KR100488190B1 - 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네슘합금에 전해도금을 실시하는 과정에서 균일한 구리도금층을 형성하기 위한 전처리방법의 개발을 통해 실용금속중 비강도가 가장 높은 마그네슘합금의 활용도를 높일 수 있도록 한 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법은 마그네슘(Mg)합금에 전해도금으로 동도금층을 형성하기 전에 마그네슘합금 표면을 도금전처리액으로 처리하여 균일한 전류 분포를 갖게 하는 전해도금용 피막을 마그네슘합금 표면에 형성시키는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 관한 것으로, 특히 마그네슘합금에 전해도금을 실시하는 과정에서 균일한 동(Cu)도금층을 형성하기 위한 전처리방법의 개발을 통해 실용금속중 비강도가 가장 높은 마그네슘합금의 활용도를 높일 수 있도록 한 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 마그네슘(Mg) 합금은 실용 금속중 가장 경량으로 비강도(비중/강도)가 우수하고 가공성이 용이하여 자동차 부품, 컴퓨터 부품, 정보통신 기기의 부품등에 널리 사용되고 있다. 이러한 마그네슘합금은 주로 다이캐스팅, 압출성형, 압연성형등에 의해 제조되지만 최근에는 금속 다이 캐스팅과 플라스틱 주입 성형 기술을 결합한 고급 형틀 기술인 마그네슘 사출(Thixo-Molding)법을 통해 제조기술이 향상되었으며 프레스성형이 가능한 마그네슘합금의 개발에 따라 그 수요를 한층 확대할 수 있게 되었다.
그러나, 마그네슘합금은 실용 금속중에서 표준전위가 낮으므로 대기중에서 산화되기 쉬운 특성을 가짐에 따라 상용 금속으로서의 내식성이 취약한 결점이 있으며, 이에 따라 마그네슘합금의 내식성을 향상시키기 위한 노력이 경주되어 왔다.
마그네슘합금의 내식성 향상을 위한 표면처리 방법으로 크로메이트(Chromate) 처리가 널리 행해지고 있다. 그러나 크로메이트 처리는 표면이 변색되고, 크로메이트 처리에 사용되는 액중의 크롬계 화합물이 일으키는 환경 문제로 인해 점차 세계적인 환경 규제에 따른 제약을 받고 있는 추세이다.
이에 따라 최근에는 비크로메이트(Non-Chromate) 처리법의 개발이 활발히 이루어지고 있으나, 기존의 크로메이트 처리보다 내식성이 떨어지고 고비용의 단점이 있다.
또한, 아노다이징(Anodiging)법도 개발되고 있으나, 이는 외관이 중요치 않은 내장 부품에 한정해 적용하거나 도장,도색 작업의 하지용으로 국한되어 사용되고 있는 실정이다.
한편, 마그네슘합금의 내식성 향상을 위한 다른 표면처리 방법으로 건,습식 방법에 의한 마그네슘합금 표면에 도금을 하는 방법이 있으며, 마그네슘합금의 특성상 증기압이 높아 진공중에서 증착 도금하는 건식 도금이 어려운 문제가 있다.
상기 습식 도금으로는 전기에너지를 이용한 전해습식 도금방법과, 화학적 반응에 의한 무전해 도금 방법이 있는데, 무전해 방법으로는 무전해 니켈도금이 상용되고 있다. 그러나 무전해 니켈도금액은 생산 단가가 높고, 마그네슘합금의 가장 취약점인 내식성 향상을 위해서는 인(P) 함유량의 변화를 주어 2중 혹은 3~4중의 무전해 니켈도금을 실시하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 마그네슘합금 표면에 전기도금용 피막을 형성한 후 동(Cu)도금을 실시하므로써 산과, 특히 염화나트륨 수용액에 취약한 결점을 갖고 있는 마그네슘합금의 내식성을 향상시켜서 마그네슘합금의 활용도를 높일 수 있는 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 관한 것으로서, 마그네슘(Mg)합금에 전해도금으로 동도금층을 형성하기 전에 마그네슘합금 표면을 도금전처리액으로 처리하여 균일한 전류 분포를 갖게 하는 전해도금용 피막을 마그네슘합금 표면에 형성시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명에 따른 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 있어서 전해도금으로 동도금을 실시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 있어서 동을 도금한 프로세스를 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 마그네슘합금 기지상에 동(Cu)을 습식으로 직접 도금하는 것을 알 수 있다. 마그네슘합금은 산에 매우 강하게 부식되어 도금이 거의 불가능에 가까웠으며, 마그네슘합금의 동도금은 공정뿐만 아니라 전처리(탈지, 산세, 활성)도 매우 민감하게 적용된다.
