KR101208122B1 - 알루미늄 가공을 위한 버 제거용 조성물 및 상기 조성물을 이용한 버 제거방법 - Google Patents

알루미늄 가공을 위한 버 제거용 조성물 및 상기 조성물을 이용한 버 제거방법 Download PDF

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Abstract

인산 72 내지 75 중량%, 질산 18 내지 22 중량%, 황산 3 내지 6 중량%, 및 무수크롬산 1 내지 3 중량%를 포함하는 알루미늄 가공을 위한 버 제거용 조성물을 개시한다. 본 발명에 따르면, 알루미늄 가공 표면의 조도 악화를 방지하고, 내부 홀 등의 미세 부분의 버(burr)도 효과적을 제거하기 위한 화학적인 버(burr) 제거 조성물을 이용하여 버(burr)를 효과적으로 제거함으로써 최종 품질이 우수한 알루미늄 가공품을 얻을 수 있다.

Description

알루미늄 가공을 위한 버 제거용 조성물 및 상기 조성물을 이용한 버 제거방법{Composition for removing burr in aluminium processing and method of removing the burr using the composition}
본 발명은 알루미늄 가공을 위한 버(burr) 제거용 조성물 및 버 제거방법 및 버 제거 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면 조도를 악화시키지 않으면서 알루미늄 정밀 가공시 발생되는 버(burr)를 매우 효과적으로 제거할 수 있는 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 버(burr)를 제거하는 방법에 관한 것이다.
가장 풍부한 금속인 알루미늄을 널리 사용하기 위해서는 알루미늄의 무르고 화학약품에 약한 성질을 개선하는 문제와 정밀하게 가공해야 하는 문제를 해결하여야 한다. 모든 알루미늄의 가공시에 재질의 무름으로 인하여 가공 표면 및 모서리 주위에서 알루미늄의 뜯김 현상인 버(burr)가 발생하게 된다.
도 1a 내지 도 1c는 버(burr)를 제거하기 이전 상태의 알루미늄 가공면을 도시한다. 따라서 이러한 버(burr)의 발생은 정밀 가공의 완성도를 낮추는 문제가 있으므로 알루미늄 가공에 있어서 버(burr)를 적절하게 제거하는 것은 매우 중요한 공정 중의 하나이다.
기존에 버(burr)를 제거하는 공정은 샌딩 공법과 사포를 이용하여 손질하는 수작업이 있었다. 샌딩 공법은 가는 모래 또는 금강사 입자를 고압으로 알루미늄 가공물에 주입하여 버(burr)를 제거하는 방법이다. 그러나 이러한 기계적인 버(burr) 제거작업은 버(burr)를 제거할 수는 있지만, 정밀하게 가공된 알루미늄의 표면 조도를 악화시킨다는 문제점이 있다.
사포를 이용하는 방법은 수작업으로 알루미늄 가공면의 버(burr) 발생 부분을 제거하는 공정이나 수작업에 의한 시간과 비용의 부담이 생기게 되고, 알루미늄 가공면 내부에 홀이 발생되는 경우에는 버(burr)를 제거하기가 용이하지 않다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0020931호는 알루미늄 가공물에 버(burr)를 제거하기 위하여 얼음 메디아를 조성하여 물과 함께 강력 분사하는 알루미늄 버(burr) 제거 시스템을 개시하고 있다. 그러나 상기 공개특허는 별도의 제빙장치를 이용하여 얼음 메디아를 조성하여야 하고, 얼음이 닿지 않은 알루미늄 가공품 내부의 버(burr)를 제거하기가 어렵다는 문제점이 역시 존재한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 알루미늄 가공 표면의 조도의 악화를 방지하고, 내부 홀과 같이 미세 부분까지도 버(burr)를 효과적으로 제거하기 위한 버(burr) 제거 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 이러한 조성물을 이용하여 알루미늄 가공 표면의 버(burr) 제거방법 및 상기 버(burr) 제거방법을 이용하여 제조된 알루미늄 가공품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
인산 72 내지 75 중량%, 질산 18 내지 22 중량%, 황산 3 내지 6 중량%, 및 무수크롬산 1 내지 3 중량%를 포함하는 알루미늄 가공을 위한 버(burr) 제거용 조성물을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
인산 72 내지 75 중량%, 질산 18 내지 22 중량%, 황산 3 내지 6 중량%, 및 무수크롬산 1 내지 3 중량%를 포함하는 버(burr) 제거용 조성물을 형성하는 단계;
상기 조성물에 알루미늄 가공물을 투입하는 단계;
상기 조성물에 3 ～ 8 A/cm3의 전류를 10 내지 30초 동안 인가하는 단계; 및
