KR20210052756A - 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물 및 이를 이용한 알루미늄합금의 양극산화 피막처리법 - Google Patents

알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물 및 이를 이용한 알루미늄합금의 양극산화 피막처리법 Download PDF

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전윤남
박지현
정나겸
김상준
장관섭
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주식회사 영광와이케이엠씨
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Abstract

본 발명은 알루미늄합금의 양극산화에 의한 피막처리의 과정에서 사용하는 전해액에 관한 것으로,
상기 전해액 100 중량부에 대하여, 주재료인 옥살산 2~5 중량부 및 부재료인 구연산 1~4중량부를 각각 포함하여 상기 양극산화 피막처리에 따른 전해액을 조성하고, 상기 전해액을 10~30oC의 온도범위로 유지하여 상기 알루미늄합금의 표면에 15~42㎛ 두께의 산화피막을 형성함으로써,
상기 알루미늄합금의 전해액에 미세기공의 생성원인이 되는 강산을 배제한 상태에서 천연물인 옥살산 및 구연산을 첨가함으로써, 상기 전해액의 폐기과정에서 발생하는 각종 환경오염원을 줄일 수 있다.

Description

알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물 및 그것의 조성방법{Composition of Anodized Coating Electrolyte for Aluminum Alloy and its Composite Method}
본 발명은 알루미늄합금의 양극산화 피막처리의 과정에서 사용하는 전해액에 관한 것으로, 특히 상기 전해액에 천연물질인 옥살산 및 구연산을 동시 첨가하여 환경오염원의 발생을 최소화함은 물론 상기 전해액의 온도를 10~30℃로 설정하여 경도 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 한 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물 및 그것의 조성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 알루미늄합금은 가벼우면서도 가공성이 우수한 소재 특성으로 인해 각종 산업분야에서 널리 사용되는 비철금속으로서, 이 알루미늄합금의 표면에 아노다이징이라고 지칭되는 양극산화 피막처리를 수행하여 경도나 내마모성과 같은 기계적 특성을 향상하여 사용하게 된다.
상기 양극산화 피막처리의 과정에서 상기 알루미늄합금의 표면에 특정 두께의 산화피막이 형성되며, 상기 산화피막은 경도나 내마모성과 같은 기계적 특성의 향상은 물론 다공질 구조로서 다양한 색상을 착색할 수 있는 장점을 포함하고 있어 공업용은 물론 장식용으로도 널리 사용되고 있다.
상기 양극산화 피막처리의 과정에서 사용하는 전해액으로는 황산이나 옥살산이나 크롬산과 같은 강산이 알려져 있으며, 특히 상기 알루미늄합금을 상기 전해액에서 양극으로 하고 통전하면 상기 양극에서 발생하는 산소에 의해서 상기 합금 표면이 산화되어 산화알루미늄 피막을 형성하게 된다.
그런데, 상기 양극산화 피막처리의 과정에서 전해액으로서 사용하는 황산을 적용함에 있어서, 상기 산화피막이 부식되면서 불균일한 다공질을 형성하여 기계적인 및 화학적인 특성이 저하되므로, 상기 다공질을 메꾸는 실링공정을 수행하여 최종제품에 사용한다.
그러나, 상기 실링공정의 과정에서 상기 알루미늄합금의 표면에 백화 현상이 발생하거나 상기 산화피막의 층분리와 같은 제품 불량이 발생할 우려가 있고, 상기 실링공정의 공정추가로 인해 처리비용이나 작업하중의 증대 원인으로 작용하므로 최종제품의 단가상승을 유발하여 비경제적이다.
게다가, 상기 양극산화 피막처리의 전해액으로 사용하는 황산이나 크롬산 등은 강산이어서 인체에 유해한 물질이며, 특히 상기 전해액의 폐기처리하는 과정에서 정화시설이나 중화설비와 같은 구조물이 요구되므로, 상기 구조물의 설치비는 물론 유지비가 추가되어 비경제적이다.
더욱이, 상기 양극산화 피막처리의 전해액으로서 사용하는 황산과 같은 강산을 적용하는 경우, 상기 산화피막의 두께나 강도에 대한 만족할만한 결과치를 얻기가 어려우며, 특히 상기 산화피막이 쉽게 부식되거나 층분리되어 상기 최종제품의 수명을 단축시켜 소비자의 불만원인이 된다.
따라서, 상기 양극산화 피막처리의 전해액으로서 강산을 사용함으로 인해 발생하는 환경오염원을 줄임은 물론 상기 산화피막의 부식 및 층분리를 억제하여 제품의 수명을 연장하는 연구가 절실한 실정이다.
