KR100677030B1 - 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법 - Google Patents

갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유산(H2SO4) 전해법에 의해 알미늄 주물 합금제품을 양극산화처리하면 산화피막색상이 미려한 자연발색성 갈색색상을 얻을 수 있도록 한 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 규소(Si) 1.0중량% ∼ 10중량%, 티타늄(Ti) 0.002중량% ∼ 0.3중량%이고 나머지는 불순물과 알미늄을 함유하는 합금을 200℃ ∼ 550℃로 10분 ∼ 5시간 열처리를 행한 후 양극산화처리를 행하여 자연발색성 갈색 색상을 얻는다.
용해, 탈가스 및 탈개재물작업, 주물, 절삭가공, 열처리

Description

갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법{A cast-iron ware making method of a nature development aluminum alloy goods which has a brown color}
본 발명은 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알미늄 주물 합금제품을 양극산화처리하여 자연발색성 갈색색상을 얻을 수 있도록 한 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 자연발색성 합금에 대한 기술로서는, 일본특개소 50-43016호, 특허공보 92-10027호, 특허공보 92-10028호와 같이 판재를 양극산화처리시 흑색 및 유백색 색상으로 발색되는 판재 분야가 있다.
여기서, 흑색류의 자연발색 색상을 갖게하는 알미늄 판재 합금제품의 제조방법을 설명하면, 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni)을 함유하는 알미늄합금 슬라브(slab) 또는 비렛트(billet)를 주조하고, 주조된 비렛트를 520℃에서 3시간 유지하고 압출하여 형재를 생산하거나 또는 600℃에서 6시간 유지하여 균질처리하고 열간압연 및 냉간압연공정에 의하여 판재를 형성한 다음 황산피막처리한다.
그러나, 이러한 판재의 제조공정은 공정이 복잡하고 설비비가 많이 드는 단점을 가지고 있다.
한편, 알미늄 합금제품용 주물을 이용하여 자연발색 색상을 갖게할 경우, 주물의 양극산화처리시 알미늄 고유의 색인 백색색상만 나타나는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 유산(H2SO4) 전해법에 의해 알미늄 주물 합금제품을 양극산화처리하면 산화피막색상이 미려한 자연발색성 갈색색상을 얻을 수 있도록 한 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법의 특징은,
규소(Si) 1.0중량% ∼ 10중량%, 티타늄(Ti) 0.002중량% ∼ 0.3중량%이고 나머지는 불순물과 알미늄을 함유하는 합금을 200℃ ∼ 550℃로 10분 ∼ 5시간 열처리를 행한 후 양극산화처리를 행하여 자연발색성 갈색 색상을 얻는다.
이하, 본 발명에 따른 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물 의 제조방법의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 알미늄 주물 합금제품의 조성물은,
규소(Si) 1.0중량% ∼ 10중량%, 티타늄(Ti) 0.002중량% ∼ 0.3중량%이고 나머지는 불가피한 불순물과 알미늄으로 이루어진다.
여기서, 상기 규소(Si)는 갈색의 양극산화피막 색상을 얻기 위한 필수 원소로 함유량이 1.0중량% 미만의 경우 그 발색 효과가 미흡하여 색상의 미려함이 충분하지 않고 10중량% 초과시 경도 등 기계적 성질의 상승으로 제조공정중 주물품 표면의 절삭성을 저하시킨다.
따라서, 규소(Si)의 함유량은 1.0중량% ∼ 10중량%가 바람직하다.
그리고, 상기 티타늄(Ti)은 제품의 색상발색에 영향을 미치지 않으나 주물품의 입자를 미세하게 하고 수지상정의 성장을 억제한다. 또한, 0.002중량% 미만에서는 그 효과가 적고 0.3중량% 초과시에는 조대정출물 생성으로 인해 제품의 상품성이 떨어진다.
따라서, 티타늄(Ti)의 함유량은 0.002중량% ∼ 0.3중량%가 바람직하다.
한편, 상기의 조성물들을 이용하여 본 발명에 따른 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
