AlMg1SiCu 금속 분말 사출 성형 부품

제품 설명

연구개발자료

금속 사출 성형에는 분말 금속을 결합제와 혼합하여 공급 원료를 형성하는 작업이 포함됩니다. 이 혼합물은 플라스틱 산업에서 사용되는 것과 유사한 사출 성형 장비를 사용하여 사출 성형됩니다. 이것은 "그린 바디"를 형성합니다. 미가공 몸체는 취급할 수 있는 충분한 강성과 강도를 가지고 있습니다. 그런 다음 미가공체를 추가 처리하여 결합제를 제거하고 금속 분말 입자를 소결하여 최종 물품을 형성합니다. 결합제는 일반적으로 하나 이상의 열가소성 화합물, 가소제 및 기타 유기 물질을 포함합니다. 이상적으로 바인더는 사출 성형 온도에서 용융 또는 액체 상태이지만 그린 바디가 냉각됨에 따라 금형에서 응고됩니다. 원료는 예를 들어 과립화에 의해 고체 입자로 전환될 수 있습니다. 이 펠릿은 나중에 저장했다가 사출 성형기에 공급할 수 있습니다. 일반적인 사출 성형 장비에는 혼합물이 금형 캐비티로 압출되는 노즐이 있는 가열된 스크류 또는 압출기가 포함됩니다. 바인더가 액체 형태가 되도록 압출기를 가열하고 일정한 조건을 보장하기 위해 일반적으로 노즐 온도를 신중하게 제어합니다. 적절하게는, 생소지가 주형에서 제거될 때 단단해지도록 온도가 충분히 낮아지도록 주형의 온도도 제어됩니다. 생소지는 결합제가 생소지의 부피가 큰 부분을 차지할 수 있기 때문에 최종 제품보다 큽니다. 미가공체의 추가 처리에는 결합제 제거 및 소결이 포함됩니다. 바인더는 소결 전에 완전히 제거할 수 있습니다. 대안적으로, 바인더는 소결 단계 전에 부분적으로 제거될 수 있으며, 바인더의 완전한 제거는 소결 단계 동안 달성된다. 결합제는 결합제를 용매로 용해시키거나 생소지를 가열하여 결합제를 용융, 분해 및/또는 증발시킴으로써 제거될 수 있다. 용제 제거와 열 제거를 함께 사용할 수도 있습니다. 소결 단계는 그린 바디를 가열하여 개별 금속 입자를 야금학적으로 결합시키는 것을 포함합니다. AlMg1SiCu 금속 분말 사출 성형 부품 생산 시 소결은 일반적으로 기존 분말 금속 부품 생산에 사용되는 것과 유사합니다. 비산화 분위기는 일반적으로 소결 단계에서 금속의 산화를 방지하기 위해 사용됩니다. 금속 사출 성형에서 소결하는 동안 바인더를 제거한 후 남은 다공체는 치밀해지고 수축됩니다. 소결 온도 및 온도 프로파일은 일반적으로 물품의 형태를 유지하고 소결 중에 물품의 변형을 방지하기 위해 엄격하게 제어됩니다. 이러한 방식으로, 소결 단계로부터 망 형상 물품을 회수할 수 있다. 금속 사출 성형은 적절한 분말 형태로 준비할 수 있는 거의 모든 금속으로 제품을 생산하는 데 적합합니다. 그러나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 입자의 표면에 항상 존재하는 부착성 산화알루미늄 피막이 소결을 방해하기 때문에 금속 사출 성형에 알루미늄을 사용하는 것은 어렵다. Advanced Materials Technologies Pte Ltd에 양도된 미국 특허 번호 6,761,852에는 알루미늄 및 그 합금으로 부품을 형성하기 위한 금속 사출 성형 공정이 설명되어 있습니다. 이 방법에서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 분말을 실리콘 카바이드 또는 금속 불화물과 같은 알루미나와 공융을 형성한다고 하는 물질을 함유하는 분말과 혼합합니다. 그런 다음 이 혼성 분말을 결합제와 혼합하고, 사출 성형하고, 결합제를 제거하고 소결합니다. US6,761,852의 방법에서, 실리콘 카바이드 또는 금속 플루오라이드는 소결 동안 알루미늄 표면 사이에 친밀한 접촉을 달성하기 위해 알루미나를 용해시키는 것으로 추정되는 알루미나와 공융 혼합물을 형성한다고 한다. 출원인은 본 명세서에서 논의된 선행 기술이 호주 또는 기타 국가에서 일반적인 일반 지식의 일부를 형성한다고 제출하지 않습니다. 본 명세서 전체에서, 문맥상 달리 지시하지 않는 한, 용어 "포함하는" 및 그 등가물은 열린 의미로 고려되어야 한다.