KR 제10-1342340(B1)(2013.12.10.자 등록) KR 제10-2019-0053324(A)(2019.05.20.자 공개) KR 제10-2018-0061043(A)(2018.06.07.자 공개) (인용발명 4) KR 제10-1214400(B1)(2012.12.14.자 등록) (인용발명 5) KR 제10-0606939(B1)(2006.07.24.자 등록)
이에, 본 발명은 상기한 각종 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 전해액에 천연물질인 옥살산 및 구연산을 동시 첨가하여 환경오염원의 발생을 최소화함은 물론 상기 전해액의 온도를 10~30℃로 설정하여 경도 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 한 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물 및 그것의 조성방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 전해액의 조성물은; 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물로서, 상기 전해액 100 중량부에 대하여, 주재료인 옥살산 2~5중량부 및 부재료인 구연산 1~4중량부를 각각 포함하고, 상기 전해액을 10~30oC의 온도범위로 유지하는 것을 특징적 구성으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 전해액의 조성방법은; 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성방법으로서, 상기 전해액 100 중량부에 대하여, 주재료인 옥살산 2~5 중량부 및 부재료인 구연산 1~4중량부를 각각 포함하여 상기 양극산화 피막처리에 따른 전해액을 조성하고, 상기 전해액을 10~30oC의 온도범위로 유지하여 상기 알루미늄합금의 표면에 15~42㎛ 두께의 산화피막을 형성한다.
이상과 같이, 본 발명은 적어도 다음의 효과를 포함한다.
첫째, 상기 양극산화 피막처리의 전해액에 미세기공의 발생원인이 되는 강산을 배제한 상태에서 천연물인 옥살산 및 구연산을 첨가함으로써, 상기 전해액의 폐기과정에서 발생하는 각종 환경오염원을 줄일 수 있다.
둘째, 상기 알루미늄합금의 전해액으로 천연물을 적용함으로써, 상기 산화피막이 균일화되어 상기 산화피막의 손상이나 층분리가 최소화되므로, 상기 산화피막의 두께나 강도의 만족할만한 결과치를 얻을 수 있다.
즉, 상기 알루미늄합금의 산화피막이 균일화되므로, 상기 알루미늄합금에 의해 제조한 제품의 경도나 내마모성이나 내식성과 같은 기계적인 및 화학적인 특성이 향상되어 상기 최종제품의 신뢰도가 향상된다.
셋째, 상기 양극산화 피막처리의 전해액에 천연물을 첨가함으로써, 상기 전해액의 폐기과정에서 정화시설이나 중화시설이 필요없어져, 상기 전해액의 후처리에 따른 작업하중 및 비용이 줄어들어 경제적이다.
도 1은 본 발명에 따른 전해액의 조성비 및 온도를 달리한 경우에 있어서의 산화피막을 촬영한 이미지 사진,
도 2는 본 발명에 따른 전해액의 온도를 달리한 경우에 있어서의 산화피막 표면을 촬영한 100배 현미경 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 설명한다.
도 1 및 2에서와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물로서, 상기 전해액 100 중량부에 대하여, 주재료인 옥살산 2~5중량부 및 부재료인 구연산 1~4중량부를 각각 포함하고, 상기 전해액을 10~30oC의 온도범위로 유지하는 것을 특징적 구성으로 한다.
또, 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성방법으로서, 상기 전해액 100 중량부에 대하여, 주재료인 옥살산 2~5 중량부 및 부재료인 구연산 1~4중량부를 각각 포함하여 상기 양극산화 피막처리에 따른 전해액을 조성하고, 상기 전해액을 10~30℃의 온도범위로 유지하여 상기 알루미늄합금의 표면에 15~42㎛ 두께의 산화피막을 형성한 것을 특징적 구성으로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 알루미늄합금의 양극산화 피막처리 조성물 및 조성방법에 의해 상기 경도나 내부식성이나 절연성과 같은 기계적인 및 화학적인 특성을 향상시켜 반도체는 물론 TFT-LCD와 같은 전자부품이나 각종 산업 부품에 적용하였다면 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄합금의 양극산화 피막처리는, 상기 알루미늄합금의 전처리단계, 및 상기 전처리된 알루미늄합금을 전해액에 침적하여 산화피막을 형성하는 아노다이징단계를 포함한다.
