KR20220068328A - Aluminum alloy composition for die casting and method for heat treatment of aluminum alloy using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 이를 이용한 알루미늄 합금의 열처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 용융 상태의 알루미늄 합금 조성물을 다이캐스팅용 금형에 주입하여 알루미늄 합금의 제품을 주조하는 제품주조단계와, 상기 제품주조단계에서 주조된 알루미늄 합긍의 제품을 냉각수를 이용하여 냉각시키는 1차 냉각단계와, 상기 1차 냉각단계를 완료한 알루미늄 합금의 제품에 450~480℃ 의 온도로 열처리를 수행하는 용체화 열처리 단계와, 상기 용체화 열처리 단계에서 열처리를 수행한 알루미늄 합금의 제품을 냉각수를 이용하여 냉각시키는 2차 냉각단계와, 상기 2차 냉각단계를 종료한 알루미늄 합금의 제품에 170~220℃ 의 온도로 열처리를 수행하는 시효 열처리 단계와, 상기 시효 열처리 단계를 수행한 알루미늄 합금의 제품을 상온에서 자연 냉각시키는 자연 냉각단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum alloy composition for die casting and a heat treatment method of an aluminum alloy using the same, and more particularly, a product casting step of casting an aluminum alloy product by injecting an aluminum alloy composition in a molten state into a die casting mold; A first cooling step of cooling the aluminum alloy product cast in the product casting step using cooling water, and solution heat treatment to heat the aluminum alloy product that has completed the first cooling step at a temperature of 450 to 480 ° C. A heat treatment step, a secondary cooling step of cooling the aluminum alloy product subjected to the heat treatment in the solution heat treatment step using cooling water, and a temperature of 170 to 220° C. for the aluminum alloy product after the secondary cooling step It relates to a heat treatment method of an aluminum alloy for die casting, characterized in that it comprises an aging heat treatment step of performing a furnace heat treatment, and a natural cooling step of naturally cooling the product of the aluminum alloy that has been subjected to the aging heat treatment step at room temperature.
일반적으로, 알루미늄(Al) 합금은 제조방법에 따라서 금형주조, 다이캐스팅 등의 방법으로 제조되는 주조 알루미늄 합금과, 압출, 압연 등의 방법으로 제조되는 소성가공 알루미늄 합금으로 대분된다. In general, aluminum (Al) alloys are largely divided into cast aluminum alloys manufactured by methods such as die casting and die casting, and plastic working aluminum alloys manufactured by methods such as extrusion and rolling, depending on the manufacturing method.
이러한 알루미늄 합금은 강도와 경도를 향상시키기 위하여, 제품의 주조후 고용강화(Solid solution strengthened) 열처리와 석출강화(Precipitation strengthened) 열처리 등의 열처리를 수행한다. In order to improve strength and hardness, these aluminum alloys are subjected to heat treatment such as solid solution strengthened heat treatment and precipitation strengthened heat treatment after casting the product.
고용강화 열처리는, 고온의 온도로 알루미늄 합금을 열처리하여 합금내 분포하고 있는 용질들을 알루미늄 기지내에 녹인후 급냉하여 과포화 고용체를 만드는 과정이다. Solid solution strengthening heat treatment is a process in which an aluminum alloy is heat treated at a high temperature to melt the solute distributed in the alloy in an aluminum matrix and then rapidly cooled to form a supersaturated solid solution.
그리고, 석출강화 열처리는 알루미늄 합금이 시간이 경과함에 따라서 서서히 제2상을 석출하게 되는 과정인 시효(aging), 상온시효 또는 자연시효의 특성을 이용한 열처리로서, 상온시효보다 더 높은 온도로 승온하여 열처리를 수행하는 인공시효 열처리 또는 고온시효 열처리를 수행하면 과포화 고용체가 좀 더 빠르게 석출되는데 바로 이러한 과정이 석출강화 열처리에 해당한다. And, the precipitation strengthening heat treatment is a heat treatment using the characteristics of aging, room temperature aging, or natural aging, which is a process in which the aluminum alloy gradually precipitates the second phase over time, and is heated to a higher temperature than room temperature aging. When artificial aging heat treatment or high temperature aging heat treatment is performed, a supersaturated solid solution is precipitated more rapidly, and this process corresponds to precipitation strengthening heat treatment.
