KR100836264B1 - 휴대전화 프레임용 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금 및 이를 이용한 휴대전화 프레임의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금과 이를 이용한 휴대전화 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다아캐스팅용 합금으로써 내식성, 강도 및 연신성이 우수한 것으로 알려진 알루미늄-마그네슘 합금에 Fe, Mn, Si, Cu, Zn, Cr, Sn, Ti, Ni, 그리고 Pb 일정량씩 혼합한 합금으로써, 각 성분특성으로 인하여 휴대전화에 있어 필수적인 내식성, 내마모성, 내충격성, 항복강도 등의 특성을 충족시키며, 아울러 주석 및 납의 첨가로 성형성과 피삭성이 증가되므로, 결국 탈형 후 뒤틀림이 방지되고 탕구 절단 및 타발 및 후처리시 버(Bur)를 쉽고 깔끔하게 제거할 수 있어 휴대전화용 프레임이나 LCD용 브라켓을 위한 제품 불량률을 현저히 저하시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따른 휴대전화 프레임용 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금은 내식성 및 인장강도 향상을 위한 8.940~9.940 중량%의 Mg, 점착성 감소를 통한 탈형 성능 향상을 위한 0.400~0.460 중량%의 Fe, 내식성 증진 및 Fe 첨가 효과 보조를 위한 0.400~0.460 중량%의 Mn, 용융물의 유동성 증진, 수축률 저하, 그리고 내열성 향상을 위한 0.100~0.200 중량%의 Si, 점착성 감소 및 고용강화를 위한 0.060~0.100 중량%의 Cu, 내식성과 강도향상을 위한 0.020~0.040 중량%의 Zn, 내마모성 향상을 위한 0.008~0.012 중량%의 Cr, 성형성 및 피삭성 향상을 위한 0.008~0.010 중량%의 Sn, 내식성과 강도개선을 위한 0.008~0.010 중량%의 Ti, 내열성 향상을 위한 0.007~0.009 중량%의 Ni, 피삭성 향상을 위한 0.005~0.007 중량%의 Pb, 잔량의 Al, 그리고 불가피한 불순물을 포함하여 이루어진다.

휴대전화, 프레임, 브라켓, 합금, 알루미늄, 마그네슘, 후처리, 버(bur), 피삭성, 성형성, 경박단소, 도금, 커팅, 블랙

Description

휴대전화 프레임용 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금 및 이를 이용한 휴대전화 프레임의 제조방법{DIE CASTING ALUMINUM-MAGNESIUM ALLOY FOR CELLULAR PHONE FRAME AND MANUFATURING METHOD CELLULAR PHONE FRAME USING THE SAME}

본 발명은 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금과 이를 이용한 휴대전화 프레임의 제조방법에 관한 것으로,

보다 상세하게는 다아캐스팅용 합금으로써 내식성, 강도 및 연신성이 우수한 것으로 알려진 알루미늄-마그네슘 합금에 Fe, Mn, Si, Cu, Zn, Cr, Sn, Ti, Ni, 그리고 Pb 일정량씩 혼합한 합금으로써, 각 성분특성으로 인하여 휴대전화에 있어 필수적인 내식성, 내마모성, 내충격성, 항복강도 등의 특성을 충족시키며, 아울러 주석 및 납의 첨가로 성형성과 피삭성이 증가되므로,

결국 탈형 후 뒤틀림이 방지되고 탕구 절단 및 타발 및 후처리시 버(Bur)를 쉽고 깔끔하게 제거할 수 있어 휴대전화용 프레임이나 LCD용 브라켓을 위한 제품 불량률을 현저히 저하시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.

다이캐스트에 적용되고 있는 알루미늄 합금은 용융시 유동성이 좋고, 열간취성이 적으며, 응고수축에 대한 용탕보급성이 좋아야 하고, 금형에 점착하지 않아야 한다는 요건을 충족하여야 하는데,

특히 Al-Mg계 합금은 내식성, 강도, 연신성이 우수하고 비중이 적고 피삭성이 좋은 것으로 알려져 있다.

