KR101618741B1 - Method for surface treatment of magnesium alloy sheet - Google Patents
Method for surface treatment of magnesium alloy sheet Download PDFInfo
- Publication number
- KR101618741B1 KR101618741B1 KR1020090131672A KR20090131672A KR101618741B1 KR 101618741 B1 KR101618741 B1 KR 101618741B1 KR 1020090131672 A KR1020090131672 A KR 1020090131672A KR 20090131672 A KR20090131672 A KR 20090131672A KR 101618741 B1 KR101618741 B1 KR 101618741B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnesium alloy
- reaction chamber
- plasma
- alloy sheet
- vacuum state
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/021—Cleaning or etching treatments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 마그네슘 합금 판재의 내식성을 향상시키는 표면처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파를 이용하여 마그네슘 합금 판재를 세척한다. 그 후, 세척된 상기 마그네슘 합금 판재를 반응 챔버 내에 위치시키고, 상기 반응 챔버 내부의 압력을 낮추어 제1 진공 상태로 유지시키며, 상기 제1 진공 상태의 상기 반응 챔버 내부에 플라즈마를 발생시켜 세척된 상기 마그네슘 합금 판재의 표면을 세정한다. 이어서, 유기 코팅 물질을 제2 진공 상태의 상기 반응 챔버에 유입시키고, 재차 플라즈마를 발생시킴으로써 상기 유기 코팅 물질로 세정된 상기 마그네슘 합금 판재의 표면을 코팅시킨다.The present invention relates to a surface treatment method for improving the corrosion resistance of a magnesium alloy sheet material. According to an embodiment of the present invention, the magnesium alloy sheet material is cleaned using ultrasonic waves. Thereafter, the cleaned magnesium alloy plate material is placed in the reaction chamber, the pressure inside the reaction chamber is lowered to maintain the first vacuum state, a plasma is generated in the reaction chamber in the first vacuum state, The surface of the magnesium alloy sheet material is cleaned. Subsequently, the organic coating material is introduced into the reaction chamber in the second vacuum state, and the surface of the magnesium alloy plate cleaned with the organic coating material is coated by again generating plasma.
마그네슘 합금, 표면처리, 코팅, 내식성, 저진공, 플라즈마 Magnesium alloy, Surface treatment, Coating, Corrosion resistance, Low vacuum, Plasma
Description
본 발명은 마그네슘 합금 판재의 표면처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네슘 합금 판재의 표면 부식을 억제하기 위한 마그네슘 합금 판재의표면 코팅 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
마그네슘 합금은 우수한 기계 가공성과 높은 진동 감쇠능력, 진동 및 충격에 대한 탁월한 흡수성, 우수한 전자파 차폐 특성, 경량성, 높은 비강도 등의 우수한 특성을 가지며 가공적인 측면에서 얇은 판재로의 성형이 가능하다.Magnesium alloy has excellent machinability, high vibration damping ability, excellent absorbency against vibration and impact, excellent electromagnetic wave shielding property, light weight, high non-strength, etc., and it is possible to form into thin plate from the viewpoint of processing.
특히, 마그네슘은 실용 금속 중 비중이 가장 낮고 비강도가 높아, 다이캐스팅과 같은 주조공법을 통하여 전자 부품 및 자동차 부품 등의 제조에 이용되는 등 다양한 산업 분야에 이용되고 있다.Particularly, magnesium has a low specific gravity and a high specific strength in practical metals and is used in various industrial fields such as those used for manufacturing electronic parts and automobile parts through a casting method such as die casting.
특히, 자동차 산업 분야는 미국, 일본, 유럽 등의 선진국을 중심으로 이루어진 국제 환경협약에 따른 배기가스 방출 규제 만족을 위하여 관련 기술개발이 가속화되고 있다. 즉, 배기가스 방출 규제 대응방안으로 가장 실용성이 있는 기술 중 하나가 차량 경량화 기술이고, 이에 따라 차량의 경량화를 위하여 알루미늄 및 마 그네슘과 같은 경량 소재의 사용이 증가하고 있다.In particular, the automotive industry is accelerating the development of related technologies in order to satisfy exhaust emission regulations according to the international environmental treaties centered on developed countries such as the United States, Japan, and Europe. In other words, one of the most practical techniques for dealing with emission regulation is vehicle lightening technology, and accordingly, the use of lightweight materials such as aluminum and magnesium is increasing to lighten the vehicle.
