KR970005449B1 - 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 관한 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법을 실시하는 장치의 일 실시예를 도시한 설명도.

제2도는 본 발명 방법에 의해 처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 피막부분의 확대 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법의 개량에 관한 것이다.

[배경기술]

알루미늄 또는 그것의 합금을 질산, 황산 크롬산 수용액계 등의 전해액 중에서 양극산화시켜 내식성 산화피막을 형성하는 방법은 알루마이트처리로서 공지이고 항공기를 비롯하여 자동차, 선박, 광학기기, 화학공업기기 등에서 남비, 주전자 등의 일용품까지 각종 분야에서 널리 사용되고 있다.

그러나, 알루마이트피막의 상층은 일반적으로 다공질이고, 내식성 등을 향상시키기 위하여는 비등수등에 침지하는 등의 각종의 봉공(시일링) 처리를 실시할 필요가 있다.

또, 알루마이트피막은 일반적으로 은백색이기 때문에 건축재료, 일용품 등과 같이 채색된 것이 바람직한 경우에는 알루마이트의 다공질층내에 염료나 안료를 함침시키는 착색처리를 실시할 필요가 있다. 또, 황산에는 술포살리실산 등을 가한 전해욕을 사용하여 전해에 의해 자연발색피막을 형성하는 방법도 채용되고 있으나 어느것도 알루마이트피막 상층의 얕은 영역만이 착색될 뿐이고, 마모, 변색되기 쉽고 또 그것보다 깊은 부분은 여전히 다공질인채로 있기 때문에 내구성 등도 반드시 충분하지는 않았다.

본 발명은 상술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이고 그 목적으로 하는 바는 각종 착색이 가능하고 내식성, 내마모성이 양호하고 처리를 위하여 시안 등의 유독물질을 사용하지 않는등, 많은 이점을 가지는 알루미늄 또는 그이 합금의 표면처리방법을 제공하는 데 있다.

[발명의 개시]

상기의 목적은 상법에 의해 알루미늄 또는 알루미늄합금의 표면에 양극 산화피막을 형성하는 공정과 상기 공정에 의해 양극산화피막을 형성한 부재의 소망의 금속의 황산염용액 또는 질산염 용액중에서 10 내지 30V 의 교류전압을 가하여 그 금속을 양극 산화피막 중에 전해 합침시키는 공정으로 이루어진 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리 방법에 의해 달성할 수 있다.

상기 전해액의 조성은, 금속염 10~25g/ℓ, 붕산 25~30g/ℓ, 황산 또는 질산 0.3~0.5g/ℓfh 하는 것이 추천장려되고 또 처리온도는 5~20℃, 교류전압은 10~30V로 하는 것이 추천장려된다.

상기 금속염으로서는 은의 염이 가장 유용하다.

또, 상기 양극 산화피막은 상법에 의해 형성한 알루마이트피막이라도 좋고 또는 본원 출원인이 특원소60-251914호나 특원소 63-249147호에 있어서 개시한 바와같이 양극에서 중합하는 저중합 아크릴수지조성물을 함유하는 전해액을 사용하여 저온에서 피처리제를 양극으로 하여 통전함으로써 형성된 아크릴수지 조성물과 복합한 양극산화피막에 대하여도 적용할 수가 있다.

상술한 바와 같은 방법에 의하면 알루미늄 또는 그것의 합금의 지금상에 형성된 다공성 산화피막 내에 전해액중의 금속이 깊게 침입하고 산화 알루미늄과 복합하여 강고하고 또한 치밀한 복합 피막을 형성하기 때문에 내후성, 내식성, 내열성, 내마모성 등이 향상함과 동시에 전해액 중의 금속의 종류나 그것의 침입깊이에 따라서 여러 가지 착생을 할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에 관한 표면처리방법은 축받이, 기어, 스핀들, 밸브, 피스톤, 건구, 인테리어 및 엑스테리어 용품, 문반구 액세서리 등등외에 컴퓨터나 비데오레코오더 등의 자기테이프의 접촉부품의 표면처리로서 극히 광범위의 분야에서 적절하게 이용할 수 있는 것이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세하게 설명한다.

제1도 중 1은 전해조, 2는 교류전원, 3은 그 표면에 상법에 의해 알루마이트피막을 형성한 알루미늄부재, 4,4는 카아본, 그래파이트등의 전극, 5는 소망의 금속염을 함유한 전해액이다.

처리해야할 알루미늄부재(3)의 표면에는 상법에 의해 두께 50~100μ 정도의 알루마이트처리가 시행되어 있다.

알루미늄부재(3)에 2차 처리에 의해 금색의 표면 착색을 실시하는 전해액(5)중의 금속염으로서 예컨대 은의 염을 사용하는 것이고, 그 경우의 전해액(5)의 조성은 예컨대

황산은 : 10~25g/ℓ

붕산 : 25~30g/ℓ

황산 : 0.3~0.5g/ℓ

잔부 : 물

로 하는 것이다.

또, 상기 전해욕액에 또한 다음의 2성분을 가하는 것도 추천장려된다.

D-주석산 : 15~25g/ℓ

황산니켈 : 15~25g/ℓ

교류전원(2)의 전압은 10~30V, 바람직하기는 15~25V로 하고, 전해약의 온도는 5~20℃, 바람직하기는 10~15℃로 한다.

처리의 진행에 따르는 음이온 농도의 저하는 황산은의 보충에 의해 보충한다. 전압이 10V 이하이면 처리효율이 나쁘고, 또 30V 이상이면 금속의 침착이 급격하게 행하여져서 알루마이트의 다공질층내로의 충분한 함침이 행하여지지 않고 색얼룩이나 박리가 생기기 쉽다. 또같이 전해액의 온도가 5~10℃ 이하이면 처리효율이 나쁘고, 15~20℃ 이상으로 되면 색얼룩이 생기기 쉽다.