본 발명의 목적은 알루미늄, 알루미늄 합금 및 알루미늄 매트릭스 복합재로부터 물품을 제조할 수 있게 하는 금속 사출 성형 방법을 제공하는 것이다. 제1 양태에서, 본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 사출 성형에 의해 물품을 형성하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 * 알루미늄 분말 또는 알루미늄 합금 분말 또는 둘 다 및 선택적으로 세라믹 입자를 포함하는 물품을 형성하는 단계, 바인더와 저융점 금속을 포함하는 소결조제의 혼합물; 혼합물을 사출 성형하는 단계; 바인더 제거; 및 소결; 상기 소결은 질소 함유 분위기 및 산소흡수제 존재 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 소결 방법. 산소 게터는 알루미늄보다 산소에 대한 친화력이 더 높은 임의의 금속을 포함할 수 있다. 산소 흡수제로 사용하기에 적합한 금속의 일부 예에는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 희토류 금속이 포함됩니다. 산소흡수제로 희토류 금속을 2종 이상 사용하는 경우에는 란탄계열의 희토류 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 마그네슘은 증기압이 높고 쉽게 구할 수 있으며 상대적으로 저렴하기 때문에 산소 흡수제로 사용하기에 선호되는 금속입니다. 일부 실시예에서, 벌크 산소 흡수제는 소결 동안 소결되는 물품 주위에 위치할 수 있다. 다른 실시예에서, 분말형 산소 흡수제는 소결 동안 소결되는 물품 주위 또는 상에 위치할 수 있다. 추가 옵션으로, 산소 흡수제는 알루미늄 또는 알루미늄 분말 합금과 혼합되거나 사출 성형 장비에 공급되는 혼합물과 혼합될 수 있습니다. 다른 실시예에서, 산소 흡수제는 혼합물에 첨가된 합금 분말에서와 같이 혼합물에 첨가된 합금의 성분으로서 존재한다. 예를 들어, 알루미늄 및 마그네슘(및 기타 성분)을 함유하는 합금 분말이 혼합물에 첨가되거나 혼입될 수 있습니다. 혼합물에 포함될 수 있는 일부 합금의 예에는 Al{{0}}.9 중량이 포함됩니다. /. Mg 및 Al-2 중량. /. Cu-9.3중량 /. Mg-5.4 wt n/. 시. 이론에 얽매이지 않고, 본 발명자들은 산소 게터가 소결 동안 부품 주변 대기에 존재할 수 있는 임의의 산소를 제거한다고 가정한다. 산소 흡수제는 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 입자를 둘러싸는 알루미나를 감소시키는 데 사용될 수 있습니다. 이는 입자를 둘러싼 알루미나 층을 분해하여 새로운 금속을 노출시키고 알루미늄 또는 알루미늄 합금 입자의 소결을 허용합니다. 위에서 언급했듯이 마그네슘은 적합한 산소 흡수제입니다. 상대적으로 저렴한 것 외에도 마그네슘은 증기압도 높습니다. 따라서 소결 단계(고온에서 발생) 동안 마그네슘 증기가 소결되는 물품을 둘러쌀 수 있습니다. 소결 보조제는 혼합물의 사출 성형 전에 혼합물에 첨가됩니다. 소결 보조제는 융점이 낮은 금속입니다. 예를 들어, 소결조제는 알루미늄보다 녹는점이 낮은 금속일 수 있다. 