특허청구의범위청구항 1 강화상이포함된 Al-Si계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하는단계 ( 단계 1); 상기단계 1에서제조된용탕에금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조하는단계 ( 단계 2); 및상기단계 2에서제조된혼합용탕을가스와함께분무하여금속복합분말을제조하는단계

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아진 간
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2011년06월22일 (51) Int. Cl. B22F 9/08 ( ) B22F 1/00 ( ) B22D 27/00 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2009 년 12 월 15 일 심사청구일자 전체청구항수 : 총 14 항 2009 년 12 월 15 일 (71) 출원인 한국기계연구원 대전유성구장동 171 번지 (72) 발명자 김용진 경상남도창원시남양동 4 롯데아파트 6 동 404 호 양상선 경상남도창원시가음동 13-3 KIMM 아파트 401 호 임태수 경상남도창원시반림동 3-1 현대아파트 112 동 308 호 (74) 대리인 이원희 (54) 가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법및이에따라제조되는금속복합분말 (57) 요약 본발명은가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법및이에따라제조되는금속복합분말에관한것으로, 더욱상세하게는강화상이포함된 Al-Si 계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하는단계 ( 단계 1); 상기단계 1 에서제조된용탕에금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조하는단계 ( 단계 2); 및상기단계 2 에서제조된혼합용탕을가스와함께분무하여금속복합분말을제조하는단계 ( 단계 3) 를포함하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법및상기제조방법으로제조되는금속복합분말에관한것이다. 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법은가스분무법을이용하여금속기지상에강화상이입내 (intra-granular) 구조로분포하는금속복합분말을대량으로생산할수있고, 강화상의균일분포로금속의인장강도및내마모성을향상시키므로, 금속복합분말제조에유용하게이용할수있다. 대표도 - 도 2-1 -

2 특허청구의범위청구항 1 강화상이포함된 Al-Si계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하는단계 ( 단계 1); 상기단계 1에서제조된용탕에금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조하는단계 ( 단계 2); 및상기단계 2에서제조된혼합용탕을가스와함께분무하여금속복합분말을제조하는단계 ( 단계 3) 를포함하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법. 청구항 2 제 1 항에있어서, 상기단계 1 의강화상은 SiC, AlN 또는 TiC 인것을특징으로하는가스분무법을이용한금속복 합분말의제조방법. 청구항 3 제 1 항에있어서, 상기단계 1 의용융은 범위인것을특징으로하는가스분무법을이용한금속복합 분말의제조방법. 청구항 4 제 1 항에있어서, 상기단계 2 의금속잉곳은알루미늄 (Al), 주석 (Sn) 또는구리 (Cu) 인것을특징으로하는가스 분무법을이용한금속복합분말의제조방법. 청구항 5 제 1 항에있어서, 상기단계 2 의합금잉곳은알루미늄 - 규소 (Al-Si) 합금, 알루미늄 - 구리 (Al-Cu) 합금또는알루 미늄 - 철 (Al-Fe) 합금인것을특징으로하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법. 청구항 6 제 1 항에있어서, 상기단계 2 의혼합용탕은강화상이 부피 % 로존재하는것을특징으로하는가스분무 법을이용한금속복합분말의제조방법. 청구항 7 제 1 항에있어서, 상기단계 2 는추가적으로혼합용탕온도를 범위까지 5-30 분동안상승시키는 단계를더포함하는것을특징으로하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법. 청구항 8 제 1 항에있어서, 상기단계 3 의가스는질소와산소가 7~9:3~1 의부피분율로이루어진혼합가스인것을특징으 로하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법

