KR102393019B1 - Aluminum alloy sheet and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고강도 및 고성형성의 알루미늄 합금판재 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 알루미늄 합금판재는, 중량%로, 구리(Cu): 0% 초과 ~ 0.2%, 망간(Mn): 0% 초과 ~ 0.1%, 마그네슘(Mg): 0.55% ~ 0.6%, 실리콘(Si): 1.2% ~ 1.3%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.03%, 및 잔부는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함하고, 평균 입도 0.3 μm ~ 5 μm의 구상화 정출상을 포함하고, 인장강도(TS): 270 MPa ~ 280 MPa, 항복강도(YS): 135 MPa ~ 150 MPa, 연신율(EL): 27% ~ 32%를 만족한다.The present invention provides an aluminum alloy sheet material having high strength and high formability and a method for manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy sheet material, by weight, copper (Cu): more than 0% to 0.2%, manganese (Mn): more than 0% to 0.1%, magnesium (Mg): 0.55% ~ 0.6%, silicon (Si): 1.2% ~ 1.3%, titanium (Ti): more than 0% ~ 0.03%, and the balance contains aluminum (Al) and unavoidable impurities, spheroidized with an average particle size of 0.3 μm to 5 μm Including the crystallized phase, tensile strength (TS): 270 MPa to 280 MPa, yield strength (YS): 135 MPa to 150 MPa, and elongation (EL): 27% to 32% are satisfied.
Description
본 발명의 기술적 사상은 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고강도 및 고성형성의 알루미늄 합금판재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an aluminum alloy, and more particularly, to an aluminum alloy sheet of high strength and high formability and a method for manufacturing the same.
자동차의 안전성 및 연비 효율을 향상시키기 위하여 소재를 경량화 및 고강도화하기 위한 기술의 수요가 증가하고 있다. 이러한 요구에 응답하기 위해, 자동차 차체 중 패널이나 도어 빔 등의 보강재 등을 부분적으로 강판 등의 철강 재료 대신에 알루미늄 합금 재료를 적용하는 시도가 진행되고 있다. 나아가, 자동차 차체의 보다 경량화를 위해서는 자동차 부재 중에서도 특히 경량화에 기여하는 프레임, 필러 등의 자동차 구조 부재에도 알루미늄 합금 재료의 적용을 확대하는 것이 요구되고 있다.In order to improve the safety and fuel efficiency of automobiles, the demand for technologies for reducing the weight and increasing the strength of materials is increasing. In order to respond to such a request, an attempt is being made to partially apply an aluminum alloy material instead of a steel material such as a steel plate to a reinforcement material such as a panel or a door beam in an automobile body. Furthermore, in order to further reduce the weight of the automobile body, it is required to expand the application of the aluminum alloy material to automobile structural members such as frames and pillars that contribute to weight reduction in particular among automobile members.
알루미늄 합금의 경우 비강도가 우수하고 비교적 저렴한 소재가격으로 철강 다음으로 가장 많이 사용되는 경량 금속소재이다. 이와 같이 알루미늄 합금은 경량화 소재로서 각광받고 있으나, 철강 소재에 비하여 기계적 특성이 낮기 때문에 알루미늄 합금의 낮은 강도를 극복하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.Aluminum alloy is the most used lightweight metal material after steel due to its excellent specific strength and relatively low material price. As such, aluminum alloy is in the spotlight as a lightweight material, but since it has lower mechanical properties compared to steel material, technology development is required to overcome the low strength of aluminum alloy.
기존의 알루미늄 합금판재는 DC(direct chill) 주조공법을 이용하여 슬라브와 같은 주조재를 제조한 후, 정출상을 모두 기지 내에 고용시켜 열간압연 및 냉간압연하여 제조된다. 예를 들어, 두께 500 mm 이상의 주조재를 열간압연하여, 약 3mm 두께로 제조할 수 있다. 이러한 DC 주조는 낮은 응고속도로 인하여 비평형의 정출상이 생성되며, 주조재의 열간 압연시 강도 하향을 목적으로, 정출상 재고용을 실시하여, α-Al 조건에서 열간 압연을 실시하게 된다. 상기 열간압연재는, S, Brass 및 Cu 방위를 갖는 결정립이 생성되고, 또한 Cube집합조직이 형성되어 는데, 상기 방위를 갖는 결정립으로 인하여 불균일한 연성과 낮은 항복강도와 낮은 인장강도를 가지며, 성형시 이방성을 보이는 한계가 있다.Conventional aluminum alloy sheet materials are manufactured by manufacturing a cast material such as a slab using a DC (direct chill) casting method, and then hot rolling and cold rolling by dissolving all crystallized phases in a matrix. For example, by hot-rolling a cast material having a thickness of 500 mm or more, it may be manufactured to a thickness of about 3 mm. In such DC casting, a non-equilibrium crystallized phase is generated due to a low solidification rate, and for the purpose of lowering the strength during hot rolling of the cast material, the crystallization phase is re-dissolved, and hot rolling is performed under the α-Al condition. In the hot-rolled material, crystal grains having S, Brass, and Cu orientations are generated, and a cube texture is formed. There is a limit to showing anisotropy.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 고강도 및 고성형성의 알루미늄 합금판재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide an aluminum alloy sheet material having high strength and high formability and a method for manufacturing the same.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 관점에 의하면, 고강도 및 고성형성의 알루미늄 합금판재 및 그 제조방법이 제공된다. According to one aspect of the present invention, an aluminum alloy sheet material having high strength and high formability and a method for manufacturing the same are provided.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 알루미늄 합금판재는, 중량%로, 구리(Cu): 0% 초과 ~ 0.2%, 망간(Mn): 0% 초과 ~ 0.1%, 마그네슘(Mg): 0.55% ~ 0.6%, 실리콘(Si): 1.2% ~ 1.3%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.03%, 및 잔부는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함하고, 평균 입도 0.3 μm ~ 5 μm의 구상화 정출상을 포함하고, 인장강도(TS): 270 MPa ~ 280 MPa, 항복강도(YS): 135 MPa ~ 150 MPa, 연신율(EL): 27% ~ 32%를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy sheet material, in weight %, copper (Cu): more than 0% ~ 0.2%, manganese (Mn): more than 0% ~ 0.1%, magnesium (Mg): 0.55% ~ 0.6%, silicon (Si): 1.2% to 1.3%, titanium (Ti): more than 0% to 0.03%, and the balance contains aluminum (Al) and unavoidable impurities, and spheroidized crystallization with an average particle size of 0.3 μm to 5 μm Including the phase, tensile strength (TS): 270 MPa to 280 MPa, yield strength (YS): 135 MPa to 150 MPa, elongation (EL): 27% to 32% may be satisfied.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 알루미늄 합금판재는, 시효 열처리 후에, 인장강도(TS): 310 MPa ~ 330 MPa 및 항복강도(YS): 250 MPa ~ 280 MPa 를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy sheet material, after aging heat treatment, tensile strength (TS): 310 MPa to 330 MPa and yield strength (YS): 250 MPa to 280 MPa can be satisfied.