WO2018117315A1 - 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2018117315A1
WO2018117315A1 PCT/KR2016/015296 KR2016015296W WO2018117315A1 WO 2018117315 A1 WO2018117315 A1 WO 2018117315A1 KR 2016015296 W KR2016015296 W KR 2016015296W WO 2018117315 A1 WO2018117315 A1 WO 2018117315A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
aluminum alloy
alloy composition
thermal conductivity
die casting
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/015296
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
허일
이정목
김도균
김성국
Original Assignee
주식회사 에스제이테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스제이테크 filed Critical 주식회사 에스제이테크
Publication of WO2018117315A1 publication Critical patent/WO2018117315A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high-strength die-casting, and a method for manufacturing the same, which can be thinly molded, and more specifically, high thermal conductivity and high tensile strength and yield strength excellent in heat dissipation are expressed.
  • the present invention relates to an aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high strength die casting, and a method of manufacturing the same, which can be made thin.
  • Aluminum alloys are widely used as materials for electronics and automotive parts.
  • Aluminum is a soft white silver metal that is used as a main material for aircraft, ships, and vehicles because of its excellent malleability, ductility, good electrical conductivity, and light and durable characteristics. .
  • Such aluminum may be generally formed by plastic processing such as forging / extrusion / rolling, and electronic products or automobile parts are manufactured through a die casting process rather than plastic processing because they have to maintain precise dimensions.
  • Die casting is a method of manufacturing the same casting as a mold by injecting an aluminum melt into a mold machined into a product shape, and is widely used as an electronic product, an automobile, an aircraft, or the like, which requires precise and relatively complicated designs.
  • zinc (Zn), magnesium (Mg), copper (Cu), zirconium (Zr) and titanium (Ti) may be added to the aluminum base. Increasing strength.
  • Such an aluminum alloy composition for die casting has a problem of satisfying various performance requirements, such as fluidity problems for thin molding and thermal conductivity for heat dissipation, in addition to strength.
  • Korean Patent No. 1113103 proposes a high-strength aluminum alloy for die casting.
  • the proposed aluminum alloy improves the strength by adding zinc, magnesium, copper, zirconium and titanium to the aluminum base.
  • Korean Patent Application Publication No. 2014-0034557 proposes a “high thermal conductivity Al—Cu alloy for die casting”.
  • the proposed aluminum alloy improves thermal conductivity by adding copper, magnesium, and iron to the aluminum base.
  • alloys other than aluminum should be reduced to be pure aluminum, while in order to increase the strength, alloying elements such as magnesium (Mg) and copper (Cu) must be added in addition to aluminum, and thus have opposite characteristics.
  • the present invention is to solve such a conventional problem, it is an object of the present invention to provide an aluminum alloy composition that can implement high thermal conductivity and high strength at the same time.
  • the high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition of the present invention is thin in the high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition, silicon (Si ), Magnesium (Mg), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), and the remaining aluminum (Al) is preferred.
  • Magnesium (Mg) of the present invention is preferably added in 1.5 to 2.5% by weight relative to the total weight.
  • Silicon (Si) of the present invention is 5.5 to 7.0% by weight relative to the total weight, the manganese (Mn) is 0.01 to 0.12% by weight relative to the total weight, the iron (Fe) is 0.01 to 0.5% by weight relative to the total weight, the copper ( Cu) is 0.5 to 2.5% by weight based on the total weight, the remainder is preferably aluminum (Al).
  • Silicon (Si) of the present invention is 5.5 to 7.0% by weight relative to the total weight
  • the manganese (Mn) is 0.01 to 0.12% by weight relative to the total weight
  • the iron (Fe) is 0.3 to 0.5% by weight relative to the total weight
  • the copper ( Cu) is 0.5 to 1.0% by weight based on the total weight
  • the remainder is preferably aluminum (Al).
  • Silicon of the present invention (Si) is 6.0 to 7.0% by weight relative to the total weight, the manganese (Mn) is 0.01 to 0.12% by weight relative to the total weight, the iron (Fe) is 0.01 to 0.3% by weight relative to the total weight, the copper ( Cu) is 2.0 to 2.5% by weight based on the total weight, the remainder is preferably aluminum (Al).
  • the die-cast aluminum alloy composition of the present invention preferably has a thermal conductivity of 140 W / m ⁇ K to 160 W / m ⁇ K and a tensile strength of 300 MPa to 320 MPa.
  • the die-cast aluminum alloy composition of the present invention preferably has a thin molding thickness of 0.38t or less.
  • the method for producing a cast product using the high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition capable of thinning molding of the present invention is a method for producing a high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition for thinning molding, which is 5.5 to 7.0% by weight of the total weight.
  • the casting temperature of the alloy melt injected into the die casting mold of the present invention is preferably 680 ⁇ 750 °C.
  • the cast product produced by the method for producing a cast product using the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high strength die casting capable of thin molding of the present invention is preferably an electronic device component or an automotive component.
  • the mold can be used as a material for electronic products and automotive parts.
  • the aluminum alloy composition according to the present invention has a thermal conductivity of 140 W / m ⁇ K or more, it is excellent in heat dissipation and has an advantage of effectively eliminating heat generation in an electronic product.
  • the aluminum alloy composition according to the present invention can be widely used in automobile parts requiring a high strength and compactness of the product due to the thin-walled molding, since the thin-molding molding of 0.38t or less is possible while having a tensile strength of 300 MPa or more. There is an advantage to that.
  • the aluminum alloy composition according to the present invention is manufactured using only six metal elements, it is easy to recycle, and the manufacturing process is very simplified, which is suitable for mass production.
  • FIG. 1 is a flow chart sequentially showing a high thermal conductivity and a high-strength die casting aluminum alloy composition manufacturing method according to the present invention.
  • Figure 2 is a table showing the thermal conductivity and tensile strength results for various embodiments of the aluminum alloy composition.
  • Figure 3 is a composition table of the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high-strength die-casting according to the present invention.
  • Figure 4 is a photograph showing a specimen made of a high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition capable of molding thin according to the present invention.
  • Figure 5 is a table showing the optimal die casting conditions when the test pieces of the high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition capable of thin molding according to the present invention using the TOYO125 die casting equipment.
  • Figure 6 is a photograph of experimental equipment for experimenting the thermal conductivity of the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high-strength die-casting can be thin-molded according to the present invention.
  • Figure 7 is a table showing the thermal conductivity of the aluminum alloy composition for high-temperature conductivity and high-strength die casting capable of molding thin according to the present invention.
  • Figure 8 is a graph showing the thermal conductivity of the aluminum alloy composition for high-temperature conductivity and high-strength die casting capable of thin molding according to the present invention.
  • Figure 9 is a table showing the results of measuring the tensile strength of the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high-strength die casting capable of thin molding according to the present invention.
  • Figure 10 is a graph showing the results of measuring the tensile strength of the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high-strength die casting capable of thin molding according to the present invention.
  • Figure 11 is a photograph of the measurement of the thickness of the thin plate thickness of the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high-strength die casting capable of thin molding according to the present invention.
  • Figure 13 is a photograph showing the test results of the specimen structure of the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high-strength die casting thin moldable according to the present invention.
  • Figure 14 is a photograph showing the salt spray test results of the aluminum alloy composition specimens for high thermal conductivity and high-strength die casting capable of thin molding according to the present invention.
  • Figure 16 is a table showing the tensile strength test results for the alloy composition adjusted only the weight ratio of magnesium of the high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition capable of thin molding according to the present invention.
  • the thin-moldable high thermal conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition of the present invention in the thin-moldable high-temperature conductivity and high-strength die-casting aluminum alloy composition, silicon (Si), magnesium (Mg), iron (Fe), copper ( Cu), manganese (Mn), and the remaining aluminum (Al).
  • first and second are intended to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms.
  • first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • an identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of the steps, and each step clearly indicates a specific order in context. Unless stated otherwise, they may occur out of the order noted. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
  • the aluminum alloy manufactured by the manufacturing method according to various embodiments of the present disclosure may be applied to a case frame, a bezel, or the like of an electronic device.
