KR101845531B1 - 마그네슘합금재의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 마그네슘합금재의 표면처리방법은 마그네슘합금재의 표면을 약알칼리용액으로 세정하는 세정단계, 상기 세정단계로 세정된 마그네슘합금재의 표면을 세척하는 수세단계, 상기 수세단계로 세척된 마그네슘합금재의 표면에 묻은 물기를 제거하는 건조단계, 상기 건조단계에서 건조된 마그네슘합금재를 열풍을 이용하여 일차적으로 산화막을 형성하는 열풍처리단계, 상기 열풍처리단계에서 처리된 마그네슘합금재의 표면의 산화막에 알코올을 도포하는 알코올도포단계, 그리고 상기 알코올로 도포된 마금네슘합금재를 열처리하여 이차적으로 산화막을 형성하는 아닐링(ANNEALING)단계를 포함하며, 상기 세정단계의 약알칼리용액은 ph 7 ~ 8임을 특징으로 하며, 상기 열풍단계의 열풍 온도는 150 ~ 200℃에서 5 ~ 30분동안 흐르는 공기로 열처리하며, 알코올도포단계의 알코올은 에틸알코올이며, 상기 아닐링단계에서는 질소 분위기에서 100 ~ 250℃로 1 ~ 10분동안 열처리하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 마그네슘합금 소재의 표면을 열풍으로 일차적으로 열처리한 후에 표면처리용액인 알코올을 도포하여 이차적으로 열처리하기 때문에, 열풍처리단계에서 형성된 마그네슘합금재 표면의 산화막 위에 알코올을 균일하게 도포할 수 있을 뿐만 아니라 아닐링단계에서 산화막을 내구성을 향상할 수 있으며, 설비의 단순화를 실현하면서도 인체에 무해한 방식으로 마그네슘합금재를 용이하게 건식 표면처리할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

Description

마그네슘합금재의 표면처리방법{SURFACE TREATMENT METHOD FOR MAGNESIUM ALLOY}

본 발명은 마그네슘합금재의 표면처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체에 무해한 방식으로 용이하게 건식 표면처리할 수 있도록 하는 마그네슘합금재의 표면처리방법에 관한 것이다.

마그네슘합금 표면처리기술은 재료의 표면을 물리적, 화학적 또는 전기화학적으로 처리하여 소재 및 부품의 내구성, 기능성을 개선시킬 뿐만 아니라 미관을 향상하여 상품의 부가가치를 높이게 된다.

마그네슘합금소재의 경우, 표면처리기술은 크게 습식과 건식 표면처리기술 등으로 구분되며, 습식에는 화성처리, 양극산화(아노다이징), 전기도금, 무전해도금, 도장/전착도장이 있으며, 건식기술에는 증착식, 화학증착식, 플라즈마증착식이있다.

습식 표면처리기술은 제품을 생산하는 공정중 주로 최종마감공정으로 이용되며, 공해유발성, 기술의 다양성 및 폐쇄성, 전문성의 특성이 있으므로 수주에 의한 다품종 소량 생산의 주종을 이루고 있다.

그러나 습식 표면처리기술은 일반 장식용의 악세사리에서부터, 현재 각국의 주요 수출산업인 자동차, 반도체, 전자산업분야는 물론, 향후 미래주도산업으로 주목되는 항공우주산업에 이르기까지 주요 핵심부품에 광범위하게 응용되는 분야로서, 기술의 혁신이 크게 필요한 분야이다.

건식 표면처리기술은 진공하에서 증착 또는 플라즈마처리를 통해서 소재에 내식성, 내마모성, 윤활성 및 장식성을 부여하는 기술로서, 제품의 성능 향상과 더불어 부가가치를 제고시킬 수 있는 공정으로 최근 활발히 개발이 진행되고 있다.

특히 최근 습식 표면처리공정에서 문제시 되고 있는 폐수 공해 문제 등을 진공공정으로 완전히 해결할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 기능성 피막을 창출할 수 있어서 새로운 첨단기술분야로 각광받고 있다.

이러한 건식 표면처리기술은 공구, 금형, 자동차부품, 전기전자부품 및 기타 산업분야의 내마모성 및 내식성 향상을 위한 기술로 널리 활용되고 있으며, 각종 장신구의 고부가 가치 장식용 코팅에도 상당히 적용되고 있다.