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 구상화 정출상에 의하여 집합조직이 제어될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the texture can be controlled by the spheroidized crystallization phase.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 구상화 정출상에 의하여, 이방성 Cube 집합조직이 감소하고, 등방성 {111} 집합조직의 형성이 촉진되고, CubeND 집합조직 및 P 집합조직을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by the spheroidized crystallization phase, the anisotropic cube texture is reduced, the formation of the isotropic {111} texture is promoted, and the cube ND texture and the P texture can be obtained.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 알루미늄 합금판재의 제조방법은, 중량%로, 구리(Cu): 0% 초과 ~ 0.2%, 망간(Mn): 0% 초과 ~ 0.1%, 마그네슘(Mg): 0.55% ~ 0.6%, 실리콘(Si): 1.2% ~ 1.3%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.03%, 및 잔부는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함하는 합금 조성의 주조재를 제조하는 단계; 상기 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 균질화 열처리하는 단계; 상기 균질화 열처리된 주조재를 열간압연하는 단계; 상기 열간 압연된 주조재를 냉간압연하는 단계; 및 상기 냉간압연된 판재를 500℃ 내지 550℃에서 재결정 열처리하는 단계;를 포함하여 알루미늄 합금판재를 형성하고, 상기 알루미늄 합금판재는, 평균 입도 0.3 μm ~ 5 μm의 구상화 정출상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method for manufacturing the aluminum alloy sheet material is, by weight, copper (Cu): more than 0% to 0.2%, manganese (Mn): more than 0% to 0.1%, magnesium (Mg) : 0.55% to 0.6%, silicon (Si): 1.2% to 1.3%, titanium (Ti): more than 0% to 0.03%, and the remainder is aluminum (Al) and unavoidable impurities. to do; homogenizing heat treatment of the cast material at 500°C to 550°C; hot rolling the homogenized heat-treated cast material; cold rolling the hot rolled cast material; and recrystallizing the cold-rolled sheet material at 500° C. to 550° C. to form an aluminum alloy sheet material, and the aluminum alloy sheet material may include a spheroidized crystallization phase having an average particle size of 0.3 μm to 5 μm. .
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 재결정 열처리하는 단계를 수행한 후에, 상기 재결정 열처리된 판재를 180℃ 내지 200℃에서 시효 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after performing the recrystallization heat treatment step, the step of aging heat treatment at 180 ℃ to 200 ℃ the recrystallization heat treatment plate material; may further include.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 열간압연하는 단계를 수행한 후에, 상기 열간압연된 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 회복 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after performing the hot-rolling step, the recovery heat treatment step of the hot-rolled cast material at 500 ℃ to 550 ℃; may further include.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 알루미늄 합금판재는, 인장강도(TS): 270 MPa ~ 280 MPa, 항복강도(YS): 135 MPa ~ 150 MPa, 연신율(EL): 27% ~ 32%를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy sheet material, tensile strength (TS): 270 MPa ~ 280 MPa, yield strength (YS): 135 MPa ~ 150 MPa, elongation (EL): 27% ~ 32% can be satisfied
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 알루미늄 합금판재는, 상기 시효 열처리를 수행한 후에, 인장강도(TS): 310 MPa ~ 330 MPa 및 항복강도(YS): 250 MPa ~ 280 MPa 를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aluminum alloy sheet material, after performing the aging heat treatment, tensile strength (TS): 310 MPa ~ 330 MPa and yield strength (YS): 250 MPa ~ 280 MPa can be satisfied .
본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 균일한 기계적 특성을 구비하는 고성형성이 필요한 자동차용 알루미늄 판재에 적용할 수 있는 알루미늄 합금판재 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 즉, 고강도 및 고성형성의 물성을 갖는 알루미늄 판재를 낮은 원가로 제조할 수 있다. 또한, 상기 알루미늄 합금판재는 예를 들면, 자동차용 내장 판재, 외장 판재 및/또는 무빙 파트로 적용될 수 있으며, 이러한 경우 경량화 특성이 우수하면서도 높은 강도를 구현하는 이점이 발휘되어 자동차의 연비 효율 및 안전성을 더욱 향상시키고, 제조 단가를 저감할 수 있다.According to the technical idea of the present invention, it is possible to implement an aluminum alloy sheet material applicable to an aluminum sheet material for automobiles requiring high formability having uniform mechanical properties and a method for manufacturing the same. That is, an aluminum plate having high strength and high formability properties can be manufactured at low cost. In addition, the aluminum alloy plate material may be applied as, for example, an interior plate material for a vehicle, an exterior plate material, and/or a moving part, and in this case, the advantage of implementing high strength while having excellent lightweight properties is exhibited, fuel efficiency and safety of the vehicle can be further improved, and the manufacturing cost can be reduced.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 공정 단계별 미세조직을 나타내는 사진들이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 망간 추가에 따른 미세조직의 변화를 나타내는 사진들이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 집합조직을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 기계적 성질을 나타내는 그래프들이다.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing an aluminum alloy plate material according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing the microstructure of the aluminum alloy sheet according to an embodiment of the present invention for each process step.
3 is a photograph showing a change in the microstructure according to the addition of manganese of the aluminum alloy sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the texture of the aluminum alloy plate material according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the mechanical properties of an aluminum alloy sheet according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. In this specification, the same reference numerals refer to the same elements throughout. Furthermore, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 일 측면인 알루미늄 합금판재에 대하여 설명한다.Hereinafter, an aluminum alloy plate material which is an aspect of the present invention will be described.