주식회사 대원합금 등의 특허등록 제0741660호(2007.07.16) 『휴대폰 및 전자제품 내외장용 알루미늄 -마그네슘 합금』에는

중량 %로 Mg 11~14%, Fe 0.5%이하, Si 0.01~0.5%, Mn 0.1~0.5%, Ti 0.01~0.3%, Co 0.01~0.2%, Be 0.003~0.02%, 잔부 Al 및 기타 불가피하게 함유되어지는 성분을 포함하여 이루어지고, 상기 알루미늄-마그네슘 합금의 인장 강도가 250N/㎟ 이상이고, 경도가 60HBW 이상이며, 샤르피 흡수에너지가 1.0J 이상이어서 경도 및 내충격성이 우수한 합금을 제시하고 있으며,

특히 경박단소(輕薄短小)화 경향을 보이는 휴대전화나 노트북 등의 전자제품 케이스의 다이캐스팅에 적합한 합금 조성을 제시하고 있다.

그러나 다년간 휴대전화 부품 관련 다이캐스팅 업종에 종사한 본 발명의 발명자는 상기 등록특허의 합금의 단점으로써

다이캐스팅을 거쳐 탕구를 절단하고 타발 및 후처리시 버(Bur)를 제거하는 과정에서 깔끔하게 버가 제거되지 못하게 되어 불량을 일으키며, 프레임의 추가적 인 도금, 도장, 기타 후가공 과정에서 뒤틀림이 발생하는 것을 발견하게 되었다.

특히 상기 등록특허의 단점은 경박단소화 경향과 관련하여 그만큼 박형화 된 제품에 도금 공정이나 커팅 등의 후가공 공정에서 열이나 물리적인 충격이 가해질 경우 불량이 발생하게 되므로 생산성 및 단가경쟁력, 심지어는 완성된 휴대폰의 품질에도 심각한 악영향을 끼치게 된다.

본 발명은 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금, 특히 특허등록 제0741660호가 갖는 문제점을 해결하고자 제안된 것이다.

이에 본 발명은 캐스팅성과 마무리 처리 및 후가공시의 안정성, 그리고 휴대폰의 특성상 열고 닫거나(폴더 타입의 경우) 미끄러지는 과정(슬라이드 타입의 경우)에서 마찰이 일어나 마모 및 파손이 발생되는 것을 방지하기 위하여

상기 등록특허 성분에 비하여 추가적으로 점착성 감소 및 고용강화를 위한 Cu, 내식성과 강도향상을 위한 Zn, 내마모성 향상을 위한 Cr, 성형성 및 피삭성 향상을 위한 Sn 및 Pb, 내열성 향상을 위한 Ni를 더 도입하여,

기계적인 특성(내충격성 등)은 물론 다이캐스팅 품질을 증대시키고(Cu), 탈형 후 후가공시 버 제거 등의 후처리 공정이 안정되게 이루어지고(Sn 및 Pb), 도금 및 기타 후가공 공정에서 뒤틀림이나 파손이 발생되지 않도록 하며(Ni 및 Zn), 완성된 휴대전화에서도 강도 및 형상이 유지되도록(Cr)한 휴대전화 프레임용 다이캐 스팅 합금 및 이를 이용한 휴대전화 프레임 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 합금을 기초로 제조된 휴대전화 프레임에 대하여 본 발명에서는 추가적으로 도금, 다이아몬드커팅, 흑색도금 등의 후가공 공정을 거치는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 휴대전화 프레임용 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금은