상기 전처리단계는 공지의 알루미늄합금과 동일한 탈지와 에칭과 중화공정을 거치므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 아노다이징 단계는 상기 합금표면을 양극산화 피막처리하여 최종제품에 적합한 색상의 산화피막을 형성하는 것으로서, 상기 양극산화 피막처리에 사용하는 전해액은 상기 옥살산 및 상기 구연산을 첨가하여 조성하였다.
한편, 상기 전해액으로는 상기 옥살산을 단독으로 첨가할 수도 있지만, 상기 옥살산을 주재료로하여 상기 구연산을 동시 첨가함이 바람직하며, 상기 황산과 같은 강산을 미량 포함하더라도 본원의 기술범주에 포함된다.
상기 전해액에 상기 옥살산 2~5중량부 및 상기 구연산 1~4중량부를 첨가하여 전해액을 구성한 후 상기 전해액을 10~30℃의 온도범위로 설정함으로써, 상기 최종제품의 경도 및 내마모 특성을 향상함이 바람직하다.
상기 옥살산의 첨가량이 2중량부 미만일 경우 인가전압이 80V 이상으로 상승하여 전력낭비의 원인이 되는 반면, 상기 옥살산의 첨가량이 5중량부 이상인 경우에는 상기 옥살산의 용해가 잘 이루어지지 않아 부유물이 발생하므로, 상기 옥살산의 첨가량을 2~5중량부로 한정하였다.
상기 구연산의 첨가량이 1중량부 미만일 경우 상기 옥살산을 단독으로 첨가한 경우와 별 차이가 없고, 상기 구연산의 첨가량이 4중량부 이상일 경우 상기 구연산이 잘 용해되지 않아 최종제품의 품질저하를 유발할 가능성이 크므로, 상기 구연산의 첨가량을 1~4중량부로 한정하였다.
한편, 상기 알루미늄합금의 양극산화 피막처리에 있어서, 상기 전해액의 설정온도를 10~30℃로 한정한 이유는 상기 산화피막에 형성된 다공질의 균일화는 물론 경도 및 마모성의 최적화를 고려하였기 때문이다.
상기 전해액의 설정온도가 30℃ 이상인 경우 상기 산화피막의 특성이 저하되고, 상기 전해액의 설정온도가 10℃ 미만인 경우에는 전해액의 용해도가 낮아져 부유물이 발생함으로 인해 제품의 불량으로 이어지기에, 상기 전해액의 설정온도를 10~30℃로 한정하였다.
상기 양극산화 피막처리에 따른 처리시간이 길어질수록 산화피막의 두께가 두꺼워지므로, 상기 양극산화 피막처리에 따른 시간은 가능한 30분 이상을 유지함이 바람직하다.
상기 알루미늄합금에 형성된 산화피막을 두께는 상기 최종제품의 특성을 고려한 것으로서, 상기 양극산화 피막처리에 따른 처리시간을 조절하여 상기 산화피막을 15~42㎛ 두께로 형성함이 바람직하다.
이하에서는, 상기 전해액에 상기 옥살산을 단독으로 또는 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가한 후 상기 전해액의 온도(37℃, 15℃)를 달리한 경우에 있어서의 경도 및 마모량의 변화량을 알아보기로 한다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3
전해액(중량부) 옥살산 3 옥살산 3 + 구연산 3 옥살산 3 + 구연산 3
온도(℃) 37 37 15
인가전압(V) 33 33 56
비커스경도(HV) 185 274 497
마모량(mg) 1.2 1.5 0.4
먼저, 표 1에서와 같이, 상기 전해액의 설정온도를 30℃(37℃)이상으로 세팅한 상태에서, 비교예 1(옥살산 단독 첨가)와 비교예 2(옥살산 및 구연산 동시 첨가)를 비교한 결과, 비교예 2의 경우 상기 경도 특성(185 → 274)은 향상되었으나 내마모 특성(1.2 → 1.5)은 다소간 저하되었음을 확인할 수 있었다.
상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가한 상태에서, 비교예 2(전해액의 온도가 37℃)와 비교예 3(전해액의 온도가 15℃)을 비교한 결과, 비교예 3의 경우 상기 경도 특성(274 → 497)이 현저하게 향상되었음은 물론 상기 내마모 특성(1.5 → 0.4) 역시 현저하게 향상되었음을 확인할 수 있었다.
