KR101297036B1 - Phosphate coating method by utilizing ultrasonic vibration for return spring - Google Patents

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Abstract

자동차용 시트의 등받이의 각도를 조절할 수 있게 하는 기구인 리클라이닝 장치의 내부에 삽입되는 리턴스프링은 얇은 금속판을 감아서 복원력을 부여하는 스파이럴 판 스프링으로서, 내식성, 방청성과 더불어 리클라이닝 장치의 동작시 리턴스프링 자체의 스프링평철(11)끼리 접촉할 수 있으므로 윤활성과 내마멸성이 추가로 요구되어 리턴스프링의 표면마감이 중요하다.
본 발명은 리턴스프링의 표면에, 내식성과 방청성을 위한 하도층 형성을 위하여 아연계 인산염과 인산액을 사용하여 인산염화성피막을 형성하고, 그 표면에 금속염을 추가로 코팅하여 윤활막을 형성하는데 초음파진동을 이용하여 반응시킴으로서 보다 조밀하고 견고한 피막을 형성하여, 리턴스프링의 녹의 방지와 리턴스프링 표면의 내마멸성을 띠게 하는 견고하고 윤활성이 있는 피막의 형성방법을 제시한다.
The return spring inserted into the reclining device, which is a mechanism for adjusting the angle of the backrest of the automobile seat, is a spiral leaf spring that provides a restoring force by winding a thin metal plate. Since the spring flat iron 11 can be in contact with each other, lubrication and abrasion resistance are additionally required, and the surface finish of the return spring is important.
The present invention forms a phosphate film using a zinc-based phosphate and a phosphate solution on the surface of the return spring to form a coating layer for corrosion resistance and rust resistance, and by coating a metal salt on the surface to form a lubricating film, ultrasonic vibration The present invention proposes a method of forming a firm and lubricious film by forming a more dense and rigid film by reacting with and preventing the return spring from rusting and abrasion resistance of the surface of the return spring.

Description

초음파진동을 이용한 리턴스프링의 인산염화성피막형성방법{Phosphate coating method by utilizing ultrasonic vibration for return spring} Phosphate coating method by utilizing ultrasonic vibration for return spring}

금속의 표면처리방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 자동차 시트의 등받이 기구인 리클라이닝 장치의 한 부속품으로 사용되는 리턴스프링의 표면에 인산염화성피막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for surface treatment of metals, and more particularly, to a method for forming a phosphate coating on the surface of a return spring used as an accessory of a reclining apparatus that is a backrest mechanism of an automobile seat.

리턴스프링은 자동차용 시트의 등받이인 리클라이닝(reclining) 장치에 내장되어 등받이를 뒤로 젖힌 후 다시 앞쪽으로 회복시켜주는 역할을 하는 통상 태엽이라고 불리우는 스파이럴 판 스프링(spiral leaf spring)으로서, 소정의 각도와 소정의 토크가 생성될 수 있도록 설계된다. The return spring is a spiral leaf spring, usually called a spring, which is embedded in a reclining device, which is the back of a car seat, which serves to fold back and recover the back. Is designed to produce torque.

자동차시트용 리턴스프링은 탄소강으로 제조하고 표면에 내식성과 방청성 등을 위하여 피막을 형성하는데, 리클라이닝 장치에 내장되는 리턴스프링은 얇은 금속판이 스파이럴 형상으로 감겨있는 형태로서 금속판과 금속판끼리 접촉하여 접촉한 표면이 서로 마모되고 또한 접촉시 불쾌한 소리 등을 유발할 수 있으므로 리턴스프링의 금속판 표면의 윤활성과 내마멸성이 요구된다.
The return spring for automobile seats is made of carbon steel and forms a film on the surface for corrosion resistance and rust resistance.The return spring embedded in the reclining device is a form in which a thin metal plate is wound in a spiral shape and the metal plate and the metal plate are in contact with each other. Since the wear and tear can cause unpleasant sounds and the like upon contact, the lubricity and abrasion resistance of the metal surface of the return spring are required.

스프링을 제작 후 표면처리를 하는 방법은 주석이나 아연도금, 크롬이나 니켈도금, 인산염화성피막형성, 크롬산염, 질산염 및 몰리브덴염등의 피막형성, 전해연마, 일반도색 및 에폭시페인팅 등 많은 방법이 사용되는데 리턴스프링로서의 요구조건을 만족시키고 경제성과 환경 오염문제 등을 고려하여 리턴스프링에 인산염화성피막과 알칼리금속염을 형성하여 내식성과 내마멸성 및 윤활성을 띠도록 할 수 있다.
The surface treatment after the spring is manufactured using tin, zinc plating, chromium or nickel plating, phosphate coating, film formation such as chromate, nitrate and molybdenum salt, electrolytic polishing, general painting and epoxy painting. In order to satisfy the requirements as a return spring and to consider economical and environmental pollution, it can form corrosion resistance, abrasion resistance and lubricity by forming phosphate coating film and alkali metal salt on return spring.

초음파는 주파수가 가청주파수인 20Hz∼20,000Hz을 넘고 기체와 액체와 고체를 매질로 하여 전달되는 음파이다. 20kHz∼2000kHz의 초음파는 분산성 향상이나 화학 반응 활성분야 등에 사용되고 2000kHz 이상의 초음파는 의학적인 용도로 사용된다.
Ultrasound is a sound wave whose frequency exceeds 20 Hz to 20,000 Hz, which is an audible frequency, and is transmitted as a medium using gas, liquid, and solid. Ultrasonic waves of 20 kHz to 2000 kHz are used for dispersibility enhancement and chemical reaction active fields, and ultrasonic waves of 2000 kHz or more are used for medical purposes.

화합물에 초음파가 가해 졌을 때 생기는 화학적인 활성은 초음파의 음압에 의한 반복적인 압축과 팽창에 의하여 액상 매질 내에 형성되는 동공(cavitation) 현상으로 인한 것이다.The chemical activity produced by the application of ultrasound to the compound is due to cavitation in the liquid medium by repeated compression and expansion by the negative pressure of the ultrasound.

초음파를 액상에 조사하는 경우 동공(cavitation) 현상이 발생되는데, 이는 초음파의 진동으로 용액이 급격한 수축과 팽창을 반복하면서 용액 중 일부분 기화하여 용액 내에 거품 형태인 버블(bubble)을 형성 후 폭발하여 소멸되는데, 버블의 크기는는 마이크로 규모로서 무수하게 많은 마이크로 버블의 생성, 폭발, 소멸이 반복적으로 이루어지며, 이때 버블의 내부는 수천도의 온도와 1000기압 이상의 극한 조건이 형성되어 버블 내부와 버블 외부의 화학물질의 분산 및 활성이나 유기물질의 열분해 및 라디칼(radical)등의 산화 등이 이루어지게 된다.Cavitation occurs when ultrasonic waves are irradiated into the liquid phase. The ultrasonic waves vibrate to explode and expand the solution while rapidly evolving a portion of the solution to form bubbles in the solution and then explode and disappear. The size of the bubble is a micro-scale, the generation, explosion, and extinction of a myriad of micro-bubbles repeatedly, the inside of the bubble is formed at the temperature of thousands of degrees and the extreme conditions of more than 1000 atm and the inside of the bubble and the outside of the bubble Dispersion and activity of chemical substances, thermal decomposition of organic substances, and oxidation of radicals are performed.

