경영혁신/생산.공정관리

대표적인 양극산화 처리법

성공을 도와주기 2014. 9. 26. 14:17
방법전해액조성(%)전류밀도(A/m²)전압(V)온도(℃)처리시간(min)막두께
(㎛)
응용
산성욕황산Alumilite황산알마이트독 Eloxal GSH2SO4
10~20
DC100~20010~2020~3010~30투명5~30경질.내식피막
염색용
수산알마이트(Alumite)(COOH)
2-2H2O2~4
AC100~200
DC50~100
80~12020~2920~60황갈색,반투명3이상내식,내마모성,장식용
영미법(COOH)2
5~10
DC100~20050~653010~30반투명15방식용,장식용
독 Eloxal GHh(COOH)2
3~5
DC100~20040~6018~2040~60황색10~62
독 Eloxal GHL상동상동30~353520~30거의무색 
독 Eloxal WX상동AC 200~30040~6025~3540~60황색기 
독 Eloxal WGX상동AC 200~300
DC100~200
30~60
40~60
20~3015~30황색기 
크롬산Bengough-stuart 법CrO3
2.5~3.0
DC 10~500→40404
0→5050
4010205
5
불투명회색2.5~15보호용 특히 장식용5%이상의 중금속을 포함하는 합금에 부적합
촉진 크롬산법CrO3
5~10
DC 15~30403530불투명회색2~3봉인은 하지 않음
붕산컨덴서법H3BO3
9~15
DC50~50090~95- 2.5~7.5전해 컨덴서용 유전체 박막
Borax
0~0.25
DC230~250    
알카리성욕암모니아 불화물법NH4OH15NH4F1DC200 22020투명10고온에서 저해가능 내식,염색성 양호
알칼리 과산화물법NaOH H2O2DC200 2030투명6복합체양극산화용
인산나트륨법NaPO425DC300 2030투명유백7염색성 양호
비수욕붕산 포름아미드법H3BO325DC100~400 17~15 투명흑갈색  
용융염법(NH4)HSO4NaHSO41:1DC10080~180용해 무색  
경질피막황산법황산법에 의한
경질 후막용10~20
DC200~45023~1200±260이상회색30min:15, 60min:34, 90min:50, 120min:
150
내마모부분에 사용HV=450~550
수산법경질후막용
3~5
AC100~2000
AC100~2000
80~200
40~60
3~560이상황갈색약20이상황산이상으로 두꺼워 질 수 있다. 경도가 높고 내마모성이 극히 크다.
황산법Sunford 법경질 후막용
황산 122-aminoethy 1sulfuric acid 0.02~0.05mol/l
DC400~ 260회갈색60전후내마모 부분에 사용
황산계 디칼본산계 니케이총연법황산10~15디칼본산 약간DC400~ 10이하60회갈색60전후합금에도 가능 마모부분에 사용
M.H.C 법 (Matin Co.)황산15DC25025~50060회색60전후마모부분에 사용
Hard Alumilite황산12H2CrO4DC360 9~1160회색  
착색피막자연발색Kalcolor술포사리틸산15황산0.5DC200~30045~8020~35 호박색 브론즈20~30내식, 내마찰성 우수
Duranodic 300술포프탈산 15
황산 0.5
DC25030~7020 차갈색브론즈30~60내식, 내마찰성 우수
Veroxal술포사리틸산15머레인산DC30~8020 암갈색20~35내식, 내마찰성 우수
 머레이산20
황산0.1~1.0
DC300 30 회백색 내식, 내마찰성 우수
전해착색아사다법금속염
(Ni, Co, Cu, Sn, Se)
황산암모늄
붕산
AC10~50실온 각색 황산, 수산 등으로 1차 피막을 생성한 후, 교류 전해에 의해미시공중에 금속염을 석출 시킨다.