상기 조성물에서 알루미늄 가공물을 인출하여 수세 및 건조하는 단계를 포함하는 알루미늄 가공에서의 버(burr) 제거방법을 제공한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
상기 알루미늄 가공에서의 버(burr) 제거방법을 이용하여 제조된 알루미늄 가공품을 제공한다.
본 발명의 조성물을 이용하여 알루미늄 가공 후 발생되는 버(burr)를 제거함에 있어서 알루미늄 정밀 가공 표면에서의 조도를 악화시키지 않고, 표면 내부의 홀 등에 발생되는 버(burr)도 깨끗하게 제거할 수 있기 때문에 최종 알루미늄 가공품의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 버(burr)를 제거하기 이전 상태의 알루미늄 가공면을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따라 알루미늄 가공면에 발생된 버(burr)를 제거한 이후의 알루미늄 가공면을 도시한다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 인산 72 내지 75 중량%, 질산 18 내지 22 중량%, 황산 3 내지 6 중량%, 및 무수크롬산 1 내지 3 중량%를 포함하는 알루미늄 가공을 위한 버(burr) 제거용 조성물을 제공한다. 상기 알루미늄 가공을 위한 버(burr) 제거용 조성물은 바람직하게는 인산 74 중량%, 질산 20 중량%, 황산 5 중량%, 및 무수크롬산 1 중량%를 포함한다.
본 발명은 인산, 질산, 황산, 무수크롬산을 포함하는 조성물에 대한 것으로서 이러한 산성 용액이 알루미늄 표면에 존재하는 버(burr)와 화학반응을 일으켜 버(burr)를 제거하게 된다.
인산은 주요 산화제로서 알루미늄 표면을 식각할 수 있다. 산화제를 사용함으로써 알루미늄 표면을 얇은 두께로 식각할 수 있고, 산화제의 함량을 조절함으로써 식각의 속도 및 깊이를 조절할 수 있다. 인산은 전체 조성물에 대하여 72 내지 75 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 인산의 함유량이 72 중량% 미만인 경우에는 충분한 식각이 이루어지지 않기 때문에 버(burr) 제거효과가 미미하여 바람직하지 못하고, 인산의 함유량이 75 중량%를 초과하는 경우에는 산화제의 과다로 인하여 알루미늄 표면 조도에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
질산은 인산에 대한 보조 산화제로 사용되고 있으며, 질산의 함량이 18 중량% 미만인 경우에는 인산에 대한 보조 산화제로서의 역할이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않기 때문에 바람직하지 못하고, 질산의 함량이 22 중량%를 초과하는 경우에는 알루미늄 표면 조도에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
황산은 역시 인산에 대한 보조 산화제로서 소량 사용되고 있으며, 황산의 함량이 3 중량% 미만인 경우에는 버(burr) 제거효과가 미미하여 바람직하지 못하고, 6 중량%를 초과하는 경우에는 알루미늄 표면 조도에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
무수크롬산의 함량이 전체 조성물에 대하여 1 중량% 미만인 경우이거나 또는 3 중량%를 초과하는 경우에는 버(burr) 제거 효과가 미미하여 바람직하지 못하다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 인산 72 내지 75 중량%, 질산 18 내지 22중량%, 황산 3 내지 6 중량%, 및 무수크롬산 1 내지 3 중량%를 포함하는 버(burr) 제거용 조성물을 형성하는 단계; 상기 조성물에 버(burr)를 제거하고 하는 알루미늄 가공물을 투입하는 단계; 상기 조성물에 3 ～ 8 A/cm3의 전류를 10 내지 30초 동안 인가하는 단계; 및 상기 조성물에서 알루미늄 가공물을 인출하여 수세 및 건조하는 단계를 포함하는 알루미늄 가공에서의 버(burr) 제거방법을 제공한다.
상기 조성물을 이용하여 버(burr)를 제거하는 공정에서 알루미늄 가공물은 1 내지 5 ㎛ 두께로 식각될 수 있고, 이러한 두께 범위 내에서 본 발명의 화학적 조성물은 전기화학적 반응에 의하여 정밀하게 버(burr)를 제거하게 된다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 상기의 버(burr) 제거방법에 의하여 제조된 알루미늄 가공품을 제공한다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하는 바, 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
인산 74 중량%, 질산 20 중량%, 황산 5 중량%, 및 무수크롬산 1 중량%를 포함하는 화학적 조성물을 형성하였다. 형성된 상기 조성물에 버(burr)가 존재하는 알루미늄 정밀 가공품을 침지하고 20초 동안 5 A/cm3의 전류를 인가하였다. 조성물에 침지되어 있던 알루미늄 가공품을 수세하고 건조하였다.