바람직하게는, 소결 보조제는 고체 알루미늄에 불용성인 저융점 금속을 포함한다. 적합한 소결 보조제의 일부 예에는 주석, 납, 인듐, 비스무트 및 안티몬이 포함됩니다. 주석은 알루미늄 및 알루미늄 합금의 소결을 보조하는 데 특히 적합한 것으로 밝혀졌습니다. 따라서 주석은 바람직한 소결 보조제입니다. 주석은 소결 동안 질화알루미늄의 형성을 억제하는 것으로 밝혀졌기 때문에(따라서 최종 제품의 특성에 악영향을 미칠 수 있는 과도한 질화알루미늄의 형성을 방지함) 본 발명에서 사용하기에 바람직한 소결 보조제이며, 용융 알루미늄의 표면 장력도 변경되어 소결 중에 액체 알루미늄 상의 양호한 분포를 촉진합니다. 금속분말과 소결조제의 총 중량을 기준으로 소결조제의 첨가량은 10중량% 이하이다. 바람직하게는, 소결 보조제는 0.1 중량% 내지 10 중량%, 더 바람직하게는 0.5 중량% 내지 3 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 약 2중량%. 소결조제로 주석을 사용하는 경우 혼합물 중량의 0.1% 내지 10%, 보다 바람직하게는 {{30} }.5 내지 4중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2.0중량%이다. 주석은 알루미늄(66(TC))보다 훨씬 낮은 232'C에서 녹고 금속간 상이 없습니다. 주석은 고체 알루미늄에 용해되지 않으며 최대 고용 용해도는 0.15% 미만입니다. 알루미늄은 액체 주석과 완전히 혼합되어 또한, 액체 주석의 표면 장력은 알루미늄보다 훨씬 낮으며, 발명자들은 미량의 주석이 알루미늄의 습윤 특성 및 소결 거동을 개선할 수 있음을 보여주었다.이러한 이유로 주석은 특히 바람직한 소결 보조제이다. 상기 소결 단계는 질소 분위기에서 진행되며, 이론에 얽매이지 않고 본 발명자들은 질소 분위기에서 소결 단계를 수행하는 것이 질화알루미늄의 형성을 촉진할 수 있다고 가정하였다. 소결 단계는 일반적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금 입자를 둘러싸는 알루미늄 산화막을 손상시키거나 분해할 수 있습니다. 주석 사용 소결 보조제로서 AlN의 형성을 제어하는 ​​데 도움이 될 수 있습니다. 소결 중에 형성되는 과도한 질화알루미늄은 최종 제품의 특성에 해로울 수 있기 때문입니다. 고순도 알루미늄이 피드 분말로 사용되는 경우, 본 발명자들은 질소 분위기에서 알루미늄 분말을 소결하면 알루미늄이 질화알루미늄으로 빠르게 전환될 수 있음을 발견하였다. 이러한 경우 알루미늄이 질화알루미늄으로 전환될 수 있기 때문에 급속도이므로 전체 물품이 질화알루미늄으로 전환될 위험이 있습니다. 소결 보조제로 주석을 사용하면 이러한 경우 과잉 AlN의 형성을 제한할 수 있습니다. 이론에 얽매이지 않고, 발명자들은 질화알루미늄을 형성함으로써, 질소 분위기가 알루미늄 또는 알루미늄 합금 입자의 표면 상의 산화알루미늄 필름을 파괴한다고 가정한다. 또한 산화알루미늄 필름의 파괴가 알루미늄 또는 알루미늄 합금 입자의 소결을 발생시키는 것으로 추정된다. 소결 단계를 수행하는 대기는 낮은 수분 함량을 가질 수 있으며, 예를 들어 0.001kPa 미만의 수증기 분압을 가질 수 있다. 소결 단계에서 사용되는 분위기의 이슬점은 -60도 미만, 보다 바람직하게는 -70도 미만일 수 있다. 