KR20150072546A - 고내식성 아노다이징 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 고내식성 아노다이징 표면처리방법은 표면처리 대상인 금속품의 표면을 탈지 및 활성화하는 전처리공정으로 처리하고, 표면처리 후에 금속품의 표면을 세척 및 건조하는 후처리공정으로 처리하는 것으로 이루어지는 고내식성 아노다이징 표면처리방법에 있어서, 전처리공정 후에 금속품을 제1전해액에 넣어서 1차적으로 아노다이징 표면처리하여 금속품의 표면에 제1산화막을 형성하는 제1아노다이징단계, 상기 제1아노다이징단계로 표면처리된 금속품의 표면을 1차적으로 에칭처리하여 상기 금속품의 제1산화막의 표면을 균일화하는 제1에칭단계, 상기 제1에칭단계에서 처리된 금속품을 제2전해액에 넣어서 2차적으로 아노다이징 표면처리하여 상기 금속품의 제1산화막 상에 제2산화막을 형성하는 제2아노다이징단계를 포함하여 이루어지며, 또한 상기 제2아노다이징단계로 표면처리된 상기 금속품을 2차적으로 에칭처리한 후, 3차적으로 아노다이징 표면처리하는 것을 포함한다.
따라서 본 발명은 1차적으로 아노다이징 표면처리하여 경질의 제1산화막을 금속품의 표면에 형성함과 아울러 에칭처리한 후에 2차적으로 아노다이징 표면처리하여 제1산화막보다 낮은 경도의 제2산화막을 제1산화막 상에 제2산화막을 형성하기 때문에, 통전성 금속 재질인 금속품의 표면에 고내식성 산화막을 용이하게 형성할 수 있으며, 또한 제2산화막이 형성된 금속품의 표면을 에칭처리한 후에 3차적으로 아노다이징 표면처리하여 연질의 제3산화막을 제2산화막 상에 형성하기 때문에, 통전성 금속 재질인 금속품의 표면에 보다 향상된 고내식성 산화막을 용이하게 형성할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

Description

고내식성 아노다이징 표면처리방법{ANODIZING SURFACE TREATING METHOD}

본 발명은 금속 재질의 표면에 산화막을 형성하는 표면처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통전성 금속 재질의 표면에 고내식성 산화막을 용이하게 형성할 수 있도록 하는 고내식성 아노다이징 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄합금, 티타늄합금, 마그네슘합금 등과 같은 금속은 대기 중에서 공기와의 높은 반응성에 의해 높은 부식저항성을 가진 얇은 산화막이 자연적으로 형성되나, 자연적으로 형성되는 산화막은 균일성과 부식저항성에 한계가 있으므로 균일성과 더높은 부식저항성을 가진 산화막을 인위적으로 형성하기 위하여 아노다이징 표면처리방법이 많이 사용된다.

상기 아노다이징 표면처리방법에서는 알루미늄합금, 티타늄합금, 마그네슘합금 등과 같은 금속의 표면에 산화막을 인위적으로 만들어서 그 금속의 내부를 보호하는 것이며, 수산법, 황산법 등이 있다.

이러한 아노다이징 표면처리에 사용되는 장치는 황산 또는 수산화나트륨이 주로 함유된 전해액에 표면처리 대상물인 금속을 담구며, 전해액은 캐소드 측이 됨과 아울러 표면처리 대상물인 금속을 애노드 측이 되어 직류전기를 흐르게 하면 표면처리 대상물인 금속의 표면에 산화막이 형성되는 것이다.

예컨대 특허출원 제10-2005-0135124호로 출원된 기술이 개발되었는 바, 이는 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정에 관한 것으로서, 그 구성은 침지탈지, 수세, 에칭, 수세, 활성화, 수세로 이루어진 전처리 공정과, 전해액을 넣은 전해조에 알루미늄 합금으로 된 부재를 로딩한 후 고주파펄스 전류를 가하여 피막을 형성하는 고주파펄스를 이용한 아노다이징 공정과, 수세, 씰링, 수세, 건조로 이루어진 후처리 공정을 포함하는 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정에 있어서, 상기 고주파펄스의 파형은 스퀘어펄스(Square pulse)이고, 상기 고주파펄스의 주기를 10msec 내지 30msec하며, 상기 고주파펄스의 듀티사이클(duty cycle)을 60% 내지 80%영역으로 하는 것을 특징으로 하며, 산화층의 용해작용을 하는 음이온인 황산이온의 농도가 양극에 집중되지 못하게 극성을 일정주기로 교차하여 걸어주는 고주파펄스의 주기를 10msec 내지 30msec하고, 듀티사이클(duty cycle)을 60% 내지 80% 영역으로 함으로써, 전기이중층에 의한 과전압을 낮추어 산화층의 용해작용을 억제하고 견고한 산화층을 형성하게 된다.