이 전처리중 특히 활성처리는 동도금의 밀착성 및 균일성에 큰 영향을 준다. 마그네슘합금에 균일하고 밀착된 동도금층을 얻기 위해서 일정한 동도금액 뿐아니라 전처리를 정확히 해주어야 한다. 요컨대 단계별 수세는 철저하게 한다. 전공정의 용액이 다음 공정 용액에 섞이게 되면 전기화학적인 도금을 방해함으로 인해 치명적인 도금 불량의 원인이 된다.
마그네슘합금의 동도금은 기존의 동도금액과 차별하여 강한 밀착성을 얻기 위해 청화동, 청화소다, 황산동, 황산을 주성분으로 하여 첨가제를 포함한 약산성 수용액을 이용하여 마그네슘합금의 표면에 동으로 습식도금을 한다. 특히 마그네슘합금의 형상은 어떠한 형상이더라도 제한을 받지 않는다.
이하에서는 실시예에 의거 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
마그네슘합금은 다이캐스팅 제조 후 소재를 가공하고, 30~90℃ 탈지액에 넣고 약 10pH에서 10분정도 유지시켜 표면의 유지 성분을 모두 제거하고, 수세로 탈지액 성분을 완전히 제거한다. 이때, 탈지액의 성분이 약간이라도 남아 있게 되면 도금시 전기화학적인 반응을 저하시키며, 이것은 표면의 부풀음 및 핀홀등이 발생하여 기지금속과 도금층 사이의 밀착성을 떨어뜨리게 되므로 철저한 수세가 필요하다.
하기의 표 1에 나타난 바와 같은 수용액을 조성하여 수용액의 온도를 맞추고, 침지시키며, 하기는 수용액의 조성에 따른 온도와 침지시간, pH를 표로 나타낸 것이다.
| 수용액조성 | 수용액온도(℃) | 침지시간(분) | pH |
| ZnSO4+Na4P2O7+KF+Na2CO3 | 30~90 | 1~20 | 1~20 |
또한, 하기의 표 2에 나타난 바와 같은 수용액을 조성하여 수용액의 온도를 맞추고, 침지시키며, 하기는 수용액의 조성에 따른 온도와 침지시간, pH를 표로 나타낸 것이다.
| 수용액조성 | 수용액온도(℃) | 침지시간(분) | pH |
| ZnSO4+Na4P2O7+KF+Na2CO3+HF | 20~90 | 1~20 | 0.5~18 |
또한, 하기의 표 3에 나타난 바와 같은 수용액을 조성하여 수용액의 온도를 맞추고, 침지시키며, 하기는 수용액의 조성에 따른 온도와 침지시간, pH를 표로 나타낸 것이다.
| 수용액조성 | 수용액온도(℃) | 침지시간(분) | pH |
| ZnSO4+K4P2O7+KF+Na2CO3 | 18~90 | 1~20 | 0.3~20 |
상기 각각의 표에 나타난 도금전처리 조건을 거쳐 표면에 피막이 형성된 마그네슘합금에 전해도금으로 동도금을 실시하며, 도금전처리 전에 제품의 특성에 따라 80~90℃ 온도의 탕세를 적용하므로써 도금전처리 시간을 단축할 수도 있다.
동도금은 먼저, 소지 금속의 밀착성 향상을 위해 청화 동도금을 한다. 하기의 수용액을 이용하여 온도, 전압, 전류 및 통전시간등을 맞추어 청화 동도금층을 형성한다.
| 수용액조성 | 수용액온도(℃) | 전압(V) | 전류(A/dm2) | 통전시간(분) | pH |
| CuCN+NaCN+Na2CO3 | 25~35 | 2~4 | 3~5 | 1~5 | 9~10 |
상기 청화 동도금이 이루어진 후, 발생한 핀홀의 제거를 위해 황산 동도금을 한다. 이때, 하기의 수용액을 이용하여 온도, 전압, 전류 및 통전시간등을 맞추어 황산 동도금층을 형성한다.
