KR20240121707A - Non-heat-treatable high-strength die-cast silicon aluminum alloy and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 합금은 일정한 Mn/Fe 비율 제어를 통해 Fe 원소로 인한 부정적인 영향을 효과적으로 억제하고, 일정한 비율의 희토류 원소를 인입하면서 재료 중의 Si를 효과적으로 정련하고, Al, Cu 등 원소와 고온상을 형성하여 다이 캐스트 일체식 대형 구조물의 변형 저항 기능을 향상시킨다. 본 합금은 대형 주조물 실체 샘플링의 다이 캐스팅 조건하에 항장력 290Mpa, 항복 강도 140Mpa, 연신 13%에 달할 수 있고, 또한 우수한 다이 캐스팅 성형 성능을 구비하고, 사용되는 에너지는 친환경 에너지로 저탄소 배출 기준에 달할 수 있다.The present invention relates to a non-heat-treatable high-toughness die-cast silicon aluminum alloy and a manufacturing method therefor. The alloy according to the present invention effectively suppresses the negative influence caused by the Fe element through controlling a constant Mn/Fe ratio, effectively refines the Si in the material while introducing a constant ratio of rare earth elements, and forms a high-temperature phase with elements such as Al and Cu, thereby improving the deformation resistance of the die-cast integral large structure. Under the die-casting condition of large casting physical sampling, the alloy can reach a tensile strength of 290 MPa, a yield strength of 140 MPa, and an elongation of 13%, and also has excellent die-casting forming performance, and the energy used is environmentally friendly energy and can meet the low-carbon emission standard.
Description
관련 출원의 상호 인용Cross-citation of related applications
본 출원은 2021년 12월 10일 신청했고, 출원번호는 202111507879.5, 발명의 명칭이 '비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 및 그 제조 방법'의 중국 특허 신청의 우선권이고, 본 출원 신청의 전문은 인용을 통해 본 신청에 결합되어 있다.This application was filed on December 10, 2021, and the application number is 202111507879.5, and the priority of the Chinese patent application entitled "Non-heat treatable high-toughness die-cast silicon aluminum alloy and its manufacturing method" is incorporated herein by reference in its entirety.
기술 분야Technical field
본 발명은 금속 재료 기술에 관한 것으로, 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to metal material technology, and more particularly, to a non-heat-treatable high-strength die-cast silicon aluminum alloy and a method for producing the same.
탄소 피크와 탄소 중화 정책의 추진과 함께 탄소 배출 지표는 점차 하향 조절되고 재생 알루미늄의 적은 에너지 소모의 우세가 부각되고 알루미늄 업계의 '가격이 전기에 따라 상승'하는 추세를 벗어나면서 재생 알루미늄 업계는 주도 산업으로서 알루미늄 업계의 건강하고 안정된 지속적인 발전에 더욱 유리하다.재생 알루미늄 탄소 배출량은 화력 전해 알루미늄의 배출량보다 현저하게 적고, 1t의 화력은 12t의 원알루미늄(virgin aluminum) 배출량을 전기 분해할 수 있고, 1t의 재생 알루미늄 생산에는 300kg의 이산화탄소만 배출하며, 1t의 재생 알루미늄 생산에는 3.4t의 표준 석탄을 절약하고, 물 14m³를 절약하고 고체 폐기물 배출량 20t을 감소한다. 표준 석탄 1t당 3t의 이산화탄소 배출로 계산한 후 기타 부자재의 탄소 배출량을 추가하면 1t의 재생 알루미늄은 총 11.5t 좌우의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있고, 또한 재생 알루미늄은 경제적 효과가 뚜렷하다. 원알루미늄의 생산은 보크사이트의 채굴, 장거리 운송 등과 관련되고 산화알루미늄과 화력 전해 알루미늄 생산은 에너지 소모가 거대하고, 원알루미늄 생산에 비해 재생 알루미늄의 생산은 비용이 비교적 낮다. 중국 폐기 알루미늄의 사회적 보유량의 급증과 폐기 자원 회수체계가 점차 완비되어 감에 따라 폐기 알루미늄의 가격은 진일보 하락될 것으로 추정되고, 화력 전해 원알루미늄의 비용에 비해 재생 알루미늄의 생산은 비용면에서 우세가 더욱 현저하고, 또한 친환경 에너지로 원알루미늄을 전기 분해할 경우 이산화탄소 방출도 없으며, 친환경 에너지에는 수력발전, 풍력발전, 광 발전 에너지가 포함된다.With the promotion of carbon peak and carbon neutralization policies, carbon emission indicators are gradually adjusted downward, the advantages of low energy consumption of recycled aluminum are highlighted, and the trend of "price rises with electricity" in the aluminum industry is broken, and the recycled aluminum industry, as a leading industry, is more conducive to the healthy, stable and sustainable development of the aluminum industry. The carbon emissions of recycled aluminum are significantly less than those of thermal electrolytic aluminum. 1 ton of thermal power can electrolyze 12 tons of virgin aluminum emissions, and the production of 1 ton of recycled aluminum only emits 300 kg of carbon dioxide, and the production of 1 ton of recycled aluminum saves 3.4 tons of standard coal, saves 14 m³ of water, and reduces 20 tons of solid waste emissions. Calculating that 1 ton of standard coal emits 3 tons of carbon dioxide, and adding the carbon emissions of other auxiliary materials, 1 ton of recycled aluminum can reduce a total of about 11.5 tons of carbon dioxide emissions, and recycled aluminum also has obvious economic effects. The production of raw aluminum involves the mining of bauxite, long-distance transportation, etc., while the production of aluminum oxide and thermal electrolytic aluminum consumes huge energy. Compared with the production of raw aluminum, the production of recycled aluminum has a relatively low cost. With the rapid increase of the social reserve of waste aluminum in China and the gradual improvement of the waste resource recovery system, the price of waste aluminum is expected to further decline. Compared with the cost of thermal electrolytic raw aluminum, the production of recycled aluminum has an even more obvious cost advantage. In addition, if raw aluminum is electrolyzed with environmentally friendly energy, there will be no carbon dioxide emissions. Environmentally friendly energy includes hydropower, wind power, and photovoltaic energy.
최근 몇 년 동안 신에너지 자동차의 출현 및 발전으로 인해, 전지 구동의 신에너지 자동차는 전지 중량, 동력 전지 주행거리의 제약을 받고 있고, 또한 자동차 에너지 절약 및 오염물질 배출 저감정책으로 인해 차량의 디자인과 원자재 선택에서 전통적인 차량에 비해 자동차 자체의 감량이 시급하다. 알루미늄 합금은 경량형 재료 중 하나로, 기술 적용 및 운행 안전성, 재활용성 측면에서 모두 비교적 우세가 있기 때문에, 알루미늄 합금은 자동차 업계에서 점차 강철을 대체하고, 다이 캐스팅 성형 공예는 자동차 부품 생산에 보편적으로 적용되고 있다.In recent years, with the emergence and development of new energy vehicles, new energy vehicles powered by batteries are subject to the constraints of battery weight and power battery driving range, and due to the automobile energy conservation and pollutant emission reduction policies, the design and selection of raw materials of vehicles require more urgent weight reduction compared with traditional vehicles. Aluminum alloy is one of the lightweight materials, and has comparative advantages in terms of technical application, operational safety and recyclability, so aluminum alloy is gradually replacing steel in the automobile industry, and die casting forming technology is widely applied in the production of automobile parts.
