KR20200076047A - surface treatment apparatus and surface treatment method of test peice - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a surface treatment apparatus and a surface treatment method of a specimen, capable of improving specimen surface treatment efficiency in surface treatment of an austenitic stainless steel specimen for phase analysis. The surface treatment apparatus of the specimen according to one embodiment may include: a water tank containing a surface treatment liquid; a pump pumping the surface treatment liquid of the water tank; a discharge guide having a discharge port for discharging the surface treatment liquid pumped by the pump; a mask which is arranged to be mounted around a discharge guide while having a specimen support unit for supporting the specimen on the outer surface, and which is provided with a through hole corresponding to the discharge port in the specimen support unit; a negative electrode unit provided to be immersed in the surface treatment liquid of the water tank; and a positive electrode unit connected to the specimen.

Description

시편의 표면처리장치 및 표면처리방법{surface treatment apparatus and surface treatment method of test peice}Surface treatment apparatus and surface treatment method of test peice

오스테나이트계 스테인리스강 시편의 표면처리를 위한 시편의 표면처리장치 및 표면처리방법에 관한 것이다.It relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method of the specimen for the surface treatment of the austenitic stainless steel specimen.

새로운 강종의 개발을 위해서는 미세조직의 분석이 엄격하게 이루어져야 하며, 이때는 통상 EBSD(Electron Back-scattered Diffraction)와 같은 분석기법을 활용하여 강종의 미세조직을 분석하게 된다.In order to develop a new steel grade, the analysis of the microstructure must be strictly conducted. In this case, the microstructure of the steel grade is analyzed using an analytical method such as EBSD (Electron Back-scattered Diffraction).

일반적으로 강종의 미세조직 분석을 위해서는 시편 표면의 산화피막을 제거하고, 시편 표면을 연마하는 과정을 거치게 된다. In general, in order to analyze the microstructure of steel grades, an oxide film on a specimen surface is removed and a specimen surface is polished.

산화피막을 제거할 때는 시편을 산세척액에 침지시켜 산세척하는 방법이 주로 이용되며, 시편의 연마과정에서는 시편 표면을 기계적인 연마하는 경우가 많다.When removing the oxide film, a method of pickling the sample by immersing it in an pickling solution is mainly used. In the polishing process of the sample, the surface of the sample is often mechanically polished.

한편, 오스테아니트계 스테인리스강의 경우, 기계적 연마 과정에서 극표층의 오스테나이트의 안정도가 낮은 기지 조직이 마르텐사이트로 변태를 일으켜 가공유기 마르텐사이트상이 발생하게 된다. 이러한 가공 유기 마르텐사이트상은 실제 조직 내에 형성되어 있던 마르텐사이트상과 분간이 힘들기 때문에, 오스테아니트계 스테인리스강의 상분석시 정량적인 조직분석이 어렵게 되도록 하는 요인이 되고 있다.On the other hand, in the case of austenitic stainless steel, during the mechanical polishing process, a matrix structure having a low stability of austenite in the polar surface layer is transformed into martensite, and thus a processed organic martensite phase is generated. Since the processed organic martensite phase is difficult to distinguish from the martensite phase formed in the actual tissue, it has become a factor that makes it difficult to perform quantitative tissue analysis during phase analysis of austenitic stainless steel.

상분석을 위한 오스테나이트계 스테인리스강 시편의 표면처리 과정에서 가공 유기 마르텐사이트상의 발생을 억제하면서 시편의 표면처리 효율을 개선할 수 있는 시편의 표면처리장치 및 표면처리방법에 관한 것이다.It relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method of a specimen that can improve the surface treatment efficiency of the specimen while suppressing the occurrence of a processed organic martensite phase in the surface treatment process of the austenitic stainless steel specimen for phase analysis.

일 실시예에 따른 시편의 표면처리장치는 표면처리액을 수용하는 수조; 상기 수조의 표면처리액을 펌핑하는 펌프; 상기 펌프에 의해 펌핑되는 표면처리액의 토출을 위한 토출구를 구비하는 토출가이드; 외면에 시편이 지지되는 시편지지부를 구비하여 상기 토출가이드 둘레에 장착 가능하게 마련되되, 상기 시편지지부에 상기 토출구에 대응하는 관통홀을 구비하는 마스크; 상기 수조의 표면처리액에 침지 가능하게 마련된 음전극부; 상기 시편에 연결되는 양전극부;를 포함한다. A surface treatment apparatus for a specimen according to an embodiment includes a water tank that receives a surface treatment liquid; A pump for pumping the surface treatment liquid of the water tank; A discharge guide having a discharge port for discharging the surface treatment liquid pumped by the pump; A mask having a specimen supporting portion on which an specimen is supported on an outer surface and provided to be mounted around the discharge guide, the mask having a through hole corresponding to the discharge hole in the specimen supporting portion; A negative electrode portion provided to be immersed in the surface treatment liquid of the water tank; It includes; a positive electrode portion connected to the specimen.

상기 시편의 표면처리장치는 상기 토출구로부터 상기 관통홀 쪽으로 토출되는 표면처리액을 상기 수조로 회수시키는 회수유로;를 더 포함할 수 있다. The surface treatment apparatus of the specimen may further include a recovery passage for recovering the surface treatment liquid discharged from the discharge port toward the through hole into the water tank.

