KR20180087414A - High durability plated body - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이상에서와 같은 고내구성 피도금체는, 고내구성 피도금체는, 양극산화처리를 통해 STS 316L 동등 이상의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 갖고, STS 316L 재질을 대체하기 위한 양극산화처리 기술의 지표를 제공하고, 이를 기반으로 선박, 조선 뿐만 아니라 산업 전반에 접목하여 사용할 수 있으며, STS 316L 재질을 대체하여 사용 가능하되 일반 용접봉으로도 용접 작업이 가능하며 해체 후에도 후속 도장 작업이 요구되지 않는 장점을 갖는다. 또한, 고가의 STS 316L을 대체할 수 있어 생산성 및 원가절감이 가능한 장점을 갖는 고내구성 피도금체에 관한 것이다.
본 개시의 실시예에 따른 고내구성 피도금체는 고내구성 피도금체에 있어서, 소지철 또는 알루미늄에 도금을 실시하여 도금체를 생성하고, 상기 도금체에 양극산화처리하여 피도금체의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 증가시킨다.
The present invention provides a high durability plated body as described above, wherein the highly durable plated body has a hardness equal to or higher than that of STS 316L through anodizing, an abrasion resistance, corrosion resistance, and chemical resistance, It can be used as a substitute for STS 316L material. However, it is possible to do welding work with ordinary welding rod, and it is required to perform subsequent coating work after disassembly. . Further, the present invention relates to a high durability plated body having the advantages of being able to replace expensive STS 316L, and thus being capable of productivity and cost reduction.
A high durability plated body according to an embodiment of the present disclosure is a high durability plated body which is formed by plating plated steel or aluminum to produce a plated body and subjecting the plated body to anodic oxidation treatment to determine the hardness, It increases abrasion resistance, corrosion resistance and chemical resistance.

Description

고내구성 피도금체High durability plated body

본 명세서에 개시된 내용은 고내구성 피도금체에 관한 것으로, 특히, 양극산화처리를 통해 피도금체의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성이 증가되도록 하고, 이 피도금체를 이용해 석유화학제품운반선의 화물창 구역이나 모든 선박의 밸러스트 탱크 구역 내 고소 작업을 위한 족장 시공이나 이에 유사한 형태로 산업 전반에 걸쳐 사용되는 고가의 STS 316L을 대체함으로써 원가 경쟁력을 확보하고, 일반 용접봉으로도 용접 작업이 가능하면서 해체 후에도 도장 작업 등의 후속 처리가 요구되지 않는 고내구성 피도금체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-durability plated body, and more particularly, to an anodizing treatment for increasing the hardness, abrasion resistance, corrosion resistance and chemical resistance of a plated body, It is possible to secure cost competitiveness by replacing expensive STS 316L, which is widely used throughout the industry, in the cargo area or in the ballast tank area of all vessels, And there is no need for a subsequent treatment such as painting work even after that.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the contents set forth in this section are not prior art to the claims of this application and are not to be construed as prior art to be included in this section.

일반적으로 석유화학제품운반선(product carrier)을 포함한 일부 대형 선박은 다수의 대형 블럭을 제작한 후 이들을 조립하여 화물창을 제조하게 되며, 화물창 상부가 상측으로 갈수록 중앙측으로 내향 경사지는 역경사부를 구비한 형상을 가진다.In general, some large vessels, including petrochemical product carriers, manufacture a large number of large blocks and then assemble them to form a cargo hold. The top of the cargo hold has a shape with an inverted oblique portion that slopes inward toward the center .

이러한, 화물창 제조의 마지막 공정으로 화물창 내의 화물의 보호 및 선체의 방식(防蝕)을 위한 특수도장을 실시하게 하는데, 고도의 위치에 형성된 상기 역경사부에서는 도장을 위한 작업자의 이동 및 작업이 원활하도록 다층의 족장을 설치하게 된다.The last step of the cargo hold manufacturing process is to carry out a special coating for the protection of the cargo in the cargo hold and the corrosion protection of the hull. In the above-mentioned reverse glaze section formed at a high position, The patriarch of

이때, 용접 등의 작업을 수행함에 있어서 족장의 설치 및 분해 과정에서 상당한 노력과 시간이 소요되며 특히, 용접되는 부재가 용접 작업 후 미철거 되기 때문에 화물에 대한 비부식성 재질인 STS 316L을 적용하게 된다. 그러나, 재료 비용이 상대적으로 고가이고, 작업구간에 족장 설치를 위한 용접시 STS 316L 전용 용접봉을 사용하는 특수 용접 과정이 요구되어 비용 증가 문제가 대두된다. 또한, 족장 해체 후에도 족장피스 부위에 후속 도장 작업이 필요하므로 작업비용 및 작업시간에 따른 효율이 저하되는 문제점을 내재하고 있다.In this case, it takes considerable effort and time to install and dismantle the chieftain in performing welding work, especially STS 316L, which is non-corrosive material for cargo, . However, the material cost is relatively high, and a special welding process using the STS 316L welding rod is required in the welding for the patriarchal installation in the work section, thereby increasing cost. Further, after the chief disassembly, subsequent coating work is required on the chief piece portion, which results in a problem that the efficiency due to the operation cost and the working time is deteriorated.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1516203호 '선박 화물창용 시스템 족장'이 있다. 상기 선행기술은 하부 족장판과, 상기 하부 족장판을 지지하는 다수의 하부 족장파이프를 구비하는 하부 족장모듈; 상부 족장판과, 상기 상부 족장판을 지지하고 상기 하부 족장파이프와 조립되는 다수의 상부 족장파이프를 구비하는 상부 족장모듈 및 상기 하부 족장모듈이 설치되는 모듈 설치면에 배치되며, 상기 모듈 설치면에 대한 상기 하부 족장모듈의 조립 위치를 가이드하는 조립위치 가이드용 지그를 포함하며, 상기 조립위치 가이드용 지그는 규칙적인 이격간격을 두고 상기 모듈 설치면에 고정되며, 상기 하부 족장모듈의 하부 족장파이프와 연결되는 다수의 파이프 연결 가이드봉을 구비하며, 상기 지그 바디의 내부에는 무게 감소를 위한 관통부가 더 형성되며, 상기 관통부의 주변에는 상기 지그 바디의 절개를 위한 다수의 절개용 노치가 더 형성되는 기술을 개시하는 특징이 있다.As a prior art for solving the above problems, Korean Patent Registration No. 10-1516203 entitled " Chief System for Ship Cargo Window System " The prior art includes a lower patriarch module having a lower patriarchal plate and a plurality of lower patriarchic pipes supporting the lower patriarchal plate; An upper patriotal module having a top patriotal plate and a plurality of upper patriarchal pipes supporting the upper patriotic platform and being assembled with the lower patriarchal pipe, and an upper patriarchal module disposed on the module installation surface on which the lower patriarchal module is installed, And an assembly position guiding jig for guiding an assembly position of the lower patywagon module with respect to the module mounting surface, wherein the assembly position guiding jig is fixed to the module mounting surface at regular intervals, Wherein a plurality of pipe connection guide rods are connected to the jig body, a through hole for weight reduction is further formed in the jig body, and a plurality of cut-off notches for cutting the jig body are further formed around the through- .

다른 선행기술에는 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0021830호 '선박 건조용 족장 구조물 및 이의 가설방법'가 있다. 상기 선행기술은 선박블록을 형성하는 벽체들의 길이 방향을 따라 소정간격 이격되도록 상기 벽체들에 형성되는 복수개의 결합홀들; 서로 이웃하는 벽체들을 관통하여 연결할 수 있도록 상기 서로 이웃하는 벽체들에 형성된 결합 홀들에 분리 결합 가능하게 삽입 결합되는 지지부재 및 상기 벽체들과 인접하도록 상기 지지부재에 분리 결합 가능하게 고정되는 족장판으로 구성되는 기술을 개시하는 특징이 있다. 또한, 선박블록을 형성하는 서로 이웃하는 벽체들을 관통하여 연결시킬 수 있도록 상기 벽체들에 형성된 결합 홀들에 복수개의 지지부재를 관통시켜 결합시키는 단계; 상기 선박블록을 형성하는 벽체들과 인접하도록 상기 지지부재의 상부에 족장판을 탑재하는 단계; 및 상기 지지부재의 상부에 탑재된 족장판을 상기 지지부재에 복수개의 고정부재를 사용하여 분리 결합 가능하게 고정시키는 단계로 구성된 기술을 개시하는 특징이 있다.Another prior art is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0021830, " a patriarchal structure for shipbuilding and a method for the construction thereof. &Quot; The prior art includes a plurality of coupling holes formed in the walls so as to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the walls forming the ship block; A supporting member which is detachably coupled to the coupling holes formed in the adjacent walls so as to be able to pass through neighboring walls, and a chuck plate which is detachably fixed to the supporting member so as to be adjacent to the walls There is a feature to disclose the technology to be constructed. Connecting the plurality of support members to the coupling holes formed in the walls so as to connect the neighboring walls to form the ship block; Mounting a chief board on top of the support member adjacent the walls forming the ship block; And a step of releasably securing the footplate mounted on the support member to the support member using a plurality of fixing members.

또 다른 선행기술에는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0042194호 'PC선박에 대한 특수 도장방법'가 있다. 상기 유사 선행기술은 PC 선박의 카고 오일 탱크 블록을 선행의장단계에서 시공하되, 각 블록에 대한 도장작업은 실시하지 않는 제1단계; 카고 오일 탱크 블록을 도크로 이송하는 제2단계; 카고 오일 탱크 블록을 도크 내에서 탑재하여 조립하는 제3단계; 조립된 블록에 대한 블라스팅 및 도장작업을 실시하는 제4단계:를 포함하고 상기 제4단계는 조립된 블록의 조인트(joint)와 표면에 대한 도장품질 차이가 발생하지 않도록 한번에 일괄적으로 도장작업을 실시하는 것을 특징으로 하는 기술을 개시하는 특징이 있다.Another prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0042194, 'Special coating method for PC ship'. The prior art technique includes a first step of constructing a cargo oil tank block of a PC ship in a preceding design stage, and not painting each block; A second step of transporting the cargo oil tank block to the dock; A third step of mounting and assembling the cargo oil tank block in the dock; And performing a blasting and painting operation on the assembled block. In the fourth step, the coating operation is performed at one time in order to prevent a difference in coating quality between the joint and the surface of the assembled block. The present invention is not limited to the above-described embodiments.

