다이캐스팅에서 사용되는 알루미늄 재료는 주로 ADC12 및 A380과 같은 다양한 합금입니다. ADC12는 주로 일반 다이캐스팅 용도로 사용되며, A380은 고강도 및 고내식성을 요구하는 상업 및 자동차 부품에 자주 사용됩니다. 선택된 합금은 부품의 목적, 요구 사항 및 특성에 따라 다르며, CASTMAN은 다양한 알루미늄 다이캐스팅 솔루션을 제공하여 고객의 요구에 맞게 제품을 생산합니다.
주로 사용되는 알루미늄 재료:
- ADC3 (A360)
- ADC6
- ADC10 (A380)
- ADC12 (A383)
- ADC1 (A413)
- 기타
| 합금 | 주요 특징 | 주요 용도 |
|---|---|---|
| ADC3 (A360) | 뛰어난 내식성, 우수한 유동성 | 선박, 해양, 화학 플랜트, 식품 가공 장비 |
| ADC6 | 높은 연성, 높은 충격 강도 | 자동차 휠, 오토바이, 스포츠 용품 |
| ADC10 (A380) | 우수한 주조성, 기계적 성질의 균형 | 자동차, 가전제품, 전동 공구, 기계 부품 |
| ADC12 (A383) | 우수한 주조성, 우수한 내식성 | 자동차 내장, 통신 장비, 가전제품, 기계 부품 |
알루미늄 합금의 분류 및 특징
알루미늄 합금은 크게 주조용 합금과 가공용 합금으로 나뉘며, 다이캐스팅에는 주조용 합금이 사용됩니다. 주조용 알루미늄 합금은 다시 여러 계열로 분류되는데, 다이캐스팅에 주로 사용되는 계열은 Al-Si 계열입니다.
Al-Si 계열:
실리콘(Si)은 알루미늄의 유동성을 향상시키고 응고 시 수축을 줄여 주조성을 개선하는 중요한 원소입니다. 다이캐스팅에 가장 널리 사용되는 ADC10, ADC12 등이 이 계열에 속합니다.
- ADC6
- 주요 특징:
- 높은 연성: 외부 힘에 의해 변형되어도 잘 부러지지 않는 성질이 뛰어납니다.
- 높은 충격 강도: 외부 충격에 잘 견디는 성질이 뛰어납니다.
- 우수한 내식성: 부식에 대한 저항성이 우수합니다.
- 화학 성분 (주요 원소 함량):
- Mg: 2.5~4.0%
- 주요 용도:
- 자동차 휠
- 오토바이 부품
- 스포츠 용품
- 기타 충격 및 내구성이 요구되는 부품
- 주요 특징:
- ADC10 (A380): Si 함량이 약 8~9.5%로, 우수한 주조성과 기계적 성질의 균형을 제공합니다. 특히 내마모성이 뛰어나고 가격이 저렴하여 광범위하게 사용됩니다.
- 주요 특징:
- 화학 성분 (주요 원소 함량):
- Si: 7.5~9.5%
- Cu: 3.0~4.0%
- 주요 용도:
- 자동차 엔진 부품 (엔진 블록, 변속기 케이스 등)
- 가전제품 케이스
- 전동 공구 부품
- 기계 부품
- ADC12 (A383): Si 함량이 약 10.5~12%로, ADC10보다 유동성이 뛰어나고 박막 제품 생산에 유리합니다. 또한 내식성도 우수합니다.
- 주요 특징:
- 우수한 주조성: 용융 금속의 흐름성이 매우 뛰어나 얇은 두께의 제품이나 복잡한 형상의 제품 생산에 유리합니다.
- 우수한 내식성: 부식에 대한 저항성이 우수합니다.
- 적절한 기계적 성질: 강도와 인성이 적절하게 균형을 이루고 있습니다.
- 화학 성분 (주요 원소 함량):
- Si: 9.6~12.0%
- Cu: 1.5~3.5%
- 주요 용도:
- 자동차 내장 부품
- 통신 장비 케이스
- 가전제품 부품
- 기계 부품
- 주요 특징:
- ADC1 (A413): Si 함량이 약 11~13%로, 유동성이 매우 뛰어나고 복잡한 형상의 제품 생산에 적합합니다. 하지만 기계적 강도는 ADC10, ADC12에 비해 다소 낮습니다.
- 주요 특징
- 뛰어난 유동성: 용융 금속의 흐름성이 매우 뛰어나 복잡한 형상이나 얇은 두께의 제품을 생산하는 데 매우 적합합니다. 이는 높은 Si 함량(11~13%) 덕분입니다. 금형의 미세한 부분까지 잘 채울 수 있어 정밀한 주조가 가능합니다.