내식성 및 인장강도 향상을 위한 8.940~9.940 중량%의 Mg,

점착성 감소를 통한 탈형 성능 향상을 위한 0.400~0.460 중량%의 Fe,

내식성 증진 및 Fe 첨가 효과 보조를 위한 0.400~0.460 중량%의 Mn,

용융물의 유동성 증진, 수축률 저하, 그리고 내열성 향상을 위한 0.100~0.200 중량%의 Si,

점착성 감소 및 고용강화를 위한 0.060~0.100 중량%의 Cu,

내식성과 강도향상을 위한 0.020~0.040 중량%의 Zn,

내마모성 향상을 위한 0.008~0.012 중량%의 Cr,

성형성 및 피삭성 향상을 위한 0.008~0.010 중량%의 Sn,

내식성과 강도개선을 위한 0.008~0.010 중량%의 Ti,

내열성 향상을 위한 0.007~0.009 중량%의 Ni,

피삭성 향상을 위한 0.005~0.007 중량%의 Pb,

잔량의 Al, 그리고 불가피한 불순물을 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 휴대전화 프레임의 제조방법은 상기 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금을 700~750℃로 가열 용융한 용탕을 금형 캐비티로 주입하여 성형하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금은 주성분인 Al과 함께, 내식성 및 인장강도 향상을 위한 Mg, 점착성 감소를 통한 탈형 성능 향상을 위한 Fe, 내식성 증진 및 Fe 첨가 효과 보조를 위한 Mn, 용융물의 유동성 증진 및 수축률 저하와 함께 내열성 향상을 위한 Si, 내식성과 강도개선을 위한 Ti을 사용함은 물론,

추가적으로 점착성 감소 및 고용강화를 위한 Cu, 내식성과 강도향상을 위한 Zn, 내마모성 향상을 위한 Cr, 성형성 및 피삭성 향상을 위한 Sn 및 Pb, 내열성 향상을 위한 Ni를 더 도입함으로써,

기계적인 특성(내충격성 등)은 물론 다이캐스팅 품질을 증대시키고(Cu), 탈형 후 후가공시 버 제거 등의 후처리 공정이 안정되게 이루어지고(Sn 및 Pb), 도금 및 기타 후가공 공정에서 뒤틀림이나 파손이 발생되지 않도록 하며(Ni 및 Zn), 완성된 휴대전화에서도 강도 및 형상을 유지(Cr)할 수 있다.

본 발명에 따른 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금은 주재료이며 나머지 성분 외에 잔량을 차지하는 Al 외에 Mg, Fe, Mn, Si, Cu, Zn, Cr, Sn, Ti, Ni, Pb, 그 외 불가피한 불순물을 포함하여 이루어진다.

상기 Mg는 내식성 및 인장강도 향상을 위한 것으로, 8.940~9.940 중량% 첨가되며, 그 미만이면 경도가 떨어지고 초과되면 과도한 경도로 인하여 내피로성과 내층격성이 저하된다.

상기 Fe는 점착성 감소를 통한 탈형 성능 향상을 위한 전형적인 성분으로, 0.400~0.460 중량% 첨가된다.

상기 Mn은 내식성 증진 및 Fe 첨가 효과 보조를 위한 것으로, 0.400~0.460 중량% 첨가되며, 일정 정도 고온에서 연화 저항을 크게 하고 표면처리 특성을 개선하는 기능을 한다.

상기 Si는 용융물의 유동성 증진, 수축률 저하, 그리고 내열성 향상을 위한 것으로, 0.100~0.200 중량% 첨가된다.

상기 Cu는 점착성 감소 및 고용강화(특히 Mg에 대한)를 위한 것이며, 0.060~0.100 중량% 첨가되며, 일정정도 시효경화성(age-hardening)을 부여하여 경도와 내마모성을 향상시키지만, 상한치를 넘어서면 내식성 저하를 일으킨다.

상기 Zn은 내식성과 강도향상을 위한 것이며, 0.020~0.040 중량% 첨가되며, 상한치를 넘어서면 내식성이 저하된다.

상기 Cr은 결정입자 미세화를 통한 내마모성 향상을 위한 것이며, 0.008~0.012 중량% 첨가되고, 일정 정도 내열성 향상에 기여한다.

상기 Sn 및 상기 Pb는 함께 성형성 및 피삭성 향상을 위한 것으로, 각각 0.008~0.010 중량% 및 0.005~0.007 중량%첨가되며, 상한치를 넘어서면 열간 및 냉간 가공성이 저하된다.