그러나 이러한 종래의 기술은 에칭과 아노다이징 공정을 반복적으로 진행하지 않고 1차례만 실시하기 때문에, 경도가 다양한 산화막을 형성하기 어려울 뿐만 아니라 내식성의 증대에 한계가 발생된다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에칭과 아노다이징 공정을 두 차례 또는 세 차례 반복함으로써, 통전성 금속 재질의 표면에 고내식성 산화막을 용이하게 형성할 수 있는 고내식성 아노다이징 표면처리방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표면처리 대상인 금속품의 표면을 탈지 및 활성화하는 전처리공정으로 처리하고, 표면처리 후에 금속품의 표면을 세척 및 건조하는 후처리공정으로 처리하는 것으로 이루어지는 고내식성 아노다이징 표면처리방법에 있어서, 전처리공정 후에 금속품을 제1전해액에 넣어서 1차적으로 아노다이징 표면처리하여 금속품의 표면에 제1산화막을 형성하는 제1아노다이징단계, 상기 제1아노다이징단계로 표면처리된 금속품의 표면을 1차적으로 에칭처리하여 상기 금속품의 제1산화막의 표면을 균일화하는 제1에칭단계, 상기 제1에칭단계에서 처리된 금속품을 제2전해액에 넣어서 2차적으로 아노다이징 표면처리하여 상기 금속품의 제1산화막 상에 제2산화막을 형성하는 제2아노다이징단계를 포함하여 이루어지는 고내식성 아노다이징 표면처리방법을 제공한다.

또한 상기 제2아노다이징단계로 표면처리된 상기 금속품을 2차적으로 에칭처리한 후, 3차적으로 아노다이징 표면처리하는 것을 포함한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 고내식성 아노다이징 표면처리방법은 1차적으로 아노다이징 표면처리하여 경질의 제1산화막을 금속품의 표면에 형성함과 아울러 에칭처리한 후에 2차적으로 아노다이징 표면처리하여 제1산화막보다 낮은 경도의 제2산화막을 제1산화막 상에 제2산화막을 형성하기 때문에, 통전성 금속 재질인 금속품의 표면에 고내식성 산화막을 용이하게 형성할 수 있다는 이점이 있다.

또한 제2산화막이 형성된 금속품의 표면을 에칭처리한 후에 3차적으로 아노다이징 표면처리하여 연질의 제3산화막을 제2산화막 상에 형성하기 때문에, 통전성 금속 재질인 금속품의 표면에 보다 향상된 고내식성 산화막을 용이하게 형성할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 고내식성 아노다이징 표면처리방법의 일 예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 고내식성 아노다이징 표면처리방법의 다른 예를 나타내는 구성도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 더욱 상세하게 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 고내식성 아노다이징 표면처리방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 고내식성 아노다이징 표면처리방법은 표면처리 대상인 금속품의 표면을 탈지 및 활성화하는 전처리공정으로 처리하고, 전처리공정 후에 두 차례 또는 세차례 아노다이징 표면처리하고, 표면처리 후에 금속품의 표면을 세척 및 건조하는 후처리공정으로 처리하는 것으로 이루어진다.

즉 본 발명에서는 제1아노다이징단계와 제1에칭단계, 제2아노다이징단계로 금속품의 표면을 처리하여 금속품의 표면에 제1산화막과 제2산화막을 형성한다.

여기서 상기 제1아노다이징단계는 전처리공정 후에 금속품을 제1전해액에 넣어서 1차적으로 아노다이징 표면처리하여 금속품의 표면에 제1산화막을 형성하는 것이다.