3 청구항 9 제 1 항에있어서, 상기단계 3 의분무는 bar 압력으로수행되는것을특징으로하는가스분무법을이용 한금속복합분말의제조방법. 청구항 10 제1항에있어서, 상기단계 1 및단계 2는강화상이포함된 Al-Si계합금과, 금속잉곳또는합금잉곳을가열하여용융시킨후교반하여혼합용탕을제조함으로써, 동시에수행하는것을특징으로하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법. 청구항 11 강화상이포함된 Al-Si 계합금을가열하여용융시켜용탕을제조한후가스와함께분무하여제조되는금속복합 분말. 청구항 12 강화상이포함된 Al-Si 계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하고, 금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후 교반하여혼합용탕을제조한후가스와함께분무하여제조되는금속복합분말. 청구항 13 제 12 항에있어서, 상기금속복합분말의직경은 μm범위인것을특징으로하는금속복합분말. 청구항 14 강화상이포함된 Al-Si 계합금분말을 에서 5-60 분동안열처리하여강화상의크기를조절하는 방법. 명세서 발명의상세한설명 [0001] 기술분야 본발명은가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법및이에따라제조되는금속복합분말에관한것이다. [0002] [0003] [0004] 배경기술일반적으로금속분말을제조하는방법으로는고체금속을분쇄하는분쇄법과석출과같은화학적방법을통한습식법, 그리고금속소재를용융시킨뒤분사노즐을이용하여분무하는분무법등이사용된다. 상기방법중, 상기분무법은사용하는냉각매체에따라물과같은액체를사용하는수분사법과가스를사용하는가스분무법으로구분할수있다. 종래가스분무법 (Gas Atomization) 에의한금속분말제조방법은일반적으로용융금속을분사노즐을통하여흘려주면서상온의아르곤또는질소와같은불활성가스를분사하여금속분말을제조하며, 제조된금속분말의입자크기가평균 100μm정도로형성되었다. 금속은용융온도에따라아연 (Zn), 알루미늄 (Al), 주석 (Sn) 등과같이낮은융점을갖는소재와스테인레스강, - 3 -

4 구리 (Cu), 철 (Fe), 니켈 (Ni), 코발트 (Co) 등과같이높은융점을갖는금속또는다원계합금등으로구분할수있다. 한편, 상기와같이다양한종류로구분되는금속소재들은강화상 (Reinforcing phase) 이포함되어금속소재의특성을향상시키게되며, 이와같이강화상을함유한금속소재는주로강화상을투입한뒤용융주조법을통하여제조된다. 그러나, 상기와같이용융주조법을통하여제조된금속소재는계면을따라강화상이분리될우려가높아제조된제품의실형상가공이어려우며, 낮은용융점을가지는기지상 (Matrix phase) 소재와높은용융점을가지는강화상소재를혼합하는별도의용융혼합과정이추가된다. [0005] 또한, 상기와같은혼합과정을포함하여용융주조된금속소재는강화상과기지상이혼합될때, 상기강화상이응집되어불균일분포가발생하게되며, 이로인하여강화상의양이나크기, 형상, 분포등의제어가어려운문제가있고, 강화상함유금속소재의크기또한조절하기어려운문제가있다. 또한, 강화상과기지상의젖음성이낮아계면특성저하로인하여복합재료의특성을저하시키는문제가있다. [0006] 이에, 본발명자들은금속복합분말의제조방법을연구하던중가스분무법을이용하여기지상에입내구조를생성 시키고, 금속의인장강도및내마모성을향상시키는금속복합분말의제조방법을개발하고, 본발명을완성하였 다. 발명의내용 [0007] [0008] 해결하고자하는과제 본발명의목적은가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법을제공하는데있다. 또한, 본발명의다른목적은상기제조방법으로제조되는금속복합분말을제공하는데있다. [0009] [0010] 과제해결수단상기목적을달성하기위해, 본발명은강화상이포함된 Al-Si계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하는단계 ( 단계 1); 상기단계 1에서제조된용탕에금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조하는단계 ( 단계 2); 및상기단계 2에서제조된혼합용탕을가스와함께분무하여금속복합분말을제조하는단계 ( 단계 3) 를포함하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법을제공한다. 또한, 본발명은강화상이포함된 Al-Si계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하고, 금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조한후가스와함께분무하여제조되는금속복합분말을제공한다. [0011] 효과본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법은가스분무법을이용하여금속기지상에강화상이입내 (intra-granular) 구조로분포하는금속복합분말을대량으로생산할수있고, 강화상의균일분포로금속의인장강도및내마모성을향상시키므로, 금속복합분말제조에유용하게이용할수있다. [0012] [0013] [0014] [0015] 발명의실시를위한구체적인내용본발명은강화상이포함된 Al-Si계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하는단계 ( 단계 1); 상기단계 1에서제조된용탕에금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조하는단계 ( 단계 2); 및상기단계 2에서제조된혼합용탕을가스와함께분무하여금속복합분말을제조하는단계 ( 단계 3) 를포함하는가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법을제공한다