따라서, 비교예 2 및 3과 같이, 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가하는 경우 상기 경도가 향상되었으며, 비교예 3과 같이 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가한 상태에서 상기 전해액의 온도를 15℃로 세팅하는 경우 상기 경도 및 상기 내마모 특성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
전해액(중량부) 옥살산3 옥살산3 + 구연산1 옥살산3 + 구연산2 옥살산3 + 구연산3
온도(oC) 37 37 37 37
경도(HV) 185 232 240 274
마모량(mg) 1.2 1.2 1.4 1.5
이하에서는, 상기 전해액에 상기 옥살산을 단독으로 또는 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가한 후 상기 전해액의 온도를 30℃도 이상(37℃)으로 세팅한 경우에 있어서의 경도 및 마모량의 변화량을 알아보기로 한다.
[실시예 1]
표 2에서와 같이. 상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 37℃의 온도범위로 세팅하여 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도는 185HV이었고, 그 마모량은 1.2mg이었다.
[실시예 2]
표 2에서와 같이, 상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 1중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 37℃의 온도범위로 세팅하여 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도는 232HV이었고, 그 마모량은 1.2mg이었다.
[실시예 3]
표 2에서와 같이, 상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 2중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 37℃의 온도범위로 세팅하여 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도는 240HV이었고, 그 마모량은 1.4mg이었다.
[실시예 4]
표 2에서와 같이, 상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 및 구연산을 각각 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 37℃의 온도범위로 세팅하여 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도는 274HV이었고, 그 마모량은 1.5mg이었다.
먼저, 실시예 1 내지 4에서와 같이, 실시예 1(옥살산 단독 첨가)에 비해 실시예 2 내지 4(옥살산 및 구연산 동시 첨가)의 경우, 상기 경도 특성은 전체적으로 향상되었으나 상기 내마모 특성은 거의 유사함을 확인할 수 있었다.
단, 실시예 1(옥살산 단독 첨가)에 비해 실시예 4(옥살산 3 및 구연산 1 동시 첨가)의 경우, 상기 경도 특성(185 → 274)은 향상되었으나 상기 내마모 특성(1.2 → 1.5)은 다소간 저하되었음을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 2 내지 4에서와 같이, 상기 전해액의 조성물에 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가한 상태에서, 상기 전해액의 온도를 30℃이상(37℃)을 유지하는 경우 상기 경도 및 상기 마모량의 변화가 미약함을 확인할 수 있었다.
단, 실시예 4에서와 같이, 상기 전해액의 조성물에 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가하는 경우, 실시예 2 및 3에 비해, 상기 경도 특성(232, 240 → 274)이 다소간 향상되었음을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예 2 내지 4에서와 같이, 상기 옥살산을 3중량부로 세팅한 상태에서 상기 구연산을 각각 1중량부, 2중량부, 3중량부를 첨가하는 경우, 상기 구연산의 첨가량이 증가할수록 상기 경도 특성은 향상되었으나 상기 내마모 특성은 다소간 저하되었음을 확인할 수 있었다.
실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
전해액(중량부) 옥살산 5 옥살산 3 + 구연산 2 옥살산 3 + 구연산 3 옥살산 2 + 구연산 4
온도(℃) 21 30 21 21
경도(HV) 297 320 351 361
피막두께(㎛) 25 42 18 17
이하에서는, 상기 전해액에 상기 옥살산을 단독으로 또는 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가한 경우에 있어서의 경도 및 마모량의 변화량을 알아보기로 한다.
[실시예 5]
표 3에서와 같이, 상기 알루미늄합금(Al6061 시편)의 전해액의 조성물로 상기 옥살산 5중량부를 단독으로 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액의 온도를 21℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 시편의 경도는 297HV이었고, 그 피막의 두께는 25㎛이었다. 상기 양극산화 피막처리한 시편으로서 도 1의 (a)와 같은 이미지를 얻을 수 있었다.
[실시예 6]
표 3에서와 같이, 상기 알루미늄합금(Al6061 시편)의 전해액의 조성물로 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 2중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액의 온도를 30℃의 온도범위로 세팅하고 2시간 동안 양극산화피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 시편의 경도는 320HV이었고, 그 피막의 두께는 42㎛이었다. 상기 양극산화 피막처리한 시편으로서 도 1의 (b)와 같은 이미지를 얻을 수 있었다.
[실시예 7]
표 3에서와 같이, 상기 알루미늄합금(Al6061시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 21℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 시편의 경도는 351HV이었고, 그 피막의 두께는 18㎛이었다. 상기 양극산화 피막처리한 시편으로서 도 1의 (c)와 같은 이미지를 얻을 수 있었다.
