WO2017191961A1 - 고내식 주물용 알루미늄 합금 - Google Patents

고내식 주물용 알루미늄 합금 Download PDF

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WO2017191961A1
WO2017191961A1 PCT/KR2017/004625 KR2017004625W WO2017191961A1 WO 2017191961 A1 WO2017191961 A1 WO 2017191961A1 KR 2017004625 W KR2017004625 W KR 2017004625W WO 2017191961 A1 WO2017191961 A1 WO 2017191961A1
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corrosion resistance
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less
casting
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손희식
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손희식
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy, and more particularly, to an aluminum alloy for casting and a method for producing the alloy having improved corrosion resistance and fluidity by adding silicon (Si), magnesium (Mg), rare earth elements, etc. to the casting alloy. It is about.
  • it relates to an improved aluminum alloy for the AC7A, AC7B, ALDC5, ALDC6, ALDC10 and ALDC12 series alloys.
  • the alloy for casting aluminum is indicated by the sign of aluminum casting (AC), and the die casting alloy is indicated by the sign of aluminum die casting (ALDC) and is widely used.
  • Al-Si-Cu-based alloys which are currently used in large quantities as alloys for aluminum die casting, include ALDC10 and ALDC12. These alloys have improved mechanical properties by adding Cu and increased castability by adding Si.
  • the chemical composition of this ALDC10 and ALDC12 alloy is shown in Table 1. Currently, it is widely used in various fields such as automobile case, crank case, industrial machine parts, and home use. However, the corrosion resistance is not good enough to be used for corrosion resistance.
  • Alloy class Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Ti Pb Sn Cr Al ALDC 10 2.0 ⁇ 4.0 7.5-9.5 0.3 or less 1.0 or less 1.3 or less 0.5 or less 0.5 or less 0.30 or less 0.20 or less 0.2 or less - Remainder ALDC 12 1.5-3.5 9.6-12.0 0.3 or less 1.0 or less 1.3 or less 0.5 or less 0.5 or less 0.30 or less 0.20 or less 0.2 or less - Remainder
  • AC 7 is called hydronalium (Hydronalium), and is an alloy with enhanced corrosion resistance. Especially seawater resistance is good. Low concentrations of Mg alloys are AC7A and high concentrations of Mg alloys are AC7B.
  • Table 2 shows the composition of the AC seven alloys. This alloy has a very high corrosion resistance, so it is used for milk, food utensils, cooking utensils, building hardware, decorative utensils, marine parts, etc., and castings with high Mg content are used for aircraft installation parts and carriage frames requiring strength and impact resistance. It is used.
  • this alloy has good corrosion resistance, but it is inferior in castability compared to Al-Cu and Al-Si systems, and is particularly difficult to apply to thin castings.
  • the AC7B alloy has better mechanical properties and anodization than the AC7A alloy, but has poor stress corrosion and castability. If the complete solution treatment is not performed during the heat treatment, the ⁇ (Al 3 Mg 2 ) phase diffuses into the ⁇ (Al solid solution) phase, causing a difference in the concentration of Mg. It occurs and impairs the corrosion resistance. At this time, the elongation tends to be extremely reduced because the ⁇ phase precipitates in the form of a film at the grain boundary.
  • Al-Mg alloy for die casting has the alloy of Table 3 below, and the characteristics due to the addition of Mg is similar to the above-described AC7 species.
  • the prior art that improves the hardness and corrosion resistance by increasing the Mg content in the Al-Mg-based alloy is Republic of Korea Patent No. 10-0741660.
  • castings are made by pressure casting at 700 to 750 ° C, and the castings are sequentially subjected to solution treatment at 380 to 440 ° C for 1 to 18 hours, thereby increasing tensile strength, hardness and Charpy absorbed energy.
  • the composition of the alloy is by weight% Mg 11-14%, Fe 0.5% or less, Si 0.01-0.5%, Mn 0.1-0.5%, Ti 0.01-0.3%, Co0.01-0.2%, Be 0.003-0.02 %, Balance Al and other inevitably contained ingredients are disclosed.
  • the Republic of Korea Patent Registration 10-0978558 Mg 9 ⁇ 18wt%, Si 0.1 ⁇ 0.3wt%, Fe 0.1 ⁇ 0.3wt%, Mn 0.3 ⁇ 1.0wt%, Ti 0.15 ⁇ 0.25wt% and the balance is made of an alloy
  • an alloy except for Mg is added to a graphite crucible and heated to 600-700 ° C. to form a molten metal, and a solvent (FLUX) is added to the molten metal to form a solvent layer (FLUX) as an antioxidant layer on the surface of the molten metal.
  • the patent documents correspond to an improved alloy composition in which the Mg content is increased than that of a commercial alloy (AC7B). Due to the increase in Mg content, the specific gravity is reduced, the strength is increased, and the corrosion resistance is increased, but there is a problem in that the productivity and the alloy price are increased due to the decrease in the flowability and casting property of the molten metal and the addition of alloying elements.
  • An object of the present invention for the above problem, to solve the above-mentioned problems with respect to the casting or casting aluminum alloy.
  • An object of the present invention is to provide an Al alloy composition for casting or die casting, which has excellent corrosion resistance, fluidity and castability, and a method of manufacturing the same.
  • Si silicon
  • the aluminum alloy for high corrosion resistance characterized in that it comprises a.
  • the aluminum alloy may be further included in the range of 0.001 to 2.0% by weight of the atomic number 57 (La) to the rare earth metal of No. 71 (Lu) or any combination thereof.
  • the aluminum alloy may be further included in the content of zinc (Zn) in the range of 0.001 to 4.0% by weight.
  • the aluminum alloy may further include a content of copper (Cu) in the range of 0.001 to 7.0% by weight.
  • the aluminum alloy may be further included in the content of iron (Fe) in the range of 0.001 to 2.0% by weight.
  • the aluminum alloy may be further included in the content of manganese (Mn) in the range of 0.001 to 2.0% by weight.
  • the aluminum alloy may further include a content of titanium (Ti) in the range of 0.001 to 0.40% by weight.
  • the aluminum alloy may be further included in the content of cobalt (Co) in the range of 0.001 to 0.2% by weight.
  • the aluminum alloy may be further included in the content of beryllium (Be) in the range of 0.001% to 0.02% by weight.
  • Be beryllium
  • the aluminum alloy may further include at least one selected from Zr, Sr, Cr, V, Ni, In, Pb, Bi, Ca, Ag, Pd, Sb, Sc, Nb, Hf, or Y.