5 [0016] 이하, 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법을단계별로상세히설명한다. [0017] [0018] 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법에있어서, 단계 1은강화상이포함된 Al-Si계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하는단계이다. 이때, 상기단계 1의용융은 범위에서수행되는것이바람직하다. 만약, 상기용융이 550 미만인경우에는강화상이포함된 Al-Si계합금이용융되지않는문제가있고, 600 를초과하는경우에는에너지효율을측면에서과량의에너지가소모되는문제가있다. [0019] [0020] [0021] [0022] 다음으로, 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법에있어서, 단계 2는상기단계 1에서제조된용탕에금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조하는단계이다. 상기단계 2의금속잉곳은알루미늄 (Al), 주석 (Sn) 및구리 (Cu) 등을사용할수있고, 합금잉곳은알루미늄- 규소 (Al-Si) 합금, 알루미늄-구리 (Al-Cu) 합금및알루미늄-철 (Al-Fe) 합금등을사용할수있다. 또한, 상기단계 2의혼합용탕은강화상이 부피 % 로존재하는것이바람직하다. 만약, 상기강화상이 0.1 부피 % 미만인경우에는인장강도및내마모성이향상되지못하는문제가있고, 70 부피 % 를초과하는경우에는용탕의점성이증가하여가스분무법으로금속복합분말을제조하지못하는문제가있다. 나아가, 상기단계 2는추가적으로혼합용탕온도를 범위까지 5-30 분동안상승시키는공정을더포함할수있다. 상기공정을수행함으로써용탕의점성이낮아져가스분무가완활하게수행되게하되, 강화상이편석되고분해되는것을방지할수있다. [0023] [0024] [0025] 다음으로, 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법에있어서, 단계 3은상기단계 2에서제조된혼합용탕을가스와함께분무하여금속복합분말을제조하는단계이다. 상기단계 3의가스는질소와산소가 7~9:3~1의분율로이루어진혼합가스를사용하는것이바람직하다. 또한, 상기단계 3의분무는 bar 압력으로수행되는것이바람직하다. 만약, 상기분무가 5 bar 미만에서수행되는경우에는제조된금속복합분말의크기가증가하고입경분포가넓어지는문제가있고, 100 bar를초과하는경우에는박편 (flake) 형태로제조되어분말제조효율이감소하는문제가있다. [0026] 또한, 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법은강화상이포함된 Al-Si 계합금과, 금속 잉곳또는합금잉곳을가열하여용융시킨후교반하여혼합용탕을제조함으로써, 상기단계 1 및단계 2 를동 시에수행할수있다. [0027] 나아가, 본발명은강화상이포함된 Al-Si 계합금을가열하여용융시켜용탕을제조한후가스와함께분무하여 제조되는금속복합분말을제공한다. [0028] [0029] 또한, 본발명은강화상이포함된 Al-Si계합금을가열하여용융시켜용탕을제조하고, 금속잉곳또는합금잉곳을첨가한후교반하여혼합용탕을제조한후가스와함께분무하여제조되는금속복합분말을제공한다. 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말은직경이 μm범위인것이바람직하다. 만약, 상기금속복합분말의직경이상기범위를벗어나는경우에는분말의성형및소결특성의저하로기계적특성이저하되는문제가있다. [0030] 나아가, 본발명은강화상이포함된 Al-Si 계합금분말을 에서 5-60 분동안열처리하여강화상 의크기를조절하는방법을제공한다. 강화상이포함된 Al-Si 계합금분말을 750 미만으로열처리하는경우에 는 Si 확산으로 Si 초정이성장할뿐충분한강화상의분해가일어나지않는문제가있고, 1100 를초과하여 - 5 -

