KR101548530B1

KR101548530B1 - 알루미늄-다이캐스팅 표면 처리방법

Info

Publication number: KR101548530B1
Application number: KR1020090008333A
Authority: KR
Inventors: 명 옥 박; 순 남 김
Original assignee: 명 옥 박; 순 남 김
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2015-09-01
Also published as: KR20100089197A

Abstract

본 발명은 알루미늄-다이캐스팅 표면 처리 방법에 관한 것으로서, 알루미늄-다이캐스팅을 수행하는 주조 단계와, 이 주조 단계에서 발생한 버(Burr)와 같은 돌출부를 제거하기 위한 표면 연마 단계와, 상기 주조 단계에서 발생한 규소, 이형제, 금속 슬러지 및 표면 부상물과 같은 이물질을 제거하도록, 이 이물질을 표면위로 부상 유도하기 위해, 1초 내지 20분, 350~450℃에서 열처리하는 열처리 단계와, 상기 열처리 단계에서 표면 위로 부상 유도된 이물질을 물의 낙차에 의해 1초 내지 30분, 1~50℃로 분리하는 수세 단계와, 모서리가 있는 자갈과 같은 연마용 컴파운드를 소재와 같이 넣고 장비에 진동과 회전을 동시에 주어 소재의 표면을 중간 절삭 및 연마하는 바렐 연삭/연마 단계와, 상기 바렐 연삭/연마 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 양극산화처리(anodizing)하는 아노다이징 단계와, 상기 아노다이징 공정에서 생성된 미세한 포어(pores) 속에 염료를 채우는 염료 착색 단계와, 상기 염료 착색 단계에서 착색된 포어를 니켈 아세테이트, 암모니아 및 스팀으로 봉공하는 표면 봉공 단계와, 상기 표면 봉공 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 수세척 단계와, 이 수세척 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 30분, 10~150℃에서 열풍 건조하는 건조 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄-다이캐스팅 표면 처리방법{Surface treatment method of aluminum-die-casting article}

본 발명은 알루미늄-다이캐스팅 표면처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 염료 착색 성능이 우수하여, 도색의 활용범위를 보다 광범위하게 휴대폰 케이스와 같은 물품에 확장 적용시킬 수 있는 깨끗한 표면을 획득할 수 있도록 한 알루미늄-다이캐스팅 표면처리 기법에 관련한 것이다.

일반적으로, 가벼운 금속소재로 되어 여러 형태의 산업분야에 널리 사용되고 있는 알루미늄은 합금되는 소재금속의 종류에 따라 미국 알루미늄 협회에서 9단계 (1000~9000 계열)로 분류시켜 사용하고 있다.

특히, 항공기나 철도차량 또는 스포츠 용품과 같은 고강도의 구조재로 가장 많이 활용되고 있는 7000 계열로 분류된 알루미늄 합금 조성물(Al-Zn계)은 산화피막 보호막을 약화시키는 아연(Zn)에 의해 합금의 내식성이 크게 떨어져 응력부식에 의한 자연균열 현상이 발생되는 문제점으로 주재료인 알루미늄(Al)에 4 ~ 8(%)의 무게비를 가지는 아연(Zn)과, 1 ~ 3(%)의 마그네슘(Mg)및, 1.6(%)의 구리(Cu)와, 0.2 ~ 0.3(%)의 크롬을 합금 조성시킨 일명 7075합금으로 명명되는 초초두랄민(Duralumin)의 탄생과, 이에 합금 첨가물의 무게비(wt%) 함량을 증가시켜 전술한 문제점을 극복할 수 있게 되었다.

또한, 통상, 다이캐스팅은 다이 주조라고도 하며, 필요한 주조 현상에 완전히 일치하도록 정확하게 가공된 강제의 금형에 용융금속을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀 주조법이고, 이를 다이캐스트 주물이라고 한다.

여기에서, 알루미늄 다이캐스팅은 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없고, 기계적 성질이 우수하여 대량 생산이 가능하다.