그러므로 초음파를 적절하게 사용하면 반응물을 효과적으로 분산하여 반응물의 균질화를 도모할 수 있고 반응속도 또한 빠르게 할 수 있다.
Therefore, the proper use of ultrasonic waves can effectively disperse the reactants to achieve homogenization of the reactants and speed up the reaction.

리턴스프링에 요구되는 윤활성을 부여하기 위하여서는 리턴스프링을 반응조에서 침지하고 욕조에서 비누층 형성반응을 유도하면 리턴스프링의 표면에 비누성분이 도포되어 윤활성을 띠게 된다. 비누라고 함은 포화 혹은 불포화 지방산의 금속염이라고 할 수 있으며 일반 생활용으로 사용하는 비누는 수용성 알칼리 금속염이고 비수용성인 그외의 금속염은 금속비누라고 하여 각종 산업용품 즉 도료용 첨가제, 건조제, 플라스틱 안정제 등 다양한 용도로 사용이 된다. In order to impart the lubricity required for the return spring, when the return spring is immersed in the reaction tank and the soap layer formation reaction is induced in the bath, a soap component is applied to the surface of the return spring to give lubricity. Soap is a metal salt of saturated or unsaturated fatty acid. Soap used for general life is water-soluble alkali metal salt, and other metal salts which are not water-soluble are called metal soap and various industrial products such as paint additives, desiccants, and plastic stabilizers. It is used as.

[문헌 1] 철강의 인산염 피막처리 기술. 여운관: 한국표면공학회지 13권 제4호. 1980. 228~243쪽    [Document 1] Steel phosphate coating technology. Lee Woon Kwan: Korean Journal of Surface Engineering, Vol. 13, No. 4. 1980. pp. 228-243

[문헌 2] 금속표면처리공정중의 인산염화성피막제의 원리. 김종건: 한국표면공학회. 금속표면처리 3권 1호.1970. 22~23쪽[Document 2] Principle of phosphate coating agent during metal surface treatment process. Kim Jong Gun: The Korean Institute of Surface Engineering. Metal Surface Treatment, Vol. 3, No. 1, 1970. Pp. 22--23

[문헌 2] 인산염피막제의 공정개념. 김종건. 한국표면공학회. 금속표면처리 5권 3호.1972. 86~88쪽 [Document 2] Process concept of phosphate coating agent. Jong Gun Kim. Korean Institute of Surface Engineering. Metal Surface Treatment, Vol. 5, No. 3, 1972. Pp. 86--88

[문헌 4] 표면처리기술요약. 한국표면처리기술정보센터(on-line)Document 4 Summary of Surface Technology. Korea Surface Treatment Technology Information Center (on-line)

[문헌 5] 공고 90-000302. 공고일 1990. 01.25. 강표면상에 화성처리인산염피막을 형성시키는 방법Document 5: Publication 90-000302. Date of Publication 1990. 01.25. Method of forming chemically treated phosphate film on steel surface

[문헌 6] 등록 10-0212400. 등록일 1999.05.10. 금속표면의 인산염 처리방법 및 처리액       Reference 6 Registration 10-0212400. Registration date 1999.05.10. Phosphate treatment method and treatment liquid on metal surface

[문헌 7] J. Korean Eng.Chem. Vol 20, No3, Jun 2009, 322-328       [Reference 7] J. Korean Eng. Chem. Vol 20, No3, Jun 2009, 322-328

[문헌 7] 등록 10-0475774. 등록일 2005. 03. 02. 초음파를 이용한 기판 표면에 생기는 기포 제거 방법 및 장치
Reference 7 Registration 10-0475774. 2005. 03. 02. Method and device for removing air bubbles on substrate surface using ultrasonic waves

자동차용 시트에 구비되는 리클라이닝장치의 부품인 리턴스프링은 내식성, 방청성, 윤활성 및 내마멸성이 요구되는데, 이러한 목적에 부합하기 위하여 초음파의 진동에너지를 이용하여 치밀하고 견고하며 신속하게 아연계 인산염화성피막을 형성하여 고품질의 방청성과 내식성 및 내마멸성을 띠게 하며 또한, 치밀한 금속비누 층을 형성하여 리턴스프링의 표면에 윤활성을 띠게 하는 리턴스프링의 표면의 고품질 피막처리방법을 찾는 것이 해결하려는 과제이다.
The return spring, which is a part of the reclining device provided in the car seat, requires corrosion resistance, rust resistance, lubrication, and abrasion resistance. To meet this purpose, a compact, solid and rapid zinc phosphate film is formed using ultrasonic vibration energy. The problem to be solved is to find a high quality coating treatment method of the surface of the return spring to form high quality rust prevention, corrosion resistance and abrasion resistance, and to form a dense metal soap layer to lubricate the surface of the return spring.

세정단계, 인산염화성피막 형성단계와 윤활막 형성단계로 구성하여, 인산염화성피막 형성과 윤활막 형성단계에서 초음파의 진동을 이용하여 반응을 촉진시킴으로서 리턴스프링(10)의 스프링평철(11)의 표면에 내식성, 방청성, 내마멸성과 윤활성을 가지도록 인산염화성피막과 윤활막을 형성하되,It consists of a washing step, a phosphate film forming step and a lubricating film forming step, and the corrosion resistance to the surface of the spring flat iron 11 of the return spring 10 by promoting the reaction using ultrasonic vibration in the phosphate film forming and lubricating film forming step Phosphate coating and lubricating film are formed to have rust resistance, abrasion resistance and lubricity.

리턴스프링(10)의 세정을 위한 세정단계로서,As a cleaning step for cleaning the return spring 10,

반응욕조에서 수산화나트륨의 농도 5~10g/ℓ, 온도는 65~75℃로 리턴스프링(10)을 탈지하는 단계 및 탈지 후 수세(水洗)하고 염산의 농도 20~25 중량%, 온도는 20℃에 3~5분 침지하여 산세하는 단계 및 산세 후 수세하고 수산화칼슘의 농도 1.5~2.0g/ℓ, 온도는 20℃에 3~5분 침지하여 중화시키는 단계를 포함하고,Degreasing the return spring (10) at a concentration of 5 to 10 g / l of sodium hydroxide and a temperature of 65 to 75 ° C. in a reaction bath, followed by washing with degreasing and washing with a concentration of 20 to 25% by weight of hydrochloric acid and a temperature of 20 ° C. 3 to 5 minutes of immersion in pickling and washing after pickling, and the concentration of calcium hydroxide 1.5 ~ 2.0g / L, the temperature is immersed in 20 ℃ 3 to 5 minutes, and neutralizing,

