KR102460067B1 - 전해연마 장치 및 연마대상 금속관의 전해연마 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 전해연마 장치, 특히 금속관의 내부를 연마하기 위한 전해연마 장치를 제공하는데 있고, 상기 전해연마 장치를 이용하여 연마대상 금속관의 내부를 연마하는 전해연마 방법을 제공하는데 있다. 이를 위하여 본 발명은 연마대상 금속관을 상방으로 경사지게 배치하는 거치부; 연마대상 금속관의 하방 끝단에 연결되고, 금속관 내부로 전해액을 공급하며, 서로 다른 직경의 금속관과 연결될 수 있도록, 서로 다른 복수의 직경을 갖는 관로를 포함하는 매니폴드부; 연마대상 금속관 내부로 삽입되는 음전극 및 금속관 외부에 배치되는 양전극; 연마대상 금속관 내부에서 음전극을 이송시키는 전극 이송부; 및 전해액을 수용하고, 연마대상 금속관으로부터 배출되는 전해액을 모아, 다시 금속관 내부로 순환시키는 전해액 순환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해연마 장치를 제공하고, 이를 이용한 전해연마 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 연마대상 금속관, 특히 직경이 작고, 길이가 긴 규격을 갖는 금속관의 내부를 연마함에 있어서, 정밀한 연마가 가능하고, 또한 다양한 직경을 갖는 금속관을 효과적으로 연마할 수 있고, 연마 대상 내부로 전해액을 주입하여 연마를 수행하고, 공정 경제성을 향상시킬 수 있고, 환경 오염을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Description

전해연마 장치 및 연마대상 금속관의 전해연마 방법{Electrolytic polishing device and electrolytic polishing method for metal pipes to be polished}

본 발명은 전해연마 장치, 특히 연마대상 금속관의 내부를 연마하기 위한 전해연마 장치 및 이를 이용한 연마대상 금속관의 전해연마 방법에 관한 것이다.

산화층 내의 금속 이온은 주위의 전해액보다 낮은 금속 농도를 가지며, 농도차에 의한 삼투 현상으로 금속 이온이 전해액으로 이동하게 되며, 산화층 내에서도 전해액과 전하는 바깥층의 이온이동이 활발하게 일어나 양극의 돌출부위를 덮고 있는 절연성 산화막 두께를 줄여, 돌출 부위를 전해액 중에서 서서히 드러나가 함으로써, 그분의 용해를 촉진시킨다. 전해연마는 이와 같은 원리를 이용하여 금속관 등의 표면을 연마하여 평활하게 하는데 사용되는 연마방법이다(도 7 참조).

특히, 직경이 작고, 길이가 긴 규격을 갖는 금속관의 내부를 평활하게 연마하는 것이 문제가 되고, 나아가, 반도체 제조공정과 같이 극청정 환경이 요구되는 장비에 사용되는 금속관 생산을 위한 전해연마의 경우, 고도의 평활도가 요구되어, 전해연마 공정의 개선에 대한 요구가 크다.

이와 관련하여, 한국 등록특허 제10-1910773호는 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치를 제공하고, 구체적으로는 파이프형 가공대상물의 표면을 전해 연마하기 위한 것으로서, 전해액을 수용하는 처리조와; 상기 전해액에 잠긴 상태로 상기 가공대상물을 수직으로 지지하는 것으로서, 길이방향으로 연장되며 상기 가공대상물의 내부를 통과한 상태로 처리조 내에서 수직 배치되는 전극봉, 상기 전극봉의 하단부에 고정되어 전극봉을 지지함과 아울러 가공대상물을 수직으로 받치는 하부홀더, 상기 전극봉에 고정되되 하부홀더의 상부에 위치하고 하부홀더와의 사이에 상기 가공대상물을 지지하는 상부홀더가 구비된 다수의 가공대상물지지체와; 상기 처리조 내에 배치되어 있는 다수의 가공대상물지지체를 연결하여 가공대상물의 간격을 유지함과 아울러 각 가공대상물에 양극의 전류를 인가하기 위한 것으로서, 각 가공대상물의 외주면 일부를 커버하고 그 내측에 가공 대상물에 접하는 양극전극판을 가지며 밴드연결힌지를 통해 상호 연결되는 다수의 고정밴드, 각 고정밴드에 대해 회동 가능하도록 연결되고 상기 가공대상물을 양극전극판측으로 탄력 가압하는 회동밴드를 구비하는 제1전력 유도부와; 상기 제1전력유도부에 지지되어 있는 가공대상물지지체의 전극봉에 음극의 전류를 인가하기 위한 것으로서, 각 전극봉의 상단부에 씌워지는 접속캡, 이웃하는 접속캡을 직렬 연결하는 접속전력선을 갖는 제2전력유도부와; 상기 제1전력유도부와 제2전력유도부에 양극 및 음극전류를 인가하는 전력공급부를 포함하는 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치를 제공한다. 상기의 장치는 연마 대상을 전해액 내로 수직으로 침지시켜 전해연마를 수행하기 때문에, 발생되는 가스 및 불순물이 바로 외부로 배출되어 피팅이 방지되고, 고품질의 연마를 수행할 수 있는 장점이 있으나, 길이가 긴 금속관을 연마해야 하는 경우에는 이를 완전히 침지하기 위하여 충분한 전해액과 공간이 필요하므로, 공정 비용이 크게 증가하는 문제점이 있다. 또한, 서로 다른 직경의 금속관을 전해연마하는 경우, 이를 공정상 편리하게 적용할 수 있는 수단이 없어, 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.