마그네슘을 산소 흡수제로 사용하면 산소 및 물과 반응하여 대기 중의 수분 함량을 더욱 감소시킵니다. 수증기는 알루미늄 소결에 극도로 유해한 것으로 간주됩니다. 분위기는 질소 함유 분위기이다. 대기는 주로 질소일 수 있다. 대기는 100% 질소일 수 있습니다. 분위기는 또한 불활성 기체를 포함할 수 있다. 불활성 가스는 대기의 작은 부분을 구성할 수 있습니다. 분위기는 실질적으로 산소와 수소가 없을 수 있습니다. 이와 관련하여, 소결 동안 분위기로 공급되는 가스는 적절하게는 산소 또는 수소가 없습니다. 본 발명에 사용되는 결합제는 금속 사출 성형에서 결합제로 적합한 것으로 알려진 임의의 결합제 또는 결합제 조성물일 수 있다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 결합 결합제는 일반적으로 유기 성분 또는 둘 이상의 유기 성분의 혼합물이다. 결합제는 바람직하게는 열이 가해질 때 결합제가 녹을 수 있게 하는 열가소성 성분을 포함한다. 또한 바인더는 사출 성형 후 미가공 상태여야 합니다. 본체는 미가공 본체를 취급하기에 충분한 강도를 제공합니다. 바람직하게는, 결합제를 제거하는 동안 생소지의 완전성을 유지하는 방식으로 결합제가 생소지로부터 제거될 수 있다. 바람직하게는, 제거 후, 접착제 바인더는 잔류물을 남기지 않는다. 바인더는 두 가지 이상의 재료로 만들 수 있습니다. 바인더를 구성하는 2종 이상의 재료는 생소지로부터 순차적으로 제거될 수 있도록 선택될 수 있다. 이러한 방식으로 접착 제어를 보다 쉽게 ​​달성할 수 있습니다. 결합제 제거 공정 중에 생소지의 형태 무결성 유지를 용이하게 합니다. 이와 관련하여, 결합제가 너무 빨리 제거되면 생소지가 그 형태 무결성을 잃을 위험이 증가한다는 것을 이해해야 합니다. 결합제는 금속 사출 성형에서 결합제를 제거하기 위한 하나 이상의 공지된 기술을 사용하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 바인더는 용매에 용해, 바인더를 용융, 증발 또는 분해하기 위한 열처리, 촉매 제거 또는 모세관 작용에 의해 제거될 수 있습니다. 결합제 제거 단계에서 두 가지 이상의 결합제 제거 기술을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 결합제 제거의 첫 번째 단계는 남아 있는 결합제의 열 제거에 이은 용매 추출을 포함할 수 있습니다. 당업자는 광범위한 바인더 재료가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 예로는 스테아르산, 왁스, 파라핀 및 폴리에틸렌과 같은 유기 중합체가 있습니다. 어떤 식으로든 제한하려는 의도 없이, 발명자들은 본 발명과 관련된 실험 작업에서 스테아르산, 팜유 왁스 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 결합제를 사용했습니다. 본 발명에서 사용되는 소결 단계는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 소결되어 조밀한 몸체를 형성하는 온도로 그린 바디를 가열하는 것을 포함한다. 