[실시예 8]
표 3에서와 같이, 상기 알루미늄합금(Al6061시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 2중량부 및 상기 구연산 4중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 21℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
그 결과, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 시편의 경도는 361HV이었고, 그 피막의 두께는 17㎛이었다. 상기 양극산화 피막처리한 시편으로서 도 1의 (d)와 같은 이미지를 얻을 수 있었다.
먼저, 실시예 5 내지 8에서와 같이, 실시예 5(옥살산 단독 첨가)에 비해 실시예 6 내지 실시예 8(옥살산 및 구연산 동시 첨가)의 경우, 상기 경도(297 → 320, 351, 361)가 다소간 향상되었음을 확인할 수 있었다.
특히, 상기 전해액에 상기 옥살산 3 중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가한다는 가정하에서, 표 2(실시예 4) 및 표 3(실시예 7)과 같이 상기 전해액의 온도범위를 각각 37℃ 및 21℃로 세팅한 결과, 실시예 7(전해액 온도 21℃)의 경우 상기 경도 특성(274 → 351)이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
즉, 표 2에서와 같이 상기 전해액의 온도를 30℃이상(37℃)으로 세팅하는 경우에 비해, 표 3에서와 같이 상기 전해액의 온도를 30℃이하로 세팅하는 경우, 상기 경도 특성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
또한, 도 1의 (a)에서와 같이, 상기 전해액의 조성물에 상기 옥살산을 단독으로 첨가하는 경우 상기 알루미늄합금의 색상이 불투명하지만, 도 1의 (b) 내지 (d) 에서와 같이, 상기 전해액의 조성물에 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가하는 경우 상기 알루미늄합금의 색상이 투명하였다.
따라서, 실시예 1 내지 8 및 도 1에 의해, 상기 전해액의 조성물에 상기 옥살산 및 상기 구연산을 동시 첨가하여 전해액을 구성하고, 상기 전해액의 온도를 30℃ 이하로 세팅하는 경우, 본원발명에서 추구하는 상기 알루미늄합금의 경도에 핵심적인 영향을 끼치는 것으로 확인되었다
실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12 실시예 13
온도 (oC) 7 15 25 35 45
인가전압(V) 69 56 47 33 29
경도(HV) 433 497 442 274 139
내전압(V) 1040 1120 1120 1040 879
마모량(mg) 0.6 0.4 0.4 1.5 7.3
이하에서는, 상기 전해액에 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 동시 첨가하고 상기 전해액(7℃, 15℃, 25℃, 35℃, 45℃)의 온도를 달리한 경우에 있어서의 경도 및 마모량의 변화량을 알아보기로 한다.
[실시예 9]
상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 7℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
표 4에서와 같이, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도가 433HV이었고, 그 마모량이 0.6mg이었다.
[실시예 10]
상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 15℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
표 4에서와 같이, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도가 497HV이었고, 그 마모량이 0.4mg이었다.
[실시예 11]
상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 25℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
표 4에서와 같이, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도가 442HV이었고, 그 마모량이 0.4mg이었다.
[실시예 12]
상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 35℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 처리하였다.
표 3에서와 같이, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도가 274HV이었고, 그 마모량이 1.5mg이었다.
[실시예 13]
상기 알루미늄합금(Al5052시편)의 전해액의 조성물로서 상기 옥살산 3중량부 및 상기 구연산 3중량부를 첨가하여 전해액을 조성하고, 상기 전해액 온도를 45℃의 온도범위로 세팅하고 1시간 동안 양극산화 피막처리하였다.
표 4에서와 같이, 상기 알루미늄합금을 양극산화 피막처리한 결과, 그 경도가 139HV이었고, 그 마모량이 7.3mg이었다.
먼저, 실시예 9 내지 13에서와 같이, 상기 전해액의 온도가 높아질수록 상기 경도 및 상기 내마모 특성이 점점 더 저하됨을 확인할 수 있었고, 이로 인해 상기 전해액의 온도를 낮추는 것이 무엇보다도 중요함을 알 수 있다.
실시예 11(전해액의 온도가 25℃)과 실시예 12(전해액의 온도가 35℃)를 비교하여 볼 때, 실시예 11의 경우, 상기 경도 특성(442 → 274) 및 상기 내마모 특성(0.4 → 1.5)이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
실시예 9(전해액의 온도가 7℃)와 실시예 10(전해액의 온도가 15℃)을 비교하여 볼 때, 실시예 9의 경우, 상기 경도 특성(433 → 497) 및 상기 내마모 특성(0.6 → 0.4)이 다소간 저하되었음을 확인할 수 있었다.
