KR20180111111A - 알루미늄 합금용 플라스마 전해 솔루션 배합기술 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 알루미늄 합금용 플라스마 전해 표면처리장치는 배합된 알칼리성 용액에 알루미늄 합금 제품을 담가 전해 산화 과정을 통해 표면에 산화 막(AlO)을 형성하는 것으로 이루어지는 알루미늄합금 제품용 플라스마 전해 솔루션 배합에 있어서, 내식성이 강한 산화막을 형성 할 수 있다.

Description

알루미늄 합금용 플라스마 전해 솔루션 배합기술 {Plasma Electrolytic surface treatment solutin in Aluminum alloy}

본 발명은 알루미늄 합금용 플라스마 전해 솔루션 배합 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄 합금 제품의 표면을 염수 등에 내식성이 강한 알루미늄 합금용 플라스마 전해 솔루션 배합 기술에 관한 것이다.

알루미늄 표면처리에서 일반적으로 보통 습식과 건식으로 크게 2가지로 나눈다. 습식 표면처리 기술의 연원을 따져 가면 과거 해방 전후에까지 거슬러 올라가야 한다. 당시에는 일본에서 배운 습식 표면처리기술로 사찰의 불상이나 금구류, 장식품, 복식 품 등을 제작했는데 가내 수공업 수준이었다. 그 후에는 미군의 군수물품 및 자전거 등을 수리하는 차원의 표면처리가 진행되었고, 근대적 공장규모의 업체가 등장하였다. 그 후 경제개발계획과 공업근대화에 따라서 표면처리의 증가, 섬유, 신발산업의 발달로 공업응용 표면처리 증가, 해외 기술연수와 기술도입 증가와 더불어, 업체들이 급격히 증가하였으며, 설비가 근대화되고 협동화 단지가 만들어지고 건식 표면처리가 나타나면서 본격적으로 기술이 발전하였다. 연구개발과 관련지어 보면, 표면처리기술은 선진국의 표면 처리된 제품에 대해 모방기술개발이 주종이고, 고부가가치화보다는 기존의 표면처리 공정의 개선에 의해 작업할 수 있는 것 위주로 기술개발이 진행되어 왔다. 최근에는 플라스마, 무전 해 니켈 도금액 제조기술, 분체도장에 의한 밀착성 향상기술, 고내식성 코팅기술 등 산업기반기술 분야 위주로 개발이 진행되고 있다 또한, 환경보전 및 에너지절약 기술 측면에서 연구개발이 이루어지고 있어서 친 환경화 표면처리 약품 제조, 친 환경화 공정에 대한 연구개발이 진행되고 있다. 또한, 자동화 측면에서는 Reel-to-Reel 자동도금 장치 등이 일부 국산화가 이루어지고 있으나 정밀도 및 내구성에서 선진국에 다소 뒤떨어져 지속적 연구개발이 요망되고 있다. 주변기술로는 5,000A급 Pulse 정류기가 국산화되었고, 전류반전 정류기 등 특수 정류기 제작은 연구개발이 진행중이며, 정밀화학, 약품 제조 설계도 기술개발이 진행되고 있다. 그리고 국내 건식표면처리 기술은 1970년 초 진공증착 법을 이용한 Al 도금 및 TiN 등 장식용 도금을 주축으로 시작되어, 소규모 진공장치제작 업체들이 설립되어 증착 장비들이 국산화되었으며, 1980년대 안경렌즈용 코팅, 반사경 코팅 등을 위한 장치 및 공정이 개발되면서 활발히 진행되었다. 그리고 1980년대 중반부터 국내산업발전과 더불어 가공산업의 급격 발전으로 고기능 코팅공구 및 금형의 수요가 급증함에 따라 국외로부터 고기능 내 마모코팅을 위한 이온플레이팅 장비가 수입되었으나, 전문 기술자 및 연구 인력이 부족하여 운용에 애로를 겪었으며, 결국 건식표면처리는 장식 및 단순 기능성 코팅으로 한정되었다 그러나 1989년부터 정부의 공업기반기술 개발 연구비지원으로 범진화학금속, 창요플라즈마, 기계연구소 등에서 각종이온 플레이팅 장비 개발과 공정 개발 연구가 활발히 진행되어 아크코팅, 스퍼터링 및 HCD 코팅 장비 및 고기능 내마모 코팅기술이 개발되어 상당부분 국산화가 이루어지는 단계에 있다. 이와 동시에 몇몇 중소기업들이 독일, 일본, 중국 등에서 최근 각종 코팅 장비를 수입하여 현재 약 20여 개 업체에서 건식 코팅사업을 수행하고 있으나 약 80%가 장식용 코팅에 치중하고 있다. 이러한 배경은 수요가 많은 공구 코팅은 대기업의 자동화 가공 Line 에 요구되는 코팅 공구는 기능상의 문제로 아직 수입 공구에 치중되어 있으며, 수요적인 측면에서 장식용이 주류를 이루고 있을 뿐만 아니라 현재 국내의 고기능 건식표면처리의 기술 개발 미흡으로 기능성 코팅 수요를 만족시키지 못하고 있기 때문이다 또한, 제일 중요한 부분인 내식성이 강한 플러스 전해 배합기술이 크게 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것으로서, 본 발명의 목적은 알루미늄 합금 제품의 표면에 플라스마 전해 표면처리방법으로 강한 내식성을 부여함으로써 알루미늄 합금의 표면처리에서 친환경적이고 폐수 등의 유해 물질을 원천적으로 차단할 수 있는 알루미늄 합금용 플라스마 전해 표면처리장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배합된 알칼리성 용액을 알루미늄합금 제품에 도포하고 플라스마 전해 표면처리장치의 수조 안에서 플라스마를 발생시켜 산화막을 형성한다. 상기 배합 솔루션에 의한 산화막은 상기 알루미늄 제품에 일인산암모늄 및 수산화나트륨을 포함하는 산화막 형성 조성물을 가하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 산화막 형성 조성물은 일인산암모늄 0.3 내지 2 중량%, 제1인산나트륨 2 내지 7 중량%, 삼인산나트륨 1 내지 9 중량% 및 여분의 물을 포함할 수 있다. 상기 산화막 형성 조성물의 온도는 25 내지 30℃일 수 있다.