상기 Ti는 내식성과 강도개선을 위한 것으로, 0.008~0.010 중량% 첨가된다.

상기 Ni는 내열성 향상을 위한 것으로, 0.007~0.009 중량% 첨가되며, 그 미만일 경우에는 내열성이 저하되고 초과도리 경우에는 생산성이 저하된다.

앞서 언급한 특허등록 제0741660호에 제시된 합금의 성분과 차이나는 것을 점착성 감소 및 고용강화를 위한 Cu, 내식성과 강도향상을 위한 Zn, 내마모성 향상을 위한 Cr, 성형성 및 피삭성 향상을 위한 Sn 및 Pb, 내열성 향상을 위한 Ni이며,

이러한 성분 차이로 인하여 휴대전화를 위한 프레임의 탈형, 버 제거 등의 후처리, 도금 등의 후가공시 파손 및 변형이 방지되며, 아울러 경박단소화 경향에 맞추어 최대한 박형화시켜도 불량 발생이 그만큼 적어지게된다.

이러한 합금 성분은 700~750℃의 주조온도에서 다이캐스트 등의 방법으로 성형되며, 본 명세서에서는 다이캐스팅 방법은 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 다음의 실시예를 통하여 보다 상세히 이해될 수 있다.

[ 실시예 : 휴대전화 프레임의 제조]

< 표 1 : 합금 성분의 조성비율(중량%) >

Mg	Fe	Mn	Si	Cu	Zn	Cr	Sn	Ti	Ni	Pb	Al
9.740	0.430	0.430	0.180	0.080	0.030	0.010	0.009	0.009	0.008	0.006	잔량

삭제

상기 <표 1>와 같은 비율을 갖는 11 종류의 성분들과, 불가피한 불순물이 함유된 혼합물을 도가니에 넣고, 공지의 방법에 따라 용탕화 하여 금형에 투입한 후, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 슬라이드타입 휴대전화용 전면 프레임(F) 및 LCD 브라켓(B)을 각각 10개씩 제조하였다.

이와 같이 제조한 프레임 및 브라켓은 그 결과 평균 파단강도(프레스 파단 하중)는 18kg·f/㎠이었으며, 평균 탄성(형상 원복 강도)은 18kg·f/㎠으로 나타났으며, 탈형 및 버 제거 공정에서 불량 발생이 없었다.

다이캐스팅 및 후처리를 거친 프레임 및 브라켓은 도금을 통하여 강도 및 외관성능을 향상시키고, 도장을 통하여 촉감이나 다양한 외관 색상을 얻을 수 있다.

도 2에는 도금 및 도장과 관련된 다양한 후가공 공정이 도시되어 있다.

참고로 본 명세서에서 도 2와 관련하여 기술함에 있어, 엄밀하지 않은 의미로 '단계'(D,NP,CP,CC,DC)는 포괄적인 과정을 의미하고, '공정'은 각 단계를 이루는 세부 과정을 나타내고,

'코팅'이라는 용어는 도금과 도장을 구분하지 않고 지칭하는 경우 사용한다.

도 2와 관련된 각 제조단계의 조합은 예를 들어,

다이캐스팅(D)-크롬도금(CP),

다이캐스팅(D)-니켈도금(NP)-크롬도금(CP),

다이캐스팅(D)-크롬도금(CP)-컬러코팅(CC)(특히 LCD 브라켓의 경우에는 블랙코팅(BC)),

다이캐스팅(D)-니켈도금(NP)-크롬도금(CP)-컬러코팅(CC)(특히 LCD 브라켓의 경우에는 블랙코팅(BC)),

다이캐스팅(D)-크롬도금(CP)-컬러코팅(CC)-다이아몬드 커팅(DC),

다이캐스팅(D)-니켈도금(NP)-크롬도금(CP)-컬러코팅(CC)-다이아몬드 커팅(DC),

다이캐스팅(D)-니켈도금(NP)-컬러코팅(CC)-크롬도금(CP), 그리고

다이캐스팅(D)-니켈도금(NP)-컬러코팅(CC)-크롬도금(CP)-다이아몬드 커팅(DC) 등의 조합으로 이루어질 수 있으며,

이러한 다양한 조합이 가능한 점을 고려하여 공정순서와 관련된 화살표는 실선, 점선, 일점쇄선, 이점쇄선으로 각각 나타내었다.

