KR102318129B1

KR102318129B1 - 양극산화 처리를 실시하기 위해서 의도된 디바이스 및 양극산화 처리

Info

Publication number: KR102318129B1
Application number: KR1020167033646A
Authority: KR
Inventors: 줄리안 구트 산타나쉬; 알랭 비올라
Original assignee: 사프란 헬리콥터 엔진스
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2021-10-27
Also published as: CA2946692A1; US10329685B2; RU2016146743A; US20170051427A1; PL3137656T3; RU2016146743A3; RU2676203C2; ES2683741T3; FR3020642B1; JP2017516916A; CN106661755B; WO2015166165A1; JP6591445B2; EP3137656B1; CN106661755A; EP3137656A1; FR3020642A1; KR20170003610A; CA2946692C

Abstract

본 발명은 부품의 양극산화 처리를 행하기 위해서 의도된 디바이스에 관한 것이며, 상기 디바이스는, 처리될 부품 및 상기 처리될 부품의 반대 쪽에 위치되는 카운터-전극을 포함하는 처리 챔버로서, 상기 처리될 부품은 상기 처리 챔버의 제1 벽을 구성하는, 상기 처리 챔버; 제너레이터로서, 상기 제너레이터의 제1 단자는 상기 처리될 부품에 전기적으로 연결되고, 그리고 상기 제너레이터의 제2 단자는 상기 카운터-전극에 전기적으로 연결되는, 상기 제너레이터; 및 전해액을 저장하고 순환시키기 위한 시스템으로서, 상기 처리 챔버와 상이한, 상기 전해액을 수용하도록 의도된 저장 탱크; 및 상기 저장 탱크와 상기 처리 챔버 사이에서 상기 전해액이 유동되는 것을 허여하도록 의도된 전해액 순환 회로를 포함하는, 상기 시스템을 포함한다.

Description

양극산화 처리를 실시하기 위해서 의도된 디바이스 및 양극산화 처리{DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTING AN ANODIZATION TREATMENT AND ANODIZATION TREATMENT}

본 발명은 양극산화 처리, 바람직하게는 마이크로 아크 양극산화 처리를 행하기 위한 디바이스에 관한 것이고, 그리고 본 발명은 또한 관련된 방법에 관한 것이다.

마이크로 아크 양극산화에 의해서 마그네슘, 알루미늄, 또는 티타늄에 기반된 합금을 처리하는 것이 알려져 있다. 이 기술은 황 양극산화(SAO), 크롬 양극산화(CAO), 또는 인 양극산화(PAO)와 같은 종래의 양극산화에 의해서 얻어질 수 있는 아모퍼스 옥사이드의 경도보다 훨씬 더 큰 경도 및 매우 낮은 공극율을 갖는 층을 만드는 역할을 한다. 구체적으로, 마이크로 아크 양극산화 처리에서, 부품의 표면 상의 옥사이드 층은, 양극산화 단계 동안에 형성되는 아모퍼스 옥사이드를 결정화하도록 매우 국부적으로 부품의 표면의 온도를 상승시키는 능력을 갖는 마이크로 아크의 형성으로 이어지는 마이크로 방전을 생성하는 결과로서 형성된다. 마이크로 아크 양극산화 처리에서, 부품은 수성 전해액 안에 잠겨질 수도 있고, 그리고 부품은 특정 전자 제너레이터(electronic generator)에 의해서, 그리고 만약 필요하다면, 부품과 매칭되는 형상의 카운터-전극에 의해서 진동하는 펄스의 전기 에너지에 노출된다. 미시적 발광 방전(microscopic light-emitting discharge)은 다음으로 이러한 부품의 표면에서 가시적이며, 이러한 방전은 하이드록사이드 층에서 유전 파괴 때문이고, 그리고 방전은 마이크로플라즈마로서 간주될 수 있다.

처리의 메인 파라미터(전기적 신호의 주파수, 전류 밀도, 부품이 배스(bath)에 잠겨있는 지속 시간, 온도, ...)는 처리되는 부품의 재료, 형상, 및 양극산화 층을 위해서 바람직한 특징에 따라서 조절되고 제어될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 대형 용기(약 0.5 큐빅 미터(m³)의 체적을 갖는 용기)에서 현재의 마이크로 아크 양극산화 기술에 의해서 코팅을 만드는 것은 몇가지 한계를 제공할 수 있다.