 
결함 항목 원 인 대책
버닝버프 버닝
전해액 온도 불균일
국부적 고전류 밀도
수산화 알루미늄 버닝
연마 조건의 적정화
액순환, 교반량 증가
전해 파형의 평활화, 전류 밀도 낮춤
수세, 알루미늄 처리량의 조정
숏        트 제품과 리드선의 점점의 어긋남
제품과 음극과의 접촉
거는 방법 개선
극간 거리 조정,내부 음극 유치법 개선
흑  반  점압출후 국부적 냉각 부족
디스멋트 부족  
균질한 냉각
질산 농도 증가, 중크롬산카리 첨가
욕중에서 흔든다
전 해 부 식 접점 불량 사용수로 부터의 염소이온 혼입
용접용 후락스 부착
인체의 땀이나 지문 부착
중금속이온 혼입
유리산 부족
중첩교류분 부족 (수산법에 많음)
접점 개선
순수 사용
전해전의 충분한 세정
손장갑 사용
중금속 용출 방지
산의 보충 교류분 증가 시킴
색  얼  룩  극비의 부적당
극간거리의 부적당
복잡한 형상
전류분포 불균일
교반부족, 불균일
전해액 온도 상승
이물 부착
전해액 잔존
합금 성분
염색 조건
접점 부족
음극면적 조정
음극을 이동해 본다
옴극 배치의 고려
랙크접점수 증가
점점 위치 고려
전해액 순환량증가. 냉각
수세를 충분히 한다
수세를 충분히 한다
재질 확인
염색욕의 pH농도 관리
적절한 접점을 취한다
무  지  개접점 부족
전기 접점 불량
전해 중단
표면적과 리드선의 적적화
리드 접점부의 이탈 방지
교반을 약하게 한다
표 면 얼 룩 탈지 불충분
재질, 열처리의 불균일
탈지를 충분히 행한다
재질, 열처리를 정확하게
표 면 거 침소재의 조성 부적합
엣칭조건의 부적합
조건 관리를 엄중하게 행한다  
수산화 나트륨엣칭액의 노화액관리 철저
버          닝엣칭후 수세까지의 시간이 길다 엣칭후 신속 수세
그림자 모양 리드선에 의한 투영 흔적 리드선 위치에 주의 할 것
봉 공 얼 룩 물건의 겹침
온도의 불균일
물건이 겹치지 않도록 한다.
온도 분포를 균일하게 한다
액  흐  름 전해액을 유출
수세 부족
맞춤시 불량
충분한 수세
스팟트 개량  
가 스 포 겟 틀, 랙크각도의 부적합
공기 교반, 내부 음극에서의 수소 발생
적당한 틀과 랙크의 거는 각도 선정
가스가 유출하도록 랙크를 만들고 건다
크         랙 저온 전해, 봉공 온도, 가열, 기계적 충격110 도씨 이상의 가열을 피한다
제품 취급 주의
성능 결함 및 막두께 부족 전해 시간 짧고 전류 밀도가 낮다
내부 음극 부족 및 음극 면적 부족
틀과 겉이 면적이 크다
리드의 접촉 불량, 탈막 부족
리드의 전기용량 부족
전기 접점 부족 전해액 온도가 높고, 국부 고열 발생
합금 조성의 부적합
적정 시간과 전류 밀도 선정
형상에 맞게 사용 및 이상 전압이 안걸리게 할 것
전류 용량에 맞는 전해 면적 선정
리드 부착 개량 및 완전 탈락
단면적이 큰 리드 사용
접점 증가 냉각 및 교반, 순환을 충분하게
적절한 합금 선택
내 마 모 성 전해액 온도가 높고 전류 밀도가 낮다 냉각 및 적정한 전류 밀도 선택
내식성 부족 전해 시간이 너무 길고 전해액 농도가 높다 합금 조성이 부적합전류 밀도 높이고 전해 시간 단축, 농도 적정 유지
적절한 합금 선택
불          꽃유리산 부족, 전해액 노화
전해액이 높고, 전류 밀도 불균일
산보급 및 전해액 일부 교체
냉각 및 전류 밀도 조정
박          리 정전이나 중단 전해 재생 및 가급적 전해중 중단을 피할것
표 면 모 양 알루미늄, 주물, 재료 결함 엣징조건 알루미늄재 개선 및 주물재 선택 엣칭액 선택
분          취 전해액 농도, 용존 알루미늄 증가
전해액 온도 상승
수세 부족
봉공액 오염
분석에 의해 조정 관리
전해액 냉가, 교반
수량, 수세 횟수, 수세 시간 증가
봉공액 교환
 
   
 
랙킹 공정 에서의 문제
재료의 입고 검사를 겸할 수가 있다. 상처나 찍힘, 휨, 용접 불량, 후락스의 비산, 이물의 부착, 이종 금속의 접촉 등의 검사를 한다.
랙킹 공정에서의 불비는 막 두께 부족 , 막 두께 편차, 무지개 색, 부품의 떨어짐, 색 얼룩, 색 차이, 가스 잔류, 숏트, 버닝, 전해 부식, 전착 도장 불량 등의 원인이 된다.
 