또 이하에서 도 2에 대한 설명은 이러한 다양한 제조단계의 조합을 모두 설명하지 않고 특정 조합에 대해서만 설명하도록 한다. 그러나 이러한 특정 조합에 대한 설명에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

주로 강도 보강 목적과 함께 다양한 금속감을 제공하기 위한 도금공정에서는 광택특성과 강도보장, 그리고 무엇보다도 비용 절감을 위하여 니켈도금 단계(NP)를 거친 후 크롬도금 단계(CP)를 거치는 것이 바람직하며,

만약 마스킹 방식을 통하여 다양한 문양이나 레터링을 하는 경우의 컬러코팅(CC) 단계를 거칠 경우에도 주로 내마모성 향상을 목적으로 하는 크롬도금 단계(CP)는 컬러코팅 이후에 진행되는 것이 바람직하다.

그러나 LCD 브라켓(B)의 경우에는 도 1b에 도시된 바와 같이 투시창을 위한 개구부(B4)의 경계를 형성하는 내측면(B1)을 블랙코팅하여 난반사를 막는 것이 필요하므로 크롬도금 이후에 블랙코팅을 하는 것이 바람직하다.

다이캐스팅 단계(D)를 거친 휴대전화의 프레임 또는 브라켓은 도금설비로 옮겨서 불량이 없는지를 확인하기 위한 입고검사를 한 다음, 본격적인 니켈도금 단계가 진행된다(NP).

상기 니켈도금단계(NP)는 먼저 알칼리성 계면활성화제를 이용하여 표면의 이물질과 유분 등을 제거하며, 이후 흐르는 물에 수세를 행한다.

다음으로 화학니켈(Ni)도금공정을 진행하는데(NP1), 이 공정은 프레임 또는 브라켓 표면상에 전도성 피막을 생성시켜 도금 품질을 높이기 위한 것이며, 상업적으로 구입가능한 일정 등급의 도금액을 사용하며, 28~33℃, pH 8.3~9.3, 15Ω/㎠ 이하의 피저항치를 적용하여 5~7분 정도 진행한 다음, 수세한다.

이어 유산동 도금공정을 진행하는데(NP2), 이 공정은 프레임 또는 브라켓 표면상에 제1 전기도금층을 형성하여 표면이 연성과 밀착성을 갖고, 전도성을 향상하 고 각 도금층의 수축팽창률을 저하시키기 위한 것이며, 황산동(CuSO₄·5H₂O) 200~230g/ℓ, 황산(H₂SO₄) 50~60g/ℓ, 염소(Cl) 40~60ppm을 이용하고, 20~28℃, 전류 650~750A/C.B, 전압 3~4V/C.B 하에서 40~50분 진행한다. 이어서 황산을 이용하여 산세하여 중화시키고, 수세를 거친다.

다음으로 반광택 니켈도금 공정(NP3)이 진행되는데, 이는 일종의 프라이머로써 이전 도금층(유산동 도금층)과 이후 도금층(광택니켈층) 사이의 결합력을 향상시키기 위한 것이다.

이러한 반광택 니켈도금 공정은 NiSO₄ 260~300g/ℓ, NiCl₂ 30~40g/ℓ, 붕산 35~45g/ℓ을 혼합 사용하며, 52~58℃, pH 3.9~4.5, 전류650~750A/C.B, 전압 5~7V/C.B 하에서 15~25분 진행한다.