상기 회수유로는, 상기 표면처리액을 상기 토출가이드와 상기 마스크 사이의 저부로 안내하는 제1회수유로; 상기 제1회수유로를 통해 안내되는 상기 표면처리액을 상기 수조로 안내하도록 상기 토출가이드 둘레에 마련되는 제2회수유로;를 포함하고, 상기 마스크는 상기 토출가이드에 장착된 상태에 그 내면이 상기 토출가이드 외면에 밀착하고, 상기 제1회수유로를 형성하기 위해 상기 토출가이드 외면에는 상기 토출구와 통하도록 유로형성홈이 마련될 수 있다. The recovery passage may include: a first recovery passage for guiding the surface treatment liquid to the bottom between the discharge guide and the mask; Including; a second recovery flow path provided around the discharge guide to guide the surface treatment liquid guided through the first recovery flow path to the water tank; wherein the mask is mounted on the discharge guide and its inner surface is the A flow path forming groove may be provided on the outer surface of the discharge guide so as to be in close contact with the discharge guide outer surface and to form the first recovery channel.

상기 양전극부는, 상기 시편을 지지하도록 상기 관통홀 상부에 마련되는 지지편; 상기 지지편을 상기 관통홀 쪽으로 탄력적으로 가압하는 탄성부재;를 포함하여 상기 마스크에 일체로 설치될 수 있다. The positive electrode portion, a support piece provided on the through-hole to support the specimen; It may be integrally installed on the mask, including; elastic member for elastically pressing the support piece toward the through-hole.

상기 시편의 표면처리장치는 일측에 상기 수조의 출입을 위한 수조출입구가 마련되고, 상면에 상기 수조와 통하도록 개구가 형성된 케이스;를 더 포함하고, 상기 펌프는 상기 개구 내측으로 진입이 가능하도록 상기 케이스에 승강 가능하게 설치되며, 상기 음전극부는 상기 펌프와 함께 승강할 수 있다. The surface treatment device of the specimen further includes a case in which a water tank outlet for entering and exiting the water tank is provided on one side, and an opening is formed on the upper surface to communicate with the water tank. It is installed so as to be elevated in a case, and the negative electrode part can be elevated together with the pump.

일 실시예에 따른 시편의 표면처리방법은 상기 시편의 표면처리장치를 이용한 시편의 표면처리방법으로써, 상기 시편은 오스테나이트계 스테인리스강이고, 상기 표면처리액은 과염소산과, 메탄올과, 부톡시에탄올을 포함하며, 상기 관통홀을 덮도록 상기 시편이 고정된 상기 마스크를 상기 토출가이드 둘레에 장착하고, 상기 표면처리액이 상기 토출구를 통해 토출하도록 상기 펌프를 구동시키고, 상기 음전극부와 양전극부 사이에 전류를 인가하여 상기 시편을 전해연마 하는 것을 특징으로 한다.The surface treatment method of the specimen according to an embodiment is a surface treatment method of the specimen using the surface treatment device of the specimen, wherein the specimen is austenitic stainless steel, and the surface treatment liquid is perchloric acid, methanol, and butoxyethanol Including, the mask is fixed to the specimen so as to cover the through-hole is mounted around the discharge guide, to drive the pump to discharge the surface treatment liquid through the discharge port, between the negative electrode portion and the positive electrode portion It characterized in that by applying a current to the electrolytic polishing the specimen.

일 실시예에 의한 시편의 표면처리장치 및 표면처리방법에 따르면, 오스테나이트계 스테인리스강 시편의 표면을 화학적으로 연마하면서 시편 표면의 산화피막을 제거할 수 있게 되므로, 상분석을 위한 오스테나이트계 스테인리스강 시편의 표면처리 과정에서 가공 유기 마르텐사이트상이 발생을 억제하면서 시편의 표면처리 효율을 개선할 수 있다.According to the surface treatment apparatus and surface treatment method of a specimen according to an embodiment, since it is possible to remove the oxide film on the surface of the specimen while chemically polishing the surface of the austenitic stainless steel specimen, austenitic stainless steel for phase analysis In the process of surface treatment of a steel specimen, while processing organic martensite phase is suppressed, the surface treatment efficiency of the specimen can be improved.

도 1은 일 실시예에 따른 시편의 표면처리장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 시편의 표면처리장치에 있어서, 토출가이드 및 유로가이드 쪽 구조를 발췌하여 확대 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 시편의 표면처리장치에 있어서, 마스크 쪽 구조를 발췌하여 확대 도시한 것이다.
도 4는 일 실시예에 따른 시편의 표면처리장치의 동작상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 시편의 표면처리방법에 있어서 시편의 표면처리 조건을 나타내는 그래프를 도시한 것이다.
도 6은 일 실시예에 따른 시편의 표면처리방법에 의해 처리된 시편 표면의 연마상태 및 시편의 조직을 관찰한 이미지를 나타낸 것이다.
도 7은 일 실시예에 따른 시편의 표면처리방법의 비교예로써, 기계적으로 연마하는 과정을 포함하여 표면처리된 시편의 연마상태 및 시편의 조식을 관찰한 이미지를 나타낸 것이다.1 is a perspective view of a surface treatment device for a specimen according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of the surface treatment device of the specimen shown in FIG. 1, excerpting the structure of the discharge guide and the flow guide.
3 is a surface treatment apparatus of the specimen shown in FIG. 1, which is an enlarged view excerpting a mask-side structure.
Figure 4 is a cross-sectional view showing the operating state of the surface treatment device of the specimen according to an embodiment.
Figure 5 shows a graph showing the surface treatment conditions of the specimen in the surface treatment method of the specimen according to an embodiment.
Figure 6 shows an image observing the polishing state and the texture of the specimen surface of the specimen surface treated by the specimen surface treatment method according to an embodiment.
7 is a comparative example of the surface treatment method of a specimen according to an embodiment, and shows an image observing the polishing state and the breakfast of the specimen, including the process of mechanical polishing.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted in the drawings, and in the drawings, the width, length, and thickness of components may be exaggerated for convenience. Throughout the specification, the same reference numbers refer to the same components.