먼저, 처리를 위한 부품(들)의 큰 표면 면적을 고려하면, 이 기술은 높은 값의 양극 전류를 전달하는 제너레이터를 사용하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 높은 레벨의 전기 소비로 이어질 수 있다. 또한, 양극산화를 위해서 필요한 높은 전류 때문에 큰 면적의 부품 상에 마이크로 아크 양극산화에 의한 코팅을 얻는 것은 어려울 수 있다.

또한, 마이크로 아크 양극산화 처리는 많은 양의 에너지를 소비하기 때문에, 종래 기술의 배스 처리에서 전해액의 온도를 제어하는 것은 어려울 수 있다. 그럼에도 불구하고, 코팅이 적절하게 만들어지는 것을 보장하기 위해서 배스의 온도를 제어하는 것은 필수적이다. 배스의 온도를 조절하려는 요구는 상대적으로 복잡한 설비를 사용하는 것으로 이어질 수 있으며, 이에 의해 처리를 행하는 비용을 크게 증가시킨다.

종래 기술의 마이크로 아크 양극산화 방법의 다른 단점은, 양극산화 처리가 행해지는 동안에 배스 내의 전해액의 특정 파라미터를 신뢰가능하게 측정하는 것이 어려울 수 있다는 점이다. 이러한 파라미터의 신뢰가능한 측정은 그럼에도 불구하고, 예를 들어, 이러한 측정으로부터 결정되는 정보에 따라서, 행해지고 있는 양극산화 처리를 변경할 수 있기 위해서 바람직하다.

마지막으로, 잘-특정된 영역에서 부품 상에 마이크로 아크 양극산화를 행하기 위해서, 마이크로 아크 양극산화 층이 부품의 전체 표면에 걸쳐서 형성되는 것을 방지하는 목적으로, 유기 타입, 예를 들어 바니시, 또는 종래의 양극산화로부터 귀결되는, 무기 타입일 수도 있는 레지스트를 사용하는 것이 가능하다. 레지스트는 특히 아래에 놓인 부품의 표면을 전해액으로부터 전기적으로 절연하는 기능을 하며, 이에 의해서 이 표면이 양극산화되는 것을 방지한다. 그럼에도 불구하고, 레지스트를 배치하는 것은 상대적으로 비쌀 수 있고, 그리고 제조 조직를 상당히 더욱 복잡하게 만들 수 있다. 또한. 마스킹 단계를 행하는 것은 어려울 수도 있고, 그리고 따라서 처리를 상당히 더욱 비싸게 만들 수 있다.

따라서, 양극산화 처리 그리고 특히 마이크로 아크 양극산화 처리가 간단하고 비고가의 방식으로, 행해지는 것을 가능하게 하는 디바이스를 제공하는 필요성이 존재한다.

양극산화 처리 동안에, 그리고 특히 마이크로 아크 양극산화 처리 동안에 전해액의 온도가 효과적으로 제어되는 것을 가능하게 하는 디바이스를 제공할 필요성이 또한 존재한다.

양극산화에 부가된 처리를 실행하기에 적합하고, 그리고 특히 양극산화 처리 동안에 사용되는 전해액의 파라미터를 신뢰가능하게 모니터하는 것을 가능하게 하는데 적합한 신규한 디바이스를 제공할 필요가 존재한다.

이 목적을 위해서, 제1 양태에서, 본 발명은 부품 상에서 양극산화 처리를 행하기 위한 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스는,

·처리 챔버로서, 처리될 부품 및 상기 처리될 부품을 대향하게 위치되는 카운터-전극을 포함하며, 상기 처리될 부품은 상기 처리 챔버의 제1 벽을 구성하는, 상기 처리 챔버;

·제너레이터로서, 상기 제너레이터의 제1 단자는 상기 처리될 부품에 전기적으로 연결되고, 그리고 상기 제너레이터의 제2 단자는 상기 카운터-전극에 전기적으로 연결되는, 상기 제너레이터; 및

·전해액을 저장하고 순환시키기 위한 시스템으로서,

·상기 처리 챔버와 상이한, 상기 전해액을 수용하기 위한 저장 용기; 및

·상기 저장 용기와 상기 처리 챔버 사이에서 상기 전해액이 유동되는 것을 가능하게 하기 위해서 상기 전해액을 순환시키기 위한 회로를 포함하는, 상기 시스템을 포함한다.