그러나, 전술된 종래의 선행기술은 석유화학제품운반선의 화물창 구역 및 모든 선박의 밸러스트 탱크 구역 내 고소 작업을 위한 족장 시공 시 고가 재질인 STS 316L을 대체하여 원가 경쟁력을 확보하고 일반 용접봉으로도 용접 작업이 가능하며 족장 해체 후에도 후속 도장 작업이 요구되지 않도록 하는 실질적인 문제에 대해서는 고려되지 않은 아쉬움이 있다.However, the above-mentioned conventional prior arts have secured the cost competitiveness by replacing STS 316L, which is a high-priced material, in the cargo area of petrochemical product carriers and ballast tank areas of all vessels, And there is a lack of consideration for the practical problem of not requiring subsequent painting after the dismemberment of the chieftain.

한편, 내식성을 확보하기 위하여 일반적인 스틸에 알루미늄의 도금방식을 사용하는데, 상기와 같은 도금방식은 STS 316L의 동등 이상의 강성 및 내식성, 내화학성, 내마모성의 확보가 어렵기 때문에 상기와 같이 족장 설치시를 위한 재료로 사용되는 STS 316L을 대처하여 사용하기에는 현실적으로 불가능하다.On the other hand, in order to secure corrosion resistance, aluminum plating method is generally used for steel. Since it is difficult to secure the stiffness, corrosion resistance, chemical resistance and abrasion resistance of STS 316L equal to or higher than that of the plating method, It is practically impossible to cope with the use of STS 316L, which is used as a material for use as a material.

양극산화처리를 통해 STS 316L 동등 이상의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 갖는 고내구성 피도금체를 제공하고자 한다.It is intended to provide a high durability plated body having hardness equal to or higher than STS 316L, an abrasion resistance, corrosion resistance and chemical resistance through anodizing treatment.

STS 316L 재질을 대체하기 위한 양극산화처리 기술의 지표를 제공하고, 이를 기반으로 선박, 조선 뿐만 아니라 산업 전반에 접목하여 사용할 수 있는 고내구성 피도금체를 제공하고자 한다.It provides an index of anodizing treatment technology for replacing STS 316L material, and provides a high durability plated body which can be used not only for ship, shipbuilding but also industry as a whole.

STS 316L 재질을 대체하여 사용 가능하되 일반 용접봉으로도 용접 작업이 가능하며 해체 후에도 후속 도장 작업이 요구되지 않는 고내구성 피도금체를 제공하고자 한다.STS 316L material can be used in place of welding, but it is possible to do welding work with ordinary welding rod and does not require subsequent painting after disassembly.

고가의 STS 316L을 대체할 수 있어 생산성 및 원가절감이 가능한 고내구성 피도금체를 제공하고자 한다.It is possible to replace the expensive STS 316L, thereby providing a highly durable plated body capable of productivity and cost reduction.

실시예에 의한 고내구성 피도금체는, 고내구성 피도금체에 있어서, 소지철 또는 알루미늄에 도금을 실시하여 도금체를 생성하고, 상기 도금체에 양극산화처리하여 피도금체의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 증가시킨다.The high durability plated body according to the embodiment is a high durability plated body obtained by plating plated steel or aluminum to produce a plated body and subjecting the plated body to anodic oxidation treatment to obtain hardness, Increases corrosion resistance and chemical resistance.

실시예에 의하면, 상기 피도금체에 상기 양극산화처리를 위하여 플라즈마전해산화 처리 기법이 적용된다.According to the embodiment, the plasma electrolytic oxidation treatment technique is applied to the above-mentioned plated body for the anodizing treatment.

실시예에 의하면, 상기 피도금체의 표면경도를 증가시키기 위한 확산 열처리 온도는 450 내지 1200℃이다.According to the embodiment, the diffusion heat treatment temperature for increasing the surface hardness of the plated body is 450 to 1200 ° C.

실시예에 의하면, 상기 피도금체는 선박 내외부의 고소 작업을 위한 족장 시공을 위하여 철구조물에 용접으로 접합된다.According to the embodiment, the plated body is welded to the steel structure for the construction of a patriot for the high-altitude work inside and outside the vessel.

실시예에 의하면, 상기 플라즈마전해산화 처리를 위한 전해액은 Sodium Aluminate(SA)1~30 g/L,

Figure pct00001
0.5~30 g/L이되, 상기
Figure pct00002
Figure pct00003
이온이 첨가되도록 하고, 상기
Figure pct00004
의 소스(source)는
Figure pct00005
,
Figure pct00006
,
Figure pct00007
,
Figure pct00008
및 그 수화물 형태로 단독 또는 혼합물로 이루어진다.According to the embodiment, the electrolytic solution for the plasma electrolytic oxidation treatment comprises 1 to 30 g / L of sodium aluminate (SA)
Figure pct00001
0.5 to 30 g / L,
Figure pct00002
The
Figure pct00003
Ions are added,
Figure pct00004
The source of
Figure pct00005
,
Figure pct00006
,
Figure pct00007
,
Figure pct00008
And in the form of its hydrate, alone or as a mixture.

실시예에 의하면, 상기 전해액은 착색제를 더 포함하되, 상기 착색제는 Sodium Molybdate 또는 Sodium Tungstate 및 이들의 혼합물이며 0.01 ~ 20 g/L로 이루어진다.According to an embodiment, the electrolytic solution further comprises a coloring agent, wherein the coloring agent is sodium molybdate or sodium tungstate and a mixture thereof, and the concentration is 0.01 to 20 g / L.

실시예에 의하면, 상기 플라즈마전해산화 처리를 위한 처리장치의 조절변수는 전압, 전류, 소프트스타트(soft start), 런타임(run time), 주파수(frequency), 듀티사이클(duty cycle)이다.According to an embodiment, the control parameters of the processing apparatus for the plasma electrolytic oxidation treatment are voltage, current, soft start, run time, frequency, and duty cycle.

실시예에 의하면, 상기 플라즈마전해산화 처리는 알루미늄(Al), 알루미늄 도금, 스틸(steel), 스틸과 알루미늄의 결합품에 대해 가능하다.According to the embodiment, the plasma electrolytic oxidation treatment is applicable to a combination of aluminum (Al), aluminum plating, steel, steel and aluminum.

실시예에 의하면, 상기 스틸과 상기 알루미늄의 야금학적 결합품은 산화되어 패시베이션층을 형성하고, 상기 패시베이션층은

Figure pct00009
이되, 상기 x는 0 또는 자연수이다.According to an embodiment, the metallurgical combination of steel and aluminum is oxidized to form a passivation layer,
Figure pct00009
Where x is 0 or a natural number.

이상에서와 같은 고내구성 피도금체는, 양극산화처리를 통해 STS 316L 동등 이상의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 갖는 장점을 갖는다.The high durability plated body as described above has an advantage of having hardness equal to or higher than that of STS 316L, an abrasion resistance, corrosion resistance and chemical resistance through anodizing treatment.

STS 316L 재질을 대체하기 위한 양극산화처리 기술의 지표를 제공하고, 이를 기반으로 선박, 조선 뿐만 아니라 산업 전반에 접목하여 사용할 수 있는 장점을 갖는다.STS 316L provides an indicator of anodizing technology for replacing materials, and has the advantage of being able to use it as an alternative to shipbuilding as well as shipbuilding.

STS 316L 재질을 대체하여 사용 가능하되 일반 용접봉으로도 용접 작업이 가능하며 해체 후에도 후속 도장 작업이 요구되지 않는 장점을 갖는다.It can be used instead of STS 316L material, but welding work can be done with ordinary welding rod, and subsequent coating is not required after disassembly.

고가의 STS 316L을 대체할 수 있어 생산성 및 원가절감이 가능한 장점을 갖는다.It can replace the expensive STS 316L, which has the advantages of productivity and cost reduction.

도 1 내지 도 3은 본 개시에 따른 전해액을 설명하기 위한 도면.
도 4 내지 13은 본 개시에 따른 고내구성 피도금체를 실현하기 위한 실험장
치를 보여주기 위한 도면.
도 14는 PEO 실험을 위한 실험설정을 보여주기 위한 도면.
도 15는 표준 환원전위를 보여주는 도면.
도 16은 PEO 공정에서의 DUTY 값을 설명하기 위한 도면.
도 17은 전해액을 만들기 위한 구성을 보여주기 위한 도면.
도 18은 본 개시의 처리장치를 통해 전해액의 전기적 특성을 모니터링 하기
위한 표를 보여주는 도면.
도 19는 처리장치의 조절변수에 따른 상관값을 보여주기 위한 도면.
도 20은 SA+1P 전해액 농도에 따른 전기적 특성을 보여주는 도면.
도 21은 전기변수 중 주파수에 따른 특성을 보여주기 위한 도면.
도 22는 전해액 조성의 민감도를 보여주는 도면.
도 23은 전해액 조성의 최적값을 찾기 위한 실험을 보여주는 도면.
도 24는 PEO 처리중 듀티를 변경한 값을 기록하며 전압의 편차를 보여주기
위한 도면.
도 25 는 듀티와 전압의 상관관계를 보여주는 그래프.
도 26은 1P 3.5g/L 최적치에서 SA량에 따른 특성을 보여주는 도면.
도 27은 도 26의 실험결과에 따른 최적의 전해액 조성을 보여주는 표.
도 28은 전해액 조건 및 전기변수를 적용하여 시편의 단면경도의 결과를 나
타내는 표.
도 29는 주파수와 경도의 상관관계를 보여주는 그래프.
도 30은 시험편의 전기조건에 따른 최고 경도 등의 결과를 보여주는 표.
FIGS. 1 to 3 are views for explaining electrolytic solutions according to the present disclosure; FIG.
Figs. 4 to 13 are cross-sectional views showing experimental procedures for realizing the highly durable plated body according to the present disclosure
Drawings for showing values.
FIG. 14 is a diagram for showing experiment settings for a PEO experiment. FIG.
15 shows a standard reduction potential.
16 is a view for explaining a DUTY value in a PEO process;
17 is a view showing a configuration for making an electrolytic solution.
FIG. 18 is a graph showing the electrical characteristics of an electrolytic solution
A drawing showing a table for.
19 is a view for showing a correlation value according to an adjustment parameter of a processing apparatus;
20 is a view showing electrical characteristics according to the concentration of SA + 1P electrolyte.
FIG. 21 is a diagram showing characteristics of frequency of electric parameters. FIG.
22 is a diagram showing the sensitivity of electrolyte composition;
23 shows an experiment for finding the optimum value of electrolyte composition.
FIG. 24 shows the variation of the voltage while recording the value obtained by changing the duty during the PEO process
For drawing.
25 is a graph showing the relationship between duty and voltage.
26 is a graph showing the characteristics according to the amount of SA at an optimum value of 1 P 3.5 g / L;
FIG. 27 is a table showing the optimum electrolyte composition according to the experimental results of FIG. 26; FIG.
28 shows the results of the section hardness of the specimen by applying electrolyte conditions and electrical parameters
The ticket to take.
29 is a graph showing a correlation between frequency and hardness;
30 is a table showing the results such as the maximum hardness according to the electrical conditions of the test piece.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 개시의 실시예에 따른 고내구성 피도금체는 고내구성 피도금체에 있어서, 소지철 또는 알루미늄에 도금을 실시하여 도금체를 생성하고, 도금체에 양극산화처리하여 피도금체의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 증가시키도록 한다.The high-durability plated body according to the embodiment of the present disclosure is a high-durability plated body which is formed by plating plated steel or aluminum to produce a plated body, and anodizing the plated body to obtain hardness, abrasion resistance , So as to increase the corrosion resistance and chemical resistance.