일 실시예에 따른 시편의 표면처리장치는 오스테나이트계 스테인리스강의 상분석을 위한 시편(2)의 표면처리를 위한 것이다. 시편(2)은 오스테나이트계 스테인리스강으로부터 채취하여 마련될 수 있다. The surface treatment apparatus of the specimen according to an embodiment is for surface treatment of the specimen 2 for phase analysis of austenitic stainless steel. Specimen 2 may be prepared by collecting from austenitic stainless steel.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 시편의 표면처리장치는 표면처리용액(1)을 수용하는 수조(10)와, 수조(10)의 설치를 위한 케이스(20)와, 수조(10)의 표면처리액(1)을 펌핑하는 펌프(30)와, 펌프(30)에 의해 펌핑되는 표면처리액(1)의 토출을 위한 토출가이드(40)와, 시편(2)이 설치되는 마스크(50)를 구비한다.1 to 4, the surface treatment apparatus of the specimen includes a water tank 10 for receiving the surface treatment solution 1, a case 20 for installation of the water tank 10, and a water tank 10 Mask (30) for pumping the surface treatment liquid (1), a discharge guide (40) for discharging the surface treatment liquid (1) pumped by the pump (30), and a mask (2) are installed ( 50).

수조(10)는 상부가 개방된 통 형태로 마련되어 표면처리액(1)을 내부에 저장할 수 있다. The water tank 10 may be provided in the shape of a cylinder with an open top to store the surface treatment liquid 1 therein.

케이스(20) 일측에는 수조(10)의 출입을 위한 수조출입구(21)가 형성되고, 케이스(20)의 상면에는 수조(10)와 통하도록 개구(22)가 마련될 수 있다. On one side of the case 20, a water tank outlet 21 for entering and exiting the water tank 10 is formed, and an opening 22 may be provided on the upper surface of the case 20 to communicate with the water tank 10.

따라서 수조출입구(21)를 통해 케이스(20) 내부로 진입된 수조(10) 내부는 케이스(20)의 개구(22)를 통해 외부와 연통될 수 있다. Accordingly, the inside of the water tank 10 that has entered the inside of the case 20 through the water tank outlet 21 may be communicated with the outside through the opening 22 of the case 20.

펌프(30)는 개구(22) 내측으로 진입이 가능하도록 케이스(20)에 승강 가능하게 설치되어 저부가 수조(10)에 잠기도록 하강한 상태에서 표면처리액(1)을 펌핑할 수 있다. The pump 30 is installed to be elevated in the case 20 to allow entry into the opening 22, so that the surface treatment liquid 1 can be pumped in a state in which the bottom is lowered to be immersed in the water tank 10.

토출가이드(40)는 펌프(30) 상부에 펌프(30)와 한 몸을 이루도록 마련되어 펌프(30)와 함께 승강하고, 토출가이드(40)에는 펌프(30)를 통해 펌핑된 표면처리액(1)을 상부로 토출시키는 토출구(41)가 마련될 수 있다. 토출가이드(40) 둘레에는 후술하게 될 유로가이드(60)가 일체로 결합될 수 있다. The discharge guide 40 is provided to form a body with the pump 30 on the upper portion of the pump 30, and moves up and down together with the pump 30. The discharge guide 40 has a surface treatment liquid pumped through the pump 30 (1) ) May be provided with a discharge port 41 for discharging upwards. Around the discharge guide 40, a flow guide 60, which will be described later, may be integrally coupled.

펌프(30)의 승강을 위해 유로가이드(60) 일측으로는 연결대(70)가 연장되고, 연결대(70)에는 펌프(30)의 승강을 위한 승강구동기(80)가 설치될 수 있다. For the lifting of the pump 30, the connecting rod 70 is extended to one side of the flow guide 60, and the lifting driver 80 for lifting the pump 30 may be installed on the connecting rod 70.

승강구동기(80)는 스크류잭(81)과, 스크류잭(81)을 회전시키는 모터(82)를 포함할 수 있다. 스크류잭(81)은 상단이 연결대(60)에 결합하고 하단이 개구(22) 일측의 케이스(20)에 결합되어 회전방향에 따라 연결대(70)를 승강시킬 수 있다. 모터(82) 일측으로 연결대(70)에는 펌프(30)의 승강구동 및 승강위치를 자유롭게 조절하기 위해 모터(82)의 구동을 제어하는 제어스위치(83)가 마련될 수 있다. 미설명 부호 84은 펌프(30)의 승강동작을 원활하게 안내하기 위해 스크류잭(81)과 나란하게 설치되는 가이드로드를 가리킨다. The elevator driver 80 may include a screw jack 81 and a motor 82 that rotates the screw jack 81. The screw jack 81 has an upper end coupled to the connecting rod 60 and a lower end coupled to the case 20 on one side of the opening 22 so that the connecting rod 70 can be moved up and down according to the rotational direction. On one side of the motor 82, the connecting rod 70 may be provided with a control switch 83 for controlling the driving of the motor 82 in order to freely adjust the lifting and lowering positions of the pump 30. Reference numeral 84 denotes a guide rod installed in parallel with the screw jack 81 to smoothly guide the lifting operation of the pump 30.