  • the content of the silicon (Si) may be in the range of 4.0 to 12.0% by weight.
  • the magnesium (Mg) content may be any one of 0.61 to 3.99% by weight or 4.0 to 10.0% by weight.
  • the aluminum alloy may be made of an ingot and shaped into a die casting process or a casting process.
  • the aluminum alloy may be annealing heat treatment at 350 ⁇ 450 °C.
  • the aluminum alloy may be one that is subjected to aging heat treatment.
  • the casting or die casting process can be easily performed by adding Si to improve flowability and Mg for corrosion resistance, thereby optimizing the composition of Si and Mg. Made it possible. As a result, it is possible to achieve cost reduction while maintaining high corrosion resistance and reducing alloy manufacturing costs.
  • the content indication in the present invention is a ratio with respect to the total weight of the aluminum alloy. All content indications in the description and claims of the invention are also the same.
  • Si is a major component that promotes the fluidity of the alloy in the molten state during the die casting process, and the alloy obtained by addition thereof has a low shrinkage property and a narrow freezing point range, thus exhibiting good high temperature heat resistance and good welding properties. When added to 11wt%, melting point is reduced and castability is improved.
  • Si is dissolved in an Al matrix to act as an element to improve the fatigue strength, hardness and wear resistance of the Al alloy, but the impact resistance is lowered.
  • Mg metal-organic compound
  • the addition of Si anodized film shows a gray color. If the content exceeds 0.3wt%, the Si particles are coarsened and the workability tends to be deteriorated. Therefore, when Si is added in excess of 0.3wt%, the addition of particle refiner is preferable.
  • Alloying element Fe is an element which precipitates as an intermetallic compound in Al alloy and improves abrasion resistance. If the content is less than 0.1wt%, there is almost no abrasion resistance effect, and if the content exceeds 0.3wt%, the particles are coarsened and workability is poor.
  • an extremely small amount is also to form a Fe 3 Al compound, so forming an Al-Fe-Si intermetallic compounds in combination with Si is a deterioration in the mechanical properties. Even small amounts of surface gloss deteriorate, making the corrosion resistance and ductility weak.
  • Fe is a component generally added for the purpose of increasing the deforming of the aluminum alloy from the mold since the Al-Mg alloy is prevented from sintering to the mold during the die casting process.
  • the amount added is preferably 0.5% by weight to 2.0% by weight or less, and when it exceeds 0.5% by weight, the ductility of the alloy tends to be reduced.
  • the alloying element Cu has a disadvantage in that the solid solution in the matrix (Matrix) increases the strength of the aluminum alloy, but greatly reduces the extrudability compared to Mn.
  • the addition of Cu is known to increase the corrosion potential.
  • the potential raising effect by Cu is predominant. That is, when there is much content of Cu, the electric potential rise effect by Cu becomes more preferable than the electric potential fall effect by Zn.
  • the content is less than 0.12% by weight, the effect of adding copper, such as corrosion resistance is difficult to appear, and when the content is more than 0.45% by weight, extrudability and corrosion resistance are simultaneously reduced.
  • the Cu content is higher than the proper content, precipitates tend to form at the grain boundaries, thereby increasing sensitivity to grain boundary corrosion and local corrosion. Small amounts of 0.15% increase resistance to stress corrosion cracking.
  • Alloy element Zn coexists with Mg to improve mechanical properties.
  • mold casting is difficult, and by adding Zn and Si, castability can be greatly improved.
  • the amount of Zn added is in the range of 0.001-4.0% by weight.
  • the addition of Zn lowers the corrosion potential, but the change in corrosion potential is smaller than that of Cu.
  • Alloying element Mn increases the strength of the aluminum alloy. If the Mn content is less than 0.5% by weight, the effect of increasing the strength is small. Exceeding 1.2 to 2.0% by weight reduces the extrudability. If the content is less than 0.6% by weight, the effect of adding manganese, such as corrosion resistance is less. In addition, there is an effect of eliminating the bad effect of Fe addition and grain refinement effect, and to form a compound that does not impair the corrosion resistance. Therefore, the strength can be improved without reducing the corrosion resistance. However, care should be taken because excess manganese can lower the mechanical strength of aluminum alloys.
  • the content of Mn is preferably in the range of 0.001 to 2.0% by weight. It also lowers electrical conductivity and can also cause hot spots in castings.
  • the grain refining effect is further enhanced when added together with B (boron). It also has the effect of preventing intergranular corrosion and lowers thermal conductivity and electrical conductivity.
  • Ti is a particle refining element, which improves the mechanical properties due to particle refining, and does not achieve a desired effect at less than 0.01% by weight. It is desirable to be. If it is more than 0.25wt%, coarse intermetallic compounds are formed to reduce moldability (processability), and if it is less than 0.15wt%, it does not contribute to the improvement of strength of the alloy.
  • Co is an austenite stabilizing element, and unlike manganese or the like, it hardly reduces the Ms point. Cobalt is therefore a very effective element to control the Ms point within the desired temperature range. At this time, the preferable content is in the range of 0.001 to 0.2% by weight.
  • the effect of the rare earth metal added according to the present invention is as follows.
  • Rare earth metals of atomic number 57 (La) to 71 (Lu) mitigate local corrosion by reducing the local corrosion cathodic reaction due to precipitates precipitated in the matrix, and consequently reducing local corrosion To act.
  • La atomic number 57
  • Lu Lu
  • the impurity concentration such as Fe is more than 0.2% by weight, it helps to maintain corrosion resistance.
  • the rare earth metal since the rare earth metal has an effect of raising the corrosion potential, it is possible to minimize the addition of Cu for the purpose of raising the corrosion potential or to replace Cu. Therefore, when the Cu content is increased to increase the corrosion potential, there is an effect of minimizing these side effects, thereby improving the corrosion resistance.
  • the rare earth addition is preferably in the range of 0.001 to 2.0% by weight.
  • aluminum alloys are alloy elements widely used in the aluminum industry (Zr, Sr, Ti, Cr, V, Ni, In, Pb, Bi, Ca, Ag, Pd, Sb, Sc, Nb, Hf, Y) and unavoidable impurities may be further included.
  • Casting Mg-added aluminum alloy AC7 A has excellent corrosion resistance, especially corrosion resistance to sea water and cutting properties.
