KR20120130114A

KR20120130114A - 다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금

Info

Publication number: KR20120130114A
Application number: KR1020110048200A
Authority: KR
Inventors: 허일
Original assignee: 주식회사 에스제이테크
Priority date: 2011-05-21
Filing date: 2011-05-21
Publication date: 2012-11-29

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 주조 방법에 의해 제조되고, 완성된 제품의 표면에 개질과 다양한 칼라(색상)의 연출을 위한 칼라 아노다이징(전기산화피막처리)의 표면처리가 요구되는 그 알루미늄 합금의 새로운 조성물에 관한 것이다.
즉, 다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금에 있어서, 그 조성은 알루미늄(Al) : 94.5~98.5 중량부에 구리(Cu): 0.001~3 중량부, 규소(Si):0.01~4 중량부, 마그네슘(Mg): 0.001~3 중량부, 아연(Zn): 0.01~2, 철(Fe): 0.01~5 중량부 망간(Mn): 0.01~5 중량부, 지르코늄(Zr): 0.01~2 중량부, 코발트(Co): 0.01 중량부, 티타늄(Ti): 0.001 중량부를 포함하는 것이다.

Description

다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금{Casting products manufactured with external electronic devices are always painted the colors of anodized aluminum alloy}

본 발명은 다이캐스팅 주조 방법에 의해 제조되고, 완성된 제품의 표면에 개질과 다양한 칼라(색상)의 연출을 위한 칼라 아노다이징(전기산화피막처리)의 표면처리가 요구되는 그 알루미늄 합금의 새로운 조성물에 관한 것이다.

통상 다이캐스팅으로 제조되는 전자기기 외장품(특히 휴대폰 케이스 등)의 알루미늄합금 소재 중에는 그 표면의 개질과 다양한 색상의 처리를 위해 아노다이징(전기산화피막처리)을 처리하여 상품성을 높이는 작업이 최근 큰 잇슈로 등장하고 있다.

즉, 알루미늄 합금 소재에 아노다이징(전기산화피막처리)을 실시하면, 그 표면이 알루미늄 보다 수십~수백 배의 강도 및 내마모성, 전기절연성을 갖게될 뿐 아니라 표면의 미감 또한 더욱 미려거나 중후한 금속질감까지 얻을 수 있고, 특히 다양한 색상의 처리가 가능하여 제품의 기능 및 상품적 가치를 크게 높일 수 있기 때문에 최근 전자기기를 비롯한 상당한 분야의 제품케이스 등에 많이 사용되는 표면처리 기법 중 하나다.

그러나, 다이캐스팅 주조용 전자기기 외장품(특히 휴대폰 케이스 등)에 적용되는 종래의 알루미늄 합금소재는, 칼라아노다이징(전기산화피막처리)을 처리하는데 부적합 조성으로 이루어져 있어, 알루미늄 합금의 상품성 향상에 획적인 방안이 될 수 있는 상기한 아노다이징인 기법 자체를 적용하지 못하거나, 또는 적용 하더라도 만족할 만족한 개질이나 착색 및 표면질감을 얻지 못했던 상품성 향상에 한계를 가질 수밖에 없는 실정이다.

일반적으로 다이캐스팅 주조용으로 많이 사용되는 알루미늄합금은, 다이캐스팅 성형시 그 주조성이 좋으면서, 성형 후 일정한 인장강도, 탄성, 내연성 등 필수로 요구됨에 따라,

알루미늄합금의 기본 재료인 알루미늄(Al)에 구리(Cu), 규소(Si), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등 대략 5~6 종의 요소를 첨가하고, 그 조성비는 아래 표와 같은 수준으로 선정하는 것으로 통상 보고되고 있다.

