KR101576987B1 - Method for producing magnesium materials - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네슘 소재의 제조방법에 관한 것으로, 양극 산화 및 코팅기술을 이용하여 마그네슘 매거진과 같은 마그네슘 소재를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a magnesium material, and provides a method for manufacturing a magnesium material such as a magnesium magazine using an anodic oxidation and coating technique.
Description
본 발명은 마그네슘 소재의 제조방법에 관한 것으로, 양극 산화 및 코팅기술을 이용하여 마그네슘 매거진과 같은 마그네슘 소재를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a magnesium material, and more particularly, to a method for manufacturing a magnesium material such as a magnesium magazine using an anodizing and coating technique.
마그네슘은 지구상에 존재하는 실용금속 중 가장 가벼운 금속으로, 비중이 1.74 g/㎤이다. 마그네슘은 비중이 알루미늄 합금의 2/3, 철강의 1/4 이하로서, 실용 금속 재료로는 가장 가볍고, 비강도가 높으며, 진동 흡수성이 우수하다. 또한, 마그네슘은 절삭 저항성이 낮고, 치수의 안전성이 매우 우수하여, 구조재료로서 이상적인 성질을 가지기 때문에, 공업재료서의 용도는 다양하다. 그러나, 마그네슘은 화학적으로 부식되기 쉬운 성질을 가지기 때문에, 사용 범위에 한계가 있었다.Magnesium is the lightest metal in the world, and has a specific gravity of 1.74 g / ㎤. Magnesium has a specific gravity of 2/3 of that of aluminum alloy and less than 1/4 of that of steel. It is the lightest metal material, has high non-strength, and excellent vibration absorption. In addition, since magnesium has low cutting resistance and excellent dimensional stability, it has an ideal property as a structural material, and hence the use of industrial materials varies. However, since magnesium has a property of being easily chemically corroded, the use range is limited.
즉, 마그네슘 합금은 대기 중의 산성비나 염분과 같은 부식성 물질과 습도 및 온도에 의해 부식이 일어난다. 상대 습도가 30% 이상이 되면 부식이 시작되고, 산성비에 접할 경우 심각한 부식 문제가 발생하며, 온도가 높은 여름에 부식 속도는 급속히 증가한다. 또한, 대기 중에 존재하는 이산화탄소, 이산화황 가스, 염소 가스, 질소 가스 화합물 등 대기 오염 가스들도 마그네슘 합금의 부식을 조장하는 중요한 요소이다.That is, the magnesium alloy is corroded by corrosive substances such as acid rain in the atmosphere and salinity, and humidity and temperature. Corrosion begins when the relative humidity is above 30%, severe corrosion problems occur when exposed to acid rain, and the rate of corrosion increases rapidly in high summer temperatures. In addition, atmospheric pollutants such as carbon dioxide, sulfur dioxide gas, chlorine gas, and nitrogen gas compounds present in the atmosphere are important factors promoting the corrosion of magnesium alloys.
마그네슘 합금은 절약과 환경 보존이라는 세계적인 이슈에 부합하는 미래형 소재이다. 현재 선진국에서는 판재를 이용하여 가전 제품 외장재와 자동차 부품에 실용화가 이루어지고 있으며, 향후 자동차 외장재 등에 적용하기 위하여 부단한 기술 개발이 진행되고 있다. 이를 위해서는 마그네슘 합금의 가장 취약한 분야 중의 하나인 내식성 향상을 위한 코팅기술과 더불어 표면 개질 기술의 발전이 필수적이다.Magnesium alloys are future-proof materials that meet global issues of conservation and environmental conservation. In the developed countries, electric appliances exterior materials and automobile parts are being put into practical use by using plate materials. In the future, various technologies are being developed for application to automobile exterior materials. For this purpose, it is essential to develop surface modification technology in addition to coating technology to improve corrosion resistance, which is one of the weakest fields of magnesium alloys.