  • the AC7 B alloy has better mechanical properties and anodization than the AC7 A alloy, but the stress corrosion and castability are not better.
  • ALDC 5 and ALDC 6 for die casting also have excellent corrosion resistance but are difficult to apply the die casting process due to poor fluidity. Therefore, in the present invention, in order to improve the fluidity, which is a disadvantage of the corrosion-resistant aluminum alloy to which Mg was added, Si was added and the amount of Mg was adjusted accordingly.
  • the rare earth metal which shows excellent properties for improving corrosion resistance, was added to optimize the corrosion resistance and fluidity of the aluminum alloy for casting.
  • the present invention in order to solve the fluidity decrease due to the addition of Mg, Si is appropriately added, and the ratio of Mg and Si is optimized to balance corrosion resistance and fluidity.
  • the addition of rare earth metal further improved the corrosion resistance and flowability.
  • the content of Mg for improving the corrosion resistance is preferably in the range of 0.61% by weight to 12% by weight, more preferably in the range of 0.61% by weight to 3.99% by weight or in the range of 4.0% by weight to 10.0% by weight.
  • Si is added to improve the fluidity of the molten metal, fluidity, hot brittleness, and pressure resistance are improved, but a large amount of toughness decreases in toughness, so an appropriate amount of additive should be selected, and in the present invention, 1.0 wt% to 12.0 wt% The range of is preferable, and the range of 4.0 to 12.0 weight% is more preferable.
  • Zn also improves fluidity and improves castability, and the amount of Zn added is preferably in the range of 0 to 4% by weight.
  • Cu primarily improves the resistance to stress corrosion cracking and mechanical properties, but excessive Cu addition should be cautious as it can cause local corrosion.
  • 7.0 weight% or less is preferable.
  • Fe is preferably 2.0% by weight or less for preventing sintering of the mold.
  • Mn improves the mechanical properties, corrosion resistance and castability, but when excessively added, the mechanical properties are impaired. In this invention, 2.0 weight% or less is preferable.
  • Ti is added for particle micronization and 0.4 wt% or less is preferred in the present invention.
  • Table 4 shows a comparison table between the preferred embodiment according to the present invention and the existing alloy composition.
  • the alloy composition has a high Si content and Mg is added, unlike conventional commercial alloys, and Zn and rare earth metals may be added as necessary.
  • Examples 1 to 12 An aluminum alloy (Examples 1 to 12) according to the present invention and an aluminum alloy (Comparative Examples 1 to 3) were prepared.
  • the components of these alloy compositions are shown in Table 5.
  • Table 5 the composition of these alloys is expressed in weight percent, taking into account that each alloy may contain unavoidable impurities.
  • Examples 1 to 4 are examples in which the content of Si is changed, and Examples 3, 5, 6, 7, and 8 are those in which the content of Mg is changed. In addition, Examples 3, 9, 10, and 11 are examples in which the content of lanthanum (La) in the rare earth metal is changed.
  • Example 12 is an example in which castability, corrosion resistance, strength characteristics, and the like are harmonized. Comparative Examples 1 to 3 are cases of ALDC 10, ALDC 5, and AC7A, which are commercial aluminum alloys, respectively.
  • Examples 1 to 12 showed better corrosion resistance results than Comparative Example 1, showing a similar result to Comparative Example 2 or 3.
  • the alloy according to the present invention shows excellent corrosion resistance.
  • Si fluidity due to the addition of Si fluidity is significantly improved than Comparative Example 2 or 3.
  • the aluminum alloy in the present invention exhibits age hardening properties because Si and Mg are added simultaneously, strength and hardness can be further increased through age hardening heat treatment.
  • the temperature range of the solution heat treatment is preferably 350 °C to 450 °C range.

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Abstract

본 발명은 주물용 알루미늄 합금에 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 및 희토류 원소 등을 첨가함으로써 내식성과 유동성을 향상시킨 주물용 알루미늄 합금 및 그 합금의 제조방법에 관한 것이다. 특히 주물용 알루미늄 AC7A, AC7B, ALDC5, ALDC6, ALDC10 및 ALDC12 계열의 합금에 대한 개량 알루미늄 합금에 관한 것이다. 그의 구성은; 0.61~12.0중량%의 마그네슘(Mg); 1.0~12.0중량%의 실리콘(Si);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고내식 주물용 알루미늄 합금
본 발명은 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 주물용 합금에 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 및 희토류 원소 등을 첨가함으로써 내식성과 유동성을 향상시킨 주물용 알루미늄 합금 및 그 합금의 제조방법에 관한 것이다. 특히 AC7A, AC7B, ALDC5, ALDC6, ALDC10 및 ALDC12 계열의 합금에 대한 개량 알루미늄 합금에 관한 것이다.
알루미늄 주조용 합금은 AC(Aluminium Casting)의 부호로 표시되고 다이캐스팅용 합금은 ALDC(Aluminium Die Casting)의 부호로 표시되어 널리 사용되고 있다.
현재 알루미늄 다이캐스팅용 합금으로 대량 사용되고 있는 Al-Si-Cu 계 합금으로는 ALDC10과 ALDC12 가 있으며, Cu의 첨가로 기계적 성질을 개선하고 Si의 첨가로 주조성을 증가시킨 합금이다. 이 ALDC10 및 ALDC12 합금의 화학적 조성을 표 1에 나타내었다. 현재 자동차용 미숀 케이스, 크랭크 케이스, 산업기계부품, 가정용 등 여러 분야에 걸쳐 폭 넓게 사용되고 있다. 그러나 내식성이 좋지 않아 내식성의 용도로는 사용하기 부족한 점이 있다.
합금 종류 Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Ti Pb Sn Cr Al
ALDC 10 2.0~4.0 7.5~9.5 0.3이하 1.0이하 1.3이하 0.5이하 0.5이하 0.30이하 0.20이하 0.2이하 - 나머지
ALDC 12 1.5~3.5 9.6~12.0 0.3이하 1.0이하 1.3이하 0.5이하 0.5이하 0.30이하 0.20이하 0.2이하 - 나머지
알루미늄 주조용 합금 중 Al-Mg계 합금으로 AC 7종은 하이드로날륨(Hydronalium)으로 불리고, 내식성이 강화된 합금이다. 특히 내해수성이 좋다. 저농도의 Mg 합금은 AC7A, 고농도의 Mg 합금은 AC7B가 있다.