종래 상술한 고용강화 열처리와 석출강화 열처리를 수행하는 알루미늄 합금의 열처리 방법으로서 T6 열처리 방법이라 불리우는 열처리 방법이 공지되어 있다. Conventionally, as a heat treatment method of an aluminum alloy performing the above-described solid solution strengthening heat treatment and precipitation strengthening heat treatment, a heat treatment method called T6 heat treatment method is known.
상기의 T6 열처리 방법은 알루미늄 합금을 대략 460~520℃ 의 온도에서 2~5 시간 동안 고용강화를 위한 용체화(Solution Treatment) 처리를 수행하고, 냉각수를 이용하여 급냉시킨 후, 재차 대략 160~200℃의 온도에서 1~10 시간 동안 인공시효(Aging) 열처리를 수행하는 공정이며, 이러한 T6 열처리를 통하여 알루미늄 합금의 강도 및 경도를 향상시키게 된다. In the T6 heat treatment method, the aluminum alloy is subjected to a solution treatment treatment for solid solution strengthening at a temperature of approximately 460 to 520° C. for 2 to 5 hours, and then rapidly cooled using cooling water, and then again approximately 160 to 200 It is a process of performing artificial aging heat treatment at a temperature of ℃ for 1 to 10 hours, and through this T6 heat treatment, the strength and hardness of the aluminum alloy are improved.
그러나, 위와 같은 T6 열처리 공정은 다이캐스팅 방법으로 제조되는 알루미늄 합금에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다. However, the T6 heat treatment process as described above has a problem in that it is difficult to apply to the aluminum alloy manufactured by the die casting method.
그 이유는 다이캐스팅 공정은 다이캐스팅 장치를 이용하여 용탕을 고속, 고압으로 금형에 주입하여 제품을 주조하는 공정인데, 용탕을 고속, 고압으로 금형에 주입하는 공정중에 부득이하게 대기중의 가스가 용탕중에 혼입된다. The reason is that the die-casting process is a process in which molten metal is injected into a mold at high speed and high pressure using a die-casting device to cast a product. do.
그런데, 이러한 혼입된 가스가 혼입된 알루미늄 합금에 고온의 열에너지를 가하게 되면 혼입된 가스가 열에 의하여 팽창되어 다이캐스팅 제품 표면에 블리스터(blister)와 같은 기포 결함을 발생시키고 이는 알루미늄 합금의 강도를 저하시키는 요인으로 작용하기 때문이다. However, when high-temperature thermal energy is applied to the aluminum alloy in which the mixed gas is mixed, the mixed gas expands by heat to generate bubble defects such as blisters on the surface of the die-casting product, which lowers the strength of the aluminum alloy. because it acts as a factor.
따라서, 다이캐스팅 알루미늄 합금은 200℃ 이하의 낮은 온도에서 열처리만을 수행할 수 있으며, 상술한 고용강화 열처리를 수행할 수 없는 실정이다. Therefore, the die-casting aluminum alloy can only perform heat treatment at a low temperature of 200° C. or less, and the above-described solid solution strengthening heat treatment cannot be performed.