본 발명은 전해액 저장 용기로부터 "원격인(remote)" 처리 챔버를 사용하며, 처리될 부품은 상기 처리 챔버의 벽을 형성하는 원리에 의존한다. 종래 기술에 알려진 양극산화 디바이스와 달리, 처리될 부품은 전해액 내에 잠기지 않고, 단지 처리될 부품의 표면만 양극산화 처리 동안에 전해액과 접촉된다. 당연히, 처리될 부품의 표면은 전기적으로 전도성이고, 부품은, 예를 들어 금속, 예를 들어 알루미늄, 마그네슘, 및/또는 티타늄에 의해서 구성된다.

본 발명은 유리하게는 양극산화 처리가 처리 챔버 내의 한정된 체적 내에서 "집중되는" 것을 가능하게 하고, 그리고 처리될 부품이 잠기는 종래 기술의 양극산화 방법에서 사용되는 용기보다 상당히 더 작은 체적의 처리 챔버를 사용하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명에서, 처리될 표면의 치수에 매치되는 볼륨을 갖는 처리 챔버가 사용되고, 그리고 이것은 몇가지 장점을 제공한다.

구체적으로, 본 발명은, 본 발명의 디바이스를 사용하는 동안에, 제너레이터에 의해서 전달되는 동력이 처리될 표면 면적의 치수에 특히 비례하기 때문에, 종래 기술의 방법과 비교하여 에너지 소비의 관점에서 절약을 달성하는 것을 가능하게 한다. 또한, 항공 분야에서 자주 접하게 되는 종류의 큰 치수의 부품, 예를 들어 알루미늄으로 만들어진 부품이, 알려진 종래 기술의 방법에서 요구되는 바와 같이, 부품이 완전히 잠겨질 수 있는 용기에 대한 의존을 갖지 않고 유리하게 양극산화될 수 있으며, 따라서 양극산화 처리 동안에 사용되는 전해액의 양의 관점에서 절약을 달성하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 처리될 표면에 매칭되는 형상 및 체적의 처리 챔버를 사용하는 결과로서, 처리될 표면 면적의 치수와 매칭되는 전류 및 전해액의 양을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 이러한 처리 챔버의 사용은 유리하게는 레지스트 또는 마스크를 장착하는 비싼 단계를 불필요하게 만든다.

따라서 본 발명은, 양극산화 처리, 그리고 바람직하게는 마이크로 아크 산화 처리가 간단하고 그리고 비고가의 방식으로 행해지는 것을 가능하게 하는 디바이스를 제공한다.

본 발명의 디바이스는 바람직하게는 마이크로 아크 산화 처리를 행하는 데 사용을 위한 것이다.

또한, 본 발명의 디바이스는 처리 챔버에서 전해액이 효과적으로 갱신되도록 함으로써, 그리고 처리 챔버를 양호한 혼합 상태 하에서 유지함으로써 처리되는 영역에서 생성되고 있는 열의 효과에 대한 더 양호한 제어를 갖는 것을 가능하게 한다. 이 갱신은 전해액이 저장 용기로부터 처리 챔버로 유동하는 것을 가능하게 하고, 그리고 전해액이 처리 챔버로부터 저장 용기로 복귀되는 것을 가능하게 하는, 전해액을 저장하고 순환시키기 위한 시스템에 의해서 가능해진다. 이러한 시스템은 양극산화 처리에 대한 더 양호한 제어를 갖는 것에 기여하고, 그리고 요구되는 사양에 일치되도록 만드는 것이 더 용이한 코팅으로 이어진다.

유리하게는 전해액을 저장하고 순환시키기 위한 시스템은 상기 시스템을 통해서 전해액의 순환을 구동하기 위한 펌프를 더 포함할 수도 있다.

일 실시형태에서, 디바이스는 전해액을 순환시키기 위한 회로가

·상기 저장 용기로부터 오는 전해액이 상기 처리 챔버로 유동되는 것을 가능하기 위한 제1 채널; 및

전해액이 상기 처리 챔버로부터 상기 저장 용기로 유동되는 것을 가능하게 하기 위한 제2 채널를 포함하는 것이다.

유리하게는, 처리 챔버는 상기 저장 용기의 체적보다 더 적은 체적을 가질 수도 있다. 상기 저장 용기의 체적 및 상기 처리 챔버의 체적은 각각 상기 저장 용기의 내부 체적 및 상기 처리 챔버의 내부 체적에 대응한다(즉, 벽의 체적을 포함하지 않는다). 특히, (상기 처리 챔버의 체적)/(상기 저장 용기의 체적)의 비율은 1 보다 작거나 동일하며, 바람직하게는 0.2보다 작거나 동일하다.