이를 위해 본 개시는 피도금체에 양극산화처리를 위하여 플라즈마전해산화 처리 기법이 적용된다.To this end, the present disclosure applies a plasma electrolytic oxidation technique to anodization of a plated body.

본 개시의 상기 플라즈마전해산화 처리를 위한 전해액은,In the electrolytic solution for the plasma electrolytic oxidation treatment of the present disclosure,

Sodium Aluminate(SA)1~30 g/L,

Figure pct00010
0.5~30 g/L이되,Sodium Aluminate (SA) 1 to 30 g / L,
Figure pct00010
0.5 to 30 g / L,

상기

Figure pct00011
Figure pct00012
이온이 첨가되도록 하고,remind
Figure pct00011
The
Figure pct00012
Ions are added,

상기

Figure pct00013
의 소스(source)는
Figure pct00014
,
Figure pct00015
,
Figure pct00016
,
Figure pct00017
및 그 수화물 형태로 단독 또는 혼합물로 이루어질 수 있다.remind
Figure pct00013
The source of
Figure pct00014
,
Figure pct00015
,
Figure pct00016
,
Figure pct00017
And in the form of its hydrate, alone or in combination.

이러한, 본 개시는 상기 전해액에 착색제를 더 포함할 수 있다.In this case, the present disclosure may further include a coloring agent in the electrolytic solution.

이때, 본 개시의 상기 착색제는 Sodium Molybdate 또는 Sodium Tungstate 및 이들의 혼합물이며 0.01 ~ 20 g/L로 이루어지는 것이 바람직하나 이에 국한되는 것은 아니다.Wherein the colorant of the disclosure is sodium molybdate or sodium tungstate and mixtures thereof, preferably from 0.01 to 20 g / L, but is not limited thereto.

이러한, 본 개시는 상기 플라즈마전해산화 처리를 위한 처리장치의 조절변수는 전압, 전류, 소프트스타트(soft start), 런타임(run time), 주파수(frequency), 듀티사이클(duty cycle)을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this regard, the present disclosure provides that the control parameters of the processing apparatus for the plasma electrolytic oxidation process include voltage, current, soft start, run time, frequency, and duty cycle, But is not limited thereto.

특히, 본 개시는 상기 플라즈마전해산화 처리는 알루미늄(Al), 알루미늄 도금, 스틸(steel), 스틸과 알루미늄의 결합품에 대해 가능한데, 상기 스틸과 상기 알루미늄의 야금학적 결합품은 산화되어 패시베이션층을 형성하고,Particularly, in the present disclosure, the plasma electrolytic oxidation process is applicable to a combination of aluminum (Al), aluminum plating, steel, steel and aluminum, wherein the metallurgical combination of steel and aluminum is oxidized to form a passivation layer and,

상기 패시베이션층은

Figure pct00018
이되, 상기 x는 0 또는 자연수인 것임에 의해 실현가능하며, 이에 국한되는 것은 아니다.The passivation layer
Figure pct00018
However, the present invention can be realized by the fact that x is 0 or a natural number, but is not limited thereto.

이러한, 본 개시의 상기 피도금체의 표면경도를 증가시키기 위한 확산 열처리 온도는 450 내지 1200℃의 범위 내에서 이루어지며, 이에 의해 상기 피도금체는 선박 내외부의 고소 작업을 위한 족장 시공을 위하여 철구조물에 용접으로 접합되는 것이 가능하며, 상기된 바를 토대로 STS 316L의 대체가 가능하고, 이에 의해 STS 316L이 사용되는 산업 분야의 전반에 걸쳐 상기된 바의 기술적 사상에 의해 접목 및 응용이 가능해 진다.The diffusion heat treatment temperature for increasing the surface hardness of the object to be plated of the present disclosure is in the range of 450 to 1200 ° C. Thus, the object to be plated can be iron It is possible to weld the structure to the structure, and the STS 316L can be substituted on the basis of the above, whereby the STS 316L can be applied and applied by the technical ideas described above throughout the industrial field in which the STS 316L is used.

상기된 바와 같은 본 개시의 플라즈마전해산화 처리를 위한 전해액과 처리장치를 설명하기로 한다.The electrolytic solution and the treatment apparatus for the plasma electrolytic oxidation treatment of the present disclosure as described above will be described.

먼저, 본 개시의 플라즈마전해산화 처리를 위한 전해액은 다음과 같이 고려될 수 있다.First, the electrolytic solution for the plasma electrolytic oxidation treatment of the present disclosure can be considered as follows.

1. 전해액 요구 사항1. Electrolyte Requirements

- 전기전도도가 좋을 것- Good electric conductivity

- 알루미늄 소재를 침식하지 않을 것- Do not erode the aluminum material.

- 양극에서 산소 활성도가 좋을 것- Good oxygen activity at the anode.

- 잔재 중금속 이온 및 용출금속 이온의 제거 가능할 것- Possible to remove residual heavy metal ions and eluted metal ions

- 전해액 젖음성이 좋을 것- Good electrolyte wettability

- Open system - 대기 중 이산화탄소와 반응성 고려(액오염)- Open system - Consider atmospheric carbon dioxide and reactivity (liquid contamination)

- 관리가 쉬우며, 경제적일 것- Easy to manage and economical

2. 전해액 폐화(소진) 모델2. Electrolyte waste (exhaustion) model

- 전기분해에 의해 가스 생성- gas generation by electrolysis

(

Figure pct00019
)(
Figure pct00019
)

- 양극 과열부 열분해- Pyrolysis of anode heat

비이온계 계면활성제 Ethylene Oxide/Propylene Oxide 부과형Nonionic Surfactant Ethylene Oxide / Propylene Oxide

- 전해액 온도상승에 의한 증발- Evaporation due to rise of electrolyte temperature

-

Figure pct00020
-
Figure pct00020

- Open system - 대기중 CO2와 반응하여 생성물 형성- Open system - reaction with atmospheric CO2 to form products

_

Figure pct00021
_
Figure pct00021

- 야금학적 반응에 의해 소진- exhausted by metallurgical reaction

-

Figure pct00022
-
Figure pct00022

- 용출금속 및 중금속 이온 응집 소진- Dissolved metal and heavy metal ion aggregation exhaustion

Figure pct00023
Figure pct00023

3. 전해액 폐화 진행 예상3. Expected progress of electrolytic solution disposal

- 수분증발, 소진으로 pH 상승- Moisture evaporation, exhaustion increases pH

-

Figure pct00024
소진으로 액비중 감소-
Figure pct00024
Decrease of liquid in exhaustion

- 계면활성제 소진으로 표면장력 증가- Surface tension increase due to surfactant depletion

4. 전해액 관리 one point4. electrolyte management one point

- 전해액부족: 물보충- Insufficient electrolyte: water replenishment

- pH 측정: LiOH 보충- pH measurement: LiOH replenishment

- 비중감소:

Figure pct00025
보충- Reduced specific gravity:
Figure pct00025
supplement

- 표면장력증가: 계면활성제 보충- Surface tension increase: Surfactant replenishment

- 여과필터 막힘: 필터교체- Clogged filter: Replace filter

-

Figure pct00026
: 용존산소측정-
Figure pct00026
: Measurement of dissolved oxygen

-

Figure pct00027
: 제품의 표면 거칠기 및 표면관찰-
Figure pct00027
: Product surface roughness and surface observation

상기된 바와 같은 전해액의 구성은 도 1에 도시된 바와 같고, 이때 전해액 구성 혼합비는 도 2에 도시된 바와 같다.The composition of the electrolytic solution as described above is as shown in FIG. 1, and the electrolytic solution composition mixing ratio is as shown in FIG.

다만, Sodium silicate, Potassium silicate,

Figure pct00028
,
Figure pct00029
등 구성 변화 및 첨가시 영향으로 전해액은 달라질 수 있으므로 이에 한정되는 것은 아니다. 상기된 바에 따른 전해액 약품 소요는 도 3과 같다.However, sodium silicate, potassium silicate,
Figure pct00028
,
Figure pct00029
And the electrolyte solution may vary due to the influence of the composition change and the addition of the electrolyte solution. The requirements for the electrolyte solution according to the above are shown in Fig.

상기된 바와 같은 전해액의 관리 방안은 다음과 같다.The management of the electrolytic solution as described above is as follows.

1. 전해조 Flushing procedure1. Flushing procedure

가. 여과조에 물공급end. Supply water to filtration tank

나. 여과조에 물공급이 충분히( 필터 위로 수두형성) 된 후I. After the water supply to the filtration tank is sufficient (the head is formed on the filter)

다. 입구 측 Air vent 체크All. Check inlet side air vent

라. 냉각기의 순환 펌프 가동la. Circulation pump operation of cooler

마. 계속 여과조에 over flow 되지 않게 물 공급hemp. Continuously supply water to the filtration tank without overflow

바. 전해조(내) over flow 되면 여과조 물공급 속도 줄임bar. Decrease the feeding rate of the filtration tank when the electrolyzer (over) flows

사. 전해조(외)에 2/3 수두가 차면 여과조 물공급 중단four. When the 2/3 head reaches the electrolytic tank (outside), water supply to the filtration tank is stopped.