예컨대 종래에는 특허출원 제10-2009-0083421호로 출원 및 등록된 기술이 있으나, 이러한 종래 기술은 세척 후에 물기를 제거한 마그네슘합금 제품의 표면에 표면처리용액을 분사한 후에 이를 직화열로 처리하기 때문에, 직화처리단계에서 제품의 표면에서 발생되는 얼룩을 줄이기에 한계가 있다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마그네슘합금 소재의 표면을 열풍으로 일차적으로 열처리한 후에 표면처리용액을 도포하여 이차적으로 열처리함으로써, 설비의 단순화를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 인체에 무해한 방식으로 마그네슘합금재를 용이하게 건식 표면처리할 수 있는 마그네슘합금재의 표면처리방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 마그네슘합금재의 표면에 산화막을 형성하는 것을 이루어지는 마그네슘합금재의 표면처리방법에 있어서, 마그네슘합금재의 표면을 약알칼리용액으로 세정하는 세정단계, 상기 세정단계로 세정된 마그네슘합금재의 표면을 세척하는 수세단계, 상기 수세단계로 세척된 마그네슘합금재의 표면에 묻은 물기를 제거하는 건조단계, 상기 건조단계에서 건조된 마그네슘합금재를 열풍을 이용하여 일차적으로 산화막을 형성하는 열풍처리단계, 상기 열풍처리단계에서 처리된 마그네슘합금재의 표면의 산화막에 알코올을 도포하는 알코올도포단계, 그리고 상기 알코올로 도포된 마금네슘합금재를 열처리하여 이차적으로 산화막을 형성하는 아닐링(ANNEALING)단계를 포함하여 이루어지는 마그네슘합금재의 표면처리방법을 제공한다.

상기 세정단계의 약알칼리용액은 ph 7 ~ 8임을 특징으로 하며, 상기 열풍처리단계의 열풍 온도는 150 ~ 200℃에서 5 ~ 30분동안 흐르는 공기로 열처리하며, 알코올도포단계의 알코올은 에틸알코올이며, 상기 아닐링단계에서는 질소 분위기에서 100 ~ 250℃로 1 ~ 10분동안 열처리하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 마그네슘합금재의 표면처리방법은 마그네슘합금 소재의 표면을 열풍으로 일차적으로 열처리한 후에 표면처리용액인 알코올을 도포하여 이차적으로 열처리하기 때문에, 열풍처리단계에서 형성된 마그네슘합금재 표면의 산화막 위에 알코올을 균일하게 도포할 수 있을 뿐만 아니라 아닐링단계에서 산화막을 내구성을 향상할 수 있으며, 설비의 단순화를 실현하면서도 인체에 무해한 방식으로 마그네슘합금재를 용이하게 건식 표면처리할 수 있다는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 마그네슘합금재의 표면처리방법의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 마그네슘합금재의 표면처리방법은 마그네슘합금 소재의 표면에 산화막을 형성하는 것으로서, 세정단계 → 수세단계 → 건조단계 → 열풍처리단계 → 알코올도포단계 → 아닐링(ANNEALING)단계로 이루어진다.

여기서 상기 세정단계는 마그네슘합금재의 표면을 약알칼리용액으로 세정하는 것으로서, 마그네슘합금재의 표면에 묻은 유지 등과 같은 이물질을 제거하는 것이다.

특히 유지 등과 같은 이물질을 제거하면서 마그네슘합금재 자체의 표면의 손상을 최소화함과 아울러 표면을 활성화하기 위하여, 상기 세정단계에서는 ph 7 ~ 8약알칼리용액을 사용하게 된다.

그러면 작업자의 인체에 악영향을 미치지 않으면서 마그네슘합금재의 표면에 묻은 이물질을 제거할 수 있는 것이다.

상기 수세단계는 상기 세정단계로 세정된 마그네슘합금재의 표면을 세척하는 것으로서 상기 세정단계에서 사용된 약알칼리성 용액을 제거하게 되며, 상기 건조단계에서는 수세단계에서 사용된 물로 인하여 후술하는 열풍처리단계에서의 산화막 형성의 균일성을 확보하기 위하여 상기 수세단계로 세척된 마그네슘합금재의 표면에 묻은 물기를 제거하게 된다.

그리고 본 발명에서는 상기 열풍처리단계에서 마그네슘합금 소재의 표면에 산화막을 형성하게 되는 바, 이는 상기 건조단계에서 건조된 마그네슘합금재를 열풍을 이용하여 일차적으로 산화막을 형성하게 된다.

