KR20240096119A - Aluminum extruded material and method of manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 압출재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 알루미늄 압출재의 제조 방법은 중량%로, Si: 0.3 내지 0.7 %, Mg: 0.3 내지 0.7 %, Cu: 0.02 내지 0.1 %, Fe: 0.1 내지 0.5 %, Cr: 0.05 내지 0.1 %, Ti: 0.05 내지 0.15 %, 잔부의 Al 및 기타 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 성분을 합금화하는 단계, 합금화된 합금을 비활성 기체로 탈가스하는 단계, 연속주조하여 빌렛을 제조하는 단계, 상기 빌렛을 균질화 처리하는 단계, 균질화 처리된 상기 빌렛을 압출기를 통해 압출하는 단계, 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계, 및 냉각된 상기 압출재를 180 내지 210 ℃ 온도 범위로 2 내지 7 시간 동안 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to an aluminum extrusion material and a method for producing the same. The method for producing an aluminum extrusion material includes, in weight percent, Si: 0.3 to 0.7%, Mg: 0.3 to 0.7%, Cu: 0.02 to 0.1%, Fe: 0.1 to 0.5%. , Cr: 0.05 to 0.1%, Ti: 0.05 to 0.15%, alloying aluminum alloy components containing the balance of Al and other impurities, degassing the alloyed alloy with an inert gas, producing a billet by continuous casting. A step of homogenizing the billet, extruding the homogenized billet through an extruder, forcibly cooling the extruded extruded material, and cooling the cooled extruded material at a temperature range of 180 to 210 ° C. for 2 to 7 hours. It may include a heat treatment step.
Description
본 발명은 압출재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄 압출재 및 이의제조 방법에 관한 것입니다.The present invention relates to extruded materials, and more specifically to aluminum extruded materials and methods for manufacturing them.
수송 기기의 탄소 중립과 환경 규제에 따라, 경량 소재인 알루미늄에 대한 관심이 높아지고 있으며, 전기자동차 내 배터리 발열을 효과적으로 제어하기 위해 금속의 열방출능을 확보하기 위해 고전도 알루미늄 소재의 채용이 증가하고 있다. 상기 전기자동차 내 리튬 이온 전지는 수요 고객의 설계에 따라 원통형, 각형, 또는 파우치 형과 같은 전지 셀 형태로 제작 및 공급되는데, 운행 중 많은 발열로 인해 적절한 냉각 능을 확보하고 이를 관리하는 기술이 필수적이다. 전기자동차의 열관리 측면에서 셀 또는 모듈에서 발생하는 열을 적절하게 방출하기 위한 소재로 알루미늄이 채택되고 있는데, 이는 적정한 강도, 우수한 열전도도 및 성형성과 같은 특성이 고려된 것이다.In accordance with carbon neutrality and environmental regulations for transportation equipment, interest in aluminum, a lightweight material, is increasing, and the adoption of high-conductivity aluminum materials is increasing to secure the metal's heat dissipation ability to effectively control battery heat in electric vehicles. there is. The lithium-ion batteries in the electric vehicles are manufactured and supplied in the form of battery cells such as cylindrical, square, or pouch-type according to the customer's design. Due to the large amount of heat generated during operation, technology to secure and manage appropriate cooling capacity is essential. am. In terms of thermal management of electric vehicles, aluminum is selected as a material to properly dissipate heat generated from cells or modules, taking into account characteristics such as appropriate strength, excellent thermal conductivity, and formability.
상기 알루미늄은 우수한 가공성으로 인해 건축용 자재, 프로파일, 또는 파이프와 같은 다양한 단면 형상을 갖는 압출공정으로 활용되는 소재이며, 최근 전기 자동차용 배터리팩의 구조재 및 셀/모듈로부터 보호 및 방열기능을 갖는 프레임과 같은 부재에 다양하게 활용되고 있다.Aluminum is a material used in extrusion processes with various cross-sectional shapes such as building materials, profiles, or pipes due to its excellent processability, and has recently been used as a frame with protection and heat dissipation functions from structural materials and cells/modules of battery packs for electric vehicles. The same material is used in various ways.
알루미늄 압출재를 이용하여 일정 시간 이상의 강도 및 가공성을 확보하는 소재의 선정에 있어, 생산성 및 적용가능성을 고려할 경우, 6000 계 합금을 선택하는데, 대부분 용체화처리 및 인공시효 과정을 거쳐 적정한 강도 및 연신율을 확보한다. 그러나, 열처리과정 중 필연적으로 수반되는 냉각 단계에서 소재의 변형을 불가피한 것으로, 상기 냉각 단계로 인해 제품의 형상 선정 및 열처리 과정에서의 지그채용 또는 후교정과 같은 별도의 추가 공정이 필요한 실정이다.When selecting a material that secures strength and processability over a certain period of time using aluminum extrusions, when considering productivity and applicability, 6000 series alloy is selected. In most cases, appropriate strength and elongation are achieved through solution treatment and artificial aging processes. Secure. However, deformation of the material is inevitable during the cooling step that is inevitably accompanied by the heat treatment process, and due to the cooling step, separate additional processes such as selecting the shape of the product and employing a jig during the heat treatment process or post-calibration are required.
구체적으로, 알루미늄 압출재 중 가장 많이 활용되는 합금은 Mg와 Si가 첨가된 6000계로, 압출 후 열처리 과정 중 요구되는 강도 및 연신율을 확보하고 있다. 상기 6000계 합금은 상대적으로 적은 합금량을 가지고, 열처리로 적정한 중강도의 특성을 가짐과 동시에 상대적으로 높은 열전도도 특성으로 인해 방열 특성이 요구되는 부품으로도 활용되고 있다.Specifically, the most widely used alloy among aluminum extrusions is the 6000 series with Mg and Si added, which secures the required strength and elongation during the heat treatment process after extrusion. The 6000 series alloy has a relatively small alloy amount, has appropriate medium strength characteristics through heat treatment, and is also used in parts that require heat dissipation characteristics due to its relatively high thermal conductivity characteristics.