알루미늄 합금판재aluminum alloy sheet
본 발명의 일 측면인 알루미늄 합금판재는 중량%로, 구리(Cu): 0% 초과 ~ 0.2%, 망간(Mn): 0% 초과 ~ 0.1%, 마그네슘(Mg): 0.55% ~ 0.6%, 실리콘(Si): 1.2% ~ 1.3%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.03%, 및 잔부는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어진다.The aluminum alloy sheet material of an aspect of the present invention is, by weight, copper (Cu): more than 0% to 0.2%, manganese (Mn): more than 0% to 0.1%, magnesium (Mg): 0.55% to 0.6%, silicon (Si): 1.2% to 1.3%, titanium (Ti): more than 0% to 0.03%, and the balance consists of aluminum (Al) and unavoidable impurities.
참고로, 종래 기술에 따른 알루미늄 합금판재는, 0.3 중량% 이하의 크롬(Cr), 0.2 ~ 0.7 중량%의 구리(Cu), 0.3 중량% 이하의 망간(Mn), 0.4 ~ 0.9 중량%의 마그네슘(Mg), 0.3 중량% 이하의 아연(Zn), 1.0 ~ 1.5 중량%의 실리콘(Si), 0.2 중량% 이하의 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재는 크롬(Cr)과 아연(Zn)이 배제되어 있고, 구리(Cu), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 및 티타늄(Ti)의 함량이 적음을 알 수 있다.For reference, the aluminum alloy sheet material according to the prior art, 0.3 wt% or less of chromium (Cr), 0.2 to 0.7 wt% of copper (Cu), 0.3 wt% or less of manganese (Mn), 0.4 to 0.9 wt% of magnesium (Mg), 0.3 wt% or less of zinc (Zn), 1.0 to 1.5 wt% of silicon (Si), and 0.2 wt% or less of titanium (Ti) may be included. Therefore, the aluminum alloy sheet material according to an embodiment of the present invention excludes chromium (Cr) and zinc (Zn), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), silicon (Si), and titanium It can be seen that the content of (Ti) is small.
이하, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판재에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the role and content of each component included in the aluminum alloy sheet according to the present invention will be described as follows.
구리(Cu): 0 중량% 초과 ~ 0.2 중량%Copper (Cu): greater than 0 wt% to 0.2 wt%
구리(Cu)는 고용 강화에 의해 알루미늄 합금의 기계적 특성을 향상시키며 인성을 증가시킨다. 상기 구리(Cu)의 함량이 0.2 중량%를 초과하는 경우에는, 금속간 화합물의 석출에 의해 성형성이 감소할 수 있다.Copper (Cu) improves mechanical properties of aluminum alloys by solid solution strengthening and increases toughness. When the content of copper (Cu) exceeds 0.2 wt %, formability may decrease due to precipitation of intermetallic compounds.
망간(Mn): 0 중량% 초과 ~ 0.1 중량%Manganese (Mn): greater than 0 wt% to 0.1 wt%
망간(Mn)은 고용 강화로써 강도를 향상시키는 원소이다. 상기 망간(Mn)의 함량이 0.1 중량%를 초과하는 경우에는, 강도 및 가공성 향상 효과는 더 이상 증가하지 않고, 압출성이 오히려 저하될 수 있다.Manganese (Mn) is an element that improves strength by solid solution strengthening. When the content of manganese (Mn) exceeds 0.1 wt %, the effect of improving strength and processability does not increase any more, and extrudability may be rather reduced.
마그네슘(Mg): 0.55 중량% ~ 0.6 중량%Magnesium (Mg): 0.55 wt% to 0.6 wt%
마그네슘(Mg)은 실리콘(Si)과 Mg2Si 화합물을 형성해 강도를 향상시키는 원소이다. 상기 마그네슘(Mg)의 함량이 0.55 중량%에 미만인 경우에는, 강도 향상효과가 크지 않지만, 상기 마그네슘(Mg)의 함량이 0.6 중량%를 초과하는 경우에는, 알루미늄 합금의 압출성, 표면조도, 치수정밀도 등이 크게 저하될 수 있으며, 나아가, 주조 시 용탕의 산화 경향이 증대하게 된다.Magnesium (Mg) is an element that improves strength by forming a compound of silicon (Si) and Mg 2 Si. When the content of magnesium (Mg) is less than 0.55% by weight, the strength improvement effect is not large, but when the content of magnesium (Mg) exceeds 0.6% by weight, extrudability, surface roughness, and dimensions of the aluminum alloy The precision and the like may be greatly reduced, and further, the oxidation tendency of the molten metal during casting increases.
실리콘(Si): 1.2 중량% ~ 1.3 중량%Silicon (Si): 1.2 wt% to 1.3 wt%
실리콘(Si)은 주조성 및 강도에 영향을 주는 주요 원소이다. 상기 실리콘(Si)의 함량이 1.2 중량% 미만인 경우에는, 주조성 및 강도 향상의 효과가 크지 않다. 상기 실리콘(Si)의 함량이 0.85 중량%를 초과하는 경우에는, 알루미늄 합금의 압출 가공시 동일 압출 속도에서 표면 결함이 발생할 수 있다.Silicon (Si) is a major element affecting castability and strength. When the content of silicon (Si) is less than 1.2 wt%, the effect of improving castability and strength is not great. When the content of silicon (Si) exceeds 0.85 wt %, surface defects may occur at the same extrusion rate during extrusion of the aluminum alloy.
티타늄(Ti): 0 중량% 초과 ~ 0.03 중량%Titanium (Ti): greater than 0 wt% to 0.03 wt%
티타늄(Ti)은 주조성을 향상시키며 알루미늄 합금에 첨가됨으로써 주괴 조직을 미세화하여 강도 향상에 기여하는 원소이다. 상기 티타늄(Ti)의 함량이 0.03 중량%를 초과하는 경우에는, 기공 및 편석 발생 등 결함이 발생하거나, 연신율과 성형성이 저하될 수 있다.Titanium (Ti) improves castability and is an element contributing to strength improvement by refining the ingot structure by being added to the aluminum alloy. When the content of titanium (Ti) exceeds 0.03 wt %, defects such as pores and segregation may occur, or elongation and formability may be reduced.
