서 유지된다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 온도는 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 30℉ 내에서 유지된다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 온도는 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 20℉ 내에서 유지된다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 온도는, 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 10℉ 내에서 유지된다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 온도는 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출 출구 온도(EET)의 5℉ 내에서 유지된다.

일 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉 단계(150)가 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도 이상으로 유지하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 5℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다. 다른 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 10℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 15℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다. 다른 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 20℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 25℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다. 다른 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 30℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 35℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다. 다른 구현예에서, 유지 단계(145)는 급냉이 시작될 때까지 압출된 제품을 고용선 온도보다 적어도 40℉ 높게 유지하는 단계를 포함한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 출구 덮개(240)는 유지 단계(145)를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 출구 덮개(240)는 유지 단계(145)를 용이하게 하기 위해 압출 장치(230)의 방출구에 바로 인접할 수 있다. 예를 들어 그리고 이제 도 4를 참조하면, 빌릿이 압출 다이를 통해 압출됨에 따라, 이는 압출 프레스 터널로 방출된다. 압출 프레스 터널 내에 하나 이상의 수동 및/또는 능동 가열 장치가 위치할 수 있다. 수동 가열 장치의 예시는 압출된 제품으로부터 제품을 향해 다시 복사된 열을 반사하도록 설계된 주변 차폐부를 포함한다. 주변 차폐부는 압출된 제품을 완전히 포함할(예, 둘러싸거나) 또는 압출된 제품을 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 일 구현예에서, 열 차폐부는 금속(예, 스테인리스 강)과 같이, 압출된 제품으로부터 복사된 열을 반사시키도록 구성된 재료를 포함한다. 예를 들어, 지지된 유리섬유, 세라믹 섬유, 및 미네랄 울 블랭킷과 같은 단열 재료는 또한 또는 대안적으로, 필요한 허용 오차 내에서 압출된 제품 온도를 유지하기 위해 사용될 수 있다. 열을 유지하는 데 유용한 다른 장치는, 핫 에어 커튼 또는 물리적 커튼, 예컨대 체인 메일을 포함한다.

일 구현예에서, 압출 가압 터널(도 4)의 형태일 수 있는 출구 덮개(240)는 하나 이상의 활성 가열 장치를 포함할 수 있다. 활성 가열 장치의 예시는, 무엇보다도 복사선 열 램프, 열풍 팬, 및 저항성 히터를 포함한다. 활성 및 수동 가열 장치/재료 모두가 사용될 수 있다.

도 1-2를 다시 참조하면, 방출 단계(140) 후, 압출된 제품은 실온과 같이 적절한 저온으로 신속하게 급냉되도록, 정지식 또는 이동식 물 분무 및/또는 수조를 포함하는 장치와 같이 급냉 장치(250)로 즉시 이동한다. 이는, 예를 들어 도 3a-3b에 나타나 있으며, 여기서 급냉 단계 (f)는 출구 덮개로부터 수용된 압출 제품을 T_실내로 신속하게 급냉시킨다.

전술한 바와 같이, 급냉 단계(150)는 방출 단계(140) 직후에 발생한다. 급냉 단계는, 압출된 제품이 출구 덮개(240)를 빠져 나갈 때, 즉 노출된 부분이 출구 덮개(240) 내에 더 이상 포함되지 않을 때, 압출된 제품의 노출된 부분과 접촉함으로써 시작될 수 있다. 일 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도의 50℉ 이내이다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도의 40℉ 이내이다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도의 30℉ 이내이다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도의 20℉ 이내이다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도의 10℉ 이내이다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도 이상이다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 5℉ 높다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 10℉ 높다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 15℉ 높다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 20℉ 높다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 25℉ 높다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 30℉ 높다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 35℉ 높다. 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 40℉ 높다. 또 다른 구현예에서, 압출된 제품의 노출된 부분은, 급냉 매질이 방출된 압출 제품과 초기에 접촉할 경우에 고용선 온도보다 적어도 45℉ 높다.

전술한 바와 같이, 급냉 단계(150)는 압출된 제품의 노출된 부분이 출구 덮개(240)를 빠져 나갈 때 이들과 접촉함으로써 시작될 수 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 이는, 예를 들어 압출 가압 터널의 형태일 수 있는, 출구 덮개의 출구에 바로 인접하여 위치한 물 분무기를 사용함으로써 달성될 수 있다. 일 구현예에서, 물은, 압출의 노출된 부분이 출구 덮개로부터 빠져나온 후 60초 이내에 이와 접촉한다. 다른 구현예에서, 물은, 압출의 노출된 부분이 출구 덮개로부터 빠져나온 후 45초 이내에 이와 접촉한다. 또 다른 구현예에서, 물은, 압출의 노출된 부분이 출구 덮개로부터 빠져나온 후 30초 이내에 이와 접촉한다. 다른 구현예에서, 물은, 압출의 노출된 부분이 출구 덮개로부터 빠져나온 후 20초 이내에 이와 접촉한다. 또 다른 구현예에서, 물은, 압출의 노출된 부분이 출구 덮개로부터 빠져나온 후 10초 이내에 이와 접촉한다. 다른 구현예에서, 물은, 압출의 노출된 부분이 출구 덮개로부터 빠져나온 후 8초 이내에 이와 접촉한다. 또 다른 구현예에서, 물은, 압출의 노출된 부분이 출구 덮개로부터 빠져나온 후 5초 이내에 이와 접촉한다.

도 4를 계속 참조하면, 급냉 장치는 침지조와 같은 급냉조를 포함할 수 있다(정지수 냉각). 급냉조는 임의의 수냉 분무기의 하류에 위치할 수 있다. 수조의 사용은, 압출된 제품(압출품)을 적절한 온도로 더욱 신속하게 냉각(예, 도 3a-3b에 나타낸 바와 같이, 실온(T_실내)으로 급냉)시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 일 구현예에서, 압출품과 물 사이의 상대 움직임은 압출품의 표면 상에 전단 흐름을 생성하며, 이는 냉각 효과를 증가시킨다. 일 구현예에서, 수조는 적어도 1℉/초의 급냉 속도를 용이하게 한다. 수조 급냉 속도는, 수조에 들어가기 전에 압출된 것의 온도를 결정하고, 그 다음 압출된 제품이 125℉의 온도에 도달하는 데 걸리는 시간을 측정함으로써 측정된다. 다른 구현예에서, 수조는 적어도 5℉/초의 급냉 속도를 용이하게 한다. 또 다른 구현예에서, 수조는 적어도 10℉/초의 급냉 속도를 용이하게 한다. 다른 구현예에서, 수조는 적어도 20℉/초의 급냉 속도를 용이하게 한다. 또 다른 구현예에서, 수조는 적어도 30℉/초의 급냉 속도를 용이하게 한다.

본 발명의 시스템/방법을 설명하기 위해 물이 본원에서 사용되지만, 임의의 적절한 급냉 매질이 사용될 수 있으며, 상기 급냉 매질은 바람직하게는 액체 형태이다.

하기 실시예 섹션에 나타낸 바와 같이, 전술한 단계(120)-(150) 및 그 관련 시스템 구성 요소(220)-(250)는 개선된 미세 구조 및 따라서 개선된 특성 조합을 갖는 가압식 급냉 6xxx 알루미늄 합금 제품의 제조를 용이하게 한다. 도 3a-3b에 나타낸 바와 같이, 이러한 가압식 급냉 제품은 임의의 추가 용액 열처리 단계 없이 즉시 에이징(g) 및/또는 추가 저온 가공(h)(예, 연신)될 수 있다. 예를 들어, 급냉 후, 압출 제품은 도 3a-3b에 나타낸 바와 같이, T6, T8 또는 T9 템퍼 중 어느 하나로 가공될 수 있다. 이러한 T6, T8 또는 T9 템퍼링된 제품은 일반적으로 본원에 설명된 가압식 급냉 방법 및 장치로 인해 개선된 특성 조합을 실현한다.