상기 6000계 알루미늄 소재의 특성을 향상시키기 위해, 압출 또는 압연재의 열처리는 용체화 및 인공시효를 순차적으로 실시하는 방법이 가장 일반적이다. 그러나, 종전 용체화처리는 소정의 온도에서 일정 시간 유지한 후 알루미늄 기지금속 내 형성된 과포화고용체를 유지하기 위해 필수적인 급냉(??칭, Quenching)이 요구되며, 이에 따라 열충격 또는 열변형에 따라 소재변형이 필수적으로 유발된다. 따라서, 긴 형상, 복잡한 형상, 또는 불안정한 형상과 같이 형상이 불균일한 제품에 대해서는 교정이 불가능한 경우도 있다.In order to improve the properties of the 6000 series aluminum material, the most common heat treatment method for extruded or rolled materials is to sequentially perform solution treatment and artificial aging. However, the conventional solution treatment requires quenching, which is essential to maintain the supersaturated solid solution formed in the aluminum base metal after maintaining it at a certain temperature for a certain period of time, and as a result, the material deforms due to thermal shock or thermal deformation. This is inevitably triggered. Therefore, correction may not be possible for products with non-uniform shapes, such as long shapes, complex shapes, or unstable shapes.
전술한 문제를 해결하기 위해 알루미늄 기지 내 분산된 실리콘을 석출시키거나 확산시키는 기술과 입상조직을 갖는 고강도 연신 알루미늄 압출재를 제조하는 기술이 있다.In order to solve the above-mentioned problem, there is a technology for precipitating or diffusing silicon dispersed in an aluminum matrix and a technology for manufacturing a high-strength stretched aluminum extrusion material with a granular structure.
그러나, 전술한 기술들은 대상 합금 성분, 상용공정, 또는 추가 공정이 필요한 기술로 비경제적이며, 고강도 및 고 연신율 확보가 어려운 문제가 있다. 이와 같이, 기존 소재 및 공정 기술을 활용하고 열처리를 최소화하는 방안으로 고강도를 유지하며 일정수준 이상의 연신율을 확보하는 소재 및 공정 기술에 대한 기술이 필요하다.However, the above-described technologies are uneconomical as they require target alloy components, commercial processes, or additional processes, and there is a problem in that it is difficult to secure high strength and high elongation. In this way, there is a need for materials and process technologies that maintain high strength and secure elongation above a certain level by utilizing existing materials and process technologies and minimizing heat treatment.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존 소재 및 공정 기술을 활용하고 열처리를 최소화하는 방안으로 고강도를 유지하며 일정 수준 이상의 연신율을 확보하는 알루미늄 합금 압출재를 제공한다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an aluminum alloy extrusion material that maintains high strength and secures elongation above a certain level by utilizing existing materials and process technologies and minimizing heat treatment.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전술한 이점을 갖는 알루미늄 합금 압출재를 제조하는 방법을 제공한다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing an aluminum alloy extrusion material having the above-described advantages.
본 발명의 일 실시예에 따른, 알루미늄 압출재는 중량%로, Si: 0.3 내지 0.7 %, Mg: 0.3 내지 0.7 %, Cu: 0.02 내지 0.1 %, Fe: 0.1 내지 0.5 %, Cr: 0.05 내지 0.1 %, Ti: 0.05 내지 0.15 %, 잔부의 Al 및 기타 불순물을 포함하고, 하기 식 1을 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aluminum extrusion material has, in weight percent, Si: 0.3 to 0.7%, Mg: 0.3 to 0.7%, Cu: 0.02 to 0.1%, Fe: 0.1 to 0.5%, Cr: 0.05 to 0.1%. , Ti: 0.05 to 0.15%, the balance includes Al and other impurities, and can satisfy the following formula 1.
<식 1><Equation 1>
18 ≤ (항복강도 + 인장강도)/연신율 ≤ 4018 ≤ (yield strength + tensile strength)/elongation ≤ 40
(상기 식 1의 항복강도, 인장강도, 및 연신율은 각각 알루미늄 압출재의 항복강도, 인장강도, 및 연신율을 측정한 값이다)(Yield strength, tensile strength, and elongation in Equation 1 above are measured values of the yield strength, tensile strength, and elongation of the aluminum extrusion material, respectively)
일 실시예에서, 알루미늄 압출재는 중량%로, V: 0.02 내지 0.1 % 및 Zr: 0.02 내지 0.1 %를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 평균 결정립경이 80 내지 160 ㎛ 일 수 있다.In one embodiment, the aluminum extrusion may include, by weight percent, V: 0.02 to 0.1% and Zr: 0.02 to 0.1%. In one embodiment, the average grain size may be 80 to 160 ㎛.
일 실시예에서, 항복강도는 170 내지 208 MPa 일 수 있다. 일 실시예에서, Zr을 포함하는 제1 석출물 및 V를 포함하는 제2 석출물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 중량%로 상기 제1 석출물은 0.1 내지 0.5 중량%, 상기 제2 석출물은 0.03 내지 0.10 중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the yield strength may be 170 to 208 MPa. In one embodiment, it may include a first precipitate containing Zr and a second precipitate containing V. In one embodiment, in weight percent, the first precipitate may include 0.1 to 0.5 weight percent, and the second precipitate may include 0.03 to 0.10 weight percent.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 중량%로, Si: 0.3 내지 0.7 %, Mg: 0.3 내지 0.7 %, Cu: 0.02 내지 0.1 %, Fe: 0.1 내지 0.5 %, Cr: 0.05 내지 0.1 %, Ti: 0.05 내지 0.15 %, 잔부의 Al 및 기타 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 성분을 합금화하는 단계, 합금화된 합금을 비활성 기체로 탈가스하는 단계, 연속주조하여 빌렛을 제조하는 단계, 상기 빌렛을 균질화 처리하는 단계, 균질화 처리된 상기 빌렛을 압출기를 통해 압출하는 단계, 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계, 및 냉각된 상기 압출재를 180 내지 210 ℃ 온도 범위로 2 내지 7 시간 동안 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 알루미늄 합금 성분은 중량%로, V: 0.02 내지 0.1 % 및 Zr: 0.02 내지 0.1 %를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the invention, in weight percent, Si: 0.3 to 0.7%, Mg: 0.3 to 0.7%, Cu: 0.02 to 0.1%, Fe: 0.1 to 0.5%, Cr: 0.05 to 0.1%, Ti: Alloying aluminum alloy components containing 0.05 to 0.15% of Al and other impurities, degassing the alloyed alloy with an inert gas, manufacturing a billet by continuous casting, and homogenizing the billet. , extruding the homogenized billet through an extruder, forcibly cooling the extruded extruded material, and heat treating the cooled extruded material at a temperature range of 180 to 210 ° C. for 2 to 7 hours. In one embodiment, the aluminum alloy component may include V: 0.02 to 0.1% and Zr: 0.02 to 0.1% by weight.