상기 합금 조성은 전술한 합금 원소 외에 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함한다.The alloy composition includes the remaining aluminum (Al) and unavoidable impurities in addition to the aforementioned alloying elements.
상기 알루미늄 합금판재는 평균 입도 0.3 μm ~ 5 μm의 구상화 정출상을 포함하며, 인장강도(TS): 270 MPa ~ 280 MPa, 항복강도(YS): 135 MPa ~ 150 MPa, 연신율(EL): 27% ~ 32%를 만족할 수 있다.The aluminum alloy sheet includes a spheroidized crystallized phase with an average particle size of 0.3 μm to 5 μm, tensile strength (TS): 270 MPa to 280 MPa, yield strength (YS): 135 MPa to 150 MPa, elongation (EL): 27 % ~ 32% can be satisfied.
상기 알루미늄 합금판재는 시효 열처리 후에, 인장강도(TS): 310 MPa ~ 330 MPa 및 항복강도(YS): 250 MPa ~ 280 MPa 를 만족할 수 있다.After the aging heat treatment, the aluminum alloy sheet material may satisfy tensile strength (TS): 310 MPa to 330 MPa and yield strength (YS): 250 MPa to 280 MPa.
상기 구상화 정출상에 의하여 집합조직이 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 구상화 정출상에 의하여, 이방성 Cube 집합조직이 감소하고, 등방성 {111} 집합조직의 형성이 촉진되고, CubeND 집합조직 및 P 집합조직을 가질 수 있다.The texture can be controlled by the spheroidized crystallization phase. For example, by the spheroidized crystallization phase, the anisotropic cube texture is reduced, the formation of the isotropic {111} texture is promoted, and the cube ND texture and the P texture can be obtained.
알루미늄 합금판재의 제조 방법Manufacturing method of aluminum alloy plate
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing an aluminum alloy plate material according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 알루미늄 합금판재의 제조방법은, 중량%로, 구리(Cu): 0% 초과 ~ 0.2%, 망간(Mn): 0% 초과 ~ 0.1%, 마그네슘(Mg): 0.55% ~ 0.6%, 실리콘(Si): 1.2% ~ 1.3%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.03%, 및 잔부는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함하는 합금 조성의 주조재를 제조하는 단계(S10); 상기 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 균질화 열처리하는 단계(S20); 상기 균질화 열처리된 주조재를 열간압연하는 단계(S30); 상기 열간 압연된 주조재를 냉간압연하는 단계(S40); 및 상기 냉간압연된 판재를 500℃ 내지 550℃에서 재결정 열처리하는 단계(S50);를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method of manufacturing the aluminum alloy plate material is, by weight, copper (Cu): more than 0% to 0.2%, manganese (Mn): more than 0% to 0.1%, magnesium (Mg): 0.55% ~ 0.6%, silicon (Si): 1.2% ~ 1.3%, titanium (Ti): more than 0% ~ 0.03%, and the remainder is aluminum (Al) S10); Homogenization heat treatment of the cast material at 500° C. to 550° C. (S20); hot rolling the homogenized heat-treated cast material (S30); cold rolling the hot-rolled cast material (S40); and recrystallizing the cold-rolled sheet material at 500° C. to 550° C. (S50).
상기 알루미늄 합금판재의 제조방법은, 상기 재결정 열처리된 판재를 180℃ 내지 200℃에서 시효 열처리하는 단계(S60);를 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing the aluminum alloy plate material may further include a step (S60) of aging the recrystallized heat-treated plate material at 180°C to 200°C.
선택적으로, 상기 알루미늄 합금판재의 제조방법은, 상기 열간압연된 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 회복 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Optionally, the method of manufacturing the aluminum alloy sheet material may further include the step of recovering the hot-rolled cast material at 500°C to 550°C.
주조재 제조단계(S10)Casting material manufacturing step (S10)
주조재를 제조하는 단계(S10)는 알루미늄 용탕에 상기 합금 조성을 만족하는 함량으로 합금 원소들을 첨가하여 용융시킴으로써, 예를 들면 반제품 상태의 주조재를 제조하는 것일 수 있다. 일 구체예에서, 주조재를 제조하는 단계(S100)는 고주파 용해로를 이용하여 800℃ 내지 880℃에서 순 알루미늄을 용해시킨 후, 해당 온도에서 Al-Mn 모합금을 각각 첨가하고, 800℃ 내지 850℃에서 Al-Cu와 Al-Si 모합금을 첨가하며, 720℃ 내지 750℃에서 Al-Mg 모합금을 첨가하는 방법을 포함할 수 있다. 마지막으로, 주조 3분 전 Al-Ti 모합금을 첨가한다. 이러한 경우, 모합금의 사용에 의해 용융성이 더욱 향상될 수 있으며, 합금 원소가 산화 및 기화에 의해 손실되는 것을 저감할 수 있다In the manufacturing of the cast material (S10), alloying elements are added to the molten aluminum in an amount satisfying the alloy composition and melted, for example, to manufacture a semi-finished cast material. In one embodiment, the step (S100) of manufacturing a cast material is to melt pure aluminum at 800°C to 880°C using a high-frequency melting furnace, and then add Al-Mn master alloy at the corresponding temperature, respectively, to 800°C to 850°C It may include a method of adding Al-Cu and Al-Si master alloy at °C, and adding Al-Mg master alloy at 720 °C to 750 °C. Finally, the Al-Ti master alloy is added 3 minutes before casting. In this case, meltability can be further improved by using the master alloy, and loss of alloying elements by oxidation and vaporization can be reduced.