실시형태에서, 디바이스는 상기 처리 챔버의 제2 벽을 구성하는 적어도 하나의 시일링 가스켓을 포함할 수도 있으며, 상기 제2 벽은 상기 제1 벽과 상이하다. 특히, 디바이스는 유리하게는 서로 대향하게 위치되고 처리 챔버의 2개의 구별되는 벽을 구성하는 2개의 시일링 가스켓을 포함한다.

일 실시형태에서, 처리 챔버는 단일 격실을 정의할 수도 있다.

본 발명은 또한 부품을 양극산화하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:

·위에서 정의된 바와 같은 디바이스를 사용하여 양극산화 처리를 함으로써 상기 부품의 표면 상에 코팅을 형성하는 단계로서, 전해액이 상기 양극산화 처리 동안에 상기 처리 챔버에 존재하고, 그리고 상기 전해액이 상기 양극산화 처리 동안에 전해액 순환 회로에서 유동된다.

본 발명의 양극산화 처리는 상술된 바와 같은 장점을 제공한다.

바람직하게는, 양극산화 처리는 마이크로 아크 산화 처리이다.

일 실시형태에서, 전해액은 전해액 순환 회로를 분 당 처리 챔버의 체적의 0.1　배 내지 10　배의 범위에 놓이는 유량으로 유동될 수도 있다.

유리하게는, 처리 챔버에 존재하는 전해액은 양극산화 처리 동안에 계속적으로 갱신된다.

일 실시형태에서, 양극산화 처리 동안에:

·저장 용기로부터 오는 전해액이 제1 채널을 통해서 처리 챔버로 유동되고; 그리고

·전해액이 처리 챔버로부터 저장 용기로 제2 채널을 통해서 유동될 수 있다.

일 실시형태에서, 상기 방법은 저장 용기로 복귀되기 전에 제2 채널에서 유동되는 전해액을 필터링하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

일 실시형태에서, 상기 방법은 또한 다음 단계를 더 포함할 수도 있다:

적어도 상기 제1 채널 및/또는 상기 제2 채널에서 유동되는 상기 전해액에 관한 정보를 결정하는 단계; 및

상기 양극산화 처리의 적어도 하나의 특징을 변경하는 단계로서, 이 변경은 상기 전해액에 관해서 결정된 정보에 따라서 행해지는 단계.

본 발명의 다른 특징 및 장점은, 수반된 도면에 대한 참조 및 비제한적 예시로서 주어진 본 발명의 특정 실시형태의 다음 설명으로 부터 나타나며, 여기서:
도 1은 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고; 그리고
도 2 및 도 3은 본 발명의 디바이스의 다른 실시형태를 도시한다.

도 1은 본 발명의 디바이스(1)의 실시형태를 도시한다. 디바이스(1)는 처리될 부품(3) 및 제너레이터(generator; 5)를 포함한다. 처리될 부품(3)은 양극산화 처리, 바람직하게는 마이크로 아크 산화를 겪기 위한 것이다. 제너레이터(5)는 이 양극산화를 행하는 기능을 한다. 도시된 바와 같이, 제너레이터(5)의 제1 단자는 부품(3)에 전기적으로 연결되고, 제너레이터(5)의 제2 단자는 부품(3)을 대향하게 배치되는 카운터-전극(7)에 전기적으로 연결된다. 제너레이터(5)는 유리하게는 교류 전류(AC)를 적용하도록 구성된다.

카운터-전극(7)은 바람직하게는 스테인레스 스틸로 만들어진다. 좀 더 일반적으로, 양극산화 처리를 행하는 것과 양립가능하다는 조건에서, 카운터-전극(7)을 위해서 전기적으로 전도성인 재료를 사용하는 것이 가능하다.

디바이스(1)는 양극산화 처리가 행해질 처리 챔버(10)를 가지며, 처리될 부품(3)은 처리 챔버(10)의 제1 벽을 구성하고, 카운터-전극(7)은 제1 벽을 대향하게 배치되는 처리 챔버의 벽을 구성한다. 전해액(11)은 부품(3)과 카운터-전극(7) 사이의 처리 챔버(10)에 존재한다. 전해액(11)은 부품(3)이 양극산화 처리를 겪는 것을 가능하게 하는 화학 조성물을 갖는다. 도시된 바와 같이, 카운터-전극(7)은 전해액(11)에 잠기지 않는다. 카운터-전극(7)은 처리 챔버(10)의 벽을 형성한다.