AC 7종 합금의 조성을 표 2에 나타내었다. 이 합금은 내식성이 꽤 강하므로 우유, 식료용 기구, 요리 용구, 건축 철물, 장식 용구, 선박용 부품 등에 사용되고, Mg 함량이 높은 주물은 강도와 내충격성을 필요로 하는 항공기용 설치 부품, 객차 프레임 등에 이용되고 있다.
종류 조성(%)
Cu Si Mg Zn Fe Mn Ti Al
AC7 A 0.1 이하 0.3 이하 3.5~5.5 0.1이하 0.4이하 0.8이하 0.2이하 나머지
AC7 B 0.1 하 0.35 이하 9.5~11.0 0.1이하 0.35이하 0.1이하 0.2이하 나머지
그러나 이 합금은 좋은 내식성을 가지고 있으나, Al-Cu, Al-Si 계에 비교하면 주조성이 떨어지며, 특히 두께가 얇은 주물에는 적용하기가 어렵다.
AC7B 합금은 AC7A 합금보다 기계적 성질과 양극산화성은 우수하지만, 응력부식성과 주조성은 나쁘다. 열처리시 완전한 용체화처리가 되지 않으면 β(Al3Mg2) 상이 α(Al 고용체) 상으로 확산해 나가는 과정에서 Mg의 농도에 차를 생기게 하여 결정입내에 Mg의 농도차가 생김과 동시에 석출 현상이 일어나 내식성을 해치게 되며, 이때 β상이 입계에 필름상으로 석출하기 때문에 연신율이 극도로 감소하는 경향이 있다.
다이캐스팅용 Al-Mg 합금은 아래 표 3의 합금이 있으며, Mg 첨가로 인한 특성는 상술한 AC7종과 유사하다.
종류 조성(%)
Cu Si Mg Zn Fe Mn Ti Al
ALDC 5 0.2 이하 0.3 이하 4.0~8.5 0.1 이하 0.8이하 0.3 이하 0.3 이하 나머지
ALDC 6 0.1 이하 0.1 이하 2.5~4.0 0.4 이하 0.8 이하 0.4~0.6 0.3 이하 나머지
한편, Al-Mg계 합금에서 Mg 함량을 증가시켜 경도와 내식성을 향상시킨 선행기술로는 대한민국 등록특허 10-0741660호가 있다. 이 문헌에서는 700∼750℃에서 가압 주조함으로써 주조물을 만들고, 상기 주조물을 380∼440℃에서 1∼18시간동안 용체화처리하는 단계를 순차적으로 수행함으로써, 인장강도, 경도 및 샤르피 흡수에너지를 증가시켰다. 이때, 합금의 조성은 중량 %로, Mg 11∼14%, Fe 0.5%이하, Si 0.01∼0.5%, Mn 0.1∼0.5%, Ti 0.01∼0.3%, Co0.01∼0.2%, Be 0.003∼0.02%, 잔부 Al 및 기타 불가피하게 함유되는 성분을 개시하고 있다.
또한 대한민국 등록특허 10-0978558호에서는 Mg 9~18wt%, Si 0.1~0.3wt%, Fe 0.1~0.3wt%, Mn 0.3~1.0wt%, Ti 0.15~0.25wt%이고 잔부는 Al인 합금을 제조하는 방법으로서, Mg을 제외한 합금을 흑연 도가니에 투입하고 600~700℃로 가열하여 용탕을 만들고, 상기 용탕에 용제(FLUX)를 투입하여 용탕 표면에 산화방지층인 용제층(FLUX)을 형성하고, 상기 산화방지층이 형성된 용탕속으로 긴 파이프를 통해 Mg을 투입하고 이를 600~700℃에서 0.5~1시간 유지한 후 주조하여 자연냉각시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄-마그네슘 합금 제조방법을 개시하고 있다.
상기 특허 문헌들은 Mg의 함량은 상용의 합금(AC7B) 보다 증가시킨 개량 합금 조성에 해당한다. Mg 함량의 증가로 인해 비중이 작아지고 강도가 증가하며, 내식성이 증가하는 효과가 있으나 용탕의 유동성과 주조성이 감소하여 생산성이 감소하고 합금원소의 추가로 인한 합금 가격이 상승한다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에서는 알루미늄 주물 및 다이캐스팅용 합금에 있어서, 높은 내식성, 양호한 주조성, 높은 강도 및 경제적인 가격의 합금 조성과 제조방법을 제시하고자 하였다.
[선행기술문헌]
대한민국 등록특허 10-0741660호
대한민국 등록특허 10-0978558호
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 주물 또는 주조용 알루미늄 합금과 관련하여, 전술한 문제점을 해결하려는 것이다. 본 발명의 목적은 내식성이 우수하고 유동성과 주조성이 우수한 주조 또는 다이캐스팅용 Al 합금 조성과 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은,
0.61~12.0중량%의 마그네슘(Mg);
1.0~12.0중량%의 실리콘(Si);
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금에 의해 달성된다.
본 발명의 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 원자번호57(La) 내지 71번(Lu)의 희토류금속 또는 이들의 조합 중 어느 하나의 함량이 0.001~2.0중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 아연(Zn)의 함량이 0.001~4.0중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 구리(Cu)의 함량이 0.001~7.0중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 철(Fe)의 함량이 0.001~2.0중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 망간(Mn)의 함량이 0.001~2.0중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 티타늄(Ti)의 함량이 0.001~0.40중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 코발트(Co)의 함량이 0.001~0.2중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 베릴륨(Be)의 함량이 0.001~0.02%중량%의 범위로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 Zr, Sr, Cr, V, Ni, In, Pb, Bi, Ca, Ag, Pd, Sb, Sc, Nb, Hf, 또는 Y 중 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 실리콘(Si)의 함량이 4.0~12.0중량%의 범위일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 마그네슘(Mg)의 함량이 0.61~3.99중량% 또는 4.0~10.0중량% 범위 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 잉곳(ingot)으로 제조되어, 다이캐스팅 공정 또는 주조 공정으로 형상화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 350∼450℃에서 소둔열처리가 실시되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면,
상기 알루미늄 합금은 시효열처리가 실시되는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 내식성을 위하여 사용되는 주물용 알루미늄 합금에서, 유동성을 개선하기 위해 Si를 첨가하고, 내식성을 위해 Mg를 첨가하여, Si와 Mg의 조성을 최적화함으로써 주조 또는 다이캐스팅 공정을 용이하게 수행할 수 있게 하였다. 이로 인해 높은 내식성을 유지함과 동시에 합금 제조비용이 감소하여 비용절감을 달성할 수 있다.