자동차 업계와 항공우주 업계는 부품에 대한 요구가 엄격하고, 원자재 변형 시 양호한 충격인성과 높은 연신율을 요구로 한다. 이에 대비해 자동차 업계에서는 알루미늄 합금 다이 캐스팅의 인장 강도 180MPa 이상, 항복 강도 120MPa 이상, 연신율 10% 이상이여야 한다는 대형 일체식 차체구조 요구를 제출했다. 전통적인 Al-Si계 합금은 우수한 강도와 주조 성능을 보유하고 있지만 가소성과 연신율이 비교적 낮고, 원자재는 자동차의 대형 일체식 성형 가압 구조의 요구를 만족시킬 수 없다. 근 몇 년 동안, 자동차 시장의 수요를 충족시키기 위해 고인성 일루미늄 합금의 개발은 점점 더 많은 주목을 받고 있다. 예를 들면, 독일 RWE회사에서 개발한 Silafont-36 합금(특허공개번호: US 6364970B1)은 실내 온도에서의 연신율은 6% 이하이고, 장시간의 T7 열처리 후 항장력은 약 210Mpa, 항복 강도140Mpa, 연신율 15%여야만 자동차 부품의 요구에 부합될 수 있는데 해당 공정은 생산효율이 낮고 열처리 공예가 복잡하고 열처리 과정의 제어가 어렵고 열처리 비용이 높다. 다른 예시로, 상하이교통대학에서 개발한 비열처리 강화 고강성 고인성 다이 캐스트 Al-Mg-Si계 합금(특허공개번호: CN 108754256A)는 합금의 역학적 성질이 비교적 우수하지만, Al-Mg-Si 합금은 주조성이 차하고 높은 마그네슘 함량은 가열손실이 발생하기 쉽고 알루미늄액의 점조도가 높고 수축율이 높고 다이 캐스팅 모형을 침식하여 모형의 수명을 감소시키기에 대형 차체 구조물로 사용하기에는 적합하지 않다. 펑양아이얼스 및 상하이교통대학이 개발한 비열처리 셀프 강화 규소 알루미늄 합금(특허공개번호: CN 104831129A)는 불순물 원소에 대한 제어가 비교적 높고 폐기 알루미늄으로 생산할 수 없고 미래의 탄소 피크와 탄소 중화 맥락의 수요를 충족시킬 수 없고, 정밀 다이 캐스트 주조물의 연신율은 약 7.5%로 현재 대형 차체 구조물의 고인성 요구를 충족시킬 수 없다. 상하이융마오타이 자동차 부품과 상하이교통대학에서 개발한 고강성 고인성 다이 캐스트 알루미늄 합금(특허공개번호: CN 109881056A)는 주조성은 양호하지만 다이 캐스팅 비열처리 상태에서의 합금 연신율은 7%밖에 안되며 자동차 구조물 고인성 요구를 충족시킬 수 없다. 쑤저우후이츠 경합금에서 개발한 고인성 다이 캐스트 알루미늄 합금(특허공개번호: CN 106636787A)는 우수한 주조성과 강도를 보유하고 있지만 불순물 원소 함량에 대한 요구가 0.005% 이하로 불순물 함량에 대한 요구가 아주 높고, 폐기 알루미늄을 추가하여 생산할 수 없고 비열처리 상태에서의 주조물 연신율은 9.7%밖에 달할 수 없고 다이 캐스트 대형 일체식 고인성 요구를 충족시킬 수 없다.The automotive and aerospace industries have strict requirements for parts, and they require good impact toughness and high elongation when raw materials are deformed. In response, the automotive industry has put forward the requirements that the tensile strength of aluminum alloy die castings should be greater than 180MPa, the yield strength should be greater than 120MPa, and the elongation should be greater than 10% for large-scale integral body structures. Although traditional Al-Si alloys have excellent strength and casting performance, their plasticity and elongation are relatively low, and the raw materials cannot meet the requirements of large-scale integral molded pressurized structures of automobiles. In recent years, in order to meet the needs of the automobile market, the development of high-toughness aluminum alloys has received more and more attention. For example, the Silafont-36 alloy (Patent Publication No.: US 6364970B1) developed by German RWE has an elongation of no more than 6% at room temperature, a tensile strength of about 210 MPa, a yield strength of 140 MPa, and an elongation of 15% after long-term T7 heat treatment, which can meet the requirements of automobile parts. However, the process has low production efficiency, complicated heat treatment technology, difficult control of the heat treatment process, and high heat treatment cost. As another example, the non-heat-treatable strengthened high-strength and high-toughness die-cast Al-Mg-Si alloy (Patent Publication No.: CN 108754256A) developed by Shanghai Jiao Tong University has relatively good mechanical properties of the alloy, but the Al-Mg-Si alloy has poor castability, and the high magnesium content easily causes heating loss, high viscosity of the aluminum liquid, high shrinkage rate, and erosion of the die-casting model to reduce the service life of the model, so it is not suitable for use as large body structures. The non-heat-treatable self-strengthening silicon aluminum alloy (Patent Publication No.: CN 104831129A) developed by Fengyang Irons and Shanghai Jiaotong University has relatively high control over impurity elements, cannot be produced by waste aluminum, and cannot meet the demands of future carbon peak and carbon neutralization context, and the elongation of precision die-casting castings is about 7.5%, which cannot meet the high toughness requirement of current large-sized car body structures. The high-strength and high-toughness die-cast aluminum alloy (Patent Publication No.: CN 109881056A) developed by Shanghai Yongmaotai Automobile Parts and Shanghai Jiaotong University has good castability, but the elongation of the alloy in the non-heat-treated state of die-casting is only 7%, which cannot meet the high toughness requirement of car structures. The high-toughness die-cast aluminum alloy (Patent Publication No.: CN 106636787A) developed by Suzhou Huichi Alloy has excellent castability and strength, but the requirement for the impurity element content is less than 0.005%, which has a very high requirement for the impurity content, cannot be produced by adding waste aluminum, and the elongation of the casting in the non-heat-treated state can only reach 9.7%, which cannot meet the high-toughness requirement of large-scale die-cast integral parts.
본 발명의 내용 부분에서는 간결하게 구상을 소개하는데 제공된다. 해당 구상은 후술 구체적인 실시예 부분을 통해 상세하게 기술할 것이다. 본 발명의 내용 부분은 보호를 필요로 하는 기술안의 관건적인 특징 또는 필요 특징을 명시하는 목적이 아니고, 보호를 요구하고자 하는 기술안의 범주를 제한하는 것을 목적으로 하지 않는다.The content section of the present invention is provided to briefly introduce the concept. The concept will be described in detail through the specific embodiments section described below. The content section of the present invention is not intended to specify the critical features or necessary features of the technical solution requiring protection, and is not intended to limit the scope of the technical solution seeking protection.
본 발명은 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 생산 공정의 탄소 배출량을 줄였고, 열처리 과정 없이 연신율 11%-16%에 달할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.The present invention provides a non-heat-treatable high-strength die-cast silicon aluminum alloy and a method for producing the same. The present invention reduces carbon emissions in the production process and can achieve an elongation of 11% to 16% without a heat treatment process.
첫 번째, 본 발명의 실시예는 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금으로서, 합금의 총 중량을 기준으로 한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 중 각 성분의 조성은 하기와 같다.First, an embodiment of the present invention is a non-heat-treatable high-strength die-cast silicon aluminum alloy, wherein the composition of each component in the die-cast silicon aluminum alloy based on the total weight of the alloy is as follows.
Si: 6.3-8.3%, Fe: 0.07-0.45%, Cu: 0.05-0.5%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.15-0.35%, Ti: 0.01-0.2%, Sr: 0.015-0.035%. 희토류 총량: 0.04%-0.2%,희토류에는 La/Ce/Sc 중 하나 또는 여러 개를 포함. Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.Si: 6.3-8.3%, Fe: 0.07-0.45%, Cu: 0.05-0.5%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.15-0.35%, Ti: 0.01-0.2%, Sr: 0.015-0.035%. Total rare earth: 0.04%-0.2%, rare earths include one or more of La/Ce/Sc. Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, the total amount of other impurities is not more than 0.2%, the remainder is Al.