다만, 표면에 기공이 많아 에칭 후 디스머트가 어려워 도금 도장 시 불량률이 높다는 단점을 내포하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 염료 착색 성능이 우수하여, 도색의 활용범위를 보다 광범위하게 확장시킬 수 있도록 한 알루미늄-다이캐스팅 표면처리 기법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 알루미늄-다이캐스팅을 수행하는 주조 단계와, 이 주조 단계에서 발생한 버(Burr)와 같은 돌출부를 제거하기 위한 표면 연마 단계와, 상기 주조 단계에서 발생한 규소, 이형제, 금속 슬러지 및 표면 부상물과 같은 이물질을 제거하도록, 이 이물질을 표면위로 부상 유도하기 위해, 1초 내지 20분, 350~450℃에서 열처리하는 열처리 단계와, 상기 열처리 단계에서 표면 위로 부상 유도된 이물질을 물의 낙차에 의해 1초 내지 30분, 1~50℃로 분리하는 제1 수세척 단계와, 모서리가 있는 자갈과 같은 연마용 컴파운드를 소재와 같이 넣고 장비에 진동과 회전을 동시에 주어 소재의 표면을 중간 절삭 및 연마하는 바렐 연삭/연마 단계와, 상기 바렐 연삭/연마 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 양극산화처리(anodizing)하는 아노다이징 단계와, 상기 아노다이징 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제2 수세척 단계와, 상기 아노다이징 공정에서 생성된 미세한 포어(pores) 속에 염료를 채우는 염료 착색 단계와, 상기 염료 착색 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제3 수세척 단계와, 상기 염료 착색 단계에서 착색된 포어를 니켈 아세테이트, 암모니아 및 스팀으로 봉공하는 표면 봉공 단계와, 상기 표면 봉공 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제4 수세척 단계와, 이 수세척 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 30분, 10~150℃에서 열풍 건조하는 건조 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 염료 착색 성능이 우수하여, 도색의 활용범위를 보다 광범위하게 휴대폰 케이스와 같은 물품에 확장 적용시킬 수 있는 깨끗한 표면을 획득할 수 있도록 한 알루미늄-다이캐스팅 표면처리 기법을 제공하게 되는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참고로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 알루미늄-다이캐스팅 표면처리 기법을 나타낸 순차도이다.

본 발명에 따른 알루미늄-다이캐스팅 표면처리 기법은, 알루미늄-다이캐스팅을 수행하는 주조 단계(100)와, 이 주조 단계(100)에서 발생한 버(Burr)와 같은 돌출부를 제거하기 위한 표면 연마 단계(200)와, 상기 주조 단계(100)에서 발생한 규소, 이형제, 금속 슬러지 및 표면 부상물과 같은 이물질을 제거하도록, 이 이물질을 표면위로 부상 유도하기 위해, 1초 내지 20분, 350~450℃에서 열처리하는 열처리 단계(300)와, 상기 열처리 단계(300)에서 표면 위로 부상 유도된 이물질을 물의 낙차에 의해 1초 내지 30분, 1~50℃로 분리하는 제1 수세척 단계(400)와, 모서리가 있는 자갈과 같은 연마용 컴파운드를 소재와 같이 넣고 장비에 진동과 회전을 동시에 주어 소재의 표면을 중간 절삭 및 연마하는 바렐 연삭/연마 단계(500)와, 상기 바렐 연삭/연마 단계(500)를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 양극산화처리(anodizing)하는 아노다이징 단계(600)와, 상기 아노다이징 단계(600)를 거친 알 루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제2 수세척 단계(700)와, 상기 아노다이징 공정(600)에서 생성된 미세한 포어(pores) 속에 염료를 채우는 염료 착색 단계(800)와, 상기 염료 착색 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제3 수세척 단계(900)와, 상기 염료 착색 단계(800)에서 착색된 포어를 니켈 아세테이트, 암모니아 및 스팀으로 봉공하는 표면 봉공 단계(1000)와, 상기 표면 봉공 단계(1000)를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제4 수세척 단계(1100)와, 이 수세척 단계(1100)를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 30분, 10~150℃에서 열풍 건조하는 건조 단계(1200)로 이루어진다.

이로써, 기존에 다이캐스팅 소재가 규소와 금속 슬러지, 이형제 등에 의해 표면처리가 불가능해지는 문제점을 해소할 수 있게 되었다.

여기에서, 상기 염료 착색 단계에서는 다이캐스팅 소재에 유입되도록 물과 유무기염료를 침전시킨 상태에서 다이캐스팅 포어에 염료가 투입되도록 처리하게 된다.

상기 염료 착색 단계를 거친 소재는 수세척 단계를 거친 후, 표면봉공 단계를 거치게 되는 데, 이는 깨끗하고도 안정적인 표면을 획득하기 위함이다.

물론, 상기 모든 단계에서는, 각 단계에서 전달되는 소재를 안정적으로 침지시키는 수용조들 내에서 이루어지는 것이다.

또한, 상기 수세척 단계 및 열풍 건조 단계에서는 질소분위기에서 소재를 세척에 적당한 온도로 승온한 후 수세하는 처리를 수행함이 바람직하다.