   
 
양극 산화 후의 수세 공정에서의 문제
양극 산화 후의 수세가 불충분하면 봉공처리 후에 분취의 원인과 도막의 밀착성 저하 ( 기계 절단 가공시에 사용하는 절삭 유가 피막, 도막 사이에 스며들어 얼룩이 생긴다 ) 의 원인이 된다.
수세는 다단식 수세가 바람직 하다.
또 수세조 위에 샤워 수세가 좋고 그때 전해 랙크 분도 스프레이 하는 것이 좋다.
 
   
 
재처리에서의 주의
소재 불량 이외의 원인에 의한 양극 산화 처리 공정에서의 불량은 다시 처리 하도록 한다.
기계 연마에 의해 생긴 탄 것, 무지개는 탈막을 행하는 것으로 재처리를 실시해 신품과 같이 마무리 하지만 재처리에 의해 많은 것은 거칠 게 보인다.
미봉공 처리의 피막은 H2SO4 10% + HNO3 20% 의 액, 혹은 과망간산카리움 2% + HNO3 10%에서 탈색할 수 있다.
봉공 처리한 피막은 인한 20ml/l +크롬산 20g/l, 100도씨에서 탈막하지 않으면 거친 표면이 되고 색차이가 발생한다.
미봉공 처리의 피막은 알카리에칭액에도 탈막이 가능하다.
또한 전해 발색법의 피막에는 미봉공 처리의 상태에서 탈막하지 않으면 색얼룩이 된다.
 
   
 
처리상에서의 결함과 그 대책
피막 버닝 양극 산화시에 제품과 랙크의 접촉 면적의 부족,제품과 음극과의 접촉등에 의해 국부적으로 전류 밀도가 과대하게 되므로 생기기 쉽다. 대책은 제품 표면적에 맞는 적정한 랙크재의 단면적과 접점수를 설정해 완전 접촉을 하도록 한다. 적정한 랙크재의 단면적과 접점수를 설정해 완전 접촉을 하도록 한다. 적정한 대극 배치, 전해액의 강제 교반도 효과가 있다.
가스 잔류 용기 형상의 제품에 발생 한다. 랙크 거는 각도의 부적절에 의해 교반용 공기나, 보조 음극에서 발생하는 수소가스 등이 제품 표면에 국부적으로 머물러 피막의 생성을 방해하는 현상으로 가스 잔류가 없도록 랙크거는 각도를 잘 설정한다.
분      취봉공 처리후에 관찰되며 전해액 온도가 너무 높거나, 수세 부족 등도 이현상을 조장하는 원인으로 봉공 처리 조건 이외에 , 양극산화시의 액온, 수세를 잘 관리 한다.
흐      름제품이 끼워진 부분에 전해액이 잔류한 상태로 충분히 수세되지 않고 봉공처리할시에 액이 흘러나와 피막을 침범해 침흘리는 상태로 백색의 부착물이 생성하는 것으로 전해액 등의 잔유물이 남지 않는 형상으로 설계한다. 전해후에 수세를 충분히 행하고, 산분의 잔류를 완전하게 제거하는 것이 필요하다.
부식,핏팅양극산화 전의 소재에 발생한 부식이 원인이 되는 것과 양극 산화시에 발생하는 것이 있다. 후자에는 전해액 중의 불순물 혼입이 원인이 되는 것이 많고, 수산법에서 발생하기 쉽다. 불순물은 염소 이온의 중금속 이온의 혼입이 영향이 있고, 또 유리산의 부족, 교직중첩 전해에서의 교류분의 부족 등도 원인으로 작용한다. 수산법의 경우 탈염수를 쓰고, 전극, 부스바로 부터의 중금속 혼입을 막고,액조성의 관리를 충분히 행하며, 부식이 발생하는 듯한 조건에서는 교류분을 증가 시킨다.
 
 

 