또한, 한국 등록특허 제10-0978893호는 파이프의 전해연마 장치 및 파이프의 전해연마 방법을 개시하고 있고, 구체적으로는 길이 방향으로 눕혀진 파이프의 양단부들이 각각 삽입되어 연통되며, 상기 파이프에 상대 회전 가능하도록 결합되고, 대기에 개방된 제1전해액조 및 제2전해액조; 상기 파이프의 내부에 배치되는 (-)전극용 지그; 상기 (-)전극용 지그가 침지되도록, 상기 제1전해액조 및 상기 제2전해액조로 제1전해액을 공급하는 전해액 공급모듈; 상기 (-)전극용 지그에는 (-)극이 연결되고 상기 파이프에는 (+)극이 연결되며, 전류를 공급하여 상기 파이프의 내면을 전해연마시키는 제1정류기; 및 상기 전해연마 중 상기 제1전해액 내에서 발생되는 기포가 상기 파이프 내에 정체하지 않도록, 상기 파이프의 길이 방향을 가상의 회전축으로 하여, 상기 파이프를 회전시키는 회전 모듈을 포함하는 파이프의 전해연마 장치를 개시하고 있다. 상기 기술은 전해연마 과정 중 연마대상 금속관을 회전시켜 발생하는 기포를 외부로 방출시켜, 결과적으로 연마의 품질을 개선하는 효과가 있으나, 금속관을 수평으로 배치함에 따라, 금속관 내 기포가 충분히 외부로 방출되지 않는 문제점이 있고, 또한, 복수의 서로 다른 직경을 갖는 금속관을 연마하는 경우에는 이를 간단하게 적용할 수 있는 구성이 없어, 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 발명자들은 전해연마 과정에서 발생하는 기포를 효과적으로 외부로 배출시켜 전해연마 품질을 개선하면서, 동시에 서로 다른 직경의 연마대상 금속관을 용이하게 전해연마 장치에 적용하여, 공정을 쉽게 수행할 수 있는 장치 및 방법을 연구하여 본 발명을 완성하게 되었다.

<선행기술문헌>

한국 등록특허 제10-1910773호

한국 등록특허 제10-0978893호

본 발명의 목적은 전해연마 장치, 특히 금속관의 내부를 연마하기 위한 전해연마 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전해연마 장치를 이용하여 연마대상 금속관의 내부를 연마하는 전해연마 방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

연마대상 금속관을 상방으로 경사지게 배치하는 거치부;

연마대상 금속관의 하방 끝단에 연결되고, 금속관 내부로 전해액을 공급하며, 서로 다른 직경의 금속관과 연결될 수 있도록, 서로 다른 복수의 직경을 갖는 관로를 포함하는 매니폴드부;

연마대상 금속관 내부로 삽입되는 음전극 및 금속관 외부에 배치되는 양전극;

연마대상 금속관 내부에서 음전극을 이송시키는 전극 이송부; 및

전해액을 수용하고, 연마대상 금속관으로부터 배출되는 전해액을 모아, 다시 금속관 내부로 순환시키는 전해액 순환부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해연마 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은

상기의 장치에 연마대상 금속관을 거치하고, 매니폴드에 연마대상 금속관의 끝단을 연결시키는 단계;