일 실시예에서, 상기 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계는 상기 압출재에 물을 분사하여 강제 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 냉각된 상기 압출재를 180 내지 210 ℃ 온도 범위로 2 내지 7 시간 동안 열처리하는 단계는 별도의 용체화 처리를 수반하지 않고 수행될 수 있다.In one embodiment, the step of forcibly cooling the extruded extruded material may include forcibly cooling the extruded material by spraying water on it. In one embodiment, the step of heat treating the cooled extruded material at a temperature range of 180 to 210° C. for 2 to 7 hours may be performed without separate solution treatment.
본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 압출재는 미세 원소를 포함하고, 압출 후 강제 냉각한 후, 열처리 단계를 거침으로써, 고강도 및 고연신율 확보가 가능한 알루미늄 압출재를 제공한다.The aluminum extruded material according to an embodiment of the present invention contains fine elements, is forced to cool after extrusion, and then undergoes a heat treatment step, thereby providing an aluminum extruded material capable of securing high strength and high elongation.
본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 압출재의 제조 방법은 전술한 이점을 갖는 알루미늄 압출재를 제조하는 방법을 제공한다. A method for manufacturing an aluminum extrusion material according to another embodiment of the present invention provides a method for manufacturing an aluminum extrusion material having the above-described advantages.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 EBSD 조직 사진을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 알루미늄 압출재의 온도에 따른 상태도를 도시한다.1A and 1B show photographs of EBSD tissue according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a phase diagram according to temperature of an aluminum extrusion material, according to an embodiment of the present invention.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second, and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers, and/or sections. These terms are used only to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, the first part, component, region, layer or section described below may be referred to as the second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only intended to refer to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms include plural forms unless phrases clearly indicate the contrary. As used in the specification, “comprising” means specifying a particular characteristic, area, integer, step, operation, element and/or ingredient, and the presence or presence of another characteristic, area, integer, step, operation, element and/or ingredient. This does not exclude addition.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on or on the other part or may be accompanied by another part in between. In contrast, when a part is said to be "directly on top" of another part, there is no intervening part between them.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as those generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries are further interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined. Additionally, unless specifically stated, % means weight%, and 1ppm is 0.0001% by weight.
본 발명의 일 실시예에 따른, 알루미늄 압출재는 중량%로, Si: 0.3 내지 0.7 %, Mg: 0.3 내지 0.7 %, Cu: 0.02 내지 0.1 %, Fe: 0.1 내지 0.5 %, Cr: 0.05 내지 0.1 %, Ti: 0.05 내지 0.15 %, 잔부의 Al 및 기타 불순물을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 알루미늄 압출재는 중량%로, V: 0.02 내지 0.1 % 및 Zr: 0.02 내지 0.1 %를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the aluminum extrusion material has, in weight percent, Si: 0.3 to 0.7%, Mg: 0.3 to 0.7%, Cu: 0.02 to 0.1%, Fe: 0.1 to 0.5%, Cr: 0.05 to 0.1%. , Ti: 0.05 to 0.15%, including the balance of Al and other impurities. In one embodiment, the aluminum extrusion includes, by weight, V: 0.02 to 0.1% and Zr: 0.02 to 0.1%.
상기 알루미늄 압출재에 대해, 전술한 강 조성으로 한정한 이유는 아래와 같다.The reason for limiting the aluminum extrusion material to the above-described steel composition is as follows.
Si: 0.3 내지 0.7 %Si: 0.3 to 0.7%
규소(Si)는 고용 강화에 기여하고 시효 석출물을 형성하는 역할을 하는 원소이다. 상기 규소는 0.3 내지 0.7 %, 구체적으로 0.4 내지 0.6 % 일 수 있다.Silicon (Si) is an element that contributes to solid solution strengthening and plays a role in forming aging precipitates. The silicon may be 0.3 to 0.7%, specifically 0.4 to 0.6%.
상기 규소의 함량이 상한 값을 벗어나는 경우, 고용 강화 효과가 우선하여 발현되며, 시효 강화 효과가 발현되지 않는 문제가 있다. 상기 규소의 함량이 하한 값을 벗어나는 경우, 시효 강화의 효과가 발현되지 않는 문제가 있다.If the silicon content exceeds the upper limit, the solid solution strengthening effect takes precedence, and there is a problem in that the aging strengthening effect is not expressed. If the silicon content exceeds the lower limit, there is a problem in that the effect of aging strengthening is not realized.
Mg: 0.3 내지 0.7 %Mg: 0.3 to 0.7%
마그네슘(Mg)은 상기 규소와 마찬가지로 시효 석출물을 형성하는 역할을 하는 원소이다. 상기 마그네슘은 0.3 내지 0.7 %, 구체적으로 0.4 내지 0.6 % 일 수 있다.Magnesium (Mg), like silicon, is an element that plays a role in forming aging precipitates. The magnesium may be 0.3 to 0.7%, specifically 0.4 to 0.6%.
상기 마그네슘의 함량이 상한 값을 벗어나는 경우, 고용 강화 효과가 우선하여 발현되며, 시효 강화 효과가 발현되지 않는 문제가 있다. 상기 마그네슘의 함량이 하한 값을 벗어나는 경우, 시효 강화의 효과가 발현되지 않는 문제가 있다. If the magnesium content exceeds the upper limit, the solid solution strengthening effect takes precedence, and there is a problem in that the aging strengthening effect is not expressed. If the magnesium content exceeds the lower limit, there is a problem in that the effect of aging strengthening is not realized.
Cu: 0.02 내지 0.1 %Cu: 0.02 to 0.1%
구리(Cu)는 고용 강화를 통해 강도 향상에 기여하고, 열처리 후 석출 시효 경화를 통해 강도 향상에 기여하는 원소이다. 상기 구리는 0.02 내지 0.1 %, 구체적으로 0.05 내지 0.8 % 일 수 있다.Copper (Cu) is an element that contributes to strength improvement through solid solution strengthening and precipitation age hardening after heat treatment. The copper may be 0.02 to 0.1%, specifically 0.05 to 0.8%.