인산염화성피막을 형성하는 단계로서,Forming a phosphate coating film,

아연계 인산염을 인산용액이 담긴 반응욕조에 투입하여 전산도 25~27point, 유리산도 3.0~4.0point로 적정하는 단계 및 상기의 아연계 인산염과 인산액의 혼합액에 산화제로서 농도 0.5~1.0g/ℓ인 염소산소다를 더 혼합하고, 초음파의 진동수를 40kHz~100kHz, 출력을 혼합액 60리터 기준 100~200W로 하고 온도는 80~90℃에서 리턴스프링(10)을 침지하여 스프링평철(11)의 표면에 인산염화성피막을 형성하는 단계를 포함하며,Zinc-based phosphate was added to a reaction bath containing a phosphate solution, and titrated to 25-27 points of acidity and 3.0-4.0 points of free acid, and concentration of 0.5-1.0 g / l as an oxidizing agent in the mixture of zinc-based phosphate and phosphate solution. Phosphorus chlorine is further mixed, the ultrasonic frequency is 40 kHz to 100 kHz, the output is 100 to 200 W based on 60 liters of the mixed liquid, and the temperature is immersed in the return spring 10 at 80 to 90 ° C. Forming a phosphate coating,

윤할막을 형성하는 단계로서,As a step of forming a lubricating film,

인산염화성피막이 형성된 리턴스프링을 수세하고 농도가 3.0~3.5g/ℓ인 아질산나트륨을 투입하고 20℃에 3~5분간 유지하여 중화시키는 단계 및 초음파반응기(40)에 농도 80~85g/ℓ의 스테아린산과 농도 120~130g/ℓ의 아세트산염과 농도 100~110g/ℓ의 에탄올을 침지하여 혼합하고, 초음파의 주파수는 40kHz~100kHz, 출력은 혼합액 60리터 기준 100~200W로 하며 혼합액의 온도는 65~75℃로 유지하여, 인산염화성피막이 형성된 리턴스프링의 표면에 금속비누 성분의 윤활막을 형성하는 단계를 포함하는 것이 과제를 해결하는 수단이다.
Washing the return spring formed with phosphate-coated film, adding sodium nitrite having a concentration of 3.0 to 3.5 g / l, maintaining the mixture at 20 ° C. for 3 to 5 minutes, and neutralizing the stearic acid with a concentration of 80 to 85 g / l in the ultrasonic reactor 40. The mixture is immersed and mixed with an excess concentration of 120 to 130 g / l acetate and 100 to 110 g / l ethanol, and the frequency of the ultrasonic wave is 40 kHz to 100 kHz and the output is 100 to 200 W based on 60 liters of the mixed liquid. Maintaining it at 75 degreeC and including the step of forming the lubricating film of a metal soap component in the surface of the return spring in which the phosphate film was formed is a means of solving the subject.

일반적인 공정으로 형성된 인산염피막과 금속비누 층은 표면이 거칠고 견고성이 떨어지며 윤할성이 지속적으로 장시간 유지되지 못하는 문제가 있는데, 초음파의 진동에너지를 이용하여 인산염피막과 윤활층을 형성함으로서, 각각의 반응시간을 줄이면서도 치밀하고 견고하며 내구성이 뛰어난 고품질의 인산염피막과 윤할층의 형성이 가능한 효과가 있다.
Phosphate film and metal soap layer formed by the general process has a problem that the surface is rough and the hardness is poor, and the lubrication property is not maintained for a long time.By forming the phosphate film and the lubricating layer using the vibration energy of ultrasonic waves, each reaction time It is possible to form a high-quality phosphate film and a lubricating layer which is dense, solid and durable while reducing the weight.

도 1은 시트의 리클라이닝장치의 리턴스프링 부분확대도.
도 2는 초음파진동을 이용한 리턴스프링의 인산염화성피막형성을 위한 공정도.
도 3은 (a)는 초음파반응기의 평면도.
(b)는 초음파반응기의 동작상태도.
1 is an enlarged view of a return spring of a reclining apparatus of a seat;
Figure 2 is a process chart for the formation of phosphate film of the return spring using ultrasonic vibration.
Figure 3 is a plan view of the ultrasonic reactor.
(b) is an operating state of the ultrasonic reactor.

도 1은 본 발명으로 인산염화성피막 및 윤활막이 코팅된 리턴스프링(10)이 장착되는 자동차용 시트의 리클라이닝장치(20)의 확대도이다.1 is an enlarged view of a reclining apparatus 20 for an automobile seat in which a return spring 10 coated with a phosphate coating film and a lubricating film is mounted according to the present invention.

승차자가 시트(30)에서 등받이를 앞쪽으로 회복하고자 하여 리턴핸들(21)을 당기면, 리클라이닝장치(20)의 리턴스프링(10)의 복원력으로 등받이가 앞쪽으로 회복된다.When the rider pulls the return handle 21 to recover the backrest forward from the seat 30, the backrest is restored forward by the restoring force of the return spring 10 of the reclining apparatus 20.

승차자가 시트(30)에서 등받이를 뒤로 젖히고자 리턴핸들(21)을 당기면, 리클라이닝장치(20)가 풀리면서 등받이가 뒤로 젖혀지게 되는데, 이때 리턴스프링(10)은 압축되어 직경이 작아지며 리턴스프링(10)의 스프링평철(11)이 서로 접촉하며 마찰을 하고 또한 불쾌한 마찰음이 발생하게 된다.When the rider pulls the return handle 21 to lean the back back from the seat 30, the reclining apparatus 20 is released and the back back is leaned back. At this time, the return spring 10 is compressed to decrease the diameter and the return spring. The spring flat irons 11 of 10 come into contact with each other and rub, and an unpleasant friction sound is generated.

이러한 마찰음을 감소시키기 위해서는 리턴스프링(10)의 스프링평철(11)의 표면의 윤활성과 내마멸성이 요구되므로 내식성을 부여하고 견고하여 내 마멸성이 뛰어난 인산아연계의 인산염화성피막을 형성하고 이 위에 윤할성을 띠게 하기 위하여 금속염인 금속비누를 표면에 안착시킨다.
In order to reduce the friction noise, the lubricity and abrasion resistance of the surface of the spring flat 11 of the return spring 10 are required. Therefore, a phosphate coating film of zinc phosphate type having excellent abrasion resistance can be formed by providing corrosion resistance and polishing. Metal soap, a metal salt, is placed on the surface in order to make it castle.

초음파는 주파수가 가청주파수인 20Hz∼20,000Hz을 넘고 기체와 액체와 고체를 매질로 하여 전달되는 음파이다. 20kHz∼2000kHz의 초음파는 분산성 향상이나 화학 반응 활성분야 등에 사용되고 2000kHz 이상의 초음파는 의학적인 용도로 사용된다.Ultrasound is a sound wave whose frequency exceeds 20 Hz to 20,000 Hz, which is an audible frequency, and is transmitted as a medium using gas, liquid, and solid. Ultrasonic waves of 20 kHz to 2000 kHz are used for dispersibility enhancement and chemical reaction active fields, and ultrasonic waves of 2000 kHz or more are used for medical purposes.