유지 단계(145)는 선택 사항임을 이해해야 한다. 예를 들어, 일 구현예에서, 압출 제품은 압출 장치로부터 방출될 수 있지만(140), 출구 덮개(240)를 사용하지 않는다. 이러한 구현예에서, 압출된 제품은 높은 인장 특성이 요구되는 경우에 방출 단계(140) 후 가능한 한 빨리 급냉(150)되어야 한다.

II. 조성

전술한 바와 같이, 신규 시스템 및 방법은 압출에 적합한 임의의 6xxx 알루미늄 합금에 적용될 수 있다. 일 구현예에서, 6xxx 알루미늄 합금은 0.2 내지 2.0 중량% Si, 0.2 내지 1.5 중량% Mg, 0.07 내지 1.0 중량% Mn, 최대 1.5 중량% Bi, 최대 1.5 중량% Sn, 최대 1.0 중량% Cu, 최대 1.0 중량% Zn; 최대 0.7 중량% Pb, 최대 0.7 중량% Fe, 최대 0.35 중량% Cr, 최대 0.35 중량% V, 최대 0.25 중량% Zr; 및 최대 0.20 중량% Ti, 나머지는 알루미늄, 선택적인 부수적 원소, 및 불순물을 포함한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, "부수적 원소"는 합금의 제조를 돕기 위해 합금에 임의로 첨가될 수 있는, 전술한 원소 이외의 원소 또는 재료를 의미한다. 부수적 원소의 예시는 탈산화제와 같은 주조 보조제를 포함한다. 선택적인 부수적 원소는 합금에 최대 1.0 중량%의 누적량으로 포함될 수 있다. 하나의 비제한적인 예시로서, 예를 들어 산화물 접힘, 피트 및 산화물 패치로 인한 잉곳 균열을 감소시키거나 제한하기 위해(그리고 일부 경우에 제거하도록) 주조 동안에 하나 이상의 부수적 원소가 합금에 첨가될 수 있다. 이들 유형의 부수적 원소는 일반적으로 본원에서 탈산화제로서 지칭된다. 일부 탈산화제의 예시는 Ca, Sr, 및 Be를 포함한다. 칼슘(Ca)이 합금에 포함되는 경우에, 이는 대체로 최대 약 0.05 중량%, 또는 최대 약 0.03 중량%의 양으로 존재한다. 일부 구현예에서, Ca는 약 0.001-0.03 중량% 또는 약 0.05 중량%, 예컨대 0.001-0.008 중량%(또는 10 내지 80 ppm)의 양으로 합금에 포함된다. 스트론튬(Sr)은 (전체적 또는 부분적으로) Ca 대체제로서 합금에 포함될 수 있으므로, Ca와 동일하거나 유사한 양으로 합금에 포함될 수 있다. 전통적으로, 베릴륨(Be) 첨가는 잉곳 균열의 경향을 감소시키는 데 도움을 주었지만, 환경, 건강 및 안전상의 이유로, 합금의 일부 구현예는 실질적으로 Be이 제거된다. Be가 합금에 포함되는 경우에, 이는 일반적으로 최대 약 20 ppm의 양으로 존재한다. 부수적 원소는 소량으로 존재할 수 있거나, 상당량 존재할 수 있고, 합금이 본원에 설명된 바람직한 특성을 보유하는 한, 본원에 설명된 합금으로부터 벗어나지 않기만 하면, 그 자체로 바람직하거나 다른 특성을 추가할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범주는, 본원에서 요구되고 달성되는 특성의 조합에 달리 영향을 미치지 않을 수 있는 양의 원소(들)의 단순한 첨가를 통해, 회피되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다.

신규 6xxx 알루미늄 합금은 소량의 불순물을 함유할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 총 0.15 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄 합금은 각각 0.05 중량% 이하의 불순물을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 총 0.10 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄 합금은 각각 0.03 중량% 이하의 불순물을 포함한다.

일 구현예에서, 6xxx 알루미늄 합금은 6026LF, 6020, 6262A 및 6061 알루미늄 합금 중 하나이다. 본원에 설명된 종래의 6020, 6262A, 및 6061 합금의 조성은 발명의 명칭이 "가공용 알루미늄 및 가공용 알루미늄 합금에 대한 국제 합금 지정 및 화학 조성 제한"(2015)이 제목인 알루미늄 협회 문헌에 따른 것이다. "6026LF" 합금은 6026 합금의 무연 버전이며, 0.60-1.40 중량% Si, ≤ 0.70 중량% Fe, 0.20-0.50 중량% Cu, 0.20-1.00 중량% Mn, 0.60-1.20 중량% Mg, ≤ 0.30 중량% Cr, ≤ 0.30 중량% Zn, ≤ 0.20 중량% Ti, ≤ 0.05 중량% Sn, ≤ 0.05 중량% Pb 및 0.50-1.50 중량% Bi, 나머지는 알루미늄과 불순물을 포함한다.

본 방법 및 시스템은 6xxx 알루미늄 합금에 대해 설명되었지만, 이러한 방법 및 시스템은 2xxx 또는 7xxx 알루미늄 합금과 같은 다른 열처리(석출 경질화) 가능한 알루미늄 합금에도 적용될 수 있을 것으로 예상된다. 따라서, 본 특허 출원은 또한, 2xxx 알루미늄 합금을 압출하는 방법 및 시스템뿐만 아니라 7xxx 알루미늄 합금을 압출하는 방법 및 시스템에 명백하게 관한 것이다. 2xxx 알루미늄 합금의 경우, 적용 가능한 고용선 온도는 무엇보다도 세타(θ), 오메가(Ω) 및/또는 S 상과 관련된 것을 포함할 수 있다. 7xxx 알루미늄 합금의 경우, 다른 것 중에서도, 적용 가능한 고용선 온도는 에타(η) 상과 연관된 것을 포함한다.

III. 미세구조

전술한 바와 같이, 6xxx 알루미늄 합금 제품은 본 발명의 미세 구조를 실현할 수 있다. 하나의 접근법에서, 6xxx 알루미늄 합금은 6xxx 압출 제품의 T/10 내지 9T/10로 측정했을 때 미재결정화 미세 구조를 실현하되, 미재결정화 미세 구조는 적어도 50 부피%의 미재결정화 결정립을 포함한다. 일 구현예에서, 미재결정화 결정립의 적어도 60%는 섬유성 결정립이다. 섬유성 결정립은 적어도 5:1의 종횡비(결정립 길이/직경)를 갖는 것이다. 일 구현예에서, 미재결정화 미세 구조의 평균 결정립 크기는 200 μm 이하이다.

다른 접근법에서, 6xxx 압출 제품은, 6xxx 압출 제품의 T/10 내지 9T/10으로 측정했을 때 재결정화된 미세 구조를 실현하되, 재결정화된 미세구조는 적어도 50 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다. 일 구현예에서, 재결정화된 결정립의 적어도 60%는 5:1(L:LT) 미만(예, 1:1 내지 4.9:1; 또는 1.5:1 내지 4.9:1)의 종횡비를 갖는 등축화된 결정립이다. 일 구현예에서, 재결정화된 미세 구조의 평균 결정립 크기는 200 μm 이하이다.

IV. 특성

전술한 바와 같이, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 특성의 개선된 조합, 예컨대 강도 및 연신율의 개선된 조합을 실현할 수 있다.