실시예 9(전해액의 온도가 7℃)와 실시예 12(전해액의 온도가 35℃)를 비교하여 볼 때, 실시예 9의 경우, 상기 경도 특성(433 → 274) 및 상기 내마모 특성(0.6 → 1.5)이 다소간 저하됨을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예 9 내지 13에 의해, 상기 전해액 온도의 상한선은 실시예 11과 실시예 12의 중간온도인 30℃로 한정하였고, 상기 전해액 온도의 하한선은 실시예 9와 실시예 10의 중간온도인 10℃로 한정하였다.
특히, 실시예 1 내지 13에 의해, 상기 전해액의 조성물에 옥살산 2~5중량부 및 구연산 1~4중량부를 첨가함은 물론 상기 전해액을 10~30℃로 유지하는 경우 상기 경도 특성 및 내마모 특성을 동시에 만족할 수 있었다. 반면 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 전해액을 30oC 이상으로 설정하여 양극산화하는 경우에 비해 표면이 다소간 거칠게 형성됨을 확인할 수 있었다.
그리고, 상기 전해액의 조성물에 옥살산 5중량부 및 구연산 4중량부 이상의 함량으로 첨가하는 경우 상기 산화피막의 경도 및 내마모 특성이 저하되는 반면, 상기 전해액에 옥살산 2중량부 및 구연산 1중량부 이하의 함량으로 첨가하는 경우 상기 산화피막의 두께를 증가시키는데 많은 시간이 걸리므로, 상기 옥살산 2~5중량부 및 상기 구연산 1~4중량부가 바람직함을 알 수 있었다.
따라서, 실시예 1 내지 13에서와 같이. 상기 전해액의 조성물에 옥살산 2~5 중량부 및 구연산 1~4중량부를 첨가하고, 상기 전해액을 10~30℃로 유지하는 경우, 상기 전해액의 조성물에 강산을 사용하는 경우 발생하는 문제점을 해결할 수 있음은 물론 상기 경도 및 내마모 특성이 우수한 알루미늄합금의 산화피막을 형성할 수 있음을 명확하게 확인할 수 있었다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물로서,
    상기 전해액 100 중량부에 대하여, 주재료인 옥살산 2~5중량부 및 부재료인 구연산 1~4중량부를 각각 포함하고, 상기 전해액을 10~30oC의 온도범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알루미늄합금의 표면에 형성된 피막 두께는 15~42㎛인 것을 특징으로 하는 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물.
  3. 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성방법으로서,
    상기 전해액 100 중량부에 대하여, 주재료인 구연산 2~5 중량부 및 부재료인 옥살산 1~4중량부를 각각 포함하여 상기 양극산화 피막처리에 따른 전해액을 조성하고, 상기 전해액을 10~30oC의 온도범위로 유지하여 상기 알루미늄합금의 표면에 15~42㎛ 두께의 산화피막을 형성한 것을 특징으로 하는 알루미늄합금용 양극산화 피막처리 전해액의 조성방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100606939B1 (ko) 2005-06-08 2006-08-01 (주)포인트엔지니어링 알루미늄 합금재의 아노다이징 전해액의 조성방법 및 그조성물
KR101214400B1 (ko) 2012-04-26 2012-12-21 배재대학교 산학협력단 알루미늄계 금속의 플라즈마 전해 산화 표면처리방법 및 이로 인해 제조되는 알루미늄 금속 산화막
KR101342340B1 (ko) 2012-02-13 2013-12-16 주식회사 마유텍 알루미늄합금 제품용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물
KR20180061043A (ko) 2016-11-28 2018-06-07 베이텡(상하이)커지요우시안공시 알루미늄합금 제품의 peo 표면처리용액의 조성물
KR20190053324A (ko) 2017-11-10 2019-05-20 주식회사 금다니 알루미늄 열교환기의 아노다이징 방식의 외부표면 처리의 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100606939B1 (ko) 2005-06-08 2006-08-01 (주)포인트엔지니어링 알루미늄 합금재의 아노다이징 전해액의 조성방법 및 그조성물
KR101342340B1 (ko) 2012-02-13 2013-12-16 주식회사 마유텍 알루미늄합금 제품용 양극산화 피막처리 전해액의 조성물
KR101214400B1 (ko) 2012-04-26 2012-12-21 배재대학교 산학협력단 알루미늄계 금속의 플라즈마 전해 산화 표면처리방법 및 이로 인해 제조되는 알루미늄 금속 산화막
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