따라서, 도시된 바와 같이, 처리될 부품(3)은 처리 챔버(10)에 존재하는 전해액(11) 안에 잠기지 않는다. 부품(3)은 부품(3)의 처리되어야할 표면(S)만이 전해액(11)과 접촉되도록 처리 챔버(10)의 벽을 구성한다. 도시된 실시형태에서, 부품(3)은 전체 길이에 걸쳐서, 즉 부품의 가장 긴 치수 전체에 걸쳐서 처리된다. 당연히, 부품이 부품의 길이의 단지 일 부분에 걸쳐서 처리되는 것은 본 발명의 범위늘 넘지 않을 것이다. 본 발명의 범위 내에서, 따라서 부품의 전체 표면에 걸쳐서 또는 부품의 표면의 단지 일 부분에 걸쳐서 양극산화 처리를 실행하는 것이 균등하게 가능하다.

또한, 처리 챔버(10)는 처리 챔버의 2 개의 구별되는 벽을 형성하고 서로 대향하도록 위치되는 2개의 시일링 가스켓(13a 및 13b)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 시일링 가스켓(13a 및 13b)은 처리 챔버(10)의 상단부 및 하단부에 존재한다. 가스켓(13a 및 13b)은 유연한 재료로 만들어 질 수도 있다.

따라서, 디바이스(1)의 도시된 실시형태에서, 양극산화를 위해서 사용되는 전해액(11)은 유연한 가스켓(13a 및 13b)을 사용하는 정적 시일링에 의해서 부품(3) 및 카운터-전극(7) 사이에 수용된다. 따라서 처리 챔버(10)는 부품(3)의 표면(S)을 코팅하기 위한 전해액(11)의 탱크를 구성한다. 위에서 언급된 바와 같이, 처리 챔버(10)는 부품(3)의 처리될 표면(S)의 형상 및 치수에 적합한 체적 및 치수를 갖는다. 도시된 실시예에서, 처리 챔버(10)는 단일 격실을 정의한다.

또한, 장치(1)는 전해액(11)을 저장하고 순환시키기 위한 시스템(20)을 포함한다. 시스템(20)은 전해액(11)이 저장되는 저장 용기(21)를 포함하며, 저장 용기에 저장된 전해액(11)의 온도는 냉각 시스템(미도시)에 의해서 결정되는 값에서 유지된다. 저장 용기(10)에 존재하는 전해액(11)의 pH는 고정된 값에서 또한 유지된다. 양극산화 처리 동안에, 저장 용기(21)로부터 오는 전해액(11)은 제1 채널(23)을 따라서 처리 챔버(10)로 유동된다. 시스템(20)은 또한, 전해액(11)이 처리 챔버(10)로부터 저장 용기(21)로 유동하는 것을 가능하게 하는 제2 채널(25)를 갖는다. 제2 채널(25)은 처리 챔버(10)에 존재하는 전해액(11)이 저장 용기(21)로 복귀되고 방출될 수 있도록 하며, 저장 용기에서 전해액은 냉각될 수 있다. 전해액(11)은 펌프(27)에 의해서 시스템(20)을 통해 순환되도록 된다. 예시로서, 펌프(27)는 공급자 TKEN에 의해서 YB1 25 이름 하에서 판매되는 펌프일 수도 있다.

도 1은 전해액(11)의 유동 방향을 도시하는 화살표를 포함한다. 펌프(27)에 의해서 결정되는 전해액(11)의 유량은 처리 챔버(10) 내의 전해액(11)이 적합하게 갱신되어 바람직한 코팅이 양극산화에 의해서 만들어지도록 한다. 펌프(27)가, 전해액(11)이 분 당 처리 챔버(10)의 약 일 체적과 동일한 비율로 유동되도록 하는 것이 유리할 수도 있다. 좀 더 일반적으로, 유리하게는 펌프(27)는 전해액(11)이 분 당 처리 챔버(10)의 체적의 0.1 배 내지 10 배의 범위에 놓여있는 비율로 유동되도록 할 수도 있다.

유리하게는, 저장 용기(21)로부터 처리 챔버(10)로 그리고 처리 챔버(10)로부터 저장 용기(21)로의 전해액(11)의 유동은 양극산화 처리의 지속기간 동안 내내 중단되지 않는다. 달리 말하면, 양극산화 처리 동안에 걸쳐서 계속적으로 처리 챔버(10)에 존재하는 전해액(11)을 갱신하는 것이 바람직하다.