  • the electronic device described above may be a device including a communication function.
  • the electronic device may be a smart phone, a tablet personal computer, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop personal computer, a laptop.
  • HMD head-mounted-device
  • the electronic device may be a smart home appliance having a communication function.
  • Smart home appliances are, for example, electronic devices such as televisions, digital video disk (DVD) players, audio, refrigerators, air conditioners, cleaners, ovens, microwave ovens, washing machines, air purifiers, set-top boxes, TVs. It may include at least one of a box (eg, Samsung HomeSync TM, Apple TV TM, or Google TV TM), game consoles, electronic dictionaries, electronic keys, camcorders, or electronic photo frames.
  • the electronic device may include various medical devices (eg, magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), computed tomography (CT), imaging device, ultrasound, etc.), navigation device, and GPS receiver. (global positioning system receiver), event data recorder (EDR), flight data recorder (FDR), automotive infotainment device, marine electronic equipment (e.g. marine navigation system and gyro compass), avionics, It may include at least one of a security device, a vehicle head unit, an industrial or household robot, an automatic teller's machine (ATM) of a financial institution, or a point of sales (POS) of a store.
  • MRA magnetic resonance angiography
  • MRI magnetic resonance imaging
  • CT computed tomography
  • imaging device e.g., ultrasound, etc.
  • GPS receiver global positioning system receiver
  • EDR event data recorder
  • FDR flight data recorder
  • automotive infotainment device e.g. marine navigation system and gyro compass
  • an electronic device may be part of a furniture or building / structure that includes a communication function, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various It may include at least one of the measuring device (for example, water, electricity, gas, or radio wave measuring device).
  • An electronic device according to various embodiments of the present disclosure may be a combination of one or more of the aforementioned various devices.
  • an electronic device according to various embodiments of the present disclosure may be a flexible device.
  • the electronic device according to various embodiments of the present disclosure is not limited to the above-described devices. Even non-electronic devices may be applied to other devices consisting of, or at least containing, metal appliances.
  • the die-cast aluminum alloy composition according to the present invention is made of silicon (Si), magnesium (Mg), manganese (Mn), iron () to achieve high thermal conductivity and high strength, in particular, thermal conductivity of 140 W / m ⁇ K or more and tensile strength of 300 MPa or more.
  • the present invention relates to an aluminum alloy composition for die casting composed of only six metal elements consisting of Fe), copper (Cu), and the remaining aluminum (Al).
  • the thermal conductivity and the tensile strength were tested for various embodiments of the aluminum alloy composition.
  • alloys 1 to 3 are alloys composed of only aluminum (Al), silicon (Si), iron (Fe), magnesium (Mg), and zinc (Zn), with different alloy ratios as main components. to be.
  • the thermal conductivity is 140 to 180 W / m ⁇ K, which corresponds to the thermal conductivity of 140 W / m ⁇ K or higher, but the tensile strength is 210 to 270 MPa, and the tensile strength is 300 to achieve high strength. It does not meet MPa or higher.
  • alloys 4 to 5 include copper (Cu), manganese (Mn), chromium (Cr), nickel (Ni), titanium (Ti), tin (Sn), and zirconium (Zr) in addition to the components of alloys 1 to 3. It contains a certain component ratio, the tensile strength of all 300MPa or more, but the thermal conductivity is less than 140W / mK.
  • the alloys 1 to 3 generally have less alloy composition added in addition to aluminum in relation to the thermal conductivity of the aluminum alloy composition, that is, the closer to the pure aluminum state has the characteristic that the thermal conductivity is improved.
  • the aluminum alloy composition in order for the aluminum alloy composition to have a certain strength, such as alloys 4 to 5, it is necessary to include metal elements such as magnesium (Mg) and copper (Cu) in addition to aluminum.
  • metal elements such as magnesium (Mg) and copper (Cu) in addition to aluminum.
  • the kind of aluminum alloy composition should be limited and the compounding ratio between compositions should be selected and specified from an appropriate line.
  • die casting is performed using only six metal elements composed of silicon (Si), magnesium (Mg), manganese (Mn), iron (Fe), copper (Cu), and the remaining aluminum (Al) in order to realize high thermal conductivity and high strength. Consists of aluminum alloys. The six major elements are limited to metal elements that can increase the strength without lowering the thermal conductivity of aluminum as much as possible.
  • High thermal conductivity and high-strength die casting aluminum alloy composition capable of thin molding according to the present invention is 5.5 to 7.0% by weight of silicon (Si), 1.5 to 2.5% by weight of magnesium (Mg), 0.01 to 0.12% by weight of manganese (Mn), 0.01 to 0.5% by weight of iron (Fe), 0.5 to 2.5% by weight of copper (Cu) and the remainder of aluminum (Al).
  • the aluminum alloy composition for high thermal conductivity and high strength die casting according to the present invention may be formed of 5.5 to 7.0% by weight of silicon (Si), 2.0 to 2.5% by weight of magnesium ( Mg), 0.01 to 0.12% by weight of manganese (Mn), 0.3 to 0.5% by weight of iron (Fe), 0.5 to 1.0% by weight of copper (Cu) and the remainder aluminum (Al).
  • the thin-moldable high thermal conductivity and high-strength die casting aluminum alloy composition according to the present invention is 6.0 to 7.0% by weight of silicon (Si), 2.0 to 2.5% by weight of magnesium (Mg), 0.01 to 0.12% by weight of manganese (Mn), 0.01 to 0.3% by weight of iron (Fe), 2.0 to 2.5% by weight of copper (Cu) and the remainder aluminum (Al) is added.
  • Silicon (Si) constituting the aluminum alloy composition of the present invention can improve the strength without deteriorating the corrosion resistance and at the same time ensure the fluidity for use as a die casting material.
  • silicon (Si) is for improving the fluidity of the melt, thin molding, decrease in shrinkage rate, and heat resistance, and may be added in an amount of 5.5 wt% or more and 7.0 wt% or less. According to various embodiments, if the amount of silicon is less than 5.5% by weight, the desired strength and fluidity cannot be obtained. On the contrary, when the amount of silicon is more than 7.0% by weight, moldability is degraded and cracking characteristics are satisfied. It becomes impossible.
  • magnesium (Mg) may be added in more than 1.5% by weight to 2.5% by weight or less. Magnesium (Mg) can improve corrosion resistance, strength and elongation, and contribute to weight reduction and machinability.
  • magnesium (Mg) is closely related to the increase in strength
  • magnesium (Mg) is combined with silicon (Si) to precipitate as Mg 2 Si by aging to influence the mechanical properties
  • magnesium (Mg) and Residual silicon (Si) remaining after bonding is precipitated alone to improve mechanical properties.
  • the added amount of magnesium (Mg) is less than 2.0% by weight, the effect of increasing strength is inadequate.
  • the aluminum alloy composition of the present invention uses only six metal elements in consideration of thermal conductivity at the same time, and therefore, the added amount of magnesium (Mg) It should be at least 1.5% by weight to achieve a tensile strength of 300MPa or more.
  • the Mg may start to ignite, causing foaming, and using another gas to prevent this, which can be solved by adjusting the content.
  • magnesium addition amount exceeds 2.5 wt%, while disadvantageous in workability as in the case of an excess of silicon (Si) as well as the risk of low intensity, the moldability decreases and fall in productivity yet, Mg 2 Si The extra Mg that could not be formed could inhibit the solid solution of Mg 2 Si, leading to a drop in strength.
  • the magnesium (Mg) may be formed to form an oxide layer (MgO) quickly on the surface of the product, the oxide layer (MgO) may act as a coating film on the surface to improve the corrosion resistance.
  • manganese (Mn) may be added at 0.01% by weight or more to 0.12% by weight or less.
  • Manganese (Mn) is for enhancing corrosion resistance and may function to increase softening resistance and improve surface treatment characteristics at a certain temperature.