일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 신규 6026LF 압출 제품, 즉 본원에 설명된 본 발명의 방법 및/또는 시스템에 의해 제조된다. 신규 6026LF 압출 제품은, 종래의 가압식 급냉 6026LF 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6026LF 제품보다 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6026LF 제품보다 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6026LF 제품보다 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 54 ksi, 또는 적어도 55 ksi, 또는 적어도 56 ksi, 또는 적어도 57 ksi 또는 그 이상의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현한다.

일 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 3%의 연신율(길이 방향 또는 L)과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 4%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 5%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 6%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 7%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 8%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 9%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6026LF 압출 제품은 적어도 10%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다.

하나의 접근법에서, 신규 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품은 아래의 EBSD 샘플 절차에 따라 측정했을 때, (a) 17 부피%의 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 9.7의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현한다. 일 구현예에서, 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 18 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 19 부피%의 입방체(ED) 질감을 실현한다. 일 구현예에서, 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 9.8, 또는 적어도 10.0, 또는 적어도 10.2, 또는 적어도 10.4, 또는 적어도 10.6, 또는 적어도 10.8, 또는 적어도 11.0, 또는 적어도 11.2의 최대 ODF [001] 세기를 실현한다.

일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 신규 6020 압출 제품, 즉 본원에 설명된 본 발명의 방법 및/또는 시스템에 의해 제조된다. 신규 6020 압출 제품은, 종래의 가압식 급냉 6020 제품, 예를 들어 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 미국 특허 제7,422,645호에 따른 6020 압출 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6020 제품보다 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6020 제품보다 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6020 제품보다 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 34 ksi, 또는 적어도 35 ksi, 또는 적어도 36 ksi, 또는 적어도 37 ksi, 또는 적어도 38 ksi, 또는 적어도 39 ksi, 또는 적어도 40 ksi, 또는 적어도 41 ksi, 또는 적어도 42 ksi, 또는 적어도 43 ksi 또는 적어도 44 ksi 또는 적어도 45 ksi의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 8%의 연신율(길이 방향 또는 L)과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 9%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 10%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 11%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 12%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 13%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 14%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6020 압출 제품은 적어도 15%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다.

하나의 접근법에서, 신규 6020 알루미늄 합금 압출 제품은 아래의 EBSD 샘플 절차에 따라 측정했을 때, (a) 17 부피%의 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 3.6의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6020 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 18 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 19 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 20 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 21 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 22 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 23 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 24 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 25 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 26 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 27 부피% 또는 그 이상의 입방체(ED) 질감을 갖는다. 일 구현예에서, 신규 6020 압출 알루미늄 합금 제품은 적어도 3.8, 또는 적어도 4.0, 또는 적어도 4.2, 또는 적어도 4.4, 또는 적어도 4.6, 또는 적어도 4.8, 또는 적어도 5.0, 또는 적어도 5.2, 또는 적어도 5.4, 또는 적어도 5.6, 또는 적어도 5.8, 또는 적어도 6.0, 또는 적어도 6.2, 또는 적어도 6.4, 또는 적어도 6.6, 또는 적어도 6.8, 또는 적어도 7.0의 최대 ODF [001] 세기를 실현한다.

일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 신규 6262A 압출 제품, 즉 본원에 설명된 본 발명의 방법 및/또는 시스템에 의해 제조된다. 신규 6262A 압출 제품은, 종래의 가압식 급냉 6262A 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6262A 제품보다 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6262A 제품보다 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6262A 제품보다 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은 적어도 37 ksi, 또는 적어도 38 ksi, 또는 적어도 39 ksi, 또는 적어도 40 ksi, 또는 적어도 41 ksi, 또는 적어도 42 ksi, 또는 적어도 43 ksi, 또는 적어도 44 ksi, 또는 적어도 45 ksi, 적어도 46 ksi, 또는 적어도 47 ksi, 또는 적어도 48 ksi, 또는 적어도 49 ksi, 또는 적어도 50 ksi, 또는 적어도 51 ksi, 또는 적어도 52 ksi, 또는 적어도 53 ksi, 또는 적어도 54 ksi의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은 적어도 5%의 연신율(길이 방향 또는 L)과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은 적어도 6%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은 적어도 7%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6262A 압출 제품은 적어도 8%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다.

하나의 접근법에서, 신규 6262A 알루미늄 합금 압출 제품은 아래의 EBSD 샘플 절차에 따라 측정했을 때, (a) 18 부피%의 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 3.9의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6262A 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 19 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 20 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 21 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 22 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 23 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 24 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 25 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 26 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 27 부피%의 입방체(ED) 질감을 갖는다. 일 구현예에서, 신규 6262A 압출 알루미늄 합금 제품은 적어도 3.8, 또는 적어도 4.0, 또는 적어도 4.2, 또는 적어도 4.4, 또는 적어도 4.6, 또는 적어도 4.8, 또는 적어도 5.0, 또는 적어도 5.2, 또는 적어도 5.4, 또는 적어도 5.6, 또는 적어도 5.8, 또는 적어도 6.0, 또는 적어도 6.2, 또는 적어도 6.4, 또는 적어도 6.6, 또는 적어도 6.8, 또는 적어도 7.0의 최대 ODF [001] 세기를 실현한다.

일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 신규 6061 압출 제품, 즉 본원에 설명된 본 발명의 방법 및/또는 시스템에 의해 제조된다. 신규 6061 압출 제품은, 종래의 가압식 급냉 6061 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6061 제품보다 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6061 제품보다 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은, 동일한 제품 형태, 크기 및 템퍼의 종래 가압식 급냉 6061 제품보다 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반적) 및/또는 최대 인장 강도(일반적)를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은 적어도 22 ksi, 또는 적어도 24 ksi, 또는 적어도 26 ksi, 또는 적어도 28 ksi, 또는 적어도 30 ksi, 또는 적어도 32 ksi, 또는 적어도 34 ksi, 또는 적어도 36 ksi, 또는 적어도 38 ksi, 또는 적어도 40 ksi, 또는 적어도 42 ksi, 또는 적어도 44 ksi, 또는 적어도 46 ksi, 또는 적어도 47 ksi, 또는 적어도 48 ksi, 또는 적어도 49 ksi, 또는 적어도 50 ksi, 또는 적어도 51 ksi, 또는 적어도 52 ksi의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은 적어도 8%의 연신율(길이 방향 또는 L)과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은 적어도 10%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은 적어도 12%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6061 압출 제품은 적어도 14%(L)의 연신율과 조합하여 상기 강도 값을 실현할 수 있다.

하나의 접근법에서, 신규 6061 알루미늄 합금 압출 제품은 아래의 EBSD 샘플 절차에 따라 측정했을 때, (a) 5 부피%의 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 2.0의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6061 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 6 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 7 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 8 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 9 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 10 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 11 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 12 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 13 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 14 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 15 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 16 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 17 부피%의 입방체(ED) 질감을 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6061 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 2.5, 또는 적어도 3.0, 또는 적어도 3.5, 또는 적어도 4.0, 또는 적어도 4.5, 또는 적어도 5.0, 또는 적어도 5.5, 또는 적어도 6.0, 또는 적어도 6.5, 또는 적어도 7.0, 또는 적어도 7.5, 또는 적어도 8.0, 또는 적어도 8.5, 또는 적어도 9.0, 또는 적어도 9.5, 또는 적어도 10.0, 또는 적어도 10.2, 또는 적어도 10.4, 또는 적어도 10.6 또는 적어도 10.8의 최대 ODF [001] 세기를 실현한다.

V. 제품 응용 분야

본원에 설명된 신규 6xxx 압출 알루미늄 합금 제품은 다양한 제품 용도에서, 예컨대 로드, 바 및 프로파일에 사용될 수 있다. 이러한 제품은 (예를 들어, Sn, Bi, 및/또는 Pb를 갖는 6xxx 알루미늄 합금을 자유롭게 기계 가공하기 위한) 트랜스미션 밸브를 만들 수 있다. 자동차 구조 구성 요소도 제조될 수 있다. 압출품은 또한 전기 커넥터로서 그리고 일반적인 산업 응용에서 사용될 수 있다.

