KR100727696B1 - Aluminum alloy for die castings and production process of aluminum alloy castings - Google Patents

Aluminum alloy for die castings and production process of aluminum alloy castings Download PDF

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Abstract

본 발명은 주조성(castability)과 내식성이 우수한 다이 캐스트(die cast)용 알루미늄 합금을 제공한다. The present invention provides an aluminum alloy for die cast having excellent castability and corrosion resistance.

다이 캐스트용 알루미늄 합금 성분에 함유된 Mn, Fe 및 Cu의 함유량이 알루미늄 합금의 내식성에 크게 영향을 미치고 있는 것이 판명되었다.It has been found that the contents of Mn, Fe, and Cu contained in the die-cast aluminum alloy component greatly affect the corrosion resistance of the aluminum alloy.

따라서 본 발명의 다이 캐스트용 알루미늄 합금은 Si: 9.0∼12.0 중량 %, Mg: 0.20∼0.80 중량 %, 및 Mn + Fe: 0.7∼1.1 중량 %를 함유하고, Mn/Fe의 비가 1.5 이상이며, 불순물로서의 Cu가 0.5 중량 % 이하로 규제되고, 나머지가 알루미늄 및 불가피한 불순물로 되어 있다.Therefore, the die-cast aluminum alloy of the present invention contains Si: 9.0 to 12.0 wt%, Mg: 0.20 to 0.80 wt%, and Mn + Fe: 0.7 to 1.1 wt%, the Mn / Fe ratio is 1.5 or more, and impurities Cu as is regulated to 0.5% by weight or less, with the remainder being aluminum and inevitable impurities.

다이 캐스트용 알루미늄 합금, 알루미늄 합금 주물 Die Casting Aluminum Alloy, Aluminum Alloy Casting

Description

다이 캐스트용 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 주물의 제조방법{ALUMINUM ALLOY FOR DIE CASTINGS AND PRODUCTION PROCESS OF ALUMINUM ALLOY CASTINGS}ALUMINUM ALLOY FOR DIE CASTINGS AND PRODUCTION PROCESS OF ALUMINUM ALLOY CASTINGS}

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 나온 각 재료 성분을 나타낸 도표이다.1 is a table showing each material component shown in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.

도 2는 도 1에 나온 각종 알루미늄 합금 재료의 유동성의 평가결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing evaluation results of fluidity of various aluminum alloy materials shown in FIG. 1.

도 3A 및 도 3B는 JIS에 규정된 알루미늄 합금 재료의 재료 성분을 나타낸 도표이다.3A and 3B are diagrams showing material components of aluminum alloy materials specified in JIS.

도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예 2 및 3에 나온 각 재료 성분을 나타낸 도표로서, 도 1에 대하여 Mn/Fe 비와 Mn + Fe의 양이 도 1에 부가되어 있다.FIG. 4 is a diagram showing the material components of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 and 3 of the present invention, in which the Mn / Fe ratio and the amount of Mn + Fe are added to FIG.

도 5는 도 4에 나온 각종 알루미늄 합금 재료의 내식성의 평가결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing evaluation results of corrosion resistance of various aluminum alloy materials shown in FIG. 4.

도 6은 알루미늄 합금 재료에 첨가된 Cu 첨가량과 재료 경도 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the relationship between the amount of Cu added to the aluminum alloy material and the material hardness.

도 7은 본 발명의 실시예 6 내지 8과 비교예 4의 재료 성분을 나타낸 도표이다.7 is a table showing the material components of Examples 6 to 8 and Comparative Example 4 of the present invention.

도 8은 알루미늄 합금 재료에 첨가된 Mg 첨가량과 재료 경도 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the relationship between the amount of Mg added to the aluminum alloy material and the material hardness.

도 9는 본 발명의 실시형태에서의 다이 캐스트 장치의 한가지 예를 나타낸 개략 단면도이다.9 is a schematic cross-sectional view showing one example of a die cast apparatus in the embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시형태에서의 다이 캐스트 장치의 다른 한가지 예를 나타낸 개략 단면도이다.10 is a schematic cross-sectional view showing still another example of the die cast apparatus in the embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명에 의한 알루미늄 합금 주물의 구체적인 제품예를 나타낸 투시도이다.11 is a perspective view showing a specific product example of the aluminum alloy casting according to the present invention.

본 발명은 주조성(castability)과 내식성이 우수한 다이 캐스트(die cast)용 알루미늄 합금, 알루미늄 합금 주물(鑄物)의 제조방법, 및 알루미늄 합금 주물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aluminum alloy for die cast, a method for producing an aluminum alloy casting, and an aluminum alloy casting excellent in castability and corrosion resistance.

종래, 일본국 특개평2-232331호 공보에는, Cu 함유량을 0.02 중량 % 이하로 규제하고, Si를 4∼13 중량 % 함유하는, 투명 피막을 형성하여 사용되는 다이 캐스트용 알루미늄 합금에서, 0.05∼0.3 중량 %의 Ti 및/또는 0.05∼0.15 중량 %의 Be의 1종 또는 2종을 함유시킴으로써 내사상 부식성(耐絲狀腐食性; filiform corrosion resistance)을 향상시키는 것이 기재되어 있다.Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-232331 discloses that the Cu content is controlled to 0.02% by weight or less, and the die-cast aluminum alloy used to form a transparent coating containing 4 to 13% by weight of Si is 0.05 to It is described to improve filiform corrosion resistance by containing one or two of 0.3% by weight of Ti and / or 0.05 to 0.15% by weight of Be.

그러나 위의 특허문헌에 기재된 알루미늄 합금 조성에서 Be는 독성이 있기 때문에 취급할 때에는 주의해야 한다.However, be careful in handling because Be is toxic in the aluminum alloy composition described in the above patent document.

종래, 자동차용 알루미늄 다이 캐스트 부품에는 일반적으로 주조성이 우수한 JIS-ADC12(JIS-H-5302-2000) 합금이 사용되고 있으나, 이러한 JIS-ADC12 합금은 내식성이 낮다. 따라서, 예컨대 습기에 노출되는 환경과 같이 부식이 신속하게 진행하는 환경에 사용되는 제품에서는 단기간에 재료표면이 부식을 일으키고, 그 결과, 강도가 저하하기 때문에 JIS-ADC12는 사용하기가 곤란하다.Conventionally, JIS-ADC12 (JIS-H-5302-2000) alloy which is excellent in castability is generally used for automotive aluminum die cast parts, but such JIS-ADC12 alloy has low corrosion resistance. Therefore, JIS-ADC12 is difficult to use in a product used in an environment where corrosion rapidly progresses, such as an environment exposed to moisture, for example, because the material surface is corroded in a short time, and as a result, the strength is lowered.

더욱이 JIS-ADC5 합금 및 JIS-ADC6 합금은 내식성이 양호한 반면, 알루미늄 합금의 융점이 높아져서 용탕(溶湯)이 금형(mold) 표면에서 냉각되어 쉽사리 응고하므로 용탕의 유동성이 불량해져서 주조성이 불량해진다.Furthermore, while the JIS-ADC5 alloy and the JIS-ADC6 alloy have good corrosion resistance, the melting point of the aluminum alloy increases and the molten metal is easily cooled on the mold surface to solidify easily, resulting in poor flowability of the molten metal and poor castability.

본 발명의 명세서에 기재된 "주조성"이라는 용어는 "용탕의 유동성", "용탕 응고 후의 수축 캐비티(shrinkage cavity) 생성", "용탕 응고에 따른 주조 파손성" 및 "금형에 대한 내소부성(耐燒付性: mold seizure resistance)" 등의 평가 항목을 포함한 종합적인 성형성의 의미에서 사용되고 있다.As used herein, the term "castability" refers to "fluidity of melt", "creating shrinkage cavity after melt solidification", "casting breakage due to melt solidification", and "seal resistance to molds. It is used in the sense of comprehensive moldability including evaluation items such as "mold seizure resistance".

본 발명은, 상기한 점을 고려하여, 주조성과 내식성이 우수한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 제공함을 목적으로 한다.In view of the above, it is an object of the present invention to provide an aluminum alloy for die casting excellent in castability and corrosion resistance.

또한 본 발명은 Be와 같이 독성이 있는 성분을 함유하지 아니한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 제공함을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a die cast aluminum alloy that does not contain toxic components such as Be.

또한 본 발명은 강도가 우수한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 제공함을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an aluminum alloy for die casting excellent in strength.

더욱이 본 발명은 재료 경도를 저하할 수 있는 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 제공함을 또 다른 목적으로 한다.Furthermore, another object of the present invention is to provide a die cast aluminum alloy capable of lowering the material hardness.