  • manganese (Mn) is added to contribute to the improvement of strength through the solid solution strengthening effect and fine precipitate dispersion effect, without impairing the corrosion resistance due to the addition of a small amount.
  • iron (Fe) may be added in more than 0.01% by weight to 0.5% by weight or less.
  • Iron (Fe) can contribute to the strength improvement by increasing the density of the alloy, is a typical component for improving the demolding performance by reducing the adhesiveness, and is an effective component to suppress the coarsening of recrystallized grains and to refine the grains during casting .
  • iron (Fe) is not only difficult to control the amount, but also the alloying effect is insignificant, not only can reduce the ductility, but also reduce the extrudability and productivity, if contained in more than 0.5% by weight as impurities that can be added in aluminum May cause corrosion.
  • copper (Cu) may be added in more than 0.5% by weight to 2.5% by weight. Copper (Cu) may contribute to the improvement of strength and ductility through hardness improvement and precipitation hardening, and also to improve the corrosion resistance property, and to improve the flowability and strength of the molten metal. However, when the added amount of copper (Cu) is 0.5% by weight or less, the effect of improving strength and ductility is insignificant, and when it is contained in 2.5% by weight or more, corrosion resistance may be lowered to reduce weldability and extrudability.
  • the aluminum alloy composition configured as described above is 5.5 to 7.0% by weight of silicon (Si), 1.5 to 2.5% by weight of magnesium (Mg), 0.01 to 0.12% by weight of manganese (Mn), 0.01 to 0.5% by weight relative to the total weight Of iron (Fe), 0.5 to 2.5% by weight of copper (Cu) and the remainder of aluminum (Al) is added.
  • Example 1 As Example 1 and Other Example 1, 5.5 to 7.0% by weight of silicon (Si), 2.0 to 2.5% by weight of magnesium (Mg), 0.01 to 0.12% by weight of manganese (Mn), 0.3 to 0.5% by weight Iron (Fe) of 0.5%, copper (Cu) of 0.5 to 1.0% by weight and aluminum (Al) may be added as the remainder.
  • Si silicon
  • Mg magnesium
  • Mn manganese
  • Fe Iron
  • Cu copper
  • Al aluminum
  • Example 2 and Example 2 6.0 to 7.0% by weight of silicon (Si), 2.0 to 2.5% by weight of magnesium (Mg), 0.01 to 0.12% by weight of manganese (Mn), and 0.01 to 0.3% by weight Iron (Fe), 2.0 to 2.5% by weight of copper (Cu) and aluminum (Al) may be added as the remainder.
  • Si silicon
  • Mg magnesium
  • Mn manganese
  • Fe iron
  • Cu copper
  • Al aluminum
  • chromium (Cr), zinc (Zn), titanium (Ti), tin (Sn), nickel (Ni), etc. which are generally added to the aluminum alloy composition, have a corresponding metal element itself. Since eggplant acts as a factor to lower the thermal conductivity of the aluminum alloy composition than the excellent effect is preferably excluded.
  • aluminum (Al) may be formed in a completely dissolved state by heating to 700 ° C. to 800 ° C. as a balance weight% in the S101 process.
  • a predetermined amount of silicon (Si) may be added to the completely molten aluminum (Al) in the S103 process.
  • Silicon (Si) may be added after raising the molten aluminum (Al) to 850 °C ⁇ 950 °C.
  • Silicon (Si) may be added in the range of 5.5 wt% or more and 7.0 wt% or less.
  • the temperature may be increased to 1200 ° C.
  • 0.5 wt% or more and 2.5 wt% or less of copper (Cu) is added to the heated melter, and manganese (Mn) is added to 0.01 wt% or more and 0.12 wt% or less, and then heated to the corresponding temperature for a predetermined time. Can be melted completely.
  • the heating time may be in the range of 4-5 hours.
  • Component analysis of the melt to date in the S106 process may be performed, and the impurity weight% may be adjusted according to the component analyzed in the S107 process.
  • step S109 after adjusting the impurity weight%, after the hot melt is reduced to 700 ⁇ 800 °C by natural cooling, magnesium (Mg) to 1.5% by weight or more and 2.5% by weight or less to completely melt,
  • Mg magnesium
  • the process may proceed to S111 to form an aluminum alloy base material.
  • the component analysis process may be performed for each element added.
  • the base material may be applied a casting pressure of 75MPa when die casting.
  • the base material may exhibit a tensile strength property of at least 300 MPa or more during die casting, and the base material may be formed to exhibit thermal conductivity properties of at least 140 W / m ⁇ K or more during die casting.
  • An aluminum alloy composition according to the present invention was prepared as shown in FIG. 3.
  • the table of FIG. 3 describes the composition table of the aluminum alloy according to the present invention.
  • the prepared alloy was prepared using the TOYO125 die casting facility according to the above-described manufacturing method, and a test piece as shown in FIG. 4.
  • Table 5 shows the optimal die casting conditions when the test piece was injected using a TOYO125 die casting facility.
  • FIG. 6 A photograph of a Netzsch LFA467 device for measuring thermal conductivity used in the thermal conductivity test using the specimen is shown in FIG. 6.
  • the thermal conductivity of the aluminum alloy composition according to the present invention is 153 W / mK, which is the target thermal conductivity of 140 W / m ⁇ K or more.
  • the specimen was measured for tensile strength, yield strength, and elongation using an universal material tester (Instron 5982), and the results are shown in FIGS. 9 and 10 below.
  • the tensile strength of the aluminum alloy composition according to the present invention is 331 MPa, the tensile strength of 300 MPa or more targeted by the present invention.
  • FIG. 11 When thin sheet forming injection molding was carried out using the specimen, a photograph of the thin sheet forming thickness measured by a micrometer is shown in FIG. 11 below.
  • Microstructure analysis is a method of analyzing the properties of basic materials along with hardness measurement. It is a process of identifying problems and phenomena by analyzing the results of mechanical properties.
  • the top was finely polished to # 2000 using SiC paper, and then mirror-polished using alumina paste.
  • the mirrored specimen was rinsed three times after etching for 30 seconds using an etching solution (DAC-107DZ, Jeonyoung Co., Ltd.).
  • the image analysis was observed 100 times, 200 times, 500 times, and 1000 times using an optical microscope.
  • Figure 13 below shows the results of the phase analysis of the specimen using an optical microscope.
  • FIG. 13 shows a specimen of representative composition of the aluminum alloy composition according to the present invention, and as a comparative example, silicon (Si) 8.0, iron (Fe) 0.5, magnesium (Mg) 0.5, copper (Cu) 1.5, and manganese (Mn) 0.5
  • Si silicon
  • Fe iron
  • Mg magnesium
  • Cu copper
  • Mn manganese
  • the alloy of the specimen by the representative composition exhibits a grain size of 10 ⁇ m or less, and the grain size is very evenly and densely formed.
  • the thermal conductivity is increased by the combination of vibrations of the molecules that make up the crystal and the movement of free electrons, so that the size of the crystal grain is uniform and evenly distributed.
  • the alloy of the specimen by the comparative composition can confirm the grain size exceeding 10 ⁇ m and it can be confirmed that the grain size is uneven.
  • the shape, distribution and size of the crystal grains of the specimen are considered to be very uniform and dense, resulting in excellent thermal conductivity.
  • the specimen was sprayed onto the surface under the following conditions in accordance with KS D 9502, a salt spray test method, without surface treatment.
  • Spray method continuous spraying
  • the aluminum alloy composition specimens according to the present invention can be confirmed that the degree of corrosion is weaker than the commercial alloy.
  • a fast oxide film is formed under the influence of magnesium (Mg), and nickel (Ni), which causes other corrosion, is relatively not included, and thus, corrosion is good.
  • Magnesium (Mg) affects the improvement of corrosion resistance, strength and elongation, and is an important metal element that combines with silicon (Si) and influences mechanical properties, especially with regard to strength increase.