소결 단계는 바람직하게는 약 550도 내지 약 650도, 보다 바람직하게는 590도 내지 640도, 가장 바람직하게는 610도 내지 630도의 온도로 가열하는 것을 포함한다. 소결 시간은 다를 수 있습니다. 일반적으로 더 높은 소결 온도의 경우 더 짧은 소결 시간을 사용합니다. 기본적으로 소결 시간은 제품의 최대 치밀화가 발생하도록 충분히 길어야 합니다. 620도 내지 630도의 온도에서 2시간 이하의 소결이 만족스러운 결과를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 본 발명은 더 긴 소결 시간과 더 짧은 소결 시간을 모두 포함한다. 소결 단계에서 사용되는 가열 속도 및 열 프로파일은 일반적으로 금속 사출 성형 공정에서 엄격하게 제어되어 최종 제품에서 최적의 특성을 얻습니다. 당업자는 소결 단계에서 사용되는 적절한 가열 속도 및 온도 분포를 결정하는 방법을 쉽게 이해할 수 있다. 본 발명의 방법은 알루미늄 금속 및 알루미늄 합금에 적용 가능하다. 1000 시리즈, 2000 시리즈, 3000 시리즈, 4000 시리즈, 5000 시리즈, 6000 시리즈, 7000 시리즈 및 8000 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는 임의의 알루미늄 합금이 본 발명에 사용될 수 있다. 세라믹 입자는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 분말과 혼합되어 알루미늄 금속 매트릭스 복합재를 생성할 수 있습니다. 세라믹 입자는 소결 제품의 특성을 개선하거나 제어하는 ​​데 사용됩니다. 이러한 특성에는 내마모성, 경도 또는 열팽창 계수가 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않습니다. 전형적인 세라믹 재료의 비제한적 예는 SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN 및 TiB2를 포함한다. 공지된 금속 사출 성형 장비에서 사용할 수 있는 본 발명의 방법을 수행한다. 특정 실시예는 다양한 합금 및 분말 조성, 입자 크기 및 입자 형상을 시험한다. D5( )는 10㎛의 구형 AA6061 분말이고 입자 직경 < 45㎛의 구형 주석이 바람직하다. 금속 사출 성형 원료는 6061 분말을 포함하는 결합제 시스템을 포함한다. 주석 2중량% 및 스테아르산 3중량%, 팜유 왁스 52중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 45중량%. 원료를 165도에서 180분 동안 혼합하였다. 과립화 후, Arburg 성형기를 사용하여 원료를 표준 인발 봉으로 사출 성형했습니다. 용매 탈결합은 n-헥산에서 40도에서 24시간 동안 수행되었습니다. 나머지 결합제 제거 및 소결은 밀봉된 관상로에서 결합되었습니다. 바람직한 분위기는 1리터/분의 고순도 질소 흐름입니다. 실험 작업에 사용된 열 프로필은 표 1에 나와 있습니다. 소결하는 동안 제품 주위에 마그네슘 로드를 배치했습니다. 이렇게 소결된 재료에 대해 인장 시험을 수행하였다. 신장계 눈금 길이는 25mm이고 크로스헤드 속도는 0.6mm/min입니다. 상부 및 하부 표면의 로크웰 경도(HRH)는 1/8인치 스틸 볼과 60kg 하중을 사용하여 측정됩니다.