선택 가능한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 중 각 성분의 조성은 하기와 같다.The composition of each component among the selectable die-cast silicon aluminum alloys is as follows.
Si: 6.3-7.0%, Fe: 0.2-0.4%, Cu: 0.35-0.45%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.1-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.2%, 희토류에는 La/Ce/Sc 중 하나 또는 여러 개를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.Si: 6.3-7.0%, Fe: 0.2-0.4%, Cu: 0.35-0.45%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.1-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.2%, Rare earth includes one or more of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is 0.2% or less, the remainder is Al.
선택 가능한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 중 각 성분의 조성은 하기와 같다.The composition of each component among the selectable die-cast silicon aluminum alloys is as follows.
Si: 6.4-7.1%, Fe: 0.10-0.25%, Cu: 0.05-0.28%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.03-0.16%, Sr: 0.025-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.15%, 희토류에는 적어도 La/Ce/Sc 중 하나를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.Si: 6.4-7.1%, Fe: 0.10-0.25%, Cu: 0.05-0.28%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.03-0.16%, Sr: 0.025-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.15%, Rare earth contains at least one of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is 0.2% or less, the remainder is Al.
선택 가능한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 중 각 성분의 조성은 하기와 같다.The composition of each component among the selectable die-cast silicon aluminum alloys is as follows.
Si: 7.0-7.7%, Fe: 0.15-0.3%, Cu: 0.2-0.35%, Mn: 0.6-0.8%, Mg: 0.2-0.3%, Ti: 0.05-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.2%, 희토류에는 La/Ce/Sc 중 하나 또는 여러 개를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.Si: 7.0-7.7%, Fe: 0.15-0.3%, Cu: 0.2-0.35%, Mn: 0.6-0.8%, Mg: 0.2-0.3%, Ti: 0.05-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.2%, Rare earth includes one or more of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is less than 0.2%, the remainder is Al.
선택 가능한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 중 각 성분의 조성은 하기와 같다.The composition of each component among the selectable die-cast silicon aluminum alloys is as follows.
Si: 7.7-8.3%, Fe: 0.07-0.2%, Cu: 0.05-0.2%, Mn: 0.6-0.8%, Mg: 0.15-0.3%, Ti: 0.01-0.15%, Sr: 0.015-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.2%,희토류에는 적어도 La/Ce/Sc 중 하나를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.Si: 7.7-8.3%, Fe: 0.07-0.2%, Cu: 0.05-0.2%, Mn: 0.6-0.8%, Mg: 0.15-0.3%, Ti: 0.01-0.15%, Sr: 0.015-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.2%, Rare earth contains at least one of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is less than 0.2%, the remainder is Al.
선택 가능한 상술 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 항장력은 270Mpa 이상, 항복 강도는 130Mpa 이상, 연신율은 11%이다.The tensile strength of the optional die-cast silicon aluminum alloy is 270Mpa or more, the yield strength is 130Mpa or more, and the elongation is 11%.
두 번째, 본 발명의 실시예는 상술한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금을 제조하는 공예방법을 제공하였고 해당 방법은 하기와 같다.Second, an embodiment of the present invention provides a craft method for manufacturing the die cast silicon aluminum alloy described above, and the method is as follows.
상술한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 제조에 사용되는 쉽게 가열 손실이 안 되는 각종 원료를 가열 및 융해하여 알루미늄액을 제조하고, 알루미늄액을 슬래그 제거 및 정련 처리 후 가열 손실되는 각종 원료를 추가하고, 성분이 기준에 달한 후 주조 처리를 통해 상술한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금을 얻는다.The various raw materials that are not easily subjected to heating loss, which are used in the production of the above-described die-cast silicon-aluminum alloy, are heated and melted to produce aluminum liquid, and after the aluminum liquid is subjected to slag removal and refining treatment, various raw materials that are subjected to heating loss are added, and after the components reach the standard, the above-described die-cast silicon-aluminum alloy is obtained through casting treatment.
또한, 상술한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 다이 캐스팅 성형도 포함한다. 상술한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 다이 캐스팅 성형 온도는 680-720℃, 다이 캐스팅 속도는 2.5-5m/s, 보온 시간은 2-10s이며 그리고 비열처리형 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.In addition, it also includes die casting molding of the above-mentioned die cast silicon aluminum alloy. The die casting molding temperature of the above-mentioned die cast silicon aluminum alloy is 680-720℃, the die casting speed is 2.5-5m/s, the heat preservation time is 2-10s, and a die casting in a non-heat treatment state is obtained.
또한, 각종 원료가 완전하게 융해된 후 상술한 알루미늄 합금액을 균일하게 교반하고 거치한 후 샘플링 분석을 하고, 성분 요구 기준에 다라 필요 원소 함량을 조정한다.In addition, after all raw materials are completely melted, the aluminum alloy solution described above is uniformly stirred and allowed to stand, then sampling analysis is performed and the required element content is adjusted according to the component requirement standards.
또한, 사용되는 정련제에는 Na이온 이 포함되어 있지 않다.Additionally, the refining agent used does not contain Na ions.
본 발명은 비열처리형 고인성 다이 캐스트 알루미늄 규소 합금 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의해 제조된 알루미늄 합금은 전통 다이 캐스트 알루미늄 합금의 T7 열처리를 통해야만 자동차 차체 구조물 요구의 특성을 충족시킬 수 있는 조건에서 벗어나 폐기 알루미늄으로 생산할 수 있기에 생산 과정에서 산생되는 탄소 배출을 줄일 수 있고, 열처리 과정 없이 연신율은 11-16%에 달할 수 있다.The present invention provides a non-heat-treatable high-toughness die-cast aluminum silicon alloy and a method for producing the same. The aluminum alloy produced by the present invention can be produced from scrap aluminum without the condition that the T7 heat treatment of traditional die-cast aluminum alloys can only meet the characteristics required for automobile body structures, thereby reducing carbon emissions generated during the production process, and the elongation can reach 11-16% without a heat treatment process.
상기 기술과 하기 상세 기술 모두 실시예로, 보호를 요구로 하는 발명 창조에 대한 구체적인 설명을 제공하는 목적에 있다.Both the above description and the detailed description below are intended to provide specific descriptions of the invention creations for which protection is claimed, by way of example only.
도면과 하기 실시예를 결합하여 참고로 하여 각 실시예의 상술한 특징과 기타 특징, 장점을 더욱 명확히 한다. 도면의 동일하거나 유사한 도면 표기는 동일하거나 유사한 원소를 표시한다. 도면은 표시용으로, 원본과 원소는 비율대로 작성한 것이 아닐 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 2에서 얻은 다이 캐스트 알루미늄 합금의 마이크로 조직 금속조직도이고, 그 중 도 (a)는 100X 마이크로 조직 금속조직도이고, 도 (b)는 500X 마이크로 조직 금속조직도이다.
도 2는 실시예 2에서 얻은 다이 캐스트 알루미늄 합금 유동성 시험 금형이다.
도 3은 실시예2, 비교예 1과 비교예 2에서 얻은 다이 캐스트 알루미늄 합금 인장 응력 변형률을 표시한 그래프이다.The above-described features and other features and advantages of each embodiment are further clarified by combining the drawings and the following examples with reference to them. The same or similar drawing notations in the drawings represent the same or similar elements. The drawings are for illustration purposes only, and the original and the elements may not be drawn to scale.