균질화 열처리 단계(S20)Homogenization heat treatment step (S20)
균질화 열처리 단계(S20)는 상기와 같이 제조된 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 균질화 열처리함으로써, 주조 과정에서 생긴 석출상 및 정출상을 고용시켜 주조재를 균질화한다. 상기 균질화 열처리 온도가 500℃ 미만인 경우, 정출상을 고용시키기 어려우며 550℃ 초과인 경우, 주조재가 국소적으로 재용융되고 고융점 화합물이 석출되어 압연시 성형성이 낮아진다. 상기 균질화 열처리 온도는 구체적으로 420℃ 내지 550℃, 보다 구체적으로 500℃ 내지 550℃일 수 있다. 이러한 경우, 고융점을 갖는 S-phase(Al-Mg-Cu phase) 상을 알루미늄 기지 내로 확산시킴으로써 열간압연 성형성을 확보할 수 있다. 균질화 열처리 시간은 전체 주조재의 조성이 균일할 수 있도록 12 시간이상 진행되어야 한다. 상기 범위 내에서, 주조재의 균질화 효율 생산성 및 성형성이 향상될 수 있다.The homogenization heat treatment step (S20) homogenizes the cast material by dissolving the precipitation phase and the crystallization phase generated in the casting process by homogenizing the cast material prepared as described above at 500°C to 550°C. When the homogenization heat treatment temperature is less than 500 ℃, it is difficult to dissolve the crystallized phase, and when it is more than 550 ℃, the cast material is locally re-melted and a high-melting-point compound is precipitated, thereby lowering the formability during rolling. The homogenization heat treatment temperature may be specifically 420 ℃ to 550 ℃, more specifically 500 ℃ to 550 ℃. In this case, hot rolling formability can be secured by diffusing an S-phase (Al-Mg-Cu phase) phase having a high melting point into the aluminum matrix. The homogenization heat treatment time should be more than 12 hours so that the composition of the entire cast material can be uniform. Within the above range, the homogenization efficiency, productivity, and moldability of the cast material may be improved.
열간압연 단계(S30)Hot rolling step (S30)
열간압연 단계(S30)는 상기 균질화 열처리된 주조재를 열간압연한다. 구체적으로, 열간압연은 최종두께를 약 4 mm 내지 6 mm, 예를 들어 5 mm가 되도록 수행될 수 있다. 상기 범위 내에서, 알루미늄 합금판재의 표면 품질을 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 열간압연은 각 압연패스 당 압하율 20% 내지 30%로의 두께감소가 이루어지도록 수행될 수 있다. 이러한 경우, 압연패스 수를 저감하면서도 후술하는 단계들에서 온도가 과도하게 냉각되지 않도록 적절한 열간압연 온도를 유지할 수 있어 생산성 및 표면 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.In the hot rolling step (S30), the homogenized heat-treated cast material is hot-rolled. Specifically, the hot rolling may be performed to a final thickness of about 4 mm to 6 mm, for example, 5 mm. Within the above range, it is possible to improve the surface quality of the aluminum alloy plate material. More specifically, the hot rolling may be performed so that the thickness reduction is made to a reduction ratio of 20% to 30% for each rolling pass. In this case, while reducing the number of rolling passes, it is possible to maintain an appropriate hot rolling temperature so that the temperature is not excessively cooled in steps to be described later, thereby further improving productivity and surface quality.
선택적으로, 상기 열간압연하는 단계(S30)를 수행한 후에, 상기 열간압연된 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 회복 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 회복 열처리 단계(S400)는 상기 열간압연된 주조재의 내부 응력을 해소할 수 있다. 회복 열처리 온도가 500℃ 미만인 경우, 내부 응력 해소 효과가 미미하다. 반대로 회복열처리 온도가 550℃ 초과인 경우, 열간압연된 주조재가 재용융되어 정출상이 조대화되고, 분산도가 낮아진다. 회복 열처리 시간은, 예를 들어 30분 내지 2 시간일 수 있고, 바람직하게는 1 시간일 수 있다. 회복 열처리가 길어질 경우, 정출상이 조대화 되고, 결정립이 성장 할 수 있다. 상기 범위 내에서, 내부응력 해소 효율 및 생산성이 향상될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 회복 열처리 온도는 균질화 열처리 온도와 같은 온도로 수행될 수 있다. 이러한 경우, 정출상을 더욱 미세화 및 분산화할 수 있으며, 열처리에 의한 품질 제어 효율을 높이면서도 효과적으로 내부 응력을 해소할 수 있다. 이러한 회복 열처리는 알루미늄 합금 판재의 조성에 따라서 생략될 수 있으며, 일반적으로 추가 원소의 함량이 낮은 경우에는 생략될 수 있다.Optionally, after performing the hot-rolling step (S30), the recovery heat treatment step of the hot-rolled cast material at 500 ℃ to 550 ℃ may further include. The recovery heat treatment step (S400) may relieve the internal stress of the hot-rolled cast material. When the recovery heat treatment temperature is less than 500° C., the effect of relieving internal stress is insignificant. Conversely, when the recovery heat treatment temperature is higher than 550° C., the hot-rolled cast material is re-melted to coarsen the crystallized phase, and the degree of dispersion is lowered. The recovery heat treatment time may be, for example, 30 minutes to 2 hours, preferably 1 hour. If the recovery heat treatment is prolonged, the crystallized phase may become coarse and crystal grains may grow. Within the above range, internal stress relieving efficiency and productivity may be improved. In one embodiment, the recovery heat treatment temperature may be performed at the same temperature as the homogenization heat treatment temperature. In this case, the crystallized phase can be further refined and dispersed, and the internal stress can be effectively relieved while improving the quality control efficiency by heat treatment. Such recovery heat treatment may be omitted depending on the composition of the aluminum alloy sheet, and in general, may be omitted when the content of the additional element is low.
냉간압연 단계(S40)Cold rolling step (S40)
냉간압연 단계(S40)는 상기 열간 압연된 주조재 또는 회복 열처리된 주조재를 냉간압연한다. 냉간 압연 시 압하율은 20% 내지 30%일 수 있다. 상기 범위 내에서, 알루미늄 합금판재의 강도 및 연신율을 더욱 향상시킬 수 있다.In the cold rolling step (S40), the hot-rolled cast material or the recovery heat treated cast material is cold-rolled. The rolling reduction during cold rolling may be 20% to 30%. Within the above range, it is possible to further improve the strength and elongation of the aluminum alloy sheet material.