제1 채널(23)은, 10 센티미터(cm)와 동일하거나 또는 더 작은, 예를 들어 1　cm 내지 3　cm의 범위에 놓여 있는 제1 채널의 길이의 부분 또는 전체에 걸쳐서 직경(d1)을 가질 수도 있다. 제2 채널(25)은, 10 센티미터(cm)보다 더 작은, 예를 들어 1　cm 내지 3　cm의 범위에 놓여 있는 제2 채널의 길이의 부분 또는 전체에 걸쳐서 직경(d2)을 제공할 수도 있다. 처리 챔버(10)는, 0.5　m³보다 더 작거나 또는 동일한, 예를 들어 10 큐빅데시미터(dm³) to 40　dm³의 범위에 놓여있는 체적을 가질 수도 있다. 저장 용기(21)는 0.5　m³ 보다 크거나 또는 동일한, 예를 들어 0.5　m³ 내지 2　m³의 범위에 놓여있는 체적을 가질 수도 있다.

가스켓(13a 및 13b), 제1 채널(23), 및 제2 채널(25)을 형성하는 재료들은 전기가 카운터-전극(7)과 부품(3) 사이에서 이동되지 않는 점을 보장하도록 선택된다.

도 1에 도시된 디바이스(1)는 부품 단위로 양극산화 처리를 행하는 기능을 한다. 도시된 바와 같이, 유리하게는 도 1에 도시된 디바이스(1)에 의해서 행해지는 방법은 부품(3)의 표면(S)의 일 부분을 마스킹하는 단계 또는 처리될 부품(3)의 표면(S) 상에 적어도 하나의 레지스트를 배치하는 단계를 포함하지 않는다.

아래에 놓이는 부품의 표면에 대해서 수직하게 측정되는 양극산화 처리 후에 형성되는 코팅의 최종 두께는 2 마이크로미터(μm) 내지 200 μm　의 범위에 놓여 있을 수도 있다.

상술된 바와 같은 디바이스(1)로 마이크로 아크 산화 처리를 행하기 위해서 실시될 수도 있는 작동 조건의 예시가 따른다:

·적용된 전류: 제곱 데시미터 당 40 암페어(A/dm²) 내지 400　A/dm²;

·전압: 180 볼트(V) 내지 600 V;

·펄스 주파수: 10 헤르츠(Hz) 내지 500 Hz;

　·처리 지속기간: 10 분 (min) 내지 90 min;

·저장 용기의 전해액의 온도: 17°C 내지 30°C.

·저장 용기의 전해액의 pH: 6 내지 12; 및

·저장 용기의 전해액의 전도성: 200 미터 당 밀리지멘스 (mS/m) 내지 500　mS/m.

특히, 마이크로 아크 산화 처리를 행하기 위해서, 다음 조성을 갖는 전해액(11)을 사용하는 것이 가능하다:

·순수;

·리터 당 5 그램(g/L) 내지 50　g/L의 범위에 놓여 있는 농도의 포타슘 하이드록사이드(KOH);

·5　g/L 내지 50　g/L 범위에 놓여 있는 농도의 소듐 실리케이트(Na₂SiO₃); 및

·5　g/L 내지 50　g/L의 범위에 놓여 있는 농도의 포타슘 포스페이트 (K₃PO₄).

그럼에도 불구하고, 본 발명은 마이크로 아크 산화 방법을 행하는 것에 한정되지 않는다. 본 발명의 디바이스는, 예를 들어 황 양극산화(SAO), 크롬 양극산화(CAO), 술포타트릭(sulfotartric) 양극산화(STAO), 또는 술포-포스포릭 양극산화(SPAO)와 같은 어떠한 타입의 양극산화를 행하기 위해서 사용될 수도 있다.

예시로서, 처리되는 부품은, 예를 들어서, 티타늄으로 만들어지는 블레이드, 또는 펌프 바디일 수도 있다. 손상된 양극산화의 층을 수리하기 위해서 본 발명의 디바이스를 사용하는 것이 또한 가능하며, 디바이스는 국부적인 수리를 행하는 것을 가능하게 하며, 코팅이 손상된 구역에서만 양극산화함으로써 형성된다.

도시되지 않은 변형예에서, 동일한 제너레이터에 선택적으로 연결되는 본 발명의 복수의 디바이스를 사용하여 복수의 구별되는 부품을 처리하는 것이 가능하다. 선택적으로, 부품들은 동시에 처리될 수도 있다.