화합물에 초음파가 가해 졌을 때 생기는 화학적인 활성은 초음파의 음압에 의한 반복적인 압축과 팽창에 의하여 액상 매질 내에 형성되는 동공(cavitation) 현상으로 인한 것이다.The chemical activity produced by the application of ultrasound to the compound is due to cavitation in the liquid medium by repeated compression and expansion by the negative pressure of the ultrasound.

초음파를 액상에 조사하는 경우 동공(cavitation) 현상이 발생되는데, 이는 초음파의 진동으로 용액이 급격한 수축과 팽창을 반복하면서 용액 중 일부분 기화하여 용액 내에 거품 형태인 버블(bubble)을 형성 후 폭발하여 소멸되며, 버블의 크기는 마이크로 규모로서 무수하게 많은 마이크로 버블의 생성, 폭발, 소멸이 반복적으로 이루어지는데, 이때 버블의 내부는 수천도의 온도와 1000기압 이상의 극한 조건이 형성되어 버블 내부와 버블 외부의 화학물질의 분산 및 활성이나 유기물질의 열분해 및 라디칼(radical)등의 산화 등이 이루어지게 된다.Cavitation occurs when ultrasonic waves are irradiated into the liquid phase. The ultrasonic waves vibrate to explode and expand the solution while rapidly evolving a portion of the solution to form bubbles in the solution and then explode and disappear. The size of the bubble is micro scale, and numerous micro bubbles are repeatedly generated, exploded, and extinguished. At this time, the inside of the bubble is formed at a temperature of thousands of degrees and an extreme condition of more than 1000 atm. Dispersion and activity of chemical substances, thermal decomposition of organic substances, and oxidation of radicals are performed.

그러므로 초음파를 적절하게 사용하면 반응물을 효과적으로 분산하여 반응물의 균질화를 도모할 수 있고 반응속도 또한 빠르게 할 수 있다.
Therefore, the proper use of ultrasonic waves can effectively disperse the reactants to achieve homogenization of the reactants and speed up the reaction.

인산염화성피막은 철의 표면을 처리하여 물리적 화학적 특성을 향상시키는 표면처리법으로서 공업적으로 가장 많이 사용하고 있는 금속표면 처리방법 중 하나이다. Phosphate coating is one of the most used metal surface treatment methods in the industry as a surface treatment method to improve the physical and chemical properties by treating the surface of iron.

인산(H3PO4)이 알칼리성 용액과 만나면 인산염이 생성되는데, 인산염은 3 염기산으로 아래와 같은 3가지 형태의 인산염을 가진다.
When phosphate (H3PO4) meets an alkaline solution, phosphate is produced. Phosphate is a tribasic acid and has three types of phosphates:

Figure 112011049537925-pat00001

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제1 인산염은 어떠한 알칼리금속의 염도 수용성이며 제2 인산염과 제3 인산염은 알칼리금속과 암모늄염을 제외하고는 불용성이므로 이러한 특성을 이용하여 인산염화성피막을 형성한다.The primary phosphate is water soluble in any alkali metal salt, and the second and third phosphate salts are insoluble except the alkali metal and ammonium salts, so these properties are used to form a phosphate coating.

제1인산염은 인산용액 속에 침지되어 있을 경우, 특정의 농도와 온도에서 스스로 해리하는 성질이 있는데, 이 해리도는 금속염의 종류에 따라 차이가 있고 또한 온도에 의해서도 영향을 받으므로 이들 요소를 고려한 적절한 해리도를 갖는 금속염과 온도설정으로 표면처리하고자 하는 대상물의 표면성질을 변화시키는 화성피막을 형성한다.
When phosphate is immersed in a phosphate solution, it dissociates itself at a certain concentration and temperature. The dissociation degree varies depending on the type of metal salt and is also affected by temperature. Forming a chemical conversion film to change the surface properties of the object to be surface-treated with a metal salt having a temperature setting.

본 발명은 금속염으로서 아연계, 망간계 및 철 인산염을 사용하여 철제품의 표면에 인산염화성피막을 형성하고 형성된 인산염피막 위에는 윤활막인 금속비누 층을 형성하는 방법에 있어서 초음파의 진동에너지를 이용하여 피막형성반응을 촉진시키고 인산염화성피막 및 금속비누층의 밀도를 더욱 견고하고 고르게 할 수 있는데 아래 반응식은 인산염화성피막 형성 반응식이다.The present invention uses a zinc-based, manganese-based and iron phosphate as a metal salt to form a phosphate film on the surface of the iron product, and on the formed phosphate film to form a metal soap layer as a lubricating film using ultrasonic vibration energy in the film It can promote the formation reaction and make the density of phosphate coating layer and metal soap layer more firm and even.

Figure 112011049537925-pat00002

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이 반응은 표면에 코팅하고자 하는 목적물이 없는 상태인 경우의 평형상태인데, 이 액에 철(Fe)로 된 목적물을 침지하게 되면 아래의 반응식 ④와 같이, 해리되어 있는 인산(H3PO4)이 철의 표면을 침식하여 제 1 인산염( Fe(H2PO4)2 )으로 용출되며 수소가스도 발생한다.This reaction is an equilibrium when there is no object to be coated on the surface. When the object of iron (Fe) is immersed in this liquid, dissociated phosphoric acid (H3PO4) is dissolved in iron as in the following equation ④. The surface is eroded, eluted with Fe (H2PO4) 2, and hydrogen gas is generated.

Figure 112011049537925-pat00003

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④식이 진행되어 용액 중 Fe(H2PO4)2의 농도가 올라가다 한계점에 도달하면 Fe(H2PO4)2가 해리하여 난용성의 인산 제2철(FeHPO4)이 발생하며 이로 인해 유리인산(H3PO4)이 감소하다 소멸되어 제2 인산염(Zn2HPO4)과 제 3 인산염(Zn3(PO4))위 형태로 추출하여 철로 된 목적물 표면에 인산염화성피막을 형성한다.
④ When the concentration of Fe (H2PO4) 2 in the solution rises and the limit is reached, Fe (H2PO4) 2 dissociates, resulting in poorly soluble ferric phosphate (FeHPO4), which reduces free phosphoric acid (H3PO4). It is extinguished and extracted in the form of the second phosphate (Zn 2 HPO 4) and the third phosphate (Zn 3 (PO 4)) to form a phosphate coating on the surface of the iron object.

인산염화성피막의 재료는 제1인산염인 2가 금속 중 아연의 염을 사용하여 인산과 같이 제1인산염 용액을 만들어 탄소강인 리턴스프링을 침지하고 초음파 진동을 가하지 않는 상태에서는 85˚C에서 10분간 반응을 시키면 ①, ②, ③, ④에 나타나 있는 화학반응에 의하여 리턴스프링의 표면을 부식시켜 제2인산염과 제 3인산염을 스프링평철(11)의 표면에 인산염화성피막을 형성한다.
The material of the phosphate coating film is a salt of zinc divalent metal, which is the first phosphate, to make a first phosphate solution like phosphoric acid to immerse the return spring, which is carbon steel, and react for 10 minutes at 85˚C without applying ultrasonic vibration. When the surface of the return spring is corroded by the chemical reactions shown in ①, ②, ③, and ④, the second and third phosphates are formed on the surface of the spring flat iron 11.