- 종래 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성 예-

	Al	Cu	Si	Fe	Mg	Zn
1	84.2~88.2	2.0~4.0	7.5~9.5	1.0 ↓	0.3 ↓	1.0 ↓
2	82.7~86.6	1.5~3.0	9.6~12.0	1.0 ↓	0.3 ↓	1.0 ↓
3	77.0~79.0	4.0~5.0	14.5~15.5	1.0 ↓	0.5 ↓	1.0 ↓
4	91.77~92.77	0.05 ↓	6.5~7.5	0.3 ↓	0.35↓	0.03↓

이러한, 통상의 다이캐스팅용 알루미늄합금 조성은 다이캐스팅 주조시에는 별 문제가 없지만, 알루미늄(Al) 순도가 낮은 반면 높은 불순불이나 얼룩의 영향으로,

앞서 언급된 바와 같이 최근 부가성 높은 고품질 제조시 필수요건으로 인식되는 중요한 칼라아노다이징(전기산화피막처리) 처리시,

원하는 정도의 산화막 형성이나 색상의 구현이 어렵고, 심한 경우 그 칼라아노다이징 처리공정 자체를 수행할 수 없어 상품가치향상과 품질 개선에 상당한 애로를 격을 수 밖에 없는 실정이다.

그렇다고 해서 알루미늄(Al) 순도를 무작정 높이고, 첨가제인 구리(Cu), 규소(Si), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 비율을 크게 낮춘다면 다이캐스팅용 알루미늄합금이 갖춰야될 기본적인 성질(인장강도, 탄성, 내연성 등)이 기준 이하로 되어 더 큰 문제가 발생함으로 이에 대한 특별한 대안이 요구된다.

이에 본 발명에서는 다이캐스팅용 알루미늄합금 표면에 칼라아노다이징 처리시 양호한 고정도의 결과물을 얻을 수 있게, 알루미늄(Al)의 순도를 최대로 높이는 대신, 다이캐스팅용 알루미늄합금이 갖춰야할 성질(인장강도, 탄성, 내연성 등) 유지를 위해 투입되는 첨가제의 함량은 비롯 적지만 요구특성의 충족에는 문제가 전혀 없도록 보다 우수한 성질의 다종 원소를 유기적 조합시킨 것을 포함하는 새로운 다이캐스팅용 알루미늄합금 조정을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금에 있어서, 그 조성은 알루미늄(Al) : 94.5~98.5 중량부에 구리(Cu): 0.001~3 중량부, 규소(Si):0.01~4 중량부, 마그네슘(Mg): 0.001~3 중량부, 아연(Zn): 0.01~2, 철(Fe): 0.01~5 중량부 망간(Mn): 0.01~5 중량부, 지르코늄(Zr): 0.01~2 중량부, 코발트(Co): 0.01 중량부, 티타늄(Ti): 0.001 중량부를 포함하는 것이다.

상기 본 발명인 다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금은, 전술된 바와 같이 다이캐스팅 주조시 요구되는 일정한 강도 및 내연성 등은 물론 주조 후 그 제품에 요구되는 일정한 특성(인장강도와 경도, 탄성 등)은 충분이 갖추면서도 상품성 향상에 중요한 요소인 칼라아노다이징 처리가 가능힘에 따라 이를 이용한 제품생산시 그 제품의 품질 및 부가성 증대에 크게 기여할 수 있는 유용한 발명이다.

본 발명의 다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금은 하기의 각 실시예를 통해 상세히 설명하면,

즉, 다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금에 있어서,

그 조성은 알루미늄(Al) : 94.5~98.5 중량부에 구리(Cu): 0.001~3 중량부, 규소(Si):0.01~4 중량부, 마그네슘(Mg): 0.001~3 중량부, 아연(Zn): 0.01~2, 철(Fe): 0.01~5 중량부 망간(Mn): 0.01~5 중량부, 지르코늄(Zr): 0.01~2 중량부, 코발트(Co): 0.01 중량부, 티타늄(Ti): 0.001 중량부를 포함하는 것을 그 특징적 요지로 하였다.

◎ 합금조성

	Chemical composition( 중량%)
	Al	Cu	Si	Mg	Zn	Fe	Mn	Zr	Co	Ti
SA10	94.5~98.5	0.001~3	0.01~4	0.001~3	0.01~2	0.01~5	0.01~5	0.01~2	0.01	0.001

◎ 주조조건

캐스팅 온도: 670℃

주조압력: 75 Mpa( 770Kgf/cm2, 50Φ)

◎ 인장강도: 160~200 Mpa

시편규격: 13B

인장속도: 3mm/1min

망간(Mn) - 망간은 철과 비슷한 모습의 회백색 금속으로서, 부서지기 쉽지만 아주 단단한 성질을 가진것으로 알려져 있어, 망간이 들어가지 않은 강철은 열간압연(熱間壓延)하거나 단조(鍛造)할 때 부서지기 때문에 강철에는 일반적으로 1％ 미만의 망간이 포함되어 있는 것으로 알려 있다. 결국, 망간철은 매우 견고함을 요하는 제품에 주로 사용되는데, 강하고 잘 깨지지 않는 중심부를 감싸고 있는 표면은 아주 단단하며, 마모(磨耗)가 적은 것으로 되어 있다.