10~25g/ℓ의 금속염 농도가 본 발명에서 목적으로 하는 다공질내 결정의 성장속도를 위해 적절한 것으로 판단된다.

붕산은 주로 전해액의 전도도의 조정 때문에 첨가된다. 전해액은 황산 또는 질산 0.3~0.5g/ℓ의 산성욕으로 하되 25~30g/ℓ의 붕산의 첨가에 의해 비교적 약산성으로 하여 전도도를 크게 함으로써 금속의 다공성 산화피막내에 깊게 침입하여 치밀하게 형성되는 효과가 잘 달성된다.

상기 2차 처리에 의해 얻어진 복합 양극 산화피막을 제2도의 표피부분 확대단면도를 사용해서 설명한다.

제2도 중, 21은 알루미늄부재(3)의 지금부, 22는 알루마이트처리에 의해 형성된 양극 산화피막, 23은 그것의 장벽층, 24는 다공성피막부, 25는 상기 금속염을 함유한 전해액을 사용한 2차 처리에 의해 다공성 피막부(24)중에 함침된 금속이다.

그리고, 알루마이트처리에 의한 양극산화피막(22)은 통산 장벽층(배리어층)(23)과 다공성피막부(24)로 이루어지고, 이와같은 양극산화피막을 형성한 알루미늄부재에 상기와 같은 2차 전해처리를 실시함으로써 다공성 피막부(24)내에 전해액(5) 중의 은등의 금속분자가 깊게 함침되고, 강고하고 또한 치밀한 복합피막이 형성되는 것이다.

전해액(5)에 사용되는 금속염으로서는 상기 은염이외에 동염, 철염 등의 다른 금속염을 사용할수도 있고, 경우에 따라서는 금염을 사용할수도 있다. 어느 경우에도 금속염 15g/ℓ 전후를 함유한 상기와 같은 전해액 조성으로 하는 것이 바람직하다. 은염의 경우에는 상기와 같이 금색의 피막이 형성되고, 동염의 경우에는 갈색 또는 브론즈색의 피막이 형성된다.

특히, 은염을 사용한 경우, 제품의 표면의 마찰계수가 낮고, 미려한 금색으로 되고, 내마모성도 높은 등등, 많은 이점을 가지기 때문에 가장 적합하게 이용할 수 있다.

피막의 색은 사용하는 금속염의 종류에 의해 변화시킬수가 있는 외에 그 두께, 즉 초기의 알루마이트등의 두께나 2차 전해시간 등에 의하여도 변화시킬수가 있다.

또, 상기 2차 전해 처리에 앞서서 알루미늄부재 표면으로의 양극 산화피막의 형성수단으로서는 상법에 의한 알루마이트 처리외에 본원출원인이 특원소 60-251914호나 특원소 63-249147호에 있어서 개시한 아크릴 수지 조성물과 복합한 양극 산화피막의 형성수단도 적합하게 채용할 수가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 구성되기 때문에 본 발명에 의할 때에는 알루미늄 또는 그것의 합금의 지금상에 형성된 다공성 산화피막 내에 전해액중의 금속이 깊게 침입해서 산화알루미늄과 복합하여 강고하고 또한 치밀한 복합피막을 형성하기 때문에 내후성, 내식성, 내열성, 내마모성 등이 향상함과 동시에 표면의 마모계수도 적어지고, 색채의 경시별환도 적고, 종래 피막이 박리하기 때문에 행할 수 없었던 기계 가공도 가능하게 되고, 또한 처리하기 위해 시안 등의 유독물질을 사용할 필요가 없는 등등, 많은 이점을 가지는 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법이 제공되는 것이다.

또, 본 발명의 구성은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고 예컨대 전해액의 조성이나 그 전해조건 등은 본 발명의 목적의 범위내에 있어서 적당히 변화할 수 있는 것이고, 따라서 본 발명은 상기의 설명으로부터 당업자가 용이하게 상상해 도달할 수 있는 모든 변경 실시예를 포함하는 것이다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명에 관한 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면 처리방법은 축받이, 기어스핀들, 밸브, 피스톤, 인테리어 및 엑스테리어용품, 문방구, 액세서리 등등외에 컴퓨터나 비디오레코오더 등의 자기 테이프의 접촉부품의 표면처리로서 극히 광범위의 분야에서 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (7)

1. 양극에서 중합하는 저중합아크릴수지조성물을 함유하는 전해액을 사용하여, 저온에서 피가공체를 양극으로 하여 통전하여서, 아크릴수지조성물과 복합한 양극산화피막을 형성하는 제1공정과, 상기 공정에의해 양극산화피막을 형성한 부재에 소망의 금속의 황산염 또는 질산염을 함유한 전해액 중에서 10 내지 30V의 교류전압을 가하여 그 금속을 양극산화피막 중에 전해함침시키는 제2공정으로 이루어진 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2공정에서 사용하는 전해액의 조성을 금속염 10~25g/ℓ, 붕산 25~30g/ℓ, 황산 또는 질산 0.3~0.5g/ℓ로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 금속염이 은염인 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 제2공정에서의 처리온도를 5~20℃로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2공정에서의 처리온도를 10~15℃로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법.
6. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 제2공정에서의 처리온도를 10~15℃로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법.
7. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 교류전압을 10 내지 30V로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 그것의 합금의 표면처리방법.