최근 양극 산화 처리기술과 도장 기술의 진보에 따라, 마그네슘 합금의 양호한 기계 가공성과 고비강도의 특성을 이용하여, 광학기기와 방송기기 부품, 전지와 통신 부품, 자동차 부품 등의 경량화 및 전자파 차폐성능의 확보가 가능하므로, 수요가 급증하고 있는 추세이다. 특히, 자동차를 대표하는 수송 기기의 경량화는 종래부터 연구 및 개발되어 왔다. 최근에 지구 환경에 영향을 주는 이산화탄소 가스 다량 발생 문제와 화석 연료 고갈 문제에 대한 대비 방책으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드(PHEV), 연료전지 자동차(FCEV) 등이 개발되면서, 자동차 경량화를 위해 마그네슘 합금을 자동차 부품에 적용하기 위한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.Recently, with the advancement of the anodic oxidation treatment technique and coating technology, the light machining and light shielding performance of optical devices, broadcast equipment parts, batteries, communication parts, automobile parts, and the like are improved by utilizing the excellent machinability and high strength characteristics of magnesium alloys It can be secured, and demand is increasing rapidly. Particularly, weight saving of transportation equipment representing automobiles has been studied and developed in the past. Recently, electric vehicles (EV), hybrid (PHEV) and fuel cell vehicles (FCEV) have been developed as a countermeasure against the problem of mass production of carbon dioxide gas that affects the global environment and depletion of fossil fuel. Techniques for applying magnesium alloys to automotive parts are actively being developed.
국내에서도 마그네슘 제품의 수요가 증가하고 있으나, 마그네슘 소재의 내식성 확보의 어려움 때문에, 적용하는데 많은 어려움에 직면하고 있어, 마그네슘 합금 소재의 양극 산화 표면처리 기술 개발이 활발히 시도되고 있다.In Korea, demand for magnesium products is increasing. However, due to the difficulty in securing the corrosion resistance of magnesium materials, there are many difficulties in applying them, and development of anodic oxidation surface treatment technology of magnesium alloy materials is actively being attempted.
본 발명의 목적은 경량화, 내식성, 경도, 내마모성 등의 물성이 탁월한 마그네슘 소재의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a magnesium material having excellent physical properties such as light weight, corrosion resistance, hardness and abrasion resistance.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 양극 산화하는 단계; 및 폴리테트라플루오로에틸렌, 소디움 라우릴 설페이트, 실리콘 수지, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올, 톨루엔, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 물, 크실렌을 함유하는 코팅액을 코팅하는 단계를 포함하는 마그네슘 소재의 제조방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: anodizing a magnesium or magnesium alloy; And coating a coating liquid containing polytetrafluoroethylene, sodium lauryl sulfate, silicone resin, octylphenoxy polyethoxy ethanol, toluene, diethylene glycol monobutyl ether, water, and xylene. ≪ / RTI >
본 발명에서 마그네슘 합금은 알루미늄 2.7 내지 2.8 중량%, 아연 0.93 내지 1.05 중량%, Mn 0.05 내지 0.12 중량%, 나머지 마그네슘을 포함할 수 있다.In the present invention, the magnesium alloy may contain 2.7 to 2.8% by weight of aluminum, 0.93 to 1.05% by weight of zinc, 0.05 to 0.12% by weight of Mn, and the balance of magnesium.
본 발명에서 양극 산화는 플라즈마 전해 산화로 수행될 수 있다.In the present invention, the anodic oxidation can be performed by plasma electrolytic oxidation.
본 발명에서 양극 산화의 전해액은 수산화칼륨 10 내지 30 g/L, 수산화나트륨 10 내지 30 g/L, 규산나트륨 10 내지 50 g/L, 인산나트륨 1 내지 10 g/L를 포함할 수 있다.In the present invention, the electrolytic solution for anodizing may contain 10 to 30 g / L of potassium hydroxide, 10 to 30 g / L of sodium hydroxide, 10 to 50 g / L of sodium silicate, and 1 to 10 g / L of sodium phosphate.
본 발명에서 마그네슘 소재의 5% NaCl 염수분무시험에 따른 내식성은 300 내지 1000시간, 표면 저항은 108 내지 108.5 Ω, 경도는 250 내지 300일 수 있다.In the present invention, the corrosion resistance according to the 5% NaCl salt spray test of the magnesium material may be 300 to 1000 hours, the surface resistance may be 10 8 to 10 8.5 Ω, and the hardness may be 250 to 300.