  • the aluminum alloy composition according to the present invention uses only six major metal elements, it can be said that the addition amount of magnesium (Mg) for strength improvement has an important effect.
  • the thermal conductivity of the specimens having the weight ratios of magnesium (Mg) of 0.5%, 1.5%, 2.5%, and 3.5%, respectively, is described. According to FIG. 15, it can be seen that when the weight ratio of magnesium (Mg) exceeds 2.5%, the thermal conductivity drops to 140 W / m ⁇ K or less. Between 2.0% and 2.5% of the weight ratio of magnesium (Mg), the thermal conductivity corresponds to 140W / m ⁇ K to 160 W / m ⁇ K.
  • the important factor for adjusting the complementary relationship between the thermal conductivity and the tensile strength of the aluminum alloy composition of the present invention is magnesium (Mg)
  • the weight ratio of magnesium (Mg) is 1.5 If less than%, the tensile strength decrease phenomenon occurs, if the weight ratio is more than 2.5% thermal conductivity decrease phenomenon occurs, it can be seen that the appropriate weight ratio of magnesium (Mg) is 1.5% or more and 2.5% or less.
  • the thermal conductivity mentioned in the present invention is 140W / mK or more, tensile strength 300MPa or more, thin molding thickness 0.38t or less corresponds to the reference value requested by manufacturers of electronic products and automotive parts, based on the highest specifications that are applied to the actual product It is set to.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 열전도도 140W/m·K 이상 및 인장강도 300MPa 이상을 구현하기 위하여 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 철(Fe), 구리(Cu) 및 나머지 알루미늄(Al)으로 이루어진 6대 금속원소만으로 구성되는 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법에 대한 것이다.

Description

박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법
본 발명은 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열효과가 우수한 높은 열전도도와 높은 인장강도 및 항복강도가 발현되어 전자기기나 자동차 부품의 제조가 가능한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 IT 기술의 급격한 발전으로 인해 휴대폰과 같은 전자제품의 슬림화 및 경량화에 대한 요구가 증가하고 있다. 휴대폰이 고성능화됨으로 인해 제품 내부에서 발생되는 열을 방출하기 위해 높은 열전도도를 요구하는 성향이 강해지고 있다.
특히, 최근에 발생한 휴대폰 배터리 폭발사고의 발생요인 중 하나가 방열문제인 것을 고려할 때, 휴대폰 소재의 열전도도는 매우 중요한 소재 조건임을 알 수 있다. 또한, 자동자 부품에서도 연비절감을 위한 환경친화적인 요구로 인해 부품의 경량화 및 방열에 대한 기능개선이 필요한 시점이다.
이러한 전자제품 및 자동차 부품의 소재로 알루미늄 합금이 많이 사용되고 있는데, 알루미늄은 은백색의 부드러운 금속으로 전성과 연성이 크고 전기전도성이 좋으며 가볍고 내구성이 큰 특성을 가지기 때문에 항공기, 선박, 차량의 주재료로 사용된다.
이와 같은 알루미늄은 일반적으로 단조/압출/압연 등의 소성가공을 통해 성형될 수 있는데, 전자제품이나 자동차 부품은 정밀한 치수를 유지해야 하기 때문에 소성가공보다는 다이캐스팅 공정을 통해 제조되고 있다.
다이캐스팅은 제품 형상으로 기계가공된 금형에 알루미늄 용융물을 주입하여 금형과 동일한 주물을 제조하는 방법으로서, 치수가 정확하고 비교적 복잡한 디자인이 요구되는 전자제품이나 자동차 또는 항공기 등의 부품으로 널리 활용되고 있다.
다이캐스팅용으로 사용하기 위해서 순수 알루미늄은 강도 및 내구성 문제로 인해 적합하지 않기 때문에 알루미늄 베이스에 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 구리(Cu), 지르코늄(Zr) 및 티타늄(Ti) 등을 첨가하여 강도를 높이고 있다.
그러나, 이와 같은 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물은 단순히 강도 이외에도 박육성형을 위한 유동성 문제나 방열을 위한 열전도도와 같이 다양한 요구성능을 충족해야 하는 문제점이 있다.
종래기술로서는 한국 등록특허공보 제1133103호에 “다이캐스팅용 고강도 알루미늄 합금”을 제안하고 있다. 제안된 알루미늄 합금은 알루미늄 베이스에 아연, 마그네슘, 구리, 지르코늄 및 티타늄을 첨가하여 강도를 향상시키고 있다.
한편, 한국 공개특허 제2014-0034557호에 “다이캐스팅용 고열전도도 Al - Cu 합금”을 제안하고 있다. 제안된 알루미늄 합금은 알루미늄 베이스에 구리, 마그네슘, 및 철을 첨가하여 열전도도를 향상시키고 있다.
그러나, 이러한 종래기술에서는 고열전도도와 고강도를 동시에 만족시키는 알루미늄 합금 조성물에 대한 언급은 전혀 찾아볼 수 없다. 특히, 전자제품과 자동차 부품에 모두 사용될 수 있도록 하기 위한 조건인 고열전도도 140W/m·K 이상, 고인장강도 300MPa 이상인 알루미늄 합금에 대해서는 강도와 열전도도의 상보적인 관계로 인해 적절한 합금비율을 설정하기가 쉽지 않다.
즉, 열전도도를 높이기 위해서는 알루미늄 이외의 합금의 양을 감소시켜 순수한 알루미늄 상태이어야 하는 반면, 강도를 높이기 위해서는 알루미늄 이외에 마그네슘(Mg)이나 구리(Cu)와 같은 합금성분을 추가해야하므로 서로 상반된 특성을 가진다.
따라서, 종래기술에서의 알루미늄 합금에서는 고열전도도와 고강도를 모두 구현하기 위한 합금 구성성분을 제안하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고열전도도와 고강도를 동시에 구현할 수 있는 알루미늄 합금 조성물을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물에 있어서, 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 및 나머지 알루미늄(Al)으로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 마그네슘(Mg)은 총 중량대비 1.5 ~ 2.5 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실리콘(Si)은 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%, 상기 망간(Mn)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%, 상기 철(Fe)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.5 중량%, 상기 구리(Cu)는 총 중량 대비 0.5 ~ 2.5 중량%이고, 나머지 잔부는 알루미늄(Al)인 것이 바람직하다.
본 발명의 실리콘(Si)은 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%, 상기 망간(Mn)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%, 상기 철(Fe)은 총 중량 대비 0.3 ~ 0.5 중량%, 상기 구리(Cu)는 총 중량 대비 0.5 ~ 1.0 중량%이고, 나머지 잔부는 알루미늄(Al)인 것이 바람직하다.
본 발명의 실리콘(Si)은 총 중량 대비 6.0 ~ 7.0 중량%, 상기 망간(Mn)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%, 상기 철(Fe)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.3 중량%, 상기 구리(Cu)는 총 중량 대비 2.0 ~ 2.5 중량%이고, 나머지 잔부는 알루미늄(Al)인 것이 바람직하다.
본 발명의 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은 열전도도가 140 W/m·K ~ 160 W/m·K이고 인장강도가 300MPa ~ 320MPa인 것이 바람직하다.