상기 구리의 함량이 상한 값을 벗어나는 경우, 고용 강화 효과가 우선하여 발현되며, 시효 강화 효과가 발현되지 않는 문제가 있다. 상기 구리의 함량이 하한 값을 벗어나는 경우, 시효 강화의 효과가 발현되지 않는 문제가 있다.If the copper content exceeds the upper limit, the solid solution strengthening effect takes precedence, and there is a problem in that the aging strengthening effect is not expressed. If the copper content exceeds the lower limit, there is a problem in that the effect of aging strengthening is not realized.
Fe: 0.5 % 이하Fe: 0.5% or less
철(Fe)은 일반적인 불순물로, 0.5 % 이하로 유지될 필요가 있다. 상기 철은 0.5 % 이하, 구체적으로 0.1 내지 0.5 % 이하가 바람직할 수 있다. 상기 철의 함량이 상한 값을 벗어나는 경우, 취성을 유발하는 문제가 있다.Iron (Fe) is a common impurity and needs to be kept below 0.5%. The iron content may be preferably 0.5% or less, specifically 0.1 to 0.5% or less. If the iron content exceeds the upper limit, there is a problem of causing embrittlement.
Cr: 0.1 % 이하Cr: 0.1% or less
크롬(Cr)은 재결정화된 조직과 우수한 압출성을 유지하게 하고, 고용체에서 또는 미세하게 석출된 금속간 상으로 강도를 증가시킨다. 상기 크롬은 0.1 % 이하, 구체적으로 0.05 내지 0.1 %, 더욱 구체적으로 0.07 내지 0.09 % 일 수 있다.Chromium (Cr) maintains a recrystallized structure and excellent extrudability, and increases strength in solid solution or as a finely precipitated intermetallic phase. The chromium may be 0.1% or less, specifically 0.05 to 0.1%, and more specifically 0.07 to 0.09%.
Ti: 0.05 내지 0.15 %Ti: 0.05 to 0.15%
티타늄(Ti)은 주조 중에 입자 미세화제로 첨가되는 원소이다. 상기 티타늄은 0.05 내지 0.15 %, 구체적으로 0.08 내지 0.12 % 포함될 수 있다. 상기 티타늄의 함량이 상한 값을 벗어나는 경우, 개재물 형성을 유발하는 문제가 있다.Titanium (Ti) is an element added as a particle refiner during casting. The titanium may be included in an amount of 0.05 to 0.15%, specifically 0.08 to 0.12%. If the titanium content exceeds the upper limit, there is a problem of causing inclusions to form.
V: 0.02 내지 0.1 %V: 0.02 to 0.1%
바나듐(V)은 응고 시, 입자를 미세화시키는 원소이다. 상기 바나듐은 0.02 내지 0.1 %, 구체적으로 0.03 내지 0.08 % 포함될 수 있다. 상기 바나듐의 함량이 상한 값을 벗어나는 경우, 용탕 관리가 용이하지 못하고 일부가 편석되는 문제가 있다.Vanadium (V) is an element that refines particles when solidified. The vanadium may be contained in an amount of 0.02 to 0.1%, specifically 0.03 to 0.08%. If the vanadium content exceeds the upper limit, it is not easy to manage the molten metal and some of it is segregated.
Zr: 0.02 내지 0.1 %Zr: 0.02 to 0.1%
지르코늄(Zr)은 응고 시, 입자를 미세화시키는 원소이다. 상기 지르코늄은 0.02 내지 0.1 %, 구체적으로 0.03 내지 0.08 % 포함될 수 있다. 상기 지르코늄의 함량이 상한 값을 벗어나는 경우, 용탕 관리가 용이하지 못하고 일부가 편석되는 문제가 있다.Zirconium (Zr) is an element that refines particles during solidification. The zirconium may be contained in an amount of 0.02 to 0.1%, specifically 0.03 to 0.08%. If the zirconium content exceeds the upper limit, it is not easy to manage the molten metal and there is a problem that some of it is segregated.
이와 같이, 상기 바나듐 및 상기 지르코늄을 전술한 범위로 포함함으로써, 압출과정 중 결정립 성장을 억제할 수 있다.In this way, by including the vanadium and zirconium in the above-mentioned range, grain growth during the extrusion process can be suppressed.
일 실시예에서, 본 발명의 알루미늄 압출재는 하기 식 1을 만족할 수 있다.In one embodiment, the aluminum extrusion material of the present invention may satisfy Equation 1 below.
<식 1><Equation 1>
18 ≤ (항복강도 + 인장강도)/연신율 ≤ 4018 ≤ (yield strength + tensile strength)/elongation ≤ 40
상기 식 1은 알루미늄 압출재의 연신율에 대한 항복강도와 인장강도의 합의 비율을 의미한다. 상기 식 1은 18 내지 40, 구체적으로, 20 내지 39, 더욱 구체적으로 22.5 내지 38.95 일 수 있다. 상기 식 1은 고강도 및 고연신율을 동시에 확보할 수 있는 알루미늄 압출재에 대한 지표이므로, 전술한 범위를 만족함으로써, 고강도 및 고연신율 확보가 가능한 알루미늄 압출재를 제공할 수 있다. 상기 식 1이 전술한 범위를 만족하지 못하는 경우, 강도와 연신율이 모두 우수한 알루미늄 압출재를 제공할 수 없는 문제가 있다.Equation 1 above refers to the ratio of the sum of yield strength and tensile strength to the elongation of the aluminum extrusion material. Formula 1 may be 18 to 40, specifically 20 to 39, and more specifically 22.5 to 38.95. Since the above equation 1 is an index for an aluminum extrusion material capable of securing high strength and high elongation at the same time, an aluminum extrusion material capable of securing high strength and high elongation can be provided by satisfying the above-mentioned range. If Equation 1 does not satisfy the above-mentioned range, there is a problem in that it is not possible to provide an aluminum extrusion material with excellent strength and elongation.
일 실시예에서, 상기 알루미늄 압출재의 평균 결정립경은 80 내지 160 ㎛ 일 수 있다. 구체적으로, 상기 평균 결정립경은 80 내지 120 ㎛ 일 수 있다. 상기 평균 결정립경이 전술한 범위를 만족함으로써, 일정 수준 이상의 연신율의 확보가 가능한 이점이 있다. 이에 반해, 상기 평균 결정립경이 전술한 범위를 만족하지 못하는 경우, 목표한 연신율의 확보가 어려운 문제가 있다. In one embodiment, the average grain size of the aluminum extrusion material may be 80 to 160 ㎛. Specifically, the average grain size may be 80 to 120 ㎛. Since the average grain size satisfies the above-mentioned range, there is an advantage in that it is possible to secure elongation above a certain level. On the other hand, when the average grain size does not satisfy the above-mentioned range, there is a problem in that it is difficult to secure the target elongation.