본 발명에 따르면, 플라즈마 전해 산화(PEO) 기술, 그리고 내식성과 내마모성 등의 물성 개선용 기능성 코팅액을 접목한 마그네슘 혼합 표면처리 기술을 통해, 내식성과 내마모성 등의 물성이 탁월한 마그네슘 합금 주방기구 및 매거진 등의 마그네슘 소재를 제공할 수 있다. 특히, 마그네슘 매거진의 경우 기존 알루미늄 매거진을 대체할 수 있다.According to the present invention, a magnesium alloy kitchen appliance and a magazine having excellent properties such as corrosion resistance and abrasion resistance through plasma-electrolytic oxidation (PEO) technology and a magnesium mixed surface treatment technology combining a functional coating solution for improvement of physical properties such as corrosion resistance and abrasion resistance Of magnesium can be provided. In particular, magnesium magazines can replace existing aluminum magazines.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘 소재의 제조공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마그네슘 매거진의 사진이다.
도 3은 기존 알루미늄 매거진의 사진이다.1 is a view illustrating a manufacturing process of a magnesium material according to the present invention.
2 is a photograph of a magnesium magazine according to the present invention.
3 is a photograph of a conventional aluminum magazine.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 주방기구 및 매거진 등과 같은 마그네슘 소재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a magnesium material such as a kitchen utensil and a magazine.
본 발명에 따른 마그네슘 소재의 제조방법은 양극 산화 단계 및 코팅 단계를 포함한다.A method of manufacturing a magnesium material according to the present invention includes an anodizing step and a coating step.
양극 산화Anodic oxidation
양극 산화 단계에서는 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 마그네슘 합금을 사용할 수 있다. 마그네슘 합금은 알루미늄 2.7 내지 2.8 중량%, 아연 0.93 내지 1.05 중량%, Mn 0.05 내지 0.12 중량%, 나머지 마그네슘을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 조성의 마그네슘 합금을 사용할 경우 물성이 우수한 마그네슘 제품을 얻을 수 있다.In the anodizing step, magnesium or a magnesium alloy can be used, and a magnesium alloy can be preferably used. The magnesium alloy preferably contains 2.7 to 2.8% by weight of aluminum, 0.93 to 1.05% by weight of zinc, 0.05 to 0.12% by weight of Mn, and the balance of magnesium. When a magnesium alloy having such a composition is used, a magnesium product having excellent physical properties can be obtained.
양극 산화는 바람직하게는 플라즈마 전해 산화(PEO: Plasma Electrolytic Oxidation)로 수행될 수 있다.The anodic oxidation may preferably be performed by plasma electrolytic oxidation (PEO).
전해 산화는 전해 시 양극에서 발생하는 산화반응으로, 전해를 이용하여 전해액 중의 분자나 이온에 대해 양극에서 행하는 산화반응을 말한다. 전해질 용액에 음양의 전극을 넣어 전류를 보내고, 이온의 극성 이동에 의해 화학분해를 일으킨다. 일정한 분해 전압을 전극에 보내어 용액 중에서 전해를 하면, 양극에서는 금속이 용해하여 산소나 염소가 발생하며 이온 또는 화합물이 산화한다. 다른 산화에 비하면 산화제를 필요로 하지 않고 생성물의 순도가 좋다는 장점이 있다.Electrolytic oxidation refers to an oxidation reaction occurring on the anode during electrolysis, and refers to an oxidation reaction performed on the anode with respect to molecules or ions in the electrolyte using electrolysis. Electrolytes are put into the electrolytic solution to send an electric current, and chemical decomposition is caused by the polarity movement of the ions. When a certain decomposition voltage is sent to the electrode and electrolyzed in solution, the metal dissolves in the anode to generate oxygen or chlorine, and the ion or compound is oxidized. Compared to other oxidations, there is an advantage that the purity of the product is good without requiring an oxidizing agent.