The large variation in hardness may be due to the high porosity level. When the sintering time increased to 2 hours, the density and hardness increased to 94.9±0.3% and 66.9±2.9, respectively. However, further increasing the sintering temperature to 630"C did not significantly increase the density and hardness. The density at this condition was 95.3 ± 0.3%, and the hardness was 69.0 ± 0.9. Typical stress/strain of the parts sintered under various conditions The curves are plotted in Figure 4. The part sintered at 620"C for 2 hours had the best mechanical properties with a 0.2% yield strength of 58 MPa, a tensile strength of 156 MPa and an elongation at break of 8.9%. The tensile properties of the parts sintered at 630°C were slightly lower than this, although the density was higher. This may be due to the coarsening of the microstructure at the higher sintering temperature. For the parts sintered at 620°C for 1 hour , low density produces poor mechanical properties. The tensile strength is 98MPa and the strain is 1.7%. Optical micrographs show that the grain size remains at about the original particle size and is smaller than 20pm. Backscattered electron images show a tin-rich phase ( In the electron image white control, in the optical image black control) distribution and size. Do not see obvious hole. Further embodiment prepares various percentages-325 mesh elemental magnesium powder or pre-alloyed powder rich in magnesium, and Mixed into the raw material. The raw material is then compacted into a 25.4mm diameter disc using a thermoforming machine. The disc is sintered in nitrogen without magnesium nuggets in the furnace. Before sintering the disc containing the pre-alloyed powder, the The furnace was run under vacuum at 680°C for 4 hours to remove any magnesium residues in the furnace. The parts were loaded into steel crucibles with loose lids to minimize the effect of air flow. Results The addition of elemental magnesium had an effect on the sintered density The effect is shown in Figure 6. It was found that the highest sintered density of ~94% was obtained with 1.0 wt.% Mg. At 0.5 wt.% Mg, the oxygen was not sufficiently absorbed and the part deformed due to the porous surface layer. Weight % elemental magnesium powder is added in the raw material to cause low sintered density (80%) due to nitriding. For safety considerations, it is not preferred to add elemental magnesium powder to the raw material. Yet, add magnesium in the form of pre-alloyed powder Some disadvantages of elemental powder can be overcome by adding to the raw material.Example - Addition of AlMg powder to the raw material The composition obtained from Aluminum Powder Company is Al-2 wt./oCu-9.3 wt%Mg-5.4 wt./Si and Al-7.9 wt. ./oMg pre-alloyed powder.Al-2 weight./oCu-9.3 weight n/.Mg-5.4 weight n/.The average particle diameter of Si powder is about 25|im, Al-7.9 weight./.Mg powder The average particle size is about 40 μm. Both have regular particle shapes. Al-2 weight./. Cu-9.3 weight y. Mg-5.4 weight./. The solid phase temperature of Si is about 540°C, which is at 600. C is completely liquefied. The solidus temperature of Al-7.9 wt% Mg is about 540°C, which is completely liquefied at 620°C. Figure 7 shows the results for these alloys as well as alloy AA6061 and for AA6061+7.5wt./.Al-2wt %0>9.3wt% Mg-5.4wtn/.Si 혼합물, 온도에 따른 액체 함량. AA6061 + 7.5% Al-2wt./.Cu를 질소 - 9.3 wt./에서 610도에서 소결하는 것으로 밝혀졌습니다. Mg - 5.4 중량 MSi 플러스 2wt./. 2시간 동안 Sn 원료를 혼합하면 왜곡이 없고 이론적 밀도가 97%인 부품이 생성되었습니다. 예 - 일반 Sn에 대한 소결 보조제로 주석을 사용하는 것은 압착 또는 압축되지 않은 알루미늄 합금 및 쾌속 조형으로 생산되는 압축 제품에 효과적인 소결 보조제로 사용되었습니다. 본 발명자들은 탭핑된 자유 분말 및 분말 사출 성형된 알루미늄 압축 제품의 소결에서 주석이 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다. 그러나 주석은 고체 알루미늄에 실질적으로 용해되지 않기 때문에 소결 후 입계에 주석이 남게 됩니다. 과도한 주석은 기계적 특성, 특히 분말로 제조된 알루미늄 합금에 매우 바람직한 연성을 악화시킵니다. 분말 사출 성형 알루미늄 압축 제품의 결합 해제된 부분(갈색 부분)은 상대 밀도가 약 85%에 불과합니다. 폴리머 바인더를 제거한 후 부품의 표면을 연결하는 다공성 탈착 부품에 열린 채널이 있습니다. 태핑된 루스 파우더는 상대 밀도가 약 40-60%에 불과하며 연결된 기공은 표면에 열린 채널을 형성할 수 있습니다. 이러한 채널을 밀봉하려면 많은 양의 유체가 필요합니다. 