아. 1시간 이상 계속 순환 시키며 flushing 시킴.Ah. Flushing for over 1 hour.

자. Flushing 완료 후 물 폐기(하수도)character. Disposal of water after flushing (sewage)

2. 약품투입 procedure2. Procedure for entering drugs

가. 저장조(300liter)에 계면활성제(75g), LiOH(600g) 투입end. A surfactant (75 g), LiOH (600 g) was added to a storage tank (300 liter)

나. 계면활성제가 충분히 용해 및 LiOH가 완전 이온상태(수화반응 완료)시까지 교반기 작동시키며, 수온 체크I. The stirrer is operated until the surfactant is fully dissolved and LiOH is completely ionized (hydration reaction completed)

다. 수온상승이 멈추면 상온으로 냉각 시까지 안정화All. When the water temperature ceases to rise, it stabilizes until cooled to room temperature

라. Li-Silicate(12Kg)를 투입 후 충분히 교반la. Li-Silicate (12Kg) was added and stirred sufficiently

마. pH 측정 및 비중계, 점도계를 이용하여 pH측정, 비중, 점도 기록hemp. pH measurement, hydrometer, pH measurement with viscometer, specific gravity, viscosity record

바. pH 12.8 미달시 5g 단위로 LiOH 추가 pH 조절bar. Add pH of LiOH in 5g increments when pH is less than 12.8

사. 냉각 출구 v/v OFFfour. Cooling outlet v / v OFF

아. 완료 전해액 Aircon 배수펌프를 이용하여 전해조(내)로 이송Ah. Completion Electrolyte Transfer to the electrolyzer (inside) using Aircon drain pump

자. 전해조(외)에 충분히 전해액이 차면character. When the electrolytic bath (or the electrolytic bath)

차. 전해조-여과조 v/v ON, 여과조 냉각기 v/v ON, 냉각출구 v/v ONcar. Electrolysis tank - filtration tank v / v ON, filtration tank condenser v / v ON, cooling outlet v / v ON

카. 냉각기 순환펌프 작동Car. Cooler circulation pump operation

타. 저장조의 전해액 이송완료Get on. Completed transfer of electrolyte in reservoir

파. 냉각기 가동하여 냉각 실시(20도) 순환.wave. Cooling is carried out and cooling is carried out (20 degrees).

3. 사용 중 전해액 관리 Procedure3. Control of Electrolysis during Use Procedure

작업 시작 전 및 사용 후 보관 전해액 재사용시Before and after the operation When the electrolyte is reused

A. 여과조 전단 밸브 OFFA. Filtration tank shear valve OFF

B. 순환 펌프 ONB. Circulation pump ON

C. 여과조 전해액 이송완료C. Completed transfer of electrolyte in filtration tank

D. 순환펌프 OFFD. Circulation pump OFF

E. 순환펌프 후단 밸브 OFFE. Circulating pump rear valve OFF

F. 용액량 측정:전해조(내)(외) 수두 일치 ? 필요 시 물보충F. Measurement of the amount of solution: electrolyzer (inside) (other) Water replenishment if necessary

G. 순환펌프 후단 밸브 ONG. Circulating pump rear valve ON

H. 여과조 전단 밸브 ONH. Filtration shear valve ON

I. 펌프순환I. Pump circulation

J. 액비중 액점도 측정: 미달시 Li-Silicate 500g 단위 보충J. Liquid Viscosity Measurement: Not at all Li-Silicate 500g Supplement

K. pH측정 12.8 미달시 LiOH 5g 단위보충K. pH measurement 12.8 Replace LiOH 5g unit

L. 순환 펌프 가동 중 여과조 필터 물빠짐 관찰: 필요 시 작동 중지 후 교체L. Filter pump filtration during circulation pump operation: Replace after shutdown if necessary

4. 전해액 배출(폐액교체 및 전해액 교체) Procedure4. Discharge of electrolytic solution (replacement of waste solution and replacement of electrolytic solution) Procedure

A. 냉각기 전단의 10A 배출 v/v 아래에 Tray를 설치한다.A. Install a tray under the 10A exhaust v / v at the front of the cooler.

B. Aircon 배수펌프를 1~2기를 Tray내부에 설치한다.B. Install one or two Aircon drain pumps inside the tray.

C. 배수펌프 토출 측 튜브를 여분의 저장조(300liter)에 연결한다.C. Drain pump Connect outlet tube to extra reservoir (300liter).

D. 냉각기 출구 v/v OFF(여과조 overflow 방지)D. Cooler outlet v / v OFF (to prevent filter overflow)

E. 전해조-여과조 v/v 및 여과조-냉각기 v/v ONE. Electrolysis tank - filtration tank v / v and filtration tank - cooler v / v ON

F. 10A 배출 v/v를 조금씩 열어 Tray에 전해액을 채운다.F. Open the 10A vent v / v little by little to fill the tray with electrolyte.

G. Aircon 배수펌프를 가동한다.G. Start Aircon drain pump.

H. 10A v/v를 미세 조정하여 transfer 작업을 진행한다.Finely adjust H. 10A v / v to proceed with the transfer operation.

I. 전해조(외) 및 여과조의 transfer 작업 완료 후I. After the electrolytic bath (and other) and filtration tank transfer work is completed

J. 여과조-냉각기 v/v를 OFF 및 냉각기 출구 v/v ON 작업 계속 진행J. Filtration - Cooler v / v OFF and Cooler outlet v / v ON

K. 전해액 전량 transfer 완료 후K. After transfer of all electrolytic solution amount

L. 별도의 (세척액)용기에 배수펌프 토출 측 튜브를 연결L. Connect drainage pump discharge tube to separate (wash liquid) vessel

M. 전해조(외) 및 여과조 세척은 D~I 및 전해조(내) 세척은 J~K 작업 반복M. The electrolytic bath (and other) and the filtration tank washing are D ~ I and the electrolytic bath washing is J ~ K

N. 세척 작업완료를 위해 M의 작업을 수회 반복한다.N. Repeat the operation of M several times to complete the cleaning operation.

O. 새로운 필터로 교체한다.O. Replace with a new filter.

5. 전해액 관리 필요 장비5. Equipment required for electrolyte management

A. 액비중계A. Liquid dispenser

B. 온도계B. Thermometer

C. pH 측정기C. pH meter

D. 점도계D. Viscometer

E. 적외선온도계(통전부 온도측정)E. Infrared Thermometer

F. 표면전자현미경, 용존산소측정기( 추후 인산, 과산화수소 첨가시 필요)F. Surface Electron Microscope, Dissolved Oxygen Analyzer (Required for addition of phosphoric acid and hydrogen peroxide)

전술된 바와 같은 본 개시의 전해액을 이용하여 플라즈마전해산화 처리를 실현하기 위한 처리장치 즉, PEO장치는 도 4 내지 도 13의 도면으로 대체하기로 한다. 이때, 본 개시의 도면에는 처리장치의 장비 구성도, 전해조 유닛 구성 개념도, 전해조 구성, 전해조 그레이팅 구성, 전해조 정반 구성, 여과조 구성, 전해조실 구성, 양극지그, 열처리로 등이 도시되어 있으며, 각각에 따른 제원(명칭, 사양, 도면부호, 재질, 규격, 특징)도 함께 자세히 도시되어 있어 도면으로 충분히 이해할 수 있는 정도이므로 별도의 기재로서 설명하지 않는다.The processing apparatus, that is, the PEO apparatus for realizing the plasma electrolytic oxidation processing using the electrolytic solution of the present disclosure as described above will be replaced with the drawings of Figs. 4 to 13. Fig. In this drawing, the drawings of the present invention show an equipment configuration diagram, an electrolytic cell unit configuration concept, an electrolytic cell configuration, an electrolytic cell grating configuration, an electrolytic bath platform configuration, a filtration bath configuration, an electrolytic bath configuration, a bipolar jig and a heat treatment furnace, (Name, specification, reference numerals, materials, specifications, and features) are also shown in detail so that they can be fully understood in the drawings.

이하, 전술된 바를 토대로 본 개시의 PEO 실험은 다음과 같다.Hereinafter, the PEO test of the present disclosure based on the foregoing is as follows.

실험변수는 다음과 같다.The experimental variables are as follows.

A. 전류밀도(A/dm2) . 5 A/dm2, 10 A/dm2, 15 A/dm2A. Current density (A / dm2). 5 A / dm 2, 10 A / dm 2, 15 A / dm 2

B. Frequency (Hz) . 100Hz, 200Hz, 300HzB. Frequency (Hz). 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz

C. Duty (%) . 40%, 60%, 80%C. Duty (%). 40%, 60%, 80%

D. 통전시간(Min) . 30min, 60min, 90minD. Energization time (Min). 30min, 60min, 90min

이때, 실험설정은 도 14에 도시된 바와 같고, 실험평가는 1~3, ……, 79~81 total 27set을 평가하여 최적의 PEO변수를 설정 후, 족장피스에 실행하여 각 물성치를 추가 평가한다.At this time, the experiment setting is as shown in Fig. 14, the experiment evaluation is 1 to 3, ... ... , 79 ~ 81 total 27 sets are evaluated and the optimal PEO parameters are set.

이러한, 본 개시에 의거 그 실행 결과를 정리하면 다음과 같다.The results of the execution according to the present disclosure are summarized as follows.