즉, 기계적 강도와 탄성계수를 증가시켜 상기 알루미늄-다이캐스팅 주조는 알루미늄이나 알루미늄 합금을 250℃ 잉코트에 투입하고 10분 후, 이송 콘베어를 이용하여 250℃, 350℃, 550℃, 650℃, 780℃로 구성되는 전기가열로에 순차적으로 가열시킨 후 수행하게 되는 것이다.

또한, 상기 열처리 단계(300)에서는 부산물이 혼입되지 않고 유동하게 됨과 아울러, 전체적인 공정을 거침으로써, 조직미세화와 경도가 향상되며, 재질분포도가 향상되고, 이물질이 제거된 양질의 표면처리 소재를 획득할 수 있게 되는 것이다.

상기한 염료 착색 단계에서는, 양극산화방법으로 미세 포어 내에 도료를 채워 도색되도록 하는 공정을 수행한다.

이로써, 색상을 오랜 기간 유지시킬 수 있음과 동시에, 고유성을 갖게 되는 것이다. 이러한 도색방법은 양극산화처리(anodizing) 공정에서 미세한 구멍을 만들도록 하여 그 속에 염료를 채우는 방식인데 이에 의한 도색은 변색은 물론 탈색의 염려도 없게 되는 것이다.

또한, 상기 도색을 양극도금방식으로 도장하는 관계로 색상이 땀이나 대기 등의 상황으로 변색되거나 탈색되지 않으며 가벼워 휴대폰 케이스 등과 같은 제품에서에서 요구하는 물리적인 특성을 확보 달성하게 되는 것이다.

이로써, 가볍고 우아하며 탈색과 변색이 없는 소재의 대체에 의해 사용자의 품위와 변하지 않는 제품의 외상을 우려할 필요 없이 사용이 가능하게 됨은 물론이고, 최근의 고유가로 고분자업계의 고민을 덜어주고 정전기 등을 유발하는 플라스 틱제품을 추방할 수 있음과 동시에, 디자인은 물론 색상의 변화도 자유자재로 선택할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄-다이캐스팅 표면처리 기법을 나타낸 순차도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

100 : 주조 단계,

200 : 표면 연마 단계,

300 : 열처리 단계,

400 : 제1 수세척 단계,

500 : 바렐 연삭/연마 단계,

600 : 아노다이징 단계,

700 : 제2 수세척 단계,

800 : 염료 착색 단계,

900 : 제3 수세척 단계,

1000 : 표면 봉공 단계,

1100 : 제4 수세척 단계,

1200 : 건조 단계,

Claims

알루미늄-다이캐스팅을 수행하는 주조 단계와, 이 주조 단계에서 발생한 버(Burr)와 같은 돌출부를 제거하기 위한 표면 연마 단계와, 상기 주조 단계에서 발생한 규소, 이형제, 금속 슬러지 및 표면 부상물과 같은 이물질을 제거하도록, 이 이물질을 표면위로 부상 유도하기 위해, 1초 내지 20분, 350~450℃에서 열처리하는 열처리 단계와, 상기 열처리 단계에서 표면 위로 부상 유도된 이물질을 물의 낙차에 의해 1초 내지 30분, 1~50℃로 분리하는 제1 수세척 단계와, 모서리가 있는 자갈과 같은 연마용 컴파운드를 소재와 같이 넣고 장비에 진동과 회전을 동시에 주어 소재의 표면을 중간 절삭 및 연마하는 바렐 연삭/연마 단계와, 상기 바렐 연삭/연마 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 양극산화처리(anodizing)하는 아노다이징 단계와, 상기 아노다이징 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제2 수세척 단계와, 상기 아노다이징 공정에서 생성된 미세한 포어(pores) 속에 염료를 채우는 염료 착색 단계와, 상기 염료 착색 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제3 수세척 단계와, 상기 염료 착색 단계에서 착색된 포어를 니켈 아세테이트, 암모니아 및 스팀으로 봉공하는 표면 봉공 단계와, 상기 표면 봉공 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 20분, 1~30℃에서 수세척하는 제4 수세척 단계와, 이 수세척 단계를 거친 알루미늄 다이캐스팅 대상물을 1분 내지 30분, 10~150℃에서 열풍 건조하는 건조 단계를 포함하여 이루어지되,

상기 주조 단계는 알루미늄이나 알루미늄 합금을 250℃ 잉코트에 투입하고 10분 후, 이송 콘베어를 이용하여 250℃, 350℃, 550℃, 650℃, 780℃로 가열된 각각의 전기가열로에 순차적으로 통과시켜서 가열시킴으로써 수행하고,

각각의 상기 수세척 단계 및 상기 건조 단계는 질소분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 알루미늄-다이캐스팅 소재 표면처리 방법.