일반적으로 차량이 1% 경량화되면 연비가 1%가 증가하는 것으로 알려져 있는데, 이와 같이 차량의 경량화는 연비 향상에도 중요한 역할을 하여, 최근 고유가 시대를 맞아 연비향상과 전술한 배기가스 방출 저감을 위하여 자동차 산업분야에서 중요한 기술로 인정되고 있다.In general, when the vehicle is lightened by 1%, it is known that the fuel consumption is increased by 1%. The light weight of the vehicle plays an important role in improving the fuel efficiency. Thus, in order to improve the fuel efficiency and reduce the exhaust gas emission, It is recognized as an important technology in the industrial field.
마그네슘 합금 중 알루미늄 및 아연의 함량이 각각 약 9중량% 및 약 1중량%로 하는 주조재인 AZ91 마그네슘 합금이 대부분을 차지하고 있었으나, 최근 알루미늄 및 아연의 함량이 각각 약 3중량% 및 약 1중량%로 하는 AZ31 마그네슘 합금 판재를 생산함에 따라 압연재를 이용한 자동차 부품 개발에 대한 관심이 고조되고 있다.Most of the magnesium alloy, AZ91 magnesium alloy, which is a casting material having aluminum and zinc contents of about 9% by weight and about 1% by weight, respectively, is present. However, recently, aluminum and zinc contents are about 3% by weight and about 1% As a result of the production of AZ31 magnesium alloy sheet, there is a growing interest in the development of automobile parts using rolled materials.
AZ31 마그네슘 합금은 기계적 강도가 높고 성형이 비교적 쉽기 때문에 AZ91 합금과 비교하여 많은 장점을 가지고 있다. 하지만, 모든 마그네슘 합금은 실용 금속 중에서 활성이 큰 금속으로서, 공기가 존재하고 습도가 있는 환경에서 부식되기 쉽다는 단점을 지니고 있다.The AZ31 magnesium alloy has many advantages over the AZ91 alloy because of its high mechanical strength and relatively easy molding. However, all magnesium alloys have a disadvantage that they are highly active metals among practical metals and easily corroded in the presence of air and humidity.
이에 마그네슘 합금의 부식을 억제하기 위하여 표면처리가 필수적으로 실시되고 있다. 구체적으로, 마그네슘 합금 제품의 최종 공정에 도장을 실시하여 내부식성을 확보하거나, 화성처리, 양극산화, 도금, 코팅 등의 표면처리를 통하여 내식성을 개선하고 있다.Therefore, surface treatment is indispensable to suppress the corrosion of the magnesium alloy. Specifically, the final step of the magnesium alloy product is painted to secure corrosion resistance, or to improve the corrosion resistance through surface treatment such as chemical treatment, anodic oxidation, plating, and coating.
그러나, 이와 같은 내식성 표면처리는 완제품 연계를 위한 표면처리 방법으로 마그네슘 합금의 유통 과정에서 발생하는 일시 방청을 위한 표면 처리법으로는 처리 비용과 후처리 혹은 후가공과의 연계성면에서 적용하기 어려운 점이 존재한다.However, such a corrosion-resistant surface treatment is a surface treatment method for connection with an article, and it is difficult to apply the surface treatment method for temporary anticorrosion which occurs in the distribution process of the magnesium alloy in terms of the treatment cost and the post- .