VI. 정의

열간 압출과 같은 "열간 가공"은 고온, 및 일반적으로 적어도 250℉에서 알루미늄 합금 제품을 가공하는 것을 의미한다. 열간 가공 중에는 변형 경화가 제한/방지되며, 이는 일반적으로 열간 가공을 냉간 가공으로부터 차별화한다.

냉간 연신과 같은 "냉간 가공"은 열간 가공 온도로 간주되지 않는 온도에서, 일반적으로 약 250℉ 미만(예, 주변 온도)에서 알루미늄 합금 제품을 가공하는 것을 의미한다.

템퍼의 정의는 ANSI H35.1 (2009)에 따른 것으로, 명칭은 "미국 국립 알루미늄용 표준 합금 및 템퍼 설계 시스템"이며, 이는 알루미늄 협회가 발행하였다.

[002] 강도 및 연신율은 ASTM E8/E8M-16a 및 B557-15에 따라 측정된다.

VII. 기타

이 신규 기술의 이들 및 다른 양태, 장점, 및 신규한 특징은 다음의 설명에 부분적으로 기술되어 있으며, 다음의 설명 및 도면을 조사할 시 당업자에게 명백해지거나, 본 개시에 의해 제공된 기술의 하나 이상의 구현예를 실시함으로써 학습될 수 있다.

도면은 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 예시적인 구현예를 포함하고, 이의 다양한 목적 및 특징을 예시한다. 또한, 도면에 나타낸 임의의 측정, 사양 등은 예시하기 위한 것이며, 제한하기 위한 것은 아니다. 따라서, 본원에 개시된 특정 구조적 및 기능적 세부사항은 제한적인 것으로 해석되어서는 안되며, 단지 당업자에게 본 발명을 다양하게 사용하도록 교시하기 위한 대표적인 기준으로서만 해석되어야 한다.

개시된 이점 및 개선 중에서, 본 발명의 다른 목적 및 이점은 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 상세한 구현예가 본원에 개시되어 있지만, 개시된 구현예는 다양한 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 단지 예시임을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 다양한 구현예와 관련하여 주어진 각각의 예는 예시하기 위한 것이며, 제한하기 위한 것은 아니다.

명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 다음의 용어는 문맥상 달리 명확하게 언급하지 않는 한, 본원에서 명시적으로 연관된 의미를 사용한다. 본원에서 사용된 문구, "일 구현예에서" 및 "일부 구현예에서"는 반드시 동일한 구현예(들)를 지칭하지는 않지만, 동일한 구현예(들)를 지칭할 수도 있다. 또한, 본원에서 사용된 문구, "다른 구현예에서" 및 "일부 다른 구현예에서"는 반드시 다른 구현예를 지칭하지는 않지만, 다른 구현예를 지칭할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 구현예는 본 발명의 범주 또는 사상을 벗어나지 않고 쉽게 조합될 수 있다.

또한, 본원에서 사용된 용어, "또는"은, 포괄적인 "또는"의 연산자이며, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한 "및/또는"이라는 용어와 동등하다. 용어 "기초한"은 배타적이지 않으며, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한, 설명되지 않은 추가 인자들에 기초할 수 있다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한, "한", "하나", 및 "그 하나"의 의미는 복수의 참조를 포함한다. "안"이라는 의미는, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한, "내에" 및 "에 대해"를 포함한다.

본 발명의 다수의 구현예가 설명되었지만, 이들 구현예는 단지 예시적인 것이고, 제한적인 것은 아니며, 많은 수정이 당업자에게 명백할 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 문맥상 명확하게 달리 요구하지 않는 한, 다양한 단계는 임의의 원하는 순서로 수행될 수 있고, 임의의 적용 가능한 단계는 추가 및/또는 제거될 수 있다.

도 1은 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품을 제조하기 위한 방법(100)의 일 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 방법에 대해 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품을 제조하기 위한 방법(200)의 일 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 3a는 T6 또는 T9 템퍼에서 압출된 6xxx 알루미늄 합금 제품을 제조하기 위한 하나의 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3b는 T8 템퍼에서 압출된 6xxx 알루미늄 합금 제품을 제조하기 위한 하나의 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 도 1의 방법에 대해 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품을 제조하기 위한 시스템 일부의 일 구현예를 하향식으로 나타낸 개략도이다.
도 5a는 종래 가압식 급냉된 6026LF 제품의 현미경 사진을 나타낸다.
도 5b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 신규 6026LF 제품의 현미경 사진을 나타낸다.
도 6a는 별도의 압출후 용액 열처리를 사용하는 종래의 공정으로 제조된 6026LF 제품의 현미경 사진이다.
도 6b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 신규 6026LF 제품의 현미경 사진이다.
도 7a-7b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 6026LF 제품의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 8a는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 신규 6020 제품의 현미경 사진을 나타낸다.
도 9a는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 신규 6020 제품(50 μm 스케일)의 현미경 사진이다.
도 9b는 종래의 가압식 급냉 공정으로 제조된 6020 제품(50 μm 스케일)의 현미경 사진이다.
도 9c-9d는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 신규 6020 제품의 추가 현미경 사진(200 μm 스케일)을 나타낸다.
도 10a-10b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 6020 제품의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 11a-11b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 신규 6262A 제품의 현미경 사진을 나타낸다.
도 12a-12b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 6262A 제품의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 13a는 별도의 압출후 용액 열처리를 사용하는 종래의 공정으로 제조된 6262A 제품의 현미경 사진이다.
도 13b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 6262A 제품의 기계 가공 칩을 나타낸 사진이다.
도 14a-14b는 본원에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 제조된 6061 제품의 특성을 나타낸 그래프이다.

실시예 1

종래의 6026LF(무연) 알루미늄 합금을 두 개의 상이한 방법에 의해 제조하였다. 두 방법의 기본 단계는 아래 표 1에 나타나 있다.

방법 1 (기존)	방법 2 (본 발명)
빌릿 주조	빌릿 주조
빌릿 균질화	빌릿 균질화
주변 온도로 냉각	주변 온도로 냉각
775-800℉로 예열	고용선 온도 이상으로 예열
예열 온도에서 3 내지 5분 동안 유지	예열 온도에서 50분 동안 유지
온도를 낮추고 압출 프레스로 이동 (높은 열 손실)	90초 이내에 압출 프레스로 이동 (예, ≤ 10℉의 열 손실을 달성하기 위해)
빌릿을 로드 상태로 압출	빌릿을 로드 상태로 압출
주변 대기로 로드를 방출	로드를 출구 덮개로 방출 (예, 로드를 그의 고용선 온도보다 높게 유지하기 위해)
주변 공기에서 수조로 로드를 이동	가열 덮개에서 물 분사기로 로드를 이동한 다음 수조로 이동
T6, T8 또는 T9로 템퍼링	T6, T8 또는 T9로 템퍼링

본 발명의 제2 방법을 수행하기 위해 사용된 시스템은 도 2 및 도 4에 나타낸 것과 일치한다.

압출품의 현미경 사진을 길이 방향으로 취하였다. 도 5a는 방법 1, 즉 종래의 압출 급냉을 통해 처리된 6026LF-T9 합금의 미세 구조를 나타낸다. 도 5b는 방법 2, 즉 본 발명의 방법을 통해 처리된 6026LF-T9 합금의 미세 구조를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 방법 1은 표면 부근에서 재결정화된 결정립이 큰 6026LF 제품을 생성한다. 반대로, 방법 2는 단면 방향으로 균일한 미세한 섬유성 미재결정화 결정립을 생성한다. 또한, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 방법 2의 미세 구조는 압출 후 완전히 분리된 퍼니스 용액 열처리를 갖는 종래의 가공된 로드의 것과 일치하는 미세하고 작은 구성 입자의 균일한 분포를 초래한다(도 6a).