1. 플라즈마 전해산화를 여러 조건에서 실험결과 LiOH + Li-silicate base 전해액은 기존 여러 참고 문헌에서 나타난 NaOH + Na-silicate 또는 KOH + Na-silicate base 전해액과는 비교 가능한 data가 없어 상대적 평가는 불가능 하지만, 도 15의 표준 환원전위를 참조하면 Potassium(K) 보다 우수한 특성을 보이나 성능대비 가격적 측면에서 평가할 가치가 있다고 사료 된다. 그리고 LiOH, KOH, NaOH 알카리 전해액에서의 기능은 전기전달 역할에 국한되며, 환원전위가 클수록 전해액에 작은 저항이 걸려 전해액 온도 상승을 작게 한다. 그리고 처리물 표면에서 silicate의 역할은

Figure pct00030
이온을 받아드려 표면에서 산화 즉,
Figure pct00031
가 부동태 코팅되어 표면 전압을 상승케 하여 플라즈마 양극산화를 가능하게 한다. 전해액에 공급은,1. Experiments under various conditions of plasma electrolytic oxidation LiOH + Li-silicate base electrolytes are not comparable to NaOH + Na-silicate or KOH + Na-silicate base electrolytes in the literature (K) in the case of the standard reduction potential shown in FIG. 15, but it is worth to evaluate it from the viewpoint of cost versus performance. And the function of LiOH, KOH and NaOH alkaline electrolyte is limited to the role of electric transfer. The larger the reduction potential, the smaller the resistance of the electrolytic solution, and the smaller the temperature rise of the electrolyte. And the role of silicates in the treated water surface
Figure pct00030
Ion is received and oxidized on the surface, that is,
Figure pct00031
Is passivated to increase the surface voltage to enable plasma anodization. The supply to the electrolyte,

1.1 극미세 실리카(nano~수십㎛)와 음이온계 계면활성제(+소포제)를 이용하여 전해액에 분산시켜 실리카 표면에 음전하를 부여1.1 A negative charge is imparted to the surface of silica by dispersing it in an electrolyte by using a very fine silica (nano ~ several ㎛) and an anionic surfactant (+ antifoaming agent)

1.2 콜로이달 실리카를 투입1.2 Insert colloidal silica

1.3 Meta-silicate를 투입1.3 Meta-silicate added

1.4 물유리: (Na, K, Li)-silicate 투입1.4 Water glass: (Na, K, Li) -silicate input

등의 방법이 있으며, 경제성 측면과 그 효용성 관계에 의해 달라질 수 있으므로 상기에 국한되는 것은 아니다.And the like, and it is not limited to the above, since it may be varied depending on the economic aspect and its usefulness relationship.

실리콘계면활성제 투입의 효과는 계면의 에너지를 낮추어 PEO 처리시 유리하다. 최초시험 시 계면활성제 없이 한 시편과 투입 후 같은 조건에서 결과는 상대적 표면상태가 아주 좋았다.The effect of silicon surfactant injection is advantageous in PEO treatment by lowering the interface energy. In the initial test, the results showed that the relative surface condition was very good at the same conditions after the addition of one specimen without surfactant.

2. 플라즈마 전해산화 공정에서 전원공급장치에서 조절이 가능한 변수는 전압, 전류, Soft start, Run time, Frequency, duty가 있으며, 공정에 미치는 영향을 아래에 정리한다.2. Variables that can be controlled by the power supply in the plasma electrolytic oxidation process are voltage, current, soft start, run time, frequency, and duty.

2.1 전압: 전원공급장치에서 가장 중요한 성능 지표로 특히 low duty 조건에서는 spark방전 전압이 high duty 조건보다 높게 형성 되므로 플라즈마 전해 전압도 더 높게 형성됨. 공정에서는 장치의 한계인 최고전압인 700V로 고정임.2.1 Voltage: It is the most important performance index in the power supply. Especially at low duty, the spark discharge voltage is higher than the high duty condition, so the plasma electrolysis voltage is higher. In the process, the maximum voltage of 700V, which is the limit of the device, is fixed.

2.2 전류: 전류밀도 4.4, 8.8, 13.2, 17.6, 22, 26.4 A/d㎡조건으로 시행한 결과 높을수록 유리하나 티타늄 전극과열로 인하여 그 한계는 있다. 당 실험에서는 전극접점 1개당 전극과열 없이 20A로 제한됨. 타타늄 지그의 설계가 중요함2.2 Current: The current density was 4.4, 8.8, 13.2, 17.6, 22, 26.4 A / dm 2. In this experiment, each electrode contact is limited to 20A without electrode overheating. The design of the titanium jig is important

2.3 Soft Start: 급전방지로 전원공급장치보호 기능이며, 전류밀도 5 A/d㎡당 30초면 충분함2.3 Soft Start: Protection against power supply by power supply protection, 30 seconds per 5 A / dm2 current density is enough

2.4 Run Time: 전류밀도에 반비례하는 관계가 있으나, 전류밀도가 낮을수록 spark 발생까지 많은 시간이 소요되어 실제 plasma 방전시간이나, plasma 강도와 관계하여 그 시간을 설정해야 함. 당 알루미늄도금의 경우 Hot-dip aluminized 공정상 제품의 상단, 모서리부분의 도금두께가 가장 얇은 쪽의 소지가 들어나는 한계는 4.4 A/d㎡ 50% duty 조건에서 20분임. 더 이상 진행은 소지철이 노출된 부분과 전해액의 silicate와 동시에 산화반응을 일으킴. 즉 Plasma의 고열로 인하여 노출부위는

Figure pct00032
,
Figure pct00033
등의 복합적 반응을 일으키며, 표면의 경우는
Figure pct00034
층을
Figure pct00035
으로 변화시킴.2.4 Run Time: There is a relationship inversely proportional to the current density. However, the lower the current density, the longer it takes to generate the spark, so the time must be set in relation to the actual plasma discharge time or plasma intensity. In the case of aluminum-plated steel, the limit of the thickness of the thinner plating on the upper and the edge of the product in the hot-dip aluminized process is 20 minutes at the condition of 4.4 A / dm 2 50% duty. Further progress leads to an oxidation reaction at the exposed part of the substrate and the silicate of the electrolyte. That is, due to the high heat of Plasma,
Figure pct00032
,
Figure pct00033
And the like, and in the case of the surface,
Figure pct00034
Layer
Figure pct00035
.

2.5 Frequency: PEO 품질에서 가장 영향을 덜한 factor이며, 코팅 두께나 코팅 물성에는 영향이 덜하며, 단지 표면조도에 영향을 미친다. 100, 200, 1000Hz로 실험도중 관찰한 plasma 처리상태로 견주어서 고주파로 갈수록 plasma 지속시간이 짧고 동시 플라즈마 발생빈도 역시 넓어져 조밀하게 처리된 결과 표면조도에 영향을 끼치나 micro 표면의 사항으로 macro적 관찰로는 어렵다. 추후 표면조도나 표면상태를 조절하면 nano-micro 복합표면형성 + 소수성코팅 = 초소수성표면(Superhydrophobic Surface)구현도 가능하리라 사료 된다. (10A 1000Hz)고주파의 경우 작업 중 엄청난 소음이 관찰 작업환경상 고려나 주위의 전자제품(특히 전자시계) 등에 고주파 장애도 충분히 감안 되어야 한다.2.5 Frequency: This is the least influential factor in PEO quality, it has less effect on coating thickness and coating properties, only affects surface roughness. Compared to the plasma treatment conditions observed at 100, 200, and 1000Hz, the plasma duration was shorter and the frequency of simultaneous plasma generation was wider as the frequency increased toward the high frequency. As a result, the surface roughness was affected. It is difficult to observe. If the surface roughness and the surface condition are adjusted in the future, nano-micro composite surface formation + hydrophobic coating = superhydrophobic surface can be realized. (10A 1000Hz) In the case of high frequency, huge noise is observed during work. Consideration of working environment and high frequency interference should be taken into consideration for surrounding electronic products (especially electronic watches).

2.6 Duty: PEO공정에서 가장 많이 영향을 주는 Factor이다. 10, 20, 50% duty로 실험한 결과 low duty에서 품질 상태가 가장 좋았으며, spark 발생시간도 가장 짧았다. 하지만, 도 16에 도시된 그래프가 설명하듯 spark 발생전압을 올려 10% duty의 경우 전원공급장치의 사양 700V에 단시간에 도달하여 constant voltage mode에서 constant current mode로 변환되어 전류값이 10A -> 6A로 하강되어 전류밀도의 한계를 약 5 A/d㎡로 제한된다. 전원공급장치에 따르는 최적의 duty는 10~20%로 판단이 되며 최적값을 찾는 추가적 실험이 진행되어야 하며, 추후 Production에 적용할 경우 최소 1000V 사양의 전원공급장치가 추천된다.2.6 Duty: It is the most influential factor in PEO process. 10, 20, and 50% duty cycle, the quality condition was the best at low duty and the spark generation time was shortest. However, as shown in the graph of FIG. 16, when the spark generating voltage is increased to 10% duty, the power supply reaches the specification of 700 V for a short time, and is changed from constant voltage mode to constant current mode. So that the current density limit is limited to about 5 A / dm < 2 >. The optimum duty according to the power supply is determined as 10 ~ 20% and additional experiment should be performed to find the optimum value. If it is applied to production later, a minimum 1000V power supply is recommended.

3. Hot Dip Aluminized steel(HAD steel) PEO의 경우 전술한 봐와 같이 도금두께의 편차로 인하여 PEO진행 중 박막도금부위에서부터 소지철이 올라와 모서리의 경우

Figure pct00036
,
Figure pct00037
의 복합적 반응 및 표면의
Figure pct00038
경우 으로 반응이 지속되나 표면의 mill scale이 완벽하게 제거되지 않은 부분에서 그 정도가 심했다. 따라서 현재의 공법의 HAD steel의 PEO의 경우 도금 전 전처리 과정에서 모서리 chamfering 및 소둔처리나 Shot Blasting 처리를 실시하여 표면의 mill scale 제거 및 모서리 부위의 round 형상을 유지시키는 것이 필요하며, 도금 후 공정간 제품의 이동시 도금표면의 mechanical damage를 없애는 노력에도 불구하고 상하부의 도금두께 단차를 없애는 것은 공정상 불가능하다. 도금두께가 얇은쪽을 기준으로 PEO 공정변수를 맞춘다 하여도 품질안정화를 위한 공정관리상 불가능하다 사료된다.3. Hot Dip Aluminumized steel (HAD steel) In the case of PEO, due to the deviation of the thickness of the plating as described above, PEO is proceeding from the thin-
Figure pct00036
,
Figure pct00037
Complex reaction and surface
Figure pct00038
In the case where the reaction continued but the mill scale of the surface was not completely removed. Therefore, in the case of PEO of HAD steel of the current method, edge chamfering, annealing treatment, or shot blasting treatment is required to remove the mill scale of the surface and to maintain the round shape of the corner portion in the pretreatment process before plating, Despite efforts to eliminate the mechanical damage of the plating surface when moving the product, it is not possible in the process to eliminate the upper and lower plating thickness steps. Even if the PEO process parameters are adjusted based on the thinner plating thickness, it is considered impossible to control the process for quality stabilization.