연마대상 금속관 내부로 음전극을 삽입하는 단계;

연마대상 금속관 외부에 양전극을 적용하는 단계;

매니폴드를 통하여 연마대상 금속관 내부로 전해연마액을 도입하는 단계;

전극으로 전류를 가하면서, 음전극을 당기면서 연마대상 금속관의 내부를 전해연마하는 단계; 및

연마대상 금속관 내부로부터 배출된 전해연마액을 재순환하여 금속관 내부로 도입하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마대상 금속관의 전해연마 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 연마대상 금속관, 특히 직경이 작고, 길이가 긴 규격을 갖는 금속관의 내부를 연마함에 있어서, 정밀한 연마가 가능하고, 또한 다양한 직경을 갖는 금속관을 효과적으로 연마할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 연마 대상 내부로 전해액을 주입하여 연마를 수행하고, 또한, 사용된 연마액을 재순환하기 때문에, 공정 경제성을 향상시킬 수 있고, 환경 오염을 저감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 공지의 전해연마 방법을 모식화한 그림이고,
도 2는 전해액을 연마 대상의 내부로 주입하여 전해연마를 수행하는 구체예를 모식화한 그림이고,
도 3은 본 발명에 따른 매니폴드의 일 구체예를 나타내는 사진이고,
도 4는 본 발명에 따른 전해연마 장치의 경사진 거치부를 예시적으로 보여주는 사진이고,
도 5는 본 발명에 따른 전해연마 장치의 클램프 형태의 양전극을 예시적으로 보여주는 사진이고,
도 6은 본 발명에 따른 전해연마 장치의 전해액 순환부를 예시적으로 보여주는 사진이고, 및
도 7은 전해연마의 원리를 모식적으로 보여주는 그림이다.

본 발명은 연마대상 금속관의 내부를 전해연마하는 전해연마 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 직경이 작고, 길이가 긴 규격을 갖는 금속관의 내부면을 전해연마하는 경우 발생하는 문제점을 해결하고, 서로 다른 직경을 갖는 금속관을 효율적으로 전해연마할 수 있도록 하는 발명이다. 이하 본 발명의 전해연마 장치를 구체적으로 설명한다.

이하에서 '전해액'과 '연마액', 전해 연마액'은 모두 동일한 의미로 사용되었다.

본 발명은

연마대상 금속관을 상방으로 경사지게 배치하는 거치부;

연마대상 금속관의 하방 끝단에 연결되고, 금속관 내부로 전해액을 공급하며, 서로 다른 직경의 금속관과 연결될 수 있도록, 서로 다른 복수의 직경을 갖는 관로를 포함하는 매니폴드부;

연마대상 금속관 내부로 삽입되는 음전극 및 금속관 외부에 배치되는 양전극;

연마대상 금속관 내부에서 음전극을 이송시키는 전극 이송부; 및

전해액을 수용하고, 연마대상 금속관으로부터 배출되는 전해액을 모아, 다시 금속관 내부로 순환시키는 전해액 순환부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해연마 장치를 제공한다.

이하 본 발명의 전해연마 장치를 각 구성별로 상세히 설명한다.

본 발명의 전해연마 장치는 연마대상 금속관을 상방으로 경사지게 배치하는 거치부를 포함한다. 본 발명의 거치부는 전해연마 장치 중 전해연마의 대상이 되는 금속관을 배치하는 곳으로, 이때 본 발명의 거치부는 연마대상 금속관을 상방으로 경사지게 배치한다. 통상적으로 연마대상 금속관을 수평으로 거치한 상태에서 전해연마를 수행하는 경우에는 전해연마 과정에서 발생하는 산소가스 때문에 다량의 피트(pit)가 발생하여 고품질의 전해연마를 수행할 수 없는 문제점이 있다. 이는 연마 대상을 전해액 내에 침지한 상태에서 전해연마를 수행하는 방식(디핑방식)에서 가장 큰 문제가 되며, 연마 대상 내부로 전해액을 유동시키며 전해연마를 수행하는 경우에는 연마액의 유동과 함께 내부에서 발생하는 산소가스가 함께 배출되므로, 상기 문제가 다소 해결되나, 여전히, 연마대상이 수평으로 거치되는 경우에는 연마대상 내부에 잔류하는 산소가스가 존재하고, 이에 따라 고품질로 전해연마를 수행할 수 없게 된다. 본 발명의 경우, 연마액 유동에 의하여 연마대상 내부의 산소가스가 배출될 뿐만 아니라, 거치부가 연마대상 금속관을 상방으로 경사지게 배치함으로써, 전해연마 과정에서 발생하는 산소가스의 배출을 원활하게 하여 주고, 결과적으로, 연마대상 내부 표면에 피트가 발생되는 것이 억제되어, 고품질의 전해연마가 가능하게 된다.