본 발명의 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은 박육성형 두께가 0.38t 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물을 이용한 주조품의 제조방법은 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 제조방법에 있어서, 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%의 망간(Mn), 총 중량 대비 0.01 ~ 0.5 중량%의 철(Fe), 총 중량 대비 0.5 ~ 2.5 중량%의 구리(Cu), 총 중량 대비 1.5 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 및 나머지 잔부는 알루미늄(Al)으로 합금 조성물을 준비하는 단계;및 상기 알루미늄 합금 조성물을 용해하고 합금 용융물을 다이캐스팅 금형에 공급하여 주조품을 제조하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다이캐스팅 금형에 주입되는 합금 용융물의 주조온도는 680 ~ 750℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물을 이용한 주조품의 제조방법에 의해 제조된 주조품은 전자기기 부품이나 자동차 부품인 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법에 의하면, 6대 금속원소만을 사용하여 고열전도도 및 고강도 구현이 동시에 가능하므로 방열특성을 향상시킴과 동시에 박육성형이 필요한 전자제품 및 자동차 부품의 재료로 사용될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 본 발명에 의한 알루미늄합금 조성물은 140W/m·K 이상의 열전도도 특성을 가지므로 방열성능이 우수하여 전자제품 내부의 발열 현상을 효과적으로 해소할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 본 발명에 의한 알루미늄합금 조성물은 300MPa 이상의 인장강도를 가지면서도 0.38t 이하의 박육성형이 가능하기 때문에 높은 강도에 의한 안전성과 박육성형에 의한 제품의 컴팩트화를 요구하는 자동차 부품 등에 널리 사용될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 알루미늄합금 조성물은 6대 금속원소만을 사용하여 제조되기 때문에 리사이클링이 용이하고, 제조공정이 매우 단순화되어 대량 생산에 적합한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 제조방법을 순차적으로 보인 순서도.
도 2는 알루미늄 합금 조성물에 대한 여러 가지 실시예에 대해 열전도도 및 인장강도 결과를 보인 표.
도 3은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 조성표.
도 4는 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물로 제조된 시편을 보인 사진.
도 5는 TOYO125 다이캐스팅 설비를 이용하여 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 시험편을 시사출하였을 때 최적의 다이캐스팅 조건을 보인 표.
도 6은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 열전도도를 실험하기 위한 실험장비 사진.
도 7은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 열전도도 결과를 보인 표.
도 8은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 열전도도 결과를 보인 그래프.
도 9는 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 인장강도를 측정한 결과를 보인 표.
도 10은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 인장강도를 측정한 결과를 보인 그래프.
도 11은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 박판성형 두께를 측정한 사진.
도 12는 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 시편 조직 관찰을 위한 광학현미경 사진.
도 13은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 시편 조직 검사결과를 보인 사진.
도 14는 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 시편의 염수분무시험 결과를 보인 사진.
도 15는 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 마그네슘의 중량비만 조정한 합금조성물에 대한 열전도도 시험결과를 보인 표.
도 16은 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물의 마그네슘의 중량비만 조정한 합금조성물에 대한 인장강도 시험결과를 보인 표.
본 발명의 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물에 있어서, 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 및 나머지 알루미늄(Al)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 알루미늄 합금은 전자 장치의 케이스 프레임, 베젤 등에 적용될 수 있다.
상술한 전자 장치는, 통신 기능이 포함된 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자의복, 전자팔찌, 전자목걸이, 전자앱세서리(appcessory), 전자문신, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 전자 장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(gameconsoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 전자장치는 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용전자장비(예: 선박용항법장치 및 자이로콤파스 등), 항공전자기기(avionics), 보안기기, 차량용 헤드유닛, 산업용 또는 가정용 로봇, 금융기관의 ATM(automatic teller's machine) 또는 상점의 POS(point of sales) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 싸인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치는 플렉서블(flexible) 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다. 전자 장치가 아니더라도 금속 기구물로 구성되거나 적어도 금속 기구물이 포함된 여타 장치에 적용될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
본 발명에 의한 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물은 고열전도도와 고강도, 특히 열전도도 140W/m·K 이상 및 인장강도 300MPa 이상을 구현하기 위하여 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 철(Fe), 구리(Cu) 및 나머지 알루미늄(Al)으로 이루어진 6대 금속원소만으로 구성되는 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물에 대한 것이다.
먼저, 알루미늄 합금조성물의 특성을 살펴보기 위하여 알루미늄 합금 조성물에 대한 여러 가지 실시예에 대해 열전도도 및 인장강도를 실험하였다.
도 2에 도시된 표에 의하면, 합금 1 내지 3은 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 및 아연(Zn)을 주성분으로 합금비율만 상이하게 조성된 합금이다. 합금 1 내지 3의 경우 열전도도가 140 내지 180W/m·K 로서 고열전도도가 구현되기 위한 열전도도 140W/m·K 이상에 해당되지만, 인장강도가 210 내지 270MPa로서 고강도가 구현되기 위한 인장강도 300 MPa 이상을 충족하지 못한다.
반면, 합금 4 내지 5는 합금 1 내지 3의 성분 이외에 구리(Cu), 망간(Mn), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 및 지르코늄(Zr)을 일정성분비로 포함한 것으로서, 인장강도는 모두 300MPa 이상이지만 열전도도는 140W/m·K에 미치지 않는다.
상기와 같은 결과는 알루미늄 합금 조성물의 열전도도와 강도 간의 상보적인 관계를 나타낸다.
즉, 합금 1 내지 3과 같이 일반적으로 알루미늄 합금 조성물의 열전도도와 관련하여 알루미늄 이외에 첨가되는 합금 조성물이 적을수록, 즉 순수한 알루미늄 상태에 가까울수록 열전도도가 향상되는 특성을 가진다.
반대로, 합금 4 내지 5와 같이 알루미늄 합금 조성물이 일정강도 이상을 가지기 위해서는 알루미늄 이외에 마그네슘(Mg)이나 구리(Cu)와 같은 금속원소를 포함시켜야 한다.
따라서, 열전도도와 강도를 동시에 향상시키기 위해서는 알루미늄 합금 조성물의 종류를 한정하고, 조성물간의 배합비율을 적정선에서 선택하여 특정해야 한다.
이에 본 발명에서는 고열전도도와 고강도를 구현하기 위하여 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 철(Fe), 구리(Cu) 및 나머지 알루미늄(Al)으로 이루어진 6대 금속원소만으로 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 구성한다. 상기 6대 원소는 알루미늄의 열전도도를 최대한 저하시키지 않으면서 강도를 증가시킬 수 있는 금속원소만을 한정한 것이다.
본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 1.5 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 0.01~0.12 중량%의 망간(Mn), 0.01 ~ 0.5 중량%의 철(Fe), 0.5 ~ 2.5 중량%의 구리(Cu) 및 나머지로 알루미늄(Al)이 첨가된다.
상기 실시예와 다른 실시예 1로서, 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 2.0 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 0.01~0.12 중량%의 망간(Mn), 0.3 ~ 0.5 중량%의 철(Fe), 0.5 ~ 1.0 중량%의 구리(Cu) 및 나머지로 알루미늄(Al)이 첨가된다.
상기 실시예와 다른 변형 실시예 2로서, 본 발명에 의한 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은 총 중량 대비 6.0 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 2.0 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 0.01~0.12 중량%의 망간(Mn), 0.01 ~ 0.3 중량%의 철(Fe), 2.0 ~ 2.5 중량%의 구리(Cu) 및 나머지로 알루미늄(Al)이 첨가된다.
(1) 실리콘(Si)의 성분 함량 : 5.5 중량% 이상 ~ 7.0 중량% 이하
본 발명의 알루미늄 합금 조성물을 구성하는 실리콘(Si)은 내식성을 악화시키지 않으면서도 강도를 향상시키는 역할을 함과 동시에 다이캐스팅용 재료로 사용되기 위한 유동성을 확보할 수 있다.
본 발명에서 실리콘(Si)은 용융물의 유동성 증진, 박육성형, 수축률 저하, 및 내열성 향상을 위한 것으로서, 5.5 중량% 이상 7.0 중량% 이하로 첨가될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 실리콘의 첨가량이 5.5 중량%에 미치지 못하면 원하는 강도 및 유동성을 얻을 수 없고, 반대로 실리콘 첨가량이 7.0 중량%를 초과하면 성형성이 저하되고 깨지는 성징을 갖게 되어 제품 스펙을 만족시킬 수 없게 된다.