Figure 1 is a micro-structure metallographic diagram of a die-cast aluminum alloy obtained in Example 2 of the present invention, among which Figure (a) is a 100X micro-structure metallographic diagram, and Figure (b) is a 500X micro-structure metallographic diagram.
Figure 2 is a die-cast aluminum alloy fluidity test mold obtained in Example 2.
Figure 3 is a graph showing the tensile stress strain of die-cast aluminum alloys obtained in Example 2, Comparative Examples 1 and 2.
첨부 도면을 참조하여 본 공개 실시예를 더욱 상세하게 기술하고자 한다. 비록 첨부 도면을 통해 공개된 일부 실시예를 표현했지만, 본 공개는 다양한 방식으로 실현될 수 있으며, 기술한 해당 실시예에 한하지 않음을 이해야 한다. 반대로 해당 실시예를 제공하는 것은 더욱 완전하게 본 공개를 이해하는 목적에 있다. 또한 본 공개에 표시된 첨부 도면 및 실시예는 예시적인 역할만 할 뿐 본 공개의 보호 범주를 제한하는 목적이 아님을 이해해야 한다.The present disclosure will be described in more detail with reference to the attached drawings. Although some embodiments disclosed through the attached drawings are shown, it should be understood that the present disclosure can be implemented in various ways and is not limited to the described embodiments. On the contrary, the purpose of providing the embodiments is to more completely understand the present disclosure. In addition, it should be understood that the attached drawings and embodiments shown in the present disclosure are only exemplary and are not intended to limit the scope of protection of the present disclosure.
본 공개 방법의 실시 방식에 기재된 각 단계는 다른 순서로 실행하거나 그리고/또는 병행으로 실행할 수 있다. 또한 방법의 실시 방식에는 부가 단계 그리고/또는 생략하여 실행하는 단계가 있을 수 있다. 본 공개의 범주는 이에 제한이 없다.The steps described in the method of implementing the present disclosure may be performed in a different order and/or in parallel. In addition, the method of implementing the method may include additional steps and/or steps that are performed by omitting them. The scope of the present disclosure is not limited thereto.
본 공개는 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금 및 그 제조 방법을 제공한다. 다음은 첨부 도면을 결합하여 본 공개의 실시예에 대해 설명을 하고자 한다.The present disclosure provides a non-heat-treatable high-strength die-cast silicon aluminum alloy and a method for producing the same. The following is a description of embodiments of the present disclosure in combination with the accompanying drawings.
실시예 1Example 1
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 각 성분의 구성은 다음과 같다. Mg: 0.2%, Si: 6.5%, Fe: 0.15%, Cu: 0.1%, Mn: 0.5%, Ti: 0.03%, Sr: 0.025%, La、Ce 총량: 0.05%, Ni: 0.005%, Zn: 0.006%, Ga: 0.015%, 나머지 불순물 잔량 0.2% 이하, 잔량은 알루미늄.The composition of each component of the low-carbon emission, renewable, non-heat-treatable, high-toughness die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows: Mg: 0.2%, Si: 6.5%, Fe: 0.15%, Cu: 0.1%, Mn: 0.5%, Ti: 0.03%, Sr: 0.025%, total amount of La、Ce: 0.05%, Ni: 0.005%, Zn: 0.006%, Ga: 0.015%, remaining impurities of 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 제조 방법은 다음과 같다.The method for manufacturing the low-carbon emission, regenerable, non-heat treatable, high-strength die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 금속 Al 잉곳, 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn 및 금속 Ga, Al-Sr 중간합금, 알루미늄 희토류 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Materials: Prepare materials for each element of the aluminum alloy, such as metal Al ingot, metal Mg ingot, industrial Si, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn and metal Ga, Al-Sr intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate alloy, etc., and add them according to the ratio of the alloy components after considering appropriate heating loss.
(3) 용로에 투입 및 융해: 먼저 금속 Al 잉곳을 용로에 넣고 융해시키고, 융해 온도는 760-790℃로 설정한다. 알루미늄 잉곳이 완전히 융해된 후 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn, 금속 Ga를 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and melting: First, put the metal Al ingot into the furnace and melt it, and set the melting temperature to 760-790℃. After the aluminum ingot is completely melted, increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn, and metal Ga to refine it.
(4) 정련, 슬래그 제거: 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy molten material is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760°C, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform primary and secondary refining. The two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 알루미늄 희토류 중간금속, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련과 변질 처리를 실시한 후 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate metal, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingot are added to the furnace, and after refining and modification treatment, aluminum alloy molten metal is obtained, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: After passing the full component analysis of the furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature or high-pressure casting is performed using the die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
실시예 2Example 2
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 각 성분의 구성은 다음과 같다. Mg: 0.3%, Si: 6.9%, Fe: 0.2%, Cu: 0.2%, Mn: 0.6%, Ti: 0.07%, Sr: 0.02%, La: 0.1%, Ni: 0.003%, Zn: 0.07%, Ga: 0.02%, 나머지 불순물 잔량 0.2% 이하, 잔량은 알루미늄.The composition of each component of the low-carbon emission, renewable, non-heat-treatable, high-toughness die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows: Mg: 0.3%, Si: 6.9%, Fe: 0.2%, Cu: 0.2%, Mn: 0.6%, Ti: 0.07%, Sr: 0.02%, La: 0.1%, Ni: 0.003%, Zn: 0.07%, Ga: 0.02%, the remaining impurities are 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 제조 방법은 다음과 같다.The method for manufacturing the low-carbon emission, regenerable, non-heat treatable, high-strength die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄, 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn 및 금속 Ga, Al-Sr 중간합금, 알루미늄 희토류 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Materials: Prepare materials for each element of the aluminum alloy, such as metal Al ingot or waste aluminum, metal Mg ingot, industrial Si, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn and metal Ga, Al-Sr intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate alloy, etc., and add them according to the ratio of the alloy components after considering appropriate heating loss.
(3) 용로에 투입 및 융해: 먼저 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄을 용로에 넣고 융해시키고, 융해 온도는 760-790℃로 설정한다. 알루미늄 잉곳 또는 폐기 알루미늄이 완전히 융해된 후 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn, 금속 Ga를 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and melting: First, put the metal Al ingot or waste aluminum into the furnace and melt it, and set the melting temperature to 760-790℃. After the aluminum ingot or waste aluminum is completely melted, increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn, and metal Ga to refine it.
(4) 정련, 슬래그 제거: 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy molten material is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760°C, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform primary and secondary refining. The two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 알루미늄 희토류 중간금속, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련과 변질 처리를 실시한 후 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate metal, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingot are added to the furnace, and after refining and modification treatment, aluminum alloy molten metal is obtained, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: After passing the full component analysis of the furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature or high-pressure casting is performed using the die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
실시예 3Example 3
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 각 성분의 구성은 다음과 같다. Mg: 0.35%, Si: 7.5%, Fe: 0.25%, Cu: 0.3%, Mn: 0.7%, Ti: 0.15%, Sr: 0.03%, Ce: 0.08%, Ni: 0.08%, Zn: 0.09%, Ga: 0.025%, , 나머지 불순물 잔량 0.2% 이하,잔량은 알루미늄.The composition of each component of the low-carbon emission, renewable, non-heat-treatable, high-toughness die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows: Mg: 0.35%, Si: 7.5%, Fe: 0.25%, Cu: 0.3%, Mn: 0.7%, Ti: 0.15%, Sr: 0.03%, Ce: 0.08%, Ni: 0.08%, Zn: 0.09%, Ga: 0.025%, , the remaining impurities are less than 0.2%, and the remainder is aluminum.