본 발명의 전해연마 장치는 연마대상 금속관의 하방 끝단에 연결되고, 금속관 내부로 전해액을 공급하며, 서로 다른 직경의 금속관과 연결될 수 있도록, 서로 다른 복수의 직경을 갖는 관로를 포함하는 매니폴드부를 포함한다. 통상적으로 금속관의 전해연마 장치는 거치부에 거치된 금속관과 연결되어 금속관 내부로 전해액을 공급하기 위한 연결부를 포함하고, 거치부에 복수의 금속관을 배치하는 경우에, 전해연마 장치는 복수의 연결부를 포함한다. 그러나, 기존의 장치들은 서로 다른 직경의 금속관을 전해연마하는 경우에는 각각 연마되는 금속관의 직경에 맞는 연결부를 매번 다시 장치에 적용하여 전해연마를 수행하는 불편함이 있었고, 또는 특정 직경의 금속관을 전해연마할 수 있는 전해연마 장치가 각각 있어, 하나의 직경의 금속관을 전해연마할 수 있는 장치는 이와는 다른 직경을 갖는 금속관은 전해연마할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 연마대상 금속관의 하방 끝단에 연결되고, 금속관 내부로 전해액을 공급하며, 서로 다른 직경의 금속관과 연결될 수 있도록, 서로 다른 복수의 직경을 갖는 관로를 포함하는 매니폴드부를 통하여, 서로 다른 직경의 금속관을 연마할 수 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 직경의 금속관을 매우 용이한 방법으로 연마할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 매니폴드부는 금속관 내부로 전해액을 공급하고 있고, 이에 따라, 전해액에 금속관을 침지하여 전해연마를 수행하는 경우와 비교하여 전해액의 사용량을 크게 절감할 수 있어, 공정 경제성을 크게 향상시키고, 환경 오염을 저감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 연마대상 금속관 내부로 삽입되는 음전극 및 금속관 외부에 배치되는 양전극을 포함한다. 본 발명의 전해연마 장치는 금속관 내부에 음전극이 삽입되고, 금속관 외부에 양전극이 배치되어, 전류를 가하여 금속관 내부가 전해연마되도록 한다. 한편, 직경이 작고, 길이가 긴 규격을 갖는 관 내부에 삽입되는 음전극의 경우 음전극이 금속관의 내부에 접촉하지 않도록 하면서도, 금속관의 내부 평활도에 영향을 미치지 않을 수 있는 이격 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전해연마 장치는 연마대상 금속관의 내부에서 음전극을 이송시키는 전극 이송부를 포함한다. 본 발명에서는 금속관 내부로 삽입된 음전극을 이송시키는 전극 이송부를 포함함으로써, 이를 통하여 금속관 내부로 삽입된 음전극을 이동시켜, 금속관의 원하는 부위, 또는 내부면 전체를 전해연마할 수 있게 된다. 또한, 전극 이송부는 금속관 내부의 음전극을 이송시킬 뿐만 아니라, 음전극 이송에 따라 금속관 내부에서 발생하는 산소의 외부 배출을 유도할 수 있어, 결과적으로 전해연마 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전해액을 수용하고, 연마대상 금속관으로부터 배출되는 전해액을 모아, 다시 금속관 내부로 순환시키는 전해액 순환부를 포함한다. 금속관의 전해연마에 사용되는 전해액은 일반적으로 인산, 황산 등의 산이기 때문에, 외부로 배출되는 경우 환경을 오염시키고, 따라서, 배출 전 중화처리를 해야 하는데, 그 양이 많아질 경우, 중화 비용 및 설비 비용이 크게 증가하는 문제가 있다. 본 발명의 전해연마 장치는 전해연마 과정에서 연마대상 금속관의 내부로부터 배출되는 전해액을 모아 다시 금속관 내부로 순환시키는 전해액 순환부를 포함함으로써, 사용되는 전해액의 양을 크게 감소시킬 수 있고, 이에 따라 공정 경제성 및 환경 친화성을 크게 개선할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 전해연마 장치의 거치부는 복수의 연마대상 금속관을 병렬적으로 거치하는 것이 바람직하고, 이를 통하여, 한번의 장치 작동으로 복수의 금속관을 전해연마할 수 있게 되어, 공정의 효율성을 크게 개선할 수 있다.