또한, 화성처리, 양극산화, 도금의 습식 공정은 공정 중 발생하는 폐액 처리가 까다롭고 환경 오염의 부담이 크며, 환경 문제를 해결하기 위하여 제안된 전해질 용액에서의 방전을 이용한 방법 역시 전력 소모가 큰 단점을 지니고 있다. 또한, 건식 코팅은 진공 배기와 코팅 공정에 비교적 큰 비용이 소요되고 처리 면적에 한계가 있다는 단점을 지니고 있다.In addition, the wet process of chemical conversion treatment, anodic oxidation, and plating is difficult to treat the waste liquid generated during the process and has a large burden of environmental pollution. In order to solve the environmental problem, the method using the discharge in the electrolyte solution also consumes a large amount of power It has disadvantages. In addition, the dry coating has a disadvantage that the vacuum exhausting and coating process is relatively expensive, and the processing area is limited.
본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마그네슘 합금 판재의 내식성을 향상시키는 표면처리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a surface treatment method for improving the corrosion resistance of a magnesium alloy sheet material.
본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘 합금 판재 표면처리 방법은 초음파를 이용하여 마그네슘 합금 판재를 세척하는 초음파 세척 단계, 세척된 상기 마그네슘 합금 판재를 반응 챔버 내에 위치시키고, 상기 반응 챔버 내부의 압력을 낮추어 제1 진공 상태로 유지시키며, 상기 제1 진공 상태의 상기 반응 챔버 내부에 플라즈마를 발생시켜 세척된 상기 마그네슘 합금 판재의 표면을 세정하는 플라즈마 세정 단계, 및 유기 코팅 물질을 제2 진공 상태의 상기 반응 챔버에 유입시키고, 재차 플라즈마를 발생시킴으로써 상기 유기 코팅 물질로 세정된 상기 마그네슘 합금 판재의 표면을 코팅시키는 폴리머 코팅 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for surface treatment of a magnesium alloy plate, the method comprising: an ultrasonic cleaning step of washing a magnesium alloy plate using ultrasonic waves; a step of positioning the washed magnesium alloy plate in a reaction chamber, A plasma cleaning step of keeping the magnesium alloy sheet material in a first vacuum state and generating a plasma in the reaction chamber in the first vacuum state to clean the surface of the magnesium alloy sheet material; Coating the surface of the magnesium alloy sheet washed with the organic coating material by introducing the magnesium alloy sheet into the chamber and again generating plasma.
상기 폴리머 코팅 단계에서, 상기 유기 코팅 물질은 상기 제2 진공 상태의 상기 반응 챔버에 유입되어 자연 기화될 수 있고, 이 때 상기 유기 코팅 물질은 톨루엔일 수 있다. 또한, 상기 유기 코팅 물질을 가열하여 기화시킨 후 상기 제2 진공 상태의 상기 반응 챔버에 유입시킬 수도 있다.In the polymer coating step, the organic coating material may flow into the reaction chamber of the second vacuum state and be spontaneously vaporized, wherein the organic coating material may be toluene. Further, the organic coating material may be heated and vaporized and then introduced into the reaction chamber in the second vacuum state.
상기 초음파 세척 단계에서의 상기 마그네슘 합금 판재의 세척은 아세톤과 순수(純水)에서 실시할 수 있고, 상기 플라즈마 세정 단계에서, 로터리 펌프를 이 용하여 상기 반응 챔버를 상기 제1 진공 상태로 유지시킬 수 있으며, 상기 플라즈마 세정 단계에서의 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 조성 가스로 산소 가스를 이용할 수 있다.The washing of the magnesium alloy sheet material in the ultrasonic cleaning step may be performed in acetone and pure water. In the plasma cleaning step, the reaction chamber may be maintained in the first vacuum state by using a rotary pump And oxygen gas may be used as a plasma forming gas for generating the plasma in the plasma cleaning step.
상기 폴리머 코팅 단계에서 상기 플라즈마를 발생시키기 위하여 150W 이상의 RF 전원을 공급할 수 있고, 상기 제1 진공 상태의 압력 및 상기 제2 진공 상태의 압력은 각각 10-3 Torr 및 0.5 Torr로 형성할 수 있다.In the polymer coating step, an RF power of 150 W or more may be supplied to generate the plasma, and the pressure in the first vacuum state and the pressure in the second vacuum state may be 10 -3 Torr and 0.5 Torr, respectively.