상기 제1전해액은 황산과 수산화나트륨 중의 어느 하나를 함유한 전해액으로서, 황산 또는 수산화나트륨의 농도 15 ~ 25%이고, 상기 제1아노다이징단계에서는 제1전해액의 온도 5 ~ 30℃에서 제20 ~ 40V로 1 ~ 30분동안 아노다이징 표면처리한다.

상기 제1전해액의 농도가 15%보다 낮으면 표면처리시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 제1산화막의 두께가 얇아지게 되며, 상기 제1전해액의 농도가 25%보다 높으면 표면처리시간을 줄일 수 있으나 제1산화막의 균일성과 경도가 낮아지게 되어 고내식성의 실현하기에 미흡할 수 있는 것이다.

아무튼 상기 제1에칭단계에서는 상기 제1아노다이징단계로 표면처리된 금속품의 표면을 1차적으로 에칭처리하는 바, 이는 제1산화막의 표면을 균일하게 하며, 제1산화막에서 견고하게 형성되지 못한 제1산화막의 일부를 제거하여 향후에 진행될 아노다이징 표면처리 과정에서 보다 두텁고 견고한 산화막을 형성하기 위한 것이다.

상기 제2아노다이징단계에서는 상기 제1에칭단계에서 에칭처리된 금속품을 제2전해액에 넣어서 2차적으로 아노다이징 표면처리하여 상기 금속품의 제1산화막 상에 제2산화막을 형성하게 된다.

여기서 상기 제2전해액은 황산 또는 수산화나트륨의 농도 25 ~ 35%이며, 상기 제2아노다이징단계에서는 제2전해액의 온도 5 ~ 30℃에서 제20 ~ 40V로 1 ~ 30분동안 아노다이징 표면처리함이 바람직하다.

상기 제2전해액의 농도가 25%보다 낮으면 2차 표면처리시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 제1산화막과 제2산화막의 상호 결합력이 약해질 수 있으며, 상기 제2전해액의 농도가 25%보다 높으면 제2산화막의 경도가 제1산화막의 경도보다 상대적으로 너무 낮아져서 오히려 제1산화막과 제2산화막의 상호 결합력이 낮아질 수 있다.

한편 본 발명에서는 산화막의 고내식성의 더욱 증대하기 위하여, 한차례더 에칭처리함과 아울러 아노다이징 표면처리하여 산화막의 균일성과 고내식성을 향상할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 제2아노다이징단계 후에 제2에칭단계와 제3아노다이징단계로 금속품의 표면을 처리하게 된다.

상기 제2에칭단계에서는 상기 제2아노다이징단계로 표면처리된 상기 금속품의 표면을 2차적으로 에칭처리하는 바, 이는 제2산화막의 표면을 균일하게 하며, 제2산화막에서 견고하게 형성되지 못한 제2산화막의 일부를 제거하여 향후에 진행될 아노다이징 표면처리 과정에서 보다 두텁고 견고한 산화막을 형성하기 위한 것이다.

상기 제3아노다이징단계에서는 상기 제2에칭단계에서 에칭처리된 금속품을 제3전해액에 넣어서 3차적으로 아노다이징 표면처리하여 상기 금속품의 제2산화막 상에 제3산화막을 형성하게 된다.

여기서 상기 제3전해액은 황산 또는 수산화나트륨의 농도 35 ~ 45%이며, 상기 제3아노다이징단계에서는 제3전해액의 온도 5 ~ 30℃에서 제20 ~ 40V로 1 ~ 30분동안 아노다이징 표면처리하게 된다.

상기 제3전해액의 농도가 35%보다 낮으면 3차 표면처리시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 제2산화막과 제3산화막의 상호 결합력이 약해질 수 있으며, 상기 제2전해액의 농도가 45%보다 높으면 제3산화막의 균일성이 떨어질 수 있는 것이다.

그 밖에도 다시 한번 에칭단계와 아노다이징단계로 표면처리할 수 있으나, 상술한 바와 같이 3차례의 표면처리 후에 다시 아노다이징 표면처리하면 최종적인 산화막에서 결이 발생되어 금속품의 외관를 해질 수 있으며, 후처리 공정으로 처리하는 시간과 노력이 많이 소요되어 제3아노다이징단계 후에는 다시 아노다이징 표면처리하지 않는 것이 바람직하다.