- 우수한 내식성: 부식에 대한 저항성이 뛰어나 습한 환경이나 부식성 물질에 노출되는 환경에서 사용되는 부품에 적합합니다. 이는 알루미늄 자체가 가지는 내식성에 더해 높은 Si 함량이 더욱 향상시키는 효과를 냅니다.
- 낮은 열팽창 계수: 온도 변화에 따른 치수 변화가 적어 정밀 부품에 유리합니다.
- 우수한 주조성: 용융점이 낮고 유동성이 좋아 주조 작업이 용이합니다.
- 상대적으로 낮은 강도: 다른 다이캐스팅 합금에 비해 기계적 강도는 다소 낮은 편입니다. 따라서 높은 강도가 요구되는 부품에는 적합하지 않을 수 있습니다.
- 화학 성분 (주요 원소 함량)
- Si: 11.0 ~ 13.0% (주요 합금 원소로 유동성을 향상시킴)
- Fe: 1.0% 이하 (불순물로, 과도할 경우 기계적 성질에 악영향을 줄 수 있음)
- Cu: 0.6% 이하
- Mn: 0.5% 이하
- Mg: 0.3% 이하
- Zn: 0.5% 이하
- Al: 나머지
- 기계적 성질 (일반적인 값)
- 인장 강도: 약 24.5 kg/mm² (240 MPa)
- 항복 강도: 약 14.8 kg/mm² (145 MPa)
- 신율: 약 2.5%
- 경도: 약 80 HB
- 주요 용도
- 얇은 두께의 다이캐스팅 제품
- 복잡한 형상의 다이캐스팅 제품
- 내식성이 요구되는 부품
- 자동차 부품 (일부 내장 부품, 하우징 등)
- 가전제품 부품
- 건축 자재 (에스컬레이터 부품 등)
- 정밀 기계 부품
- 주요 특징
Al-Mg 계열
마그네슘(Mg)은 알루미늄의 강도와 경도를 향상시키는 원소입니다. ADC3 등이 이 계열에 속하며, 내식성이 특히 우수합니다.
- ADC3 (A360): Mg 함량이 약 0.4~0.6%로, 내식성이 뛰어나 해안가나 습한 환경에서 사용되는 부품에 적합합니다. 또한 비교적 높은 강도를 가지고 있습니다.
- 주요 특징:
- 뛰어난 내식성: 해수, 습한 환경, 화학 물질에 대한 저항성이 우수합니다.
- 우수한 유동성: 복잡한 형상의 제품 생산에 적합합니다.
- 비교적 높은 강도: 다른 Al-Si 계열 합금에 비해 강도가 높은 편입니다.
- 우수한 압력 기밀성: 기밀성이 요구되는 부품에 적합합니다.
- 화학 성분 (주요 원소 함량):
- Si: 9.0~10.0%
- Mg: 0.4~0.6%
- 주요 용도:
- 선박 부품
- 해양 장비
- 화학 플랜트 부품
- 식품 가공 장비
- 항공 우주 부품 (일부)
- 주요 특징:
합금 선택 시 고려 사항
다이캐스팅에 사용되는 알루미늄 합금을 선택할 때는 다음과 같은 요소를 종합적으로 고려해야 합니다.
- 제품의 용도 및 요구 특성: 강도, 내식성, 내마모성, 내열성 등 제품이 사용되는 환경과 필요한 성능을 고려해야 합니다.
- 제품의 형상: 복잡한 형상의 제품일수록 유동성이 뛰어난 합금을 선택해야 합니다.
- 생산성 및 경제성: 생산성과 가격을 고려하여 적합한 합금을 선택해야 합니다.
- 환경적 요인: 재활용성 등 환경적인 요인도 고려해야 합니다.
최근 동향
최근에는 고성능 다이캐스팅을 위해 다음과 같은 연구들이 진행되고 있습니다.
- 고진공 다이캐스팅: 금형 내의 공기를 제거하여 제품의 품질을 향상시키는 기술입니다.
- 새로운 합금 개발: 고강도, 고내식성, 고내열성 등 특수한 목적에 맞는 새로운 알루미늄 합금들이 개발되고 있습니다.
- 첨가 원소 연구: 기존 합금에 미량의 첨가 원소를 추가하여 특성을 개선하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 예를 들어, 희토류 원소를 첨가하여 고온 강도를 향상시키는 연구 등이 있습니다.
고압 알루미늄 다이캐스팅에는 제품 특성별로 다양한 알루미늄 합금이 사용되며, 각 합금은 고유의 특성을 가지고 있습니다. 제품의 용도, 형상, 생산성, 경제성, 환경적 요인 등을 종합적으로 고려하여 최적의 합금을 선택하는 것이 중요합니다. 또한, 고성능 다이캐스팅을 위한 기술 개발 및 새로운 합금 연구가 지속적으로 이루어지고 있습니다.
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