다음으로 광택니켈 공정(NP4)이 진행되는데, 이 공정을 통하여 내스크래치 특성과 내식특성 개선을 도모할 수 있으며, NiSO₄ 250~310g/ℓ, NiCl₂ 30~40g/ℓ, 붕산 35~45g/ℓ을 혼합 사용하며, 52~58℃, pH 3.9~4.5, 전류750~850A/C.B, 전압 5~7V/C.B 하에서 13~17분 진행한다.

상기 반광택 니켈층과 광택 니켈층의 차이는 기본적으로 전류밀도의 세기와 소량 사용되는 광택제의 종류에 기반하는 것이며, 각 공정 후에는 회수 공정을 거치고, 광택니켈 도금 공정 후에는 회수에 이어 수세가 진행된다.

다음으로 상기 니켈 도금 단계 후에는, 니켈도금층과 다른 색상이나 질감을 위한 컬러코팅 단계(CC)를 진행하여 최종적으로 특정 문양이나 레터링이 가능하도록 하기 위하여 마스킹 방법을 채용하는 것을 고려하였다.

컬러코팅 단계(CC)는 먼저 최종 세척과정을 거칠 경우 이전의 니켈도금(NP)층이 드러날 부분에 문양, 숫자, 로고 등을 인쇄한다(CC1). 마스킹층의 인쇄(CC1)는 예를 들어 인쇄장비를 활용한 실크인쇄일 수 있으며, 이후 건조과정을 거친다.

이어 도금설비를 활용하여 주석(Tin)이나 사틴(satin)과 같이 니켈층과는 다른 이종의 컬러도금 공정(CC2)을 진행하는데, 52~58℃, pH 3.9~4.5, 전류700~1100A/C.B, 전압 5~7V/C.B 하에서 5~19분 진행하며, 처리액은 NiSO₄ 470~520g/ℓ, NiCl₂ 25~35g/ℓ, 붕산 30~40g/ℓ의 혼합액을 주로하고 다양한 금속이온이나 광택제를 소량 혼합한다.

다음으로 세척설비를 활용하여 50~70초간 초음파 세척하여(CC3) 마스킹층을 제거하고 수세한다.

만약 목적물이 도 1b에 도시된 바와 같은, LCD 브라켓(B)일 경우에는 상기 컬러코팅단계(CC)는 니켈도금단계(NP) 또는 크롬도금단계(CP)를 거친 브라켓에 대하여 행하는 블랙코팅단계(BP)인 것이 바람직하다.

상기 LCD 브라켓(B)은 LCD를 위한 표시창 역할을 하는 개구부(B4) 외측으로 LCD의 외곽을 수용 고정할 수 있는 일정폭의 수용부(B2)가 형성되어 있고, 테두리에는 리벳 또는 볼트에 의하여 프레임에 고정되도록 복수의 통공이 형성된 결합 부(B3)가 구비되어 있다.

블랙코팅 단계(BC)의 주요 대상은 상기 개구부(B4) 둘레의 내측면(B1)이며, 이 내측면이 단순히 니켈도금(NP) 또는 크롬도금(CP)된 상태에 그친다면 난반사에 의하여 LCD의 균일한 휘도를 방해하고 시인성을 떨어뜨리게 된다.

이러한 블랙코팅은 흑색안료를 포함하는 도료를 스프레이하여 형성되는 것일 수 있으며, 도장품질의 향상을 위하여 도장과 건조를 수회 반복할 수 있고, 무광택인 것이 바람직하다.

또 결합력의 향상을 위하여 상기 블랙코팅 이전에 브라켓을 강알칼리성(또는 강산) 용액을 이용하여 도금된 상기 브라켓 표면에 미세 요철을 형성하는 것이 바람직하다.