본 발명자들은 JIS-ADC12의 내식성 저하의 원인에 대하여 실험연구를 거듭한 결과, 다이 캐스트용 알루미늄 합금에 함유된 Mn, Fe 및 Cu의 함유량이 알루미늄 합금의 내식성에 크게 영향을 주고 있다는 것을 판명하였다.The present inventors conducted experimental studies on the cause of the corrosion resistance reduction of JIS-ADC12, and found that the content of Mn, Fe, and Cu contained in the die cast aluminum alloy greatly influences the corrosion resistance of the aluminum alloy.

즉, JIS-ADC12의 경우에서는, 내식성에 악영향을 미치는 캐소드극[전위가 "귀(貴: noble)"한 부분]을 구성하는 β-AlFeSi 입자가 발생함과 더불어, β-AlFeSi 입자보다 작용은 약하지만 동일하게 캐소드극을 구성하는 α-Al(FeㆍMn)Si 입자가 발생하여 내식성을 저하시키는 것이 판명되었다.That is, in the case of JIS-ADC12, β-AlFeSi particles constituting a cathode pole (a portion where the potential is "noble"), which adversely affects corrosion resistance, are generated, and the action is less than that of β-AlFeSi particles. It has been found that the α-Al (Fe.Mn) Si particles constituting the cathode poles are weakly formed, but the corrosion resistance is lowered.

이들 β-AlFeSi 입자와 α-Al(FeㆍMn)Si 입자가 발생하는 이유는 JIS-ADC12에서의 Mn과 Fe의 첨가량의 비(Mn/Fe 비)가 약 0.34로서 적은 값으로 되어 있기 때문이고, 또한 Mn과 Fe의 첨가량의 비(Mn/Fe 비)를 규제하면 β-AlFeSi 입자의 발생을 억제할 수 있음과 더불어 α-Al(FeㆍMn)Si 입자에서 유래하는 내식성 악화 요인을 제거할 수 있다는 것이 판명되었다. The reason why these β-AlFeSi particles and α-Al (Fe.Mn) Si particles are generated is that the ratio (Mn / Fe ratio) of Mn and Fe addition amount in JIS-ADC12 is about 0.34, which is a small value. In addition, by controlling the ratio (Mn / Fe ratio) of the addition amount of Mn and Fe, the generation of β-AlFeSi particles can be suppressed and the deterioration of corrosion resistance derived from α-Al (Fe.Mn) Si particles can be eliminated. It turned out that it could.

더욱이 JIS-ADC12에서는 Cu 첨가량은 1.5∼3.5 중량 %로서 비교적 많기 때문에, noble Al2Cu 상(相)이 많고, 또한 α-Al(FeㆍMn)Si 입자 중으로의 Cu의 고용(固溶)이 촉진됨으로써, α-Al(FeㆍMn)Si 입자의 전위가 더욱 "귀(貴: noble)"로 되어 내식성을 저하시키는 원인이 된다.Furthermore, in JIS-ADC12, the amount of Cu added is 1.5 to 3.5% by weight, which is relatively large, so that the noble Al 2 Cu phase is large, and the solid solution of Cu in the α-Al (Fe · Mn) Si particles is increased. By being accelerated | stimulated, the electric potential of (alpha) -Al (Fe * Mn) Si particle becomes further "noble" and it becomes a cause of reducing corrosion resistance.

본 발명은 상기한 발견에 근거하여 완성된 것인데, 청구항 제1항에 기재한 발명은, Si: 9.0∼12.0 중량 %, Mg: 0.20∼0.80 중량 %, 및 Mn + Fe: 0.7∼1.1 중량 %를 함유하고, Mn/Fe의 비가 1.5 이상이며, 불순물로서 Cu가 0.5 중량 % 이하로 규제되고, 나머지가 알루미늄 및 불가피한 불순물로 된 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 특징으로 하고 있다.The present invention has been completed based on the above findings, and the invention described in claim 1 is based on Si: 9.0 to 12.0 wt%, Mg: 0.20 to 0.80 wt%, and Mn + Fe: 0.7 to 1.1 wt%. Mn / Fe ratio is 1.5 or more, Cu is regulated to 0.5 weight% or less as an impurity, and the remainder is the die-cast aluminum alloy which consists of aluminum and an unavoidable impurity.

본 발명자들이 실시한 실험 연구에 의하여 발견된 사실은, Mn/Fe의 비를 1.5 이상으로 설정함으로써 내식성에 유해한 캐소드극[전위가 "귀(貴: noble)"한 부분]을 구성하는 β-AlFeSi 입자의 발생을 억제할 수 있음과 동시에, 캐소드극을 구성하는 α-Al(FeㆍMn)Si 입자에 대해서도 그 입자 중의 Mn/Fe의 비를 1 이하로 억제함으로써 그 입자의 전위를 저하할 수 있어, 내식성 악화 요인을 제거할 수 있다는 점이다.The facts found by the experimental studies conducted by the present inventors found that the β-AlFeSi particles constituting cathode electrodes (parts whose potential is "noble") detrimental to corrosion resistance by setting the ratio of Mn / Fe to 1.5 or more. Generation can be suppressed, and the potential of the particles can be reduced by suppressing the ratio of Mn / Fe in the particles to 1 or less for the α-Al (Fe · Mn) Si particles constituting the cathode. In other words, it can eliminate the deterioration of corrosion resistance.

더욱이 Cu의 첨가량을 0.5 중량 % 이하로 규제함으로써 "귀(貴: noble)"한 Al2Cu 상(phase)을 줄일 수 있고, 또한 α-Al(FeㆍMn)Si 입자 중에 Cu가 고용하는 것을 억제할 수 있어, α-Al(FeㆍMn)Si 입자의 전위를 저하할 수 있다.Furthermore, by restricting the amount of Cu added to 0.5 wt% or less, it is possible to reduce the "noble" Al 2 Cu phase, and to prevent the solid solution of Cu in the α-Al (Fe.Mn) Si particles. It can suppress and the electric potential of (alpha) -Al (Fe * Mn) Si particle | grains can be reduced.

상기한 특징들이 조합함으로써, 청구항 제1항에 기재한 발명은 JIS-ADC12에 비하여 내식성을 대폭으로 향상시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다(다음에 설명되는 도 5 참조). By combining the above features, it was confirmed that the invention described in claim 1 can significantly improve the corrosion resistance compared to JIS-ADC12 (see FIG. 5 described below).

그리고 Si의 첨가량을 9.0∼12.0 중량 %의 범위로 설정함으로써 JIS-ADC12와 거의 동등한 유동성을 얻을 수 있다. 따라서 다이 캐스트용 알루미늄 합금의 주조 성과 내식성 모두를 실현할 수 있다.By setting the amount of Si added in the range of 9.0 to 12.0 wt%, fluidity almost equivalent to that of JIS-ADC12 can be obtained. Therefore, both castability and corrosion resistance of the die cast aluminum alloy can be realized.

더욱이 Cu의 첨가량을 0.5 중량 % 이하로 규제하면, 내식성 향상뿐만 아니라 재료 경도를 JIS-ADC12에 비하여 대폭 저하할 수 있다(다음에 설명되는 도 6 참조). 결과적으로, 알루미늄 합금 주물의 코오킹(caulking)이나 프레스 피팅(press-fitting) 등의 가공성이 양호해지기 때문에 알루미늄 합금 주물과 기타의 부품들과의 결합을 용이하게 할 수 있다. Furthermore, if the addition amount of Cu is regulated to 0.5% by weight or less, not only the corrosion resistance is improved but also the material hardness can be drastically lowered compared to JIS-ADC12 (see Fig. 6 to be described later). As a result, the workability of the aluminum alloy casting, such as caulking or press-fitting, is improved, so that the joining of the aluminum alloy casting with other parts can be facilitated.

더욱이 Cu의 첨가량을 0.5 중량 % 이하로 규제하여 상기한 Cu 고용을 억제하면, 알루미늄 합금의 전기 전도성(열 전도성)을 향상하게 되므로, 방열성(放熱性)도 향상할 수 있다. Furthermore, if the addition amount of Cu is regulated to 0.5% by weight or less to suppress the above-described Cu solid solution, the electrical conductivity (thermal conductivity) of the aluminum alloy is improved, so that the heat dissipation can be improved.