플라즈마 전해 산화는 플라즈마를 이용한 전해 산화를 말한다. 마그네슘, 알루미늄, 티타늄 등 가벼운 경금속의 표면에 주로 사용되는 플라스마 코팅 기술이다. 이 기술은 우선 제품 표면의 강도를 강화시켜 줌으로써 외부 요인에 의한 긁힘과 부식 등으로 인한 제품 손상을 막아 주고, 균일한 코팅층을 형성해 색상 도료 처리 시에 코팅층 사이와의 흡착력을 상승시켜 제품 고유의 색감 유지 등 뛰어난 도장력을 자랑한다. 그 밖에도 기존 아노다이징 및 크롬 도금과 달리 무연, 무취, 무독으로 공정 중 유독 물질을 발생시키지 않아 자연 친화적인 기술로 평가받고 있다. 인체에도 해가 없어 실생활에 쓰이는 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 자동차 등 인체에 닿는 대부분의 기기 및 소재에 적용이 가능하다.Plasma electrolytic oxidation refers to electrolytic oxidation using plasma. It is a plasma coating technology mainly used for light, light metal surfaces such as magnesium, aluminum, and titanium. This technology first strengthens the surface strength of the product, thereby preventing product damage due to scratches and corrosion due to external factors, and forming a uniform coating layer to increase the adsorption force between the coating layers during the color coating process, And boasts excellent painting power. In addition, unlike conventional anodizing and chrome plating, it is lead-free, odorless, and non-toxic, and it is evaluated as a nature-friendly technology because it does not generate toxic substances during the process. It can be applied to most devices and materials that come into contact with human bodies such as mobile phones, notebook computers, automobiles, etc., which are used in real life because there is no harm to human body.
양극 산화의 전해액은 수산화칼륨 10 내지 30 g/L, 수산화나트륨 10 내지 30 g/L, 규산나트륨 10 내지 50 g/L, 인산나트륨 1 내지 10 g/L를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 조성의 전해액을 사용할 경우 물성이 우수한 마그네슘 제품을 얻을 수 있다.The electrolytic solution for the anodic oxidation preferably contains 10 to 30 g / L of potassium hydroxide, 10 to 30 g / L of sodium hydroxide, 10 to 50 g / L of sodium silicate, and 1 to 10 g / L of sodium phosphate. When an electrolyte having such a composition is used, a magnesium product having excellent physical properties can be obtained.
전해액의 적정 온도는 15 내지 30℃이고, pH는 12.0 내지 13.0의 알칼리 수용액인 것이 바람직하다. 양극 산화에서 교반은 필수적이고, 양극 산화의 전압은 150 내지 260 V의 고전압이 필요하며, 양극 산화 시간은 30 내지 50분인 것이 바람직하다.It is preferable that the optimum temperature of the electrolytic solution is 15 to 30 占 폚 and the pH is an aqueous alkaline solution of 12.0 to 13.0. Agitation in anodic oxidation is essential, voltage of anodic oxidation requires a high voltage of 150 to 260 V, and anodization time is preferably 30 to 50 minutes.
양극 산화에 의해 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 표면에는 산화 피막이 형성될 수 있다.The anodic oxidation may form an oxide film on the surface of the magnesium or magnesium alloy.
코팅coating
코팅 단계에서는 양극 산화 처리된 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 산화 피막 위에 기능성 코팅액을 코팅한다.In the coating step, the functional coating liquid is coated on the oxide film of the anodized magnesium or magnesium alloy.
코팅액은 폴리테트라플루오로에틸렌, 소디움 라우릴 설페이트, 실리콘 수지, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올, 톨루엔, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 물, 크실렌을 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 조성의 코팅액을 사용할 경우 물성이 우수한 마그네슘 제품을 얻을 수 있다.The coating liquid preferably contains polytetrafluoroethylene, sodium lauryl sulfate, silicone resin, octylphenoxy polyethoxy ethanol, toluene, diethylene glycol monobutyl ether, water, and xylene. When a coating solution having such a composition is used, a magnesium product having excellent physical properties can be obtained.