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 제조 방법은 다음과 같다.The method for manufacturing the low-carbon emission, regenerable, non-heat treatable, high-strength die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄, 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn 및 금속 Ga, Al-Sr 중간합금, 알루미늄 희토류 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Materials: Prepare materials for each element of the aluminum alloy, such as metal Al ingot or waste aluminum, metal Mg ingot, industrial Si, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn and metal Ga, Al-Sr intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate alloy, etc., and add them according to the ratio of the alloy components after considering appropriate heating loss.
(3) 용로에 투입 및 융해: 먼저 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄을 용로에 넣고 융해시키고, 융해 온도는 760-790℃로 설정한다. 알루미늄 잉곳 또는 폐기 알루미늄이 완전히 융해된 후 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn, 금속 Ga를 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and melting: First, put the metal Al ingot or waste aluminum into the furnace and melt it, and set the melting temperature to 760-790℃. After the aluminum ingot or waste aluminum is completely melted, increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn, and metal Ga to refine it.
(4) 정련, 슬래그 제거: 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy molten material is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760°C, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform primary and secondary refining. The two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 알루미늄 희토류 중간금속, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련과 변질 처리를 실시한 후 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate metal, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingot are added to the furnace, and after refining and modification treatment, aluminum alloy molten metal is obtained, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: After passing the full component analysis of the furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature or high-pressure casting is performed using the die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
실시예 4Example 4
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 각 성분의 구성은 다음과 같다. Mg: 0.25%, Si: 7.8%, Fe: 0.35%, Cu: 0.4%, Mn: 0.8%, Ti: 0.2%, Sr: 0.035%, Sc: 0.15%, Ni: 0.02%, Zn: 0.08%, Ga: 0.012%, 나머지 불순물 잔량 0.2% 이하, 잔량은 알루미늄.The composition of each component of the low-carbon emission, renewable, non-heat-treatable, high-toughness die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows: Mg: 0.25%, Si: 7.8%, Fe: 0.35%, Cu: 0.4%, Mn: 0.8%, Ti: 0.2%, Sr: 0.035%, Sc: 0.15%, Ni: 0.02%, Zn: 0.08%, Ga: 0.012%, the remaining impurities are 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 제조 방법은 다음과 같다.The method for manufacturing the low-carbon emission, regenerable, non-heat treatable, high-strength die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄, 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn 및 금속 Ga, Al-Sr 중간합금, 알루미늄 희토류 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Materials: Prepare materials for each element of the aluminum alloy, such as metal Al ingot or waste aluminum, metal Mg ingot, industrial Si, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn and metal Ga, Al-Sr intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate alloy, etc., and add them according to the ratio of the alloy components after considering appropriate heating loss.
(3) 용로에 투입 및 융해: 먼저 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄을 용로에 넣고 융해시키고, 융해 온도는 760-790℃로 설정한다. 알루미늄 잉곳 또는 폐기 알루미늄이 완전히 융해된 후 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn, 금속 Ga를 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and melting: First, put the metal Al ingot or waste aluminum into the furnace and melt it, and set the melting temperature to 760-790℃. After the aluminum ingot or waste aluminum is completely melted, increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn, and metal Ga to refine it.
(4) 정련, 슬래그 제거: 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy molten material is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760°C, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform primary and secondary refining. The two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 알루미늄 희토류 중간금속, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련과 변질 처리를 실시한 후 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate metal, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingot are added to the furnace, and after refining and modification treatment, aluminum alloy molten metal is obtained, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: After passing the full component analysis of the furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature or high-pressure casting is performed using the die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
실시예 5Example 5
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 각 성분의 구성은 다음과 같다. Mg: 0.15%, Si: 8.3%, Fe: 0.45%, Cu: 0.5%, Mn: 0.65%, Ti: 0.15%, Sr: 0.03%, La와 Sc 총량: 0.2%, Ni: 0.08%, Zn: 0.01%, Ga: 0.018%, 나머지 불순물 잔량 0.2% 이하 잔량은 알루미늄.The composition of each component of the low-carbon emission, renewable, non-heat-treatable, high-toughness die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows: Mg: 0.15%, Si: 8.3%, Fe: 0.45%, Cu: 0.5%, Mn: 0.65%, Ti: 0.15%, Sr: 0.03%, total amount of La and Sc: 0.2%, Ni: 0.08%, Zn: 0.01%, Ga: 0.018%, remaining impurities of 0.2% or less, the remainder being aluminum.
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 제조 방법은 다음과 같다.The method for manufacturing the low-carbon emission, regenerable, non-heat treatable, high-strength die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄, 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn 및 금속 Ga, Al-Sr 중간합금, 알루미늄 희토류 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Materials: Prepare materials for each element of the aluminum alloy, such as metal Al ingot or waste aluminum, metal Mg ingot, industrial Si, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn and metal Ga, Al-Sr intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate alloy, etc., and add them according to the ratio of the alloy components after considering appropriate heating loss.
(3) 용로에 투입 및 융해: 먼저 금속 Al 잉곳 또는 폐기 알루미늄을 용로에 넣고 융해시키고, 융해 온도는 760-790℃로 설정한다. 알루미늄 잉곳 또는 폐기 알루미늄이 완전히 융해된 후 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn, 금속 Ga를 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and melting: First, put the metal Al ingot or waste aluminum into the furnace and melt it, and set the melting temperature to 760-790℃. After the aluminum ingot or waste aluminum is completely melted, increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn, and metal Ga to refine it.
(4) 정련, 슬래그 제거: 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy molten material is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760°C, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform primary and secondary refining. The two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 알루미늄 희토류 중간금속, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련과 변질 처리를 실시한 후 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate metal, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingot are added to the furnace, and after refining and modification treatment, aluminum alloy molten metal is obtained, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: After passing the full component analysis of the furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature or high-pressure casting is performed using the die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
실시예 6Example 6
본 실시예의 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금의 제조 방법은 다음과 같다.The method for manufacturing the low-carbon emission, regenerable, non-heat treatable, high-strength die-cast silicon aluminum alloy of the present embodiment is as follows.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 회수한 폐기 알루미늄을 분류 선택, 처리 과정을 거친 후, 합금 성분 비율에 따라 금속 Al 잉곳, 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn 및 금속 Ga, Al-Sr 중간합금, 알루미늄 희토류 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Materials: After the recovered waste aluminum is classified, selected, and processed, the materials for each element of the aluminum alloy are prepared, such as metal Al ingot, metal Mg ingot, industrial Si, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn and metal Ga, Al-Sr intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate alloy, etc., according to the alloy composition ratio, and after considering the appropriate heating loss, they are added according to the ratio of the alloy composition.
(3) 용로에 투입 및 정련: 먼저 40%의 금속 Al 잉곳과 60%의 폐기 알루미늄을 순서대로 용로에 투입하여 정련시키고, 정련 온도는 760~790℃로 설정한다. 완전히 융해된 후 샘플링 분석을 실시하고, 기타 원소를 비율별로 첨가한다. 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn, 금속 Ga를 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and refining: First, put 40% metal Al ingot and 60% waste aluminum in sequence into the furnace for refining, and set the refining temperature to 760-790℃. After complete melting, perform sampling analysis, and add other elements according to the ratio. Increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn, and metal Ga for refining.
