KR20040035179A - Manufacturing method of hard anodizing casting products by alloyed aluminum and alloyed aluminum material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주조(casting)방식으로 성형한 남비나 후라이팬, 압력밥솥 및 각종 산업용 부품등과 같은 제품의 표면에도 하드아노다이징(양극산화피막) 처리할 수 있도록 하여 주조방식으로 성형한 제품에만 표현이 가능한 다양한 형태의 조각이나 부분별 상이한 두께를 갖는 제품의 표면에, 프레스포밍방식으로 제조한 제품에만 처리가 가능한 하드아노다이징 처리가 될 수 있게 하여 고품질의 제품을 제공받을 수 있도록 한 것이다.The present invention can be hard-anodized on the surface of products such as pots, pans, pressure cookers and various industrial parts molded by the casting method is expressed only in products molded by the casting method On the surface of a product having a different thickness of the various pieces or parts as possible, it is possible to be a hard anodizing treatment that can be processed only in the product manufactured by the press forming method to receive a high quality product.
일반적으로 남비나 후라이팬, 압력밥솥등과 같은 주방용 기물제품은 용탕을 이용한 주조(casting) 성형방식, 혹은 알미늄판재를 이용한 프레스포밍방식으로 제품을 제작하고 있다.In general, kitchen appliances such as pots, pans, pressure cookers, etc. are manufactured by casting (molding) using molten metal or by press forming using aluminum sheet.
상기 각 제작방식은 각각 장단점이 있다.Each production method has advantages and disadvantages.
먼저 알미늄합금 용탕을 이용한 주조성형방식은 용해된 알미늄합금 주물을 원하는 형상의 금형에 주입경화시켜 제품을 얻고, 상기 제품의 표면을 선삭가공하여 제작하는 것이다.First, a casting molding method using aluminum alloy molten metal is obtained by injecting and curing a molten aluminum alloy casting into a mold having a desired shape, and then manufacturing the surface of the product by turning.
따라서 상기 주조방식으로 주방용 기물류를 성형할 경우에는 제품의 형상(육각, 타원, 사각등)을 자유롭게 할 수 있을 뿐 아니라 표면에 다양한 형태의 조각이나 문양을 배시할 수 있고, 또한 측면과 바닥의 두께를 달리하여 기능성을 보완할 수 있게 되는 등의 장점이 있다.Therefore, in the case of molding kitchen utensils by the casting method, not only the shape (hexagon, ellipse, square, etc.) of the product can be freely released, but also various shapes and pieces can be placed on the surface, There are advantages such as being able to complement functionality by varying the thickness.
그러나 상기 주조성형방식의 제품 외면에는 표면의 외관을 미려하게 함과 동시에 경질화를 위하여 처리하는 하드아노다이징(양극산화피막)처리가 되지 못하므로 제품의 표면조도가 매끈하게 처리되지 못하는 단점이 있다.However, the outer surface of the product of the casting molding method has a disadvantage in that the surface roughness of the product cannot be smoothly processed because the hard anodizing treatment (anodic oxide film) is not processed to make the appearance of the surface beautiful and at the same time harden.
상기 주조성형에서 사용되는 알미늄합금의 예를 들면 ADC12와 AC4C의 예를 들 수 있다.Examples of the aluminum alloy used in the casting may include examples of ADC12 and AC4C.
ADC12 알미늄합금의 조성비율을 검토하여 보면 Cu가 1.15~3.5, Si 9.6~12.0, Mg 0.3이하, Zn 0.5이하, Fe 1.3이하, Mn 0.5이하, Ni 0.5이하, Ti 0.3이하이고 Al이 나머지%이다.In the composition ratio of ADC12 aluminum alloy, Cu is 1.15 ~ 3.5, Si 9.6 ~ 12.0, Mg 0.3 or less, Zn 0.5 or less, Fe 1.3 or less, Mn 0.5 or less, Ni 0.5 or less, Ti 0.3 or less, and Al is the remaining%. .
AC4C 알미늄합금의 조성비율을 검토하여 보면 Cu가 0.2이하, Si 6.5~7.5, Mg 0.20~0.4, Zn 0.3이하, Fe 0.5이하, Mn 0.3이하, Ti 0.2이하이고 Al이 나머지%이다.When the composition ratio of the AC4C aluminum alloy is examined, Cu is 0.2 or less, Si 6.5 to 7.5, Mg 0.20 to 0.4, Zn 0.3 or less, Fe 0.5 or less, Mn 0.3 or less, Ti 0.2 or less, and Al is the remaining%.
