KR920004016B1 - 알루미늄-구리-실리콘(Al-Cu-Si)합금의 화성피막처리 방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
도면은 이 발명의 화성피막 처리 공정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
이 발명은 알루미륨-구리-실리콘합금(이하, 알루미늄합금이라함)의 화성피막 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄합금의 화성피막 처리를 할 때, 표면에칭 용액의 조성 및 열처리 조건을 최적화함으로써, 알루미늄 합금의 내식성 및 내마모성을 향상시키는 화성피막 처리방법에 관한 것이다.
종래의 화성피막 처리는 철강 소지상에 아연도금을 한 후 내식성을 향상시키기 위하여 중크롬산처리를 하거나, 전착도장시 전착효율을 높이기 위하여 인산염피막 처리 등을 행하여 왔다. 그러나, 최근에 자동차산업, 항공기산업, 전자 산업 등의 발전과 함께 알루미늄재료의 사용이 급증함에 따라, 알루미늄 재료의 내식성과 내마모성를 향상시키기 위한 표면 처리방법의 개발이 필요하게 되었고, 이에따라 알루미늄 재료의 표면처리 방법이 급속도로 발전하고 있다.
종래에는 이와같은 알루미늄 재료의 내식성 및 내마모성을 향상시키기 위하여 전기분해방법으로 알루미늄 표면을 산화시켜, 알루미늄 표면에 산화알루미륨(Al203)으로 된 부동태피막을 형성시켜주는 양극 산화피막 처리방법(Anodi-ying)과, 크롬산염을 함유한 용액속에 알루미늄재료를 침지시켜 일어나는 화학적 반응에 의하여 알루미늄 표면상에 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 수십 Å단위의 양은 얇은 피막을 형성시켜 주는 크롬산염 피복 처리방법(chromate)이 알려져 있다.
그러나, 이러한 양극 산화피막 처리방법 또는 크롬산염 피복 처리방법에 의해 얻어지는 피막은 모두 내식성 및 내마모성이 약한 단점이 있다. 특히 크롬산염 피복 처리방법에 의하여 형성되는 크롬산염피막은 소지 금속인 알루미늄의 순도에 매우 민감하여, 순수한 알루미늄에 대하여는 양호한 피막 처리를 얻을 수 있으나, 구리 및 실리콘 또는 기타 불순물이 함유되어 있는 알루미늄 합금의 경우에는 다이캐스팅 시의 조건이민감하게 되고 또한 구리, 실리콘 또는 기타 불순물의 편석(segregation)으로 인하여 피막표면에 얼룩이 존재하게 되는 등 양호한 표면처리가 행하여지기 어려운 문제점이 있다.
게다가 크롬산염피막 처리공정 중, 표면에칭 공정에서 질산과 불화수소의 혼합용액을 사용하는데, 이러한 혼합용액은 인체에 매우 유해하여 작업환경을 열화시킴과 동시에 취급이 까다로운 문제점이 있다.
이 발명은 상기한 바와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 이 발명의 목적은 다이캐스팅의 주재료로 사용되고 있는 알루미늄합금에 우수한 내식성 및 내마모성을 부여하는 화성 피막 처리방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 이 발명은 알루미늄 합금의 화성피막 처리방법에 있어서, 전처리 후의 표면에칭공정에서, 에칭용액으로 질산 40-60중량%, 황산 20-30중량%, 순수 20-30중량%로 조성된 용액을 사용하고, 또한 크롬산염피막 형성공정과 열풍건조공정을 행한 다음, 110-130℃의 고온에서 20-30분간 추가 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금의 화성피막 처리방법을 제공한다.
즉, 이 발명의 화성피막 처리방법은 다음과 같은 공정으로 이루어진다.
(가) 표면 클리닝 및 전처리 공정
알루미늄의 인장강도 및 내마모성, 유용성올 증가시킨 알루미늄 합금재료를 다이캐스팅하고 소독처리하여 얻어진 소지 금속제품의 표면을 기계적인 방법으로 연마처리한 후 알칼리 클리닝 또는 용매 클리닝 처리하여 소지 금속표면에 묻어있는 지방질, 표면 불순물 등을 제거하는 전처리를 행한다.
(나)표면에칭 처리공정
이 발명에서는, 이 표면에칭처리 공정에서 사용되는 처리 용액으로서 종래의 질산+불화수소혼합용액(혼합비 95 : 5)대신에 질산 40~60중량%, 황산20~30중량%및 순수 20~30중량%조성인 혼합용액을 사용한다. 이와같은 혼합용액을 사용함으로써 양호한 표면에칭 효과를 얻는다.
이 발명의 에칭용액에 있어서 질산의 농도가 40중량% 이하에서는 실리콘의 제거가 용이 하지 않아 에칭효과가 충분하지 않으며 60중량% 이상에서는 과다에칭될 뿐 만 아니라 에칭면에 금속 산화층을 형성시켜 화성 처리시 크롬산염의 피괴막이 형성되지 않는 문제점이 있다.
황산은 질산의 에칭력을 더욱 강화시키어 주는 상승제로써 사용되며 이 발명에서 그 첨가량은 에칭액에 대하여 20~30중량%가 좋다.
이는 질산의 농도가 60중량%이상될때 에칭 표면에서 금속용 산화시키기 때문에 질산 만으로 에칭 용액중의 산의 농도를 충분히 높일 수 없어 산화력이 없는 황산을전체 에칭용액에 대하여 20~30중량% 첨가함으로써 에칭용액의 산도를 증가시키어 에친 효과를 더욱 크게 할 수 있는 것이다.