6 열처리하는경우에는강화상이분해되어기계적특성이저하되는문제가있다. 상기열처리시간또한 5-60 분범위를벗어나는경우에는동일한문제가발생하므로, 상기열처리는 에서 5-60 분동안열 처리하는것이바람직하다. [0031] 따라서, 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법은가스분무법을이용하여금속기지상에 강화상이입내 (intra-granular) 구조로분포하는금속복합분말을대량으로생산할수있고, 강화상의균일분포 로금속의인장강도및내마모성을향상시키므로, 금속복합분말제조에유용하게이용할수있다. [0032] 본발명에따른가스분무법을이용한금속복합분말의제조방법은도 1에도시되어있는제조장치로수행될수있으며, 본발명의제조방법이상기제조장치에의해서만제조되는것으로제한되는것은아니다. 도 1을참조하면, 상챔버 (100) 내부에는기지상인강화상이포함된 Al-Si계합금을용융시키기위한도가니 (120) 와히터 (140) 가구비되고, 상기도가니 (120) 의상측으로잉곳이수용되는투입수단 (500) 이구비된다. 상기도가니 (12 0) 는상방이개구되도록형성되며, 상부에서하부로갈수록수용면적이좁아지도록형성되어하단에는분무노즐 (300) 이연결되어구성된다. 또한, 상기도가니 (120) 의외측에는도가니를가열하기위한히터가구비되어, 내부에수용되는강화상이포함된 Al-Si계합금을도가니 (120) 와함께가열할수있도록한다. 상기투입수단 (500) 은수용부 (520) 와조작부 (540) 를포함하여구성되며, 원통형상으로형성되어내부에잉곳이수용되는수용부 (520) 는도가니중심에서일방향으로치우친부분에회전축이형성되어회전축을중심으로회동할수있도록형성된다. 상기수용부 (520) 의몸체일측에는사용자조작에의해수용부 (520) 를일방향으로기울여수용부 (520) 의내부에수용된잉곳이도가니 (120) 내부로투입될수있도록하는조작부 (540) 가연결된다. 즉, 상기조작부 (540) 는일단이상기수용부 (520) 와연결되고, 타단이상기상챔버 (100) 의외측으로노출되도록형성되어사용자가노출된타단을파지하여당기게되면상기수용부 (520) 가회전축을중심으로파지하는방향으로상승하게되어내부에수용된잉곳이상기도가니 (120) 내부로투입된다. 이때, 모터와조작스위치등을구비하여사용자가조작스위치를조작함으로써, 상기수용부 (520) 가상기모터의작동에의해일방향으로기울어지도록구성하는것도가능할것이다. 한편, 상기도가니 (120) 내부에는강화상이포함된 Al-Si계합금이수용되어상기히터 (140) 에의해가열됨으로써용탕이되고, 상기용탕에잉곳이투입되어교반할수있도록교반수단 (40 0) 의일부가수용된다. 상기교반수단 (400) 은상기상챔버 (100) 일측에구비되어회전력을생성하는교반모터 (420) 와, 상기교반모터 (420) 의회전축과연결되며, 상기도가니 (120) 내부에수용되어용탕즉, 용융상태의강화상이포함된 Al-Si계합금과잉곳이교반되도록회전하는임펠러 (440) 를포함하여구성된다. 상기분무노즐 (300) 은도가니 (120) 의하단에연결되어혼합용탕이고압의가스와함께상기하챔버 (200) 내부로분사되면서분말형태로제조되고, 상기하챔버 (200) 내부에서회수된다. [0033] 이하, 본발명을하기의실시예에의해더욱상세히설명한다. 단, 하기의실시예는발명을예시하는것일뿐, 본발명의내용이하기실시예에의해제한되는것은아니다. [0034] [0035] < 실시예 1> Al-Si-SiC계 (Al 기지에 SiC가 20 부피 % 로함유되어있고, Si는 8-9 중량 %, Fe는최대 0.2 중량 %, Cu는최대 0.2 중량 %, Mg는 중량 %, Ti는최대 0.2 중량 % 함유되어있는잉곳, MC21사로부터구입 ) 합금잉곳 1 kg을가스아토마이저상챔버내부의도가니에장입한후약 580 까지유도가열하여모재를용융시켜용탕을제조하여교반한후용탕온도를 750 까지 10 분이내에급상승시켰다. 상기혼합용탕을직경이 3 mm인노즐을통해분출시키면서질소와산소가 8:2의부피분율로이루어진혼합가스를사용하여 20 bar 압력으로용탕에분사시켜금속복합분말을제조하였다. [0036] [0037] < 실시예 2> Al-Si-SiC계 (Al 기지에 SiC가 20 부피 % 로함유되어있고, Si는 8-9 중량 %, Fe는최대 0.2 중량 %, Cu는최대 0.2 중량 %, Mg는 중량 %, Ti는최대 0.2 중량 % 함유되어있는잉곳, MC21사로부터구입 ) 합금과 Al-Si-Cu-Fe-Mg-Mn계 (Al:Si:Cu:Fe:Mg:Mn=69.5:20:3.5:5.5:1.2:0.5 무게비 ) 합금잉곳을용탕에첨가하여융용 - 6 -