상기에서와 같이 주조시 사용되는 알미늄합금의 조성에서 Si의 비율이 상당히 높게 차지하고 있으며 이는 주조시 성형을 부여하는 주요조성물이다.As described above, the ratio of Si in the composition of the aluminum alloy used during casting is considerably high, which is the main composition which gives molding during casting.
그러나 Si가 많이 함유된 성형제품을 제품의 표면조도 향상을 위하여 하드아노다이징 처리하게 되면 전기저항이 심하여 고른 색상의 표현이 되지 못하게 되고,따라서 상품으로서의 가치가 떨어지게 되므로 하드아노다이징 처리가 이루어지지 못하게 된다.However, when hard anodizing the molded product containing a lot of Si in order to improve the surface roughness of the product, the electrical resistance is severe, it can not be expressed in even color, and therefore the value as a product is degraded, so hard anodizing is not performed.
따라서 주조방식으로 성형한 제품의 표면에 다양한 조각이나 문양, 기능과 필요에 따라 두께를 달리하고, 제품의 형상(타원, 사각, 육각등)을 자유롭게 할 수 있는 장점이 있으나 표면조도 증진을 위한 하드아노다이징 처리가 되지 못하는 결점이 있는 것이었다.Therefore, it has the advantage of varying the thickness according to various pieces, patterns, functions and needs on the surface of the product formed by casting method, and freeing the shape (ellipse, square, hexagon, etc.) of the product, but it is hard to improve the surface roughness. There was a flaw that could not be anodized.
알미늄 판재를 이용한 프레스포밍방식은 다음과 같다.Press forming method using aluminum sheet is as follows.
알미늄판 스크랩 합금을 용해하여 슬라브로 성형후 압연하여 알미늄판재를 얻고, 상기 알미늄판재를 필요한 형상으로 프레스포밍하여 제품을 얻는 것이다.The aluminum plate scrap alloy is melted, molded into slabs, and rolled to obtain an aluminum plate material, and the aluminum plate material is pressed into a required shape to obtain a product.
상기에서 사용되는 알미늄판재의 조성비율을 Si 0.6이하, Fe 0.7이하, Cu 0.05~0.20이하, Mn 1.0~1.5, Zn 0.1이하이고 Al이 나머지%이다.The composition ratio of the aluminum plate material used above is Si 0.6 or less, Fe 0.7 or less, Cu 0.05-0.20 or less, Mn 1.0-1.5, Zn 0.1 or less, and Al is the remaining%.
따라서 상기한 알미늄판재의 경우 Si의 량이 극소량이어서 하드아노다이징 처리가 가능하게 되므로 제품제조후 표면조도향상을 위하여 하드아노다이징 처리를 하여 외관이 미려한 제품을 얻을 수 있는 장점이 있으나 제품의 표면에 다양한 형태의 조각을 형성하거나 기능성 향상을 위하여 부위별로 두께를 달리하거나 형상(사각, 타원, 육각등)을 자유롭게 하지 못하는 단점이 있는 것이었다.Therefore, in the case of the aluminum plate, since the amount of Si is very small, the hard anodizing treatment is possible. Therefore, the hard anodizing treatment is performed to improve the surface roughness after manufacturing the product. In order to form pieces or improve functionality, the thickness of each part was changed or the shape (square, ellipse, hexagon, etc.) was not free.
상기 알미늄판재 소재를 용해하여 주조성형방식으로 제품을 성형할 경우에는 Fe의 함량이 높아 제품성형시 크랙이 발생하게 되는 문제가 있을 뿐 아니라, Cu의 함량이 낮아 주조후 가공성이 떨어지게 되고, 또한 표면조도가 낮아 제품의 표면이 거칠게 되므로 상품화에 문제가 있기 때문에 판재를 이용한 프레스포밍방식으로만제품성형이 가능한 등의 단점이 있는 것이었다.When melting the aluminum plate material to form a product by casting molding method, the content of Fe is high, there is a problem that cracks occur when forming the product, and the content of Cu is low, and workability after casting is reduced, and the surface Since the surface roughness of the product is low roughness, there is a problem in the commercialization, it was a disadvantage that the product can be formed only by the press forming method using a plate.