통상 인산염화성피막의 피막 재료로서는 아연계, 망간계 및 철계 인산염 등의 재료가 사용되고 있으나, 인산망간을 사용하여 인산염화성피막을 하면 두께가 10~20um 로 두꺼운 피막이 형성되며 내식성과 자기윤활성이 있고 치밀하나, 인산아연을 사용하여 인산염화성피막을 형성하면 피막 두께가 얇지만 형성된 인산염화성피막에 금속염인 금속비누 성분을 추가로 형성하여 표면의 윤활성을 더욱 우수하게 할 수 있으므로 윤활성이 요구되는 리턴스프링의 경우 하도피막으로서 아연계 인산염화성피막을 사용하고 그 상부에 금속염 중의 하나인 주석 금속비누 층을 형성할 수 있는 지방산과 주석아세트산 및 알콜을 침지하여 도포한다.
Usually, zinc, manganese and iron phosphates are used as the coating material of phosphate coating film. However, when phosphate coating is made using manganese phosphate, a thick film with a thickness of 10 to 20um is formed. However, if the phosphate film is formed using zinc phosphate, the thickness of the film is thin, but the metal soap component, which is a metal salt, can be additionally formed on the formed phosphate film to improve the lubricity of the surface. In this case, zinc base phosphate coating is used as the undercoat, and fatty acid, tin acetic acid and alcohol capable of forming a tin metal soap layer, which is one of metal salts, are immersed and applied.

리턴스프링의 인산염화성피막 및 윤활막 형성공정은 세정단계, 인산염화성피막 형성단계와 윤활막 형성단계 등 3단계로 구성되는데, 세정단계에서는 각 반응조에 일반 교반기를 이용하여 순차적으로 알칼리와 산세 처리 후, 일반 초음파 세척기와 순수(DI water)를 사용하여 수세하고 수산화칼슘으로 중화시키며, 인산염화성피막 형성단계에서는 반응조의 인산액에 아연계 인산염을 투입하고 그 반응결과로 발생하는 수소가스를 제거하기 위한 산화제인 촉진제를 같이 투입하여 인산염화성피막을 형성하는데, 이때 배스(bath) 타입 초음파 반응조를 구성하여 반응시킴으로서 반응속도를 올리고 반응물의 결과인 피막의 품질향상을 도모한다.The process of forming the phosphate-encapsulating film and lubricating film of the return spring consists of three steps: washing step, phosphating film-forming step, and lubricating film forming step. It is washed with an ultrasonic cleaner and DI water and neutralized with calcium hydroxide.In the phosphate film forming step, a zinc phosphate is added to the phosphate solution of the reaction tank and an oxidizing agent to remove hydrogen gas generated as a result of the reaction. It is added together to form a phosphate coating film, in which a bath type ultrasonic reaction tank is formed and reacted to increase the reaction rate and improve the quality of the film resulting from the reactants.

인산염화성피막 형성반응에서는 ④식에 의한 화학반응의 결과로서 수소기포가 발생하여 리턴스프링의 표면에 형성되는데, 이 수소기포가 반응속도를 지연시키는 역할을 하지만 초음파의 진동으로 쉽게 리턴스프링 표면에서 이탈하고 반응조에 같이 투입되는 촉진제와 같이 보다 빠르게 결합하여 사라지므로 리턴스프링 표면의 인산염피막형성 속도가 비약적으로 빨라지게 된다.In the phosphate film formation reaction, hydrogen bubbles are generated on the surface of the return spring as a result of the chemical reaction according to the equation ④, but these bubbles slow the reaction rate but are easily separated from the surface of the return spring by the vibration of ultrasonic waves. As the accelerator is added to the reactor together, it binds and disappears faster, resulting in a much faster rate of phosphate film formation on the surface of the return spring.

인산염화성피막이 형성된 후에는 증류수를 사용하여 세척하고 아질산나트륨으로 중화하여 완료한다.After the phosphate coating is formed, it is washed with distilled water and neutralized with sodium nitrite to complete.

마지막으로 윤활막 형성단계에서는 금속염을 생성할 수 있는 지방산인 스테아린 산과 주석 아세트산염 및 알콜을 투입하고 저출력 초음파로 진동을 가하여 금속염인 주석 금속비누 층의 형성을 촉진함으로서 조밀하고 내구성이 뛰어난 주석 금속비누 층이 인산염피막층 위에 형성된다.
Finally, in the lubrication film forming step, a dense and durable tin metal soap layer is prepared by adding stearic acid, tin acetate, and alcohol, which can generate metal salts, and by vibrating with low power ultrasonic waves to promote the formation of a tin metal soap layer, which is a metal salt. It is formed on this phosphate coating layer.

아래의 표 1은 리턴스프링(10)에 아연계 인산염화성피막 형성을 위한 공정순서로서, 각 반응은 각각의 반응욕조에서 이루어지는데 표면처리작업 전에 반드시 해야할 것이 표면세정이므로 아래 테이블의 순서대로 일반 교반기를 이용한 수산화나트륨에 의한 알칼리세정 및 수세, 염산에 의한 산성세정 및 순수로 초음파세척 후 알칼리인 수산화칼슘을 이용하여 중화한다.
Table 1 below is a process sequence for forming a zinc-based phosphate coating film on the return spring 10. Each reaction is carried out in each reaction bath. Alkaline washing with sodium hydroxide and washing with water, acidic washing with hydrochloric acid and ultrasonic washing with pure water and neutralizing with alkali calcium hydroxide.

Figure 112011049537925-pat00004
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스프링평철(11)의 표면의 인산염화성피막 형성을 위한 인산염혼합액을 조제하는데, 인산용액에 아연계 인산염을 투입하여 전산도는 25~27point, 해리산도는 3.5~4.0 point로 적정(滴定)하고 표면피막 형성 대상물인 리턴스프링(10)을 반응조 60리터 기준 100~200W의 저출력의 초음파 반응조에 침지하여, 온도는 약 85℃에 1~2분 반응을 진행하면 인산염화성피막이 형성된다.A phosphate mixture is prepared to form a phosphate film on the surface of the spring flat iron (11). Zinc-based phosphate is added to the phosphate solution, and the acidity is 25 to 27 points and dissociation acid is 3.5 to 4.0 points. The return spring 10, which is an object to be formed, is immersed in a low-power ultrasonic reaction tank of 100 to 200 W based on 60 liters of the reaction tank, and the phosphate film is formed when the temperature is reacted at about 85 ° C. for 1 to 2 minutes.

일반적인 경우 인산염화성피막 형성시 피막의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소가 전산도와 해리산도의 농도이다.In general, the most important factors affecting the quality of the film in the formation of phosphate coating are the concentration of acidity and dissociation acidity.