이하 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성 및 그의 제조 공정에 관해서 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
한편 본 발명에서의 함량표시는 알루미늄 합금 전체 중량에 대한 비율이다. 본 발명의 설명 및 청구항에서의 모든 함량표시도 같다.
- 합금 원소의 첨가 영향
알루미늄 합금에서 주요 합금원소인 Si, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn 등이 합금의 특성에 미치는 영향은 다음과 같다.
① Si
Si은 다이 캐스팅(Die Casting) 공정 도중 용융 상태에서 합금의 유동성을 증진시키는 주요 성분으로서, 이를 첨가하여 얻어진 합금은 낮은 수축성 및 좁은 응고점 범위를 가지므로 양호한 고온 내열성과 양호한 용접 특성을 나타낸다. 11wt%까지 첨가시 융점이 감소하며 주조성이 향상된다.
Si은 Al 기지(matrix)에 고용되어 Al 합금의 피로강도, 경도 및 내마모성을 향상시키는 원소로 작용하나, 내충격성은 저하시킨다. Mg와 공존할 경우 Mg2Si를 형성하여 시효처리에 의해 강도가 향상될 수 있다. 또한 Si의 첨가에 따라 양극산화 피막이 회색의 색상을 보인다. 함량이 0.3wt%를 초과하면 Si입자가 조대하게 석출되어 가공성이 나빠지는 경향이 있으므로 0.3wt%를 초과하여 Si를 첨가할 경우 입자 미세화제의 첨가가 바람직하다.
② Mg
고용효과에 의해 기계적 강도를 향상시키고 Si와 Zn의 공존 여부에 따라 시효 강화 특성이 생길 수 있다. 절삭 가공성이 우수해지며 특히 해수에 대한 내식성이 양호해지고 응고시 수축율이 적어진다. 용접성 및 표면 마감 특성도 좋아진다. 그러나 용탕의 유동성이 약화되고 특히 산소와의 결합력이 강해서 산화물 유입에 주의해야 한다. 12중량% 이상의 경우 다이캐스팅이 어려워지고, 합금 표면에서 미세기포가 발생하기 쉬워진다. 이는 Mg가 수소(H)를 흡수하는 소위 금속-주형 반응(Metal-mold reaction)을 일으키기 때문이다. 이때 소량(0.001∼0.02중량%)의 Be 첨가 또는 주형사에 붕산 불화암모늄 등을 약 2%정도 섞어 주형을 만들면 방지 효과가 있다.
③ Fe
합금원소 Fe는 Al 합금에서 금속간 화합물로서 석출되고 내마모성을 향상시키는 원소이다. 그 함량이 0.1wt% 미만에는 내마모 효과가 거의 없고 0.3wt%를 초과하면 입자가 조대화 되어 가공성이 떨어진다.
또한 극히 소량으로도 Al3Fe화합물을 형성하며, Si와 결합하여 Al-Fe-Si금속간 화합물을 형성하므로 기계적 성질의 저하 요인이 된다. 소량으로도 표면 광택이 나빠지며, 내식성 및 연성을 취약하게 한다.
Fe은 다이캐스팅 공정 중에 Al-Mg 합금이 금형에 소착되는 것을 방지하므로 금형으로부터 알루미늄 합금의 탈형성을 증가시킬 목적으로 일반적으로 첨가되는 성분이다. 이때 첨가되는 양은 0.5중량% 내지 2.0중량% 이하이면 충분하며, 0.5중량%를 초과하면 합금의 연성을 감소시키는 경향이 있다.
④ Cu
합금원소 Cu는 기지(Matrix)에 고용하여 알루미늄 합금의 강도를 증가시키나, Mn과 비교하여 압출성을 크게 저하시키는 단점이 있다. Cu를 첨가하면 부식전위가 높아진다고 알려져 있다. Zn과 Cu가 공존하는 경우에는, 특히 Zn 함유량이 적은 경우에는 Cu에 의한 전위 상승효과가 우세하다. 즉 Cu의 함유량이 많으면, Zn에 의한 전위 저하효과보다도 Cu에 의한 전위 상승효과 쪽이 우세해진다. 함량이 0.12중량% 미만일 경우 내식성 등 구리를 첨가한 효과가 나타나기 어려우며, 그 함량이 0.45중량%를 초과할 경우에는 압출성과 내식성이 동시에 저하된다. Cu가 적정함량 이상일 경우 입계에 석출물이 형성되는 경향이 있어 입계 부식 및 국부 부식에 대한 민감성이 높아진다. 0.15% 소량 첨가의 경우 응력 부식균열에 대한 저항성을 향상시킨다.
⑤ Zn
합금원소 Zn는 Mg와 공존하여 기계적 성질을 향상시킨다. 주조성이 나쁜 경우 금형 주조가 어려우며 이때 Zn과 Si을 첨가함으로써 주조성을 크게 개선시킬 수 있다. 이 때 Zn의 첨가량은 0.001-4.0중량% 범위이다. 일반적으로 Zn을 첨가하면 부식전위는 낮아지나, Cu에 비해서 부식전위의 변화량이 작은 편이다.
⑥ Mn
합금원소 Mn은 알루미늄 합금의 강도를 증가시킨다. Mn 함유량이 0.5중량% 미만이면 강도가 증가하는 효과는 작고, 1.2 내지 2.0중량%를 넘어서면 압출성이 저하된다. 함량이 0.6중량% 미만일 경우 내식성 등 망간을 첨가한 효과가 적은 편이다. 또한 Fe 첨가의 나쁜 효과를 제거하는 효과와 결정립 미세화 효과가 있으며, 내식성을 해치지 않는 화합물을 형성하게 된다. 따라서 내식성을 저하시키지 않고 강도향상이 가능하다. 그러나 과량의 망간은 알루미늄 합금의 기계적 강도를 낮출 수 있으므로 주의해야 한다. Mn의 함량은 0.001~2.0중량% 범위인 것이 바람직하다. 또한 전기 전도도를 저하시키며, 주물에서는 Hot Spot의 원인이 되기도 한다.
⑦ Cr
기계적 성질을 향상시키고, 결정립 미세화 효과가 있다. 결정립 미세화 효과는 B(보론)와 함께 첨가되면 효과가 더욱 향상된다. 또한 입계 부식의 방지효과가 있으며, 열전도율와 전기 전도도를 저하시킨다.
