KR101532621B1

KR101532621B1 - 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법

Info

Publication number: KR101532621B1
Application number: KR1020140018800A
Authority: KR
Inventors: 박상우; 김성헌; 민유식; 노대균; 신경식
Original assignee: (주)알루코
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-06-30

Abstract

본 발명은 주석이 함유된 마그네슘합금 소재에 대한 화성처리시 산세 공정에서 질산으로 인해 소재의 표면 피막이 불량해지는 것을 방지할 수 있도록 하는 주석함유 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법에 관한 것이다. 본 발명은, 마그네슘합금 소재의 표면에 산화막이나 무기염의 얇은 피막을 형성하는 화성처리의 전처리 공정으로서 상기 마그네슘합금 소재를 산세액에 침지하는 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법에 있어서, 상기 산세액을 질산(HNO₃) 용액과 인산(H₃PO₄) 용액 및 탈이온수(DI-Water)의 배합에 의해 형성한 뒤, 상기 산세액을 상온에서 유지하면서 상기 산세액에 상기 마그네슘합금 소재를 침지하는 것을 특징으로 한다.

Description

마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법{Method of pickling for chemical conversion treatment of magnesium alloy material}

본 발명은 마그네슘합금 소재의 화성처리에 관한 것으로서, 특히 주석이 함유된 마그네슘합금 소재에 대한 화성처리시 산세 공정에서 질산으로 인해 소재의 표면 피막이 불량해지는 것을 방지할 수 있도록 하는 주석함유 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법에 관한 것이다.

금속표면처리 분야에 있어서 화성처리(Chemical Conversion Treatment)라 함은 화학적 처리에 의해 금속표면에 산화막이나 무기염의 얇은 피막을 만들어 금속의 방청이나 도장 하지로 만드는 처리를 말하며, 크로메이트 처리, 인산염 처리 등이 대표적이다. 이러한 화성처리를 수행하기 위한 일반적인 공정은 탈지 → 수세 → 산세 → 수세 → 화성처리 → 세척 → 건조 등으로 이루어지게 된다.

첨부도면 도 1은 마그네슘합금 시편을 화성처리하는 각 단계들을 예시하고 있다. 즉, 준비된 마그네슘합금 시편을 5% 수산화나트륨(NaOH) 욕에서 70∼80℃로 3∼5분간 탈지처리를 하고 수세처리를 한 다음, 20% 질산(HNO₃) 욕에서 30초간 산세처리를 행한 뒤 다시 수세처리를 한다. 이어서, 초음파 세척 과정을 거쳐 화성처리를 하고, 탈이온수(DI-Water)로 세척한 다음, 규소 코팅(Si Coating) 후 70℃에서 10분간 건조처리를 함으로써 공정을 마치게 된다.

이처럼 화성처리를 위한 주요 공정들에서는 처리시간, 처리온도, 처리용액의 농도 등에 따라 제품에 대한 피막 정도가 달라지게 되며, 수세처리에서 물의 온도나 수질 및 피처리물의 표면 상태로부터도 영향을 받게 된다.

참고로, 하기 선행기술문헌의 특허문헌 1에는 AZ91D 마그네슘합금(Al 9%, Zn 0.7%, Mn 0.15%, 기타 0.006%)에 대하여 크로메이트 화성처리를 수행하는 공정이 상세히 설명되어 있다.

한편, 상용 마그네슘합금에 대한 산세처리시에는 상기 도 1의 예 또는 하기 선행기술문헌의 특허문헌 2와 같이 질산 수용액을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 주석(Sn)이 함유되어 있는 마그네슘합금의 경우에는 질산으로 산세처리를 하게 되면 표면 조도가 나빠져 피막 상태가 불량해지는 문제가 초래된다. 즉, 도 2는 주석이 함유된 마그네슘합금 소재에 대하여 질산(HNO₃)과 탈이온수를 2:8(예컨대 20㎖ : 80㎖)로 혼합한 25℃의 수용액에서 30초간 산세처리를 행한 마그네슘합금 소재의 표면 상태를 촬영한 사진으로서, 화살표로 표시된 부분과 같이 피막 상태가 불량한 결과를 확인할 수가 있다.

따라서, 주석이 함유된 마그네슘합금에 대해서는 별도의 산세처리 조건이 필요하다.