저장 용기(21)는 전해액을 저장하고 갱신하는데 지정되고, 양극산화 처리가 여기서 행해지지 않는다. 처리 챔버(10)로부터 저장 용기(21)를 분리함으로써, 아래에서 상술되는 바와 같이, 양극산화에 부가적인 처리를 행하도록 본 발명의 디바이스를 구성하는 것이 가능하다. 발명자가 아는 바에 의하면, 양극산화에 부가적인 이 처리는 행해지지 않거나 또는 현재 기술 상태에서 알려진 방법으로 만족스러운 방식으로 행해지지 않는다.

도 2는 본 발명의 디바이스(1)의 변형예를 도시한다. 이 실시예에서, 디바이스(1)는 또한 저장 용기(21)와 처리 챔버(10) 사이에 위치되는 필터 디바이스(52)를 갖는다. 제2 채널(25)에 존재하는 전해액은 필터 디바이스(52)를 통해서 유동되고, 그리고 필터링된 후에 채널(25a)을 통해서 저장 용기(21)로 복귀된다. 예시로서, 유리하게는 이러한 필터 장치(52)를 사용하는 것은 형성되는 양극 층에 부착되지 않은 입자를 제거하는 것을 가능하게 하고, 이로써 전해액(11)을 처리 챔버(10)에 복귀시키기 전에 전해액을 정화한다.

도 3은 본 발명의 디바이스(1)의 변형예를 도시한다. 디바이스(1)는 제1 채널(23)에서 유동하는 전해액(11)에 관한 정보를 결정하기 위한 센서(60)를 포함한다. 결정되는 정보에 따라서, 이 센서(60)는 행해지고 있는 양극산화의 적어도 하나의 특성을 변경하는 방식으로 제너레이터(5) 상에 작용하는 것을 가능하게 한다. 변형예에서, 센서는 제2 채널에서 유동하는 전해액에 관한 정보를 결정할 수도 있거나, 또는 실제로 제1 채널에서 유동되는 전해액에 관한 정보 및 제2 채널에서 유동되는 전해액에 관한 정보 모두를 결정하여, 이 정보에 따라서 행해지고 있는 양극산화 처리를 변경할 수도 있다. 처리 챔버(10)의 상류 및/또는 하류에서 측정함으로써, 본 발명의 디바이스(1)의 이 실시형태는 반응 챔버에서 관찰될 수 있는 정보보다 더 신뢰가능한 정보를 얻은 것을 가능하게 하며, 따라서 결정된 정보에 따라서 만족스러운 방식으로 처리 챔버 내에서 행해지는 양극산화를 제어하는 것을 가능하게 한다. 전형적으로, 센서에 의해서 결정되는 전해액에 관한 정보는 다음 파라미터 중 하나 이상과 관련될 수도 있다: 전해액 내의 금속 종, 예를 들어, 알루미늄의 농도, pH, 및 전해액 전도성. 전해액은 양극산화가 진행됨에 따라서 점진적으로 금속 종으로 채워질 수 있고, 그리고 전해액의 pH 또는 전도성과 같은 이 파라미터는 행해지는 양극산화 처리 상에 영향을 주는 것이 가능하다. 행해지고 있는 양극산화에 대한 직접적인 제어는, 항공 분야에서 사용될 부품 상에 양극산화 처리를 행하기 위해서 그리고/또는 상대적으로 긴 양극산화 처리를 행할 때 특히 유리할 수도 있다.

용어 "갖다/수용하다/포함하다"는 "적어도 하나를 갖다/수용하다/포함하다"로서 이해되어야 한다.