본 발명은 이러한 종래의 제반 단점을 감안하여 주조방식의 장점과 프레스포밍방식의 장점을 취합하여 보다 이상적이고 고급화된 주방용 기물 제품을 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention combines the advantages of the casting method and the press-forming method in view of these various disadvantages of the prior art to obtain a more ideal and advanced kitchen appliances products.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 주조성형후 표면을 전처리가공하고, 전처리 가공된 제품의 표면에 하드아노다이징(Hard Anodizing) 처리하여 주방용 기물 제품을 얻는 방법과, 상기 제조방법에 사용되는 알미늄 합금소재를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is a method of pre-processing the surface after casting, hard anodizing the surface of the pre-processed product to obtain a kitchenware product, and the aluminum alloy material used in the manufacturing method To provide.
상기에서 사용되는 알미늄합금소재의 조성비율은 Mn 0.5~2%, Si 0.1~3%, Fe 1% 미만, Al이 나머지%이다.The composition ratio of the aluminum alloy material used in the above is Mn 0.5 ~ 2%, Si 0.1 ~ 3%, Fe less than 1%, Al is the remaining%.
상기 소재의 조성에서 Mn은 기계적인 성질과 주조후 경도를 증진시킴과 동시에 색상을 조정하는 기능을 하게 되며, Si는 주조시 눌어붙음을 방지하기 위한 최소한의 함량으로 사용케 하고, 최소한의 함량사용으로 인하여 주조후 양극산화피막처리시 전기적 저항을 줄여 고른 색상을 얻을 수 있도록 하는 것이고, Fe는 주조시 유동성(성형성)증진과, 재질을 경질화 함과 동시에 눌어붙는 현상을 방지하는 역할을 한다.In the composition of the material, Mn enhances mechanical properties and hardness after casting, and at the same time adjusts colors, and Si is used in a minimum amount to prevent sticking during casting, and uses a minimum amount. Due to this, it is possible to obtain an even color by reducing the electrical resistance during anodization after casting.Fe plays a role in improving the fluidity (forming) during casting and hardening of the material and at the same time preventing the sticking phenomenon. .
상기 본 발명의 적용은 주방용 기물제품에만 적용되는 것이 아니라 산업전분야에 걸쳐 적용할 수 있다.The application of the present invention can be applied not only to kitchen appliances, but also throughout the industry.
이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
알미늄 합금소재를 용해하여 원하는 형상의 금형을 통하여 제품을 주조하고 상기 주조성형된 제품의 표면을 전처리가공한다.The aluminum alloy material is melted to cast the product through a mold having a desired shape, and the surface of the cast product is pretreated.
상기 전처리가공수단으로서는 사포로 표면을 연마하거 약품처리 또는 선삭가공하여 제품의 표면에 평활하게 한다.As the pretreatment processing means, the surface is polished with sandpaper, or chemically treated or turned to smooth the surface of the product.
상기 전처리공정중 선삭공정에서 제품의 표면에 다양한 조각이나 문양을 배시할 수 있다.Various pieces or patterns may be placed on the surface of the product in the turning process during the pretreatment process.
상기에서와 같이 전처리가공완료되면 제품의 표면에 하드아노다이징(Hard Anodizing) 처리를 하게 된다.As described above, when the pretreatment is completed, a hard anodizing treatment may be performed on the surface of the product.
또한 본 발명의 알미늄 합금소재를 이용하여 제품을 주조성형할 때 제품의 기능성 향상을 위하여 부분별로 두껍게 하거나 얇게 성형되게 할 수도 있다.In addition, when casting the product using the aluminum alloy material of the present invention it may be made to be thickened or thinly formed by parts to improve the functionality of the product.
상기에서와 같은 방법으로 남비나 후라이팬, 압력밥솥 등과 같은 주방용 기물 제품의 주조성형을 위한 알미늄 합금소재는 다음과 같은 조성으로 구성한다.Aluminum alloy material for casting molding of kitchen appliances such as pots, pans, pans, pressure cookers, etc. in the same manner as described above is composed of the following composition.
즉 합금소재의 조성을 Mn 0.5~2%, Si 0.1~3%, Fe 1%미만, Al 94~99.4%로 되게 조성한다.That is, the composition of the alloy material is made to be 0.5 ~ 2% Mn, 0.1 ~ 3% Si, less than 1% Fe, 94 ~ 99.4% Al.
이때 Mn은 알미늄 합금소재에 기계적인 성질을 증진시킴과 동시에 색상을 좌우하게 되는 것으로서 함량이 높으면 진하게 되며 주조후 경도를 증가시키는 역할을 한다.At this time, Mn is to enhance the mechanical properties of the aluminum alloy material and at the same time to influence the color as the content is high and becomes dark and serves to increase the hardness after casting.