본 발명의 전해연마 장치에 포함되는 매니폴드부는 원통형이고, 길이방향으로 연장되는 방향으로 원통형 표면에 일렬로 관로가 형성되어 있고, 원통형의 매니폴드부의 길이방향으로 연장되는 중심축을 기준으로 회전하고, 일정 각도로 회전한 위치에 다시 길이방향으로 연장되는 방향으로 원통형 표면에 일렬로 관로가 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 매니폴드부는 서로 다른 직경의 금속관과 연결될 수 있도록 서로 다른 복수의 직경을 갖는 관로를 가져, 서로 다른 직경의 금속관을 용이하게 전해연마할 수 있으면 특별히 특정 형태로 한정되어야 하는 것은 아니나, 원통형을 형성되어 있고, 원통형의 길이방향의 축을 기준으로 회전 가능하며, 원통형의 표면에 길이방향으로 일렬로 관로가 형성되어 있고, 일정 각도로 회전된 위치에 다시 원통형의 표면에 길이방향으로 일렬로 관로가 형성되어 있는 형태가 바람직하다. 이와 같은 구조를 갖는 경우, 단순히 매니폴드를 회전시키는 것 만으로, 서로 다른 직경의 금속관을 연결한 준비가 완료되기 때문에, 매우 효율적으로 다양한 직경의 금속관을 전해연마할 수 있게 된다.

한편, 상기 원통형으로 형성되는 매니폴드의 경우, 원통형의 표면에 길이방향으로 일렬로 형성되는 관로는 각각 서로 동일한 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 원통형의 매니폴드가 하나의 직경을 갖는 복수의 금속관에 연결되고, 이와는 다른 직경을 갖는 금속관을 전해연마할 때에는 원통형의 매니폴드를 회전시켜 해당 직경에 맞는 복수의 관로가 배열된 위치에서 복수의 금속관과 연결될 수 있어, 효율적으로 복수의 금속관을 전해연마할 수 있게 된다.

본 발명의 전해연마 장치는 전해연마를 위하여 금속관 내부로 삽입되는 음전극과 금속관 외부에 배치되는 양전극을 포함하고, 이때 금속관 외부에 배치되는 양전극은 클램프 형태인 것이 바람직하다. 양전극이 클램프 형태를 가짐으로써, 거치부에 거치되는 연마대상 금속관을 고정하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 직경의 연마대상 금속관을 거치하는 경우에도 양전극이 금속관 표면에 밀착될 수 있어 전해연마를 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 전해연마 장치는 금속관 내부에 삽입되는 음전극을 냉각시키기 위한 전극 냉각부를 더 포함할 수 있으며, 이를 통하여 전극이 과열되는 것을 방지하여, 전해연마 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상의 본 발명에 따른 전해연마 장치는 전해연마 과정에서 발생하는 산소가스의 배출이 용이하여, 전해연마 대상 금속관의 내부에 전해연마 과정에서 발생되는 피트의 발생을 억제함으로써, 결과적으로 고품질로 전해연마를 수행할 수 있게 하고, 또한, 매니폴드부를 포함함으로써, 서로 다른 직경의 금속관을 용이하게 연마할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 전해액 순환부를 포함하고, 금속관의 내부로 전해액을 공급하여, 사용되는 전해액의 양을 크게 저감시킬 수 있고, 이에 따라 공정 경제성을 크게 개선하고, 환경 오염 위험성을 크게 저감시키는 효과가 있다.

또한 본 발명은

본 발명의 장치에 연마대상 금속관을 거치하고, 매니폴드에 연마대상 금속관의 끝단을 연결시키는 단계;

연마대상 금속관 내부로 음전극을 삽입하는 단계;

연마대상 금속관 외부에 양전극을 적용하는 단계;

매니폴드를 통하여 연마대상 금속관 내부로 전해연마액을 도입하는 단계;

음전극으로 전기를 인가하면서, 음전극을 당기면서 연마대상 금속관의 내부를 전해연마하는 단계; 및

연마대상 금속관 내부로부터 배출된 전해연마액을 재순환하여 금속관 내부로 도입하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마대상 금속관의 전해연마 방법을 제공한다.