또한, Mn과 Fe는 알루미늄 합금이 금형에 달라붙는 것, 즉 금형에의 소부(燒付)를 억제하는 효과가 있다. 여기서 Mn + Fe의 양(Mn과 Fe의 합계 첨가량)을 0.7 중량 % 미만으로 감소하면, 이러한 소부를 억제하는 효과가 불충분해진다. 한편, Mn + Fe의 양이 1.1 중량 %를 초과하면, 내식성과 강도와 신장률이 저하함과 아울러 용탕을 유지하고 있는 로(furnace) 내에서 괴상(塊狀)의 Al-Si-Fe계 금속간 화합물(intermetallic compound)을 다량 생성하고, 절삭을 비롯한 기타 기계 가공성을 악화시킬 가능성이 높아진다. 따라서 Mn + Fe의 양은 0.7∼1.1 중량 %의 범위 로 하는 것이 좋다. In addition, Mn and Fe have an effect of suppressing that the aluminum alloy sticks to the mold, that is, baking to the mold. If the amount of Mn + Fe (total amount of Mn and Fe added) is reduced to less than 0.7% by weight, the effect of suppressing such baking is insufficient. On the other hand, if the amount of Mn + Fe exceeds 1.1% by weight, the corrosion resistance, strength and elongation will decrease, and the Al-Si-Fe-based intermetallics in the furnace holding the molten metal will be reduced. There is a high possibility of producing large amounts of intermetallic compounds and worsening cutting and other machinability. Therefore, the amount of Mn + Fe is preferably in the range of 0.7 to 1.1% by weight.

다른 한편으로는, Mg의 첨가는 기계적 강도를 향상시키기 위한 것인데, Mg의 첨가량이 0.20 중량 % 미만이면 강도 향상 효과가 불충분해지고, Mg의 첨가량이 0.80 중량 %를 상회하면 강도 향상 효과는 저하한다. 따라서 Mg 첨가량은 0.20∼ 0.80 중량 %의 범위로 하는 것이 좋다(다음에 설명되는 도 8 참조). On the other hand, the addition of Mg is for improving the mechanical strength. When the amount of Mg added is less than 0.20% by weight, the strength improving effect is insufficient, and when the amount of Mg added exceeds 0.80% by weight, the strength improving effect decreases. Therefore, Mg addition amount is good to be in the range of 0.20 to 0.80 weight% (refer FIG. 8 demonstrated below).

더욱이 Be와 같은 독성이 있는 성분을 함유하지 않으므로 알루미늄 합금의 취급이 용이하다.Furthermore, aluminum alloys are easy to handle because they do not contain toxic components such as Be.

청구항 제2항에 기재한 발명에서는, 청구항 제1항의 알루미늄 합금에 불순물로서 Ti, B, Zr, Sr, Ca, Na, Sb 중의 1종 이상을 추가로 함유하고 있다. 그 결과, 초정(初晶; primary crystal) α-Al 상(phase)의 미세화가 증가하고 공정(共晶) Si 입자가 개량되므로, 주조성과 강도가 더욱 향상된 알루미늄 합금을 제공할 수 있다.In the invention described in claim 2, the aluminum alloy of claim 1 further contains at least one of Ti, B, Zr, Sr, Ca, Na, and Sb as impurities. As a result, the refinement of the primary crystal α-Al phase is increased and the eutectic Si particles are improved, whereby an aluminum alloy with improved castability and strength can be provided.

더욱 상세하게는, Ti, B 및 Zr은 초정 α-Al 상(相)의 미세화를 증대시키는 효과가 있다. Sr, Ca, Na, 및 Sb는 공정 Si 입자를 개량함과 아울러 주조성과 강도를 개선하는 효과를 가진다. More specifically, Ti, B and Zr have the effect of increasing the refinement of the primary α-Al phase. Sr, Ca, Na, and Sb have the effect of improving process Si particles and improving castability and strength.

청구항 제3항에 기재한 발명에서는, 청구항 제1항 또는 제2항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금에서 Mn/Fe 비의 상한을 5.0 이하로 규정하고 있다. 이렇게 함으로써, Fe의 최소 필요량을 확보하여 알루미늄 합금이 금형에 달라붙는 현상, 즉 금형에 대한 소부를 방지하는 효과[내소부성(耐燒付性)]를 확보할 수 있다.In the invention described in claim 3, the upper limit of the Mn / Fe ratio in the die cast aluminum alloy according to claim 1 or 2 is set to 5.0 or less. By doing so, it is possible to secure the minimum required amount of Fe and to secure the phenomenon of preventing the aluminum alloy from sticking to the mold, i.e., preventing burning of the mold (baking resistance).

청구항 제4항에 기재한 발명에서는, 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 알루미늄 합금 주물을 제조하는 제조방법인데, 이 제조방법은 아래와 같은 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다:In the invention described in claim 4, the aluminum alloy casting is produced using the die cast aluminum alloy according to any one of claims 1 to 3, and this manufacturing method is performed by the following steps. It features:

(가) 감압 공정(decompression step)(A) Decompression step

이 공정에서는 금형(10, 11)을 밀폐하고, 상기 금형(10, 11)의 내부를 대기 압 미만의 소정 압력 이하로 감압한다.In this process, the molds 10 and 11 are sealed, and the inside of the molds 10 and 11 is decompressed to a predetermined pressure below atmospheric pressure.

(나) 용탕 충전 공정(B) Melt Filling Process

이 공정에서는, 상기 감압 공정 후에, 상기 금형(10, 11) 속에 알루미늄 합금의 용탕을 충전한다.In this step, after the depressurization step, the molten metal of the aluminum alloy is filled into the molds 10 and 11.

본 발명에 의하면, 금형(10, 11)의 내부를 대기압 미만의 소정 압력 이하로 감압한 후에 금형(10, 11) 속에 알루미늄 합금의 용탕을 충전하기 때문에, 용탕 충전시에 금형의 내압[또는 배압(背壓; back pressure)]이 상승하여 용탕의 유동을 방해하는 현상을 방지할 수 있다. 따라서 용탕의 유동성을 더욱 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the molten metal of the aluminum alloy is filled into the molds 10 and 11 after the inside of the molds 10 and 11 are decompressed to a predetermined pressure below atmospheric pressure or less, the internal pressure (or back pressure) of the molds during the filling of the molds (背壓; back pressure)] can be raised to prevent the phenomenon of disturbing the flow of the molten metal. Therefore, the fluidity | liquidity of a molten metal can be improved further.

청구항 제5항에 기재한 발명에서는, 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 알루미늄 합금 주물을 제조하는 제조방법인데, 이 제조방법은 아래와 같은 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다: In the invention described in claim 5, the aluminum alloy casting is produced by using the die cast aluminum alloy according to any one of claims 1 to 3, and this production method comprises the following steps. It features:

(가) 배기(排氣) 공정(venting step)(A) venting step

이 공정에서는 금형(10, 11)을 밀폐하고, 상기 금형(10, 11) 속의 공기를 배출한다.In this step, the molds 10 and 11 are sealed and the air in the molds 10 and 11 is discharged.

(나) 분위기 조정 공정(B) Atmosphere adjustment process

이 공정에서는, 상기한 배기 공정 후에, 상기 금형(10, 11) 속에 산소를 공급하여 상기 금형(10, 11) 속을 산소 분위기로 치환한다.In this step, after the above-described exhaust process, oxygen is supplied into the molds 10 and 11 to replace the molds 10 and 11 with an oxygen atmosphere.

(다) 용탕 충전 공정(C) molten metal filling process

이 공정에서는, 상기 분위기 조정 공정 후에, 상기 금형(10, 11) 속에 알루미늄 합금의 용탕을 충전한다.In this step, after the atmosphere adjustment step, the molten metal of the aluminum alloy is filled into the molds 10 and 11.

본 발명에 의하면, 금형(10, 11) 속을 산소 분위기로 치환한 후에 상기 금형(10, 11) 속에 알루미늄 합금의 용탕을 충전하기 때문에, 알루미늄 합금의 산화를 촉진하여 합금 재료의 조직을 훨씬 더 치밀하게 할 수 있어 재료의 강도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the molten metal of the aluminum alloy is filled into the molds 10 and 11 after the molds 10 and 11 are replaced with an oxygen atmosphere, the oxidation of the aluminum alloy is promoted to further improve the structure of the alloy material. It can be made compact, and the strength of a material can be improved.

청구항 제6항에 기재한 발명에서는, 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 알루미늄 합금 주물인데, 이 주물은 최소 판 두께를 가진 부분의 판 두께가 0.5∼1.5 mm인 얇은 두께의 핀(fin)부(31b)를 가지는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 6, an aluminum alloy casting is produced using the die-cast aluminum alloy according to any one of claims 1 to 3, which is a plate of a part having a minimum sheet thickness. It is characterized by having a thin fin part 31b having a thickness of 0.5 to 1.5 mm.