용어 "~ 내지 ~ 의 범위"는 한계값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

부품(3) 상에 마이크로 아크 산화 처리를 행하기 위한 디바이스(1)에 있어서,
처리될 부품(3) 및 상기 처리될 부품을 대향하게 위치되는 카운터-전극(7)을 포함하는 처리 챔버(10)로서, 상기 처리될 부품(3)은 상기 처리 챔버(10)의 제1 벽을 구성하고, 그리고 상기 카운터-전극(7)은 상기 제1 벽을 대향하게 위치되는 상기 처리 챔버(10)의 벽을 구성하는, 상기 처리 챔버;
제너레이터(generator; 5)로서, 상기 제너레이터의 제1 단자는 상기 처리될 부품(3)에 전기적으로 연결되고, 그리고 상기 제너레이터의 제2 단자는 상기 카운터-전극(7)에 전기적으로 연결되며, 교류 전류를 적용하도록 구성되는, 상기 제너레이터; 및
전해액(11)을 저장하고 순환시키기 위한 시스템(20)으로서,
상기 처리 챔버(10)와 상이한, 상기 전해액(11)을 수용하기 위한 저장 용기(21)로서, 상기 처리 챔버(10)는 상기 저장 용기(21)의 체적보다 더 작은 체적을 갖는, 상기 저장 용기; 및
상기 저장 용기(21)와 상기 처리 챔버(10) 사이에서 상기 전해액이 유동되는 것을 가능하게 하기 위해서 상기 전해액을 순환시키기 위한 회로(23; 25)를 포함하는, 상기 시스템을 포함하는, 디바이스(1).
청구항 1에 있어서, 상기 처리 챔버(10)의 제2 벽을 구성하는 적어도 하나의 시일링 가스켓(13a; 13b)을 포함하며, 상기 제2 벽은 상기 제1 벽과 상이한 것을 특징으로 하는, 디바이스(1).
청구항 1에 있어서, 상기 전해액을 저장하고 순환시키기 위한 상기 시스템(20)은 상기 시스템(20)을 통해서 상기 전해액(11)의 순환을 구동하기 위한 펌프(27)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스(1).
청구항 1에 있어서, (상기 처리 챔버의 체적)/(상기 저장 용기의 체적)의 비율은 0.2 보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는, 디바이스(1).
청구항 1에 있어서, 상기 전해액을 순환시키기 위한 상기 회로(23; 25)는
상기 저장 용기(21)로부터 오는 전해액(11)이 상기 처리 챔버(10)로 유동되는 것을 가능하게 하기 위한 제1 채널(23); 및
상기 전해액이 상기 처리 챔버(10)로부터 상기 저장 용기(21)로 유동되는 것을 가능하게 하기 위한 제2 채널(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스(1).
청구항 5에 있어서, 상기 디바이스(1)는 상기 제1 채널(23) 및/또는 상기 제2 채널(25)에서 유동하는 상기 전해액(11)에 관한 정보를 결정하기 위한 센서(60)를 포함하고,
상기 센서(60)는, 상기 마이크로 아크 산화 처리의 적어도 하나의 특성을 변경하는 방식으로 상기 제너레이터(5) 상에 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스(1).
부품(3)을 마이크로 아크 산화시키는 방법에 있어서,
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 디바이스(1)를 사용하여 마이크로 아크 산화 처리에 의해서 상기 부품(3)의 표면(S) 상에 코팅을 형성하는 단계를 포함하며, 전해액(11)은 상기 마이크로 아크 산화 처리 동안에 상기 처리 챔버(10) 내에 존재하고, 그리고 상기 전해액은 상기 마이크로 아크 산화 처리 동안에 상기 전해액 순환 회로(23; 25)에서 유동되는, 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 마이크로 아크 산화 처리 동안에,
상기 저장 용기(21)로부터 오는 상기 전해액(11)이 제1 채널(23)을 통해서 상기 처리 챔버(10)로 유동되고; 그리고
상기 전해액(11)은 상기 처리 챔버(10)로부터 상기 저장 용기(21)로 제2 채널(25)을 통해서 유동되는 것을 특징으로 하는, 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 처리 챔버(10)에 존재하는 상기 전해액(11)은 상기 마이크로 아크 산화 처리 동안에 계속적으로 갱신되는 것을 특징으로 하는, 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 전해액(11)은 분 당 상기 처리 챔버(10)의 체적의 0.1 배 내지 10배의 범위에 놓이는 유량으로 상기 전해액 순환 회로(23; 25)에서 유동되는 것을 특징으로 하는, 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 제2 채널(25)에서 유동되는 상기 전해액(11)을 상기 저장 용기(21) 안으로의 복귀 전에 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
청구항 8에 있어서,
적어도　상기 제1 채널(23) 및/또는 상기 제2 채널(25)에서 유동되는 상기 전해액(11)에 관한 정보를 결정하는 단계; 및
상기 마이크로 아크 산화 처리의 적어도 하나의 특징을 변경하는 단계로서, 이 변경은 상기 전해액에 관해서 결정된 정보에 따라서 행해지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 전해액에 관한 상기 정보는, 다음 파라미터:
전해액 내의 금속 종의 농도, pH, 및 전해액 전도성
중 하나 이상과 관련되어 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.