일 실시예에서, 알루미늄 압출재는 제1 석출물 및 제2 석출물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 석출물 및 상기 제2 석출물의 함량은 중량%로 0.1 내지 0.5 중량% 및 0.03 내지 0.10 중량% 일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 석출물 및 상기 제2 석출물의 함량은 중량%로 0.2 내지 0.4 중량% 및 0.04 내지 0.06 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 석출물 및 상기 제2 석출물은 Zr 또는 V를 포함하는 석출물로 예를 들어, 도 2의 DO22 및 DO23일 수 있다.In one embodiment, the aluminum extrusion may include a first precipitate and a second precipitate. Specifically, the content of the first precipitate and the second precipitate may be 0.1 to 0.5% by weight and 0.03 to 0.10% by weight in weight%. Specifically, the content of the first precipitate and the second precipitate may be 0.2 to 0.4% by weight and 0.04 to 0.06% by weight in weight%. Specifically, the first precipitate and the second precipitate may be precipitates containing Zr or V, for example, DO22 and DO23 in FIG. 2.
상기 제1 석출물 및 상기 제2 석출물을 전술함 범위만큼 포함함으로써, 결정립의 성장억 억제하여 상대적으로 결정립이 미세하고, 연신율이 일정 수준 이상 확보하는 것이 가능한 이점이 있다. 상기 제1 석출물 및 상기 제2 석출물이 전술한 범위를 벗어나는 경우, 연신율을 일정 수준 이상 확보하지 못하거나, 강도가 과도하게 저하되는 문제가 있다.By including the first precipitate and the second precipitate within the above-described range, there is an advantage in that it is possible to suppress the growth of crystal grains, make the crystal grains relatively fine, and secure elongation at a certain level or higher. If the first precipitate and the second precipitate are outside the above-mentioned range, there is a problem that the elongation cannot be secured above a certain level or the strength is excessively reduced.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 알루미늄 압출재의 제조 방법은 알루미늄 합금 성분을 합금화하는 단계, 합금화된 합금을 비활성 기체로 탈가스하는 단계, 연속주조하여 빌렛을 제조하는 단계, 상기 빌렛을 균질화 처리하는 단계, 균질화 처리된 상기 빌렛을 압출기를 통해 압출하는 단계, 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계; 및 냉각된 상기 압출재를 열처리하는 단계를 포함한다. 상기 알루미늄 합금성분을 합금화하는 단계에서, 상기 알루미늄 합금 성분은 전술하여 설명한 알루미늄 합금재의 성분과 동일한 바, 이를 참조할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing an aluminum extrusion material includes the steps of alloying aluminum alloy components, degassing the alloyed alloy with an inert gas, manufacturing a billet by continuous casting, and homogenizing the billet. Step, extruding the homogenized billet through an extruder, forcibly cooling the extruded extruded material; and heat treating the cooled extruded material. In the step of alloying the aluminum alloy component, the aluminum alloy component is the same as the component of the aluminum alloy material described above, so this may be referred to.
상기 알루미늄 합금성분을 합금화하는 단계는 예를 들어 용해 공정을 통해 합금을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 용해 공정은 700 내지 750 ℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.The step of alloying the aluminum alloy component may include, for example, manufacturing an alloy through a melting process. In one embodiment, the dissolution process may be performed at a temperature range of 700 to 750 °C.
합금화된 합금을 비활성 기체로 탈가스하는 단계는 상기 합금화된 합금으로부터 수소 가스를 제거하는 단계를 의미한다. 상기 비활성 기체는 예를 들어 아르곤 가스, 염소계 가스, 또는 불화계 가스일 수 있다.Degassing the alloyed alloy with an inert gas means removing hydrogen gas from the alloyed alloy. The inert gas may be, for example, argon gas, chlorine-based gas, or fluorine-based gas.
일 실시예에서, 상기 탈가스하는 단계는 650 내지 750 ℃의 온도 범위로 3 내지 10 분의 시간 범위에서 수행될 수 있다. 상기 탈가스하는 단계는 전술한 범위에서 수소 가스를 제거하는 단계를 수행함 불필요한 수소 가스의 함량을 제어할 수 있다.In one embodiment, the degassing step may be performed at a temperature range of 650 to 750° C. and a time range of 3 to 10 minutes. In the degassing step, the content of unnecessary hydrogen gas can be controlled by removing hydrogen gas within the above-mentioned range.
상기 합금화된 합금을 비활성 기체로 탈가스하는 단계 이후, 정제 공정을 수행할 수 있다. 상기 정제 공정은 상기 탈가스 단계를 수행한 합금화된 합금을 20 내지 40 ppi의 세라믹 필터를 이용하여 비금속 개재물을 걸러내는 단계일 수 있다. 기 용탕 중 비금속 개재물을 걸러내어 주조품의 청정도를 높일 수 있다.After degassing the alloyed alloy with an inert gas, a purification process may be performed. The purification process may be a step of filtering out non-metallic inclusions in the alloyed alloy that has undergone the degassing step using a ceramic filter of 20 to 40 ppi. By filtering out non-metallic inclusions in the molten metal, the cleanliness of castings can be improved.
연속주조하여 빌렛을 제조하는 단계는 금형과 같은 부재에 상기 합금화된 합금을 주입하여 압출용 알루미늄 합금 빌렛(Billet)을 제조할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 빌렛을 제조하는 단계는 680 내지 710 ℃에서 60 내지 100 mm/분으로 수행될 수 있다. In the step of manufacturing a billet by continuous casting, an aluminum alloy billet for extrusion can be manufactured by injecting the alloyed alloy into a member such as a mold. In one embodiment, the step of manufacturing the billet may be performed at 680 to 710° C. and 60 to 100 mm/min.