Si는 주조성형시 금형에 눌어붙는 현상에 대한 최소한의 량으로서 제품성형에 필요한 최소의 유동성을 유지하고, 또한 제품주조성형후 양극산화피막처리시 고른 색상이 부여되도록 하는 것이다.Si is the minimum amount for the phenomenon of sticking to the mold during casting molding, and maintains the minimum fluidity required for product molding, and also gives a uniform color during anodizing after product casting molding.
상기 Si의 량이 많으면 하드아노다이징 처리시 전기저항이 높아 고른 색상 부여가 곤란하게 되므로 Si의 함량은 0.1~3%를 유지하는 것이 중요하다.If the amount of Si is large, it is difficult to give even color due to high electrical resistance during hard anodizing treatment, so it is important to maintain Si content of 0.1 to 3%.
Fe는 주조시 성형성을 증진시킴과 동시에 알미늄합금 용해액이 금형에 눌어붙는 현상을 방지하고, 또한 재질을 경질화하는 역할을 하게 된다.Fe improves moldability during casting and prevents the aluminum alloy solution from sticking to the mold and hardens the material.
상기에서 Mn의 량은 함량의 조정에 따라 표현되는 색상의 조절이 가능할 뿐 아니라 규정함량을 초과하거나 부족할 경우에는 주조성형후 제품에 적절한 탄성강도를 유지시키는 데에 문제가 될 수 있으며, Si의 함량이 과다할 경우에는 주조성형후 하드아노다이징(양극산화피막) 처리시 전기저항이 심하여 고른 색상의 제품을 얻는 데에 장애가 되고, 또한 함량이 부족할 경우에는 주조성형시 소재가 금형에 눌어붙는 현상이 발생할 뿐 아니라 유동성이 부족하여 원활한 주조성형에 장애의 요인이 된다.In the above, the amount of Mn is not only controllable of the color expressed according to the adjustment of the content, but if it exceeds or falls short of the prescribed content, there may be a problem in maintaining an appropriate elastic strength in the product after casting, and the content of Si If excessive, hard anodization (anodic anodized) treatment after casting molding will be a problem in obtaining an even color product due to severe electrical resistance, and if the content is insufficient, the material will stick to the mold during casting. In addition, lack of fluidity is a barrier to smooth casting.
또한 Fe의 함량이 과다할 경우에는 제품성형시 내외부에 크랙이 발생되는 문제가 있고, 적을 경우에는 경도저하현상이 일어나며, 또한 유동성(성형성)이 저하되고, 금형에 소재가 눌어붙는 현상이 발생하게 되므로 표준함량의 설정이 중요하다.In addition, when the content of Fe is excessive, there is a problem of cracking inside and outside of product molding, and when it is small, hardness decreases, and fluidity (forming) decreases, and material sticks to the mold. It is important to set the standard content.
이상과 같이 본 발명은 주방용 기물 제품을 제조함에 있어서 주조방식의 장점과 프레스포밍방식의 장점을 겸비한 양질의 제품을 얻을 수 있게 된다.As described above, the present invention can obtain a high quality product having the advantages of the casting method and the press forming method in manufacturing the kitchen appliances.
상기 본 발명은 주방용 기물 제품에만 적용되는 것이 아니라 자동차 부품등과 같은 산업전분야에 걸쳐 적용할 수 있으며, 그 작용효과는 동일하다.The present invention is not only applied to kitchen appliances, but can be applied to all industrial fields such as automobile parts and the like, and the effect thereof is the same.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 주방용 기물 제품을 제조함에 있어서, 알미늄 합금소재를 용해하여 원하는 형상의 금형을 이용하여 주조성형가능토록 하고, 또한 주조성형된 제품의 표면을 전처리가공함과 동시에 다양한 문양을 조각하고, 기능성 향상을 위하여 필요한 부위는 두껍게 혹은 얇게 성형할 수 있는 주조성형방식의 장점과, 제품의 표면을 하드아노다이징 처리하여 표면의 조도를 향상시킴과 동시에 미려한 외관을 유지할 수 있게 하는 알미늄 판재를 이용한 프레스포밍방식의 장점을 취합하여 보다 고급화 된 양질의 주방용 기물 제품을 얻을 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.As described above, in the present invention, in manufacturing a kitchenware product, the aluminum alloy material is melted to be cast using a mold of a desired shape, and the surface of the cast molded product may be pretreated and various patterns may be formed. Sculpture, and the parts needed to improve the functionality of the cast molding method that can be formed thick or thin, and the aluminum plate that can maintain the beautiful appearance while improving the surface roughness by hard anodizing the surface of the product By combining the advantages of the press-forming method used, it is possible to obtain more advanced kitchen appliances.
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