이에 반하여 자동차 분야는 배출가스 저감, 에너지 효율 향상, 출력 향상을 위한 자동차 부품 경량화가 계속적으로 요구되고 있어 핵심 소재인 알루미늄 합금의 연신율을 동등 수준 이상 유지하면서도 강도와 경도를 강화시킬 수 있는 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 알루미늄 합금의 열처리 방법의 개발이 긴요한 실정이다. On the other hand, in the automobile sector, weight reduction of automobile parts is continuously required to reduce emissions, improve energy efficiency, and improve output. The development of an alloy composition and a heat treatment method of an aluminum alloy is an urgent situation.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 다이캐스팅 방법으로 제조되는 알루미늄 합금에 고온의 열처리를 수행할 수 있는 방법을 제공함으로써 알루미늄 합금의 강도 및 경도를 강화시킬 수 있는 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 이를 이용한 알루미늄 합금의 열처리 방법을 제공한다.The present invention has been devised to solve the various problems of the prior art as described above, and by providing a method capable of performing high-temperature heat treatment on an aluminum alloy manufactured by a die-casting method, the strength and hardness of the aluminum alloy can be strengthened. Provided are an aluminum alloy composition for die casting and a heat treatment method of an aluminum alloy using the same.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 이를 이용한 알루미늄 합금의 열처리 방법의 구성은, 용융 상태의 알루미늄 합금 조성물을 다이캐스팅용 금형에 주입하여 알루미늄 합금의 제품을 주조하는 제품주조단계와, 상기 제품주조단계에서 주조된 알루미늄 합긍의 제품을 냉각수를 이용하여 냉각시키는 1차 냉각단계와, 상기 1차 냉각단계를 완료한 알루미늄 합금의 제품에 450~480℃ 의 온도로 열처리를 수행하는 용체화 열처리 단계와, 상기 용체화 열처리 단계에서 열처리를 수행한 알루미늄 합금의 제품을 냉각수를 이용하여 냉각시키는 2차 냉각단계와, 상기 2차 냉각단계를 종료한 알루미늄 합금의 제품에 170~220℃ 의 온도로 열처리를 수행하는 시효 열처리 단계와, 상기 시효 열처리 단계를 수행한 알루미늄 합금의 제품을 상온에서 자연 냉각시키는 자연 냉각단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 열처리 방법에 관한 것이다.The composition of the aluminum alloy composition for die casting of the present invention for achieving the above technical problem and the heat treatment method of an aluminum alloy using the same is a product in which an aluminum alloy product is cast by injecting the aluminum alloy composition in a molten state into a die casting mold Casting step, a primary cooling step of cooling the aluminum alloy product cast in the product casting step using cooling water, and heat treatment at a temperature of 450 to 480 ° C. to the aluminum alloy product that has completed the primary cooling step A solution heat treatment step to be performed, a secondary cooling step of cooling the aluminum alloy product subjected to the heat treatment in the solution heat treatment step using cooling water, and 170 to the aluminum alloy product that has finished the secondary cooling step Heat treatment method of an aluminum alloy for die casting, characterized in that it comprises an aging heat treatment step of performing heat treatment at a temperature of 220 ° C., and a natural cooling step of naturally cooling the aluminum alloy product that has undergone the aging heat treatment step at room temperature. is about
상기와 같이 구성되는 본 발명의 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 이를 이용한 알루미늄 합금의 열처리 방법에 의하면, 종래에는 블리스터를 방지하기 위하여 알루미늄 합금을 낮은 용체화 온도에서 짧은 용체화 시간 동안 열처리를 수행함으로써 구리(Cu)의 합금 원소를 고용시키는데 한계가 있었으나, 본 발명의 열처리 방법은 블리스터를 방지함과 동시에 구리 원소의 고용을 극대화 할 수 있도록 제품주조단계 이후에 냉각수를 이용하여 급속 냉각시키는 1차 냉각공정을 추가시킴으로써, 1차 냉각공정에 의하여 일부 구리 원소를 알루미늄 기지 조직에 고용시킬 수 있어 용체화 처리를 극대화시킴으로써 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 강도 및 경도를 강화시킬 수 있는 효과를 수득하게 되었다. According to the aluminum alloy composition for die casting of the present invention configured as described above and the heat treatment method of an aluminum alloy using the same, in the prior art, in order to prevent blistering, the aluminum alloy is heat-treated at a low solution temperature for a short solution heat treatment time. Although there was a limitation in dissolving the alloying element of (Cu), the heat treatment method of the present invention prevents blistering and at the same time maximizes the dissolution of the copper element, the primary cooling is rapid cooling using cooling water after the product casting step By adding the process, some copper elements can be dissolved in the aluminum matrix structure by the primary cooling process, thereby maximizing the solution heat treatment, thereby obtaining the effect of strengthening the strength and hardness of the aluminum alloy for die casting.
도 1 은 본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법을 나타내는 구성도,
도 2 는 본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법의 시간 대 온도의 그래프,
도 3 은 본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법으로 제조된 알루미늄 합금의 항복강도를 나타내는 그래프이다.1 is a block diagram showing a heat treatment method of an aluminum alloy of the present invention;
2 is a graph of time versus temperature of the heat treatment method of an aluminum alloy of the present invention;
Figure 3 is a graph showing the yield strength of the aluminum alloy produced by the heat treatment method of the aluminum alloy of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 이를 이용한 알루미늄 합금의 열처리 방법의 구성을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the configuration of the aluminum alloy composition for die casting of the present invention and a heat treatment method of an aluminum alloy using the same will be described in detail with reference to the drawings.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.However, the disclosed drawings are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other aspects.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, unless there is another definition in the terms used in the present invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains have the meaning commonly understood, and in the following description and accompanying drawings, the gist of the present invention Detailed descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily obscure will be omitted.