본 발명에 의한 알루미늄 합금의 유동성을, Si 첨가량을 앞서 설명한 범위로 설정함으로써 JIS-ADC12에 준한 높은 레벨로 증대시킬 수 있기 때문에, 청구항 제6항에서의 얇은 두께의 핀(fin)부(31b)를 가진 제품형상이라도 용이하게 주조할 수 있다. Since the fluidity of the aluminum alloy according to the present invention can be increased to a high level according to JIS-ADC12 by setting the Si addition amount to the above-described range, the thin fin part 31b of claim 6 Even in the shape of the product can be easily cast.

청구항 제7항에 기재한 발명에서는, 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 알루미늄 합금 주물인데, 이 주물은 프레스 피팅 혹은 코오킹에 의하여 다른 부품과 결합되는 결합부(31c)를 가진 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 7, an aluminum alloy casting is produced using the die cast aluminum alloy according to any one of claims 1 to 3, and the casting is different by press fitting or caulking. It is characterized by having a coupling portion 31c coupled to the component.

본 발명에 의한 알루미늄 합금에 있어서, 앞서 설명한 바와 같이 Cu 첨가량을 0.5 중량 % 이하로 규제함으로써 JIS-ADC12에 비하여 재료 경도를 대폭으로 저하할 수 있기 때문에, 제7항에서와 같이 프레스 피팅 혹은 코오킹에 의해 다른 부품과 결합되는 결합부(31c)를 가진 제품 구조라도 프레스 피팅 혹은 코오킹에 의해 기계적으로 용이하게 결합할 수 있다.In the aluminum alloy according to the present invention, since the hardness of the material can be significantly reduced compared to JIS-ADC12 by regulating the amount of Cu added to 0.5 wt% or less as described above, press fitting or caulking as in claim 7 Even a product structure having a coupling portion 31c coupled to another component by the above can be mechanically easily coupled by press fitting or caulking.

더욱이 상기한 각 수단에서의 괄호 속에 표시한 번호는 다음에 설명하게 될 실시형태에 기재한 구체적 수단과의 대응관계를 나타낸 것이다.Moreover, the numbers shown in parentheses in the above means indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments to be described next.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)(The best mode for carrying out the invention)

이하, 본 발명의 실시형태를 구체적 실시예에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 나온 다이 캐스트용 알루미늄 합금의 각 재료 성분을 나타낸 것이다. 도 2는 도 1에 나온 각 재료 성분의 유동성의 평가결과를 나타낸 그래프이다. 비교예 2는 JIS-ADC12이고, 비교예 3은 JIS-AC4C이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described based on a specific example. 1 shows each material component of the die cast aluminum alloy shown in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention. FIG. 2 is a graph showing an evaluation result of fluidity of each material component shown in FIG. 1. Comparative Example 2 is JIS-ADC12, and Comparative Example 3 is JIS-AC4C.

더욱이 다음에 설명하게 되는 도 1 및 도 4의 각 재료 성분에 대해 표시한 "-"는 각 성분의 첨가량이 0.01 중량 % 미만의 미소량(trace amount)인 것을 의미한다. JIS-ADC12, JIS-ADC5, JIS-ADC6 및 JIS-AC4C의 재료 성분은 도3A 및 도 3B에 나와 있다.Furthermore, "-" indicated for each material component of FIGS. 1 and 4 to be described later means that the amount of each component added is a trace amount of less than 0.01% by weight. The material components of JIS-ADC12, JIS-ADC5, JIS-ADC6, and JIS-AC4C are shown in Figs. 3A and 3B.

실시예 1 내지 5에서, Si의 첨가량을 본 발명의 Si의 첨가량의 범위에 포함되는 9.1∼10.8 중량 %로 설정하고 있다.In Examples 1-5, the addition amount of Si is set to 9.1-10.8 weight% contained in the range of the addition amount of Si of this invention.

도 2에 나온 유동성 평가결과는 비교예 2의 JIS-ADC12의 유동 길이를 1로 했을 때의 유동 길이 비율(flow length ratio)을 나타내는 것이다. 여기서, 유동 길이라 함은, 일정한 단면 형상을 가진 캐스트용 금형 속으로 각종 알루미늄 합금 용탕을 부어 넣을 때에, 그 알루미늄 합금 용탕이 응고하여 용탕의 진행이 정지할 때까지의 알루미늄 합금 용탕의 진행 방향의 유동 길이로 정의되는 것이다.The flowability evaluation result shown in FIG. 2 shows the flow length ratio when the flow length of JIS-ADC12 of the comparative example 2 is set to 1. FIG. Here, the flow length refers to the advancing direction of the aluminum alloy molten metal until the aluminum alloy molten and solidifies when the aluminum alloy molten metal is poured into the casting mold having a constant cross-sectional shape. It is defined as the flow length.

실시예 1 내지 5에 의하면, 비교예 2의 JIS-ADC12의 유동 길이에 대하여 0.8 이상의 유동 길이 비율을 얻을 수 있는데, 이것은 JIS-ADC12에 준한 높은 레벨의 유동성을 확보할 수 있다는 것을 알 수 있다.According to Examples 1-5, the flow length ratio of 0.8 or more with respect to the flow length of JIS-ADC12 of the comparative example 2 can be obtained, and it turns out that this can ensure the high level of fluidity | liquidity based on JIS-ADC12.

이에 대하여, 비교예 1 및 3에서는, Si 첨가량이 각각 6.7 중량 % 및 7.0 중량 %라는 적은 양이다. 그 결과, 비교예 1 및 3은 비교예 2의 JIS-ADC12의 유동 길이에 대하여 약 0.7의 유동 길이 비율밖에 얻을 수가 없는데, 이것은 비교예 2 및 실시예 1 내지 5에서의 경우보다도 훨씬 유동성이 감소한다.In contrast, in Comparative Examples 1 and 3, the amount of Si added was as small as 6.7% by weight and 7.0% by weight, respectively. As a result, Comparative Examples 1 and 3 can only obtain a flow length ratio of about 0.7 with respect to the flow length of JIS-ADC12 of Comparative Example 2, which is much lower in fluidity than in Comparative Examples 2 and Examples 1 to 5 do.

이어서, 도 4는 실시예 1 내지 5 및 비교예 2 및 3에서의 Mn/Fe 비(ratio)와 Mn + Fe의 양을 나타낸 것이다. 실시예 1 내지 5의 Mn/Fe 비는 2.2∼4.8의 범위이고, Mn + Fe의 양은 0.92∼1.04 중량 %의 범위로 되어 있다.4 shows the Mn / Fe ratio and the amount of Mn + Fe in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 and 3, respectively. The Mn / Fe ratios of Examples 1 to 5 are in the range of 2.2 to 4.8, and the amount of Mn + Fe is in the range of 0.92 to 1.04% by weight.

이에 대하여, 비교예 2의 Mn/Fe 비는 0.34이었는데, 이것은 본 발명의 범위에서 크게 벗어나는 적은 값이라는 것을 알 수 있다. 더욱이, 비교예 3의 Mn/Fe 비와 Mn + Fe의 양은 본 발명의 범위로부터 크게 벗어나 있다.In contrast, the Mn / Fe ratio in Comparative Example 2 was 0.34, which is a small value that greatly departs from the scope of the present invention. Moreover, the Mn / Fe ratio and the amount of Mn + Fe in Comparative Example 3 are largely out of the scope of the present invention.

도 5는 각 재료의 내식성의 평가결과를 나타낸 것인데, 비교예 2의 JIS-ADC12의 부식에 의한 중량 감소, 즉 부식 감량을 1로 했을 때의 각 재료의 부식 감량비율을 나타내고 있다. 여기서, 내식성 평가는 가장 일반적인 평가방법인 염수(鹽水) 분무 시험방법[JIS Z 2371 (2000)]을 이용하여 평가하였다.Fig. 5 shows the results of evaluation of the corrosion resistance of each material, and shows the corrosion reduction ratio of each material when the weight loss due to corrosion of JIS-ADC12 of Comparative Example 2, that is, the corrosion loss was set to one. Here, corrosion resistance evaluation was evaluated using the salt spray test method [JIS Z 2371 (2000)] which is the most common evaluation method.

더욱 구체적으로는, 실시예 1 내지 5 및 비교예 2 내지 5의 각 합금 재료로부터 제작한 시험편을, 염수(鹽水)를 분무할 수 있는 탱크 속에 넣고, 일정 시간 경과한 후에, 탱크로부터 시험편을 꺼내어 시험편이 부식한 양(부식 감량)을 측정 하여 내식성을 평가하였는데, 부식 감량이 많을수록 내식성이 적은 것으로 평가한다.More specifically, the test pieces produced from the respective alloy materials of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 to 5 are placed in a tank capable of spraying brine, and after a certain time has elapsed, the test pieces are taken out of the tank. The corrosion resistance was evaluated by measuring the amount of corrosion of the test piece (corrosion loss), and the higher the corrosion loss, the less corrosion resistance.