상기 빌렛을 제조하는 단계에서, 유지 온도가 상기 범위의 하한 값을 벗어나거나, 상기 시간이 하한 값을 벗어나거나 균질화 열처리 온도가 과도하게 낮아 부족한 재고용 특성으로 인해 강도, 내식성, 및 인성이 저하되는 문제가 있다. 상기 시간이 상한 값을 벗어나거나 균질화 열처리 온도가 과도하게 높은 경우, 재고용은 쉽게 촉진되지만 분산 입자가 조대할 뿐만 아니라, 수도 감소하여 고밀도 미세 분산에 의한 재결정의 억제, 결정립 미세화를 저해하는 문제가 있다.In the step of manufacturing the billet, the holding temperature is outside the lower limit of the range, the time is outside the lower limit, or the homogenization heat treatment temperature is excessively low, resulting in a decrease in strength, corrosion resistance, and toughness due to insufficient re-solution characteristics. There is. If the time exceeds the upper limit or the homogenization heat treatment temperature is excessively high, re-employment is easily promoted, but not only are the dispersed particles coarse, but the number is also reduced, which inhibits recrystallization and grain refinement by high-density fine dispersion. .
일 실시예에서, 연속 주조하여 빌렛을 제조하는 단계 및 상기 빌렛을 균질화 처리하는 단계 사이에 연주된 빌렛을 절단하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the step of cutting the played billet may be included between producing a billet by continuous casting and homogenizing the billet.
균질화 처리된 상기 빌렛을 압출기를 통해 압출하는 단계는 균질화된 빌렛을 가열한 후 압출되어 압출물을 형성할 수 있다. 상기 균질화 처리된 후, 상기 압출하는 단계를 거침으로써, 균일한 미세조직을 통해 내구성과 기계적 물성이 향상된 알루미늄 합금 압출재를 제조할 수 있다.In the step of extruding the homogenized billet through an extruder, the homogenized billet may be heated and then extruded to form an extrudate. After the homogenization treatment, by going through the extrusion step, an aluminum alloy extruded material with improved durability and mechanical properties can be manufactured through a uniform microstructure.
압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계는 물 분사 또는 침지에 의해 집중적으로 강제 냉각된다. 일 실시예에서, 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계에서 냉각 속도는 1 내지 100 ℃/s의 냉각 속도에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 50 내지 100 ℃/s로 수행될 수 있다. 상기 냉각 속도가 전술한 범위를 벗어나는 경우, 상기 압출재의 냉각이 원활하게 수행되지 않거나, 과도하게 냉각되어 조직에 변화를 유발하는 문제가 있다.The step of forcibly cooling the extruded extruded material is intensively forced cooling by water spraying or immersion. In one embodiment, in the step of forcibly cooling the extruded extruded material, the cooling rate may be performed at a cooling rate of 1 to 100° C./s. Specifically, it may be performed at 50 to 100 °C/s. If the cooling rate is outside the above-mentioned range, there is a problem that the extruded material is not cooled smoothly or is excessively cooled, causing changes in the tissue.
일 실시예에서, 상기 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계는 별도의 용체화 처리를 수반하지 않고 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계는 과포화 고용체를 일부 확보 가능한 압출재를 압출 직후에 강제 냉각함으로써, 실제 고온의 용체화 과정을 거치지 않고, 강도를 확보할 수 있다.In one embodiment, the step of forcibly cooling the extruded extruded material may be performed without separate solution treatment. Specifically, in the step of forcibly cooling the extruded extruded material, strength can be secured without actually going through a high-temperature solutionization process by forcibly cooling the extruded material that can partially secure a supersaturated solid solution immediately after extrusion.
냉각된 상기 압출재를 열처리하는 단계는 냉각된 상기 압출재를 180 내지 210 ℃ 온도 범위로 2 내지 7 시간 동안 열처리하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 상기 압출재를 열처리하는 단계는 냉각된 상기 압출재를 200 내지 210 ℃ 온도 범위로 2.5 내지 5 시간 동안 열처리하는 단계를 포함한다.The step of heat treating the cooled extruded material includes heat treating the cooled extruded material at a temperature range of 180 to 210° C. for 2 to 7 hours. Specifically, the step of heat treating the extruded material includes heat treating the cooled extruded material at a temperature range of 200 to 210° C. for 2.5 to 5 hours.
상기 유지 시간 및 상기 온도가 상한 값을 벗어나면, 강도가 저하되고 연신율이 증가하는 문제가 있다. 상기 유지 시간 및 상기 온도가 하한 값을 벗어나면, 강도가 저하되고, 연신율이 감소하는 문제가 있다.If the holding time and temperature exceed the upper limit values, there is a problem in that strength decreases and elongation increases. If the holding time and temperature exceed the lower limit values, there is a problem in that strength decreases and elongation decreases.
이와 같이, 미세원소의 첨가를 통해, 압출 과정 중 수반되는 재결정-결정립 성장을 억제하여 연신율을 확보하고, 압출 중 별도 고온의 용체화 처리 없이, 압출 직후 알루미늄 압출재를 강제 냉각하는 방법을 채택하여 강도를 확보할 수 있다.In this way, through the addition of microelements, elongation is secured by suppressing the recrystallization-grain growth accompanying the extrusion process, and a method of forcibly cooling the aluminum extruded material immediately after extrusion is adopted, without separate high-temperature solution treatment during extrusion, to improve strength. can be secured.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. However, the following example is only a specific example of the present invention, and the present invention is not limited to the following example.
실험예Experiment example
본 발명의 알루미늄 합금은 압출 과정에 있어서, 재결정과정에서 조대한 결정립 성장을 억제하면서 고온 열처리 없이 성형성을 개선하기 위해 미세합금 원소인 V 및 Zr을 추가하고, 소재의 물성 확보를 위해 Si 및 Mg 함량을 최적화하였다. 구체적으로, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 조성의 범위는 하기 표 1과 같다.In the aluminum alloy of the present invention, in the extrusion process, fine alloy elements V and Zr are added to improve formability without high temperature heat treatment while suppressing coarse grain growth during the recrystallization process, and Si and Mg are added to secure the physical properties of the material. The content was optimized. Specifically, the composition range for achieving the purpose of the present invention is shown in Table 1 below.
상기 표 1을 살펴보면, 실시예 1은 Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Ti 및 잔부의 Al이 본 발명의 범위 내에 포함되는 합금이고, 실시예 2는 상기 실시예 1에 Zr 및 V를 더 추가한 합금이다.Looking at Table 1, Example 1 is an alloy in which Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Ti, and the balance of Al are included within the scope of the present invention, and Example 2 is an alloy in which Zr and V are added to Example 1. It is an alloy with additional additions.