도 1 은 본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법을 나타내는 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법의 시간 대 온도의 그래프로서, 해당 도면들을 동시 참조하여 본 발명의 열처리 방법을 개조식으로 설명하기로 한다.1 is a block diagram showing a heat treatment method of an aluminum alloy of the present invention, and FIG. 2 is a graph of time versus temperature of the heat treatment method of an aluminum alloy of the present invention. to explain
1) 제품주조단계(S1)1) Product casting stage (S1)
용융 상태의 알루미늄 합금 조성물을 다이캐스팅용 금형(1)에 고속 및 고압으로 주입하여 알루미늄 합금의 제품(P)을 주조하는 단계이다.It is a step of casting the aluminum alloy product (P) by injecting the aluminum alloy composition in the molten state into the die casting mold (1) at high speed and high pressure.
도 2 를 참조하면, 제품주조단계(S1)는 640~700℃ 의 온도(T1)에서 용융상태의 알루미늄 합금을 금형(1)에 주입하여 주조하고, 주조후 제품(P)의 온도가 200~350℃ 의 온도(T2)가 되었을 때 금형(1)으로부터 제품(P)을 추출한다.2, in the product casting step (S1), the aluminum alloy in a molten state is injected into the mold 1 at a temperature T1 of 640 to 700 ° C. When the temperature (T2) of 350°C is reached, the product (P) is extracted from the mold (1).
상기 제품주조단계(S1)에서 본 발명에 실시예에 따른 열처리 방법에 이용되는 알루미늄 합금의 조성은, 전체 조성물 중량에 대하여, 구리(Cu) 1.0~5.0중량%, 규소(Si) 7.0~12.5중량%, 마그네슘(Mg) 0.5중량% 이하, 아연(Zn) 3.0중량% 이하, 철(Fe) 1.3중량% 이하, 망간(Mn) 1.0중량% 이하, 니켈(Ni) 1.0중량% 이하, 주석(Sn) 1.0중량% 이하 및 잔부의 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 조성물을 사용한다.The composition of the aluminum alloy used in the heat treatment method according to the embodiment of the present invention in the product casting step (S1) is 1.0 to 5.0% by weight of copper (Cu), 7.0 to 12.5% by weight of silicon (Si) based on the total weight of the composition %, magnesium (Mg) 0.5 wt% or less, zinc (Zn) 3.0 wt% or less, iron (Fe) 1.3 wt% or less, manganese (Mn) 1.0 wt% or less, nickel (Ni) 1.0 wt% or less, tin (Sn) ) use an aluminum alloy composition containing 1.0 wt% or less and the remainder of aluminum (Al) and unavoidable impurities.
2) 1차 냉각단계(S2)2) 1st cooling step (S2)
상기 제품주조단계(S1)에서 주조된 제품(P)을 20~80℃ 의 온도의 냉각수가 수용된 수조(2)에 함침시켜 급냉시키는 단계이다.It is a step of rapidly cooling the product (P) cast in the product casting step (S1) by impregnating it in the water tank (2) containing the cooling water of a temperature of 20 ~ 80 ℃.
도 2 를 참조하면, 상술한 제품주조단계(S1)를 수행하여 주조된 제품(P)의 온도가 200~350℃ 의 온도(T2)가 되었을 때 추출하고 추출후 10 분 이내에 냉각단계(S2)를 수행한다.2, when the temperature of the cast product (P) by performing the above-described product casting step (S1) reaches a temperature (T2) of 200 to 350 ° C., and extracting and cooling within 10 minutes after extraction (S2) carry out
그러면, 알루미늄 합금의 강화 합금 원소들이 알루미늄 기지 조직에 1 차로 고용되면서 알루미늄 합금의 1차 용체화처리가 수행되며, 특히, 강화 합금 요소인 구리(Cu)가 알루미늄 기지 조직에 고용화된다.Then, the primary solution heat treatment of the aluminum alloy is performed while the strengthening alloy elements of the aluminum alloy are primarily dissolved in the aluminum matrix structure, and in particular, copper (Cu), which is a strengthening alloy element, is dissolved in the aluminum matrix structure.
