Posted by make_funny◕‿◕
-아노다이징-
금속의 표면에 얇은 산화막을 만들어서 그 금속의 내부를 보호하는 방법입니다.
이 방법은 주로 Al Ti Mg등과 같이 산소와 반응하는 정도가 매우 커서 스스로 표면에 산화막을 만드는 금속에 쓰입니다.
특정 용액(황산 등)에서 그 금속이 양극으로 작용하게 하여 금속표면의 산화작용을
촉진시켜서 균일한 두께의 산화막을 인위적으로 생성시켜주는 방법입니다.
특정 용액을 쓰는 이유는 밑에서 다시 말씀 드리죠..
상용으로 쓰이는 것은 Al이 대부분 입니다.
※Al재료에 인산염(후처리)은 금속특성상 반응을 일으키지않은다!
1.금속의 표면을 보호하는데 1차적 목적이 있습니다.
원래에도 생성되는 산화막을 좀더 균일하게 생성되게 해서 표면을 부식에서
보호하는 것입니다.
2. 자동차용 휠등 Mg를 포함하는 Al합금계에서는 광택효과를 얻기 위해
아노다이징을 하기도 합니다.
Mg는 아노다이징 이후에 광택을 생기게 하기 때문에 외관이 중요한 제품에서
쓰이기도 합니다.
실제 ASA의 고급 알루미늄휠에서는 표면보호는 물론 광택을 위해서
아노다이징을 하기도 합니다.
3.Al에 대해 예를들어 말씀드리죠.
Al처럼 공기와의 반응정도가 큰 금속들은 자체로서 산화막을 형성하여
스스로 내부를 보호합니다.
그러나 그 큰 반응성 때문에 Fe나 Si Cu같은 불순물을 필연적으로 포함하게 됩니다.
이런 불순물을 제거하는 것은 상당히 어려우며 제거할 경우 가격이 엄청나게
올라가서 상용으로 쓰이기에는 부적합합니다.
그런데 이런 불순물의 함량이 높으면 그 금속이 응고되는 중에(제품의 제조중에)
불순물과 Al사이에 금속간화합물(intermetallics:IMC)이 생기게 되고
(Al3Fe Al6Fe Al5FeSi Al2Cu등) 이런 IMC는 Al과 다르게 스스로 산화막을 생성해서
표면을 보호하지 못합니다.
따라서 불순물 함량이 높은 합금을 공기중에 내버려두었다가 그냥 쓰게되면 저런 IMC가 생긴 부분에서 부식되어 응력이 집중되거나 해서 구조물 자체에 큰 영향을 끼치게 됩니다.
아노다이징을 하는 궁극적 목적이
바로 여기에 있습니다.
공기중에서는 Al만 산화막을 형성하고 저런 IMC들은 산화막을 형성하지 못합니다
단. 특정용액(황산등)에서는 저런 IMC도 산화막을 형성할 수 있습니다.
황산이 공기에 비해 합금을 훨씬 빨리 산화시키기 때문이죠.
또한 아노다이징 과정을 조절하면 산화막의 두께도 조절할 수 있습니다.
재료에 따라 최대 200미크론까지 아노다이징 피막 형성 가능합니다.
즉 모든 합금 표면이 부식이나 외부 환경에 대해 균질한 저항력을 가질 수 있게
되는 것입니다.
아노다이징이 된 제품을 사용하는 경우는 주로 자동차용 알루미늄 제품에 많이 쓰입니다.
(부식 방지용) 위에서 말씀드린 것 처럼 고급자동차용 휠에서는 여러가지 목적을
복합적으로 얻기위해 사용되기도 합니다.
●인산염 :
인산의 종류에 따라 오르토인산염, 메타인산염, 이인산염, 삼인산염 등 여러 가지가 있으나, 보통은 오르토인산염(정인산염)을 말합니다.
이것은 3염기산이며, 치환되는 수소원자의 수에 따라 1차, 2차, 3차의 3종의 인산염이 있습니다. 1차염은 모두 물에 녹지만, 2차염과 3차염은 알칼리염만이 녹고,
3차염은 2차염보다 녹기 어렵습니다.
l차염을 가열하면 물을 잃고, 메타인산염이 되고, 2차염의 경우는 피로인산염이 되지만,
3차염은 가열해도 변하지 않습니다.
◈ 목적
인산염피막처리는 금속(주로 철강)을 묽은 인산과 화학적으로 반응시켜 금속의 표면을 난용성의 결정질 인산염으로 만들어 금속의 고유성질을 바꾸는 것이다.
※OXide는 인산염보다 저렴하나 오래못감!
※Fe재료에 아노다이징(후처리)은 금속특성상 반응을 일으키지않는다!
◈ 특 성
▶ 인산아연계(Z형)
① 색 상 :
연회색 - 진한회색(처리할 금속의 탄소량이 증가할수록 입자크기가 작아져 색상이 짙어짐)
② 처리방법⑴ 분무식 :
1~10 g/㎡ 피막중량 가능 ⑵ 침적식 : 1.5~40 g/㎡ 피막중량 가능
③ 용 도 :
도장하지용, 냉간성형, 내마멸성, 내식성
▶ 인산망간계형
① 색 상 : 검은색을 띤 흑갈색, 피막내의 MnO량에 따라 갈색이 짙어짐.
보통은 OIL을 흡착시켜 사용하므로 OIL이 검은색을 강화시켜 검은색을 띠게 됩니다.
② 처리방법 - 침적식만 가능 중량은 5~30 g/㎡가능
③ 특 성 - 치밀한 미립자로된 피막이 요구됩니다.
- Mn계 피막은 Zn계에 비해 처리 비용이 많이드나, 두꺼운 피막이 가능합니다.
④ 용 도 :
내마멸성 개선 :
* 이외의 종류로 인산철계, 인산납계, 인산주석계, 인산아연칼슘계 피막처리가 있습니다.
▶ 응용범위
① 도장하지용 :
인산염피막을 도장하지용으로 사용하는 경우 습기와 수분에 대한 내식성 증가 및 부식의 퍼짐을 방지 할 수 있습니다.
② 내식성
인산염피막은 수분이 금속표면과 직접 접촉하는 것을 막아서 금속의 부식을 억제시킵니다.
내식성을 증가시키기 위해 방청유나 WAX등의 후막을 덧붙여 사용하기도 합니다.
③ 냉간가공용
강을 인발시 강의 표면과 DIE사이에는 매우 큰 마찰이 생기며 이것을 줄이기 위해 사용하기도 합니다.
④ 내마멸성 : 강표면에 피막처리를 하여 내마멸성을 증가시킬 수 있습니다
수조에서 아노다징 작업을 하고 있습니다.
아노다이징작업으로 구현된 제품
알루미늄 아노다이징 처리 (전) / 흑색아노다징 후처리(후)
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