이하 본 발명의 전해연마 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.

한편, 이하의 본 발명의 전해연마 방법에 포함되는 각 단계들은 반드시 이하에서 설명되는 순서에 따라 수행되어야 하는 것은 아니고, 그 순서는 필요에 따라 일부 또는 전부가 이하 설명되는 순서와 달라질 수 있다.

본 발명의 전해연마 방법은 상기한 본 발명의 장치에 연마대상 금속관을 거치하고, 매니폴드에 연마대상 금속관의 끝단을 연결시키는 단계를 포함한다. 이 단계를 통하여 연마대상 금속관은 거치대에 상방으로 경사지게 거치되며, 복수의 직경을 갖는 관로를 포함하는 매니폴드의 하나의 관로에 금속관의 끝단이 연결되게 되며, 이에 따라, 매니폴드의 관로를 통하여 금속관의 내부로 전해연마액이 도입되게 된다.

본 발명의 전해연마 방법은 연마대상 금속관의 내부로 음전극을 삽입하는 단계를 포함하고, 이 단계를 통하여 연마대상 금속관의 내부 표면을 전해연마하기 위한 음전극이 금속관 내부로 도입된다.

본 발명의 전해연마 방법은 연마대상 금속관의 외부에 양전극을 적용하는 단계를 포함하고, 이를 통하여 금속관 내부의 음전극과 외부의 양전극에 전류가 가하여 짐에 따라, 그 사이에 배치되는 금속관의 내부 표면이 전해연마액에 의하여 전해연마된다.

본 발명의 전해연마 방법은 매니폴드를 통하여 연마대상 금속관 내부로 전해연마액을 도입하는 단계를 포함하고, 이 단계에서, 매니폴드의 관로에 끝단이 연결되어 있는 연마대상 금속관의 내부로 전해연마에 사용되는 전해연마액이 도입된다.

한편, 본 발명의 전해연마 방법은 상기와 같이 연마대상 금속관 내부로 전해연마액이 도입된 상태에서, 전극으로 전류를 가하면서, 음전극을 당기면서 연마대상 금속관의 내부를 전해연마하는 단계를 포함하고, 이 단계를 통하여 금속관 내부 표면의 전체 또는 원하는 일부에 대하여 전해연마를 수행할 수 있게 된다. 한편, 직경이 작고, 길이가 긴 규격을 갖는 관 내부에 삽입되는 음전극의 경우 음전극이 금속관의 내부에 접촉하지 않도록 하면서도, 금속관의 내부 평활도에 영향을 미치지 않을 수 있는 이격 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같이 음전극을 당기는 과정을 통하여 전해연마시에 발생하는 산소가스를 금속관 외부로 용이하게 배출될 수 있도록 하여, 결과적으로 전해연마의 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 전해연마 방법은 연마대상 금속관 내부로부터 배출된 건해연마액을 재순환하여 금속관 내부로 도입하는 단계를 포함한다. 전해연마액은 연마대상 금속관의 하방 끝단에 연결된 매니폴드의 관로를 통하여 금속관 내로 도입된 후, 금속관의 상방 끝단을 통하여 배출된다. 이때 본 발명은 배출되는 전해연마액을 재순환화여 금속관 내부로 도입하는 단계를 포함함으로써, 사용되는 전해연마액의 양을 줄여, 공정 경제성을 개선하고, 환경 오염에 대한 위험도를 저감할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 전해연마 방법은 복수의 연마대상 금속관을 거치하고, 매니폴드에 복수의 연마대상 금속관 각각의 일단을 연결시키는 것이 바람직하고, 이와 같은 방법을 통하여 복수의 연마대상 금속관을 동시에 전해연마할 수 있게 되어, 공정 효율성을 크게 개선할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 전해연마 방법 중 양전극을 적용하는 단계는 클램프 형태의 양전극으로 연마대상 금속관의 외부를 고정하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 양전극을 다양한 방법으로 연마대상 금속관 외부에 적용될 수 있으나, 클램프 형태의 양전극으로 연마대상 금속관의 외부를 고정하는 방법으로 수행됨에 따라, 연마대상 금속관을 전해연마 공정 중 고정시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 직경의 금속관을 연마하는 경우에도 각각의 직경에 맞는 양전극 구조를 새로 배치할 필요가 없어, 매우 효율적으로 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 전해연마 방법은 다양한 전해연마 조건에서 수행될 수 있으나, 연마대상 금속관의 내부를 전해연마하는 단계는 40 내지 90 ℃ 온도에서, 10 내지 70 A/m²의 전류밀도로 전류를 인가하여 수행되는 것이 바람직하다. 만약 전류밀도가 상기 범위보다 낮은 경우에는 용해가 지연되어 에칭 상태의 표면이 되므로 양호한 연마면을 얻을 수 없는 문제점이 있고, 상기 범위보다 높은 경우에는 연마과정에서 가스 발생이 크게 증가하여 피트가 많이 발생하게 됨에 따라 불균일한 연마면을 형성하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 연마대상 금속관의 전해연마 방법은 연마대상 금속관을 상방 경사지게 거치하고, 금속관 내부로 연마액을 공급하기 때문에, 전해연마액의 사용량을 줄일 수 있어 공정 경제성을 향상시키고, 환경 오염의 위험성을 저감시킬 수 있고, 또한 전해연마 품질을 개선할 수 있다. 또한, 서로 다른 직경을 갖는 관로를 갖는 매니폴드부를 통하여 서로 다른 직경을 갖는 금속관에 대하여 매우 용이한 방법으로 전해연마를 수행할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 전해연마 장치와 전해연마 방법을 도면을 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이하의 도면 및 이를 근거로 한 설명은 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명하고자 하는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이하의 도면 및 이에 근거한 설명에 의하여 한정 해석되는 것을 의도하는 것은 아니다.