하기 표 2는 상기 합금 1로 제조된 빌렛을 동일한 온도에서 재가열한 후, 열처리 과정에 따른 결과를 정리한 것으로 표 2와 같다. 구체적으로 압출 후 공냉 또는 강제 냉각을 수행한 후 열처리 온도 및 시간에 따른 실시예를 표 2에 나타낸다.Table 2 below summarizes the results according to the heat treatment process after reheating the billet made of alloy 1 at the same temperature. Specifically, Table 2 shows examples according to heat treatment temperature and time after extrusion and air cooling or forced cooling.
조건Cooling
condition
온도
[℃]heat treatment
temperature
[℃]
시간
[Hr]heat treatment
hour
[Hr]
[Hv]Hardness
[Hv]
[MPa]yield strength
[MPa]
[MPa]tensile strength
[MPa]
[%]elongation
[%]
(항복강도+인장강도)/연신율Equation 1
(yield strength + tensile strength)/elongation
상기 표 2를 참조하면, 압출과정에서, 냉각 조건에 따라, 냉각을 진행한 후 시효 열처리를 수행한 경우, 전체적으로 경도, 항복강도, 및 인장강도는 유사한 특성을 갖는 것을 확인하였다. 그러나, 연신율의 경우, 공냉 조건에서 수행한 경우, 6.2 내지 9.8 %, 강제 냉각은 7.5 내지 14.8 % 범위를 갖는 것을 확인하였다. 이는 압출 출구부에서 압출 중 재결정된 조직이 냉간 조건, 즉 냉간능에 따라 미세화가 가능하여 연신율을 증가시켜주는 결과로 확인된다.Referring to Table 2, it was confirmed that during the extrusion process, when aging heat treatment was performed after cooling according to the cooling conditions, the hardness, yield strength, and tensile strength overall had similar characteristics. However, the elongation was confirmed to range from 6.2 to 9.8% when performed under air cooling conditions, and from 7.5 to 14.8% when performed under forced cooling. This is confirmed as a result of the fact that the recrystallized structure during extrusion at the extrusion outlet can be refined according to cold conditions, that is, cold ability, thereby increasing the elongation rate.
하기 표 3은 강제 냉각된 합금 1 소재의 열처리 조건에 따른 물성치를 비교한 결과를 나타낸다.Table 3 below shows the results of comparing the physical properties of the forced cooled alloy 1 material according to heat treatment conditions.
[℃]heat treatment temperature
[℃]
[Hr]heat treatment time
[Hr]
[Hv]Hardness
[Hv]
[MPa]yield strength
[MPa]
[MPa]tensile strength
[MPa]
[%]elongation
[%]
(항복강도+인장강도)/연신율Equation 1
(yield strength + tensile strength)/elongation
상기 표 3을 살펴보면, 성형성 측면에서 연신율을 고려한 경우, 15 % 이상의 고연신율을 확보하는 것이 가능하나, 상대적으로 강도가 저하되는 문제를 고려할 필요가 있다.Looking at Table 3 above, when considering elongation in terms of formability, it is possible to secure a high elongation of 15% or more, but it is necessary to consider the problem of relatively lower strength.
하기 표 4는 상기 표 1의 합금 2의 빌렛을 압출 강제 냉각하고, 이를 열처리한 결과를 나타낸 것이다.Table 4 below shows the results of extrusion and forced cooling of the billet of alloy 2 in Table 1 and heat treatment thereof.
온도
[℃]heat treatment
temperature
[℃]
시간
[Hr]heat treatment
hour
[Hr]
[MPa]yield strength
[MPa]
[MPa]tensile strength
[MPa]
[%]elongation
[%]
(항복강도+인장강도)/연신율Equation 1
(yield strength + tensile strength)/elongation
상기 표 4를 살펴보면, 합금 1의 열처리 조건을 제어한 상기 표 2 및 3과 대비하여, 합금 2의 빌렛을 압출 강제 냉각하고 열처리한 경우, 인장 및 항복 강도가 우수하고, 연신율은 열처리 시간에 따라 10 내지 18 % 내외를 확보하고 있어 일정 수준 이상의 강도 및 연신율이 동시에 증가되는 것을 확인하였다.Looking at Table 4, compared to Tables 2 and 3 in which the heat treatment conditions of Alloy 1 were controlled, when the billet of Alloy 2 was extruded and forced cooled and heat treated, the tensile and yield strengths were excellent, and the elongation varied depending on the heat treatment time. It was confirmed that the strength and elongation were simultaneously increased above a certain level by securing around 10 to 18%.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 EBSD 조직 사진을 나타낸다.1A and 1B show photographs of EBSD tissue according to an embodiment of the present invention.
도 1a는 합금 1에 따른 알루미늄 합금 압출재의 미세 조직을 나타내고, 도 1b는 합금 2에 따른 알루미늄 합금 압출재의 미세 조직을 나타낸다. 구체적으로, 상기 표 1의 합금 1 및 합금 2의 조성을 갖는 빌렛을 용탕 온도가 690 내지 720 ℃에서 연속주조하고, 압출 시 균질화 처리 온도가 450 ℃이며, 12시간의 시간 조건에서 균질화 처리한 후, 빌렛 예열 온도를 430 ℃ 조건에서 압출한 후 미세 조직을 분석하였다.Figure 1a shows the microstructure of an aluminum alloy extruded material according to alloy 1, and Figure 1b shows the microstructure of an aluminum alloy extruded material according to alloy 2. Specifically, billets having the compositions of Alloy 1 and Alloy 2 in Table 1 are continuously cast at a molten metal temperature of 690 to 720 ° C, the homogenization treatment temperature during extrusion is 450 ° C, and homogenization treatment is performed under the conditions of 12 hours, After extrusion of the billet at a preheating temperature of 430°C, the microstructure was analyzed.
도 1a 및 도 1b를 다시 참조하면, 합금 1에 비해 합금 2에서 상대적으로 평균 결정립경이 작은 것을 확인하였다. 이는 합금 2에서 첨가된 Zr 및 V가 압출 과정에 있어서, 재결정 후 결정립 성장을 일부 억제시키는 것으로 확인하였다.Referring again to FIGS. 1A and 1B, it was confirmed that the average grain size of alloy 2 was relatively small compared to alloy 1. It was confirmed that Zr and V added in alloy 2 partially suppressed grain growth after recrystallization during the extrusion process.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 알루미늄 압출재의 온도에 따른 상태도를 도시한다.Figure 2 shows a phase diagram according to temperature of an aluminum extrusion material, according to an embodiment of the present invention.