| 수용액조성 | 수용액온도(℃) | 전압(V) | 전류(A/dm2) | 통전시간(분) | pH |
| CuSO4+H2SO4+염소이온+Na2CO3 | 30~50 | 4~6 | 5~8 | 1~5 | 9~10 |
| 실험시편 | 밀착성 | 연필심테스트 (H) | ||
| 줄테스트 | 테이프테스트 | |||
| 실 시 예 | 1 | O | O | 4 |
| 2 | O | O | 4 | |
| 3 | O | O | 4 | |
| 4 | O | O | 4 | |
| 5 | O | O | 4 | |
| 6 | O | O | 4 | |
| 7 | O | O | 4 | |
주) O : 우수함 △ : 보통 X : 쉽게 박리됨
상기 표 4는 본 발명의 마그네슘합금에 동이 도금된 제조물을 줄테스트 및 테이프테스트를 규정조건으로 실시한 것이다. 실시예 1~7중 어느 것에도 색 번짐이 없는 균일한 광택성을 얻을 수 있었다.
또한, 일반적인 테스트 방법으로 1㎜ 간격으로 가로, 세로 텅스텐 칼로 스크래치를 주어 테이프로 테스트한 결과, 어떠한 박리 현상도 발견하지 못했다.
그리고 줄테스트를 하되, 이는 도금물을 수직으로 절단하고, 시험편을 고정하여 도금면에 45° 각도로 줄질을 하며(이때, 도금피막이 박리되어서는 안된다), 표 4에 나타난 바와 같이, 줄테스트 결과도 모두 우수하게 나타났다.
| 제품3%NaOH액 | 시편번호 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 1 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 2 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 3 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 4 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 5 day | O | O | O | O | O | O | O |
주) O : 내식성이 우수함 X : 쉽게 용리됨
상기 표 5는 본 발명의 규정조건으로 착색 후, 내식성을 확인하기 위해 3% NaOH 수용액에 침적 실험한 것으로 실시한 7가지 시편 모두 부식이 진행되지 았았음을 보여준다. 또한, 광택 및 색상의 변화도 볼 수 없었다.
| 제품5%NaCl액 | 시편번호 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 1 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 2 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 3 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 4 day | O | O | O | O | O | O | O |
| 5 day | O | O | O | O | O | O | O |
주) O : 내식성이 우수함 X : 쉽게 용리됨
상기 표 6은 5% NaCl 수용액에 침적하여 내식성을 테스트한 것이다. 마찬가지로 7가지 경우 모두 부식의 진행을 볼 수 없었고, 색상 및 광택의 변화도 발견되지 않았다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 마그네슘합금 표면에 전기도금용 피막형성을 위한 도금전처리층을 형성한 후 후공정에서 전해 동(Cu)도금을 실시하므로써 전기적으로 전류의 고른 분포를 획득할 수 있고, 균일하고 밀착성이 우수한 도금막 형성에 의해 산과, 특히 염화나트륨 수용액에 취약한 결점을 갖고 있는 마그네슘합금의 내식성을 크게 향상시켜서 마그네슘합금의 활용도를 더욱 더 높일 수 있는 유용한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 있어서 전해도금으로 동도금을 실시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 있어서 동을 도금한 프로세스를 도시한 블록도.
Claims (4)
- 삭제
- 마그네슘(Mg)합금에 전해도금으로 동도금층을 형성하기 전에 마그네슘합금 표면을 도금전처리액으로 처리하여 균일한 전류 분포를 갖게 하는 전해도금용 피막을 마그네슘합금 표면에 형성시키는 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법에 있어서,상기 도금전처리액의 구성은 5~130g/l ZnSO4, 30~450g/l Na4P2O7, 4~100g/l KF, 2~100g/l Na2CO3으로 구성된 것을 특징으로 하는 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법.
- 제 2항에 있어서,상기 도금전처리액의 구성은 4~145g/l ZnSO4, 15~450g/l Na4P2O7, 1~125g/l KF, 1~125g/l Na2CO3 및 첨가제로 구성된 것을 특징으로 하는 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법.
- 제 2항에 있어서,상기 도금전처리액의 구성은 5~80g/l ZnSO4, 4~380g/l K4P2O7, 5~80g/l KF, 2~120g/l Na2CO3로 구성된 것을 특징으로 하는 마그네슘합금의 전해도금을 위한 전처리방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100629793B1 (ko) | 2005-11-11 | 2006-09-28 | 주식회사 방림 | 전해도금으로 마그네슘합금과 밀착성 좋은 동도금층 형성방법 |
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2004
- 2004-09-09 KR KR1020040072000A patent/KR100488190B1/ko not_active IP Right Cessation
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