4. HAD + 합금화 열처리(Diffusion treatment, 750℃ 1Hr 및 880℃ 5Hr) PEO를 그 대안으로 시도하였다. 기존의 aluminum PEO나 HAD steel PEO와는 전혀 다른 초기의 전해산화를 통한 합금성분에서 철(Fe)을 산화제거(

Figure pct00039
)로 용해제거 공정을 위한 전압강하와 전압상승 후 spark 발생 이라는 PEO공정 변수가 발생하였으며, 700V, 15A(13.2A/d㎡), 50% duty의 경우 개시전압(186V)→최저전압(164V, 12분)→전압회복(186V, 21분)→spark 발생전압(470V, 25분)→PEO 진행→CC mode 전환(700V, 14A, 36분)→PEO진행→PEO코팅터짐(전압강하)→PEO진행 반복의 형식으로 PEO공정이 구성되었다. 코팅 터짐 부위는 mill scale 표면과 경계에서 주로 이루어 졌다. 그리고 저 duty(10%)에서는 전압상승 후 spark 발생 이라는 PEO공정 변수가 발생하지 않았으며, 전해산세만 계속 진행되었다.4. HAD + alloying heat treatment (Diffusion treatment, 750 ° C 1Hr and 880 ° C 5Hr) PEO was tried as an alternative. (Fe) is removed from the alloy component by the initial electrolytic oxidation which is completely different from the conventional aluminum PEO or HAD steel PEO
Figure pct00039
), The PEO process variable of the voltage drop for the dissolution removal process and the spark generation after the voltage rise occurred. In case of 700V, 15A (13.2A / dm 2) and 50% duty, the starting voltage (186V) 12 minutes) → Voltage recovery (186V, 21 minutes) → spark generation voltage (470V, 25 minutes) → PEO process → CC mode change (700V, 14A, 36 minutes) → PEO process → PEO coating breakdown (voltage drop) → PEO The PEO process was constructed in the form of progressive iteration. The coating burst area was mainly formed on the mill scale surface and boundary. And at low duty (10%), no PEO process variable called spark generation occurred after voltage rise, and only electrolytic pickling proceeded.

따라서,therefore,

4.1 Mill scale이 완전히 제거된 시편 도금4.1 Specimen plating with mill scale completely removed

4.2 Diffusion treatment4.2 Diffusion treatment

4.3 고duty에서 개시전압→전압강하→전압회복 공정4.3 Starting voltage at high duty cycle → voltage drop → voltage recovery process

4.4 저duty에서 PEO처리를 진행하여 그 결과를 고찰할 필요성이 있다.4.4 There is a need to study the results of PEO processing at low duties.

상기의 결과를 따라 새로운 기술(고내식성 Non-skid 표면처리)의 개발도 가능하리라 사료된다.Based on the above results, it will be possible to develop new technology (high corrosion resistance non-skid surface treatment).

5. 대체 전해액의 개발의 필요성이 있으며, 그 핵심은 silicate → aluminum으로 대체한다면 소지노출 및 박막부위를 Silica가 아닌 Alumina로 되어 해결 가능성이 있다 사료되며, AlOH로 Silicate를 대용하였으며, 소지금속이 공히 non-aluminum이었으며, 그 이유는 소지 aluminum에

Figure pct00040
의 source가 충분하여 추가의 Aluminum source가 필요 없다. 하지만 HAD steel PEO의 경우 추가의 Aluminum source의 필요성이 대두되었다. 수산화알루미늄
Figure pct00041
의 경우 강알칼리용액(pH 11이상)에서
Figure pct00042
로 잘 용해되며, 표준환원전위도5. If there is a need to develop an alternative electrolyte solution and replace it with silicate → aluminum, the exposure of the substrate and the thin film area may be solved by using Alumina instead of Silica, substituting silicate with AlOH, It was non-aluminum,
Figure pct00040
There is no need for an additional aluminum source. However, in the case of HAD steel PEO, the need for an additional aluminum source has emerged. Aluminum hydroxide
Figure pct00041
In a strong alkaline solution (pH 11 or higher)
Figure pct00042
, And the standard reduction potential

1)

Figure pct00043
One)
Figure pct00043

2)

Figure pct00044
2)
Figure pct00044

양극표면에 더 효율이 좋게

Figure pct00045
의 source가 되어 줄 수가 있다.More efficiently on the anode surface
Figure pct00045
Can be a source of.

따라서 전해액 개발에 있어 상기 4. 및 5. 에서 제기된 문제에 대한 해결책이 될 것으로 사료된다.Therefore, it will be a solution to the problems raised in the above 4. and 5. in the development of the electrolytic solution.

한편, 도 17은 전해액을 만들기 위한 구성을 보여주기 위한 도면으로서 도 17에 도시된 표의 구성을 토대로 전해액을 만들어 플라즈마 양극산화 전해액 개발에 따른 그 실행 결과를 정리하면 다음과 같다.Meanwhile, FIG. 17 is a view for showing a configuration for making an electrolyte, and the results of the performance of the plasma anodizing electrolyte according to the development of the electrolytic solution based on the configuration of the table shown in FIG. 17 are summarized as follows.

Hot Dip Aluminized steel(HAD steel) PEO의 경우 관련 문헌의 전해액(KOH or NaOH, LiOH + 규산소다)에서는 도금두께의 편차로 인하여 PEO진행 중 박막도금부위에서부터 소지철이 올라와 모서리의 경우

Figure pct00046
,
Figure pct00047
의 복합적 반응 및 표면의 경우
Figure pct00048
으로 반응이 지속되어 좌측의 사진처럼 도금 두께가 얇은 쪽부터
Figure pct00049
로 추정되는 scale이 누적되어 제품적 관점에서 아무리 성능이 좋아도 부가가치가 없어진다. 그리고 공정간 제품의 이동시 도금표면의 mechanical damage를 없애는 노력에도 불구하고 상하부의 도금두께 단차를 없애는 것은 공정상 불가능하다. 도금두께가 얇은쪽을 기준으로 PEO 공정변수를 맞춘다 하여도 품질안정화를 위한 공정관리상 불가능하다 사료된다. 따라서 상기의 공정변수 및 human factor를 극복 가능한 신규의 전해액이 절실히 필요하게 되었다. 규산염이온이 아닌 알루미늄산염, 붕산염, 수산염, 인산염, 질산염, 크롬산염 등으로 대치가 가능한지 실험을 무수히 실행한 결과 KOH or NaOH, LiOH 등 전기전도도를 좋게하는 물질로 Sodium Aluminate
Figure pct00050
로 규산염을 대신하여 1인산
Figure pct00051
, 또는 2인산
Figure pct00052
으로부터
Figure pct00053
(인산이온)을 적용하여 알루미늄뿐 아니라 알루미늄 도금시편 그리고 도금이 되지 않은 bare steel에도 PEO가 가능한 전해액 개발을 완료하였다.Hot Dip Aluminumized steel (HAD steel) In the case of PEO, due to the variation of plating thickness in the electrolyte (KOH or NaOH, LiOH + sodium silicate) of related literature,
Figure pct00046
,
Figure pct00047
Complex reactions and surfaces
Figure pct00048
The reaction continues with the thinner plating thickness
Figure pct00049
, The added value is lost even if the performance is good in terms of product. Despite efforts to eliminate the mechanical damage of the surface of the plating when moving products between processes, it is not possible in the process to eliminate the upper and lower plating thickness steps. Even if the PEO process parameters are adjusted based on the thinner plating thickness, it is considered impossible to control the process for quality stabilization. Therefore, a new electrolytic solution capable of overcoming the above process parameters and human factors is desperately needed. As a result of numerous experiments, it has been found out that it is possible to substitute with other non-silicate ions such as aluminum salts, borates, nitrates, chromates, etc. As a result, KOH or NaOH, LiOH,
Figure pct00050
Instead of silicate, monophosphoric acid
Figure pct00051
, Or phosphoric acid
Figure pct00052
From
Figure pct00053
(Phosphoric acid ion) was applied to develop aluminum-plated specimens as well as PEO-capable electrolytes for bare steel that had not been plated.

Sodium Aluminate(SA) +

Figure pct00054
전해액 개발과정 및 결과 SA: 10g/L + 1P: 1.5g/L의 전해액에서 그 가능성을 발견함.Sodium Aluminate (SA) +
Figure pct00054
Electrolyte development process and results SA: 10g / L + 1P: We found the possibility in electrolyte of 1.5g / L.

5A, 1800sec, 700Hz, duty 10% 조건에서, Spark 개시전압 550V, 최고 607V를 기록하였으며,5A, 1800 sec, 700 Hz, and duty ratio of 10%, a spark start voltage of 550 V and a maximum of 607 V were recorded,

5A, 2700sec, 700Hz, duty 10% 조건에서, 최고 620V,5 A, 2700 sec, 700 Hz, and 10% duty,

5A, 3600sec, 700Hz, duty 10% 조건에서, 최고 633V,5 A, 3600 sec, 700 Hz, and 10% duty,

10A, 900sec, 700Hz, duty 10% 조건에서, Spark 개시전압: 580V, 최고 700V로 장비 한계로 인하여 정전압 mode로 변환되었다.At 10A, 900sec, 700Hz, and 10% duty cycle, Spark start voltage was 580V, maximum 700V and was converted to constant voltage mode due to equipment limit.

10A, 1800sec, 700Hz, duty 10% 조건에서, Spark 개시전압: 580V, 최고 700V로 장비 한계로 인하여 정전압 mode로 변환되었다.At 10A, 1800sec, 700Hz, and 10% duty cycle, Spark start voltage was 580V, maximum 700V and was converted to constant voltage mode due to equipment limit.