재결정 열처리하는 단계(S50)Recrystallization heat treatment step (S50)
재결정 열처리하는 단계(S50)는 상기 냉간압연된 판재를 500℃ 내지 550℃에서 재결정 열처리한다. 재결정 열처리 온도가 500℃ 미만인 경우, 재결정 구동력이 낮아 재결정 속도가 느리며 연신된 결정립이 형성 될 수 있다. 뿐만 아니라, 상대적으로 낮은 온도 및 장시간의 재결정 열처리로 정출상 및 석출상이 성장하여 알루미늄 합금판재의 강도 및 성형성이 저하된다. 반대로, 재결정 열처리 온도가 550℃ 초과인 경우, 연신이 낮은 고온 석출상이 석출 될 수 있으며, 결정립이 성장하여 강도 및 성형성이 저하된다. 일 구체예에서, 상기 재결정 열처리하는 단계는 냉간압연된 판재를 500℃ 내지 550℃에서 1분 내지 30분 동안 재결정 열처리하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 재결정에 의해 형성된 결정립의 크기가 더욱 미세하여 강도 및 성형성이 더욱 우수할 수 있다.In the recrystallization heat treatment step (S50), the cold-rolled sheet material is recrystallized heat treatment at 500 °C to 550 °C. When the recrystallization heat treatment temperature is less than 500 ℃, the recrystallization driving force is low, the recrystallization rate is slow, and elongated crystal grains may be formed. In addition, crystallization phase and precipitation phase grow by recrystallization heat treatment at a relatively low temperature and for a long time, thereby reducing the strength and formability of the aluminum alloy sheet material. Conversely, when the recrystallization heat treatment temperature is higher than 550° C., a high-temperature precipitation phase with low elongation may be precipitated, and crystal grains grow to deteriorate strength and formability. In one embodiment, the recrystallization heat treatment may include performing recrystallization heat treatment of the cold-rolled sheet material at 500 ° C. to 550 ° C. for 1 minute to 30 minutes. In this case, since the size of the crystal grains formed by recrystallization is finer, strength and formability may be further improved.
시효 열처리하는 단계(S50)Aging heat treatment step (S50)
시효 열처리하는 단계(S50)는 상기 재결정 열처리된 판재를 180℃ 내지 200℃에서 시효 열처리한다. 일반적으로, 알루미늄 합금판재에 도장 작업을 수행한 후에 수행되는 열처리에 의하여, 상기 시효 열처리가 수행할 수 있다. 시효 열처리 시간은, 예를 들어 10분 내지 1 시간일 수 있고, 바람직하게는 약 25분일 수 있다.In the aging heat treatment step (S50), the recrystallization heat treatment plate material is subjected to aging heat treatment at 180° C. to 200° C. In general, the aging heat treatment may be performed by a heat treatment performed after performing a painting operation on an aluminum alloy sheet material. The aging heat treatment time may be, for example, 10 minutes to 1 hour, preferably about 25 minutes.
실시예Example
이하, 구체적인 실시예들을 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through specific embodiments. However, these are presented as preferred examples of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense. Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.
시편 제조Specimen preparation
본 발명의 실시예로서 표 1의 성분계를 갖는 알루미늄 합금을 형성한다. 비교예는 알루미늄 상용재 A6014를 사용하였다.As an embodiment of the present invention, an aluminum alloy having the component system of Table 1 is formed. In Comparative Example, aluminum commercial material A6014 was used.
(중량%)Furtherance
(weight%)
(Cu)Copper
(Cu)
(Mn)manganese
(Mn)
(Mg)magnesium
(Mg)
(Si)silicon
(Si)
(Ti)titanium
(Ti)
(Al)aluminum
(Al)
상기 알루미늄 상용재 A6014는 0.3 중량% 이하의 크롬(Cr), 0.2~0.7 중량%의 구리(Cu), 0.3 중량% 이하의 망간(Mn), 0.4~0.9 중량%의 마그네슘(Mg), 0.3 중량% 이하의 아연(Zn), 1.0~1.5 중량%의 실리콘(Si), 0.2 중량% 이하의 티타늄(Ti) 및 잔부는 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. The aluminum commercial material A6014 is 0.3 wt% or less of chromium (Cr), 0.2 to 0.7 wt% of copper (Cu), 0.3 wt% or less of manganese (Mn), 0.4 to 0.9 wt% of magnesium (Mg), 0.3 wt% % or less of zinc (Zn), 1.0 to 1.5 wt% of silicon (Si), 0.2 wt% or less of titanium (Ti), and the balance may include aluminum (Al) and unavoidable impurities.
상기 표 1의 성분 및 함량과, 잔부의 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 880℃까지 가열하여 합금화하고, 상기 용탕을 300℃까지 냉각하여 두께 16 mm의 주조재를 제조하였다. 상기 주조재를 520℃에서 12 시간 동안 균질화 열처리하였다. 상기 주조재를 520℃에서 30%의 압하율 조건으로 열간압연하여 열연판재를 제조하였다. 상기 열연판재를 30%의 압하율 조건으로 냉간압연하여 냉연판재를 제조하였다. 그 다음에 상기 냉연판재를 520℃에서 30분 동안 재결정 열처리하여 알루미늄 합금판재를 제조하였다. 이어서, 상기 알루미늄 합금판재를 185℃ 에서 25분 동안 시효 열처리 하였다.The molten metal containing the components and contents of Table 1 and the remainder of aluminum (Al) and unavoidable impurities was heated to 880° C. for alloying, and the molten metal was cooled to 300° C. to prepare a cast material having a thickness of 16 mm. The cast material was homogenized and heat treated at 520° C. for 12 hours. The cast material was hot-rolled at 520° C. under the condition of a reduction ratio of 30% to prepare a hot-rolled sheet material. The hot-rolled sheet material was cold-rolled under the condition of a reduction ratio of 30% to prepare a cold-rolled sheet material. Then, the cold-rolled sheet material was recrystallized at 520° C. for 30 minutes to prepare an aluminum alloy sheet. Then, the aluminum alloy sheet was subjected to aging heat treatment at 185° C. for 25 minutes.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 공정 단계별 미세조직을 나타내는 사진들이다.2 is a photograph showing the microstructure of the aluminum alloy sheet according to an embodiment of the present invention for each process step.