따라서 수조(10)가 케이스(20)에 진입된 상태에서 펌프(30)는 저부가 수조(10)의 표면처리액(1)에 잠기도록 하강할 수 있고, 이 상태에서 표면처리액(1)을 펌핑하여 토출가이드(40)의 토출구(41)로 토출시킬 수 있다. Therefore, in the state in which the water tank 10 enters the case 20, the pump 30 can be lowered so that the bottom portion is immersed in the surface treatment liquid 1 of the water tank 10, and in this state, the surface treatment liquid 1 is removed. The pump can be discharged to the discharge port 41 of the discharge guide 40.

펌프(30)가 케이스(20)의 개구(22) 상부로 상승한 상태에서 수조(10)는 수조출입구(21)를 통해 케이스(20) 외부로 인출될 수 있다. 따라서 수조(10)는 내부에 수용되는 내용물을 쉽게 교체할 수 있게 된다. 일례로 표면처리액(1)을 통해 시편(2)의 표면처리작업이 완료된 상태에서 수조(10)에는 물과 같은 세척액이 채워질 수 있고, 이 상태의 수조(10)는 세척액이 펌프(30)에 의해 시편(2) 쪽으로 분사되어 시편(2)을 세척할 수 있도록 케이스(20)로 진입될 수 있다.In the state in which the pump 30 rises to the upper portion of the opening 22 of the case 20, the water tank 10 may be drawn out of the case 20 through the water tank outlet 21. Therefore, the water tank 10 can easily replace the contents accommodated therein. For example, in the state in which the surface treatment of the specimen 2 is completed through the surface treatment liquid 1, a washing liquid such as water may be filled in the water tank 10, and the washing liquid of the state tank 10 is a pump 30 By spraying toward the specimen 2, it can enter the case 20 to wash the specimen (2).

마스크(50)는 외면에 시편(2)이 지지되는 시편지지부(51)를 구비한다. 시편지지부(51)는 토출가이드(40) 상면에 대응하도록 마련되고, 시편지지부(51) 중앙에는 토출가이드(40)의 토출구(41)에 대응하는 관통홀(52)이 형성될 수 있다. 시편지지부(51) 둘레에는 토출가이드(40) 측면에 지지되도록 마련된 복수의 측면지지부(53)가 연장될 수 있다.The mask 50 includes a specimen support portion 51 on which the specimen 2 is supported on the outer surface. The specimen support portion 51 is provided to correspond to the upper surface of the discharge guide 40, and a through hole 52 corresponding to the discharge port 41 of the discharge guide 40 may be formed in the center of the specimen support portion 51. A plurality of side support portions 53 provided to be supported on the side of the discharge guide 40 may be extended around the specimen support portion 51.

따라서 시편(2)은 관통홀(52)을 덮도록 시편지지부(51) 외면에 지지될 수 있고, 이 상태의 마스크(50)는 관통홀(52)이 토출구(41)와 마주하도록 토출가이드(40) 둘레에 끼워져 장착될 수 있다. Therefore, the specimen 2 may be supported on the outer surface of the specimen support portion 51 so as to cover the through-hole 52, and the mask 50 in this state is provided with a discharge guide so that the through-hole 52 faces the discharge port 41. 40) It can be fitted around the perimeter.

또한 시편의 표면처리장치는 시편(2)이 표면처리액(1)을 통해 전해연마 되도록 하기 위한 구성으로써, 수조(10)의 표면처리액에 침지 가능하게 마련된 음전극부(91)와, 시편(2)에 연결되는 양전극부(92)를 포함한다. 음전극부(91)는 표면처리액(1)에 불용성인 금속으로 마련될 수 있다. In addition, the surface treatment device of the specimen is a configuration for the specimen 2 to be electropolished through the surface treatment liquid 1, the negative electrode portion 91 and the specimen (prepared to be immersed in the surface treatment liquid of the water tank 10), It includes a positive electrode portion 92 connected to 2). The negative electrode portion 91 may be formed of a metal insoluble in the surface treatment liquid 1.

음전극부(91)는 펌프(30)와 함께 승강하도록 연결부(31)를 통해 펌프(30)에 연결되어 펌프(30)의 하강동작시 수조(10)의 표면처리액(1)에 침지될 수 있다. The negative electrode portion 91 is connected to the pump 30 through the connection portion 31 so as to move up and down with the pump 30 and can be immersed in the surface treatment liquid 1 of the water tank 10 during the lowering operation of the pump 30. have.

그리고 양전극부(92)는 일단이 마스크(50) 저부 일측에 고정되고 타단이 관통홀(52) 상부로 연장되는 고정대(92a)와, 시편(2)을 지지하도록 관통홀(52) 상부의 고정대(92a) 끝단에 설치되는 지지편(92b)과, 지지편(92b)이 관통홀(52) 쪽으로 탄력적으로 가압되도록 지지편(92b)을 고정대(92a) 끝단에 연결하는 탄성부재(92c)를 포함하여 마스크(50)에 일체로 설치될 있다. 탄성부재(92c)는 코일스프링을 통해 마련될 수 있다. 이와 같이 시편고정 기능을 겸하는 양전극부(92)는 시편의 표면처리장치의 구성이 간소화되도록 하는데 기여할 수 있다. And the positive electrode portion 92 is fixed to one side of the bottom end of the mask 50 and the other end is extended to the upper portion of the through hole 52, 92a, and the upper portion of the through hole 52 to support the specimen 2 (92a) the support piece 92b installed at the end, and the elastic member 92c connecting the support piece 92b to the end of the fixture 92a so that the support piece 92b is elastically pressed toward the through hole 52 Including the mask 50 may be integrally installed. The elastic member 92c may be provided through a coil spring. In this way, the positive electrode portion 92 serving as a specimen fixing function may contribute to simplifying the configuration of the surface treatment device of the specimen.