도 7a는 방법 2에 따라 제조된, 0.5625 인치 압출의 6026LF-T9 압출 로드에 의해 달성된 강도 특성을 나타낸다. 도 7b는 이들 동일한 로드에 의해 달성된 연신율 특성을 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 압출된 로드의 강도 및 연신율은 6026LF 합금에 대한 ASTM 요건을 상당히 초과한다. 측정된 특성 값은 또한 표 2에 나타나 있다. (모든 값은 길이 방향에 대한 것이다.)

6026LF 합금의 기계적 특성

항목	UTS (ksi)	TYS (ksi)	연신율 (%)
빌릿 1-11	56.6	55.8	10
빌릿 2-10	57.0	56.5	9
빌릿 3-10	56.8	56.2	9
빌릿 6-10	56.9	56.1	8
빌릿 10-10	57.3	56.5	8
빌릿 13-10	56.2	55.9	9
빌릿 14-10	57.1	56.9	8

본원에 설명된 신규 방법 및 시스템은 또한, 다른 6xxx 알루미늄 합금에서 개선된 미세 구조 및 특성을 생성한다. 예를 들어, 도 8a는 도 1과 도 3b(T8 템퍼)에 나타낸 것과 일치하는 방법 및 도 2와 도 4에 나타낸 것과 일치하는 시스템을 사용하여 제조된 6020 합금의 미세 구조를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 압출된 6020 합금의 결정립은 단면 방향으로 섬유성이고 균일하다.

도 9a는 본원에 설명된 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 제조된 6020 합금 제품의 현미경 사진을 나타낸다. 도 9b는 종래의 가압식 급냉 공정으로 제조된 6020 제품의 현미경 사진이다. 신규 6020 제품은 더 적은 수의 큰 주석 함유 성분 입자를 가지며, 상기 주석 함유 성분 입자는 구상체화된다. 더 미세하고 더 잘 분포된 주석 함유 상은 6xxx 기계 가공 안된 합금에 대한 가공성을 개선하는 데 기여한다. 도 9c-9d에 또한 나타낸 바와 같이, 신규 6020 제품은 균일하게 분포된 작은 성분 입자를 실현한다. 이러한 입자 크기 및 입자 크기 분포는, 압출 후 완전히 분리된 퍼니스 용액 열처리를 갖는 종래의 처리된 로드의 분포와 일치한다. T8 템퍼에서 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 제조된 로드 형태(1.16 인치 미만 20%, 25% 및 30% 연신)의 6020 합금의 기계적 특성은 도 10a-10b에 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 강도 및 연신율은 6020-T8 ASTM 최소치를 상당히 초과한다. 측정된 특성 값은 또한 표 3에 나타나 있다. (모든 값은 길이 방향에 대한 것이다.)

6020 합금의 기계적 특성

항목	UTS (ksi)	TYS (ksi)	연신율 (%)
R+10f_20%_B1	45.3	42.9	15
R+10f_20%_B2	45.5	42.5	15
R+10f_25%_B1	46.7	43.3	15
R+10f_25%_B2	46.5	43.8	15
R+10f_30%_B1	47.3	45.2	15
R+10f_30%_B2	47.4	44.7	15
R+22f_20%_B1	45.9	43.2	15
R+22f_20%_B2	45.0	42.0	15
R+22f_25%_B1	46.7	43.8	15
R+22f_25%_B2	45.6	42.6	15
R+22f_30%_B1	47.6	45.2	15
R+22f_30%_B2	47.4	45.0	15

합금 6262A는 또한 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 제조되었다(예, 도 1과 도 3a(T9 템퍼) 및 도 2와 도 4와 일치함). 다시, 도 11a-11b에 나타낸 바와 같이, 신규 6262A 제품은 작은 구성 입자를 함유하고, 입자 크기 분포는 균일한데, 이는 압출 후 완전히 분리된 퍼니스 용액 열처리를 갖는 종래의 가공된 로드의 분포와 일치한다. T9 템퍼에서 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 제조된 로드 형태(0.5626 인치 로드)의 6262A 합금의 기계적 특성은 도 12a-12b에 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 강도 및 연신율은 6262A-T9 ASTM 최소치를 상당히 초과한다. 측정된 특성 값은 또한 표 4에 나타나 있다. (모든 값은 길이 방향에 대한 것이다.)

6262A 합금의 기계적 특성

항목	UTS (ksi)	TYS (ksi)	연신율 (%)
2-2-PQ	54.1	53.1	7
2-13-PQ	54.4	53.3	7
2-7-PQ	54.1	53.1	8
3-1-PQ	54.6	53.6	8
3-6-PQ	54.7	53.7	8
3-7-PQ	54.9	53.8	7
3-14-PQ	54.9	53.8	6
4-7-PQ	54.8	53.7	7
4-10-PQ	54.6	53.6	7
4-12-PQ	55.0	53.8	8
7-1-PQ	55.2	54.1	7
8-7-PQ	55.3	54.2	6
8-12-PQ	54.9	53.8	7
9-1-PQ	54.4	53.3	7
9-6-PQ	54.9	53.8	7
9-13-PQ	54.1	53.0	7
a-PQ	55.0	53.8	6
b-PQ	55.4	54.3	6

본 발명의 방법 및 시스템에 의해 제조된 6262A 로드의 기계 가공성 또한 상당히 개선된다. 도 13a에 나타낸 바와 같이, 종래의 압출후 용액 열처리를 사용하여 제조된 6262A-T9 제품은 일반적으로 다량의 여분의 긴 칩을 나타낸다. 반대로, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 본원에 설명된 본 발명의 방법 및 시스템을 사용하여 제조된 신규 6262A-T9 제품은 우수한 기계 가공성을 나타내는 더 미세한 칩을 나타낸다.

합금 6061으 또한 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 제조되었다(예, 도 1-2a(T6 템퍼) 및 도 3-4와 일치함). T6 템퍼에서 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 제조된 로드 형태(1.50 인치 로드)의 6061 합금의 기계적 특성은 도 14a-14b에 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 강도 및 연신율은 다시 6061-T6 ASTM 최소치를 상당히 초과한다. 측정된 특성 값은 또한 표 5에 나타나 있다. (모든 값은 길이 방향에 대한 것이다.)

6061 합금의 기계적 특성

항목	UTS (ksi)	TYS (ksi)	연신율 (%)
6061-1 TR	53.1	50.1	16
6061-2 TR	54.0	51.2	16
6061-3 TR	52.1	48.9	16
6061-1 TF	55.1	51.9	16
6061-2 TF	55.6	52.4	16
6061-3 TF	55.4	52.2	16

실시예 2

합금에 대한 미세 구조 데이터를 아래에 나타낸 EBSD 샘플 절차에 따라 얻었다. 표 6은 합금의 일부 예시적인 특성을 제공한다. 보고된 최대 ODF 질감 세기는 단면을 통해 [001] 평면 상태로 하였다. 입방체 질감 및 결정립 크기 값은 가로 방향 상태로 하였다.