(4) 정련, 슬래그 제거: 성분이 기준에 부합되는 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy melt whose components meet the standards is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760℃, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform the first and second refining, and the two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 알루미늄 희토류 중간금속, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련과 변질 처리를 실시한 후 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate metal, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingot are added to the furnace, and after refining and modification treatment, aluminum alloy molten metal is obtained, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 최종 중량 비율은 Mg: 0.25%, Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La, Ce, Sc 총량: 0.2%, Ni: 0.005%, Zn: 0.06%, Ga: 0.02% 나머지 불순물 잔량 0.2% 이하,잔량은 알루미늄. 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: The final weight ratio is Mg: 0.25%, Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La, Ce, Sc total: 0.2%, Ni: 0.005%, Zn: 0.06%, Ga: 0.02%, and the remaining impurities are less than 0.2%, and the remainder is aluminum. After passing the full component analysis of the melting furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature, or high-pressure casting is performed by die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
실시예 7Example 7
본 실시예의 폐기 알루미늄으로 저탄소 배출 재생가능 비열처리형 고인성 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금을 제조하는 방법은 다음과 같다.The method for manufacturing a low-carbon emission, recyclable, non-heat treatable, high-strength die-cast silicon aluminum alloy from waste aluminum of the present invention is as follows.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 회수한 폐기 알루미늄을 분류 선택 과정을 거친 후, 합금 성분 비율에 따라 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn 및 금속 Ga, Al-Sr 중간합금, 알루미늄 희토류 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Material: After the recovered waste aluminum has gone through a classification selection process, metal Mg ingot, industrial Si, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn and metal Ga, Al-Sr intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate alloy, etc. are prepared as materials for each element of the aluminum alloy according to the alloy component ratio, and after considering appropriate heating loss, they are added according to the ratio of the alloy component.
(3) 용로에 투입 및 정련: 용로에 100%의 폐기 알루미늄을 넣고 정련하고, 정련 온도는 760~790℃로 설정한다. 완전히 융해된 후 샘플링 분석을 실시하고, 기타 원소를 필요한 비율별로 첨가한다. 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Cu 또는 Al-Cu 중간합금, 금속 Ni, 금속 Zn, 금속 Ga를 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and refining: Put 100% of waste aluminum into the furnace and refining, and set the refining temperature to 760-790℃. After complete melting, perform sampling analysis, and add other elements according to the required ratio. Increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Cu or Al-Cu intermediate alloy, metal Ni, metal Zn, metal Ga, and refining.
(4) 정련, 슬래그 제거: 성분이 기준에 부합되는 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy melt whose components meet the standards is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760℃, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform the first and second refining, and the two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 알루미늄 희토류 중간금속, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련과 변질 처리를 실시한 후 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, aluminum rare earth intermediate metal, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingot are added to the furnace, and after refining and modification treatment, aluminum alloy molten metal is obtained, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 최종 중량 비율은 Mg: 0.3%, Si: 7.7%, Fe: 0.15%, Cu: 0.3%, Mn: 0.7%, Ti: 0.15%, Sr: 0.035%, Ce: 0.08%, Ni: 0.1%, Zn: 0.1%, Ga: 0.03%. 나머지 불순물 잔량 0.2% 이하, 잔량은 알루미늄이다. 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: The final weight ratio is Mg: 0.3%, Si: 7.7%, Fe: 0.15%, Cu: 0.3%, Mn: 0.7%, Ti: 0.15%, Sr: 0.035%, Ce: 0.08%, Ni: 0.1%, Zn: 0.1%, Ga: 0.03%. The remaining impurities are less than 0.2%, and the remainder is aluminum. After passing the component analysis before the melting furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature, or high-pressure casting is performed by die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
비교예 1Comparative Example 1
본 비교예는 실시예 2의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예2에 비해 Sr 원소를 적게 첨가하고 La 원소를 첨가하지 않았으며, 각 성분의 비율은 다음과 같다. Si: 6.9%, Fe: 0.2%, Cu: 0.2%, Mn: 0.6%, Mg: 0.3%, Ti: 0.07%, Sr: 0.008%, Ni: 0.003%, Zn: 0.07%, Ga: 0.02%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다.This comparative example is an adjustment of the components of Example 2. Compared to Example 2, the Sr element was added less and the La element was not added. The proportions of each component are as follows: Si: 6.9%, Fe: 0.2%, Cu: 0.2%, Mn: 0.6%, Mg: 0.3%, Ti: 0.07%, Sr: 0.008%, Ni: 0.003%, Zn: 0.07%, Ga: 0.02%. The remaining amount of other impurities is 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 비교예의 다이 캐스트 알루미늄 합금의 제조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.The method for manufacturing the die cast aluminum alloy of this comparative example comprises the following steps.
(1) 용로 준비: 용로 청결을 하고 용로 벽이 붉은 색이 될때까지 용로를 뜨겁게 달군다. 작업 공구를 전부 흑연 분말로 코팅 후 건조 예열한다.(1) Preparation of the furnace: Clean the furnace and heat it until the furnace walls turn red. Coat all work tools with graphite powder and dry and preheat.
(2) 재료: 금속 Al 잉곳, 금속 Mg 잉곳, 공업용 Si, 금속 Cu, Al-Mn 중간합금 또는 금속 Mn, 금속 Fe, Al-Ti 중간합금, Al-Sr 중간합금 등을 알루미늄 합금의 각 원소의 재료로 준비하고, 적당한 가열 손실을 고려한 후, 상기 합금 성분의 비율에 따라 첨가한다.(2) Materials: Prepare materials for each element of the aluminum alloy, such as metal Al ingot, metal Mg ingot, industrial Si, metal Cu, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn, metal Fe, Al-Ti intermediate alloy, Al-Sr intermediate alloy, etc., and add them according to the ratio of the alloy components after considering appropriate heating loss.
(3) 용로에 투입 및 융해: 먼저 금속 Al 잉곳을 용로에 넣고 융해시키고, 융해 온도는 670-690℃로 설정한다. 알루미늄 잉곳이 완전히 융해된 후 온도를 높여 760-780℃로 설정한 다음 공업용 규소, 금속 Fe, 금속 Cu, Al-Mn 중간합금 또는 금속Mn을 첨가하여 정련한다.(3) Putting into the furnace and melting: First, put the metal Al ingot into the furnace and melt it, and set the melting temperature to 670-690℃. After the aluminum ingot is completely melted, increase the temperature to 760-780℃, and then add industrial silicon, metal Fe, metal Cu, Al-Mn intermediate alloy or metal Mn to refine it.
(4) 정련, 슬래그 제거: 성분이 기준에 부합되는 알루미늄 합금 용융물을 740~760℃ 온도에서 균일하게 교반하고 알루미늄 합금 전용 정련제를 첨가하여 1차 정련과 2차 정련을 실시하고, 두 번의 정련은 50~60분 사이를 두고 실시하고, 매번 정련이 완료된 후 슬래그를 제거하여 액체 표면의 용제와 슬래그를 제거한다.(4) Refining, slag removal: The aluminum alloy melt whose components meet the standards is stirred uniformly at a temperature of 740 to 760℃, and a special refining agent for aluminum alloy is added to perform the first and second refining, and the two refinings are performed 50 to 60 minutes apart, and the slag is removed after each refining to remove the solvent and slag on the liquid surface.
(5) 기타 금속 원소 투입: 용액 온도가 740~760℃일 때 Al-Ti 중간 합금, 금속 Mg, Al-Sr 중간 합금 잉곳을 용로에 투입하여 정련하여 알루미늄 합금 용융물을 얻은 후 샘플링 분석을 실행한다.(5) Addition of other metal elements: When the solution temperature is 740 to 760℃, Al-Ti intermediate alloy, metal Mg, and Al-Sr intermediate alloy ingots are added to the furnace and refined to obtain aluminum alloy molten metal, and then sampling analysis is performed.
(6) 용로 내부 배기. 정련 온도는 740~760℃를 유지하고 질소를 사용하여 용로 내부 배기를 실시한다. 배기 시간은 약 30~50분이며 15~30분 동안 거치한다.(6) Exhaust inside the furnace. The refining temperature is maintained at 740~760℃ and exhaust inside the furnace is performed using nitrogen. The exhaust time is approximately 30~50 minutes and is left for 15~30 minutes.