실시예 1 내지 5의 발명에 의하면, 이들의 부식 감량비율을 비교예 2의 JIS-ADC12의 0.4 이하로 대폭 감소하였는데, 이것은 내식성이 현저하게 향상했다는 것을 의미한다.According to the invention of Examples 1 to 5, the corrosion loss ratio was greatly reduced to 0.4 or less of JIS-ADC12 of Comparative Example 2, which means that the corrosion resistance was remarkably improved.

또한, 비교예 2의 JIS-ADC12는 그 Mn/Fe 비가 0.34의 적은 값인데 대하여, Cu의 첨가량은 3.08 중량 %로 많아서, 이들 양쪽이 원인이 되어 내식성이 저하되고 있다. In addition, the JIS-ADC12 of Comparative Example 2 had a small Mn / Fe ratio of 0.34, but the amount of Cu added was 3.08 wt%, which caused both of them, resulting in deterioration in corrosion resistance.

더욱이 비교예 3의 JIS-AC4C는 Cu의 첨가량을 0.09 중량 %로 감소하고 있더라도, 그 Mn/Fe 비는 0.33으로서 적기 때문에 그 부식 감량비율은 약 0.5로 되어, 비교예 3의 내식성은 실시예 1 내지 5보다 훨씬 저하하였다. Furthermore, even though JIS-AC4C of Comparative Example 3 reduced the amount of Cu added to 0.09% by weight, the Mn / Fe ratio was as small as 0.33, so that the corrosion reduction ratio was about 0.5, and the corrosion resistance of Comparative Example 3 was To 5 and much lower.

또한, 비교예 3의 JIS-AC4C는 Mn + Fe의 양이 0.24 중량 %로서 적기 때문에, 알루미늄 합금이 금형에 달라붙는 현상, 즉 금형에 대한 소부를 억제하는 효과도 불충분하다.In addition, since JIS-AC4C of Comparative Example 3 has a small amount of Mn + Fe as 0.24% by weight, the phenomenon in which the aluminum alloy sticks to the mold, that is, the effect of suppressing the casting to the mold is also insufficient.

이어서, 도 6은 JIS-ADC12의 재료 경도의 값을 1로 했을 때 측정한 상대 경도에 근거하여 Cu 첨가량 변화에 따른 재료 경도의 변화를 나타낸 것이다. 도 6에서의 예에서는, JIS-ADC12의 Cu 첨가량을 2.5 중량 %로 하고 있다. 한편, 실시예 6, 7 및 8과 비교예 4에서의 Cu 첨가량은 1.0 중량 % 이하이다. 더욱이 실시예 6, 7 및 8과 비교예 4에서의 재료 조성은 도 7에 나와 있다.6 shows the change of the material hardness according to the Cu addition amount change based on the relative hardness measured when the value of the material hardness of JIS-ADC12 was set to 1. FIG. In the example of FIG. 6, Cu addition amount of JIS-ADC12 is made into 2.5 weight%. In addition, Cu addition amount in Examples 6, 7, and 8 and the comparative example 4 is 1.0 weight% or less. Furthermore, the material compositions in Examples 6, 7 and 8 and Comparative Example 4 are shown in FIG.

도 6에 나온 바와 같이, 비교예 4, 실시예 8, 실시예 7 및 실시예 6의 순서 로 Cu 첨가량이 감소함에 따라 재료 경도가 감소하는 것을 알 수 있다. 특히 Cu 첨가량을 0.5 중량 % 이하로 규제함으로써, JIS-ADC12에 대한 상대 경도를 약 0.8까지 크게 감소할 수 있다. 그 결과, 다이 캐스트 성형된 알루미늄 합금 주물에 대해 각 부품을 프레스 피팅 혹은 코오킹 등을 할 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be seen that the material hardness decreases as the amount of Cu added decreases in the order of Comparative Example 4, Example 8, Example 7, and Example 6. In particular, by regulating the amount of Cu added to 0.5 wt% or less, the relative hardness with respect to JIS-ADC12 can be greatly reduced to about 0.8. As a result, each part can be press-fitted, caulked, etc. with respect to the die-cast aluminum alloy casting.

이어서, 도 8은, Mg 첨가량을 0으로 할 경우에 얻어진 강도(구체적으로는 인장 강도)의 값을 1로 했을 때의 상대 강도에 근거하여 Mg 첨가량 변화에 따른 재료 강도의 변화를 나타낸 것이다. Next, FIG. 8 shows the change of the material strength according to the Mg addition amount change based on the relative strength when the value of the intensity | strength (specifically, tensile strength) obtained when making Mg addition amount zero is 1. FIG.

도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, Mg 첨가량을 0.20∼0.80 중량 %의 범위(보다 바람직하게는 0.35∼0.60 중량 %의 범위)로 함으로써 알루미늄 합금의 인장 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 8, it can be seen that the tensile strength of the aluminum alloy can be effectively improved by setting the amount of Mg added in the range of 0.20 to 0.80 wt% (more preferably, in the range of 0.35 to 0.60 wt%).

더욱이 도 8에 나온 Mg 첨가량 변화에 따른 알루미늄 합금 강도의 변화의 경향은 실시예 1 내지 8에서도 공통적으로 나타난다.Moreover, the tendency of the change of the aluminum alloy strength according to the change in the amount of Mg added in Figure 8 is also common to Examples 1 to 8.

또한 실시예 1 내지 8에서 알루미늄 합금의 기타 불가피한 불순물로서 특히 내식성을 저하하는 Zn, Ni, Sn, Pb 및 Bi 등은 함유량이 규제되고 있다. Zn, Ni 및 Sn의 양은 0.05 중량 % 이하가 바람직하고, Pb 및 Bi의 양은 0.005 중량 % 이하가 바람직하다.In Examples 1 to 8, the content of Zn, Ni, Sn, Pb, Bi, etc., which lowers the corrosion resistance, in particular as other unavoidable impurities of the aluminum alloy is regulated. The amount of Zn, Ni and Sn is preferably 0.05% by weight or less, and the amount of Pb and Bi is preferably 0.005% by weight or less.

이어서 본 발명의 실시형태에 의한 알루미늄 합금을 사용하는 알루미늄 합금 주물의 제조방법(다이 캐스트법)에 대해 설명한다.Next, the manufacturing method (die-cast method) of the aluminum alloy casting using the aluminum alloy which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

먼저, 본 실시형태의 다이 캐스트 장치에 대해 도 9를 참조하면서 설명한다. 이 다이 캐스트 장치는 고정형(stationary platen)(10)과, 이 고정형(10)에 대해 마주보면서 설치된 가동형(movable platen)(11)으로 구성된 금형을 가지고 있다.First, the die cast apparatus of this embodiment is demonstrated, referring FIG. This die cast apparatus has a stationary platen 10 and a mold composed of a movable platen 11 which is provided while facing the stationary plate 10.

가동형(11)은 가동측 블록(12), 스페이서(13) 및 다이 베이스(die base)(14)로 구성되어 있다. 가동형(11)의 다이 베이스(14)에는, 도면에 도시되어 있지 않은 유압 구동 메카니즘 등이 연결되어 가동형(11)이 도 9에서 좌우 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다. The movable die 11 is composed of a movable side block 12, a spacer 13, and a die base 14. A hydraulic drive mechanism or the like not shown in the drawing is connected to the die base 14 of the movable die 11 so that the movable die 11 can move in the left and right directions in FIG. 9.

도 9는 가동형(11)의 가동측 블록(12)이 고정형(10)과 접촉하는 위치로 이동하여 금형을 밀폐하고 있는 상태를 나타내고 있는데, 가동측 블록(12)과 고정형(10) 사이에 알루미늄 합금 주물의 제품 형상을 만드는 캐비티(cavity)(15)가 형성된다. FIG. 9 shows a state in which the movable block 12 of the movable die 11 moves to a position in contact with the stationary die 10 to seal the mold, and between the movable block 12 and the stationary die 10. A cavity 15 is formed that creates the product shape of the aluminum alloy casting.