미세구조 데이터

합금	최대 ODF 세기	입방체 질감 (ED) (부피%)	결정립 크기 (마이크로미터)
6020-T8 (종래 SHT)	3.545	15%	52
6020-T8 (종래 PQ)	3.439	16%	74
6020-T8 (본 발명의 방법)	6.982	27%	142
6262A-T9(종래 SHT)	5.473	22%	192
6262A-T9(종래 PQ)	3.864	17%	64
6262A-T9 (본 발명의 방법)	6.282	24%	184
6026LF-T9 (종래 SHT)	2.751	4%	1310
6026LF-T9 (종래 PQ)	9.621	16%	33
6026LF-T9 (본 발명의 방법)	11.225	19%	23
6061-T6(종래 SHT)	1.558	6%	171
6061-T6(종래 PQ)	1.995	4%	137
6061-T6 (본 발명의 방법)	10.824	17%	51

표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 합금은 종래의 가압식 급냉된 합금 및 심지어 용액 열처리된 합금에 비해 훨씬 더 큰 최대 질감 세기를 실현한다. 예를 들어, 신규 6020 압출 합금은, 종래에 압출되고 가압식 급냉된 6020 합금의 최대 ODF 질감 세기보다 203% 더 큰 최대 ODF 질감 세기를 갖는다(6.982/3.439 = 2.03).

표 6에 또한 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 합금은 종래의 가압식 급냉된 합금 및 심지어 용액 열처리된 합금에 비해 더 많은 입방체 ED(압출 방향) 질감을 실현한다. 예를 들어, 신규 6020 압출 합금은 종래의 압출된 가압식 급냉 6020 합금보다 9 부피% 더 많은 입방체 ED 질감을 포함한다(26 부피% 대 17 부피%).

질감이 있는 알루미늄 합금은, 그 축이 무작위로 분포되지 않은 결정립을 갖는다. 이미지는 다양한 인자에 기초하여 변할 수 있기 때문에, 측정된 질감 세기는 일반적으로 백그라운드 세기 또는 무작위 세기의 양을 계산하고, 그 백그라운드를 이미지의 질감 세기와 비교함으로써 정규화된다. 따라서, 얻은 질감 측정의 상대적인 세기는 다결정질 재료 내의 상이한 질감의 상대적인 양을 결정하기 위해 서로 비교될 수 있는 무차원적 양이다. 예를 들어, OIM 분석은 백그라운(무작위) 세기를 결정하고 배향 분포 함수(ODF)를 사용하여 ODF 세기 값을 생성할 수 있다. 이들 ODF 세기 값은 주어진 알루미늄 합금(또는 다른 다결정질 재료) 내의 질감의 양을 나타낼 수 있다.

본 출원을 위해, (후술하는) EBSD 샘플 절차 또는 실질적으로 유사한 OIM 절차에 따라 ODF 세기를 측정하는데, 여기서 세기(임의 시간) 표현을 포함한 일련의 ODF 그래프가 생성될 수 있다. 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 일반적으로 높은 최대 ODF 세기를 가지며, 이는 높은 양의 질감을 나타낸다. 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품의 높은 양의 질감은 그들의 개선된 특성에 기여할 수 있는 것으로 여겨진다.

일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품은, 유사한 제품 형태, 조성 및 템퍼의 종래 가압식 급냉된 6xxx 알루미늄 압출 합금 제품보다 적어도 약 10% 더 큰 최대 ODF 세기를 실현한다. 예를 들어, 종래에 압출되고 가압식 급냉된 6026 합금이 4.0의 최대 ODF 세기를 실현하는 경우, 본원에 개시된 신규 가공에 의해 제조된 신규 6026 알루미늄 합금 제품은 적어도 4.4(4.0보다 10% 높음)의 최대 ODF 세기를 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품은, 적어도 약 20%, 또는 적어도 약 40%, 또는 적어도 약 40%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 100%, 또는 적어도 약 120%, 또는 적어도 약 140%, 또는 적어도 약 160%, 또는 적어도 약 180%, 또는 적어도 약 200%, 또는 적어도 약 220%, 또는 적어도 약 240%, 또는 적어도 약 260%, 또는 적어도 약 300%, 또는 적어도 약 340%, 또는 적어도 약 360%, 또는 적어도 약 380%, 또는 적어도 약 400%, 또는 적어도 약 420%, 또는 적어도 약 440%, 또는 적어도 약 460%, 또는 적어도 약 480%, 또는 적어도 약 500%, 또는 그 이상으로 유사한 제품 형태, 조성 및 템퍼의 종래 가압식 급냉된 6xxx 압출 알루미늄 합금 제품보다 더 큰 최대 ODF 세기를 실현할 수 있다.

일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품은, 유사한 제품 형태, 조성 및 템퍼의 종래 가압식 급냉된 6xxx 알루미늄 압출 합금 제품보다 적어도 약 1% 더 많은 입방체 ED 질감을 실현한다. 예를 들어, 종래의 가압식 급냉된 6026 압출 합금이 15 부피% 입방체 ED 질감을 실현하면, 본원에 개시된 신규 가공에 의해 제조된 신규 6026 알루미늄 합금 제품은 16 부피%(15 부피%보다 1 부피% 초과)의 입방체 ED 질감을 실현할 수 있다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 압출 제품은, 유사한 제품 형태, 조성 및 템퍼의 종래 가압식 급냉된 6xxx 알루미늄 압출 합금 제품보다 적어도 2 부피% 초과, 또는 적어도 3 부피% 초과, 또는 적어도 4 부피% 초과, 또는 적어도 5 부피% 초과, 또는 적어도 6 부피% 초과, 또는 적어도 7 부피% 초과, 또는 적어도 8 부피% 초과, 또는 적어도 9 부피% 초과, 또는 적어도 10부피 % 초과, 또는 적어도 11 부피% 초과, 또는 적어도 12 부피% 초과, 또는 적어도 13 부피 초과를 실현한다.

EBSD 샘플 절차

· 전자 후방 산란 회절(EBSD)은 Thermo-Scientific Apreo S 주사 전자 현미경(SEM) 또는 유사한 것을 사용하여 수행된다. SEM 작동 조건은 가속 전압 20 kV에서 51 nA의 스폿 크기이며, 샘플은 68°로 기울고, 작동 거리는 17 mm이다. EBSD 패턴은 EDAX Velocity 카메라(4x4 비닝 및 EDAX Orientation Image Microscopy 소프트웨어(OIM v. 7.3.1) 또는 유사한 것을 사용하여 수집된다. EBSD 스캔은 사각형 그리드 스캐닝 패턴 및 2.8 mm의 높이 및 관통 두께를 사용하여 수행된다.

· 수집된 스캔 데이터는 OIM TSL 분석 소프트웨어(v. 8.0)를 사용하여 처리된다. 스캔 데이터는 두 가지 프로세스를 사용하여 정리된다. 제1 정리 프로세스는, 0.1의 최소 신뢰 지수(CI) 및 5도의 결정립 허용 오차 각도를 갖는 데이터에 적용된, 인접 배향 상관 관계이다. 제2 정리 프로세스는 다수의 행을 포함한 다섯 개의 데이터 포인트의 최소 입자 크기를 명시한 입자 팽창이다. 이들 두 프로세스는 정리를 한 번 반복하여 수행되었다.

· 결정립은 5°의 결정립 허용 각도 및 5점의 최소 수를 갖는 것으로 정의된다. 결정립 형상은 구형인 것으로 가정된다. 그 다음, 결정립 크기 직경을 사용하여 결정립 크기 차트를 계산한다. 차트에서, 결정립 크기 직경을 비닝하고 면적 분율에 대해 도표화하였다.

본원에 기술된 신규 기술의 다양한 구현예가 상세히 설명되었지만, 이러한 구현예의 변형 및 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백하다. 그러나, 이러한 변형 및 변경은 본원에 개시된 기술의 사상 및 범위 내에 있음이 명백하게 이해되어야 한다. 위에서 언급된 고유한 양태 중 다양한 양태가 결합되어 개선된 특성의 조합을 갖는 다양한 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품을 제조할 수 있다. 추가적으로 이 신규 기술의 이들 및 다른 양태 및 장점, 그리고 신규한 특징은 다음의 설명에 부분적으로 기술되어 있으며, 다음의 설명 및 도면을 조사할 시 당업자에게 명백해지거나, 본 개시에 의해 제공된 기술의 하나 이상의 구현예를 실시함으로써 학습될 수 있다.