전산도는 인산염을 투입한 인산 용액 안의 전체 산성성분의 양을 나타내는 것으로 측정방법은 용액 10cc를 채취한 후 페놀프타인(PP)을 지시약으로 하여 0.1N의 수산화나트륨으로 적정(滴定)할 때 중화되는 시점의 수산화나트륨의 양(ml)이 그것이고, The acidity represents the total acid content in the phosphate solution in which phosphate is added.Measurement method is to neutralize when 10cc of solution is taken and titrated with 0.1N sodium hydroxide using PP as the indicator. The amount of sodium hydroxide at that point (ml)

해리산도는 인산염을 투입한 인산 용액 안의 유리산도의 양으로서, 용액 10cc를 채취하고 브롬페놀블루(BPB)를 지시약으로하여 0.1N의 수산화나트륨으로 적정할 때 중화되는 시점의 수산화나트륨의 양(ml)이 그것이다.
Dissociative acidity is the amount of free acidity in the phosphate solution to which phosphate is added.The amount of sodium hydroxide at the time of neutralization when 10 cc of solution is taken and titrated with 0.1 N sodium hydroxide using bromine phenol blue (BPB) as an indicator (ml ) Is that.

전산도와 유리산도 두 가지 파라미터에 의한 인산염화성 피막의 품질이 영향을 받는데, 유리산도의 경우 농도가 높을 경우 반응시간 즉 스프링평철(11)의 표면의 화성에 필요한 시간이 길어지며 내식성이 감소할 우려가 있고, 농도가 낮을 경우에도 내식성의 저하할 수 있다.The quality of the phosphate film is affected by two parameters: acidity and free acidity.In the case of free acidity, when the concentration is high, the reaction time, that is, the time required for the chemical conversion of the surface of the spring flat iron 11, becomes long and the corrosion resistance may decrease. In addition, even when the concentration is low, corrosion resistance can be reduced.

전산도의 경우는 낮을 경우 즉 인산액이 과도하게 인산염혼합액을 희석하면 침전물이 많이 발생하여 손실이 커지고 전산도가 높을 경우는 반응시간이 길어지고 내식성도 저하되며 표면상태가 거칠고 어두운 색을 띠게 된다.
When the acidity is low, that is, when the phosphate mixture is diluted excessively, a large amount of sediment is generated, and the loss is large. When the acidity is high, the reaction time is long, the corrosion resistance is decreased, and the surface state is rough and dark. .

인산염화성피막 형성을 위한 초음파반응기는 여러형태가 가능하지만 본 발명에 사용한 형태는 다수의 초음파진동자(50)가 반응기의 하부에 구비되는 배스(bath)타입인데, 도 3에서 고주파발진기(60)를 가동하면 초음파반응기(40)의 하부에 구비된 2*5=10개의 초음파진동자(50)가 진동을 하여 초음파반응기(40) 내부의 하단부에서 발생한 초음파진동이 상부방향으로 전파하는데, 인산염반응액과 공기가 맞닿는 표면인 계면(45)에서 액체-기체 사이의 굴절율 차이에 따라 반사를 하여 다시 하부 방향으로 반사하여 전파를 하게 되며 이때, 초음파반응기 하부의 바닥면과 인산염반응액 표면 사이의 거리가 사용하는 초음파 파장의 1/2의 정수배의 거리에 있을 때 정재파(standing wave)가 발생하여 보다 균일한 초음파 전달이 가능하게 되는데, 정재파가 발생하지 않을 경우에는 반사한 음파와 서로 간섭을 하여 반응액 내에 불균일한 초음파진동인 맥놀이 현상이 발생하여 인산염피막의 품질 저하의 우려가 있으므로 반응기 내에 투입하는 반응액의 계면높이(61)를 상기한 초음파반응기(40) 하부의 바닥면부터 초음파 파장의 1/2의 정수배의 거리로 하여 일정하게 관리한다.Ultrasonic reactor for forming the phosphate film is possible in many forms, but the form used in the present invention is a bath (bath) type in which a plurality of ultrasonic vibrators 50 are provided at the bottom of the reactor, the high-frequency oscillator 60 in FIG. In operation, 2 * 5 = 10 ultrasonic vibrators 50 provided at the lower portion of the ultrasonic reactor 40 vibrate, and ultrasonic vibrations generated at the lower end of the ultrasonic reactor 40 propagate upwards. At the interface 45, which is a surface where air is in contact with each other, the light is reflected according to the difference in refractive index between the liquid and the gas, and then is reflected back to the downward direction, whereby the distance between the bottom surface of the ultrasonic reactor and the surface of the phosphate reaction solution is used. When standing at an integer multiple of one-half the wavelength of the ultrasonic wave, standing waves are generated, which makes it possible to transmit ultrasonic waves more uniformly. In this case, the pulsation phenomenon, which is a nonuniform ultrasonic vibration in the reaction solution, may occur due to interference with the reflected sound waves, and the quality of the phosphate coating may be deteriorated. 40) Constantly manage the distance from the bottom of the lower part to an integer multiple of 1/2 of the ultrasonic wavelength.

본 발명에 사용한 인산염피막형성 반응조에 사용한 주파수는 40kHz 인데 용액속에서 음파의 전달속도는 공기 중 전달속도의 수배인데 바닷물인 경우 1500m/sec이고 이 또한 용액의 온도에 따른 차이가 있지만 바닷물 속 음파의 전파속도를 이용하여 파장길이의 근사치를 구하면 다음과 같다.The frequency used in the phosphate film forming reactor used in the present invention is 40 kHz. The speed of sound waves in the solution is a multiple of the rate of air in the water, but it is 1500 m / sec in sea water and this also depends on the temperature of the solution. The approximation of the wavelength length using the propagation speed is as follows.

1500m/sec = 40,000Hz * 파장1500 m / sec = 40,000 Hz * Wavelength

-> 파장 = 1500/40000 = 0.0375m ~ 3.75cm
-> Wavelength = 1500/40000 = 0.0375m ~ 3.75cm

즉 40kHz의 초음파가 바닷물 속을 전파할 때의 파장은 약 3.75cm 인데 In other words, when the 40kHz ultrasonic wave propagates in the seawater, the wavelength is about 3.75cm

인산용액의 비중은 약 1.9으로 바닷물의 평균비중인 1.025보다 높으므로 파장의 길이가 3.75cm 보다 더 길어지게 된다.The specific gravity of the phosphate solution is about 1.9, which is higher than the average specific gravity of 1.025 in seawater, resulting in longer wavelengths than 3.75 cm.