도 2를 참조하면, 알루미늄 합금판재의 주조 직후, 균질화 열처리후, 냉간압연후 및 재결정 열처리 후의 미세조직이 나타나있다. 재결정 열처리 후의 결정립 크기는 약 25 μm 내지 35 μm 범위, 예를 들어 약 29 μm로 나타났다.Referring to FIG. 2 , the microstructure is shown immediately after casting of the aluminum alloy sheet, after homogenization heat treatment, after cold rolling, and after recrystallization heat treatment. The grain size after recrystallization heat treatment was in the range of about 25 μm to 35 μm, for example, about 29 μm.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 망간 추가에 따른 미세조직의 변화를 나타내는 사진들이다.3 is a photograph showing a change in the microstructure according to the addition of manganese of the aluminum alloy sheet according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 망간(Mn)을 포함하지 않은 경우의 주조 직후의 미세구조와 0.1 중량%의 망간(Mn)을 포함한 경우의 주조 직후 및 최종 판재의 미세구조가 나타나 있다. 미량의 망간(Mn)이 포함되는 경우 정출상이 미세화 및 구상화됨을 알 수 있고, 예를 들어 약 0.3 μm 내지 약 5 μm 범위의, 예를 들어 약 1 μm의 정출상이 주조 직후에 나타나고, 상기 정출상은 상술한 공정을 수행하여 형성된 최종 판재에서도 존재하게 된다. 이러한 정출상은 강화상으로서 작용하게 되어, 상기 알루미늄 합금판재의 강도가 향상될 수 있다. Mn의 함량이 0.1 중량%를 초과하는 경우 편석이 발생하여 연신율이 저하될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the microstructure immediately after casting in the case of not including manganese (Mn) and the microstructure of the final plate material immediately after casting in the case of including 0.1 wt% of manganese (Mn) are shown. When a trace amount of manganese (Mn) is included, it can be seen that the crystallized phase is refined and spheroidized, for example, a crystallized phase of about 0.3 μm to about 5 μm, for example, about 1 μm, appears immediately after casting, and the crystallized phase is It is also present in the final plate formed by performing the above-described process. This crystallization phase acts as a reinforcing phase, so that the strength of the aluminum alloy sheet material can be improved. When the content of Mn exceeds 0.1 wt %, segregation may occur and elongation may be reduced.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 집합조직을 나타낸다.Figure 4 shows the texture of the aluminum alloy plate material according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 재결정 열처리 후의 알루미늄 합금판재의 미세조직에 대한 집합조직을 분석하였다. 상기 집합조직에서는, 결정립이 미세화 되고, 등방성을 가지며, 특정한 방향성을 갖지 않는 무작위 집합조직의 형태를 가짐을 알 수 있다. 상기 미세조직은 미세 정출상 및 일부의 1 μm 이상의 크기를 가지는 정출상에 의한 입자 자극 핵생성(particle stimulated nucleation, PSN)의 영향을 갖는다. 따라서, 결정립 미세화와 강도 향상이 발생하고, 이방성이 큰 큐브(Cube) 집합조직이 감소하고, 등방성이 높은 {111} 집합조직이 다량으로 생성되며, 입자 자극 핵생성에 의해 발현되는 CubeND 집합조직과 P 집합조직이 생성됨을 알 수 있다. 이에 따라 무작위 집합조직의 형성이 우세하게 되고, 등방성을 가지게 된다.Referring to FIG. 4 , the texture of the microstructure of the aluminum alloy plate material after recrystallization heat treatment was analyzed. In the texture, it can be seen that the crystal grains are refined, have isotropy, and have the form of a random texture that does not have a specific direction. The microstructure has an effect of particle stimulated nucleation (PSN) due to a fine crystallized phase and a part of the crystallized phase having a size of 1 μm or more. Therefore, grain refinement and strength improvement occur, cube texture with high anisotropy is reduced, {111} texture with high isotropy is generated in large amount, and Cube ND texture expressed by particle stimulation nucleation It can be seen that and P texture is created. Accordingly, the formation of a random texture is dominant and has isotropy.
표 2는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 기계적 성질을 나타낸다.Table 2 shows the mechanical properties of the aluminum alloy sheet according to an embodiment of the present invention.
강도
(MPa)surrender
robbery
(MPa)
강도
(MPa)Seal
robbery
(MPa)
(%)elongation
(%)
계수
(r)anisotropy
Coefficient
(r)
이방성
계수 (r)Average
anisotropy
coefficient (r)
(재결정
열처리후)Example
(recrystallization
after heat treatment)
(시효
열처리후)Example
(prescription
after heat treatment)
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재의 기계적 성질을 나타내는 그래프들이다.5 is a graph showing the mechanical properties of an aluminum alloy plate according to an embodiment of the present invention.
표 2 및 도 5를 참조하면, 비교예에 비하여 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재는 더 높은 항복강도와 인장강도를 가짐을 알 수 있고, 연신율도 증가되었다. 또한, 시효 열처리 후에는 상기 항복강도와 인장강도가 더 증가되었다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금판재는 이방성 계수가 방향에 따라 거의 동일한 수치를 나타냄에 따라, 등방성 특성이 우세함을 알 수 있다. 이러한 등방성 특성에 따라 강도와 연신율이 증가된 것으로 분석된다.Referring to Tables 2 and 5, it can be seen that the aluminum alloy sheet material according to an embodiment of the present invention has higher yield strength and tensile strength compared to the comparative example, and the elongation is also increased. In addition, the yield strength and tensile strength were further increased after aging heat treatment. In addition, as the anisotropy coefficient of the aluminum alloy sheet material according to an embodiment of the present invention shows almost the same numerical value depending on the direction, it can be seen that the isotropic property is dominant. It is analyzed that strength and elongation are increased according to these isotropic properties.