상기 조건에서 기존의 KOH+silicate 전해액 대비 개시전압(약 440V)이 높았으며, 가장 낮은 개시전압을 기록한 Sodium carbonate + silicate의 개시전압(약 380V)보다 약 200V를 기록하여 전해액의 전기효율상(전기요금+냉각비용) 이를 극복하기 위한 노력이 필요해 졌다.Under the above conditions, the starting voltage (about 440 V) was higher than that of the conventional KOH + silicate electrolytes and about 200 V was recorded from the starting voltage (about 380 V) of the sodium carbonate + silicate having the lowest starting voltage Rate + cooling costs) efforts have been needed to overcome this.

2. 상기의 문제를 극복을 위해 과산화수소

Figure pct00055
를 첨가하여 양극산화를 촉진하여 silica scale문제 극복연구2. To overcome the above problem, hydrogen peroxide
Figure pct00055
To overcome the silica scale problem by promoting anodic oxidation

KOH: 3g/L + K-silicate: 30g/L + 35%

Figure pct00056
: 100cc/L의 전해액 조성으로 시험결과
Figure pct00057
분해에 의한 냉각기 내부의 배관에서 산소기포가 발생하여 배관을 폐쇄시키는 문제가 발생하였다.KOH: 3 g / L + K-silicate: 30 g / L + 35%
Figure pct00056
: Test result with electrolyte composition of 100cc / L
Figure pct00057
There arises a problem that oxygen bubbles are generated in the piping inside the cooler due to decomposition and the piping is closed.

그리고

Figure pct00058
의 공급원으로서 안전성이 좋은 sodium percabonate
Figure pct00059
를 이용연구And
Figure pct00058
Sodium percabonate, a safe source of
Figure pct00059
Research using

sodium percabonate: 20g/L + K-silicate를 적용하여 개시전압을 380V로 낮추었으나

Figure pct00060
에 PEO 촉진 현상은 느낄 수가 없었다. 그리고
Figure pct00061
의 분해 안전성은 많이 개선이 되었으나 다음날 냉각기를 가동 후 냉각기 내부 배관에서 분해 산소가 배관을 폐쇄하여
Figure pct00062
첨가 시도는 부정적으로 마무리 되었다.sodium percabonate: 20 g / L + K-silicate was applied to lower the starting voltage to 380 V
Figure pct00060
The PEO acceleration phenomenon could not be felt. And
Figure pct00061
The decomposition safety of the decompression was greatly improved. However, after the cooler was operated the next day, decomposed oxygen closed the piping in the piping inside the cooler
Figure pct00062
Attempts to add were negative.

3. 알루미늄 도금시편을 870°C 1시간 확산열처리+노냉 시편을 KOH: 10g/L + Li-silicate: 20g/L 전해액을 이용하여 20A, 60% duty, 700Hz, 1200sec에서 PEO를 실시하여 433V spark 개시전압과 약 580V의 최고 전압으로 알루미늄확산시편에 실리카를 코팅하여 이를 다시 760°C로 가열된 노에 넣어 10분간 열처리(firing)후 공냉하여 고경도의 실리카코팅을 부분적으로 얻을수 있었다.3. Aluminum-plated specimens were annealed at 870 ° C for 1 hour. PEO was applied at 20A, 60% duty, 700Hz, 1200sec using an electrolyte solution of KOH: 10g / L + Li-silicate: 20g / Silica was coated on the aluminum diffusion specimen at a starting voltage and a maximum voltage of about 580 V, and then fired in a furnace heated at 760 ° C for 10 minutes and then cooled in air to partially obtain a high hardness silica coating.

4. 앞서 언급된 PEO 실험변수와 상기 1~3의 개발 경험을 종합하여 Sodium Aluminate(SA) +

Figure pct00063
가장 적합한 후보군으로 올리고 이를 최적화 하는 방향으로 개발 진행을 결정하였다.4. Comparing the above-mentioned PEO experimental variables and the development experiences of the above-mentioned 1 ~ 3, Sodium Aluminate (SA) +
Figure pct00063
We decided to proceed with development toward optimizing and optimizing the candidate group.

5. SA: 10g/L + 1P: 1.5g/L 전해액의 전기적 특성을 monitoring하기 위해서 아래 표와 같이 PEO를 실시 하였다.5. SA: 10g / L + 1P: 1.5g / L In order to monitor the electrical characteristics of the electrolyte, PEO was performed as shown in the table below.

수온 20°C, 주파수 700Hz, D: duty cycle(%), C: Current(A), RT: Run Time(sec), SV: Spark voltage(V), ST: Spark Time(sec), MV: Maximum Voltage(V)SV: Spark voltage (V), ST: Spark time (sec), MV: Maximum (Hz) Voltage (V)

한편, 도 18 내지 19를 참조하면, 도 18에는 상기 data 기록시 spark관측 후 계기판 판독까지 시간지연에 의한 오차(전압변동이 급격히 변하는 구간)가 있을 수 있다. 전체적인 상관관계를 정리하면 도 19와 같다.On the other hand, referring to FIGS. 18 to 19, there may be an error (a period in which the voltage variation rapidly varies) due to a time delay from the observation of the spark to the reading of the instrument panel in the data recording. The overall correlation is summarized in Figure 19.

6. SA + 1P 전해액 농도에 따른 전기특성을 조사함6. Investigation of electrical characteristics according to SA + 1P electrolyte concentration

Duty 10% 700Hz, C:5A, RT:1800sec, 수온 30°CDuty 10% 700Hz, C: 5A, RT: 1800sec, water temperature 30 ° C

도 20을 참조하면, 전해액 조성에 따라 전기적 특성이 변하며, SV이 낮으면서, ST는 빠르고, MV는 낮은 전해액의 최적화가 필요함.Referring to FIG. 20, the electric characteristics are changed according to the composition of the electrolyte, the ST is fast and the MV is low, while the SV is low.

7. 전기변수 중 주파수에 따른 특성을 조사함.7. Investigate the frequency-dependent characteristics of electrical variables.

전해액: SA 10g/L + 1P 1.5g/L, C: 10A, D: 60%, 수온: 30°CElectrolyte: SA 10g / L + 1P 1.5g / L, C: 10A, D: 60%, Water temperature: 30 ° C

도 21을 참조하면, 1000Hz를 제외하면, 주파수가 높을수록 SV는 낮아짐, ST도 낮아짐, MV는 무관한 특성을 보임.Referring to FIG. 21, except for 1000 Hz, the higher the frequency, the lower the SV, the lower the ST, and the MV are irrelevant.

8. 전해액 조성의 민감도를 조사하기 위해 아래와 같은 실험을 실시함.8. The following tests were conducted to investigate the sensitivity of the electrolyte composition.

도 22를 참조하면, 상기의 결과는 SA+1P의 황금조성이 존재함, 면밀한 실험이 요구됨.Referring to FIG. 22, the above results indicate that there is a gold composition of SA + 1P, and a close examination is required.

9. 무도금 steel에 대해 PEO를 실험함.9. Experiment PEO on non-plated steel.

전해조에 무도금 steel 시편과 Aluminum 도금시편을 동시 투입하여,The untreated steel specimens and the aluminum plated specimens were simultaneously injected into the electrolytic cell,

700Hz, 피스당 10A total 20A, 1800sec, 60% duty, 15°C 수온 조건에서700Hz, 10A per piece total 20A, 1800sec, 60% duty, at 15 ° C water temperature condition

Steel 시편은 SV: 380V ST: 100sec; Aluminum 도금시편은 SV: 432V, ST: 135sec 및 최종전압 551V에서 PEO가 실시됨.Steel Specimen: SV: 380V ST: 100sec; Aluminum plating specimens were subjected to PEO at SV: 432V, ST: 135sec and final voltage 551V.

즉, Aluminum, Aluminum도금(야금학적 결함), Steel 단독 혹은 Steel + Aluminum 조립품도 동시에 PEO 처리가 가능한 중요점을 발견함.In other words, Aluminum, Aluminum plating (Metallurgical defect), Steel alone or Steel + Aluminum assembly can be processed simultaneously with PEO.

10. Borax +

Figure pct00064
,
Figure pct00065
,
Figure pct00066
조합 전해액에 대해 실험을 실시 하였으나, 특징할 사항이 없었다.10. Borax +
Figure pct00064
,
Figure pct00065
,
Figure pct00066
Experiments were conducted on the co-electrolytic solution, but there were no characteristics to be noted.

11. 실물 족장피스 4개를(용접부 10mm 도금보류 2개, 전체도금 2개) 용접성 사전검증을 위해 PEO를 실시하였다.11. Four pieces of actual chieftain pieces (2 pieces of 10mm plating, 2 pieces of total plating) were subjected to PEO for preliminary welding.

전해액 SA 10g/L + 1P 1.5g/L, 30A 1800sec, 100Hz, 60%duty 조건에서Electrolyte solution SA 10 g / L + 1 P 1.5 g / L, 30 A 1800 sec, 100 Hz, 60%

SV 430V, ST 144sec, MV 623V이 되었으며, 용접부 도금보류 제품은 일반 mild steel 용접과 같은 condition이었으나, 전체도금제품은 용접출발시 ARC가 alumina를 용해시킨 후 안정적인 용접이 가능하였다.SV 430V, ST 144sec, and MV 623V, respectively. In the case of the welded part plating, the condition was the same as general mild steel welding, but the entire plating product was stable welding after ARC melted alumina at the start of welding.

12. 전해액 조성의 최적값을 찾기 위해서 실험을 실시하였다12. Experiments were conducted to find the optimum value of electrolyte composition

도 23을 참조하면, 1P의 적정량은 3.5g/L 로 표준편차내의 ST와 최고전압을 기록하였다.Referring to FIG. 23, the optimum amount of 1P was 3.5 g / L, and ST within the standard deviation and the highest voltage were recorded.

13. Duty 별 등가 전압13. Equivalent voltage by duty

Duty값이 올라 갈수록 따라 전압강하가 이루어지며As the duty value increases, the voltage drops along

PEO 처리중 duty를 변경한 값을 아래에 기록하며, 편차는 약 3% 이내로 예측되며 도 24에 도시된 바와 같다.The value obtained by changing the duty during PEO processing is recorded below, and the deviation is estimated to be within about 3%, as shown in FIG.