도 2는 Zr 및 V가 첨가된 본 발명의 합금을 본 발명의 제조 방법을 통해 제조한 알루미늄 압출재의 조직 사진이다. 도 2를 살펴보면, 도 1과 대비하여, 결정립 크기가 작은 것을 확인할 수 있다. 이는 압출 과정에 있어서, 재결정-결정립성장 중 결정립계에 미세하게 석출된 V 및 Zr 석출물이 결정립 성장을 억제함으로써, 발현되는 것임을 확인하였다. Figure 2 is a photograph of the structure of an aluminum extrusion material manufactured from the alloy of the present invention to which Zr and V were added through the manufacturing method of the present invention. Looking at Figure 2, it can be seen that the crystal grain size is small compared to Figure 1. It was confirmed that during the extrusion process, V and Zr precipitates finely deposited at the grain boundaries during recrystallization and grain growth are expressed by suppressing grain growth.
구체적으로, DO22 및 23의 석출물이 석출 온도, 즉 열처리온도에서 일정수준이상 함유 및 포함되어 있으므로 조성 2의 경우에는 열처리 과정 중 석출물이 일정이상 존재하면서 이로 인해 압출 중 결정립 성장을 억제하는 것이 가능하여 상대적으로 결정립이 미세하고, 이로 인해 연신율을 일정 수준 이상 확보하는 것이 가능한 것을 확인하였다.Specifically, since the precipitates of DO22 and 23 are contained and included above a certain level at the precipitation temperature, that is, at the heat treatment temperature, in the case of Composition 2, the precipitates are present above a certain level during the heat treatment process, making it possible to suppress grain growth during extrusion. It was confirmed that the crystal grains were relatively fine and that it was possible to secure elongation above a certain level.
본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments and/or examples, but can be manufactured in various different forms, and those skilled in the art may change the technical idea or essential features of the present invention. You will be able to understand that it can be implemented in other specific forms without doing so. Therefore, the implementation examples and/or embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
Claims (10)
하기 식 1을 만족하는 알루미늄 압출재.
<식 1>
18 ≤ (항복강도 + 인장강도)/연신율 ≤ 40
(상기 식 1의 항복강도, 인장강도, 및 연신율은 각각 알루미늄 압출재의 항복강도, 인장강도, 및 연신율을 측정한 값이다)
In weight percent, Si: 0.3 to 0.7%, Mg: 0.3 to 0.7%, Cu: 0.02 to 0.1%, Fe: 0.1 to 0.5%, Cr: 0.05 to 0.1%, Ti: 0.05 to 0.15%, the balance Al and Contains other impurities,
An aluminum extrusion material that satisfies the following formula 1.
<Equation 1>
18 ≤ (yield strength + tensile strength)/elongation ≤ 40
(The yield strength, tensile strength, and elongation in Equation 1 above are measured values of the yield strength, tensile strength, and elongation of the aluminum extrusion material, respectively)
중량%로, V: 0.02 내지 0.1 % 및 Zr: 0.02 내지 0.1 %를 포함하는 알루미늄 압출재.
According to claim 1,
An aluminum extrusion comprising, in weight percent, V: 0.02 to 0.1% and Zr: 0.02 to 0.1%.
평균 결정립경이 80 내지 160 ㎛인 알루미늄 압출재.
According to claim 1,
An aluminum extrusion material having an average grain size of 80 to 160 ㎛.
항복강도는 170 내지 208 MPa인 알루미늄 압출재.
According to claim 1,
Aluminum extrusion material with a yield strength of 170 to 208 MPa.
Zr을 포함하는 제1 석출물 및 V를 포함하는 제2 석출물을 포함하는 알루미늄 압출재.
According to clause 2,
An aluminum extrusion material comprising a first precipitate containing Zr and a second precipitate containing V.
중량%로 상기 제1 석출물은 0.1 내지 0.5 중량%, 상기 제2 석출물은 0.03 내지 0.10 중량%를 포함하는 알루미늄 압출재.
According to clause 2,
An aluminum extrusion material comprising, in weight%, 0.1 to 0.5% by weight of the first precipitate and 0.03 to 0.10% by weight of the second precipitate.
합금화된 합금을 비활성 기체로 탈가스하는 단계;
연속주조하여 빌렛을 제조하는 단계;
상기 빌렛을 균질화 처리하는 단계;
균질화 처리된 상기 빌렛을 압출기를 통해 압출하는 단계;
압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계; 및
냉각된 상기 압출재를 180 내지 210 ℃ 온도 범위로 2 내지 7 시간 동안 열처리하는 단계를 포함하는 알루미늄 압출재의 제조 방법.
In weight percent, Si: 0.3 to 0.7%, Mg: 0.3 to 0.7%, Cu: 0.02 to 0.1%, Fe: 0.1 to 0.5%, Cr: 0.05 to 0.1%, Ti: 0.05 to 0.15%, the balance Al and alloying aluminum alloy components containing other impurities;
Degassing the alloyed alloy with an inert gas;
Manufacturing a billet by continuous casting;
Homogenizing the billet;
Extruding the homogenized billet through an extruder;
Forcibly cooling the extruded extruded material; and
A method of producing an aluminum extrusion material comprising the step of heat treating the cooled extrusion material at a temperature range of 180 to 210° C. for 2 to 7 hours.
상기 알루미늄 합금 성분은 중량%로, V: 0.02 내지 0.1 % 및 Zr: 0.02 내지 0.1 %를 포함하는 알루미늄 압출재의 제조 방법.
According to clause 7,
The aluminum alloy component is a method of producing an aluminum extrusion material including V: 0.02 to 0.1% and Zr: 0.02 to 0.1% by weight.
상기 압출된 압출재를 강제 냉각하는 단계는 상기 압출재에 물을 분사하여 강제 냉각하는 단계를 포함하는 알루미늄 압출재의 제조 방법.
According to clause 7,
The step of forcibly cooling the extruded extruded material includes the step of forcibly cooling the extruded material by spraying water on the extruded material.
상기 냉각된 상기 압출재를 180 내지 210 ℃ 온도 범위로 2 내지 7 시간 동안 열처리하는 단계는 별도의 용체화 처리를 수반하지 않고 수행되는 알루미늄 압출재의 제조 방법.
According to clause 7,
The step of heat treating the cooled extruded material at a temperature range of 180 to 210° C. for 2 to 7 hours is a method of manufacturing an aluminum extruded material, wherein the step is performed without separate solution treatment.
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