본 발명의 기술적 사상에 따른 알루미늄 합금판재 및 그 제조 방법에 의하면, 고강도 및 고성형성의 물성을 갖는 알루미늄 판재를 낮은 원가로 제조할 수 있다. 구체적으로, 추가원소의 낮은 함량의 합금 설계를 통해 저원가 합금 개발할 수 있다. 또한, 주조재에서 미세하고 구형의 정출상을 분산시킬 수 있으며, 열간 및 냉간압연을 통해 약 1~2 μm 이하의 정출상을 분산시킬 수 있다. 재결정 열처리 공정을 통해 강화상 주변에 재결정 및 PSN을 통해 집합조직 제어할 수 있으며, 따라서 등방성 및 성형성을 향상시킬 수 있다. 이러한 미세한 강화상 분산을 통해 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 시효 열처리 과정을 통하여 강도 및 연신율이 함께 우수한 높은 물성의 알루미늄 합금판재를 제공할 수 있고, 이에 따라 차량의 경량화를 실현할 수 있다.According to the aluminum alloy sheet material and the manufacturing method thereof according to the technical idea of the present invention, it is possible to manufacture an aluminum sheet material having high strength and high formability at low cost. Specifically, a low-cost alloy can be developed through the design of an alloy with a low content of additional elements. In addition, it is possible to disperse a fine and spherical crystallized phase in the cast material, and a crystallized phase of about 1 to 2 μm or less can be dispersed through hot and cold rolling. Through the recrystallization heat treatment process, it is possible to control the texture through recrystallization and PSN around the reinforced phase, thus improving the isotropy and formability. Strength can be improved through such fine dispersion of the reinforcing phase. In addition, through the aging heat treatment process, it is possible to provide an aluminum alloy sheet having high physical properties excellent in strength and elongation together, thereby realizing weight reduction of the vehicle.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is the technical spirit of the present invention that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this belongs.
Claims (9)
평균 입도 0.3 μm ~ 5 μm의 구상화 정출상을 포함하고,
시효 열처리전에, 인장강도(TS): 270 MPa ~ 280 MPa, 항복강도(YS): 135 MPa ~ 150 MPa, 연신율(EL): 27% ~ 32%를 만족하는,
알루미늄 합금판재.by weight, copper (Cu): greater than 0% to 0.2%, manganese (Mn): greater than 0% to 0.1%, magnesium (Mg): 0.55% to 0.6%, silicon (Si): 1.2% to 1.3%, Titanium (Ti): more than 0% to 0.03%, and the balance contains aluminum (Al) and unavoidable impurities,
It contains a spheroidized crystallized phase with an average particle size of 0.3 μm to 5 μm,
Before aging heat treatment, tensile strength (TS): 270 MPa to 280 MPa, yield strength (YS): 135 MPa to 150 MPa, elongation (EL): 27% to 32%,
aluminum alloy sheet.
상기 알루미늄 합금판재는, 시효 열처리 후에, 인장강도(TS): 310 MPa ~ 330 MPa 및 항복강도(YS): 250 MPa ~ 280 MPa 를 만족하는,
알루미늄 합금판재.The method of claim 1,
The aluminum alloy sheet material, after aging heat treatment, tensile strength (TS): 310 MPa ~ 330 MPa and yield strength (YS): 250 MPa ~ 280 MPa to satisfy,
aluminum alloy sheet.
상기 구상화 정출상에 의하여 집합조직이 제어되는,
알루미늄 합금판재.The method of claim 1,
The texture is controlled by the spheroidized crystallization phase,
aluminum alloy sheet.
상기 구상화 정출상에 의하여, 이방성 Cube 집합조직이 감소하고, 등방성 {111} 집합조직의 형성이 촉진되고, CubeND 집합조직 및 P 집합조직을 가지는,
알루미늄 합금판재.The method of claim 1,
By the spheroidized crystallization phase, the anisotropic Cube texture is reduced, the formation of the isotropic {111} texture is promoted, and has Cube ND texture and P texture,
aluminum alloy sheet.
상기 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 균질화 열처리하는 단계;
상기 균질화 열처리된 주조재를 열간압연하는 단계;
상기 열간 압연된 주조재를 냉간압연하는 단계; 및
상기 냉간압연된 판재를 500℃ 내지 550℃에서 재결정 열처리하는 단계;를 포함하여 알루미늄 합금판재를 형성하고,
상기 알루미늄 합금판재는, 평균 입도 0.3 μm ~ 5 μm의 구상화 정출상을 포함하고,
인장강도(TS): 270 MPa ~ 280 MPa, 항복강도(YS): 135 MPa ~ 150 MPa, 연신율(EL): 27% ~ 32%를 만족하는,
알루미늄 합금판재의 제조방법.by weight, copper (Cu): greater than 0% to 0.2%, manganese (Mn): greater than 0% to 0.1%, magnesium (Mg): 0.55% to 0.6%, silicon (Si): 1.2% to 1.3%, Titanium (Ti): more than 0% to 0.03%, and the remainder to prepare a cast material of an alloy composition containing aluminum (Al) and unavoidable impurities;
homogenizing heat treatment of the cast material at 500°C to 550°C;
hot rolling the homogenized heat-treated cast material;
cold rolling the hot rolled cast material; and
Forming an aluminum alloy plate including; recrystallizing the cold-rolled plate material at 500 ° C to 550 ° C.
The aluminum alloy plate includes a spheroidized crystallized phase having an average particle size of 0.3 μm to 5 μm,
Tensile strength (TS): 270 MPa ~ 280 MPa, Yield strength (YS): 135 MPa ~ 150 MPa, Elongation (EL): 27% ~ 32%,
A method of manufacturing an aluminum alloy sheet.
상기 재결정 열처리하는 단계를 수행한 후에,
상기 재결정 열처리된 판재를 180℃ 내지 200℃에서 시효 열처리하는 단계;를 더 포함하는,
알루미늄 합금판재의 제조방법.6. The method of claim 5,
After performing the recrystallization heat treatment step,
Further comprising; aging the recrystallization heat-treated plate material at 180 ° C. to 200 ° C.
A method of manufacturing an aluminum alloy sheet.
상기 열간압연하는 단계를 수행한 후에,
상기 열간압연된 주조재를 500℃ 내지 550℃에서 회복 열처리하는 단계;를 더 포함하는,
알루미늄 합금판재의 제조방법.6. The method of claim 5,
After performing the hot rolling step,
Further comprising; recovering the hot-rolled cast material at 500 ℃ to 550 ℃;
A method of manufacturing an aluminum alloy sheet.
상기 알루미늄 합금판재는, 상기 시효 열처리를 수행한 후에,
인장강도(TS): 310 MPa ~ 330 MPa 및 항복강도(YS): 250 MPa ~ 280 MPa 를 만족하는,
알루미늄 합금판재.7. The method of claim 6,
The aluminum alloy plate material, after performing the aging heat treatment,
Tensile strength (TS): 310 MPa ~ 330 MPa and yield strength (YS): 250 MPa ~ 280 MPa,
aluminum alloy sheet.
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