구체적으로, 코팅액은 폴리테트라플루오로에틸렌 1 내지 90 중량%, 소디움 라우릴 설페이트 0.1 내지 30 중량%, 실리콘 수지 1 내지 90 중량%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올 0.1 내지 30 중량%, 톨루엔 1 내지 10 중량%, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 0.1 내지 5 중량%, 물 1 내지 90 중량%, 크실렌 0.1 내지 5 중량%를 포함할 수 있다. 코팅액의 증발 속도는 에테르보다 느리고, 증기 밀도는 공기보다 무거우며, 휘발 성분의 양은 75±10 부피% 및 60±10 중량%이고, 고형분의 양은 40±10 중량%이며, 끓는점은 100 내지 245℃일 수 있다.Specifically, the coating liquid contains 1 to 90% by weight of polytetrafluoroethylene, 0.1 to 30% by weight of sodium lauryl sulfate, 1 to 90% by weight of silicone resin, 0.1 to 30% by weight of octylphenoxypolyethoxyethanol, , 0.1 to 5 wt% of diethylene glycol monobutyl ether, 1 to 90 wt% of water, and 0.1 to 5 wt% of xylene. The evaporation rate of the coating liquid is slower than that of ether and the vapor density is heavier than air and the amount of volatile components is 75 ± 10% by volume and 60 ± 10% by weight, the amount of solids is 40 ± 10% by weight and the boiling point is 100 to 245 ° C. Lt; / RTI >
코팅은 통상의 코팅방법을 이용하여 수행할 수 있으며, 예를 들어 롤 코팅, 스핀 코팅, 드랍 캐스팅, 바 코팅, 그라비아 코팅, 블레이드 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 등을 이용할 수 있다. 코팅 두께는 5 내지 60 ㎛일 수 있다.The coating may be carried out using a conventional coating method, for example, roll coating, spin coating, drop casting, bar coating, gravure coating, blade coating, spray coating, inkjet printing, screen printing and the like. The coating thickness may be from 5 to 60 탆.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘 소재의 제조공정도로서, 본 발명의 제조공정은 기계 가공품 입고, 래킹(racking, 지그 작업), 알칼리 탈지, 수세, 초음파 세정, 산 세정, 수세, 중화, 수세, 초음파 세정, 양극 산화(anodizing), 수세, 열탕, 1차 코팅, 열탕 수세, 2차 코팅, 건조, 열탕 수세 공정을 포함할 수 있다. 일부 공정은 생략될 수 있고, 다른 공정이 추가될 수 있으며, 상기 공정 순서는 필요에 따라 변경될 수 있다.FIG. 1 is a perspective view showing a manufacturing process of a magnesium material according to the present invention. The manufacturing process of the present invention is a manufacturing process of a magnesium material according to the present invention. , Anodizing, rinsing, hot water, primary coating, hot water washing, secondary coating, drying, and hot water washing. Some processes may be omitted, other processes may be added, and the process sequence may be changed as needed.
알칼리 탈지에서는 NaOH 10±3% 및 계면활성제 5±3%를 혼합한 80 내지 90℃ 수용액에 3 내지 5분간 침지할 수 있다. 수세는 1±0.5분간 수행할 수 있다. 초음파 세정은 2±1분간 수행할 수 있다. 산 세정은 1 L당 황산 96±3% 11±3 mL 및 질산 70±3% 76±3 mL를 포함하는 용액을 이용하여 15±3초간 수행할 수 있다. 중화 공정에서는 NaOH 5±3%를 이용하여 30 내지 40℃에서 30초 내지 1분간 침지할 수 있다. 열탕 수세는 90 내지 100℃에서 20±3분간 수행할 수 있다. 코팅 공정에서는 마그네슘 소재를 코팅액에 20±3분간 침지하여 코팅할 수 있다. 건조는 80 내지 100℃에서 1±0.5시간 수행할 수 있다. 마지막 열탕 수세는 90 내지 100℃에서 1 내지 5분간 수행할 수 있다.In alkaline degreasing, it can be immersed in an aqueous solution of 80 to 90 ° C mixed with 10 ± 3% of NaOH and 5 ± 3% of a surfactant for 3 to 5 minutes. Washing can be performed for 1 ± 0.5 minutes. The ultrasonic cleaning can be performed for 2 ± 1 minutes. The acid cleaning can be carried out for 15 ± 3 seconds with a solution containing 11 ± 3 mL of sulfuric acid 96 ± 3% per liter and 76 ± 3 mL of 70 ± 3% nitric acid. In the neutralization step, it can be immersed at 30 to 40 ° C for 30 seconds to 1 minute by using 5 ± 3% of NaOH. The hot water washing can be carried out at 90 to 100 ° C for 20 ± 3 minutes. In the coating process, the magnesium material can be coated by immersion in the coating liquid for 20 ± 3 minutes. The drying can be carried out at 80 to 100 ° C for 1 ± 0.5 hours. The last hot water washing can be performed at 90 to 100 ° C for 1 to 5 minutes.