(2) 마그네슘(Mg)의 성분 함량 : 1.5 중량% 이상 ~ 2.5 중량% 이하
본 발명에서 마그네슘(Mg)은 1.5 중량% 이상 ~ 2.5 중량% 이하로 첨가될 수 있다. 마그네슘(Mg)은 내식성, 강도 및 연신율을 향상시키고, 경량화와 피삭성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
특히, 본 발명에서 마그네슘(Mg)은 강도 증가와 밀접한 관계에 있는데, 마그네슘(Mg)은 실리콘(Si)과 결합하여 시효에 의해 Mg2Si로 석출되어 기계적 성질을 좌우하며, 마그네슘(Mg)과 결합하고 남은 잔류 실리콘(Si)은 단독으로 석출되어 기계적 성질을 향상시킨다.
따라서, 마그네슘(Mg)의 첨가량이 2.0중량% 미만이면 강도 증가 효과가 미비해지는데, 이는 본 발명의 알루미늄 합금 조성물이 열전도도를 동시에 고려하여 오직 6대 금속원소만을 사용하기 때문에 마그네슘(Mg)의 첨가량이 최소한 1.5 중량% 이상이 되어야 인장강도 300MPa 이상을 구현할 수 있게 된다.
반대로, 마그네슘의 첨가량이 2.5 중량%를 초과하면 Mg의 발화가 시작되면서 거품을 일으키게 될 수 있으며, 이를 막기 위해 다른 가스를 사용하며, 이는 함량 조절을 함으로써 해결될 수 있다.
또한, 마그네슘 첨가량이 2.5 중량%를 초과하게 되면, 과다 실리콘(Si)의 경우와 같이 가공성에 불리하면서 저 강도의 원인이 될 뿐 아니라, 성형성이 저하하여 생산성이 떨어지게 되며 또, Mg2Si를 형성하지 못한 여분의 Mg가 Mg2Si의 고용을 억제하여 강도를 떨어뜨리게 될 수 있다.
추가로, 상기 마그네슘(Mg)은 제품 표면에 산화층(MgO)이 빠르게 형성되도록 할 수 있으며, 이러한 산화층(MgO)은 표면의 코팅막과 같은 역할을 하여 내식성을 향상시킬 수 있다.
(3) 망간(Mn)의 성분 함량 : 0.01 중량 % 이상 ~ 0.12 중량 % 이하
본 발명에서 망간(Mn)은 0.01 중량 % 이상 ~ 0.12 중량 % 이하로 첨가될 수 있다. 망간(Mn)은 내식성 증진을 위한 것으로 일정 정도의 고온에서 연화 저항을 크게 하고 표면처리 특성을 개선하는 기능을 할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 망간(Mn)은 소량 첨가로 인해 내식성은 약화시키지 않으면서, 고용강화 효과 및 미세 석출물 분산 효과를 통하여 강도 개선에 기여하기 위해 첨가된다.
(4) 철(Fe)의 성분함량 : 0.01 중량% 이상 ~ 0.5 중량% 이하
본 발명에서 철(Fe)은 0.01 중량% 이상 ~ 0.5 중량% 이하로 첨가될 수 있다. 철(Fe)은 합금의 밀도를 증가시켜 강도 향상에 기여할 수 있고, 점착성 감소를 통한 탈형 성능 향상을 위한 전형적인 성분이고, 재결정립의 조대화를 억제하고 주조시 결정립을 미세화하는데 효과가 있는 성분이다. 그러나, 철(Fe)은 양 조절이 어려울 뿐만 아니라 합금화 효과가 미미하고, 연성을 저하시킬 뿐 아니라 압출성과 생산성을 떨어뜨리게 될 수 있으므로, 알루미늄 내에 첨가될 수 있는 불순물로써 0.5 중량%이상 함유되면 소재의 부식을 초래할 수도 있다.
(5) 구리(Cu)의 성분 함량 : 0.5 중량% 이상 ~ 2.5 중량% 이하
본 발명에서 구리(Cu)는 0.5 중량% 이상 ~ 2.5 중량% 이하로 첨가될 수 있다. 구리(Cu)는 경도 향상과 석출경화를 통한 강도 및 연성향상에 기여하고 또한 내부식 특성을 향상시키는데 기여할 수 있으며, 용탕의 유동성을 개선하고 강도를 향상시킬 수 있다. 다만, 구리(Cu)의 첨가량이 0.5 중량% 이하가 되면 강도 및 연성향상 효과가 미비해지고, 2.5 중량% 이상 함유되면 내식성을 저하시켜 용접성 및 압출성을 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 본 발명에서는 열전도도와 강도를 동시에 향상시키기 위해 6대 금속원소만을 구성성분으로 하기 때문에 구리(Cu)에 의한 강도 및 연성향상 효과는 중요한 비중을 차지한다.
(6) 알루미늄(Al) 및 기타 잔부
상기에서 설명한 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 철(Fe), 구리(Cu)의 첨가량을 제외한 나머지는 알루미늄 및 기타 잔부로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 알루미늄 합금 조성물은 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 1.5 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 0.01~0.12 중량%의 망간(Mn), 0.01 ~ 0.5 중량%의 철(Fe), 0.5 ~ 2.5 중량%의 구리(Cu) 및 나머지로 알루미늄(Al)이 첨가된다.
상기 실시예와 다른 실시예 1로서, 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 2.0 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 0.01~0.12 중량%의 망간(Mn), 0.3 ~ 0.5 중량%의 철(Fe), 0.5 ~ 1.0 중량%의 구리(Cu) 및 나머지로 알루미늄(Al)이 첨가될 수 있다.
상기 실시예와 다른 실시예 2로서, 총 중량 대비 6.0 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 2.0 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 0.01~0.12 중량%의 망간(Mn), 0.01 ~ 0.3 중량%의 철(Fe), 2.0 ~ 2.5 중량%의 구리(Cu) 및 나머지로 알루미늄(Al)이 첨가될 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 6대 금속원소 이외에 일반적으로 알루미늄 합금 조성물에 많이 첨가되는 크롬(Cr), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 니켈(Ni) 등은 해당 금속원소 자체가 가지는 우수한 효과보다도 알루미늄 합금 조성물의 열전도도를 저하시키는 인자로 작용하므로 이를 제외하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 알루미늄 합금 제조 과정에 대하여 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 알루미늄 합금의 제조 공정이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, S101 공정에서 알루미늄(Al)을 잔부 중량 %로 하여 700℃ ~ 800℃로 가열하여 완전 용해된 상태로 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, S103 공정에서 완전 용융된 알루미늄(Al)에 일정량의 실리콘(Si)을 첨가할 수 있다. 실리콘(Si)은 완전 용융된 알루미늄(Al)을 850℃ ~ 950℃까지 승온시킨 후 투입될 수 있다. 실리콘(Si)는 5.5 중량% 이상 ~ 7.0 중량%이하의 범위에서 투입될 수 있다.
S105공정에서 알루미늄(Al)과 실리콘(Si)가 투입된 후, 1200℃까지 승온시킬 수 있다. 그리고, 승온된 용융제에 구리(Cu)를 0.5 중량% 이상 2.5 중량% 이하로 투입하고, 망간(Mn)을 0.01 중량% 이상 0.12 중량% 이하로 투입 후 해당 온도로 일정 시간 동안 가열하여 해당 원소들을 완전히 용융시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가열 시간은 4~5시간의 범위내에서 이루어질 수 있다.
S106 공정에서 현재까지의 용융액에 대한 성분 분석을 수행하고, S107 공정에서 분석된 성분에 따라 불순물 중량 %를 조절할 수 있다.
S109 공정에서, 불순물 중량 %를 조절 후, 고온의 용융액을 자연 냉각을 통해 700℃ ~ 800℃까지 감온시킨 후, 마그네슘(Mg)을 1.5 중량% 이상 2.5 중량% 이하로 투입하여 완전히 용융시킨 후, S111 공정으로 진행하여 알루미늄 합금 모재를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 성분 분석 과정은 각 원소가 투입될 때마다 진행될 수도 있다.
그리고, 모재는 다이캐스팅시 75MPa의 주조 압력이 적용될 수 있다. 또한, 모재는 다이캐스팅시 적어도 300MPa 이상의 인장강도 특성을 나타낼 수 있고, 모재는 다이캐스팅시 적어도 140W/m·K 이상의 열전도도 특성을 나타내도록 형성할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물에 대한 구체적인 실시예를 살펴보기로 한다.