그리고 탄성부재(92c)를 통해 시편(2)을 탄력적으로 가압하여 고정시키는 지지편(92b)은 관통홀(52)을 덮도록 시편지지부(51)에 지지된 시편(2)이 토출구(41)를 통해 토출되는 표면처리액(1)의 분사압력에도 유동이 방지된 상태를 안정적으로 유지하도록 할 수 있다. And the support piece (92b) to elastically press and fix the specimen (2) through the elastic member (92c), the specimen (2) supported by the specimen support (51) to cover the through hole (52) is the discharge port (41) It is possible to stably maintain a state in which flow is prevented even in the injection pressure of the surface treatment liquid 1 discharged through.

시편(2)을 관통홀(52)을 덮도록 시편지지부(51)에 정확하게 고정시킬 수 있도록 마스크(50) 일측에는 시편지지부(51) 쪽을 조명하기 위한 조명장치(110)가 설치될 수 있다.An illumination device 110 for illuminating the specimen supporting portion 51 side may be installed on one side of the mask 50 so that the specimen 2 is accurately fixed to the specimen supporting portion 51 so as to cover the through-hole 52. .

또한 시편의 표면처리장치는 토출구(41)로부터 관통홀(52) 쪽으로 토출되는 표면처리액(1)을 수조(10)로 회수시키는 회수유로(100)를 구비할 수 있다. In addition, the surface treatment apparatus of the specimen may include a recovery passage 100 for recovering the surface treatment liquid 1 discharged from the discharge port 41 toward the through hole 52 into the water tank 10.

따라서 표면처리액(1)은 시편(2)의 표면처리를 위해 펌프(30)에 의해 분사된 상태에서 회수유로(100)를 통해 수조로 다시 회수되는 동작을 반복하면서 순환하게 되므로, 시편의 표면처리장치는 소량의 표면처리액(1)을 가지고도 시편(2)의 표면처리작용을 안정적으로 수행할 수 있게 된다. Therefore, the surface treatment liquid 1 is circulated while repeating the operation to be recovered back to the water tank through the recovery passage 100 in the state sprayed by the pump 30 for the surface treatment of the specimen 2, so that the surface of the specimen The treatment apparatus can stably perform the surface treatment action of the specimen 2 even with a small amount of the surface treatment liquid 1.

회수유로(100)는 표면처리액(1)을 토출가이드(40)와 마스크(50) 사이의 저부로 안내하는 제1회수유로(101)와, 제1회수유로(101)를 통해 안내되는 표면처리액(1)을 수조(10)로 안내하도록 토출가이드(40) 둘레에 마련되는 제2회수유로(102)를 포함할 수 있다. The recovery passage 100 is a surface guided through the first recovery passage 101 and the first recovery passage 101 that guide the surface treatment liquid 1 to the bottom between the discharge guide 40 and the mask 50. It may include a second recovery flow path 102 provided around the discharge guide 40 to guide the treatment liquid (1) to the water tank (10).

마스크(50)는 토출가이드(40)에 장착된 상태에 그 내면이 토출가이드(40) 외면에 밀착하게 되고, 제1회수유로(101)를 형성하기 위해 토출가이드(40) 외면에는 토출구(41)와 통하도록 유로형성홈(42)이 마련될 수 있다. 제1회수유로(101)는 마스크(50)가 장착된 상태에서 유로형성홈(42)과 마스크(50) 내면 사이를 통해 형성될 수 있다. The mask 50 has its inner surface in close contact with the outer surface of the ejection guide 40 in a state attached to the ejection guide 40, and an ejection port 41 is provided on the outer surface of the ejection guide 40 to form the first recovery passage 101. ) May be provided with a flow path forming groove (42). The first recovery channel 101 may be formed between the flow path forming groove 42 and the inner surface of the mask 50 in the state where the mask 50 is mounted.

유로형성홈(42)은 토출구(41) 일측으로 토출가이드(40) 상부에 형성되는 제1유로형성홈(42a)과, 제1유로형성홈(42a)의 단부로부터 토출가이드(40) 측면을 따라 저부로 연장되는 제2유로형성홈(42b)을 포함할 수 있다. The flow path forming groove (42) is a side of the discharge guide (40) from the ends of the first flow path forming groove (42a) and the first flow path forming groove (42a) formed on the discharge guide (40) to one side of the discharge port (41). Accordingly, it may include a second flow path forming groove 42b extending to the bottom.

마스크(50)는 토출가이드(40)의 상부 둘레에 장착되고, 제2유로형성홈(42b)은 토출가이드(40)의 저부까지 길게 연장되어 마스크(50) 장착상태에서 토출구(41)를 통해 토출되는 표면처리액(1)을 토출가이드(40) 저부로 안내할 수 있다. The mask 50 is mounted around the upper portion of the discharge guide 40, and the second flow path forming groove 42b extends long to the bottom of the discharge guide 40 through the discharge port 41 in the state where the mask 50 is mounted. The surface treatment liquid 1 to be discharged can be guided to the bottom of the discharge guide 40.