Claims

6xxx 압출 제품으로서,
0.2 내지 2.0 중량% Si;
0.2 내지 1.5 중량% Mg;
0.07 내지 1.0 중량% Mn;
최대 1.5 중량% Bi;
최대 1.5 중량% Sn;
최대 1.0 중량% Cu;
최대 1.0 중량% Zn;
최대 0.7 중량% Pb;
최대 0.7 중량% Fe;
최대 0.35 중량% Cr;
최대 0.35 중량% V;
최대 0.25 중량% Zr;
최대 0.20 중량% Ti;
나머지는 알루미늄, 선택적인 부수적 원소, 및 불순물을 포함하되,
상기 6xxx 압출 제품은 상기 6xxx 압출 제품의 T/10 내지 9T/10로 측정된 미재결정화 미세 구조를 포함하고,
상기 미재결정화 미세 구조는 적어도 50 부피%의 미재결정화 결정립을 포함하고,
상기 미재결정화 결정립의 적어도 60%는 섬유성 결정립이고,
상기 섬유성 결정립은 적어도 5:1의 종횡비(결정립 길이/직경)를 갖고,
상기 미재결정화 미세 구조의 평균 입자 크기는 200 μm 이하인, 6xxx 압출 제품.
6xxx 압출 제품으로서,
0.2 내지 2.0 중량% Si;
0.2 내지 1.5 중량% Mg;
최대 1.5 중량% Bi;
최대 1.5 중량% Sn;
최대 1.0 중량% Cu;
최대 1.0 중량% Zn;
0.07 중량% 미만의 Mn;
최대 0.7 중량% Pb;
최대 0.7 중량% Fe;
최대 0.35 중량% Cr;
최대 0.35 중량% V;
최대 0.25 중량% Zr;
최대 0.20 중량% Ti;
나머지는 알루미늄, 선택적인 부수적 원소, 및 불순물을 포함하되,
상기 6xxx 압출 제품은 상기 6xxx 압출 제품의 T/10 내지 9T/10로 측정된 재결정화 미세 구조를 포함하고,
상기 재결정화 미세 구조는 적어도 50 부피%의 재결정화 결정립을 포함하고,
상기 재결정화 결정립의 적어도 60%는 5:1 (L:LT) 이하의 종횡비를 갖는 등축화된 결정립이고,
상기 재결정화 미세 구조의 평균 입자 크기는 200 μm 이하인, 6xxx 압출 제품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 6xxx 압출 제품은 종래의 6xxx 압출 제품과 비교하면 적어도 1 부피% 더 많은 입방체(ED) 질감을 포함하되,
상기 종래의 6xxx 압출 제품은 종래에 가압식 급냉되고, 비교 가능한 조성, 제품 형태, 크기 및 템퍼를 갖는, 6xxx 압출 제품.
제3항에 있어서, 상기 6xxx 압출 제품은 상기 종래의 6xxx 압출 제품과 비교할 때 적어도 2 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 적어도 3 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 4 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 적어도 5 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 6 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 적어도 7 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 8 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 적어도 9 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 10 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 11 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 적어도 12 부피% 초과의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 13 부피% 초과의 입방체(ED) 질감을 포함하는, 6xxx 압출 제품.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 압출 제품은 최대 ODF [001] 질감 세기를 포함하되, 상기 최대 ODF [001] 질감 세기는 상기 종래의 6xxx 압출 제품의 최대 ODF [001] 질감 세기보다 적어도 10% 더 높고,
상기 종래의 6xxx 압출 제품은 종래에 가압식 급냉되고, 비교 가능한 조성, 제품 형태, 크기 및 템퍼를 갖는, 6xxx 압출 제품.
제5항에 있어서, 상기 압출된 6xxx 압출 제품은, 상기 종래의 6xxx 압출 제품보다 적어도 약 20%, 또는 적어도 약 40%, 또는 적어도 약 40%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 100%, 또는 적어도 약 120%, 또는 적어도 약 140%, 또는 적어도 약 160%, 또는 적어도 약 180%, 또는 적어도 약 200%, 또는 적어도 약 220%, 또는 적어도 약 240%, 또는 적어도 약 260%, 또는 적어도 약 300%, 또는 적어도 약 340%, 또는 적어도 약 360%, 또는 적어도 약 380%, 또는 적어도 약 400%, 또는 적어도 약 420%, 또는 적어도 약 440%, 또는 적어도 약 460%, 또는 적어도 약 480%, 또는 적어도 약 500% 이상인 최대 ODF [001] 질감 세기를 실현하는, 6xxx 압출 제품.
6026LF 알루미늄 합금 압출 제품으로서, 상기 6026LF 압출 제품은 (a) 17 부피% 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 9.7의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현하는, 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품.
제7항에 있어서, 상기 6026LF 제품은 적어도 18 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 19 부피%의 입방체(ED) 질감을 실현하는, 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 9.8, 또는 적어도 10.0, 또는 적어도 10.2, 또는 적어도 10.4, 또는 적어도 10.6, 또는 적어도 10.8, 또는 적어도 11.0, 또는 적어도 11.2의 최대 ODF [001] 세기를 실현하는, 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6026LF 압출 제품은 종래의 가압식 급냉 6026LF 압출 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L) 또는 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하되,
상기 종래의 6026LF 압출 제품은 종래에 가압식 급냉되고, 비교 가능한 제품 형태, 크기 및 템퍼를 갖는, 6026LF 알루미늄 합금 압출 제품.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6026LF 압출 제품은 적어도 54 ksi, 또는 적어도 55 ksi, 또는 적어도 56 ksi, 또는 적어도 57 ksi의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하는, 6026LF 압출 제품.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6026LF 압출 제품은 적어도 3%, 또는 적어도 4%, 또는 적어도 5%, 또는 적어도 6%, 또는 적어도 7%, 또는 적어도 8%, 또는 적어도 9% 또는 적어도 10%의 연신율(일반)(L)을 실현하는, 6026LF 압출 제품.
6020 알루미늄 합금 압출 제품으로서, 상기 6020 압출 제품은 (a) 17 부피% 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 3.6의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현하는, 6020 알루미늄 합금 압출 제품.
제13항에 있어서, 상기 6020 압출 제품은 적어도 18 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 19 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 20 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 21 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 22 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 23 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 24 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 25 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 26 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 27 부피%의 입방체(ED) 질감을 갖는, 6020 알루미늄 합금 압출 제품.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 6020 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 3.8, 또는 적어도 4.0, 또는 적어도 4.2, 또는 적어도 4.4, 또는 적어도 4.6, 또는 적어도 4.8, 또는 적어도 5.0, 또는 적어도 5.2, 또는 적어도 5.4, 또는 적어도 5.6, 또는 적어도 5.8, 또는 적어도 6.0, 또는 적어도 6.2, 또는 적어도 6.4, 또는 적어도 6.6, 또는 적어도 6.8, 또는 적어도 7.0의 최대 ODF [001] 세기를 실현하는, 6020 알루미늄 합금 압출 제품.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6020 압출 제품은 종래의 가압식 급냉 6026LF 압출 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L) 또는 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하되,