또 필요에 따라 도장 대신에 전기분해방법으로 표면을 산화시켜 알루미늄 표면에 산화알루미늄으로 된 부동태피막을 형성시켜주는 양극산화피막도금방법(anodizing)(예: 철착화합물을 첨가한 황산용액에 알루미늄 제품을 침지시키고 전류를 가하여 표면에 착색 양극산화피막을 형성)과, 크롬산염을 함유한 용액속에 알루미늄 소재를 침지시켜 일어나는 화학적 반응에 의하여 알루미늄 표면상에 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 얇은 피막을 형성시켜 주는 화성피막도금방법 또는 크롬산염 피막도금방법(chromate)을 이용하여 블랙코팅층을 형성할 수 있다.

특허 본 발명에 따른 합금과 도금 및 도장기술을 활용할 경우 완성된 브라켓의 두께는 0.45mm 정도까지 제조할 수 있어 휴대전화의 경박단소화 경향에 크게 일조할 수 있다.

다음으로 크롬도금 단계(CP)는 내마모성 향상기능에 기여할 수 있으며,

먼저 내식성 강화층 도금단계(CP1)를 진행하는 것이 바람직한데, 이는 특히 반도체 제조공정이나 평판디스플레이 제조공정을 위하여 개발 발전된 미소 다공성 코팅법을 일반 도금 분야에 적용한 다공성 니켈 도금(microporous nickel coatings) 공정인 것이 바람직하다.

상기 공정은 NiSO₄ 220~270g/ℓ, NiCl₂ 60~80g/ℓ, 붕산 35~45g/ℓ의 혼합액을 이용하여, 55~61℃, pH 3.9~4.5, 전류 650~750A/C.B, 전압 6.4~6.6V/C.B 하에서 2~4분 진행하고, 이후 수세과정을 거친다.

이어서 크롬 활성화 공정(CP2)을 거친다. 이 공정에서는 상업적으로 구입가능한 영국 Cookson Electronics社의 자회사인 Enthone, Inc.의 ANKOR^® NFDS를 사용할 수 있고, NFDS 2~3g/ℓ를 사용하고, 20~30℃, 전압 2~4V/C.B 하에서 30~50초간 진행한다.

이어서 크롬도금공정(CP3)은 산화크롬(CrO₃) 210~260g/ℓ, 황산(H₂SO₄) 0.7~1.3g/ℓ의 혼합액을 사용하고, 35~41℃, 전류 1600~2000A/C.B, 전압 4.8~5.8V/C.B 하에서 3~5분 진행하고, 이후 회수, 수세 및 이온수세과정을 거친다(CP4).

본 발명에서 추구하는 프레임 및 브라켓이 최대한 박형화 된 제품임에도 이 상의 각 도금공정에서 가해지는 열에도 변형이 발생하지 않는 것은 그만큼 본 발명에 따른 합금이 기계적인 특성(내충격성 등)은 물론 다이캐스팅 품질을 증대시키고(Cu), 탈형 후 후가공시 버 제거 등의 후처리 공정이 안정되게 이루어지고(Sn 및 Pb), 도금 및 기타 후가공 공정에서 뒤틀림이나 파손이 발생되지 않도록 하며(Ni 및 Zn), 완성된 휴대전화에서도 강도 및 형상을 유지(Cr)할 수 있기 때문이며,

또 최대한 박형화가 가능한 것은 용융된 합금의 유동성이 우수하기 때문이다.

다음으로 도장된 프레임에서 특정부위만이 광택성을 갖도록 하기 위하여 도금 및 컬러코팅 과정을 거친 프레임을 다이아몬드 커팅(보다 엄밀하게는 박리) 단계(DC)를 거치는 것을 고려할 수 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 프레임의 전면 외곽 테두리를 따라 형성한 커팅부(F1)로 인하여 외관의 미려함과 시선유도가 가능하다.

만약 합금 품질이 만족스럽지 못하다면 다이캐스팅 제품자체의 불량률이 높을 뿐 아니라, 치수 균일성이 만족스럽지 못하여 반복 오차가 크므로 폭치수의 산포가 커지게 된다면 커팅 프레스에서 커팅 후 각 프레임 마다 커팅 위치가 불균일해지므로 수율이 그만큼 떨어지게 될 것이다.