원통 형상의 사출 슬리이브(16)가 고정형(10)의 바깥쪽에 설치되고, 이 사출 슬리이브(16)의 내부 공간의 한쪽 끝은 고정형(10)을 관통하는 스풀 부싱(spool bushing)(10a)을 통해 캐비티(15)와 서로 통해 있다. 용탕 공급구(16a)가 사출 슬리이브(16)의 위쪽 면에 개구해 있다. A cylindrical injection sleeve 16 is installed outside of the stationary mold 10, and one end of the inner space of the injection sleeve 16 passes through the stationary mold spool bushing 10a. Through the cavity 15 and through each other. The molten metal supply port 16a is opened in the upper surface of the injection sleeve 16. As shown in FIG.

사출 플런저(17)는 사출 슬리이브(16)의 속에 끼워져 있는데, 이 사출 플런저(17)는 유압 구동 메카니즘 등과 연결되어 있어서, 사출 플런저(17)가 사출 슬리이브(16)의 축방향(도 9에서 좌우 방향)으로 이동할 수 있도록 되어 있다.The injection plunger 17 is fitted in the injection sleeve 16, which is connected to a hydraulic drive mechanism or the like so that the injection plunger 17 is in the axial direction of the injection sleeve 16 (Fig. 9). To the left and right direction).

도 9는 사출 플런저(17)가 용탕 공급구(16a)의 구멍쪽으로 후퇴한 상태를 나타내고 있다. 용탕 바가지(ladle)(18)는 알루미늄 합금 용탕을 사출 슬리이브(16) 속으로 주입하는 용탕 주입기의 역할을 하고, 도시되지 아니한 로(furnace) 속에 유지되어 있는 알루미늄 합금 용탕을 용탕 바가지(18)에 의해 용탕 공급구(16a)로 부터 사출 슬리이브(16) 속으로 주입한다.9 shows a state in which the injection plunger 17 has retracted toward the hole of the molten metal supply port 16a. The molten ladle 18 serves as a molten injector for injecting aluminum alloy molten metal into the injection sleeve 16, and melts the aluminum alloy molten metal 18 held in a furnace (not shown). Is injected into the injection sleeve 16 from the molten metal supply port 16a.

모우터 작동식 혹은 기타 형식의 진공 펌프(19)와 진공 탱크(20)는 캐비티 (15)를 포함하는 금형 내부 공간을 대기압 미만의 일정 압력 이하로 감압하기 위한 감압 장치를 구성하는 것이고, 진공 탱크(20)는 호스(21) 및 가동측 블록(12) 속의 연결 통로(22)을 통하여 캐비티(15)와 서로 통해 있다.The motor operated or other type of vacuum pump 19 and the vacuum tank 20 constitute a decompression device for depressurizing the space inside the mold including the cavity 15 to a predetermined pressure below atmospheric pressure. 20 is in communication with the cavity 15 through a connecting passage 22 in the hose 21 and the movable side block 12.

여기서, 호스(21)의 도중에는 모우터 작동식 혹은 기타 형식의 개폐(開閉) 밸브(shutoff valve)(21a)가 배치되어 있다. 또한, 연결 통로(22)는 더욱 구체적으로는, 캐비티(15) 중에서 사출 슬리이브(16)의 연결 부위에 대해 반대쪽의 부위와 서로 통해 있다. 그리고 연결 통로(22)에는 압력계(진공계)(23)가 접속되고, 이 압력계(23)에 의해 금형 내부의 압력(감압 정도)을 계측할 수 있도록 되어 있다.Here, a shutoff valve 21a of a motor operated or other type is disposed in the middle of the hose 21. In addition, the connection passage 22 is more specifically through the site opposite to the connection site of the injection sleeve 16 in the cavity 15. And a pressure gauge (vacuum system) 23 is connected to the connection passage 22, and the pressure gauge 23 can measure the pressure (decompression degree) inside the mold.

더욱이 가동형(11)에는, 연결 통로(22)를 개폐할 수 있는 개폐 수단으로서 기능을 하는 컷 오프 핀(cutoff pin)(25), 압출 핀(extrusion pin)(26) 및 압출판(extrusion plate)(27) 등이 구비되어 있다. Furthermore, the movable die 11 includes a cutoff pin 25, an extrusion pin 26, and an extrusion plate that function as opening and closing means capable of opening and closing the connecting passage 22. 27, etc. are provided.

이어서, 상기한 다이 캐스트 장치를 사용하는 알루미늄 합금 주물의 제조방법(다이 캐스트법)에 대하여 설명한다.Next, the manufacturing method (die-cast method) of the aluminum alloy casting which uses the said die-casting apparatus is demonstrated.

먼저, 가동형(11)의 가동측 블록(12)을, 도 9에 나온 바와 같이, 고정형(10)과 접촉시키고, 금형을 밀폐한 상태(금형 클램핑 상태)로 함과 아울러 사출 플런저 (17)를 도 9에서 오른쪽에 실선(實線)으로 나타낸 최대 후퇴 위치까지 후퇴시켜 용탕 공급구(16a)를 개방한다.First, as shown in FIG. 9, the movable side block 12 of the movable die 11 is brought into contact with the stationary die 10, the mold is sealed (mold clamping state), and the injection plunger 17 is provided. 9 is retracted to the maximum retracted position indicated by the solid line on the right in FIG. 9 to open the molten metal supply port 16a.

이 상태에서, 용탕 바가지(18)를 사용하여 알루미늄 합금의 용탕을 용탕 공 급구(16a)로부터 사출 슬리이브(16) 속으로 주입한다.In this state, the molten metal gourd 18 is used to inject the molten aluminum alloy from the molten metal supply port 16a into the injection sleeve 16.

용탕을 사출 슬리이브(16) 속으로 주입한 후에는, 사출 플런저(17)를 전진시켜, 도 9에서 파선(17a)으로 나타낸 중간 정지 위치까지 전진시킨다. 이때, 용탕 공급구(16a)는 완전히 밀폐되지 않아도 좋으며, 중요한 것은 사출 플런저(17)의 전진에 따라 금형 속을 밀봉함으로써 금형 속과 대기[외기(外氣)] 분위기를 차단할 수있으면 좋다.After injecting the molten metal into the injection sleeve 16, the injection plunger 17 is advanced to advance to the intermediate stop position indicated by broken line 17a in FIG. At this time, the molten metal supply port 16a does not have to be completely sealed, and it is important to seal the mold in accordance with the advancement of the injection plunger 17 so as to block the mold and the atmosphere (outer air) atmosphere.

이어서, 즉 캐비티(15)를 포함하는 금형 속의 공간을 대기압 미만의 일정 압력 이하로 감압하는 감압 공정을 실시한다. 더욱 상세하게는, 모우터 구동식 혹은 기타 형식의 개폐 밸브(21a) 및 컷 오프 핀(25)를 개방 상태로 조작하여 진공 탱크 (20) 속이 높은 진공도인 것을 이용하여 금형 내부 공간의 공기를 연결 통로(22)와 호스(21)를 통해 진공 탱크(20) 쪽으로 흡입함으로써 금형 내부 공간을 감압한다.That is, the pressure reduction process of depressurizing the space in the metal mold | die containing the cavity 15 to below the fixed pressure below atmospheric pressure is performed. More specifically, by operating the motor-driven or other type on-off valve 21a and the cut-off pin 25 in an open state, the air in the mold internal space is connected by using a high degree of vacuum in the vacuum tank 20. The inner space of the mold is depressurized by suction toward the vacuum tank 20 through the passage 22 and the hose 21.

금형 내부 공간의 압력을 압력계(23)로 계측함으로써 금형 내부 압력이 미리 설정된 일정 압력(예컨대 13.3 kPa) 이하로 저하하면, 압력계(23)의 계측 신호에 근거하여 개폐 밸브(21a) 및 컷 오프 핀(25)을 밀폐 상태로 복귀시킨다. When the internal pressure of the mold decreases below a predetermined constant pressure (for example, 13.3 kPa) by measuring the pressure in the mold internal space with the pressure gauge 23, the opening / closing valve 21a and the cutoff pin based on the measurement signal of the pressure gauge 23. Return 25 to closed state.

이어서 압력계(23)로부터의 계측 신호에 따라 사출 플런저(17)가 전진을 시작하고, 사출 슬리이브(16) 속에 있는 용탕이 캐비티(15) 속으로 주입된다. 이러한 충전공정 도중에, 금형 속은 상기한 일정 압력 이하로 미리 감압되어 있기 때문에 용탕 충전을 수반하는 배압(背壓)(back pressure)(용탕 이동 방향 전방 쪽의 공간의 압력)의 상승이 발생하지 않는다. 따라서 캐비티(15) 속으로 용탕 충전을 스무스하게 할 수 있다.The injection plunger 17 then starts moving forward in response to the measurement signal from the pressure gauge 23, and the molten metal in the injection sleeve 16 is injected into the cavity 15. During such a filling process, since the inside of a metal mold | die is pressure-reduced previously below the said fixed pressure, the rise of the back pressure (pressure of the space ahead of a molten metal moving direction) accompanying melt filling does not occur. Therefore, it is possible to smooth the filling of the melt into the cavity 15.