⑧ Ti
Ti은 입자 미세화 원소로서 입자미세화로 인한 기계적 성질을 향상시키며, 0.01중량% 미만에서는 희망하는 효과를 얻지 못하며, 0.4중량%를 초과하면 취성을 유발하는 문제가 있으므로 0.01~0.4중량% 범위내에서 첨가되는 것이 바람직하다. 0.25wt%를 초과하면 조대한 금속간 화합물을 형성하여 성형성(가공성)을 감소시키고 0.15wt% 미만이면 합금의 강도 향상에 기여하지 못한다.
⑨ Co
Co는 오스테나이트 안정화 원소이며, 망간 등과는 달리 Ms점을 거의 저하시키지 않는다. 따라서 코발트는 Ms점을 희망하는 온도범위내로 조절하기 위하여 매우 유효한 원소이다. 이때 바람직한 함량은 0.001~0.2중량% 범위이다.
⑩ 희토류 금속 (RE : Rare Earth metal)
본 발명에 따른 희토류금속의 첨가 효과는 다음과 같다.
원자번호57(La) 내지 71번(Lu)의 희토류 금속은 기지 내에 석출된 석출물로 인한 국부부식의 음극반응을 감소시켜, 결과적으로 주변의 국부부식 양극반응을 감소시키는 효과가 있으므로 국부부식을 완화시키는 작용을 한다. 또한 알루미늄 제조시 용탕내에 존재하는 내식성 취약 원소인 Fe, Ni 등의 성분을 감소시켜 내식성을 강화한다. 따라서 Fe 등 불순물 농도가 0.2중량% 이상의 경우에도 내식성 유지에 도움이 된다.
또한 희토류 금속은 부식전위를 상승시키는 효과가 있으므로, 부식전위 상승 목적을 위한 Cu의 첨가를 최소화시키거나 Cu를 대체하는 것도 가능하다. 따라서 부식전위의 상승을 위해 Cu 함량이 높아질 경우 이러한 부작용을 최소화하는 효과가 있으므로 내식성을 개선하게 된다.
이외에, 입계 또는 표면에서 형성된 산화막의 연성과 밀착성을 개선함으로써 산화막의 수명을 연장하여 내식성을 개선한다. 또한 알루미늄 합금의 강도와 유동성을 증가시켜 금속의 소성 가공성을 개선하며, 브레이징 특성을 개선하는 효과도 있다. 본 발명에서의 경우, 희토류 첨가는 0.001∼2.0중량%의 범위가 바람직하다.
희토류 금속은 그 유익한 성질 때문에 많은 연구개발이 진행되고 있으나, 개발활동이 주로 마그네슘(합금)의 내식성 증가 분야, 일부 주물용 알루미늄 합금의 강도증가 분야 그리고 알루미늄 합금 표면에 화성코팅(conversion coating)에 의한 내식성 증가 분야에 집중되어 왔다.
⑪ 기타 원소
전술한 모든 경우에서 알루미늄 합금은 알루미늄 산업에서 널리 이용되고 있는 합금원소(Zr, Sr, Ti, Cr, V, Ni, In, Pb, Bi, Ca, Ag, Pd, Sb, Sc, Nb, Hf, Y)와 불가피한 불순물을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
주조용 Mg 첨가 알루미늄 합금 AC7 A는 내식성 특히 해수에 대한 내식성과 절삭성이 우수하다. AC7 B 합금은 AC7 A 합금보다 기계적 성질과 양극산화성은 우수하지만, 응력부식성과 주조성은 더 우수하지 못하다. 다이캐스팅용 ALDC 5, ALDC 6의 경우도 내식성은 우수하나 유동성이 좋지 않아 다이캐스팅 공정을 적용하기가 까다로운 편이다. 따라서 본 발명에서는 Mg이 첨가된 내식용 알루미늄 합금의 단점인 유동성을 개선하기 위하여 Si을 첨가하고 Mg의 첨가량을 이에 맞게 조절하였다. 또한 유동성의 개선을 위해 Mg의 함량을 감소시킬 경우, 이에 대한 보완책으로 내식성 개선에 탁월한 특성을 보이는 희토류 금속을 첨가하여 주물용 알루미늄 합금의 내식성 및 유동성을 최적화하였다. 즉, 본 발명에서는 Mg의 첨가로 인한 유동성 감소를 해결하기 위하여 Si를 적절하게 첨가하고 내식성과 유동성의 균형을 위하여 Mg 와 Si 의 비율을 최적화하였다. 또한 희토류 금속을 추가적으로 첨가하여 내식성과 유동성을 더욱 개선하였다.
본 발명에서, 내식성의 개선을 위한 Mg의 함량은 0.61중량% 내지 12중량%의 범위가 바람직하며, 0.61중량% 내지 3.99중량%의 범위 또는 4.0중량% 내지 10.0중량%의 범위가 더욱 바람직하다. 또한 용탕의 유동성을 개선하기 위해 Si를 첨가할 경우 유동성, 열간취성 및 내압성 등은 개량되나 다량의 첨가는 인성이 저하되므로 적절한 수준의 첨가량이 선정되어야 하며, 본 발명에서는 1.0중량% 내지 12.0중량 %의 범위가 바람직하며, 4.0중량% 내지 12.0중량%의 범위가 더욱 바람직하다.
Zn 의 첨가도 유동성을 개선하여 주조성을 개선하며, Zn의 첨가량은 0 내지 4중량%의 범위가 바람직하다. Cu는 주로 응력 부식균열에 대한 저항성과 기계적 성질을 향상시키나, 과량의 Cu 첨가는 국부부식을 야기시킬 수 있으므로 신중해야 한다. 본 발명에서는 7.0중량% 이하가 바람직하다. 또한 Fe는 금형의 소착방지 등을 위해 2.0중량%이하가 바람직하다. Mn은 기계적 성질과 내식성 및 주조성 등을 향상시키나, 너무 과잉으로 첨가되면 오히려 기계적 성질을 해치게 된다. 본 발명에서는 2.0중량% 이하가 바람직하다. Ti은 입자미세화를 위해 첨가되고 본 발명에서는 0.4중량% 이하가 바람직하다.
표 4는 본 발명에 따른 바람직한 실시예와 기존의 합금 조성과의 비교표를 나타낸 것이다. 본 발명에서의 합금조성은 기존 상용의 합금과는 달리 Si 함량이 높고 Mg이 첨가되었으며, 필요에 따라 Zn 및 희토류 금속을 첨가할 수 있다.