3) 용체화 열처리 단계(S3)3) solution heat treatment step (S3)
상기 1차 냉각단계(S2)를 완료한 알루미늄 합금의 제품(P)을 열처리용 노(3)에 수납시키고 열처리를 수행하는 단계이다. It is a step of receiving the product (P) of the aluminum alloy that has completed the first cooling step (S2) in the furnace for heat treatment (3) and performing heat treatment.
도 2 를 참조하면, 상기 용체화 열처리단계(S3)는 알루미늄 합금의 제품(P)을 450~480℃ 의 온도(T3)로 1-3 시간 동안 열처리를 수행한다.Referring to FIG. 2 , in the solution heat treatment step (S3), the aluminum alloy product (P) is heat treated at a temperature (T3) of 450 to 480°C for 1-3 hours.
4) 2차 냉각단계(S4)4) Secondary cooling step (S4)
상기 용체화 열처리 단계(S3)에서 열처리를 수행한 알류미늄 합금의 제품 (P)을 재차 20~80℃ 의 온도의 냉각수가 수용된 수조(2)에 함침시켜 급냉시키는 단계이다.It is a step of rapidly cooling by impregnating the product (P) of the aluminum alloy that has been subjected to the heat treatment in the solution heat treatment step (S3) again in the
도 2 를 참조하면, 상술한 용체화열처리단계(S3)를 수행한 제품(P)을 추출하고 추출후 10 분 이내에 2차 냉각단계(S4)를 수행한다.Referring to FIG. 2 , the product P that has been subjected to the solution heat treatment step (S3) described above is extracted, and the secondary cooling step (S4) is performed within 10 minutes after extraction.
그러면, 알루미늄 합금의 강화 합금 원소들이 알루미늄 기지 조직에 2 차로 고용되면서 알루미늄 합금의 2차 용체화처리가 수행되어 각 합금 원소들의 고용량이 상승하게 되며, 특히, 강화 합금 요소인 구리(Cu)의 알루미늄 기지 조직에 대한 고용량이 상승하게 된다.Then, as the reinforcing alloying elements of the aluminum alloy are secondarily solid-dissolved in the aluminum matrix, secondary solution heat treatment of the aluminum alloy is performed to increase the solid solution of each alloying element, and in particular, aluminum of copper (Cu) Hiring capacity for the base organization will increase.
5) 시효 열처리 단계(S5)5) Aging heat treatment step (S5)
상기 2차 냉각단계(S4)를 종료한 알루미늄 합금의 제품(P)을 열처리용 노(3)에 수납하여 열처리를 수행하는 단계이다. It is a step of performing heat treatment by accommodating the product (P) of the aluminum alloy that has completed the secondary cooling step (S4) in the furnace for heat treatment (3).
도 2 를 참조하면, 상기 시효 열처리 단계(S5)는 알루미늄 합금의 제품(P)을 170~220℃ 의 온도(T4)로 1-4 시간 동안 열처리를 수행한다. Referring to FIG. 2 , in the aging heat treatment step (S5), the aluminum alloy product (P) is heat-treated at a temperature (T4) of 170 to 220°C for 1-4 hours.
전술한 바와 같이, 상기의 시효 열처리 단계는, 알루미늄 합금에 고용된 각 합금 원소들이 강화 효과를 발현하는 제 2 상의 석출상을 가지도록 석출되는 석출강화 열처리에 해당되며, 특히, 강화 합금 요소인 구리(Cu)의 원소가 강화 효과를 발현하는 강화상인 θ'(Al2CU) 및 θ''(Al2CU)의 석출상을 가지도록 석출된다.As described above, the aging heat treatment step corresponds to a precipitation strengthening heat treatment in which each alloy element dissolved in the aluminum alloy is precipitated to have a precipitation phase of a second phase expressing a reinforcing effect, in particular, copper as a strengthening alloy element The element of (Cu) is precipitated so as to have precipitation phases of θ' (AlCU) and θ'' (AlCU), which are reinforcement phases that exhibit a strengthening effect.