도 9에서의 파선(17b)은 사출 플런저(17)의 사출 전진 제한위치인데, 이 사출 전진 제한위치(17b)에 의해 캐비티(15) 속으로 충전되는 용탕 충전은 종료한다. 그 후에도, 사출 플런저(17)의 사출 전방 제한위치(17b)는 유지됨으로써 캐비티 (15) 속의 용탕이 응고한다.The broken line 17b in FIG. 9 is the injection advance limit position of the injection plunger 17, and the filling of the melt filled into the cavity 15 by this injection advance limit position 17b ends. Even after that, the injection front restriction position 17b of the injection plunger 17 is held so that the molten metal in the cavity 15 solidifies.

용탕이 응고한 후에는 가동형(movable platen)(11)을 고정형(stationary platen)(10)으로부터 분리하는 방향으로(도 9에서 왼쪽 방향으로) 이동시켜 금형을 개방하고, 압출 판(extrusion plate)(27)과 압출 핀(extrusion pin)(26)을 도 9에서 오른쪽 방향으로 전진시킴으로써, 캐비티(15) 속에서 응고한 제품(주조품)을 금형로부터 꺼낸다.After the molten metal has solidified, the mold is opened by moving the movable plate 11 in the direction of separation from the stationary plate 10 (to the left in FIG. 9), and the extrusion plate By advancing the 27 and the extrusion pin 26 to the right direction in FIG. 9, the product (cast product) solidified in the cavity 15 is taken out of the mold.

이어서 본 발명의 실시형태의 다이 캐스트 장치의 다른 예에 대해 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10의 예에서는, 도 9의 다이 캐스트 장치에 대해 산소 공급 장치(24)를 부가하고 있다. 이 산소 공급 장치(24)는 캐비티(15)를 포함하는 금형 내부 공간에 산소를 공급하기 위한 것인데, 더욱 상세하게는, 산소 공급 장치(24)에는, 일정 압력으로 산소를 저장하는 산소 탱크(24a)와, 공급 튜브(24b)와, 이 공급 튜브(24b)의 통로를 개폐하는 모우터 구동식 혹은 기타 형식의 개폐 밸브(24c)를 구비하고 있다. Next, another example of the die cast apparatus of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. In the example of FIG. 10, the oxygen supply device 24 is added to the die cast device of FIG. 9. The oxygen supply device 24 is for supplying oxygen to the mold internal space including the cavity 15. More specifically, the oxygen supply device 24 stores oxygen at a constant pressure in the oxygen supply device 24a. ), A supply tube 24b and a motor-driven or other type opening / closing valve 24c for opening and closing the passage of the supply tube 24b.

공급 튜브(24b)의 끝을, 사출 슬리이브(16) 및 스풀 부싱(10a)으로 구성된 내부공간 속의 사출 플런저(17)의 중간 정지 위치(17a)보다도 전진 쪽의 부위로 개방하여, 스풀 부싱(10a)의 내부공간을 통하여 금형 내부 공간에 산소를 공급하도록 되어 있다.The end of the supply tube 24b is opened to a portion ahead of the intermediate stop position 17a of the injection plunger 17 in the inner space constituted by the injection sleeve 16 and the spool bushing 10a, so that the spool bushing ( Oxygen is supplied to the mold internal space through the internal space of 10a).

이어서, 도 10의 다이 캐스트 장치를 사용하는 알루미늄 합금 주물의 제조방법(다이 캐스트법)에 대해 설명한다. 먼저, 알루미늄 합금의 용탕을 용탕 공급구 (16a)로부터 사출 슬리이브(16) 속으로 주입한다. 이 용탕 주입 공정은 도 9에 나온 예와 동일하고, 사출 슬리이브(16) 속으로의 용탕 주입이 종료한 후에는 사출 플런저(17)를 중간 정지 위치(17a)까지 전진시킨다.Next, the manufacturing method (die-cast method) of the aluminum alloy casting using the die cast apparatus of FIG. 10 is demonstrated. First, molten aluminum alloy is injected into the injection sleeve 16 from the molten metal supply port 16a. This molten metal injection process is the same as the example shown in FIG. 9, and after injection of the molten metal into the injection sleeve 16 is complete, the injection plunger 17 is advanced to the intermediate stop position 17a.

이어서 캐비티(15)를 포함하는 금형 내부 공간의 대기 성분을 금형로부터 배출하는 배기 공정(혹은 진공흡인 공정)을 실시한다. 이 배기 공정은 도 9에 나온 예의 감압 공정에 상당하는 것이지만, 그 목적은 금형 내부를 감압하는 것이 아니고, 금형 내부의 대기 성분을 배출하는 것이다.Next, the exhaust process (or vacuum suction process) which discharges the atmospheric component of the mold internal space containing the cavity 15 from a metal mold | die is performed. Although this exhaust process is corresponded to the pressure reduction process of the example shown in FIG. 9, the objective is not to depressurize the inside of a metal mold | die, but to discharge | release the atmospheric component inside a metal mold | die.

이 배기 공정을 실시한 후에, 금형 내부를 산소 분위기로 치환하는 분위기 조정 공정을 실시한다. 즉, 이 분위기 조정 공정에 있어서는, 공급 튜브(24b)의 개폐 밸브(24c)를 열고, 산소 공급 장치(24)의 산소 탱크(24a) 속의 산소를 공급 튜브(24b), 사출 슬리이브(16) 및 스풀 부싱(10a)을 통해 캐비티(15) 속으로 공급한다.After performing this exhaust process, the atmosphere adjustment process which replaces the inside of a metal mold | die with oxygen atmosphere is implemented. That is, in this atmosphere adjustment process, the opening / closing valve 24c of the supply tube 24b is opened, and oxygen in the oxygen tank 24a of the oxygen supply device 24 is supplied to the supply tube 24b and the injection sleeve 16. And into the cavity 15 through the spool bushing 10a.

그리고 금형 내부의 산소 분위기의 압력이 대기압을 초과하는 일정 압력까지 상승했음이 압력계(23)에 의해 측정되면, 공급 튜브(24b)의 개폐 밸브(24c)는 자동적으로 폐쇄되어 분위기 조정 공정이 종료한다.When the pressure gauge 23 measures that the pressure of the oxygen atmosphere inside the mold has risen to a predetermined pressure exceeding the atmospheric pressure, the opening / closing valve 24c of the supply tube 24b is automatically closed to complete the atmosphere adjustment process. .

이어서 도 9에서의 상기한 예와 동일한 방법으로 용탕 충전 공정, 용탕 충전상태의 유지 공정 및 금형 개방 공정을 거쳐 제품(주조품)을 꺼낸다.Subsequently, the product (cast product) is taken out through the molten metal filling step, the molten metal holding state and the mold opening step in the same manner as the above-described example in FIG. 9.

도 10에 나온 실시예에 의하면, 금형 속을 산소 분위기로 치환한 후에 금형 속에 알루미늄 합금의 용탕을 충전하기 때문에, 알루미늄 합금의 산화를 적극적으로 촉진할 수 있고, 이 산화에 의해 합금재료의 조직을 치밀하게 할 수 있으므로 재료 강도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment shown in Fig. 10, since the molten metal of the aluminum alloy is filled into the mold after replacing the inside of the mold with an oxygen atmosphere, the oxidation of the aluminum alloy can be actively promoted, and the oxidation of the alloy material is promoted. Since it can be made compact, material strength can be improved.

이어서 본 발명의 알루미늄 합금 주물의 제조방법의 구체적인 제품예에 대하여 도 11을 참조하면서 설명한다. 도 11은 전열 발생부품(30)의 방열 핀(radiator fin)(31)을 본 발명의 알루미늄 합금 주물로 구성한 예를 나타낸 것이다. 전열 발생부품(30)은 보다 구체적으로는 다이오드(diode)이다Next, the specific product example of the manufacturing method of the aluminum alloy casting of this invention is demonstrated, referring FIG. FIG. 11 shows an example in which the radiator fin 31 of the electrothermal generator 30 is made of the aluminum alloy casting of the present invention. The heat generating component 30 is more specifically a diode.