본 발명의 실시예에 따르면, 표면처리 공정을 간단히 하면서 마그네슘 합금 판재의 내식성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the corrosion resistance of the magnesium alloy sheet material can be improved while simplifying the surface treatment process.
또한, 빠른 표면처리 공정 속도를 통하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 환경 오염 문제를 억제할 수 있다.In addition, productivity can be improved through rapid surface treatment process speed, and environmental pollution problems can be suppressed.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 마그네슘 합금 판재의 표면처리 방법을 나타내는 순서도로서, 마그네슘 합금 판재의 내식성을 향상시키기 위하여 표면에 폴리머 코팅을 수행하는 과정을 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 마그네슘 합금 판재의 표면처리를 수행하는 저진공 폴리머 코팅 장치의 개략적인 구 성도이다.FIG. 1 is a flow chart showing a method of surface-treating a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention, and shows a process of performing polymer coating on the surface to improve the corrosion resistance of the magnesium alloy sheet. FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a low-vacuum polymer coating apparatus that performs surface treatment of a magnesium alloy sheet according to an embodiment. FIG.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 마그네슘 합금 판재의 표면처리 방법은 마그네슘 합금 판재를 초음파 세척하는 단계(S10), 세척된 마그네슘 합금 판재를 반응 챔버에 장입하고 저진공 상태에서 플라즈마 세정하는 단계(S20) 및 저진공 플라즈마 폴리머제이션 공정을 통하여 폴리머 코팅을 실시하는 단계(S30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method of surface-treating a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention includes ultrasonic cleaning of a magnesium alloy sheet material (S10), charging a washed magnesium alloy sheet into a reaction chamber, (S20) and performing a polymer coating through a low vacuum plasma polymerization process (S30).
마그네슘 합금 판재를 초음파 세척하는 단계(S10)는 마그네슘 합금 판재의 표면의 오염물 등을 제거하기 위한 공정으로서, 본 실시예에서는 초음파 세척 시 아세톤과 순수를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The step S10 of ultrasonic cleaning the magnesium alloy sheet material is a step for removing contaminants and the like on the surface of the magnesium alloy sheet material. In this embodiment, acetone and pure water may be used in ultrasonic cleaning, but the present invention is not limited thereto .
이와 같이 초음파 세척된 마그네슘 합금 판재는 저진공 폴리머 코팅 장치 내에서 세정 단계(S20) 및 폴리머 코팅 단계(S30)를 거치게 된다.The ultrasonically cleaned magnesium alloy sheet is subjected to a cleaning step (S20) and a polymer coating step (S30) in a low vacuum polymer coating apparatus.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 저진공 폴리머 코팅 장치는 반응 챔버(1), 진공 펌프(2), 저진공 배기용 밸브(15), RF(Radio Frequency) 전원 공급기(3), 전극(4) 및 샤워링(6)을 포함한다. 또한, 저진공 폴리머 코팅 장치는 장치 외부에 코팅 물질 저장부(7), 혼합용 가스 저장부(8), 전처리용 가스 저장부(9), 코팅 물질 조절기(10), 혼합용 가스 조절기(11), 전처리용 가스 조절기(12), 질소 가스 저장부(13) 및 질소 가스 밸브(14)를 더 구비할 수 있다.Referring to FIG. 2, the low-vacuum polymer coating apparatus according to the present embodiment includes a