이전 예에서 우리는 4%의 주석이 느슨하게 압축된 순수 알루미늄 분말의 소결을 촉진한다는 것을 발견했습니다. 2% 주석을 추가하면 분말 사출 성형 AA6061 압축 제품의 소결이 향상됩니다. 이 예에서는 일부 사전 합금 알루미늄 분말을 추가하여 액체 부피를 유지하면서 추가된 주석의 양을 최소화했습니다. 다량의 사전 합금 분말을 추가하면 소결 부품의 합금 함량을 높이고 강도를 높이는 데 도움이 됩니다. 주석 함량을 줄이면 연성을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 방식으로 합금 시스템의 기계적 특성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 원소주석(<43pm) was used as a sintering aid to reinforce the pre-alloyed Al-2wt%Cu-9.3wt. /. Mg-5.4 weight Q/. Liquid phase sintering of fine AA6061 powder (<20 microns) of Si powder (<30 iim). According to AA6061+X weight n/. Sn+Y weight. /. Al-2 weight. /. Cu-9.3 wt% Mg-5.4 wt. /. For the formulation of Si, the various powders were mixed in a Turbula mixer for 30 minutes. The mixed powder was poured into an alumina crucible, tapped and closed with aluminum foil. Then, they were sintered in a steel tube furnace at different temperatures for 2 hours under a nitrogen flow of 0.5 L/min. The sintered density was obtained by the Archimedes method and converted into a percentage of the theoretical density (TDM) for each alloy. Polished samples were used for optical and scanning electron microscopy (SEM). Figure 8 shows that the sintered density of AA6061+X weight MSn loose powder increases with the increase of sintering temperature. For 2 weight n/. The density of the Sn alloy system increases at 580°C, and for 1 wt./. The density of the Sn system increases at 590°C. The addition of tin significantly enhances sintering, and much higher sintering densities are obtained for alloys containing tin. Alloys containing 1.0 or 2.0 wt% tin have a sintered density above ~95% over the sintering temperature range of 600630°C. Only 83%, 88% and 93% sintered densities were obtained. For liquid phase sintering, liquid volume is one of the most critical factors for densification and part shape retention. Al-Sn alloy systems are controlled by temperature, aluminum alloy composition and tin content The liquid volume of . Figure 7 shows the effect of temperature on the liquid volume fraction for the tested alloys. The data were calculated using ThermoCalc. The addition of tin was not considered. For AA6061+xwt./.Al-2wt./.Cu- 9.3 wt. Q/.Mg-5.4 wt. MSi alloy, calculated based on the final total alloy content.Pre-alloyed Al-2 wt.°/.Cu-9.3 wt./.Mg-5.4 wt./.The solid phase point of Si powder is 582°C, it is completely liquefied at 604°C. Therefore, this alloy, if sintered alone, is very difficult to control during processing because of the narrow melting range. However, the liquid with high magnesium content formed early can be purged from the sintering furnace Oxygen, and helps to seal the open channels in the loose powder before severe oxidation usually begins at about 58060 (TC). Figure 9 shows the addition of 0%, 2.5% and 7.5% Pre-alloyed Al-2 wt. /. Cu-9.3 wt. /. Mg-5.4 wt. /. AA6061 + 0.5 wt. of Si powder. /. Sintered density of Sn loose powder. Because of increased liquid volume, AA6061 + 0.5 wt. /. The sintered density of Sn increases steadily with temperature up to 630°C. Al-2 weight is melted at a sintering temperature of 600°C for a 2.5% by weight addition and 590°C for a 7.5% by weight addition. /. Cu - 9.3 wt. /. Mg - 5.4 wt. /. Si powder gives a drastic increase in density of the liquid. However, for AA6061 + 0.5 wt. /. Sn + 7.5 wt. /. Al - 2 wt. / oCu -9.3 wt./. Mg -5.4 wt. 0/. Si alloy system, after peaking at 610°C, excess liquid soon leads to density reduction at 620°C. Density reduction may be due to early formation inside the part The reason for the gas of the clamping liquid. Adding 2.5% by weight of pre-alloyed Al-2 wt./. Cu-9.3 wt./. Mg-5.4 wt./. Si powder helps to maintain in the temperature range of 600620°C The density plateau of 97°/.Density begins to reduce under 630 ℃. Those skilled in the art can It is understood that the invention is capable of variations and modifications other than those specifically described. It is to be understood that the present invention includes all changes and modifications which fall within its spirit and scope.