특히 본 발명에서는 상기 열풍처리단계의 열풍 온도는 150 ~ 200℃에서 5 ~ 30분동안 흐르는 공기로 열처리하게 된다.

상기 열풍처리단계에서는 150 ~ 200℃로 가열된 공기를 마그네슘합금 소재의 표면에 흐르게 하여 열처리하는 것으로서, 이러한 온도의 범위는 산화막을 형성하면서도 작업자의 안정성을 확보하기 위한 온도이며, 5 ~ 30분동안 처리하는 것은 작업 시간과 산화막 두께를 고려한 최적의 조건인 것이다.

상기 알코올도포단계는 상기 열풍처리단계에서 처리된 마그네슘합금재의 표면의 산화막 상에 알코올을 도포하는 것이며, 특히 에틸알코올을 사용하여 마그네슘합금재의 표면에 형성된 산화막을 도포하게 된다.

그러면 에틸알코올은 마그네슘합금재 자체의 표면에 도포되는 균일성보다 마그네슘합금재의 표면에 형성된 산화막인 MgO에 도포되는 균일성을 우수하여 이차적으로 산화막을 형성하여 산화막의 견고성을 부여하기 위하여 열풍으로 일차적으로 형성된 산화막 상에 알코올을 도포하는 것이다.

물론 에틸알코올의 분자식은 C₂H₅OH이므로 끓는 점이 낮아 휘발성이 있는 물질이므로 작업자의 흡입에 주의를 기울여야 함은 자명한 것이다.

상기 아닐링단계는 상기 알코올로 도포된 마금네슘합금재를 열처리하여 이차적으로 산화막을 형성하여 산화막의 견고성과 상기 알코올도포단계에서 도포된 알코올로 인하여 산화막의 균일성을 강화하면서도 산화막의 내구성을 증대하게 된다.

특히 상기 아닐링단계에서는 산화막의 균일성을 확보하기 위하여 질소 분위기에서 100 ~ 250℃로 1 ~ 10분동안 열처리하게 되며, 이러한 온도와 시간은 작업 비용 및 작업성, 산화막 두께를 고려한 최적의 조건이다.

이러한 본 발명에 의한 마그네슘합금재의 표면처리방법은 건식 표면처리기술로서, 습식표면처리 및 열처리 기술을 통해서는 얻을수 없는 새로운 기능의 경질피막, 내식피막, 윤활피막 코팅 및 플라즈마 표면이 얻어지며, 마그네슘합금 소재에서 열풍을 이용한 건식표면처리 공정의 개발 기술은 다이캐스팅된 마그네슘합금 사출물을 트리밍 및 기계가공 등을 통해 완전한 형상을 만들고, 수작업으로 세부적인주조결합을 제거하는 사상공정 후에 열풍과 알코올 수용액을 통해서 산화막을 원활하게 형성할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 마그네슘합금재의 표면에 산화막을 형성하는 것을 이루어지는 마그네슘합금재의 표면처리방법에 있어서,
   마그네슘합금재의 표면을 약알칼리용액으로 세정하는 세정단계, 상기 세정단계로 세정된 마그네슘합금재의 표면을 세척하는 수세단계, 상기 수세단계로 세척된 마그네슘합금재의 표면에 묻은 물기를 제거하는 건조단계, 상기 건조단계에서 건조된 마그네슘합금재를 열풍을 이용하여 일차적으로 산화막을 형성하는 열풍처리단계, 상기 열풍처리단계에서 처리된 마그네슘합금재의 표면의 산화막에 알코올을 도포하는 알코올도포단계, 그리고 상기 알코올로 도포된 마금네슘합금재를 열처리하여 이차적으로 산화막을 형성하는 아닐링(ANNEALING)단계를 포함하여 이루어지며,
   상기 열풍처리단계의 열풍 온도는 150 ~ 200℃에서 5 ~ 30분동안 흐르는 공기로 열처리하며, 상기 알코올도포단계의 알코올은 에틸알코올이고, 상기 아닐링단계에서는 질소 분위기에서 100 ~ 250℃로 1 ~ 10분동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금재의 표면처리방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 세정단계의 약알칼리용액은 ph 7 ~ 8임을 특징으로 하는 마그네슘합금재의 표면처리방법.
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