도 1은 직경이 작고, 길이가 긴 규격을 갖는 금속관을 전해연마하는 기존의 방법을 예시적으로 보여주고 있다. 도 1을 통하여 확인할 수 있는 바와 같이, 기존의 방법은 전해액이 있는 전해액 수조 내에 금속관을 담그고, 전극에 전류를 가하여 전해연마를 수행하였다. 이와 같은 방법으로 전해연마를 수행하기 위해서는 금속관이 완전히 침지될 수 있을 정도의 큰 전해조와 이에 담기는 많은 양의 전해액이 필요했었고, 이에 따라 장비 비용과 전해액 비용이 높은 문제점이 있었다. 또한, 전해액은 일반적으로 산 성분의 물질로, 이를 폐기할 때에는 중화처리해야 하기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같은 방법으로 전해연마를 수행하는 경우에는 폐기되는 전해액을 중화처리하는데 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점, 또한 공정의 자동화가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 전해연마 과정에서 발생하는 산소가 금속관 내부에서 외부로 용이하게 배출되지 않아 금속관 표면에 다량의 피트(pit)가 발생하게 되고, 결과적으로 전해연마 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

도 2는 전해연마 대상인 금속관 내부로 전해액을 주입하면서 전해연마를 수행하는 방법의 일 예를 보여준다. 도 2와 같이 전해액을 금속관 내부로 주입하고, 내부에서 전해액이 유동하게 함으로써, 사용되는 전해액의 양을 줄일 수 있고, 또한 금속관 내에서 발생하는 산소가스는 전해액의 유동과 함께 금속관 외부로 방출될 수 있어, 전해연마의 품질이 개선되는 효과가 있다. 그러나, 여전히 도 2와 같은 구성에서는 금속관 내부에 산소가스가 잔류할 수 있어 전해연마 품질을 저해할 수 있는 문제점이 있다.

도 3은 본 발명의 전해연마 장치에 포함되는 매니폴드의 일 구체예를 보여주는 사진이다. 도 3에 따르면, 본 발명의 매니폴드는 원통형으로 형성되어 있고, 길이방향으로 연장된 방향에 평행한 축을 기준으로 회전하며, 하나의 위치에서 원통형 매니폴드의 표면에 회전 축 연장 방향에 평행하게 복수의 관로들이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 일정 각도로 회전한 위치에 다시 원통형 매니폴드의 표면에 회전 축 연장 방향에 평행하게 복수의 관로들이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 예를 들어 하나의 직경을 갖는 복수의 금속관들을 한번에 전해연마하고, 다음 단계에서 이와는 다른 직경의 복수의 금속관들을 전해연마할 때에는, 단순히 본 발명의 매니폴드를 회전시켜 다른 직경의 관로가 해당 금속관들의 끝단과 연결되도록 하면 되기 때문에, 서로 다른 복수의 금속관을 전해연마하는 공정이 매우 간단해지는 장점이 있다.