6) 자연 냉각 단계(S6)6) Natural cooling step (S6)
상기 시효 열처리 단계(S5)를 수행한 알루미늄 합금의 제품(P)을 상온에서 자연 냉각시키는 단계이다.It is a step of naturally cooling the product (P) of the aluminum alloy that has been subjected to the aging heat treatment step (S5) at room temperature.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법에 의하면, 알루미늄 합금의 최대의 강도 향상 효과를 수득하기 위하여, 다량의 구리(Cu)를 알루미늄(Al) 기지 조직에 고용시켜야 하는데 종래에는 블리스터(blister)를 방지하기 위하여 알루미늄 합금을 낮은 용체화 온도에서 짧은 용체화 시간 동안 열처리를 수행함으로써 구리(Cu)의 합금 원소를 고용시키는데 한계가 있었으나, 상술한 바와 같은 본 발명의 열처리 방법은 블리스터를 방지함과 동시에 구리(Cu) 원소의 고용을 극대화 할 수 있도록 제품주조단계(S1) 이후에 냉각수를 이용하여 급속 냉각시키는 1차 냉각공정(S2)을 추가시킴으로써, 1차 냉각공정(S1)에 의하여 일부 구리(Cu) 원소를 알루미늄(Al) 기지 조직에 고용시킬 수 있어 용체화 처리를 극대화시킬 수 있게 되었다. According to the heat treatment method of the aluminum alloy of the present invention made as described above, in order to obtain the maximum strength improvement effect of the aluminum alloy, a large amount of copper (Cu) must be dissolved in the aluminum (Al) matrix, but conventionally, blister ( In order to prevent blister), there was a limitation in dissolving the alloying element of copper (Cu) by heat-treating the aluminum alloy at a low solution-heating temperature for a short solution-heating time. By adding a primary cooling process (S2) of rapid cooling using cooling water after the product casting step (S1) to prevent and maximize the solid solution of copper (Cu) element, the primary cooling process (S1) As a result, some copper (Cu) elements can be dissolved in the aluminum (Al) matrix, so that the solution treatment can be maximized.
도 3 은 본 발명의 알루미늄 합금의 열처리 방법으로 제조된 알루미늄 합금의 항복강도를 나타내는 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the yield strength of the aluminum alloy produced by the heat treatment method of the aluminum alloy of the present invention.
도 3 을 참조하면, 제품주조단계(S1)에서의 기술된 조성비를 가지는 알루미늄 합금 제품에 대하여 열처리를 수행하지 않은 비교예 1 과, 제품주조단계(S1)에서의 기술된 조성비를 가지는 알루미늄 합금 제품에 대하여 종래의 200℃ 이하의 낮은 온도에서 열처리만을 수행한 비교예 2 와, 제품주조단계(S1)에서의 기술된 조성비를 가지는 알루미늄 합금 제품에 대하여 상술한 본 발명의 열처리 방법을 수행한 본 발명 실시예의 항복강도를 비교한 그래프이다.Referring to FIG. 3 , Comparative Example 1 in which no heat treatment was performed for the aluminum alloy product having the composition ratio described in the product casting step (S1) and the aluminum alloy product having the composition ratio described in the product casting step (S1) The present invention in which the above-described heat treatment method of the present invention was performed on an aluminum alloy product having the composition ratio described in Comparative Example 2 and the product casting step (S1) in which only heat treatment was performed at a low temperature of 200° C. or less in the related art It is a graph comparing the yield strength of Examples.
도면을 참조하면, 본 발명의 열처리를 수행한 실시예의 항복강도는 열처리를 수행하지 않은 비교예 1 과 비교하여 대략 50% 정도의 항복강도의 상승을 나타내었으며, 종래의 낮은 온도에서의 열처리만을 수행한 비교예 2 와 비교하여 대략 20% 정도의 항복강도의 상승을 나타내어 주조후 냉각 공정을 추가시킨 본 발명의 열처리 방법이 우수한 항복강도를 보유함을 입증하고 있다.Referring to the drawings, the yield strength of the example in which the heat treatment of the present invention was performed showed an increase in yield strength of about 50% compared to Comparative Example 1 in which the heat treatment was not performed, and only heat treatment at a low temperature was performed in the prior art. Compared with Comparative Example 2, the yield strength increased by about 20%, demonstrating that the heat treatment method of the present invention, which added a cooling process after casting, possesses excellent yield strength.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 금형
2; 수조
3; 열처리용 노
P; 알루미늄 합금의 주조 제품* Explanation of symbols for the main parts of the drawing *
One; mold
2; water tank
3; furnace for heat treatment
P; Cast products of aluminum alloy
Claims (7)
전체 조성물 중량에 대하여, 구리(Cu) 1.0~5.0중량%, 규소(Si) 7.0~12.5중량%, 마그네슘(Mg) 0.5중량% 이하, 아연(Zn) 3.0중량% 이하, 철(Fe) 1.3중량% 이하, 망간(Mn) 1.0중량% 이하, 니켈(Ni) 1.0중량% 이하, 주석(Sn) 1.0중량% 이하 및 잔부의 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물.