상기 산화막 형성 후, 열처리를 수행하기 전에 상기 알루미늄 제품을 봉공처리할 수 있으며, 이를 위하여 상기 알루미늄 제품에 규산나트륨 0.1 내지 2 중량% 및 여분의 물을 포함하는 봉공처리 조성물을 가할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 제품의 표면처리방법은 알루미늄 제품의 내식성을 증가시킬 수 있다. 또한, 알루미늄 제품의 열 전도도를 증가시킴으로써, 열전도도를 요하는 다양한 분야에 적용이 가능한 알루미늄 제품을 제조할 수 있다.

수조(1) 내에 제품을 지그(2)를 통해 삽입 넣고, 배합 용액을 수조 내에 있는 전기장 분포 판(3)에 산화막을 형성시키는 구조이다.

상기 배합 솔루션에 의한 산화막은 상기 알루미늄 제품에 일인산암모늄 및 수산화나트륨을 포함하는 산화막 형성 조성물을 가하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 산화막 형성 조성물은 일인산암모늄 0.3 내지 2 중량%, 제1인산나트륨 2 내지 7 중량%, 삼인산나트륨 1 내지 9 중량% 및 여분의 물을 포함할 수 있다. 상기 산화막 형성 조성물의 온도는 25 내지 30℃일 수 있다.

상기 산화막 형성 후, 열처리를 수행하기 전에 상기 알루미늄 제품을 봉공처리할 수 있으며, 이를 위하여 상기 알루미늄 제품에 규산나트륨 0.1 내지 2 중량% 및 여분의 물을 포함하는 봉공처리 조성물을 가할 수 있다.

즉 본 실시 예에서는 수조(1) 내에 제품을 정류기(2)를 통해 산화막을 형성시키고, 배합 용액을 수조 내에 있는 온도를 유지하기 위하여 냉각조(3)에 온도를 유지시키는 구조이다.

도 1은 알루미늄 합금용 플라스마 전해 솔루션 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 수조
2: 정류기
3: 냉각조

Claims (1)

1. 알루미늄 합금용 플라스마 전해 배합 솔루션에서,
   상기 산화막 형성 조성물은 일인산암모늄 0.3 내지 2 중량%, 제1인산나트륨 2 내지 7 중량%, 삼인산나트륨 1 내지 9 중량% 및 여분의 물을 포함할 수 있다. 상기 산화막 형성 조성물의 온도는 25 내지 30℃일 수 있다.
   상기 산화막 형성 후, 열처리를 수행하기 전에 상기 알루미늄 제품을 봉공처리할 수 있으며, 이를 위하여 상기 알루미늄 제품에 규산나트륨 0.1 내지 2 중량% 및 여분의 물을 포함하는 봉공처리 조성물.
   

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