제2회수유로(102)를 형성하기 위해 토출가이드(40) 저부 둘레에는 유로가이드(60)가 일체로 형성되고, 제2회수유로(102)는 제1회수유로(101)와 통하도록 유로가이드(60) 둘레를 따라 상부로 개방되게 마련될 수 있다. In order to form the second recovery channel 102, a flow guide 60 is integrally formed around the bottom of the discharge guide 40, and the second recovery channel 102 flows through the first recovery channel 101. (60) It may be provided to open to the top along the perimeter.

제2회수유로(102)로 안내된 표면처리액(1)이 수로(10)로 낙하하여 회수되도록 유로가이드에는 낙하안내홀(61)이 마련될 수 있다. A drop guide hole 61 may be provided in the flow guide so that the surface treatment liquid 1 guided to the second recovery flow path 102 falls and is recovered into the water passage 10.

그리고 표면처리액은 과염소산과, 메탄올과, 부톡시에탄올을 포함하는 전해연마액으로 마련될 수 있다. In addition, the surface treatment liquid may be prepared as an electropolishing liquid containing perchloric acid, methanol, and butoxyethanol.

과염소산을 포함하여 시편 표면에 가압된 상태로 분사되는 표면처리액은 과염소산을 통해 산세척작용을 수행함으로써, 시편 표면을 전해연마 되도록 함과 동시에 시편 표면의 산화피막을 제거할 수 있게 된다. The surface treatment liquid sprayed under pressure to the specimen surface, including perchloric acid, is subjected to an acid washing action through perchloric acid, so that the specimen surface is electropolished and the oxide film on the specimen surface can be removed.

시편 표면의 전해연마작용과 산화피막제거 작용이 동시에 원할하게 이루어질 수 있도록 표면처리액은 과염소산 5.8~6.2 부피%, 메탄올 58.8~62.5 부피%, 부톡시에탄올 35.2~37.5 부피%의 범위 내로 이들을 혼합하여 마련될 수 있다. 일례로 표면처리액은 과염소산 60~90ml, 메탄올 600~900ml, 부톡시에탄올 360~540ml를 혼합하여 마련할 수 있다. The surface treatment solution was mixed with 5.8~6.2% by volume of perchloric acid, 58.8~62.5% by volume of methanol, and 35.2~37.5% by volume of butoxyethanol so that the electrolytic polishing and the removal of the oxide film on the surface of the specimen could be smoothly performed at the same time. Can be prepared. For example, the surface treatment liquid may be prepared by mixing 60-90 ml of perchloric acid, 600-900 ml of methanol, and 360-540 ml of butoxyethanol.

시편의 표면처리장치에 의한 시편의 표면처리과정은 다음과 같이 수행될 수 있다. The surface treatment process of the specimen by the surface treatment apparatus of the specimen may be performed as follows.

도 4에 도시된 바와 같이, 시편(2)이 고정된 마스크(50)가 토출가이드(40)에 장착되고, 표면처리액(1)을 수용한 수조(10)가 케이스(20) 내측으로 진입된 상태에서 펌프(30)를 저부가 수조(10) 내부의 표면처리액(1)에 잠기도록 하강시킨 상태에서 구동하게 되면, 수조(10)의 표면처리액(1)은 토출가이드(40)의 토출구(41)를 통해 마스크(50)의 관통홀(52) 쪽으로 분사되어 관통홀(52)을 덮고 있는 시편(2)의 표면으로 분사된다. 시편(2) 표면으로 분사된 표면처리액(1)은 제1회수유로(101)와 제2회수유로(102)를 통해 다시 수조(10)로 회수되고, 이와 같은 동작이 반복적으로 진행됨에 따라 표면처리액(1)은 펌프(30)에 의해 순환하면서 시편(2) 표면으로 지속적으로 분사될 수 있게 된다. As shown in FIG. 4, the mask 50 with the specimen 2 fixed is mounted on the discharge guide 40, and the water tank 10 containing the surface treatment liquid 1 enters the case 20 inside. When the pump 30 is driven in a state in which the bottom portion is lowered to be immersed in the surface treatment liquid 1 inside the water tank 10, the surface treatment liquid 1 of the water tank 10 is the discharge guide 40 It is sprayed toward the through hole 52 of the mask 50 through the discharge port 41 and is sprayed to the surface of the specimen 2 covering the through hole 52. The surface treatment liquid 1 sprayed onto the surface of the specimen 2 is recovered back into the water tank 10 through the first recovery channel 101 and the second recovery channel 102, and as such an operation is repeatedly performed, The surface treatment liquid 1 can be continuously sprayed to the surface of the specimen 2 while circulating by the pump 30.

이때 관통홀(52) 쪽 시편(2) 표면은 펌프(3)에 의해 분사되는 표면처리액(1)에 의해 산화피막이 제거될 수 있게 된다. At this time, the surface of the specimen 2 on the side of the through-hole 52 can be removed by the surface treatment liquid 1 sprayed by the pump 3.

이 상태에서 음전극부(91)와 양전극부(92) 사이에 전원(120)을 연결하여 전류를 인가하게 되면, 시편(2)은 전해연마 된다. In this state, when a current is applied by connecting the power supply 120 between the negative electrode portion 91 and the positive electrode portion 92, the specimen 2 is electrolytically polished.