매질의 비중이나 밀도가 높아져도 전파하는 주파수는 일정하지만 음파의 전파속도는 높아지는데, 인산용액내의 음파의 전파속도를 1600m/sec로 가정하면 파장은 약 4cm 가 되므로 1/2인 2cm의 정수배의 거리로 하여 인산염반응기의 인산용액 의 계면높이(61)으를 정하는데, 본 발명에서는 인산용액과 인산염을 투입하고 산화제를 투입한 후의 계면높이(61)를 2cm의 정수배인 40cm로 하고, Even if the specific gravity and density of the medium increases, the frequency of propagation is constant, but the speed of sound waves increases.Assuming the propagation speed of sound waves in phosphate solution is 1600m / sec, the wavelength is about 4cm. The interfacial height 61 of the phosphate solution of the phosphate reactor is determined as the distance. In the present invention, the interface height 61 after the phosphate solution and the phosphate is added and the oxidant is added to 40 cm, which is an integer multiple of 2 cm,

침지공정에서는 스테아린산에 주석 아세트산염 및 에탄올을 투입한 전체 용액의 계면높이(61)는 스테아린산의 비중이 70도에 약 0.85이고 에탄올의 비중은 20도에 0.79이므로 이들 혼합액 속의 음파의 전달속도는 1500m/sec보다 낮게 되어 전파속도를 1400m/sec로 가정하여 근사치를 구하면, 혼합액 속에서 파장의 길이는 약 3.5cm가 되어 초음파반응기(40) 내의 혼합액의 계면높이(61)를 3.5cm의 정수배인 38.5cm로 한다.
In the immersion process, the interface height (61) of the total solution in which tin acetate and ethanol were added to stearic acid is about 0.85 at 70 degrees of stearic acid, and 0.79 at 20 degrees of ethanol, so the speed of sound waves in these mixtures is 1500m. When the approximate value is obtained assuming a propagation speed of 1400 m / sec lower than / sec, the length of the wavelength in the mixture is about 3.5 cm, and the interface height 61 of the mixture in the ultrasonic reactor 40 is an integer multiple of 3.5 cm. It is cm.

초음파진동자(50)를 사용하여 반응액에 초음파진동을 가하게 되면 용액의 온도가 올라가는데, 본 발명의 인산염형성반응시 온도는 85도를 기준으로 하여 온도조절을 하나 초음파진동에 의하여 온도가 상승하므로,반응기에 사용하는 온도조절기는 용액의 온도를 직접 측정하여 온도를 조절하는 피드백방식의 온도조절장치가 필요하며, 온도가 너무 높이 올라갈 경우를 대비하여 반응기의 외피에 냉각수를 순환 시킬 수 있는 물재킷(80)을 구비한 반응기를 사용한다.When ultrasonic vibration is applied to the reaction solution by using the ultrasonic vibrator 50, the temperature of the solution increases. In the phosphate formation reaction of the present invention, the temperature is controlled based on 85 degrees, but the temperature is increased by ultrasonic vibration. The temperature controller used in the reactor requires a feedback type temperature control device that directly measures the temperature of the solution and controls the temperature, and a water jacket that can circulate the coolant in the reactor shell in case the temperature rises too high. A reactor equipped with 80 is used.

인산염형성반응 및 금속비누층 형성반응을 촉진하기 위하여 초음파의 진동을 전달할 때 너무 강한 진동을 전달하면 리턴스프링(10) 표면의 과도한 진동으로 피막형성이 되지않으므로 초음파발진기의 출력을 약하게 하고 용액내에 균일하게 진동이 전달되도록 하여야하는데, 본 발명에서는 60리터의 반응액에 대하여 100~200W로 하지만, 이 출력은 반응용기의 형태나 초음파진동자들의 배치위치 등에 따라 출력을 조정할 필요가 있으므로 실험적으로 초음파출력을 정한다.
When the vibration of the ultrasonic wave is transmitted to promote the phosphate formation reaction and the metal soap layer formation reaction, if the vibration is too strong, the film is not formed due to excessive vibration of the surface of the return spring 10. Therefore, the output of the ultrasonic oscillator is weakened and uniform in the solution. In the present invention, the vibration is to be transmitted to 100 ~ 200W for the reaction liquid of 60 liters, but this output needs to be adjusted according to the shape of the reaction vessel or the arrangement position of the ultrasonic vibrator, so the ultrasonic output is experimentally Decide

배경기술에 기술한 화학식 ④에서 보면 반응결과로서 수소가스(H2)가 발생하는데, 이 수소가스가 리턴스프링(10)의 표면에 작은 기포형태로 남아서 인산염피막형성반응을 지연시키고 피막상태를 불균일하고 거칠게 할 수 있으므로 수소가스를 제거시켜주기 위한 산화제로서 아초산소다(NaNO2)나 염소산소다(NaClO3)를 투입하여 피막형성시간을 단축하고 보다 고품질의 피막을 형성하게 되는데, 이 경우도 초음파의 진동에 의해 리턴스프링 표면에 생성되는 수소기포가 쉽게 반응액 속으로 이탈이 되어 용액중의 산화제와 결합을 하여 소멸하므로 인산염피막형성속도가 매우 빨라지게 된다.In the formula (4) described in the background art, hydrogen gas (H2) is generated as a reaction result, and the hydrogen gas remains in the form of small bubbles on the surface of the return spring 10, delaying the phosphate film formation reaction and making the film state uneven. Since it can be roughened, sodium nitrate (NaNO2) or sodium chlorate (NaClO3) is added as an oxidizing agent to remove hydrogen gas, which shortens the film formation time and forms a higher quality film. As a result, hydrogen bubbles generated on the surface of the return spring are easily released into the reaction solution, and are combined with the oxidizing agent in the solution to extinguish.

본 발명에서는 인산염화성피막 형성시 산화제로서 염소산소다를 0.5~1.0g/ℓ의 농도로 투입하여 피막형성반응을 촉진한다.
In the present invention, in the formation of the phosphate film, sodium chloride chlorine is added at a concentration of 0.5 to 1.0 g / l as an oxidizing agent to promote the film forming reaction.

인산염화성피막의 형성이 끝난 후에는 리턴스프링(10)을 증류수로 수세하고 아질산나트륨을 사용하여 중화한 후, 리턴스프링의 표면에 윤활성을 띠게 하기 위하여 금속염 즉 금속비누를 리턴스프링(10) 표면에 형성하기 위하여 초음파반응기(40)에 지방산인 스테아린산과 주석 아세트산염과 에탄올을 각각 농도 80~85g/ℓ, 120~130g/ℓ, 100~110g/ℓ로 하여 섞은 후 약 70˚C 에 약 2~3분간 초음파진동을 가하면 복분해 반응이 일어나면서 리턴스프링(10)의 표면의 인산염화성피막에 견고한 주석 금속비누가 형성되고 안착되어 윤활성을 띠게 된다.
After the formation of the phosphate film, the return spring 10 is washed with distilled water and neutralized with sodium nitrite, and then a metal salt, ie, a metal soap, is applied to the surface of the return spring 10 in order to lubricate the surface of the return spring. In order to form a mixture of fatty acids stearic acid, tin acetate and ethanol in the concentration of 80 ~ 85g / ℓ, 120 ~ 130g / ℓ, 100 ~ 110g / ℓ, respectively, in the ultrasonic reactor 40 and then about 2 ~ at 70 ℃ When ultrasonic vibration is applied for 3 minutes, a solid tin metal soap is formed on the phosphate film on the surface of the return spring 10 and the lubricating property is formed.