(다) 크롬산염피막 형성공정
전처리 및 표면에칭 처리공정을 거친 알루미늄합금 표면에 통상의 방법으로 크롬산염 처리를 행한다. 이때 크롬산염 피막 처리는 6가지 크롬이온과 광물산을 함유한 처리조 내에 제품을 침지시켜 피복시킴으로써 처리한다. 크롬산염 피박처리 후 수세하고, 50-60℃에서 10분간 열풍 건조처리한다.
(라) 열처리 공정
종래에서는 크롬산염피막 처리후, 50~60℃에서 10분정도 열풍건조를 행함으로써 크롬산염 피막처리를 완료하였으나, 이 발명에서는 상기한 바와같이 상기한 열풍건조 처리후, l10~130℃의 고온에서 20~30분간 추가로 열처리한다. 열처리 온도가 110℃이하에서는 크롬산염 피막의 단련(annealing)효과가 없어 크롬산염피막의 알루미늄 합금에 대한 밀착성이 열처리하기 전과 개선된 점이 없었으며 130℃이상에서는 크롬산염피막이 산화되거나 피막에 미세한 파열이 형성되어 크롬산염피막의 알루미늄 합금에 대한 밀착성이 저하되는 문제점이 있다.
이와같은 열처리로 인해 피막의 청정성을 유지하면서 표면 밀착성을 향상시킬 수 있다.
즉, 이 발명에서는, 알루미늄함금 제품을 전처리하고 표면에칭 처리한 후, 크롬산염 피막을 형성시켜 알루미늄계 합금의 화성 피막 처리를 행할 때, 상기한 표면에칭 처리공정에서 질산 40-60중량%, 황산 20-30중량% 및 순수 20-30중량%로 조성된 에칭용액을 사용하고, 또한 크롬산염 피막 형성공정후의 열풍건조후에 110-130℃의 고온에서 20-30분간 추가 열처리를 행함으로써 내식성 및 내마모성이 우수한 화성피막을 알루미늄합금 표면에 형성시킬 수 있다.
다음에 이 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.
[실시예]
알루미늄의 인장강도 및 내마모성, 유동성을 증가시키기 위하여 7. 5-9. 5%의 Si과, 2. 0-4. 0%의 Cu를 합금시킨 알루미늄 합금(ADC 10, JISH 5302)재료를 680-700℃의 용탕 온도에서 다이캐스팅한 후 230℃ 에서 1시간 소둔처리하여 스핀들 장착용 하우징 제품을 얻었다.
이 제품의 모서리 및 표면 일부를 바렐연마 처리하고, 알칼리 탈지제를 사용하여 탈치처리하여 3단식 수세기로써 수세한 후, 15-20%수산화나트륨용액에 전처리하고 다시 수세 하였다.
이어서, 이 제품을 질산 50중량%, 황산 25중량% 및 순수 25중량%로 조성된 에칭용액 중에 3-5초간 침지시켜 표면에칭 처리를 행한 후 수세하였다.
다음에 이 제품을 6가 크롬이온과 광물산을 함유하는 크롬산염용액 중에 침지시켜 제품표면에 크롬산염피막을 형성하고 수세한 후, 50-60℃의 열풍으로 10분간 건조시켰다.
다음에, 이 제품을 120℃로 온도 조절된 오븐 중에 넣고 25분간 열처리하여 최종 제품을 얻었다.
[비교예]
표면에칭용액으로 질산 95중량%, 불산 5중량%의 혼합용 액을 사용하고, 이 발명의 방법에서와 같은 추가 열처리를 행하지 않은 점을 제외하고는 상기한 실시예와 동일한 조건으로 처리하여 알루미늄합금 표면에 화성피막을 형성시켰다.
상기한 실시예 및 비교예에서 얻어진 제품에 대하여 덴지토미터(densitometer)테이프 테스트를 행하여 표면 밀착성을 비교 조사하였다.
상기한 표면피막 밀착성에 대한 실험 결과를 하기 표에 나타내었다.
[표 1]표면밀착성 시험결과
상기 결과로 부터 확인되는 바와같이, 이 발명의 방법에 의해 형성된 피막의 표면밀착성은 종래의 방법에 의해 형성된 피막의 표면밀착성에 비해 2배 정도 향상되었음을 알 수 있다.
또한, 이 발명에서는 인체에 극히 유해한 불산을 사용하지 않기 때문에 용액의 유해성 문제도 해결할 수 있다.
Claims (1)
- 알루미륨-구리-실리콘 합금제품을 클리닝 및 전처리하고 표면에칭 처리한 후, 크롬산염 피복처리하고 얼풍건조하여 화성 피막 처리함에 있어서, 상기한 에칭용액으로 질산 40-60중량%, 황산 20-30중량% 및 순수 20-30중량%로 조성된 혼합용액을 사용하고, 상기한 열풍 건조 처리후에 110-130℃에서 20-30분간 추가 열처리하는 것을 특정으로 하는 알루미륨-구리-실리콘(Al-Cu-Si)합금의 화성피막 처리방법.
Priority Applications (1)
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| KR1019900009883A KR920004016B1 (ko) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 알루미늄-구리-실리콘(Al-Cu-Si)합금의 화성피막처리 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019900009883A KR920004016B1 (ko) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 알루미늄-구리-실리콘(Al-Cu-Si)합금의 화성피막처리 방법 |
Publications (2)
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| KR920000970A KR920000970A (ko) | 1992-01-29 |
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| KR1019900009883A KR920004016B1 (ko) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 알루미늄-구리-실리콘(Al-Cu-Si)합금의 화성피막처리 방법 |
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- 1990-06-30 KR KR1019900009883A patent/KR920004016B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR920000970A (ko) | 1992-01-29 |
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