In the aluminum alloy composition for die casting,
Based on the total weight of the composition, copper (Cu) 1.0 to 5.0 wt%, silicon (Si) 7.0 to 12.5 wt%, magnesium (Mg) 0.5 wt% or less, zinc (Zn) 3.0 wt% or less, iron (Fe) 1.3 wt% % or less, manganese (Mn) 1.0 wt% or less, nickel (Ni) 1.0 wt% or less, tin (Sn) 1.0 wt% or less, and the remainder aluminum (Al) and unavoidable impurities for die casting composition.
상기 제품주조단계(S1)에서 주조된 알루미늄 합금의 제품을 냉각수를 이용하여 냉각시키는 1차 냉각단계(S2);
상기 1차 냉각단계(S2)를 완료한 알루미늄 합금의 제품에 450~480℃ 의 온도로 열처리를 수행하는 용체화 열처리 단계(S3);
상기 용체화 열처리 단계(S3)에서 열처리를 수행한 알루미늄 합금의 제품을 냉각수를 이용하여 냉각시키는 2차 냉각단계(S4);
상기 2차 냉각단계(S4)를 종료한 알루미늄 합금의 제품에 170~220℃ 의 온도로 열처리를 수행하는 시효 열처리 단계(S5);
상기 시효 열처리 단계(S5)를 수행한 알루미늄 합금의 제품을 상온에서 자연 냉각시키는 자연 냉각단계(S6);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 열처리 방법.
A product casting step of casting an aluminum alloy product by injecting an aluminum alloy composition in a molten state into a die casting mold (S1);
a primary cooling step (S2) of cooling the aluminum alloy product cast in the product casting step (S1) using cooling water;
A solution heat treatment step (S3) of performing heat treatment at a temperature of 450 ~ 480 ℃ on the aluminum alloy product that has completed the first cooling step (S2);
a secondary cooling step (S4) of cooling the aluminum alloy product that has been heat treated in the solution heat treatment step (S3) using cooling water;
Aging heat treatment step (S5) of performing heat treatment at a temperature of 170 ~ 220 ℃ on the aluminum alloy product that has finished the secondary cooling step (S4);
Natural cooling step (S6) of naturally cooling the aluminum alloy product that has been subjected to the aging heat treatment step (S5) at room temperature;
Heat treatment method of an aluminum alloy for die casting, characterized in that it comprises a.
상기 제품주조단계(S1)를 수행하여 주조된 제품(P)의 온도가 200~350℃ 가 되었을 때 추출하고 추출후 10 분 이내에 냉각을 수행하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 열처리 방법.
According to claim 2, wherein the primary cooling step (S2),
Heat treatment method of an aluminum alloy for die casting, characterized in that the extraction is performed when the temperature of the product (P) cast by performing the product casting step (S1) becomes 200 to 350° C. and cooling is performed within 10 minutes after extraction.
상기 용체화 열처리 단계(S3)는 1-3 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 열처리 방법.
3. The method of claim 2,
The solution heat treatment step (S3) is a heat treatment method of an aluminum alloy for die casting, characterized in that performed for 1-3 hours.
상기 용체화열처리단계(S3)를 수행한 제품(P)을 추출하고 추출후 10 분 이내에 냉각을 수행하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 열처리 방법.
According to claim 2, wherein the secondary cooling step (S4),
Heat treatment method of an aluminum alloy for die casting, characterized in that the product (P) that has been subjected to the solution heat treatment step (S3) is extracted and cooled within 10 minutes after extraction.
The method of claim 2, wherein the aging heat treatment step (S5) is performed for 1-4 hours.
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