초음파 세척된 마그네슘 합금 판재는 반응 챔버(1) 내에 장입시켜 전극(4) 위에 위치시킨다. 그리고, 반응 챔버(1)를 밀폐시키고 진공 펌프(2)를 이용하여 저진공 배기용 펌프(15)를 통해 가능한 진공도까지 배기한다. 본 실시예에서는 진 공 펌프(2)를 이용하여 반응 챔버(1) 내부를 약 10-3 Torr의 진공 상태가 되도록 배기한다. 본 실시예에서는 저진공 상태를 이용하므로 저진공 로터리 펌프를 이용하고, 고진공 상태를 유지하기 위한 장치를 필요로 하지 않아 전체 구성을 단순화할 수 있게 된다.The ultrasonically cleaned magnesium alloy sheet material is charged into the
진공 펌프(2)의 한계까지 진공 배기가 완료되어 저진공 상태가 형성되면 전처리용 가스 조절기(12)를 통해 전처리용 가스 저장부(9)로부터 반응 챔버(1) 내부로 전처리용 가스로 사용되는 산소 가스를 공급한다. 이 때, 산소 가스는 샤워링(6)을 거쳐 반응 챔버(1) 내부로 유입된다. 그리고, RF 전원 공급기(3)를 통해 전원을 공급하여 플라즈마를 생성시키고, 생성된 플라즈마를 이용하여 마그네슘 판재의 상태에 따라 일정 시간 세정을 실시한다. 한편, 본 실시예에서는 세정 단계(S20)에서의 전처리용 가스로 산소를 사용하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.When vacuum exhaust is completed up to the limit of the
이와 같은 세정 단계(S20) 이후 산소 가스 공급을 정지하고, 마그네슘 합금 판재(5)의 표면을 코팅시키는 폴리머 코팅 단계(S30)를 수행한다.After the cleaning step S20, the oxygen gas supply is stopped, and a polymer coating step S30 is performed to coat the surface of the
코팅 물질이 준비된 코팅 물질 저장부(7) 및 플라즈마 활성화를 위한 보조 헬륨 가스가 준비된 혼합용 가스 저장부(8)로부터 각각 코팅 물질 조절기(11) 및 혼합용 가스 조절기(12)를 통해 혼합 가스를 반응 챔버(1) 내부로 공급한다. 이 때, 코팅 물질 가스 및 혼합용 가스는 샤워링(6)을 거쳐 반응 챔버(1) 내부로 유입되게 된다.The coating material is supplied from the
한편, 본 실시예에서는 코팅 물질이 액체 상태의 유기물로 마련되고, 액체 상태의 유기물로는 저압에서 끓는점이 낮은 물질을 사용할 수 있다. 이 경우 액체 상태의 유기물은 저진공 상태의 반응 챔버(1) 내부에 유입된 후 자연적으로 기화가 일어나 마그네슘 합금 판재(5) 상에 코팅될 수 있게 된다. 액체 상태의 유기물의 끓는점이 저진공 상태의 반응 챔버(1) 내부에서 자연 기화가 일어날 정도로 충분히 낮지 않은 경우에는, 코팅 물질 저장부(11)를 가열할 수 있는 가열 시스템(미도시)을 추가적으로 설치할 수 있다. 이 경우, 액체 상태의 유기물은 추가로 설치된 가열 시스템을 통하여 가열됨으로써 기화되고, 기체 상태로 저진공 상태의 반응 챔버(1) 내부로 유입되어 마그네슘 합금 판재에 코팅될 수 있게 된다. 이와 같이, 코팅 물질로서 저압에서 끓는점이 낮은 액체 상태의 유기물을 사용하거나 가열이 가능한 시스템을 추가적으로 설치함으로써, 안정적으로 유기 코팅 물질을 기화시켜 공급할 수 있게 된다.Meanwhile, in this embodiment, the coating material is formed of an organic material in a liquid state, and a material having a low boiling point at a low pressure may be used as a liquid organic material. In this case, the organic substances in the liquid state are introduced into the
전술한 코팅 물질 및 혼합용 가스가 안정적으로 공급된 시점에서 RF 전원 공급기(3)를 통해 전원을 공급하여 플라즈마를 생성시키고, 이에 의해 피처리물인 마그네슘 합금 판재(5) 상에 폴리머상의 코팅막을 생성시킬 수 있게 된다. 이 때, RF 전원 공급기(3)를 통하여 공급되는 RF 전원의 크기에 따라 마그네슘 합금 판재의 코팅 표면의 내식성이 결정될 수 있는데, 본 실시예에서는 일정 수준 이상의 내식성을 얻기 위하여 150W 이상의 RF 전원을 공급한다.When the coating material and the mixing gas are stably supplied, power is supplied through the RF power supply 3 to generate a plasma, whereby a coating film on the polymer is formed on the magnesium