종류 조성(%)
Cu Si Mg Zn Fe Mn Ti Re Al
AC7 A(주조 그대로) 0.1이하 0.3이하 3.5~5.5 0.1이하 0.4이하 0.8이하 0.2이하 - 나머지
AC7 B(주조 또는 담금질) 0.1이하 0.35이하 9.5~11.0 0.1이하 0.35이하 0.1이하 0.2이하 - 나머지
ALDC 5 0.2이하 0.3이하 4.0~8.5 0.1이하 0.8이하 0.3이하 0.3이하 - 나머지
ALDC 6 0.1이하 0.1이하 2.5~4.0 0.4이하 0.8이하 0.4~0.6 0.3이하 - 나머지
본 발명의 합금 1 7.0이하 1.0~12.0 0.61~12.0 0.0~4.0 2.0이하 2.0이하 0.4이하 2.0이하 나머지
본 발명의 합금 2 5.0이하 4.0~12.0 0.61~3.99 1.5이하 0.8이하 0.5이하 0.3이하 0.01~1.0 나머지
(실시예)
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 표 5의 구체적인 실시예(1~12)와 이에 대비되는 비교예(1~3)를 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금(실시예1~12)과 이에 대비되는 알루미늄 합금(비교예 1~3)을 제작하였다. 이들 합금 조성의 성분을 표 5에 나타내었다. 표 5에서, 이들 합금의 조성은 중량%로 나타내었으며, 각 합금에는 불가피한 불순물을 함유할 수 있다는 점을 고려하였다.
본 발명에 따른 합금의 제조는 도가니 전기로를 사용하여 합금 용탕의 온도를 670 내지 850℃의 온도범위에서 제어하고 주조를 통하여 잉곳(ingot)으로 제조하였다. 이 잉곳을 다이캐스팅 장치를 통해 1Kg 중량으로 금형 주조하였으며, 이때의 공정변수는 알루미늄 다이캐스팅에서 사용되는 통상적인 범위를 사용하였다.
각 샘플은 5개씩 만들어 시험하였고 표 5의 염수분무 시험결과는 각 종류별로 5개의 평균값을 나타내었다. 염수분무시험은 ASTM 규격 ASTM B117, 100H에 따른 평가를 실시하였으며, 결과는 mm/year 로 표시하였다.
실시예 1 내지 4의 경우는 Si 의 함량을 변화시킨 예이고, 실시예 3, 5, 6, 7, 8은 Mg의 함량을 변화시킨 것이다. 또한 실시예 3, 9, 10, 11는 희토류 금속 중 란타늄(La)의 함량을 변화시킨 실시예이다. 실시예 12는 주조성, 내식성, 강도특성 등이 조화를 이룬 실시예이다. 비교예 1 내지 3은 각각 상용의 알루미늄 합금인 ALDC 10, ALDC 5, AC7A인 경우이다.
시편 No. Cu Si Mg Zn Fe Mn Ti La Al 염수분무시험 (mm/year) 유동성
실시예
1 0.8 1.00 6.00 0.8 1.00 0.25 0.15 - Rem 0.63 중간
2 0.8 4.00 6.00 0.8 1.00 0.25 0.15 - Rem 0.66 좋음
3 0.8 8.00 6.00 0.8 1.00 0.25 0.15 - Rem 0.69 좋음
4 0.8 12.0 6.00 0.8 1.00 0.25 0.15 - Rem 0.72 좋음
5 0.8 5.00 0.60 0.8 1.00 0.25 0.15 Rem 0.70 좋음
6 0.8 5.00 1.50 0.8 1.00 0.25 0.15 Rem 0.65 좋음
7 0.8 5.00 4.00 0.8 1.00 0.25 0.15 - Rem 0.54 좋음
8 0.8 5.00 12.0 0.8 1.00 0.25 0.15 - Rem 0.48 좋음
9 0.8 5.00 6.00 0.8 1.00 0.25 0.15 0.50 Rem 0.60 좋음
10 0.8 5.00 6.00 0.8 1.00 0.25 0.15 1.00 Rem 0.54 좋음
11 0.8 5.00 6.00 0.8 1.00 0.25 0.15 2.00 Rem 0.45 좋음
12 0.8 8.00 1.50 0.8 1.00 0.25 0.15 0.50 Rem 0.55 좋음
비교예
1(ALDC10) 3.00 8.50 0.10 0.8 1.00 0.25 0.15 - Rem 1.30 좋음
2(ALDC5) 0.08 0.20 6.00 0.05 0.20 0.25 0.15 - Rem 0.58 나쁨
3(AC7 A) 0.08 0.20 5.50 0.05 0.20 0.25 0.15 - Rem 0.45 나쁨
상기 표 5를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 12는 비교예 1 보다 우수한 내식성 결과를 보이고 있으며, 비교예 2 또는 3 과 비슷한 결과를 보이고 있다. 실시예의 경우 Fe 의 함량이 높아 내식성면에서 비교예보다 불리한 상황인 것을 감안하면, 본 발명에 따른 합금은 우수한 내식성을 보이고 있다. 또한 Si의 첨가로 인해 유동성은 비교예 2 또는 3보다 크게 개선된 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명에서의 알루미늄 합금은 Si와 Mg이 동시에 첨가되어 있기 때문에 시효경화 특성을 나타내므로 시효경화 열처리를 통해서 강도와 경도를 더욱 증가시킬 수 있다. 또한 Al-Mg계 합금의 특성상 편석 현상에 주의하여야 하므로 필요시 용체화 열처리를 실시하여 조직을 안정화시킬 수 있다. 이때 용체화 열처리의 온도범위는 350℃ 내지 450℃ 범위가 바람직하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 0.61~12.0중량%의 마그네슘(Mg);
    1.0~12.0중량%의 실리콘(Si);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 원자번호57(La) 내지 71번(Lu)의 희토류금속 또는 이들의 조합 중 어느 하나의 함량이 0.001~2.0중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 아연(Zn)의 함량이 0.001~4.0중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 구리(Cu)의 함량이 0.001~7.0중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 철(Fe)의 함량이 0.001~2.0중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 망간(Mn)의 함량이 0.001~2.0중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 티타늄(Ti)의 함량이 0.001~0.40중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 코발트(Co)의 함량이 0.001~0.2중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 베릴륨(Be)의 함량이 0.001~0.02%중량%의 범위로 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 Zr, Sr, Cr, V, Ni, In, Pb, Bi, Ca, Ag, Pd, Sb, Sc, Nb, Hf, 또는 Y 중 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘(Si)의 함량이 4.0~12.0중량%의 범위인 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘(Mg)의 함량이 0.61~3.99중량% 또는 4.0~10.0중량% 범위 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 고내식 주물용 알루미늄 합금.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 잉곳(ingot)으로 제조되어, 다이캐스팅 공정 또는 주조 공정으로 형상화되는 것을 특징으로 하는, 고내식 알루미늄 합금.