리턴스프링(10)의 인산염화성피막과 윤활제 처리가 완료된 후에는 최종적으로 열풍기로 온도는 75~80˚C 로 하여 약 30분간 건조하여 리턴스프링(10)의 표면에 인산염화성피막의 형성과 윤활막의 형성 작업을 완료한다.
After the phosphate coating and the lubricant treatment of the return spring 10 are completed, the temperature is 75 to 80 ° C. and finally dried for about 30 minutes with a hot air blower to form the phosphate coating on the surface of the return spring 10 and the lubricating film. Complete the forming work.

10 : 리턴스프링 11 : 스프링평철 20 : 리클라이닝장치 21 : 리턴핸들 30 : 시트 40 : 초음파반응기 45 : 계면 50 : 초음파진동자 60 : 고주파발진기 61 : 계면높이 65 : 정재파 70 : 온도콘트롤러 80 : 물재킷 85 : 바스켓 REFERENCE SIGNS LIST 10 Return spring 11 Spring flat iron 20 Reclining device 21 Return handle 30 Sheet 40 Ultrasonic reactor 45 Interface 50 Ultrasonic oscillator 60 High frequency oscillator 61 Interface height 65 Standing wave 70 Temperature controller 80 Water jacket 85 : Basket

Claims (4)

자동차용 시트(30)의 리클라이닝 장치(20)에 삽입되며 탄소강으로 제작되는 리턴스프링(10)의 표면처리를 하는 방법에 있어서,

세정단계;와, 인산염화성피막 형성단계;와, 윤활막 형성단계;와, 건조단계;를 순차 거쳐 이루어지되, 인산염화성피막 형성단계와 윤활막 형성단계에서는 초음파의 진동을 이용하여 반응을 촉진시킴으로서 리턴스프링(10)의 스프링평철(11)의 표면에 내식성, 방청성, 내마멸성과 윤활성을 가지도록 인산염화성피막과 윤활막을 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파진동을 이용한 리턴스프링의 인산염화성피막형성방법.
In the method for surface treatment of the return spring 10, which is inserted into the reclining device 20 of the automobile seat 30 and made of carbon steel,

Washing step; and, phosphate film forming step; and, lubricating film forming step; and drying step; but sequentially made, in the phosphate film forming step and lubricating film forming step, the return spring by promoting the reaction by using ultrasonic vibration A method of forming a phosphate coating film of a return spring using ultrasonic vibration, comprising forming a phosphate coating film and a lubricating film on the surface of the spring flat iron (11) to have corrosion resistance, rust resistance, abrasion resistance, and lubricity.
제 1항에 있어서,
리턴스프링(10)의 세정을 위한 세정단계로서,
반응욕조에서 수산화나트륨의 농도 5~10g/ℓ, 온도는 65~75℃로 리턴스프링(10)을 탈지하는 단계;및
탈지 후 수세(水洗)하고 염산의 농도 20~25 중량%, 온도는 20℃에 3~5분 침지하여 산세하는 단계;및
산세 후 수세하고 수산화칼슘의 농도 1.5~2.0g/ℓ, 온도는 20℃에 3~5분 침지하여 중화시키는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 초음파진동을 이용한 리턴스프링의 인산염화성피막형성방법.
The method of claim 1,
As a cleaning step for cleaning the return spring 10,
Degreasing the return spring 10 at a concentration of 5-10 g / l and a temperature of 65-75 ° C. in a reaction bath; And
After degreasing, washing with water and concentration of hydrochloric acid 20-25 wt%, temperature immersed at 20 ° C. for 3-5 minutes, and pickling; and
After washing with water and washing with water, the concentration of calcium hydroxide was 1.5 to 2.0 g / l, and the temperature was neutralized by immersion at 20 ° C. for 3 to 5 minutes;
Formation method of the phosphate-ized film of the return spring using ultrasonic vibration, comprising.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

리턴스프링(10)을 세정 후 초음파반응기(40)에서 인산염화성피막을 형성하는 단계로서,
아연계 인산염을 인산용액이 담긴 반응욕조에 투입하여 전산도 25~27point, 유리산도 3.0~4.0point로 적정하는 단계;및
상기의 아연계 인산염과 인산액의 혼합액에 산화제로서 농도 0.5~1.0g/ℓ인 염소산소다를 더 혼합하고,
초음파의 진동수를 40kHz~100kHz, 출력을 혼합액 60리터 기준 100 ~ 200W으로 하고 온도는 80~90℃에서 리턴스프링(10)을 침지하여 스프링평철(11)의 표면에 인산염화성피막을 형성하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 초음파진동을 이용한 리턴스프링의 인산염화성피막형성방법.
3. The method according to claim 1 or 2,

After cleaning the return spring (10) to form a phosphate film in the ultrasonic reactor 40,
Adding zinc-based phosphate to the reaction bath containing the phosphate solution and titrating the acidity to 25-27 points and the free acidity to 3.0-4.0 points; and
To the mixed solution of the zinc-based phosphate and the phosphate solution, sodium chlorate having a concentration of 0.5 to 1.0 g / l is further mixed as an oxidizing agent,
Forming a phosphate film on the surface of the spring flat iron 11 by immersing the return spring 10 at a frequency of 40 kHz to 100 kHz and an output of 100 to 200 W based on 60 liters of mixed liquid and a temperature of 80 to 90 ° C .; To
Formation method of the phosphate-ized film of the return spring using ultrasonic vibration, comprising.
제 1항 또는 3항에 있어서,

윤할막을 형성하는 단계로서,
인산염화성피막이 형성된 리턴스프링을 수세하고 농도가 3.0~3.5g/ℓ인 아질산나트륨을 투입하고 20℃에 3~5분간 유지하여 중화시키는 단계;및
초음파반응기(40)에 농도 80~85g/ℓ의 스테아린산과 농도 120~130g/ℓ의 아세트산염과 농도 100~110g/ℓ의 에탄올을 침지하여 혼합하고, 초음파의 주파수는 40kHz~100kHz, 출력은 혼합액 60리터 기준 100~200W로 하며 혼합액의 온도는 65~75℃로 유지하여, 인산염화성피막이 형성된 리턴스프링의 표면에 금속비누 성분의 윤활막을 형성하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 초음파진동을 이용한 리턴스프링의 인산염화성피막형성방법.
3. The method according to claim 1 or 3,

As a step of forming a lubricating film,
Washing the return spring formed with a phosphate film and neutralizing the solution by adding sodium nitrite having a concentration of 3.0 to 3.5 g / l and maintaining the solution at 20 ° C. for 3 to 5 minutes; and
Stearic acid with a concentration of 80-85 g / l, acetate with a concentration of 120-130 g / l, and ethanol with a concentration of 100-110 g / l are immersed in the ultrasonic reactor 40, and the frequency of the ultrasonic wave is 40 kHz to 100 kHz, and the output is a mixed solution. 100 to 200W based on 60 liters and the temperature of the mixed solution is maintained at 65 ~ 75 ℃, forming a lubricating film of the metal soap component on the surface of the return spring is formed with a phosphate film;
Formation method of the phosphate-ized film of the return spring using ultrasonic vibration, comprising.
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