코발트(Co) - 코발트(cobalt)는 단단하고 강자성을 띤 은백색 원소로서, 강도 높은 합금과 내열성(耐熱性) 합금으로 많이 쓰이는 것으로 되어 있다.

지르코늄(Zr) - 지르코늄은 고온에서 강도가 좋고, 순환하는 냉각제에 빨리 부식되지 않으며, 방사성 동위원소를 형성하지 않고, 중성자 포격에 의한 기계적 손상이 없고, 내식성(耐蝕性)이 크기 때문에 펌프?밸브?열교환기의 제작에 널리 사용되는 것으로 되어 있다.

티타늄(Ti) - 타티늄은 비중이 작아 가볍지만 철의 절반 정도의 무게만으로도 철과 유사한 수준의 강도를 낼 수 있고, 대부분의 금속 및 일부 비금속과 유용한 합금을 형성할 수 있고, 여러 환경에서 표면에 불용성 산화막이 생기기 때문에 내식성이 뛰어나며 해수에 3년 이상 담가두어도 부식되지 않는 것으로 되어 있고, 또한 강도가 크고 밀도가 작으며 내식성이 뛰어난 금속이므로 항공기?우주선?미사일?선박의 부품에도 아주 주요하게 쓰이고, 강철에서 탈산제로 쓰이며, 여러 가지 강철의 입자 크기를 줄이고 스테인리스강의 탄소 함량을 낮추며, 알루미늄의 입자 크기를 조절하거나 구리의 경도를 크게 하는 데 주요하게 쓰일 수 잇는 것으로 되어 있다.

그리고, 상기 알루미늄 합금에 첨가되는 합금재료 중 다이캐스팅 주조시 일반적으로 사용되는 구리(Cu), 규소(Si), 마그네슘(Mg)아연(Zn), 철(Fe)은 제외하고,

이와 같이 알류미늄에 일반적인 다이캐스팅 합금재료인 구리(Cu), 규소(Si), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 철(Fe)와 함께,

상기한 특정금속인 망간(Mn), 지르코늄(Zr) 코발트(Co), 티타늄(Ti)을 포함시키고, 앞서 제시된 함량으로 다이캐스팅 알루미늄 합금을 조성하면,

다이캐스팅 주조로 제조된 제품에 요구되는 충분한 인장강도(160~200 Mpa)를 얻을 수 있으면서도,

알루미늄(Al)의 순도를 95.5~98.5 중량 % 까지 유지할 수 있기 때문에 알루미늄(Al) 순도가 높을 수록 더욱 우수한 품질이 보장되는 칼라아노다이징 처리가 가능해지고,

뿐 아니라 칼라아노다이징 처리시 산화막 형성에 따른 개절성이 우수하고, 미려한 착색성 또한 크게 기대할 수 있음에 따라,

상기한 일미늄 합금조성을 이용하해 다이캐스팅 주조법으로 제품을 생산 ㅎ한 다음 그 표면에 칼라아노다이징 처리를 하게되면,

더욱 높은 상품성과 부가성 및 질적향상을 도모할 수 있게 되는 등 아주 유용한 발명이다.

Claims

다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금에 있어서,
그 조성은 알루미늄(Al) 94.5~98.5 중량부에,
구리(Cu) 0.001~3 중량부, 규소(Si) 0.01~4 중량부, 마그네슘(Mg) 0.001~3 중량부, 아연(Zn) 0.01~2 중량부, 철(Fe) 0.01~5 중량부와,
망간(Mn) 0.01~5 중량부, 지르코늄(Zr) 0.01~2 중량부, 코발트(Co) 0.01 중량부, 티타늄(Ti) 0.001 중량부를 포함하는 것을,
특징으로 한 다이캐스팅 주조로 제작되는 전자기기 외장품의 칼라 아노다이징용 알루미늄 합금.