(7) 주조 또는 다이 캐스팅: 용로 전 성분 분석 통과한 후, 주조 온도 하에 잉곳 완제품으로 주조하거나 또는 다이 캐스팅 공예로 고압 주조를 진행하여 비열처리 상태의 다이 캐스팅을 얻는다.(7) Casting or die casting: After passing the full component analysis of the furnace, the ingot is cast into a finished product under the casting temperature or high-pressure casting is performed using the die casting technique to obtain a die casting in a non-heat-treated state.
비교예 2Comparative Example 2
본 비교예는 실시예 2의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예2에 비해 Sr원소를 추가했고 La 원소를 추가하지 않았고 각 성분의 비율은Si: 6.9%, Fe: 0.2%, Cu: 0.2%, Mn: 0.6%, Mg: 0.3%, Ti: 0.07%, Sr: 0.05%, Ni: 0.003%, Zn: 0.07%, Ga: 0.02%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다.This comparative example is an adjustment of the components of Example 2. Compared to Example 2, Sr element was added and La element was not added, and the ratio of each component was Si: 6.9%, Fe: 0.2%, Cu: 0.2%, Mn: 0.6%, Mg: 0.3%, Ti: 0.07%, Sr: 0.05%, Ni: 0.003%, Zn: 0.07%, Ga: 0.02%. The remaining amount of other impurities is 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 비교예의 제조 방법은 비교예 1과 동일하다.The manufacturing method of this comparative example is the same as that of Comparative Example 1.
비교예 3Comparative Example 3
본 비교예는 실시예 6의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예6에 비해 La, Ce, Sc, Zn, Ni, Ga 원소를 추가하지 않았고 각 성분의 비율은 Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다.This comparative example is an adjustment of the components of Example 6. Compared to Example 6, La, Ce, Sc, Zn, Ni, and Ga elements were not added, and the proportions of each component were Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, and Sr: 0.028%. The remaining amount of other impurities was 0.2% or less, and the remainder was aluminum.
본 비교예의 제조 방법은 비교예 1과 동일하다.The manufacturing method of this comparative example is the same as that of Comparative Example 1.
비교예 4Comparative Example 4
본 비교예는 실시예 6의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예6에 비해 La, Ce, Sc 원소를 추가하지 않았고 각 성분의 비율은 Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다.This comparative example is an example in which the components of Example 6 are adjusted. Compared to Example 6, La, Ce, and Sc elements were not added, and the proportions of each component are Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. The remaining amount of other impurities is 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 비교예의 제조 방법은 비교예 1과 동일하다.The manufacturing method of this comparative example is the same as that of Comparative Example 1.
비교예 5Comparative Example 5
본 비교예는 실시예 6의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예6에 비해 고함량 La, Ce, Sc 원소를 추가했고 각 성분의 비율은 Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La: 0.2, Ce: 0.2, Sc: 0.2, Ni: 0.06%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다. This comparative example is an adjustment of the components of Example 6, and compared to Example 6, high contents of La, Ce, and Sc elements were added, and the proportions of each component were Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La: 0.2, Ce: 0.2, Sc: 0.2, Ni: 0.06%. The remaining amount of other impurities is 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 비교예의 제조 방법은 비교예 1과 동일하다.The manufacturing method of this comparative example is the same as that of Comparative Example 1.
비교예 6Comparative Example 6
본 비교예는 실시예 6의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예6에 비해 고함량 La 원소를 추가했고 각 성분의 비율은 Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La: 1.0, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다.This comparative example is an adjustment of the components of Example 6. Compared to Example 6, a high content of La element was added, and the ratio of each component is Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La: 1.0, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. The remaining amount of other impurities is 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 비교예의 제조 방법은 비교예 1과 동일하다.The manufacturing method of this comparative example is the same as that of Comparative Example 1.
비교예 7Comparative Example 7
본 비교예는 실시예 6의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예6에 비해 고함량 Sc 원소를 추가했고 각 성분의 비율은 Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, Sc: 0.5, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다.This comparative example is an adjustment of the components of Example 6. Compared to Example 6, a high content of Sc element was added, and the ratio of each component was Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, Sc: 0.5, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. The remaining amount of other impurities was 0.2% or less, and the remainder was aluminum.
본 비교예의 제조 방법은 비교예 1과 동일하다.The manufacturing method of this comparative example is the same as that of Comparative Example 1.
비교예 8Comparative Example 8
본 비교예는 실시예 6의 성분에 대해 조정을 한 것으로, 실시예6에 비해 고함량 Sc 원소를 추가했고 각 성분의 비율은 Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La: 0.01, Sc: 0.01, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. 기타 불순물의 잔량은 0.2% 이하, 나머지는 알루미늄이다.This comparative example is an adjustment of the components of Example 6. Compared to Example 6, a high content of Sc element was added, and the ratio of each component was Si: 7.0%, Fe: 0.35%, Cu: 0.25%, Mn: 0.6%, Mg: 0.25%, Ti: 0.12%, Sr: 0.028%, La: 0.01, Sc: 0.01, Ni: 0.06%, Zn: 0.005%, Ga: 0.02%. The remaining amount of other impurities is 0.2% or less, and the remainder is aluminum.
본 비교예의 제조 방법은 비교예 1과 동일하다.The manufacturing method of this comparative example is the same as that of Comparative Example 1.
표 1은 실시예 1~7 및 비교예 1~8의 알루미늄 합금 성분을 표시한다.Table 1 shows the aluminum alloy components of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8.
표 2는 실시예 1~7과 비교예 1~8에서 얻은 알루미늄 합금 주조물 본체의 샘플링 F 상태와 180°C의 온도에서 30분간 보온한 실내 온도에서의 역학적 성질 및 유동성을 표시한다.Table 2 shows the mechanical properties and fluidity at room temperature after being sampled in the F state of the aluminum alloy casting bodies obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 and after being kept at a temperature of 180°C for 30 minutes.