<알루미늄 합금 준비>
본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물을 도 3에 도시한 표와 같이 준비하였다.
도 3의 표에는 본 발명에 의한 알루미늄 합금의 조성표가 기재되어 있다.
<시험편 제작>
준비된 합금을 전술한 제조방법에 따라 TOYO125 다이캐스팅 설비를 이용하여, 도 4와 같은 시험편을 제작하였다.
아래의 도 5의 표는 TOYO125 다이캐스팅 설비를 이용하여 시험편을 시사출하였을 때 최적의 다이캐스팅 조건을 나타낸다.
<열전도도 측정실험>
상기 시편을 이용한 열전도도 시험에 사용된 열전도도 측정을 위한 Netzsch社 LFA467 장비에 대한 사진이 도 6에 도시되어 있다.
상기 장비를 이용한 열전도도 시험에 대한 결과가 아래의 도 7 및 도 8에 기재되어 있다.
도 7 및 도 8에 의하면, 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물의 열전도도가 153W/mK로서 본 발명에서 목표로 하는 열전도도 140W/m·K 이상임을 확인할 수 있다.
<인장강도 측정실험>
상기 시편을 만능재료시험기(Instron 5982)를 이용하여 인장강도, 항복강도, 및 연신율을 측정하였고, 그 결과가 아래의 도 9 및 도 10에 도시되어 있다.
도 9 및 도 10에 의하면, 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물의 인장강도가 331MPa로서 본 발명에서 목표로 하는 인장강도 300MPa 이상임을 확인할 수 있다.
<박판 측정실험>
상기 시편을 이용하여 박판 성형 시사출을 진행하였을 때, 마이크로미터에 의해 박판성형 두께를 측정한 사진이 아래의 도 11에 기재되어 있다.
도 11에 의하면, 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물로 구성된 시편의 박판 두계는 0.376t로서 박판의 기준치를 결정하는 0.38t 이하임을 확인할 수 있다.
<미세조직 분석실험>
상기 시편을 이용하여 알루미늄 합금의 미세조직을 분석하기 위하여 도 12에 도시된 Nikon社 LV150N 광학현미경(Optical Microscope)을 사용하였다.
미세조직분석은 경도 측정과 함께 기초적인 소재의 특성을 분석하는 방법으로 기계적 특성 평가시에 나타나는 결과를 조직 분석을 통해 문제점과 현상을 파악하는 과정으로 중요한 실험방법에 해당한다.
먼저, 시편 조직을 관찰하기 위해 SiC paper를 이용하여 #2000까지 상단을 미세 연마한 후 알루미나 paste를 이용하여 경면화하였다. 경면화된 시편은 에칭액(DAC-107DZ,㈜ 전영)을 이용하여 30초 에칭 후 3단 수세하였다. 상분석은 광학현미경을 이용하여 100배, 200배, 500배, 1000배로 관찰하였다.
아래의 도 13에는 광학현미경을 이용하여 시편을 상분석한 결과가 기재되어 있다.
도 13에는 본 발명에 의한 알루미늄합금 조성물의 대표조성에 의한 시편과, 비교예로서 실리콘(Si) 8.0, 철(Fe) 0.5, 마그네슘(Mg) 0.5, 구리(Cu) 1.5, 망간(Mn) 0.5, 니켈(Ni) 0.5로 구성되는 알루미늄합금 조성물의 시편에 대한 시편 조직 검사결과가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 대표조성에 의한 시편의 합금이 10㎛ 이하의 결정립 사이즈를 나타내고 있으며 결정립 사이즈가 매우 고르고 치밀하게 형성되어 있음을 알 수 있다. 일반적으로 열전도도는 결정을 이루는 분자들의 진동의 조합과 자유전자의 이동에 의해서 일어나기 때문에 결정의 입자의 크기가 균일하고 고른 분포를 가질 때 높아진다. 반면, 비교조성에 의한 시편의 합금은 10㎛를 초과하는 결정립사이즈를 확인할 수 있으며 결정립 사이즈가 고르지 않는 상태를 확인할 수 있다.
따라서, 상기 시편의 결정립의 형상 및 분포상태, 사이즈에 의하면 매우 균일하고 치밀하게 형성되어 열전도도가 우수하게 도출된 것으로 파악된다.
<내부식성 측정실험>
상기 시편을 표면처리하지 않고 염수분무 실험방법인 KS D 9502에 따라 아래와 같은 조건으로 표면에 분무하였다.
- NaCl(Sodium Chloride): 99.5%
- 염수농도: 5%
- 물: 탈이온수 및 증류수
- 시험온도: 35℃ ± 1℃
- 분무액 pH(35℃): pH6.5 ~ 7.2
- 분무압력: 0.07~0.17 MPa
- 분무방법: 연속분무
- 분무시간 : 24h
상기와 같은 염수분무시험에 대한 결과가 아래의 도 14에 기재되어 있다.
도 14에 의하면, 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물 시편은 상용합금보다 부식의 정도가 약함을 확인할 수 있다. 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물 시편은 마그네슘(Mg)의 영향으로 빠른 산화피막이 형성되고, 기타 부식을 유발하는 니켈(Ni)이 상대적으로 포함되지 않아 부식이 양호하게 발생된 것으로 판단된다.
<마그네슘 성분비 측정실험>
마그네슘(Mg)은 내식성, 강도 및 연신율 향상에 영향을 미치는데, 특히 강도 증가와 관련하여 실리콘(Si)과 결합하여 기계적 성질을 좌우하는 중요한 금속원소이다.
특히, 본 발명에 의한 알루미늄 합금 조성물은 오직 6대 금속원소만을 사용하기 때문에 강도 향상을 위한 마그네슘(Mg)의 첨가량이 중요한 영향을 미친다고 볼 수 있다.
아래의 도 15에는 본 발명의 알루미늄 합금 조성물에서 마그네슘(Mg)의 중량비만 조정한 합금조성물에 대한 열전도도 시험결과가 기재되어 있다.
도 15에 의하면, 마그네슘(Mg)의 중량비가 0.5%, 1.5%, 2.5%, 3.5%로 각각 상이한 시편에 대한 열전도도 측정결과가 기재되어 있다. 도 15에 의하면, 마그네슘(Mg)의 중량비가 2.5%를 넘으면 열전도도가 140W/m·K 이하로 저하됨을 알 수 있다. 마그네슘(Mg)의 중량비인 2.0% ~ 2.5% 사이에서 열전도도는 140W/m·K ~ 160 W/m·K에 해당한다.
그리고, 아래의 도 16에는 본 발명의 알루미늄 합금 조성물에서 마그네슘(Mg)의 중량비만 조정한 합금조성물에 대한 인장강도 시험결과가 기재되어 있다.
도 16에 의하면, 마그네슘(Mg)의 중량비가 1.5% 이하가 되면 인장강도가 300MPa 이하로 저하됨을 알 수 있다. 그리고, 마그네슘(Mg)의 중량비인 1.5% ~ 2.5% 사이에서 인장강도는 300MPa ~ 320MPa에 해당한다.
결국, 도 15 및 도 16 결과에 의하면, 본 발명의 알루미늄 합금 조성물의 열전도도와 인장강도의 상보적인 관계를 조정하기 위한 중요한 인자는 마그네슘(Mg)임을 알 수 있고, 마그네슘(Mg)의 중량비가 1.5% 이하가 되면 인장강도 저하현상이 발생되고, 중량비가 2.5% 이상이 되면 열전도도 저하현상이 발생되는바, 마그네슘(Mg)의 적정 중량비는 1.5% 이상 2.5% 이하임을 확인할 수 있다.