7 시키고교반한것을제외하고는, 상기실시예 1 과동일한방법으로금속복합분말을제조하였다. [0038] [0039] < 실시예 3> Al-Si-SiC계 (Al 기지에 SiC가 20 부피 % 로함유되어있고, Si는 8-9 중량 %, Fe는최대 0.2 중량 %, Cu는최대 0.2 중량 %, Mg는 중량 %, Ti는최대 0.2 중량 % 함유되어있는잉곳, MC21사로부터구입 ) 합금잉곳을 500 g 사용하고, SiC의분율제어를위해동일부피의순수한 Al 잉곳을첨가한후 660 에서용융시킨것을제외하고는, 상기실시예 1과동일한방법으로금속복합분말을제조하였다. [0040] [0041] < 비교예 1> 용탕온도를 850 까지 15 분이내에급상승시킨것을제외하고는, 상기실시예 1 과동일한방법으로금속복합 분말을제조하였다. [0042] [0043] < 비교예 2> 용탕온도를 950 까지 15 분이내에급상승시킨것을제외하고는, 상기실시예 1 과동일한방법으로금속복합 분말을제조하였다. [0044] [0045] < 비교예 3> Al-Si-SiC계 (Al 기지에 SiC가 20 부피 % 로함유되어있고, Si는 8-9 중량 %, Fe는최대 0.2 중량 %, Cu는최대 0.2 중량 %, Mg는 중량 %, Ti는최대 0.2 중량 % 함유되어있는잉곳, MC21사로부터구입 ) 합금을진공에서 750 로가열시켜용탕을제조한후냉각시켜시편을제조하였다. [0046] [0047] [0048] [0049] 분석 1. 가스분무법을이용한금속복합분말의성분분석본발명에따른금속복합분말의성분을알아보기위해전계방사형주사전자현미경 (SEM-EDS, HITACHI, S-4200) 으로분석하고, 그결과를도 2에나타내었다. 도 2에나타난바와같이, 본발명에따른금속복합분말은 Al 기지내에 SiC가입내 (intra-granular) 구조로분포하고있음을알수있다. [0050] [0051] [0052] 2. SiC 분율에따른금속복합분말의표면분석본발명에따른제조방법으로 Al 기지내 SiC 분율을달리하여제조된금속복합분말의표면을분석하기위해광학현미경 (OM, NIKON, EPIPHOT) 으로분석하고, 그결과를도 3에나타내었다. 도 3의 (a) 는 SiC를 20 부피 % 포함한금속복합분말을나타내며, (b) 는 SiC를 30 부피 % 로포함한금속복합분말을나타낸다. [0053] [0054] [0055] 3. SiC 크기에따른금속복합분말의표면분석본발명에따른제조방법으로 Al 기지내 SiC 크기를달리하여제조된금속복합분말의표면을분석하기위해광학현미경 (OM) 으로분석하고, 그결과를도 4에나타내었다. 도 4의 (a) 는 SiC가 17 μm인금속복합분말을나타내며, (b) 는 SiC가 12 μm인금속복합분말을나타내고, (c) 는 SiC가 6.5 μm인금속복합분말을나타낸다. 또한, (d) 는 SiC가 12 μm인금속복합분말을진공에서 750 로가열시키고 30 분동안유지한후냉각시켜 SiC의크기가약 1 μm인금속복합분말을나타낸다