표 1과 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2에 비해 비교예 1의 Sr 원소 함량은 실시예 2보다 많이 낮으며 또한 희토류 미첨가 시 항복 강도는 26Mpa 감소되었고 연신율은 4.2% 감소되었다. 실시예 2에 비해, 비교예 2의 Sr원소의 함량은 실시예 2보다 훨씬 높고 또한 희토류 미첨가 시 항복 강도는 17Mpa 감소되었고 연신율은 4.9% 감소되었다. 실시예 6에 배해, 비교예 3은 희토류, n, Ni, Ga원소 미첨가 시 항복 강도는 25Mpa 감소되었고 연신율은 3.3% 감소되었다. 실시예 6에 배해, 비교예 4는 희토류 원소 미첨가 시 항복 강도는 23Mpa 감소되었고 연신율은 3.6% 감소되었다. 실시예 6에 비해, 비교예 5는 첨가한 희토류 원소 La, Ce, Sc 총량이 0.6% 시 항복 강도는 18Mpa 감소되었고 연신율은 4.8% 감소되었다.실시예 6에 비해, 비교예 6은 첨가한 희토류 원소 La가 1.0% 시 항복 강도는 16Mpa 감소되었고 연신율은 5.1% 감소되었다. 실시예 6에 비해, 비교예 7은 첨가한 희토류 원소 Sc가 0.5% 시 항복 강도는 20Mpa 감소되었고 연신율은 4.1% 감소되었다. 실시예 6에 비해, 비교예 8은 첨가한 희토류 원소 La, Sc 총량이 0.02% 시 항복 강도는 16Mpa 감소되었고 연신율은 4.2% 감소되었다. 앞서 말한 내용을 종합하면, Sr 및 희토류 원소 La, Ce, Sc 원소가 본 특허 범주에 있어야만 우수한 역학적 성질을 얻을 수 있고, Sr 및 희토류 원소 La, Ce, Sc 원소의 함량이 너무 낮거나 또는 너무 높을 경우 종합적인 역학적 성질이 차하게 된다.As shown in Tables 1 and 2, the Sr element content of Comparative Example 1 is much lower than that of Example 2, and furthermore, when rare earth elements were not added, the yield strength decreased by 26 MPa and the elongation decreased by 4.2%. Compared with Example 2, the Sr element content of Comparative Example 2 is much higher than that of Example 2, and furthermore, when rare earth elements were not added, the yield strength decreased by 17 MPa and the elongation decreased by 4.9%. Compared with Example 6, the yield strength of Comparative Example 3 decreased by 25 MPa and the elongation decreased by 3.3% when rare earth elements, n, Ni, and Ga were not added. Compared with Example 6, the yield strength of Comparative Example 4 decreased by 23 MPa and the elongation decreased by 3.6% when rare earth elements were not added. Compared to Example 6, in Comparative Example 5, when the total amount of added rare earth elements La, Ce, and Sc was 0.6%, the yield strength decreased by 18 MPa and the elongation decreased by 4.8%. Compared to Example 6, in Comparative Example 6, when the added rare earth element La was 1.0%, the yield strength decreased by 16 MPa and the elongation decreased by 5.1%. Compared to Example 6, in Comparative Example 7, when the added rare earth element Sc was 0.5%, the yield strength decreased by 20 MPa and the elongation decreased by 4.1%. Compared to Example 6, in Comparative Example 8, when the added rare earth elements La and Sc were 0.02%, the yield strength decreased by 16 MPa and the elongation decreased by 4.2%. In summary of the foregoing, excellent mechanical properties can be obtained only when Sr and rare earth elements La, Ce, Sc are included in the scope of this patent, and if the content of Sr and rare earth elements La, Ce, Sc is too low or too high, the overall mechanical properties will be poor.
이상 본 발명의 최적화 실시 방식을 서술했으나 본 발명은 상기 내용에 한하지 않는다. 본 발명의 기술적 아이디어 범주에서, 본 발명의 기술적인 방안에 대해 기술 특징별로 임의의 적합한 방식으로 조합하는 다양하고 간단한 변형이 가능하고, 이런 간단한 변형과 조합은 본 방명의 공개 내용으로 간주해야 하며 본 발명의 보호 범주에 속해야 한다.Although the above-described optimization implementation method of the present invention is described, the present invention is not limited to the above-described content. Within the scope of the technical idea of the present invention, various simple modifications are possible by combining the technical features of the technical solution of the present invention in any suitable manner, and such simple modifications and combinations should be regarded as public content of this patent and should fall within the protection scope of the present invention.
Claims (10)
Si: 6.3-8.3%, Fe: 0.07-0.45%, Cu: 0.05-0.5%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.15-0.35%, Ti: 0.01-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.2%,희토류에는 적어도 La/Ce/Sc 중 하나를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al。A non-heat-treatable high-strength die-cast silicon aluminum alloy, characterized by the following composition ratios.
Si: 6.3-8.3%, Fe: 0.07-0.45%, Cu: 0.05-0.5%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.15-0.35%, Ti: 0.01-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.2%, Rare earth contains at least one of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is not more than 0.2%, the remainder is Al。
Si: 6.3-7.0%, Fe: 0.2-0.4%, Cu: 0.35-0.45%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.1-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.2%,희토류에는 적어도 La/Ce/Sc 중 하나를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.A die-cast silicon aluminum alloy according to claim 1, characterized in that the composition ratio of the die-cast silicon aluminum alloy is as follows.
Si: 6.3-7.0%, Fe: 0.2-0.4%, Cu: 0.35-0.45%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.1-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.2%, Rare earth contains at least one of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is less than 0.2%, the remainder is Al.
Si: 6.4-7.1%, Fe: 0.10-0.25%, Cu: 0.05-0.28%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.03-0.16%, Sr: 0.025-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.15%,희토류에는 적어도 La/Ce/Sc 중 하나를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al。A die-cast silicon-aluminum alloy according to claim 1, characterized in that the composition ratio of the non-heat-treatable high-toughness die-cast silicon-aluminum alloy is as follows.
Si: 6.4-7.1%, Fe: 0.10-0.25%, Cu: 0.05-0.28%, Mn: 0.5-0.8%, Mg: 0.25-0.35%, Ti: 0.03-0.16%, Sr: 0.025-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.15%, Rare earth contains at least one of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is not more than 0.2%, the remainder is Al。
Si: 7.0-7.7%, Fe: 0.15-0.3%, Cu: 0.2-0.35%, Mn: 0.6-0.8%, Mg: 0.2-0.3%, Ti: 0.05-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, 희토류 총량: 0.04%-0.2%,희토류에는 적어도 La/Ce/Sc 중 하나를 포함, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, 기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.A die-cast silicon aluminum alloy according to claim 1, characterized in that the composition ratio of the die-cast silicon aluminum alloy is as follows.
Si: 7.0-7.7%, Fe: 0.15-0.3%, Cu: 0.2-0.35%, Mn: 0.6-0.8%, Mg: 0.2-0.3%, Ti: 0.05-0.2%, Sr: 0.015-0.035%, Total rare earth: 0.04%-0.2%, Rare earth contains at least one of La/Ce/Sc, Ni: 0.001-0.1%, Zn: 0.005-0.1%, Ga: 0.01-0.03%, Total amount of other impurities is less than 0.2%, the remainder is Al.
Si: 7.7-8.3%;Fe: 0.07-0.2%;Cu: 0.05-0.2%;Mn: 0.6-0.8%;Mg: 0.15-0.3%;Ti: 0.01-0.15%;Sr: 0.015-0.035%;희토류 총량: 0.04%-0.2%,희토류에는 적어도 La/Ce/Sc 중 하나를 포함;Ni: 0.001-0.1%;Zn: 0.005-0.1%;Ga: 0.01-0.03%;기타 불순물의 총량은 0.2% 이하, 나머지는 Al.A die cast silicon aluminum alloy characterized in that the composition ratio of the die cast silicon aluminum alloy in claim 1 is as follows:
Si: 7.7-8.3%;Fe: 0.07-0.2%;Cu: 0.05-0.2%;Mn: 0.6-0.8%;Mg: 0.15-0.3%;Ti: 0.01-0.15%;Sr: 0.015-0.035%;Total amount of rare earth elements: 0.04%-0.2%, rare earth elements include at least one of La/Ce/Sc; Ni: 0.001-0.1%; Zn: 0.005-0.1%; Ga: 0.01-0.03%; The total amount of other impurities is not more than 0.2%, and the remainder is Al.
상술한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금을 제조하는 가열 손실이 어려운 각 재료를 가열 융해하여 알루미늄액을 얻는다. 다음 알루미늄액을 슬래그 제거 및 정련 처리를 실시한 후 가열 손실이 쉬운 각 재료를 첨가하고, 성분이 기준에 달한 후 주조하여 상술한 다이 캐스트 규소 알루미늄 합금을 얻는다.Any die-cast silicon-aluminum alloy according to claims 1 to 6, wherein the die-cast silicon-aluminum alloy has the following characteristics:
Each material having a low heating loss is melted by heating to obtain an aluminum liquid, which is used to manufacture the die-cast silicon aluminum alloy described above. Then, the aluminum liquid is subjected to slag removal and refining treatment, and each material having a low heating loss is added. After the components reach the standard, the die-cast silicon aluminum alloy described above is obtained by casting.
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