즉 음전극부(91)와 양전극부(92) 사이에 직류 전원을 공급하면, 음전극부(91)에서는 용해 작용이 없이 다량의 수소가스가 발생하고, 양전극부(92)와 연결된 시편(2) 표면에는 산화층을 형성하면서 미량의 산소를 발생시켜 표면의 연마가 이루어지는 것이다. That is, when DC power is supplied between the negative electrode portion 91 and the positive electrode portion 92, a large amount of hydrogen gas is generated in the negative electrode portion 91 without dissolving action, and the surface of the specimen 2 connected to the positive electrode portion 92 The oxide layer is formed while generating a small amount of oxygen to polish the surface.

이와 같은 전해연마 작용시 인가되는 전압은 28~35V이고, 전해연마 시간은 20~60초 범위 내가 되도록 하는 것이 바람직하다. The voltage applied during such electropolishing is 28 to 35 V, and the electropolishing time is preferably within the range of 20 to 60 seconds.

전해연마 작업이 종료되면, 음전극부(91)와 양전극부(92) 사이에 인가되던 전원의 흐름을 차단하고, 펌프(30)를 승강시켜 시편(2)의 표면처리작업을 종료할 수 있다. When the electropolishing operation is completed, the flow of power applied between the negative electrode portion 91 and the positive electrode portion 92 is cut off, and the pump 30 is elevated to terminate the surface treatment operation of the specimen 2.

도 5에 도시된 바와 같이, 전해연마 작업시 인가되는 전압과 연마시간이 전술한 기준값 범위보다 적을 경우 표면처리액(1)에 의한 시편(2)의 전해연마 정도가 미비하게 되고, 전해연마시 인가되는 전압과 연마시간이 전술한 기준값 범위보다 커질 경우 버링(Burring) 현상 등이 유발되어 시편(2) 표면이 과연마 됨을 확인할 수 있다. As shown in Figure 5, when the voltage and the polishing time applied during the electropolishing operation is less than the above-described reference value range, the degree of electropolishing of the specimen 2 by the surface treatment liquid 1 becomes insufficient, and during electropolishing When the applied voltage and the polishing time are larger than the above-described reference value range, it may be confirmed that the surface of the specimen 2 is over-polished due to the occurrence of burring.

전해연마 작용시 음전극부(91)와 양전극부(92) 사이에 인가되는 전압이 28~35V이고, 전해연마 시간이 20~60초 범위 내로 하였을 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 시편(2)의 연마 상태가 양호하게 됨은 물론, 표면 처리된 시편(2) 표면의 상분석 결과 시편(2) 표면에는 가공 유기 마르텐사이트 상이 거의 없게 되었음을 확인할 수 있다. When the voltage applied between the negative electrode portion 91 and the positive electrode portion 92 during electropolishing is 28 to 35 V, and the electropolishing time is within a range of 20 to 60 seconds, as shown in FIG. 6, the specimen 2 It can be confirmed that the polishing state of) is good, and as a result of the phase analysis of the surface of the surface of the specimen 2, the surface of the specimen 2 has almost no processed organic martensite phase.

비교예로써 제시한 도 7과 같이, 메시를 이용한 폴리싱작업을 통해 시편 표면을 기계적으로 연마한 상태에서 전해연마 할 경우, 오스테아니트계 스테인리스강 시편은 기계적 연마 과정에서 극표층의 오스테나이트의 안정도가 낮은 기지 조직이 마르텐사이트로 변태를 일으켜 가공유기 마르텐사이트상이 발생함을 확인할 수 있다. 이러한 가공 유기 마르텐사이트상은 실제 조직 내에 형성되어 있던 마르텐사이트상과 분간이 힘들기 때문에, 오스테아니트계 스테인리스강의 상분석시 정량적인 조직분석이 어렵게 된다. As shown in FIG. 7 presented as a comparative example, when electrolytic polishing is performed while the surface of the specimen is mechanically polished through a polishing operation using a mesh, the austenitic stainless steel specimen has stability of austenite in the polar surface during mechanical polishing. It can be confirmed that the matrix structure having low low metamorphosis to martensite causes a process-organic martensite phase. Since the processed organic martensite phase is difficult to distinguish from the martensite phase formed in the actual tissue, quantitative analysis of the austenite-based stainless steel is difficult during phase analysis.

이에 반해 본 실시예에 따른 시편의 표면처리장치를 이용한 시편의 표면처리방법에 따르면, 오스테나이트계 스테인리스강 시편(2)의 표면을 화학적으로 연마하면서 시편(2) 표면의 산화피막을 제거할 수 있게 되므로, 상분석을 위한 오스테나이트계 스테인리스강 시편(2)의 표면처리 과정에서 가공 유기 마르텐사이트상이 발생을 억제하여 오스테아니트계 스테인리스강의 상분석시 정량적인 조직분석이 가능할 수 있다.On the other hand, according to the surface treatment method of the specimen using the surface treatment apparatus of the specimen according to the present embodiment, the surface of the specimen 2 can be removed while chemically polishing the surface of the austenitic stainless steel specimen 2. Therefore, it is possible to perform a quantitative tissue analysis during the phase analysis of the austenitic stainless steel by suppressing the occurrence of a processed organic martensitic phase during the surface treatment of the austenitic stainless steel specimen 2 for phase analysis.