도 4는 본 발명의 전해연마 장치의 경사진 거치부의 일 구체예를 보여주는 사진이다. 도 4와 같이 본 발명의 거치부가 그 위에 거치되는 연마대상 금속관을 상방 경사지게 배치될 수 있도록 형성되어, 전해연마 과정에서 발생하는 산소가스가 보다 용이하게 금속관 외부로 배출될 수 있도록 하여, 결과적으로 전해연마 품질이 크게 개선되는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 전해연마 장치에 포함되는 양전극 중, 클램프 형태로 형성되는 일 구체예를 보여주는 사진이다. 도 5와 같이 양전극이 클램프 형태로 형성되는 경우, 서로 다른 직경의 금속관을 거치부에 거치하는 경우에도 양전극을 금속관 외부 표면에 쉽게 밀착시킬 수 있고, 나아가, 금속관을 거치부 상에 고정시킬 수 있어, 공정 안정성이 개선되는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 전해연마 장치에 포함되는 전해액 순환부의 일 구체예를 보여주는 사진이다. 도 6에서 연마대상 금속관과 전극들 밑으로 보이는 공간이 전해액 순환부이다. 연마대상 금속관의 상단 끝단으로부터 배출되는 전해액을 그 하부에 위치하는 전해액 순환부가 모아서, 이를 다시 매니폴드의 관로를 통하여 연마대상 금속관 내부로 주입하여, 사용되는 전해액의 양을 크게 줄이는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 연마대상 금속관을 상방으로 경사지게 배치하는 거치부;
   연마대상 금속관의 하방 끝단에 연결되고, 금속관 내부로 전해액을 공급하며, 서로 다른 직경의 금속관과 연결될 수 있도록, 서로 다른 복수의 직경을 갖는 관로를 포함하는 매니폴드부;
   연마대상 금속관 내부로 삽입되는 음전극 및 금속관 외부에 배치되는 양전극;
   연마대상 금속관 내부에서 음전극을 이송시키는 전극 이송부; 및
   전해액을 수용하고, 연마대상 금속관으로부터 배출되는 전해액을 모아, 다시 금속관 내부로 순환시키는 전해액 순환부;
   를 포함하되,
   상기 매니폴드부는 원통형이고, 길이방향으로 연장되는 방향으로 원통형 표면에 일렬로 관로가 형성되어 있고, 원통형의 매니폴드부의 길이방향으로 연장되는 중심축을 기준으로 회전하고, 일정 각도로 회전한 위치에 다시 길이방향으로 연장되는 방향으로 원통형 표면에 일렬로 관로가 형성되는 것을 특징으로 하는 전해연마 장치
   
2. 제1항에 있어서, 상기 거치부는 복수의 연마대상 금속관을 병렬적으로 거치하는 것을 특징으로 하는 전해연마 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 일렬로 형성되는 관로는 각각 서로 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 전해연마 장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 양전극은 클램프 형태인 것을 특징으로 하는 전해연마 장치.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 전해연마 장치는 전극 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해연마 장치,
   
7. 제1항의 장치에 연마대상 금속관을 거치하고, 매니폴드에 연마대상 금속관의 끝단을 연결시키는 단계;
   연마대상 금속관 내부로 음전극을 삽입하는 단계;
   연마대상 금속관 외부에 양전극을 적용하는 단계;
   매니폴드를 통하여 연마대상 금속관 내부로 전해연마액을 도입하는 단계;
   전극으로 전류를 가하면서, 음전극을 당기면서 연마대상 금속관의 내부를 전해연마하는 단계; 및
   연마대상 금속관 내부로부터 배출된 전해연마액을 재순환하여 금속관 내부로 도입하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마대상 금속관의 전해연마 방법.
   
8. 제7항에 있어서, 복수의 연마대상 금속관을 거치하고, 매니폴드에 복수의 연마대상 금속관 각각의 끝단을 연결시키는 것을 특징으로 하는 연마대상 금속관의 전해연마 방법.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 양전극을 적용하는 단계는 클램프 형태의 양전극으로 연마대상 금속관의 외부를 고정하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 연마대상 금속관의 전해연마 방법.
   
10. 제7항에 있어서, 상기 연마대상 금속관의 내부를 전해연마하는 단계는 40 내지 90 ℃ 온도에서, 10 내지 70 A/m²의 전류밀도로 전류를 가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연마대상 금속관의 전해연마 방법.
    

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