  14. 제1항 또는 제13항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 350∼450℃에서 소둔열처리가 실시되는 것을 특징으로 하는, 고내식 알루미늄 합금.
  15. 제1항 또는 제13항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 시효열처리가 실시되는 것을 특징으로 하는, 고내식 알루미늄 합금.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107881377A (zh) * 2017-12-20 2018-04-06 珠海航特装备制造有限公司 一种铝合金副车架重力倾转铸造方法
CN108611532A (zh) * 2018-05-14 2018-10-02 广东技术师范学院天河学院 铝合金、铝合金-陶瓷复合材料
WO2019129722A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Fehrmann Beteiligungsgesellschaft Mbh Aluminium alloy
WO2019129723A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Fehrmann Gmbh Use of alloy containing aluminium for additive manufacturing
CN111041388A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 安徽科蓝特铝业有限公司 一种铝合金型材的汽车用行李架
CN114277289A (zh) * 2020-09-27 2022-04-05 比亚迪股份有限公司 一种压铸铝合金及其制备方法、阳极氧化外观件、电子设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101866712B1 (ko) 2018-02-01 2018-06-11 이준연 특수강의 담금질 방법
KR101855643B1 (ko) 2018-02-01 2018-06-08 이준연 특수강의 담금질 장치
KR102602980B1 (ko) 2018-04-16 2023-11-16 현대자동차주식회사 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 이를 이용한 알루미늄 합금 주조물 제조방법
KR102303378B1 (ko) 2019-06-14 2021-09-16 손희식 고내식 주물용 마그네슘 첨가 알루미늄 합금
KR102420945B1 (ko) * 2020-01-03 2022-07-14 주식회사 지.에이.엠 고강도와 높은 연신율을 가지는 알루미늄 합금 및 주물
KR102472890B1 (ko) * 2020-08-20 2022-12-02 ㈜에스엘엠글로벌 열전도율이 우수한 주조용 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 주조방법
KR102472891B1 (ko) * 2020-09-02 2022-12-02 ㈜에스엘엠글로벌 열전도율이 우수한 주조용 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 주조방법
WO2022124448A1 (ko) * 2020-12-11 2022-06-16 손희식 고내식 주물용 마그네슘 첨가 알루미늄 합금
WO2022139007A1 (ko) * 2020-12-22 2022-06-30 주식회사 에프티넷 고인성 주조용 알루미늄 합금 및 그 제조방법
KR102553706B1 (ko) * 2021-01-07 2023-07-10 주식회사 에스제이테크 성형성, 내식성, 고열전도도 및 강도가 우수한 알루미늄 다이캐스팅 합금
KR102553711B1 (ko) * 2021-01-08 2023-07-10 주식회사 에스제이테크 성형성, 내식성, 고열전도도 및 강도가 우수한 알루미늄 다이캐스팅 합금
KR102553712B1 (ko) * 2021-01-08 2023-07-10 주식회사 에스제이테크 성형성, 내식성, 고열전도도 및 강도가 우수한 알루미늄 다이캐스팅 합금
KR102599762B1 (ko) * 2021-03-22 2023-11-08 금오공과대학교 산학협력단 전기전도도 특성이 우수한 알루미늄 다이캐스팅 합금, 이를 이용한 주조품 및 이의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08283921A (ja) * 1995-04-17 1996-10-29 Ykk Kk 高強度アルミニウム合金固化材およびその製造方法
JP2001220639A (ja) * 2000-01-19 2001-08-14 Aluminium Rheinfelden Gmbh アルミニウム鋳造用合金
JP2008530365A (ja) * 2005-02-10 2008-08-07 アルカン ロールド プロダクツ−レイヴンズウッド，エルエルシー アルミニウムを主成分とするＡｌ‐Ｚｎ‐Ｃｕ‐Ｍｇ合金及びその製造方法と使用方法
US20120000578A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Cast aluminum alloys
KR101220577B1 (ko) * 2004-02-16 2013-01-10 페에아카 베르크스토프 게엠베하 알루미늄 합금 계열의 재료, 그 제조 방법 및 그 사용

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08283921A (ja) * 1995-04-17 1996-10-29 Ykk Kk 高強度アルミニウム合金固化材およびその製造方法
JP2001220639A (ja) * 2000-01-19 2001-08-14 Aluminium Rheinfelden Gmbh アルミニウム鋳造用合金
KR101220577B1 (ko) * 2004-02-16 2013-01-10 페에아카 베르크스토프 게엠베하 알루미늄 합금 계열의 재료, 그 제조 방법 및 그 사용
JP2008530365A (ja) * 2005-02-10 2008-08-07 アルカン ロールド プロダクツ−レイヴンズウッド，エルエルシー アルミニウムを主成分とするＡｌ‐Ｚｎ‐Ｃｕ‐Ｍｇ合金及びその製造方法と使用方法
US20120000578A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Cast aluminum alloys

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107881377A (zh) * 2017-12-20 2018-04-06 珠海航特装备制造有限公司 一种铝合金副车架重力倾转铸造方法
WO2019129722A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Fehrmann Beteiligungsgesellschaft Mbh Aluminium alloy
WO2019129723A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Fehrmann Gmbh Use of alloy containing aluminium for additive manufacturing
CN111742072A (zh) * 2017-12-28 2020-10-02 费曼合金有限公司 含铝合金用于增材制造的用途
CN108611532A (zh) * 2018-05-14 2018-10-02 广东技术师范学院天河学院 铝合金、铝合金-陶瓷复合材料
CN111041388A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 安徽科蓝特铝业有限公司 一种铝合金型材的汽车用行李架
CN114277289A (zh) * 2020-09-27 2022-04-05 比亚迪股份有限公司 一种压铸铝合金及其制备方法、阳极氧化外观件、电子设备

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