8 [0056] [0057] [0058] 4. Al 합금첨가에따른금속복합분말의표면분석본발명에따른실시예 2 및 3에서제조된금속복합분말의표면을분석하기위해광학현미경 (OM) 으로분석하고, 그결과를도 5에나타내었다. 도 5의 (a) 는 Al-Si-SiC계잉곳에 Al 잉곳을포함하여제조된실시예 3을나타내며, (b) 는 Al-Si-SiC계잉곳에 Al-Si-Cu-Fe-Mg-Mn계잉곳을포함하여제조된실시예 2를나타낸다. [0059] [0060] [0061] < 실험예 1> 용탕온도에따른금속복합분말의표면분석용탕온도에따른금속복합분말의표면을분석하기위해광학현미경 (OM) 으로분석하고, 그결과를도 6에나타내었다. 도 6의 (a) 는 Al-Si-SiC계주조재를나타낸사진이고, 도 6의 (b) 는상기실시예 1을나타내며, 도 6의 (c) 및 (d) 는비교예 1 및 2를각각나타내고, 도 6에나타난바와같이, 상기실시예 1의용탕온도인 750 가금속복합분말을제조하는데적합한온도이며, 비교예 1 및 2에서는용탕의점성이낮아지고용융시간이길어지므로 SiC가편석되고분해되는것을알수있다. [0062] [0063] [0064] < 실험예 2> 가스분무법으로제조된분말시편과용해주조한시편의표면분석가스분무법으로제조된분말시편과용해주조한시편의표면을분석하기위해광학현미경으로분석하고, 그결과를도 7에나타내었다. 도 7에나타난바와같이, 본발명에따른실시예 1( 도 7의 (b)) 은비교예 3( 도 7의 (a)) 보다 Al-SiC의젖음성 (wettability) 이향상되고 SiC가균일하게분포되며입내 (intra-granular) 분포를나타내는것을알수있다. [0065] [0066] < 실험예 3> 금속복합분말로제조된압출재열처리방법에따른인장강도분석 본발명의제조방법으로제조된실시예 1 의금속복합분말로압출재를제조하여열처리방법에따른인장강도를 분석하고, 그결과를도 8 및하기표 1 에나타내었다. 표 1 [0067] 예 최대인장강도 (MPa) 영강도 (MPa) 연신율 (%) T-6 heat-treated 압출재 (as-extruded) 열처리 (annealed) 주조물 (as-casted) [0068] [0069] 상기실시예 1과같은방법으로제조된 Al-Si-SiC계금속복합분말을약 470 에서캔리스 (canless) 압출로압출재를제조한뒤압출응력을제거하기위해압출재를 350 에서 30 분간열처리하였다. 또한, 석출경화를통한기계적특성을향상시키기위하여압출재를 540 에서 8 시간열처리한후수냉처리하고이어서 170 에서 4 시간동안열처리한후냉각하여 T-6 열처리를수행하였다. 주조재의수치는 MC21사에서 T-6 처리를거친후시험한결과를인용하였다. 도 8 및상기표 1에나타난바와같이, 본발명의제조방법에따른금속복합분말을 T-6 열처리하여제조된압출재의경우주조물 (as-casted) 보다최대인장강도는약 23%, 영강도은약 31% 및연신율은 40% 향상된것을알수있다. [0070] < 실험예 4> 제조방법에따른시편의내마모성분석 - 8 -