알미늄 합금제품용 주물에 대한 자연발색은 제조공정에 따라 여러 가지 색상 을 자연발색시킬 수 있으며, 제조공정에 따라 용해, 탈가스 및 탈개재물작업, 주물, 절삭가공, 열처리, 양극산화처리공정으로 나눌 수 있다.
먼저, 상기의 조성물의 합금을 용해하고, 주물제품 표면을 미려하게 하기 위해 수소기포 및 개재물을 제거수단으로 탈가스작업 및 탈개재물 작업을 행한다.
여기서, 상기의 용해공정과 탈가스 및 탈개재물작업공정은 당업계의 공지 기술로서, 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 통상적인 주물방식 즉, 사형 혹은 금형에 의해 주물품을 제조한 후, 양극산화처리시 제품의 색상을 미려하게 하기 위하여 주조시 생성된 주물품 표피부위의 산화막을 제거하는 절삭공정을 행한다.
여기서, 상기의 절삭공정은 당업계의 공지 기술로서, 상세한 설명은 생략한다.
다음으로 본 발명의 핵심 공정인 열처리공정 즉, 주물품을 200℃ ∼ 550℃에서 10분 ∼ 5시간 열처리를 행할 경우 규소(Si) 입자가 석출하여 양극산화처리시 갈색 색상으로 피막이 된다.
상기 열처리공정을 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 열처리 온도는 200℃ ∼ 550℃에서 행한다.
200℃ 미만에서는 주물품의 규소(Si)입자 석출이 미흡하여 양극산화처리시 회색계열로 발색되어 그 발색 효과가 미흡하며, 550℃ 초과시에는 규소(Si) 석출상이 성장하여 회색계열로 발색 하므로 주물품의 갈색색상을 얻기 위해서는 열처리 온도를 200℃ ∼ 550℃에서 행한다.
다음로 열처리 시간은 10분 ∼ 5시간 행한다.
10분 미만에서는 주물품의 규소(Si)입자 석출이 미흡하고 5시간 이상일 경우 규소(Si) 석출상이 성장하여 양극산화처리시 회색계열로 발색하므로 열처리 시간은 10분 ∼ 5시간 행하며 주물품의 합금조성에서 규소(Si) 함유량이 많을 수록, 열처리 온도가 높을 수록 규소(Si) 입자 석출이 증가하여 열처리 시간은 단축되며, 규소(Si) 석출상의 수가 많을 수록 양극산화처리시 진한 갈색색상이 되고, 규소(Si) 석출상의 수가 적을 수록 연한 갈색색상이 된다.
이와 같이 열처리된 주물품을 13% ∼ 25% 황산 수용액에 전해온도 18℃ ∼ 25℃, 전류밀도 1A/dm2 ∼ 4A/dm2, 전해시간 20분 ∼ 50분으로 양극산화처리를 행하여 주물품 표면에 자연발색성 갈색 색상을 얻는다.
이와 같이 제조되는 본 발명은 주방기물, 건축내외장재, 구조물 등 다양한 용도로 활용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 다음과 같다.
규소(Si) 5.0중량%, 티타늄(Ti) 0.05중량%이고 나머지는 불가피한 불순물과 알미늄으로 이루어진 합금조성은 통상적으로 주조방식으로 주물품을 제조후 절삭가공하고 400℃에서 40분간 열처리를 행한후 양극산화처리 결과 주물품 표면에 자연발색성 갈색 색상으로 합금 발색이 되었다.
보다 세부적인 실시예는 표1과 같다.
합금조성(중량%) 열처리 양극산화처리색상
Si Ti 온도(℃) 시간(hr)
0.7 0.1 400 3 회색
5.0 0.05 350 1/2 연한갈색
350 3 진한갈색
480 1/2 진한갈색
150 3 회색
580 3 회색
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 주물품 표면에 미려한 갈색 색상을 얻을 수 있어서 소비자의 요구에 충족할 수 있다.

Claims (1)

  1. 규소(Si) 1.0중량% ∼ 10중량%, 티타늄(Ti) 0.002중량% ∼ 0.3중량%이고 나머지는 불순물과 알미늄을 함유하는 합금을 200℃ ∼ 550℃로 10분 ∼ 5시간 열처리를 행한 후 양극산화처리를 행하여 자연발색성 갈색색상을 얻는 갈색색상을 갖는 자연발색성 알미늄 합금제품용 주물의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56166397A (en) * 1980-05-28 1981-12-21 Fujisash Co Electrolytic coloring method for aluminum or aluminum alloy
KR0160935B1 (ko) * 1996-01-05 1999-01-15 유재원 흑회색 양극산화 피막용 알루미늄합금 및 이를 이용한 판재의 제조방법

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