일정 시간 코팅이 진행되면, 순차적으로 RF 전원 공급기(3)에서의 전원 공급을 정지하고, 코팅 물질 및 혼합용 가스의 공급을 정지한다. 이후, 질소 가스 저 장부(13)에서 질소 가스 밸브(14)를 통해 반응 챔버(1)로 질소 가스를 유입시킴으로써 반응 챔버(1) 내부 압력을 대기압으로 전환시키게 되면, 폴리머 코팅막이 형성된 마그네슘 합금 판재(5)를 얻을 수 있게 된다.When the coating progresses for a predetermined time, the power supply from the RF power supply 3 is sequentially stopped, and the supply of the coating material and the mixing gas is stopped. Thereafter, nitrogen gas is introduced into the
도 3a 및 도 3b는 각각 폴리머 코팅 전·후의 마그네슘 합금 판재의 표면 구성을 나타내는 그림으로, 이를 참조하면 마그네슘 자연 산화막(16)이 형성된 마그네슘 합금 판재 상에 전술한 표면처리 방법을 통해 폴리머 코팅막(17)이 형성됨을 볼 수 있다.3A and 3B are diagrams showing the surface structure of the magnesium alloy sheet before and after the polymer coating. Referring to FIG. 3A and FIG. 3B, on the magnesium alloy sheet having the magnesium
이와 같이, 본 실시예에 따른 마그네슘 합금 판재의 표면처리 방법에 의하면, 고진공 배기 시스템을 사용하지 않아 공정이 단순해질 수 있으며, 저압에서 끓는점이 낮아 저진공 상태에서 자연 기화할 수 있는 액체 유기물을 코팅 물질로 이용하여 폴리머 코팅을 수행함으로써 공정을 쉽고 빠르게 진행시킬 수 있게 된다.As described above, according to the surface treatment method of the magnesium alloy sheet according to this embodiment, the process can be simplified without using the high vacuum exhaust system, and the liquid organic material that can be spontaneously vaporized in a low vacuum state due to low boiling point at low pressure can be coated By using the polymer coating as a material, the process can be carried out easily and quickly.
[실험예][Experimental Example]
이하, 본 발명의 일 실시예에 따라 구체적인 실험을 수행한 결과를 참조하여 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the results of experiments conducted in accordance with an embodiment of the present invention.
본 실험에서 AZ31 마그네슘 합금 판재를 이용하여 시험편을 제조하여 사용하였고, 초음파 세척은 아세톤과 순수에서 각각 5분간 수행하였다. 초음파 세척 후 시험편을 저진공 상태의 반응 챔버에 장입하고, 로터리 펌프를 이용하여 10-3 Torr의 저진공 상태에 이르기까지 반응 챔버 내부를 배기하였으며, 상기 압력에 이르기 까지 배기한 후, 산소 가스를 10sccm 유량으로 공급하고, RF 전원 공급기에 250W의 전원을 공급하여 플라즈마를 생성시켜 5분간 세정하였다.In this experiment, AZ31 magnesium alloy sheet was used to fabricate test specimens. Ultrasonic washing was performed for 5 minutes in acetone and pure water, respectively. After the ultrasonic cleaning, the test piece was charged into a reaction chamber in a low vacuum state. The inside of the reaction chamber was evacuated to a low vacuum state of 10 -3 Torr by using a rotary pump. After exhausting to the pressure, 10 sccm flow rate, and a power of 250 W was supplied to the RF power supply to generate plasma, which was then cleaned for 5 minutes.
그 후, RF 전원의 공급을 차단하고 산소 가스 공급을 정지한 후, 헬륨 가스를 10sccm 유량으로 공급하고 코팅 물질을 공급하여 진공도가 0.5 Torr로 유지되도록 하였다. 이 때, 코팅 물질로는 톨루엔을 사용하였다.After stopping the supply of the RF power source and stopping the supply of the oxygen gas, helium gas was supplied at a flow rate of 10 sccm, and the coating material was supplied to maintain the vacuum degree at 0.5 Torr. At this time, toluene was used as a coating material.