방열 핀(31)에는 평판상의 기판(31a)의 표면과 뒷면의 양쪽면에 복수매의 얇은 두께의 핀(fin)부(31b)을 일체로 성형하고 있다. 그리고 기판(31a) 중에서, 얇은 두께의 핀부(31b)를 성형하고 있지 않은 평탄부에는 원형의 설치 구멍(31c)이 형성되고, 이 원형의 설치 구멍(31c)에는 거의 원주상의 외형으로 형성된 전열 발생부품(30)이 프레스 피팅에 의해 고정하도록 되어 있다.The heat dissipation fin 31 is integrally formed with a plurality of thin fin portions 31b on both the surfaces of the flat substrate 31a and the rear surfaces thereof. In the board | substrate 31a, the circular installation hole 31c is formed in the flat part which is not shape | molding the pin part 31b of thin thickness, and the heat transfer formed in the substantially circular cylindrical shape in this circular installation hole 31c. The generating part 30 is fixed by the press fitting.

얇은 두께의 핀부(31b)의 최소 판 두께를 가진 부분(끝 부분)의 판 두께(t)는 약 0.5 mm 내지 1.5 mm이다. 이와 같은 얇은 두께의 판 형상이더라도, 알루미늄 합금 주물 다이 캐스트 성형시의 유동성 향상에 의해 성형이 가능해진다.The plate thickness t of the portion (end portion) having the minimum plate thickness of the thin pin portion 31b is about 0.5 mm to 1.5 mm. Even in such a thin plate shape, molding can be performed by improving the fluidity at the time of aluminum alloy casting die cast molding.

더욱이 본 발명의 알루미늄 합금 주물에 의하면, 알루미늄 합금의 재료 경도가 저하하기 때문에 방열 핀(31)의 기판(31a)의 설치 구멍(31c)에 전열 발생부품 (30)을 프레스 피팅에 의해 고정하는 것을 양호한 품질로써 양호한 효율로 실시할 수 있다.Moreover, according to the aluminum alloy casting of this invention, since the material hardness of an aluminum alloy falls, fixing the electrothermal_generation | generation part 30 by the press fitting to the installation hole 31c of the board | substrate 31a of the heat radiation fin 31 is mentioned. It can be performed with good quality and with good efficiency.

더욱이, 도 11에서 전열 발생부품(30)을 프레스 피팅에 의하여 방열 핀(31) 의 기판(31a)에 고정하고 있으나, 전열 발생부품(30)을 방열 핀(31)의 기판(31a)에 코오킹에 의하여 고정할 경우에도, 알루미늄 합금의 재료경도가 저하함으로써 방열 핀(31)의 기판(31a)의 코오킹 가공을 양호한 품질로써 양호한 효율로 실시할 수 있다.Furthermore, in Fig. 11, the heat generating part 30 is fixed to the substrate 31a of the heat dissipation fin 31 by the press fitting. However, the heat generating part 30 is coated on the substrate 31a of the heat dissipation fin 31. In the case of fixing by king, the material hardness of the aluminum alloy decreases, so that the coking process of the substrate 31a of the heat dissipation fin 31 can be performed with good quality and with good efficiency.

도 9와 10에 나온 다이 캐스트 장치에 있어서, 가동형(11)의 구동 메카니즘으로서는 유압 구동 메카니즘에 한정되지 않고, 전동 모우터, 수압(水壓) 혹은 공기압 등의 여러 가지의 구동원을 이용하는 구동 메카니즘을 사용할 수 있다. 마찬가지로, 진공 펌프(19)를 구동하는 동력원도, 전동 모우터 이외에 유압, 수압 및 공기압 등의 여러 가지 동력원을 사용할 수 있다.In the die cast apparatus shown in FIGS. 9 and 10, the driving mechanism of the movable type 11 is not limited to a hydraulic driving mechanism, but a driving mechanism using various driving sources such as an electric motor, hydraulic pressure or air pressure. Can be used. Similarly, a power source for driving the vacuum pump 19 can also use various power sources such as hydraulic pressure, hydraulic pressure and air pressure, in addition to the electric motor.

본 발명에 의하여 주조성(castability)과 내식성이 우수한 다이 캐스트(die casting)용 알루미늄 합금, 알루미늄 합금 주물(鑄物)의 제조방법, 및 알루미늄 합금 주물을 제공함으로써 이 기술분야에 미치는 그 산업상의 의의는 실로 크다 하겠다.INDUSTRIAL APPLICATION According to this invention, the industrial significance for this technical field by providing the aluminum alloy for die casting, the manufacturing method of aluminum alloy casting, and aluminum alloy casting which are excellent in castability and corrosion resistance are provided. Is indeed great.

Claims (7)

Si: 9.0∼12.0 중량 %, Mg: 0.20∼0.80 중량 %, 및 Mn + Fe: 0.7∼1.1 중량 %를 함유하고, Mn/Fe의 비가 1.5 이상이며, 불순물로서의 Cu가 0.5 중량 % 이하로 규제되고, 나머지가 알루미늄 및 불가피한 불순물로 된 것을 특징으로 하는 다이 캐스트용 알루미늄 합금.Si: 9.0 to 12.0% by weight, Mg: 0.20 to 0.80% by weight, and Mn + Fe: 0.7 to 1.1% by weight, the ratio of Mn / Fe is at least 1.5, and Cu as an impurity is regulated to 0.5% by weight or less Die-cast aluminum alloy, characterized in that the remainder is aluminum and inevitable impurities. 제1항에 있어서, 불순물로서 Ti, B, Zr, Sr, Ca, Na, Sb 중의 1종 이상을 추가로 함유한 것을 특징으로 하는 다이 캐스트용 알루미늄 합금.The die-cast aluminum alloy according to claim 1, further comprising at least one of Ti, B, Zr, Sr, Ca, Na, and Sb as impurities. 제1항 또는 제2항에 있어서, Mn/Fe 비의 상한이 5.0 이하인 것을 특징으로 하는 다이 캐스트용 알루미늄 합금.The aluminum alloy for die cast according to claim 1 or 2, wherein an upper limit of the Mn / Fe ratio is 5.0 or less. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 알루미늄 합금 주물을 제조하는 제조방법으로서, As a manufacturing method which manufactures an aluminum alloy casting using the die-cast aluminum alloy of any one of Claims 1-3, (가) 금형(10, 11)을 밀폐하고, 상기 금형(10, 11)의 내부를 대기압 미만의 소정 압력 이하로 감압하는 감압 공정과,(A) a pressure reduction step of sealing the molds 10 and 11 and depressurizing the inside of the molds 10 and 11 to less than a predetermined pressure of less than atmospheric pressure; (나) 상기 감압 공정 후에, 상기 금형(10, 11) 속에 알루미늄 합금의 용탕을 충전하는 용탕 충전 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 주물의 제조방법.(B) After the depressurization step, a molten metal filling step of filling a molten aluminum alloy into the molds (10, 11) is provided. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 알루미늄 합금 주물을 제조하는 제조방법으로서, As a manufacturing method which manufactures an aluminum alloy casting using the die-cast aluminum alloy of any one of Claims 1-3, (가) 금형(10, 11)을 밀폐하고, 상기 금형(10, 11) 속의 공기를 배출하는 배기 공정과,(A) an exhaust process of sealing the molds 10 and 11 and discharging air in the molds 10 and 11; (나) 상기 배기 공정 후에, 상기 금형(10, 11) 속에 산소를 공급하여 상기 금형(10, 11) 속을 산소 분위기로 치환하는 분위기 조정 공정과,(B) an atmosphere adjustment step of supplying oxygen into the molds 10 and 11 after the exhausting step to replace the molds 10 and 11 with an oxygen atmosphere; (다) 상기 분위기 조정 공정 후에, 상기 금형(10, 11) 속에 알루미늄 합금의 용탕을 충전하는 용탕 충전 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 주물의 제조방법.(C) After the atmosphere adjustment step, a molten metal filling step of filling a molten aluminum alloy into the molds (10, 11). 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 알루미늄 합금 주물로서, 상기 주물은 최소 판 두께를 가진 부분의 판 두께가 0.5∼1.5 mm인 얇은 두께의 핀(fin)부(31b)를 가진 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 주물.An aluminum alloy casting manufactured using the die-cast aluminum alloy according to any one of claims 1 to 3, wherein the casting has a thin thickness of 0.5 to 1.5 mm in a plate thickness of a portion having a minimum sheet thickness. An aluminum alloy casting, which has a fin part 31b. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재한 다이 캐스트용 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 알루미늄 합금 주물로서, 상기 주물은 프레스 피팅 혹은 코오킹에 의하여 다른 부품과 결합되는 결합부(31c)를 가진 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 주물.An aluminum alloy casting manufactured by using the die cast aluminum alloy according to any one of claims 1 to 3, wherein the casting includes a coupling part 31c which is joined to another component by press fitting or caulking. Aluminum alloy casting, characterized in that with.
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