권리 요청

1. 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 사출 성형에 의해 물품을 형성하는 방법으로서, 상기 방법은 알루미늄 분말 또는 알루미늄 합금 분말 또는 이들 모두 및 선택적으로 세라믹 입자, 결합제 및 소결 혼합물을 포함하는 물품을 형성하는 단계를 포함한다. 저융점 금속 보조제; • 상기 혼합물을 사출 성형하는 단계; • 상기 바인더를 제거하는 단계; 및 • 소결; 제1항에 있어서, 상기 소결은 질소 함유 대기 및 산소 흡수제의 존재하에 수행되는 것인 방법.

제1항에 있어서, 상기 산소흡수제는 알루미늄보다 산소에 대한 친화력이 높은 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

제2항에 있어서, 산소 흡수제가 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 희토류 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.

제3항에 있어서, 산소 흡수제가 마그네슘인 방법.

제1항에 있어서, 상기 벌크형 산소흡수제는 소결시 소결체 주위에 위치하거나, ​​분말형 산소게터는 소결시 소결체 주위 또는 위에 위치하거나, ​​산소를 흡수하는 알루미늄 또는 알루미늄과 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법. 분말 합금, 또는 혼합물이 사출 성형 장비에 추가되거나 산소 흡수제가 혼합물에 추가된 합금의 구성 요소로 존재합니다.

제1항에 있어서, 상기 소결조제는 알루미늄보다 융점이 낮고 고체 알루미늄에 녹지 않는 금속인 것을 특징으로 하는 방법.

제6항에 있어서, 상기 소결조제는 주석을 포함하는 것인 방법.

제1항에 있어서, 소결조제의 함량이 금속분말과 소결조제의 총중량에 대하여 10중량% 이하인 것을 특징으로 하는 방법.

제8항에 있어서, 상기 소결 보조제는 0.1 중량% 내지 10 중량% 범위의 양으로 존재하는 것인 방법.

10. 제8항에 있어서, 상기 소결조제의 함량은 0.5 내지 3중량%인 것을 특징으로 하는 방법.

제1항에 있어서, 소결 단계가 수행되는 분위기는 낮은 수분 함량을 가지며, 수증기 분압은 0.001 kPa 미만인 방법.

제1항에 있어서, 결합제가 열이 가해질 때 결합제를 용융시킬 수 있는 열가소성 성분을 포함하는 방법.

제1항에 있어서, 바인더는 둘 이상의 물질로 이루어지고, 상기 물질은 생소지로부터 순차적으로 제거되도록 선택되는 것인 방법.

제1항에 있어서, 상기 결합제는 용매에 용해, 용융, 증발 또는 열처리, 촉매 제거 또는 모세관 작용에 의한 분해에 의해 제거되는 것인 방법.

제14항에 있어서, 결합제를 제거하기 위해 둘 이상의 결합제 제거 기술이 사용되는 방법.

제1항에 있어서, 결합제가 스테아르산, 팜유 왁스 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 것인 방법.

제1항에 있어서, 소결 단계는 성형체를 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 소결하여 조밀한 몸체를 형성하는 온도로 가열하는 것을 포함하는 것인 방법.

제17항에 있어서, 온도가 약 550도 내지 약 650도 범위인 방법.

제1항에 있어서, 혼합물이 SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN 및 TiB2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 세라믹 입자를 포함하는 방법.

제1항에 있어서, 대기가 질소 또는 질소 플레이크와 불활성 가스의 혼합물을 포함하는 방법.

제1항에 있어서, 대기에 산소 또는 수소가 실질적으로 없는 방법. Full Abstract 본 발명은 금속 사출 성형에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 사출 성형에 의해 AlMg1SiCu 금속 분말 사출 성형 부품의 제품을 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 알루미늄 분말 또는 알루미늄 합금 분말 또는 둘 다를 포함하는 제품을 형성하는 단계 및 선택적으로 세라믹 입자, 결합제 및 저융점 금속을 포함하는 소결 보조제의 혼합물이 존재하고; 혼합물을 사출 성형하는 단계; 결합제를 제거하여 미가공체를 형성하는 단계; 질소 함유 대기 및 산소 흡수제의 존재 하에 미가공체를 소결하는 것 소결은 존재 하에 수행된다.

금속 사출 성형 공정

감지 시스템