RF 전원을 다시 공급하여 플라즈마를 생성시켜 3분간 폴리머 코팅을 실시하였으며, 코팅 공정이 끝난 후 전원과 가스 등의 공급을 정지하고, 질소 가스를 유입시켜 반응 챔버 내부의 압력을 대기압으로 조절하여 반응 챔버 내의 시험편을 회수하였다.After the completion of the coating process, the supply of power and gas was stopped, nitrogen gas was introduced into the reaction chamber to regulate the pressure inside the reaction chamber to atmospheric pressure, Was recovered.
(세정단계)(Cleaning step)
O2 10sccm
5min250W
5min
상기 표 1은 본 실험에서의 폴리머 코팅을 위한 공정 조건을 나타낸 것으로서, 코팅 중의 RF 전원을 50W, 150W, 300W로 바꾸면서 반복 수행하여 RF 전원을 공급하지 않은 경우와 비교하였다.Table 1 shows the process conditions for the polymer coating in this experiment, and it was compared with the case where the RF power was not supplied by repeatedly changing the RF power of the coating to 50W, 150W, and 300W.
도 4는 회수한 시험편에 대하여 염수분무시험을 실시한 결과를 나타낸 사진으로, RF 전원을 공급하지 않은 경우, 50W, 150W 및 300W 공급한 경우 각각의 염수분무 전·후의 사진을 나타낸다. 이를 참조하면, RF 전원을 공급하지 않은 시험편에 비하여 RF 전원을 공급, 플라즈마를 이용하여 코팅하는 경우에 마그네슘 합금 판재 표면의 내식성이 향상됨을 알 수 있고, 특히, RF 전원을 150W, 300W 공급한 경우 내식성이 월등하게 향상됨을 확인할 수 있다.Fig. 4 is a photograph showing the results of the saline spray test on the recovered test specimens. Fig. 4 shows photographs before and after spraying each of the samples when 50 W, 150 W and 300 W were supplied without RF power supply. It can be seen that the corrosion resistance of the surface of the magnesium alloy sheet is improved when the RF power is supplied and the plasma is used to coat the test piece which is not supplied with the RF power. In particular, when the RF power is supplied at 150 W and 300 W And the corrosion resistance is remarkably improved.
이상과 같이 본 발명에서는 세척 및 세정을 거친 마그네슘 합금 판재를 저진공 상태에서 RF 플라즈마를 생성시켜 코팅함으로써 내식성을 향상시킬 수 있고, 공정을 단순화하여 생산 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 종래의 습식 표면처리 공정과 달리 용액을 이용하지 않아 환경 오염의 문제가 없게 된다.As described above, according to the present invention, corrosion resistance can be improved by forming and coating an RF plasma in a vacuum state of a magnesium alloy plate subjected to cleaning and cleaning, and the process can be simplified and the production speed can be improved. Further, unlike the conventional wet surface treatment process, there is no problem of environmental pollution because no solution is used.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통하여 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described by way of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments. That is, those skilled in the art can easily understand that various modifications and variations are possible without departing from the scope and spirit of the following claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 마그네슘 합금 판재의 표면을 코팅하는 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of coating a surface of a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저진공 폴리머 코팅 장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic block diagram of a low-vacuum polymer coating apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 코팅 전후의 마그네슘 합금 판재 표면의 구성을 나타내는 그림이다.FIG. 3 is a view showing the structure of a magnesium alloy sheet surface before and after a polymer coating according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 내식성을 평가한 결과를 나타내는 사진이다.4 is a photograph showing a result of evaluation of corrosion resistance according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
1: 반응 챔버 2: 진공 펌프1: reaction chamber 2: vacuum pump
3: RF 전원 공급기 4: 전극3: RF power supply 4: Electrode
5: 마그네슘 합금 판재 6: 샤워링5: Magnesium alloy plate 6: Shower ring
7: 코팅 물질 저장부 8: 혼합용 가스 저장부7: coating material storage part 8: mixing gas storage part
9: 전처리용 가스 저장부 10: 코팅 물질 조절기9: pretreatment gas reservoir 10: coating material conditioner
11: 혼합용 가스 조절기 12: 전처리용 가스 조절기11: Mixing gas regulator 12: Pretreatment gas regulator
13: 질소 가스 저장부 14: 질소 가스 밸브13: Nitrogen gas storage part 14: Nitrogen gas valve
15: 저진공 배기용 밸브 16: 마그네슘 자연 산화막15: Low vacuum exhaust valve 16: Magnesium natural oxide film
17: 폴리머 코팅막17: polymer coating film