본 발명에 따라 제조된 마그네슘 소재는 우수한 물성을 갖는데, 구체적으로 마그네슘 소재의 5% NaCl 염수분무시험에 따른 내식성은 300 내지 1000시간, 표면 저항은 108 내지 108.5 Ω, 경도는 250 내지 300인 것이 바람직하다. 또한, 내전압은 600 내지 1000 V일 수 있다. 양극 산화 피막 두께는 5 내지 40 ㎛, 바람직하게는 10 내지 35 ㎛일 수 있으며, 예를 들어 10 내지 12 ㎛일 수 있다.The magnesium material produced according to the present invention has excellent physical properties. Specifically, the corrosion resistance according to the 5% NaCl salt spray test of magnesium is 300 to 1000 hours, the surface resistance is 10 8 to 10 8.5 Ω, and the hardness is 250 to 300 . Further, the withstand voltage may be 600 to 1000 V. The anodic oxide film thickness may be 5 to 40 mu m, preferably 10 to 35 mu m, for example, 10 to 12 mu m.
본 발명에 따른 마그네슘 소재는 매거진, 주방기구, 광학기기와 방송기기 부품, 전지와 통신 부품, 자동차 부품 등에 사용될 수 있다.The magnesium material according to the present invention can be used in magazines, kitchen appliances, optical instruments and broadcasting equipment parts, batteries and communication parts, automobile parts, and the like.
매거진(Magazine)은 반도체 전공정(Front-end) 및 후공정(Back-end), T & P(Test & Package)와 유사 반도체 생산공장(Fab Line) 등 전체 공정에 필요한 부품으로, 반도체 제조시 잉고트를 쇼잉(sawing)한 후, 쇼잉이 완료된 웨이퍼(wafer)를 매거진에 장착하여 웨이퍼 익스팬더(wafer expander)로 공급한다.Magazine is a part required for the whole process such as front-end, back-end, T & P and similar line of semiconductor manufacturing. After the ingot is sawed, the wafer having completed the show is mounted on the magazine and supplied to the wafer expander.
기존의 매거진은 알루미늄 소재의 표면에 양극 산화한 제품을 사용하고 있으며, 알루미늄 소재 사용시 문제점은 고온 환경에서의 치수 안정성이 부족하다는 것으로, 이를 해결할 새로운 대체기술이 요구되고 있다.Conventional magazines use anodized products on the surface of aluminum materials. The problem with using aluminum materials is that they lack dimensional stability in high-temperature environments, and new alternative technologies are needed to solve them.
본 발명에서는 기존 Al(알루미늄) 소재를 대체할 수 있는 고온 안정성 경량 마그네슘 매거진(Mg Magazine)을 제공할 수 있다.In the present invention, it is possible to provide a high-temperature stable lightweight magnesium magazine (Mg Magazine) which can replace the existing Al (aluminum) material.
본 발명에 따라 제조 가능한 마그네슘 매거진은 현재 사용되고 있는 알루미늄 매거진 대비 35±5%의 경량화를 달성할 수 있다. 알루미늄의 비중은 2.72이고, 마그네슘의 비중은 1.78이기 때문이다. 경량화로 인해 작업자의 노동 강도 개선, 에너지 절감 등의 효과를 얻을 수 있다.The magnesium magazine which can be produced according to the present invention can achieve a weight reduction of 35 +/- 5% as compared with the aluminum magazine currently used. The specific gravity of aluminum is 2.72 and the specific gravity of magnesium is 1.78. It is possible to obtain effects such as improvement of labor intensity and energy saving of the worker due to the weight reduction.
[실시예][Example]
도 1의 제조공정대로 마그네슘 매거진을 제조하였다. 도 2는 본 발명에 따른 마그네슘 매거진의 사진이다.The magnesium magazine was prepared according to the manufacturing process of Fig. 2 is a photograph of a magnesium magazine according to the present invention.
마그네슘 소재로는 알루미늄 2.75 중량%, 아연 0.99 중량%, Mn 0.08 중량%, 나머지 마그네슘을 포함하는 마그네슘 합금(31AZ Mg 합금)을 사용하였다.As the magnesium material, 2.75 wt% of aluminum, 0.99 wt% of zinc, 0.08 wt% of Mn, and a magnesium alloy (31AZ Mg alloy) containing the remaining magnesium were used.