상기 종래의 6020 압출 제품은 종래에 가압식 급냉되고, 비교 가능한 제품 형태, 크기 및 템퍼를 갖는, 6020 알루미늄 합금 압출 제품.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6020 압출 제품은 적어도 34 ksi, 또는 적어도 35 ksi, 또는 적어도 36 ksi, 또는 적어도 37 ksi, 또는 적어도 38 ksi, 또는 적어도 39 ksi, 또는 적어도 40 ksi, 또는 적어도 41 ksi, 또는 적어도 42 ksi, 또는 적어도 43 ksi 또는 적어도 44 ksi 또는 적어도 45 ksi의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하는, 6020 압출 제품.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6020 압출 제품은 적어도 8%, 또는 적어도 9%, 또는 적어도 10%, 또는 적어도 11%, 또는 적어도 12%, 또는 적어도 13%, 또는 적어도 14% 또는 적어도 15%의 연신율(일반)(L)을 실현하는, 6020 압출 제품.
6262A 알루미늄 합금 압출 제품으로서, 상기 6262A 압출 제품은 (a) 18 부피% 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 3.9의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현하는, 6262A 알루미늄 합금 압출 제품.
제19항에 있어서, 상기 6262A 압출 제품은 적어도 19 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 20 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 21 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 22 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 23 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 24 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 25 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 26 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 27 부피%의 입방체(ED) 질감을 갖는, 6262A 알루미늄 합금 압출 제품.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 6262A 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 3.8, 또는 적어도 4.0, 또는 적어도 4.2, 또는 적어도 4.4, 또는 적어도 4.6, 또는 적어도 4.8, 또는 적어도 5.0, 또는 적어도 5.2, 또는 적어도 5.4, 또는 적어도 5.6, 또는 적어도 5.8, 또는 적어도 6.0, 또는 적어도 6.2, 또는 적어도 6.4, 또는 적어도 6.6, 또는 적어도 6.8, 또는 적어도 7.0의 최대 ODF [001] 세기를 실현하는, 6262A 알루미늄 합금 압출 제품.
제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6262A 압출 제품은 종래의 가압식 급냉 6262A 압출 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L) 또는 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하되,
상기 종래의 6262A 압출 제품은 종래에 가압식 급냉되고, 비교 가능한 제품 형태, 크기 및 템퍼를 갖는, 6262A 알루미늄 합금 압출 제품.
제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6262A 압출 제품은 적어도 37 ksi, 또는 적어도 38 ksi, 또는 적어도 39 ksi, 또는 적어도 40 ksi, 또는 적어도 41 ksi, 또는 적어도 42 ksi, 또는 적어도 43 ksi, 또는 적어도 44 ksi, 또는 적어도 45 ksi, 적어도 46 ksi, 또는 적어도 47 ksi, 또는 적어도 48 ksi, 또는 적어도 49 ksi, 또는 적어도 50 ksi, 또는 적어도 51 ksi, 또는 적어도 52 ksi, 또는 적어도 53 ksi, 또는 적어도 54 ksi의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하는, 6262A 압출 제품.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6262A 압출 제품은 적어도 5%, 또는 적어도 6%, 또는 적어도 7% 또는 적어도 8%의 연신율(일반)(L)을 실현하는, 6262A 압출 제품.
6061 알루미늄 합금 압출 제품으로서, 상기 6061 압출 제품은 (a) 5 부피% 입방체(ED) 질감 및 (b) 적어도 2.0의 최대 ODF [001] 세기 중 적어도 하나를 실현하는, 6061 알루미늄 합금 압출 제품.
제25항에 있어서, 상기 6061 압출 제품은 적어도 6 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 7 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 8 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 9 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 10 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 11 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 12 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 13 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 14 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 15 부피%의 입방체(ED) 질감, 적어도 16 부피%의 입방체(ED) 질감, 또는 적어도 17 부피%의 입방체(ED) 질감을 실현하는, 6061 알루미늄 합금 압출 제품.
제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 6061 알루미늄 합금 압출 제품은 적어도 2.5, 적어도 3.0, 또는 적어도 3.5, 또는 적어도 4.0, 또는 적어도 4.5, 또는 적어도 5.0, 또는 적어도 5.5, 또는 적어도 6.0, 또는 적어도 6.5, 또는 적어도 7.0, 또는 적어도 7.5, 또는 적어도 8.0, 또는 적어도 8.5, 또는 적어도 9.0, 또는 적어도 9.5, 또는 적어도 10.0, 또는 적어도 10.2, 또는 적어도 10.4, 또는 적어도 10.6, 또는 적어도 10.8의 최대 ODF [001] 세기를 실현하는, 6061 알루미늄 합금 압출 제품.
제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6061 압출 제품은 종래의 가압식 급냉 6061 압출 제품보다 적어도 5% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 10% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L), 또는 적어도 15% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L) 또는 적어도 20% 더 높은 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하되,
상기 종래의 6061 압출 제품은 종래에 가압식 급냉되고, 비교 가능한 제품 형태, 크기 및 템퍼를 갖는, 6061 알루미늄 합금 압출 제품.
제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6061 압출 제품은 적어도 22 ksi, 또는 적어도 24 ksi, 또는 적어도 26 ksi, 또는 적어도 28 ksi, 또는 적어도 30 ksi, 또는 적어도 32 ksi, 또는 적어도 34 ksi, 또는 적어도 36 ksi, 또는 적어도 38 ksi, 또는 적어도 40 ksi, 또는 적어도 42 ksi, 또는 적어도 44 ksi, 또는 적어도 46 ksi, 또는 적어도 47 ksi, 또는 적어도 48 ksi, 또는 적어도 49 ksi, 또는 적어도 50 ksi, 또는 적어도 51 ksi, 또는 적어도 52 ksi의 인장 항복 강도(일반)(L)를 실현하는, 6061 압출 제품.
제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6061 압출 제품은 적어도 8%, 또는 적어도 10%, 또는 적어도 12%, 또는 적어도 14%의 연신율(일반)(L)을 실현하는, 6061 압출 제품.
방법으로서,
(a) 6xxx 알루미늄 합금의 빌릿을 예열 온도로 가열하는 단계;
(b) 상기 빌릿의 적어도 일부 석출 경화 상을 용해하기에 충분한 시간 동안 상기 예열 온도에서 상기 빌릿을 유지하는 단계;
(c) 상기 유지 단계 후에, 상기 빌릿을 압출 장치에 즉시 전달하는 단계;
(d) 상기 압출 장치에서 상기 빌릿을 압출 제품으로 압출하되, 상기 압출 동안에 상기 빌릿 및 상기 압출 제품 모두는 상기 예열 온도에서 또는 그 이상으로 유지되는 단계;
(e) 상기 압출 제품을 상기 압출 장치로부터 출구 덮개 내로 방출하되, 상기 출구 덮개는 상기 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 100℉ 이내에 상기 압출 제품을 유지하는 단계;
(f) 상기 압출 제품을 상기 가열 덮개로부터 급냉 장치로 이동시키되, 상기 급냉 장치는 물 분무 및 수조 중 적어도 하나를 포함하며 상기 급냉 장치는 상기 압출 제품을 125℉ 미만의 온도로 적어도 1℉/초의 냉각 속도로 급냉시키는 단계를 포함하는, 방법.
시스템으로서,
(a) 6xxx 알루미늄 합금의 압출 빌릿을 예열하기 위해 구성된 퍼니스;
(b) 상기 퍼니스에 인접하고 하류에 있는 압출 장치로서, 상기 압출 장치는 상기 빌릿을 압출 제품으로 압출하기 위해 구성되는, 압출 장치;
(c) 상기 압출 장치에 인접하고 하류에 있는 출구 덮개로서, 상기 출구 덮개는 상기 6xxx 알루미늄 합금의 고용선 온도의 100℉ 이내에서 상기 압출 제품을 유지하도록 구성되는, 출구 덮개;
(d) 상기 압출 장치에 바로 인접하고 하류에 위치한 급냉 장치를 포함하되, 상기 급냉 장치는 상기 출구 덮개로부터 수용된 상기 압출 제품을 125℉ 미만의 온도로 적어도 1℉/초의 냉각 속도로 냉각시키도록 구성되는, 시스템.