9 [0071] [0072] 제조방법에따른시편의내마모성을분석하고, 그결과를도 9에나타내었다. 도 9에나타난바와같이, 50 MPa의압력에서용탕단조법 (squeeze casting) 으로제조된시편을 T-6 열처리한경우에는비마모율 (specific wear rate) 이 m3 /Nm이었으며, SiC가 20 부피 % 로포함하여용탕단조법으로제조하여 T-6 열처리한경우에는비마모율이 1395 m3 /Nm이었고, 본발명에따른실시예 1의금속복합분말을압출하여제조된시편의경우에는비마모율이 594 m3 /Nm이었으며, 본발명에따른실시예 1의금속복합분말을압출하여제조된시편을열처리한경우에는비마모율이 1931 m3 /Nm로나타났다. 따라서, 본발명에따른실시예 1 의금속복합분말을압출하여제조된시편은비마모율이크게향상된것을알수있다. [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] [0085] [0086] [0087] [0088] 도면의간단한설명도 1은본발명의일실시형태로사용할수있는제조장치의모식도이고 ; 도 2는본발명에따른금속복합분말의성분을나타낸전계방사형주사전자현미경결과이고 ; 도 3은본발명에따른제조방법으로 Al 기지내 SiC 분율을달리하여제조된금속복합분말의표면을나타낸광학현미경 (OM) 사진이고 ((a): 20 부피 % SiC, (b): 30 부피 % SiC); 도 4는본발명에따른제조방법으로 Al 기지내 SiC 크기를달리하여제조된금속복합분말의표면을나타낸광학현미경 (OM) 사진이고 ((a): 17 μm, (b): 12 μm, (c): 6.5 μm, (d): 1 μm ); 도 5는본발명에따른실시예 2 및 3에서제조된금속복합분말의표면을나타낸광학현미경 (OM) 사진이고 ((a): 실시예 3, (b): 실시예 2); 도 6은용탕온도에따른금속복합분말의표면을나타낸광학현미경 (OM) 사진이고 ((a): Al-Si-SiC계주조재, (b): 실시예 1, (c): 비교예 1, (d): 비교예 2); 도 7은가스분무법으로제조된분말시편과용해주조한시편의표면을나타낸광학현미경 (OM) 사진이고 ((a): 비교예 3, (b): 실시예 1); 도 8은본발명의제조방법으로제조된실시예 1의금속복합분말로압출재를제조하여열처리방법에따른인장강도를나타낸그래프이고 ; 및도 9는제조방법에따른시편의내마모성을나타낸그래프이다. < 도면의주요부분에대한부호의설명 > 100: 상챔버 120: 도가니 140: 히터 200: 하챔버 300: 분무노즐 400: 교반수단 420: 교반모터 440: 임펠러 500: 투입수단 520: 수용부 540: 조작부 - 9 -

10 도면 도면

11 도면 2 도면

12 도면 4 도면

13 도면

14 도면 7 도면

15 도면

공개특허 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2011년06월16일 (51) Int. Cl. B22F 3/20 ( ) (21) 출원번호 10-

공개특허 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2011년06월16일 (51) Int. Cl. B22F 3/20 ( ) (21) 출원번호 10- (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 10-2011-0065788 (43) 공개일자 2011년06월16일 (51) Int. Cl. B22F 3/20 (2006.01) (21) 출원번호 10-2009-0122442 (22) 출원일자 2009 년 12 월 10 일 심사청구일자 전체청구항수 : 총 6 항 2009 년 12