내지 도 25를 참조하면, 상기의 값에서 전력요금 측면에서의 고려 사항은25, consideration in terms of electricity rates in the above values

전력요금 = 시간* 전류 * 평균전압 임을 감안하면 저 duty일수록 유리해 보이나 고전압일수록 전해액 과열이 심해져서 냉각에 필요한 에너지를 감안하면 20~40% 영역에서 가장 에너지 효율이 나올 것으로 예상된다.Considering the electric power charge = time * current * average voltage, low duty seems to be advantageous. However, considering the energy required for cooling due to the high voltage, the energy efficiency is expected to be the most in the range of 20 ~ 40%.

14. 12항의 1P 3.5g/L 최적치에서 SA량에 따른 특성을 실험하였다.14. The characteristics according to the amount of SA were tested at an optimum value of 3.5 g / L of 1P in the item 12.

도 26을 참조하면, 상기의 실험 결과에 따라 최적의 전해액 조성은 도 27에 도시된 바로 추정이 된다.Referring to FIG. 26, the optimal electrolyte composition according to the above-described experimental results is the estimation as shown in FIG.

15. 상기 추정 전해액 확인15. Confirm the above estimated electrolyte

아래와 같은 전해액 조건 및 전기변수를 적용하여 시편을 제작하여 단면경도를 의뢰한 결과The specimens were fabricated by applying the electrolyte conditions and electric variables as shown below.

SM: Sodium Molybdate Na2MoO4ㆍ2H2OSM: Sodium Molybdate Na2MoO4 ㆍ 2H2O

즉, 도 28과 같다.That is, it is as shown in Fig.

결과를 다음과 같이 추론한다.The results are inferred as follows.

A. 저전류(5A) 단시간(30분)에서는 Duty가 높을수록 경도가 높다A. Low current (5A) In a short time (30 minutes), the higher the duty, the higher the hardness

B. 저전류(5A) 장시간(60분)에서는 30% 이상의 Duty에서 고경도를 얻는다.B. Low current (5A) In long time (60min), high hardness is obtained at duty of 30% or more.

C. 중전류(10A) 단시간(30분)에서는 30% 이상의 Duty에서 고경도를 얻는다.C. Heavy current (10A) In a short time (30 minutes), high hardness is obtained at a duty of 30% or more.

D. 중전류(10A) 장시간(60분)에서는 단시간 대비 경도 상승은 없었다.D. Long-term current (10A) In long time (60min), there was no increase in hardness for a short time.

E. 고전류(15A) 단시간(30분)에서는 낮은 Duty 30%에서 최대값을 얻는다.E. High current (15A) In short time (30 minutes), maximum value is obtained at low duty 30%.

F. 저농도(SA 10g/L + 1P 1.5g/L)대비 고농도(SA 20g/L + 1P 3.0g/L)에서 경도 상승효과가 좋다.F. Good hardness synergy effect at high concentration (SA 20g / L + 1P 3.0g / L) to low concentration (SA 10g / L + 1P 1.5g / L)

G. 주파수에 기인하는 효과는G. The effect due to frequency

도 29에 그래프에서 보는 바와 같이 370Hz에서 최대값을 얻을 수 있다.As shown in the graph in FIG. 29, the maximum value can be obtained at 370 Hz.

H. 최고경도는 15A 30분 이내 처리에서 존재한다.H. The maximum hardness is present in the treatment within 15A 30 min.

16. 상기 결론에 대해 보강 작업을 실시하여 그 결과를 추론하면,16. Conducting the reinforcement work on the above conclusion and inferring the result,

도 30에 도시된 바와 같이,As shown in Fig. 30,

A. SA 15g/L + 1P 3.5g/L + SM 5g/L(착색제) 최적화된 전해액이 확인된다.A. SA 15 g / L + 1 P 3.5 g / L + SM 5 g / L (colorant) Optimized electrolyte is identified.

B. 최적화 주파수는 370Hz로 확인된다.B. The optimization frequency is identified at 370 Hz.

C. 본 처리후, 2/3전류에서 1/2시간동안 tempering 처리를 하면 경도 상승 효과가 있다.C. After the treatment, tempering treatment for 1/2 hour at 2/3 current has a hardness increasing effect.

D. 최고경도를 보인 0217-1 시편의 PEO 처리 전기 특성을 보면,D. The PEO treatment of the 0217-1 specimens with the highest hardness shows that,

Soft start 60초를 적용한 경우 약 40초(10A)에서 370V에서 spark 발생되며, 50초(12.5A) 410V에서 본 PEO가 진행되는 것을 관찰 하였으며, 15A 1200sec 최고전압 582V 및 tempering 10A 600sec의 최고 전압은 574V를 나타내었다.When the soft start 60 seconds was applied, sparking occurred at 370V for about 40 seconds (10A), and the PEO was observed at 410V for 50 seconds (12.5A). The peak voltage of 15A 1200sec maximum voltage 582V and tempering 10A 600sec Respectively.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It is not limited to the embodiment.

본 발명은 이상에서와 같은 고내구성 피도금체는, 고내구성 피도금체는, 양극산화처리를 통해 STS 316L 동등 이상의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 갖고, STS 316L 재질을 대체하기 위한 양극산화처리 기술의 지표를 제공하고, 이를 기반으로 선박, 조선 뿐만 아니라 산업 전반에 접목하여 사용할 수 있으며, STS 316L 재질을 대체하여 사용 가능하되 일반 용접봉으로도 용접 작업이 가능하며 해체 후에도 후속 도장 작업이 요구되지 않는 장점을 갖는다. 또한, 고가의 STS 316L을 대체할 수 있어 생산성 및 원가절감이 가능한 장점을 갖는 고내구성 피도금체에 관한 것이다.The present invention provides a high durability plated body as described above, wherein the highly durable plated body has a hardness equal to or higher than that of STS 316L through anodizing, an abrasion resistance, corrosion resistance, and chemical resistance, It can be used as a substitute for STS 316L material. However, it is possible to do welding work with ordinary welding rod, and it is required to perform subsequent coating work after disassembly. . Further, the present invention relates to a high durability plated body having the advantages of being able to replace expensive STS 316L, and thus being capable of productivity and cost reduction.

본 개시의 실시예에 따른 고내구성 피도금체는 고내구성 피도금체에 있어서, 소지철 또는 알루미늄에 도금을 실시하여 도금체를 생성하고, 상기 도금체에 양극산화처리하여 피도금체의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 증가시킨다.A high durability plated body according to an embodiment of the present disclosure is a high durability plated body which is formed by plating plated steel or aluminum to produce a plated body and subjecting the plated body to anodic oxidation treatment to determine the hardness, It increases abrasion resistance, corrosion resistance and chemical resistance.

Claims (9)

고내구성 피도금체에 있어서,
소지철 또는 알루미늄에 도금을 실시하여 도금체를 생성하고, 상기 도금체에 양극산화처리하여 피도금체의 경도, 내마모성, 내식성 및 내화학성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
In the highly durable plated body,
A method of manufacturing a high durability plated body, comprising the steps of: forming a plated body by plating plated steel or aluminum to anodically oxidize the plated body to increase the hardness, abrasion resistance, corrosion resistance, and chemical resistance of the plated body.
청구항 1에 있어서,
상기 피도금체에 상기 양극산화처리를 위하여 플라즈마전해산화 처리 기법이 적용된 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method according to claim 1,
Characterized in that a plasma electrolytic oxidation treatment technique is applied to the plated body for the anodizing treatment.
청구항 1에 있어서,
상기 피도금체의 표면경도를 증가시키기 위한 확산 열처리 온도는 450 내지 1200℃인 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method according to claim 1,
Wherein the diffusion heat treatment temperature for increasing the surface hardness of the plated body is 450 to 1200 占 폚.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피도금체는 선박 내외부의 고소 작업을 위한 족장 시공을 위하여 철구조물에 용접으로 접합되는 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the plated body is welded to an iron structure for the construction of a chock area for a high-altitude work inside and outside the vessel.
청구항 2항 에 있어서,
상기 플라즈마전해산화 처리를 위한 전해액은 Sodium Aluminate(SA)1~30 g/L,
Figure pct00067
0.5~30 g/L이되, 상기
Figure pct00068
Figure pct00069
이온이 첨가되도록 하고, 상기
Figure pct00070
의 소스(source)는
Figure pct00071
,
Figure pct00072
,
Figure pct00073
,
Figure pct00074
및 그 수화물 형태로 단독 또는 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method according to claim 2,
The electrolytic solution for the plasma electrolytic oxidation treatment comprises 1 to 30 g / L of sodium aluminate (SA)
Figure pct00067
0.5 to 30 g / L,
Figure pct00068
The
Figure pct00069
Ions are added,
Figure pct00070
The source of
Figure pct00071
,
Figure pct00072
,
Figure pct00073
,
Figure pct00074
And a hydrate thereof in the form of a single or a mixture thereof.
청구항 5에 있어서,
상기 전해액은 착색제를 더 포함하되,
상기 착색제는 Sodium Molybdate 또는 Sodium Tungstate 및 이들의 혼합물이며 0.01 ~ 20 g/L로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method of claim 5,
Wherein the electrolytic solution further comprises a coloring agent,
Wherein the colorant is sodium molybdate or sodium tungstate and a mixture thereof, and the coloring agent is 0.01 to 20 g / L.
청구항 5에 있어서,
상기 플라즈마전해산화 처리를 위한 처리장치의 조절변수는 전압, 전류, 소프트스타트(soft start), 런타임(run time), 주파수(frequency), 듀티사이클(duty cycle)인 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method of claim 5,
Wherein the control parameter of the processing apparatus for the plasma electrolytic oxidation treatment is a voltage, a current, a soft start, a run time, a frequency, and a duty cycle. sieve.
청구항 2에 있어서,
상기 플라즈마전해산화 처리는 알루미늄(Al), 알루미늄 도금, 스틸(steel), 스틸과 알루미늄의 결합품에 대해 가능한 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method of claim 2,
Wherein the plasma electrolytic oxidation treatment is applicable to a combination of aluminum (Al), aluminum plating, steel, steel and aluminum.
청구항 8에 있어서,
상기 스틸과 상기 알루미늄의 야금학적 결합품은 산화되어 패시베이션층을 형성하고,
상기 패시베이션층은
Figure pct00075
이되, 상기 x는 0 또는 자연수인 것을 특징으로 하는 고내구성 피도금체.
The method of claim 8,
The metallurgical combination of steel and aluminum is oxidized to form a passivation layer,
The passivation layer
Figure pct00075
Wherein x is 0 or a natural number.
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