물론 상기 제1,제2,제3아노다이징단계에서 사용되는 각각의 전해액에 함유되는 황산이나 수산화나트륨은 금속품의 재질에 따라 선택적으로 사용될 뿐만 아니라 그 밖의 다른 물질도 포함할 수 있으며, 상기 에칭단계에서 사용되는 에칭액도 인산기 또는 수산기를 가진 물질로서 금속품의 재질에 따라 선택되고, 에칭시간은 산화막의 일부를 에칭 처리하여 제거하는 정도의 시간으로 정해짐은 자명한 것이다.

또한 상기 제1,제2,제3아노다이징단계에서의 직류전압과 처리시간, 전해액 온도는 통상의 아노다이징단계에서 많이 사용되는 조건으로서, 상기 제1,제2,제3아노다이징단계의 조건에서의 직류전압과 처리시간은 각 단계에서 발생되는 산화막을 형성하기 위한 최적의 조건을 설정하고, 상기 제1,제2,제3전해액의 온도는 제1,제2,제3산화막를 형성하기 위한 최적의 온도로 아노다이징 표면처리함은 자명하다고 할 수 있다.

이와 같이 금속품을 아노다이징 표면처리를 두차례 또는 세차례하고, 아노다이징 표면처리과정들 사이에 에칭처리하여 금속품의 표면에 다른 경도의 산화막을 복합적으로 형성하여 금속품의 고내식성을 실현할 수 있는 바, 제1산화막과 제2산화막, 제3산화막이 에칭처리와 아노다이징 표면처리 과정에서 상호 유기적으로 결합되어 더욱 견고하고도 균일한 산화막으로 형성되는 것이다.

없음

Claims (4)

1. 표면처리 대상인 금속품의 표면을 탈지 및 활성화하는 전처리공정으로 처리하고, 표면처리 후에 금속품의 표면을 세척 및 건조하는 후처리공정으로 처리하는 것으로 이루어지는 고내식성 아노다이징 표면처리방법에 있어서,
   전처리공정 후에 금속품을 제1전해액에 넣어서 1차적으로 아노다이징 표면처리하여 금속품의 표면에 제1산화막을 형성하는 제1아노다이징단계,
   상기 제1아노다이징단계로 표면처리된 금속품의 표면을 1차적으로 에칭처리하여 상기 금속품의 제1산화막의 표면을 균일화하는 제1에칭단계,
   상기 제1에칭단계에서 에칭처리된 금속품을 제2전해액에 넣어서 2차적으로 아노다이징 표면처리하여 상기 금속품의 제1산화막 상에 제2산화막을 형성하는 제2아노다이징단계를 포함하여 이루어지는 고내식성 아노다이징 표면처리방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1전해액이 황산 또는 수산화나트륨의 농도 15 ~ 25%이고, 상기 제2전해액이 황산 또는 수산화나트륨의 농도 25 ~ 35%이며,
   상기 제1아노다이징단계와 제2아노다이징단계에서는 제1,제2전해액의 온도 5 ~ 30℃에서 제20 ~ 40V로 1 ~ 30분동안 아노다이징 표면처리함을 특징으로 하는 고내식성 아노다이징 표면처리방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2아노다이징단계로 표면처리된 상기 금속품의 표면을 2차적으로 에칭처리하에 상기 금속품의 제2산화막의 표면을 균일화하는 제2에칭단계,
   상기 제2에칭단계에서 에칭처리된 금속품을 제3전해액에 넣어서 3차적으로 아노다이징 표면처리하여 상기 금속품의 제2산화막 상에 제3산화막을 형성하는 제3아노다이징단계를 포함하여 이루어지는 고내식성 아노다이징 표면처리방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제3전해액이 황산 또는 수산화나트륨의 농도 35 ~ 45%이며,
   상기 제3아노다이징단계에서는 제3전해액의 온도 5 ~ 30℃에서 제20 ~ 40V로 1 ~ 30분동안 아노다이징 표면처리함을 특징으로 하는 고내식성 아노다이징 표면처리방법.

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