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090131672A KR101618741B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Method for surface treatment of magnesium alloy sheet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090131672A KR101618741B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Method for surface treatment of magnesium alloy sheet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110075261A KR20110075261A (en) | 2011-07-06 |
KR101618741B1 true KR101618741B1 (en) | 2016-05-10 |
Family
ID=44915287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090131672A KR101618741B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Method for surface treatment of magnesium alloy sheet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101618741B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108085651B (en) * | 2017-12-14 | 2020-09-25 | 北京工业大学 | Electron beam bombardment resistant secondary electron emission composite film and preparation method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004323973A (en) * | 2003-04-08 | 2004-11-18 | Kurita Seisakusho:Kk | Method of depositing dlc film, and dlc film-deposited product |
-
2009
- 2009-12-28 KR KR1020090131672A patent/KR101618741B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004323973A (en) * | 2003-04-08 | 2004-11-18 | Kurita Seisakusho:Kk | Method of depositing dlc film, and dlc film-deposited product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110075261A (en) | 2011-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3330143B2 (en) | Metal coating method using low temperature plasma and electrodeposition | |
KR101117800B1 (en) | Surface treatment process for magnesium parts and magnesium parts treated by using the same | |
JP4327177B2 (en) | Corrosion-resistant thermal spray coating and method of sealing coating of thermal spray coating | |
JP4563966B2 (en) | Semiconductor processing apparatus member and method for manufacturing the same | |
WO2018214446A1 (en) | Method for preparing multi-functional protective nano coating by means of low-power continuous discharge | |
Castano et al. | Microstructural evolution of cerium-based coatings on AZ31 magnesium alloys | |
JP5099693B2 (en) | Amorphous carbon film and method for forming the same | |
CN1776003A (en) | Ceramic-substrate sputtered copper foil production method | |
US20010045351A1 (en) | Plasma polymerization on surface of material | |
CN110527943B (en) | Device and method for performing anti-corrosion treatment on magnesium and magnesium alloy by using supercritical carbon dioxide | |
KR101618741B1 (en) | Method for surface treatment of magnesium alloy sheet | |
CN110318050A (en) | A kind of aluminium base/anode oxide film composite coating and its preparation method and application | |
JPS6021382A (en) | Plasma cvd apparatus | |
US8721845B2 (en) | Coated article and method for making same | |
AU750205B2 (en) | Plasma polymerization on surface of material | |
KR20090104596A (en) | Method of treating a surface of a magnesium member and a magensium member having a sruface treated by the same | |
KR101451412B1 (en) | Method for surface modification of magnesium alloy plate | |
CN110106472A (en) | A kind of metal surface protection layer and preparation method thereof | |
KR20170063015A (en) | A equipment of modifying a surface in a cell culture bag inner side and a surface modifying method therewith | |
JP5614873B2 (en) | Semiconductor processing apparatus member and method for manufacturing the same | |
Hu et al. | Deposition of modifiable MAO-PDA coatings on magnesium alloy based on photocatalytic effect | |
CN114959583A (en) | Composite PVD (physical vapor deposition) coating treatment process for hub | |
CN111364027A (en) | Atomic layer deposition chamber component, preparation method thereof and atomic layer deposition equipment | |
CN204732430U (en) | A kind of cavity body structure of reaction chamber of solar cell dry method process for etching | |
JP4939704B2 (en) | Magnesium alloy coating surface treatment method and coating method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190409 Year of fee payment: 4 |