 1. 일반  
 
구분 용 어 영 어 의 미
1 양극처리(陽極處理) Anodizing 양극에서의 전기 화학적인 처리의 총칭
2 양극산화(陽極酸化) Anodic Oxidation 양극 처리에 의해 전극표면에서 일어나는 산화 반응
3 양극산화피막(皮膜) Anodic Oxide film 양극 산화 처리에 의해 생성한 피막
4 아루마이트(일본) Alumite 알루미늄 및 그 합금을 양극산화해서 다공성의 피막을 생성해 이것을 봉공처리해 화학적 물리적으로 안정한것.
6 자연산화(自然酸化) natural oxidation 공기 중에서 인공적으로 가속시킴 없이 생성하는 산화반응
7 다공질 층(多孔質 層) porous layer 수많은 孔을 갖는 양극산화 피막 층으로 산화 피막에 대해, 용해능력이 있는 전해질에 의해 생성된다.
8 장벽 층(障壁 層) barrier layer 양극산화 시 막의 용해 능력이 없는 전해질에 의하던지, 또는 용해 능력이 있는 전해질이라도 다공질 층 바닥에 생기는 無孔性의 絶緣박층
기층(基層) basic layer
활성 층(活性 層) active layer
9 비일비층 Beilby layer 연마할 때 표면물질의 유동에 의해 생긴 非晶質인 층
10 부동태(不動態) Passivity, passivestate 화학적 또는 전기 화학적으로 용해 혹은 반응이 정지한 듯한 금속의 특수한 표면 상태
11 활성화(活性化) activation 표면의 부동태를 파괴하는 것을 목적으로 하는 처리
12 흡착(吸着) adsorption 氣相 또는 液相중의 물질이 그 相과 接하는 타상과의 계면에서 상의 내부와 다른 농도를 가지고 평형에 달하는 현상
13 피.에치(PH) PH(value) 수소이온 농도의 역수의 상용대수로써 각종 약액의 산도 혹은 알카리도를 표시하는데 쓰인다.
14 전해질(電解質) electrolyte. 물등의 용매에 녹아 그 용액이 전기 전도성을 가지고 전류를 흘리면 전기 분해 현상을 일으키는 물질
15 전해액(電解液) electrolytic-solution 전해질을 물등의 용매에 녹흰 용액
16 전기영동(電氣泳動) electrophoresis 모체에 현탁되 있는 하전입자가 전장의 영향하에 이동하는 현상
17 양극(陽極) anode 음이온의 방전, 산화반응이 행해지는 극
18 음극(陰極) cathode 양이온이 전기화학적으로 금속 또는 수소로 환원해서 석출하는 극
19 보조음극(補助陰極) auxiliary cathode 균일한 양극산화 피막생성을 목적으로 사용하는 보조적인 음극
20 극간거리(極間距離) distance between electrodes 양극과 음극과의 거리
21 균일전해성(均一電解性) throwing power 양극산화 피막을 균일하게 생성하려고 하는 처리욕 능력
22 전해압(電解壓) electrolytic potential 용액의 전해에 필요한 최소한의 전압
23 과전압(過電壓) over voltage 실제전해가 행해지고 있는 전극전위와 평형전위와의 차이
24 욕(浴)전압 혹은 극간전압 bath voltage 양극산화처리욕중의 양극과 음극 사이의 전압
25 전류밀도(電流密度) current density 전극의 단위 면적당 전류의 크기
26 전류효율(電流效率) current efficiency 통과한 전류중 목적으로 하는 전극반응에 사용된 전류비율
27 피막생성율 coating ratio 산화생성물량과 금속의 손실량과의 비율
28 전류분포(電流分布) current distribution 전극의 각 위치에서의 통과전류의 분포상태
29 유효면(有效面) significant surface 표면처리 용도상 중요한 면
30 욕관리(浴管理) control of bath 전해욕의 상태를 정상으로 유지하기 위해 필요한 관리
31 직류법(直流法) direct current process 직류에 의해 양극산화처리를 하는 방법
32 교류법(交流法) alteranating current process 교류에 의해 양극산화 처리를 하는 방법
33 교.직류중첩법(交.直流重疊法) process of superimposed alternating current to direct current 교류와 직류를 중첩해서 양극산화처리를 하는 방법
34 정전류법(定電流法) constant current process 전류를 일정하게 유지하면서 양극산화 처리하는 법
35 정전압법(定電壓法) constant voltage process 전압을 일정하게 유지하면서 양극산화 처리하는 법
36 전류회복(電流回復)현상 Corrent Recorvering Anode 산화를 하고 있을때 전압을 급격하게 저전압으로 바꾸면전류는 거의 흐르지 않지만 조금 있으면 전류는 회복해 정상 상태로 되는 현상을 말한다.
37 불완전정류법(整流法) imperfectly-rectified current 정류파형의 일부에 非정류 파형을 가한 전류를 써서 양극
process 산화 처리를 하는 방법
38 부식(腐蝕) corrosion 금속이 환경중의 여러 물질과 반응해서 소모하는 현상
39 국부(局部)부식 local corrosion 국부적으로 집중해서 일어나는 부식
40 점식(點蝕) pin hole pitting corrosion 금속표면의 절연피막이 국부적으로 파괴되어 생긴 점상의 부식
41 입계부식(粒界腐蝕) intergranular-corrosion 금속입계의 전극전위가 다른 상에서 일어나는 부식
42 스포링현상 spaling 전해착색시에 생기는 핏트로서, 다공질형 산화피막 低部의 바리아층으로 부터의 가스 발생에 의한다.
43 층상부식(層狀腐蝕) exfoliation corrosion 압연, 압출등의 가공에 의해 생긴 층상의 조직을 따라
박리하는 듯한 상태의 부식으로 박리 부식이라고도 한다.
44 응력부식(應力腐蝕) stress-corrosion 재료에 응력이 걸려있는 상태에서 부식으로 응력이 없는 경우보다 부식 진행이 빠르다. 또, 이 때문에 재료에 갈라짐이 발생하는 수가 있는데 이것을 응력부식 갈라짐이라고 한다.
45 국부전지(局部電池) local cell 하나의 금속체 표면에서 국부적으로 구성되는 短格전지
46 이종(異種)금속(金屬) dismilar-metal 알루미늄 이외의 금속의 것이지만, 알루미늄의 전극전위는 卑하기 때문에 일반적으로는 전극전위가 알루미늄보다 貴한 접촉부식성의 금속을 가리킨다.
47 부식성물질(腐蝕性物質),
결로(結露)
corrosive substance bedewing 표면처리한 알루미늄에 부식을 일으키기 쉬운 물질로, 몰탈석회, 검정매연, 먼지, 이종금속등이 있다. 수증기를 포함하고 있는 공기가 냉각되 이슬점 露點 이하로 되거나, 수증기가 액화해, 이슬을 만드는것
 