본 발명에서 언급된 열전도도 140W/m·K 이상, 인장강도 300MPa 이상, 박육성형두께 0.38t 이하는 전자제품 및 자동차 부품 제조사에서 요청하는 기준값에 해당하는 것으로서, 실제 제품에 적용되는 최고사양을 기준으로 설정한 것이다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물에 있어서,
    실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 및 나머지 알루미늄(Al)으로 이루어진
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘(Mg)은
    총 중량대비 1.5 ~ 2.5 중량%로 첨가되는
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%,
    상기 망간(Mn)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%,
    상기 철(Fe)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.5 중량%,
    상기 구리(Cu)는 총 중량 대비 0.5 ~ 2.5 중량%이고,
    나머지 잔부는 알루미늄(Al)인
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%,
    상기 망간(Mn)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%,
    상기 철(Fe)은 총 중량 대비 0.3 ~ 0.5 중량%,
    상기 구리(Cu)는 총 중량 대비 0.5 ~ 1.0 중량%이고,
    나머지 잔부는 알루미늄(Al)인
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘(Si)은 총 중량 대비 6.0 ~ 7.0 중량%,
    상기 망간(Mn)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%,
    상기 철(Fe)은 총 중량 대비 0.01 ~ 0.3 중량%,
    상기 구리(Cu)는 총 중량 대비 2.0 ~ 2.5 중량%이고,
    나머지 잔부는 알루미늄(Al)인
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은
    열전도도가 140 W/m·K ~ 160 W/m·K이고 인장강도가 300MPa ~ 320MPa인
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물은
    박육성형 두께가 0.38t 이하인
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물.
  8. 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 제조방법에 있어서,
    총 중량 대비 5.5 ~ 7.0 중량%의 실리콘(Si), 총 중량 대비 0.01 ~ 0.12 중량%의 망간(Mn), 총 중량 대비 0.01 ~ 0.5 중량%의 철(Fe), 총 중량 대비 0.5 ~ 2.5 중량%의 구리(Cu), 총 중량 대비 1.5 ~ 2.5 중량%의 마그네슘(Mg), 및 나머지 잔부는 알루미늄(Al)으로 합금 조성물을 준비하는 단계;및
    상기 알루미늄 합금 조성물을 용해하고 합금 용융물을 다이캐스팅 금형에 공급하여 주조품을 제조하는 단계를 포함하는
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물을 이용한 주조품의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다이캐스팅 금형에 주입되는 합금 용융물의 주조온도는 680 ~ 750℃인
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물을 이용한 주조품의 제조방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 의해 제조된 주조품은 전자기기 부품이나 자동차 부품인
    박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물을 이용한 주조품의 제조방법.
PCT/KR2016/015296 2016-12-20 2016-12-26 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법 WO2018117315A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0174715 2016-12-20
KR20160174715 2016-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018117315A1 true WO2018117315A1 (ko) 2018-06-28

Family

ID=62627438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/015296 WO2018117315A1 (ko) 2016-12-20 2016-12-26 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018117315A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111945039A (zh) * 2020-07-20 2020-11-17 深圳市日研铝业有限公司 一种压铸铝合金、铝合金压铸件及其制造方法
CN112626391A (zh) * 2021-01-07 2021-04-09 重庆慧鼎华创信息科技有限公司 一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005298856A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Nippon Light Metal Co Ltd 熱伝導性に優れたアルミニウム合金鋳造材
KR20130038639A (ko) * 2011-10-10 2013-04-18 한국생산기술연구원 다이캐스팅용 고열전도도 Ａｌ-Ｓｉ-Ｆｅ-Ｚｎ 합금
KR101287995B1 (ko) * 2004-12-23 2013-07-18 커먼웰쓰 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 오가니제이션 알루미늄 합금 고압 다이 캐스팅의 열처리
KR20140034557A (ko) * 2012-09-12 2014-03-20 한국생산기술연구원 다이캐스팅용 고열전도도 Ａｌ-Ｃｕ 합금
KR101641170B1 (ko) * 2014-09-02 2016-07-20 삼성전자주식회사 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 그 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005298856A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Nippon Light Metal Co Ltd 熱伝導性に優れたアルミニウム合金鋳造材
KR101287995B1 (ko) * 2004-12-23 2013-07-18 커먼웰쓰 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 오가니제이션 알루미늄 합금 고압 다이 캐스팅의 열처리
KR20130038639A (ko) * 2011-10-10 2013-04-18 한국생산기술연구원 다이캐스팅용 고열전도도 Ａｌ-Ｓｉ-Ｆｅ-Ｚｎ 합금
KR20140034557A (ko) * 2012-09-12 2014-03-20 한국생산기술연구원 다이캐스팅용 고열전도도 Ａｌ-Ｃｕ 합금
KR101641170B1 (ko) * 2014-09-02 2016-07-20 삼성전자주식회사 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 그 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111945039A (zh) * 2020-07-20 2020-11-17 深圳市日研铝业有限公司 一种压铸铝合金、铝合金压铸件及其制造方法
CN112626391A (zh) * 2021-01-07 2021-04-09 重庆慧鼎华创信息科技有限公司 一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200354817A1 (en) Aluminum alloy for die casting and manufacturing method thereof
WO2016104880A1 (ko) 내박리성이 우수한 hpf 성형부재 및 그 제조방법
WO2016104879A1 (ko) 프레스성형시 내파우더링성이 우수한 hpf 성형부재 및 이의 제조방법
KR100686657B1 (ko) Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ계 합금판의 제조 방법 및Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ계 합금판 및 Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ계 합금재
WO2020209485A1 (ko) 굽힘가공성이 우수한 cu-co-si-fe-p계 구리합금 및 그 제조 방법
WO2011122786A2 (en) Magnesium-based alloy with superior fluidity and hot-tearing resistance and manufacturing method thereof
WO2018038499A1 (ko) 내골링성, 성형성 및 실러 접착성이 우수한 용융 아연도금 강판 및 그 제조방법
WO2012165838A2 (ko) 도금 조성물, 이를 이용한 도금 강재의 제조방법 및 도금 조성물이 코팅된 도금 강재
WO2018117315A1 (ko) 박육성형이 가능한 고열전도도 및 고강도 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성물 및 그 제조방법
JP2002356726A (ja) 高強度チタン銅合金及びその製造法並びにそれを用いた端子・コネクター
WO2020226292A1 (ko) 적층 구조체, 이를 포함하는 연성동박적층필름, 및 상기 적층 구조체의 제작방법
WO2014109624A1 (ko) 다이캐스팅용 알루미늄합금 및 이의 제조방법
WO2016105062A1 (ko) 취성균열전파 저항성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법
WO2019103539A1 (ko) 고온 특성이 우수한 3d 프린팅용 타이타늄-알루미늄계 합금 및 이의 제조방법
WO2019124927A1 (ko) 용접 액화 취성에 대한 저항성 및 도금 밀착성이 우수한 알루미늄 합금 도금강판
WO2013055074A2 (ko) 다이캐스팅용 고열전도도 Ａｌ-Ｍｇ-Ｆｅ-Ｓｉ 합금
WO2022010030A1 (ko) 생산성, 용접성 및 성형성이 우수한 열간 프레스 성형 부재의 제조 방법
WO2021002683A1 (ko) 우수한 기계적 특성을 가지는 저비용 ti-al-fe-sn계 타이타늄 합금
WO2016105003A1 (ko) 취성균열전파 저항성이 우수한 구조용 극후물 강재 및 그 제조방법
WO2017111443A1 (ko) 열간 저항성이 우수한 고강도 구조용 강판 및 그 제조방법
WO2023224218A1 (ko) 강도, 전기전도도 및 굽힘가공성이 우수한 구리-니켈-실리콘-망간-주석계 동합금재 및 그의 제조 방법
WO2010087605A2 (ko) 내열 알루미늄 합금 및 그 제조방법
WO2022220534A1 (en) Aluminum alloys
WO2022235053A1 (ko) 3d 프린팅용 고강도 알루미늄 합금 및 이의 제조방법
WO2020080602A1 (ko) 방진성 및 성형성이 우수한 고망간 강재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 고망간 강재

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16924808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16924808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1