실시예 2
인산 75 중량%, 질산 19 중량%, 황산 5 중량%, 및 무수크롬산 1 중량%를 포함하는 화학적 조성물을 형성하였다. 형성된 상기 조성물에 버(burr)가 존재하는 알루미늄 정밀 가공품을 침지하고 25초 동안 5 A/cm3의 전류를 인가하였다. 조성물에 침지되어 있던 알루미늄 가공품을 수세하고 건조하였다.
비교예 1
인산 71 중량%, 질산 23 중량%, 황산 5 중량%, 및 무수크롬산 1 중량%를 포함하는 화학적 조성물을 형성하였다. 형성된 상기 조성물에 버(burr)가 존재하는 알루미늄 정밀 가공품을 침지하고 20초 동안 5 A/cm3의 전류를 인가하였다. 조성물에 침지되어 있던 알루미늄 가공품을 수세하고 건조하였다.
비교예 2
인산 76 중량%, 질산 17 중량%, 황산 6 중량%, 및 무수크롬산 1 중량%를 포함하는 화학적 조성물을 형성하였다. 형성된 상기 조성물에 버(burr)가 존재하는 알루미늄 정밀 가공품을 침지하고 20초 동안 5 A/cm3의 전류를 인가하였다. 조성물에 침지되어 있던 알루미늄 가공품을 수세하고 건조하였다.
비교예 3
인산 75 중량%, 질산 20 중량% 및 황산 5 중량%를 포함하는 화학적 조성물을 형성하였다. 형성된 상기 조성물에 버(burr)가 존재하는 알루미늄 정밀 가공품을 침지하고 20초 동안 5 A/cm3의 전류를 인가하였다. 조성물에 침지되어 있던 알루미늄 가공품을 수세하고 건조하였다.
비교예 4
인산 76 중량%, 질산 15중량%, 황산 8 중량%, 및 무수크롬산 1 중량%를 포함하는 화학적 조성물을 형성하였다. 형성된 상기 조성물에 버(burr)가 존재하는 알루미늄 정밀 가공품을 침지하고 20초 동안 5 A/cm3의 전류를 인가하였다. 조성물에 침지되어 있던 알루미늄 가공품을 수세하고 건조하였다.
결과 및 평가
실시예 1에 따라 얻어진 알루미늄 가공품을 도 2a에 도시하였다. 도 2a를 참조하면, 알루미늄 가공품의 표면 조도가 유지되면서 말끔하게 버(burr)가 제거된 모습을 확인할 수 있다. 실시예 2에 따라 얻어진 알루미늄 가공품을 도 2b에 도시하였다. 도 2b를 참조하면, 역시 알루미늄 가공품 표면 조도가 유지되면서도 버(burr)가 제거된 모습을 확인할 수 있다.
비교예 1 내지 비교예 4에 따라 얻어진 알루미늄 가공품은 버(burr)가 제거로 제거되지 않았고, 비교예 1, 2, 4는 표면 조도에도 약간의 영향을 미치게 되었다. 이상의 결과들을 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 번호 인산 질산 황산 무수크롬산 버 제거여부 조도영향
실시예 1 74 20 5 1 ○ ×
실시예 2 75 19 5 1 ○ ×
비교예 1 71 23 5 1 △ △
비교예 2 76 17 6 1 △ △
비교예 3 75 20 5 0 △ ×
비교예 4 76 15 8 1 △ △
이상의 결과로부터 알루미늄 가공품에 있어서 버(burr)는 본 발명의 조성물과의 전기화학적 반응에 의하여 제거될 수 있다는 것을 확인할 수 있으며, 가공된 알루미늄 가공 표면을 훼손하지 않고 불필요한 버(burr)만 제거하게 되고, 홀 내부와 같이 버(burr) 제거가 용이하지 않은 부분까지도 깨끗하게 버(burr)가 제거될 수 있다는 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 인산 72 내지 75 중량%, 질산 18 내지 22 중량%, 황산 3 내지 6 중량%, 및 무수크롬산 1 내지 3 중량%를 포함하는 알루미늄 가공을 위한 버(burr) 제거용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 인산 74 중량%, 질산 20 중량%, 황산 5 중량%, 및 무수크롬산 1 중량%를 포함하는 알루미늄 가공을 위한 버(burr) 제거용 조성물.
  3. 인산 72 내지 75 중량%, 질산 18 내지 22 중량%, 황산 3 내지 6 중량%, 및 무수크롬산 1 내지 3 중량%를 포함하는 버(burr) 제거용 조성물을 형성하는 단계;
    상기 조성물에 알루미늄 가공물을 투입하는 단계;
    상기 조성물에 3 ～ 8 A/cm3의 전류를 10 내지 30초 동안 인가하는 단계; 및
    상기 조성물에서 알루미늄 가공물을 인출하여 수세 및 건조하는 단계를 포함하는 알루미늄 가공에서의 버(burr) 제거방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 조성물이 상기 알루미늄 가공물을 1 내지 5 ㎛ 두께로 식각하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 가공에서의 버(burr) 제거방법.
  5. 제1항 또는 제2항의 버(burr) 제거용 조성물에 의하여 제조된 알루미늄 가공품.
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