   
 2. 재료와 설비  
 
구분 용 어 영 어 의 미
1 광휘(光輝)알루미늄합금 Al alloy for brightening 전해 및 화학광희 피막법에 의해 특히 광택성을 얻는 합금
2 자연발색합금(自然發色合金) Al alloy for integral (=natural) color anodizing 양극산화만의 그대로 특유의 착색피막을 얻을 수 있도록 만들어진 합금
3 계면(界面)활성제 Surface active agent 표면장력을 감소 시키기 위해 가하는 첨가제
4 억제제(抑制劑) ingibitor 화학반응 또는 전기화학반응의 진행을 방해하는 첨가제
5 광택제(光澤劑) brightener 전해 혹은 화학연마욕중에 광휘를 증가시키기 위한 첨가제
6 탈막제(脫膜濟) removing medium or coating 양극산화피막 또는 전해나 화학연마에 의한 피막등의 제거제, 피막박리제라고도 한다.
7 염료(染料) dye,dyestuff 염착(染着)가능한 염제 및 염착 가능하도록 배합한 것의 총칭
8 유기(有機)염료 organic dye 유색의 유기화합물 중에서 염색에 적합한 것
9 무기(無期)염료 inorganic dye 염착가능한 무기염료
10 수용성(水溶性)염료 water soluble dye 물에 녹을수 있는 염료
11 유용성(油溶性)염료 oil soluble dye 적당한 기름에 녹여서 사용하는 염료
12 금속착염(錯鹽)염료 metal complex dye 크롬, 동등의 중금속과 착염을 형성하고 있는 수용성 염료
13 식용색소(食用色素) food colour(=dye) 식품위생법으로 지정되여진 색소, 식품에 닿는 알루미늄 製器物의 착색에 사용한다.
14 워쉬-프라이마 wash(=etching) primer 도료중에 인산 등을 포함, 이것이 금속 素地에 작용해 방식층을 형성해, 금속素地에 정착하도록 만들어진 도료, 일반적으로 下地도료로써 사용되며, 上途도료와의 밀착성과 내후성을 향상시키는 성질을 가지고 있다.
15 청정제(淸淨劑) detergent,cleaner 관리 및 보수에 사용하는 세제로, 수용성, 유용성, 연마성이있다.
16 건조제(乾燥劑) desicating agent 녹 방지목적으로 포장내부의 습도를 저하시키기 위해 사용 하는 재료로 시리카겔이나 활성아루미나 등이 사용된다.
17 자동양극처리설비 Automatic anodizing Equipment 양극처리공정을 기계화해, 자동적으로 행하는 설비
18 연속(連續)양극처리설비 Continueus anodizing Equipment 선등을 연속적으로 양극처리를 행하는 설비
19 양극바 Anode bar 양극처리 槽위에 설치된 양극의 棒
20 랙크(치구(治具)) rack 양극산화 하는 물건을 지지하고 通電을 위해 쓰는 도구
21 전해(電解)틀 frameof racking 렉크걸이의 일종으로 사각틀상의 것
22 진동(振動)장치 rocking Equipment 표면처리를 균일하게 할목적으로 물건을기계적으로 흔들어 움직이게 하는것