양극 산화는 플라즈마 전해 산화로 수행하였다. 양극 산화의 전해액으로는 수산화칼륨 20 g/L, 수산화나트륨 20 g/L, 규산나트륨 30 g/L, 인산나트륨 5 g/L를 포함하는 전해액을 사용하였다. 전해액의 온도는 23℃이었고, pH는 12.5의 알칼리 수용액이었다. 양극 산화의 전압은 220 V이었고, 양극 산화 시간은 40분이었다.The anodic oxidation was performed by plasma electrolytic oxidation. An electrolytic solution containing 20 g / L of potassium hydroxide, 20 g / L of sodium hydroxide, 30 g / L of sodium silicate and 5 g / L of sodium phosphate was used as an electrolyte for the anodic oxidation. The temperature of the electrolytic solution was 23 ° C, and the pH was 12.5. The voltage of the anodic oxidation was 220 V and the anodization time was 40 minutes.
코팅액은 폴리테트라플루오로에틸렌 20 중량%, 소디움 라우릴 설페이트 3 중량%, 실리콘 수지 10 중량%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올 3 중량%, 톨루엔 7 중량%, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 1 중량%, 물 55 중량%, 크실렌 1 중량%를 포함하는 마그나플레이트사의 코팅액을 이용하였다.The coating liquid contained 20 wt% of polytetrafluoroethylene, 3 wt% of sodium lauryl sulfate, 10 wt% of silicone resin, 3 wt% of octylphenoxy polyethoxy ethanol, 7 wt% of toluene, 1 wt% of diethylene glycol monobutyl ether, , 55 wt% of water and 1 wt% of xylene was used.
[비교예][Comparative Example]
Al 매거진을 제조하였다. 제조공정은 기계가공품, 지그, 산 탈지, 수세, 알칼리 에칭, 수세, 중화, 수세, 양극 산화, 수세, 봉공 처리, 수세, 건조의 순으로 수행하였다. 알칼리 에칭은 NaOH 10%를 이용하여 30초간 수행하였고, 양극 산화는 H2SO4 20% 전해액을 이용하여 수행하였다. 도 3은 기존 알루미늄 매거진의 사진이다.Al Magazine was prepared. The manufacturing process was carried out in the order of machined products, jigs, acid degreasing, washing, alkali etching, washing, neutralization, washing, anodizing, washing, sealing, washing and drying. Alkali etching was performed using 10% NaOH for 30 seconds and anodization was performed using 20% H 2 SO 4 electrolyte. 3 is a photograph of a conventional aluminum magazine.
[시험예][Test Example]
실시예에서 제조한 마그네슘 매거진 및 비교예에서 제조한 알루미늄 매거진의 물성을 측정하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.The physical properties of the magnesium magazine prepared in the examples and the aluminum magazine prepared in the comparative examples were measured, and the results are shown in Table 1.
피막 두께는 비파괴 비철금속 피막 두께 측정기(Salu Tron®)를 활용하여 측정하였다.The film thickness was measured using a non-destructive non-ferrous metal film thickness meter (Salu Tron®).
내식성은 염수 분무 시험기를 활용하여 측정하였다. 구체적으로, ASTM B-117에 따라 5% 염화나트륨에 노출시킨 후 부식이 처음으로 나타날 때까지의 시간을 측정하였다.The corrosion resistance was measured using a salt spray tester. Specifically, the time from the exposure to 5% sodium chloride according to ASTM B-117 to the first appearance of corrosion was measured.
내전압은 내전압 측정기(한영전자, Withstanding Voltage Tester, HYPT-10030A)를 활용하여 측정하였다.The withstanding voltage was measured by using an understanding voltage tester (Withstanding Voltage Tester, HYPT-10030A).
표면 저항은 표면 저항 측정기(SIMCO, Work Surface Tester, ST-4)를 활용하여 측정하였다.The surface resistivity was measured using a surface resistance tester (SIMCO, Work Surface Tester, ST-4).
경도는 마이크로 비커스 경도계를 활용하여 비커스 경도(Vickers hardness, Hv)로 측정하였다.The hardness was measured by Vickers hardness (Hv) using a micro Vickers hardness meter.