1: 표면처리액 2: 시편
10: 수조 20: 케이스
30: 모터 40: 토출가이드
41: 토출구 42: 유로형성홈
50: 마스크 51: 시편지지부
52: 관통홀 60: 유로가이드
70: 연결대 80: 승강구동기
91: 음전극부 92: 양전극부
100: 회수유로 110: 조명장치
120: 전원1: Surface treatment solution 2: Specimen
10: tank 20: case
30: motor 40: discharge guide
41: outlet 42: flow path forming groove
50: mask 51: specimen support
52: Through hole 60: Euro guide
70: Connecting rod 80: Elevator
91: negative electrode portion 92: positive electrode portion
100: recovery passage 110: lighting device
120: power

Claims (6)

표면처리액을 수용하는 수조;
상기 수조의 표면처리액을 펌핑하는 펌프;
상기 펌프에 의해 펌핑되는 표면처리액의 토출을 위한 토출구를 구비하는 토출가이드;
외면에 시편이 지지되는 시편지지부를 구비하여 상기 토출가이드 둘레에 장착 가능하게 마련되되, 상기 시편지지부에 상기 토출구에 대응하는 관통홀을 구비하는 마스크;
상기 수조의 표면처리액에 침지 가능하게 마련된 음전극부;
상기 시편에 연결되는 양전극부;를 포함하는 시편의 표면처리장치.A water tank accommodating the surface treatment liquid;
A pump for pumping the surface treatment liquid of the water tank;
A discharge guide having a discharge port for discharging the surface treatment liquid pumped by the pump;
A mask having a specimen supporting portion on which an specimen is supported on an outer surface and provided to be mounted around the discharge guide, the mask having a through hole corresponding to the discharge hole in the specimen supporting portion;
A negative electrode portion provided to be immersed in the surface treatment liquid of the water tank;
A surface treatment device of a specimen comprising; a positive electrode portion connected to the specimen. 제 1항에 있어서,
상기 토출구로부터 상기 관통홀 쪽으로 토출되는 표면처리액을 상기 수조로 회수시키는 회수유로;를 더 포함하는 시편의 표면처리장치.According to claim 1,
A surface treatment apparatus for a specimen further comprising; a recovery passage for recovering the surface treatment liquid discharged from the discharge port toward the through hole into the water tank. 제 2항에 있어서,
상기 회수유로는,
상기 표면처리액을 상기 토출가이드와 상기 마스크 사이의 저부로 안내하는 제1회수유로;
상기 제1회수유로를 통해 안내되는 상기 표면처리액을 상기 수조로 안내하도록 상기 토출가이드 둘레에 마련되는 제2회수유로;를 포함하고,
상기 마스크는 상기 토출가이드에 장착된 상태에 그 내면이 상기 토출가이드 외면에 밀착하고,
상기 제1회수유로를 형성하기 위해 상기 토출가이드 외면에는 상기 토출구와 통하도록 유로형성홈이 마련된 시편의 표면처리장치.According to claim 2,
The recovery passage,
A first recovery channel for guiding the surface treatment liquid to the bottom between the discharge guide and the mask;
It includes; a second recovery passage provided around the discharge guide to guide the surface treatment liquid guided through the first recovery passage to the water tank,
The mask is attached to the discharge guide, the inner surface of which is in close contact with the outer surface of the discharge guide,
In order to form the first recovery flow path, a surface treatment apparatus for a specimen having a flow path forming groove provided on an outer surface of the discharge guide to communicate with the discharge port. 제 1항에 있어서,
상기 양전극부는,
상기 시편을 지지하도록 상기 관통홀 상부에 마련되는 지지편;
상기 지지편을 상기 관통홀 쪽으로 탄력적으로 가압하는 탄성부재;를 포함하여 상기 마스크에 일체로 설치되는 시편의 표면처리장치.According to claim 1,
The positive electrode portion,
A support piece provided above the through hole to support the specimen;
Including the elastic member for resiliently pressing the support piece toward the through-hole, including the surface treatment device of the specimen is integrally installed on the mask. 제 1항에 있어서,
일측에 상기 수조의 출입을 위한 수조출입구가 마련되고, 상면에 상기 수조와 통하도록 개구가 형성된 케이스;를 더 포함하고,
상기 펌프는 상기 개구 내측으로 진입이 가능하도록 상기 케이스에 승강 가능하게 설치되며,
상기 음전극부는 상기 펌프와 함께 승강하는 시편의 표면처리장치.According to claim 1,
Further comprising a case provided with a water tank outlet for entering and exiting the water tank on one side, and an opening formed to communicate with the water tank on the upper surface;
The pump is installed to be elevated in the case so as to be able to enter the inside of the opening,
The negative electrode portion is a surface treatment device of the specimen to be elevated with the pump. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 시편의 표면처리장치를 이용한 시편의 표면처리방법에 있어서,
상기 시편은 오스테나이트계 스테인리스강이고,
상기 표면처리액은 과염소산과, 메탄올과, 부톡시에탄올을 포함하며,
상기 관통홀을 덮도록 상기 시편이 고정된 상기 마스크를 상기 토출가이드 둘레에 장착하고,
상기 표면처리액이 상기 토출구를 통해 토출하도록 상기 펌프를 구동시키고,
상기 음전극부와 양전극부 사이에 전류를 인가하여 상기 시편을 전해연마 하는 시편의 표면처리방법.In the surface treatment method of the specimen using the surface treatment apparatus of the specimen according to any one of claims 1 to 5,
The specimen is austenitic stainless steel,
The surface treatment solution includes perchloric acid, methanol, and butoxyethanol,
The mask, on which the specimen is fixed to cover the through hole, is mounted around the discharge guide,
The pump is driven to discharge the surface treatment liquid through the discharge port,
A method of surface treatment of a specimen to which the specimen is electropolished by applying a current between the negative electrode portion and the positive electrode portion.
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