그러나 본 발명에 따른 합금 성능으로 인하여 경화 과정에서 수축변형차가 현저히 감소되었으므로,

버 제거를 위하여 완전한 수작업이 아니라 디게이팅시 프레스를 이용하여 트 리밍(trimming)이 가능하여 작업효율이 개선되었으며, 프레스 방식을 취하므로 평탄도 변형이 방지된다.

또 다아이몬드 커팅에서도 그만큼 정밀한 커팅 문양을 형성하여도 불량발생을 현저히 줄일 수 있고, 프레임의 다이아몬드 커팅을 위하여 프레스의 지그는 실린더 방식으로 움직여 균일하게 프레임의 전면을 누른 상태에서 다이아몬드 커터에 의한 절삭작업이 가능하다.

이후, 상기 다이아몬트 커팅단계를 거친 프레임은 투명 보호층 형성단계(DC1)를 거쳐 커팅면(F1)의 방식 및 방청성능의 완벽화룰 도모할 수 있다.

상기 투명 보호층은 예를 들어 알킬아민화합물 계통을 사용할 수 있으며, 추가적으로 상업적으로 구입 가능한 락카에나멜수지를 더 도포하여 내약품성 및 내후성을 보완하고 피막유지 광택성을 얻을 수 있다.

이상의 설명에서 각 합금, 다이캐스팅, 각 도금 단계 및 세부 공정, 다이아몬드 커팅장치 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 공정 순서에 따라 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 따라 제조된 휴대전화용 프레임 및 LCD 브라켓의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 휴대전화용 프레임의 제조방법에 대한 공정블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

F: 프레임 F1: 다이아몬드 커팅부

B: 브라켓 B1: 블랙코팅 내측면

B2: 수용부 B3: 결합부

Claims (2)

1. 내식성 및 인장강도 향상을 위한 9.740 중량%의 Mg,

   점착성 감소를 통한 탈형 성능 향상을 위한 0.430 중량%의 Fe,

   내식성 증진 및 Fe 첨가 효과 보조를 위한 0.430 중량%의 Mn,

   용융물의 유동성 증진, 수축률 저하, 그리고 내열성 향상을 위한 0.180 중량%의 Si,

   점착성 감소 및 고용강화를 위한 0.080 중량%의 Cu,

   내식성과 강도향상을 위한 0.030 중량%의 Zn,

   내마모성 향상을 위한 0.010 중량%의 Cr,

   성형성 및 피삭성 향상을 위한 0.009 중량%의 Sn,

   내식성과 강도개선을 위한 0.009 중량%의 Ti,

   내열성 향상을 위한 0.008 중량%의 Ni,

   피삭성 향상을 위한 0.006 중량%의 Pb,

   잔량의 Al, 그리고 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는

   휴대전화 프레임용 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금.
2. 내식성 및 인장강도 향상을 위한 9.740 중량%의 Mg,

   점착성 감소를 통한 탈형 성능 향상을 위한 0.430 중량%의 Fe,

   내식성 증진 및 Fe 첨가 효과 보조를 위한 0.430 중량%의 Mn,

   용융물의 유동성 증진, 수축률 저하, 그리고 내열성 향상을 위한 0.180 중량%의 Si,

   점착성 감소 및 고용강화를 위한 0.080 중량%의 Cu,

   내식성과 강도향상을 위한 0.030 중량%의 Zn,

   내마모성 향상을 위한 0.010 중량%의 Cr,

   성형성 및 피삭성 향상을 위한 0.009 중량%의 Sn,

   내식성과 강도개선을 위한 0.009 중량%의 Ti,

   내열성 향상을 위한 0.008 중량%의 Ni,

   피삭성 향상을 위한 0.006 중량%의 Pb,

   잔량의 Al, 그리고 불가피한 불순물을 포함하는 다이캐스팅 알루미늄-마그네슘 합금을 700~750℃로 가열 용융한 용탕을 금형 캐비티로 주입하여 성형하는 단계를 포함하여 이루어진 휴대전화 프레임의 제조방법.

Images