(PEO) 매거진Magnesium anodization
(PEO) magazine
(아노다이징) 매거진Aluminum anodization
(Anodizing) magazine
NaCl 5% 염수분무시험Corrosion resistance
NaCl 5% salt spray test
표 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조한 마그네슘 매거진은 알루미늄 매거진보다 작은 피막 두께로 비슷한 품질 특성 효과를 낼 수 있었다. 매거진은 웨이퍼를 이동시키는데 사용되는 부품으로, 품질 특성에서 경도와 내마모성이 특히 중요하며, 경도가 높을시 내마모성도 함께 비례하여 상승한다. 더 높은 피막두께를 올렸을 때에는 훨씬 더 좋은 품질 특성을 얻을 수 있다.As can be seen in Table 1, the magnesium magazine prepared according to the present invention exhibited a similar quality characteristic effect with a smaller film thickness than the aluminum magazine. A magazine is a part used to move a wafer, and its hardness and abrasion resistance are particularly important in its quality characteristics, and its abrasion resistance also rises proportionally at high hardness. Much better quality characteristics can be obtained when higher film thicknesses are raised.
본 발명에 따라 제조한 마그네슘 매거진은 플라즈마 전해산화 및 특수 기능성 코팅으로 인해, 기존 알루미늄 매거진에 비해 표면저항이 커서(비전도체) 전기 절연성을 강화할 수 있고, 내식성 향상으로 부식을 방지할 수 있으며, 내마모성 향상으로 긁힘을 방지할 수 있다.The magnesium magazine produced according to the present invention has a surface resistance higher than that of conventional aluminum magazines due to plasma electrolytic oxidation and a special functional coating, thereby enhancing electric insulation (nonconductive), improving corrosion resistance, preventing corrosion, The scratch can be prevented by the improvement.
Claims (5)
마그네슘 또는 마그네슘 합금을 양극 산화하는 단계; 및
폴리테트라플루오로에틸렌, 소디움 라우릴 설페이트, 실리콘 수지, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올, 톨루엔, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 물, 크실렌을 함유하는 코팅액을 코팅하는 단계를 포함하는 마그네슘 소재의 제조방법.A method of manufacturing a magnesium material selected from a magazine, a kitchen appliance, an optical device part, a broadcasting device part, a battery part, a communication part, and an automobile part,
Anodizing the magnesium or magnesium alloy; And
A process for producing a magnesium material, which comprises coating a coating liquid containing polytetrafluoroethylene, sodium lauryl sulfate, silicone resin, octylphenoxypolyethoxyethanol, toluene, diethylene glycol monobutyl ether, water and xylene .
마그네슘 합금은 알루미늄 2.7 내지 2.8 중량%, 아연 0.93 내지 1.05 중량%, Mn 0.05 내지 0.12 중량%, 나머지 마그네슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 소재의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the magnesium alloy comprises 2.7 to 2.8% by weight of aluminum, 0.93 to 1.05% by weight of zinc, 0.05 to 0.12% by weight of Mn, and the balance of magnesium.
양극 산화는 플라즈마 전해 산화로 수행되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 소재의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the anodic oxidation is performed by plasma electrolytic oxidation.
양극 산화의 전해액은 수산화칼륨 10 내지 30 g/L, 수산화나트륨 10 내지 30 g/L, 규산나트륨 10 내지 50 g/L, 인산나트륨 1 내지 10 g/L를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 소재의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the electrolytic solution of the anodic oxidation comprises 10 to 30 g / L of potassium hydroxide, 10 to 30 g / L of sodium hydroxide, 10 to 50 g / L of sodium silicate and 1 to 10 g / L of sodium phosphate. Gt;
마그네슘 소재의 5% NaCl 염수분무시험에 따른 내식성은 300 내지 1000시간, 표면 저항은 108 내지 108.5 Ω, 경도는 비커스 경도(Vickers hardness)로서 250 내지 300 Hv인 것을 특징으로 하는 마그네슘 소재의 제조방법.The method according to claim 1,
Characterized in that the corrosion resistance according to the 5% NaCl salt spray test of the magnesium material is 300 to 1000 hours, the surface resistance is 10 8 to 10 8.5 Ω, and the hardness is Vickers hardness of 250 to 300 Hv. Way.
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