[특허문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-0669813호(명칭 : 마그네슘합금의 표면처리 방법, 특허권자 : 영남대학교 산업협력단) [특허문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-0931258호(명칭 : 마그네슘 합금제품의 표면처리방법, 특허권자 : 주식회사 코텍)

전술한 바와 같이 주석이 함유된 마그네슘합금 소재에 대한 산세처리시 종래와 같이 질산으로 산세처리를 하게 되면 소재의 표면 조도가 나빠져 피막 상태가 불량해지는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로, 그 목적은, 주석이 함유된 마그네슘합금 소재에 대하여 산세처리를 행함에 있어서 소재에 균일한 두께의 양호한 피막층을 형성함으로써 화성처리 피막의 품질을 향상시키게 되는 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마그네슘합금 소재의 표면에 산화막이나 무기염의 얇은 피막을 형성하는 화성처리의 전처리 공정으로서 상기 마그네슘합금 소재를 산세액에 침지하는 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법에 있어서, 상기 산세액을 질산(HNO₃) 용액과 인산(H₃PO₄) 용액 및 탈이온수(DI-Water)의 배합에 의해 형성한 뒤, 상기 산세액을 상온에서 유지하면서 상기 산세액에 상기 마그네슘합금 소재를 침지하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 질산 용액은 68% 농도의 것으로 25㎖, 상기 인산 용액은 85% 농도의 것으로 5㎖, 상기 탈이온수는 70㎖를 배합하고, 상기 산세액에 마그네슘합금 소재를 침지하는 시간은 30∼40초로 하는 것이 바람직하다.

위와 같이 구성된 본 발명은 인산이 포함된 산세액에 의해 산세처리가 이루어지도록 함으로써, 주석이 함유된 마그네슘합금 소재에 균일한 두께의 양호한 피막층을 형성하여 화성처리 피막의 품질을 향상시키게 되는 효과가 있다.

도 1은 마그네슘합금 시편을 화성처리하는 각 단계들을 예시한 도면이다.
도 2는 종래의 질산 수용액에 의해 산세처리한 마그네슘합금 소재의 표면 상태를 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 산세처리한 마그네슘합금 소재의 표면 상태를 촬영한 사진이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 마그네슘합금 소재의 표면에 산화막이나 무기염의 얇은 피막을 형성하는 화성처리의 전처리 공정으로서 마그네슘합금 소재를 산세액에 침지하는 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법에 관한 것이다.

본 발명의 산세방법은 산세액을 구성함에 있어서 질산(HNO₃)과 인산(H₃PO₄)을 탈이온수(DI-Water)에 혼합하여 형성한다. 이때 질산과 인산의 농도는 산세 처리 시간에 따라 달라지게 되며, 질산과 인산 및 탈이온수의 배합비 또한 질산과 인산의 농도에 따라 달라지게 된다.

본 발명의 실시예에서는 그 예로서, 68% 농도의 질산 용액 25㎖와 85% 농도의 인산(H₃PO₄) 용액 5㎖를 탈이온수(DI-Water) 70㎖와 배합하여 산세액으로 하며, 이때 이러한 산세액에 마그네슘합금 소재를 침지하는 시간(산세 처리 시간)은 상온(20±5℃)에서 30∼40초로 하는 것이 침지된 마그네슘합금 소재의 표면에 존재하는 산화물과 이물질을 제거하고 피막을 형성하는 데에 가장 바람직하다.

도 3은 위의 실시예와 같이 산세처리한 마그네슘합금 소재의 표면 상태를 촬영한 사진으로서, 화살표로 표시된 부분과 같이 소재 표면의 산화물과 이물질이 완전히 제거되고 피막 상태도 매우 양호한 결과를 확인할 수가 있다.

한편, 본 발명에서 산세액을 구성하는 인산은, 마그네슘합금 소재의 표면에 존재하는 편석 또는 석출상을 제거하게 되며, 질산에 의한 산세처리 및 표면 피막의 형성이 균일하게 진행될 수 있도록 조절하는 역할을 하게 된다. 만일 종래와 같이 질산만으로 산세처리가 이루어지는 경우에는, 소재의 표면은 식각이 되고, 편석은 잔존하다가 후처리 공정인 초음파 세척시 떨어져 나가면서 움푹 패이게 됨으로써 소재의 표면 조도가 악화되는 결과를 가져온다. 이에 비해, 본 발명에서와 같이 산세액에 인산이 포함되면, 소재 표면의 편석이 우선적으로 식각이 되고, 질산에 의해 패인 부분은 평탄하게 식각이 이루어짐으로써 소재의 표면 조도가 양호하게 되는 것이다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

삭제
마그네슘합금 소재의 표면에 산화막이나 무기염의 얇은 피막을 형성하는 화성처리의 전처리 공정으로서 상기 마그네슘합금 소재를 산세액에 침지하되, 상기 산세액을 질산(HNO₃) 용액과 인산(H₃PO₄) 용액 및 탈이온수(DI-Water)의 배합에 의해 형성한 뒤, 상기 산세액을 상온에서 유지하면서 상기 산세액에 상기 마그네슘합금 소재를 침지하는 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법에 있어서,
상기 질산 용액은 68% 농도의 것으로 25㎖, 상기 인산 용액은 85% 농도의 것으로 5㎖, 상기 탈이온수는 70㎖를 배합하고, 상기 산세액에 마그네슘합금 소재를 침지하는 시간은 30∼40초로 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 소재의 화성처리를 위한 산세방법.