KR20230077067A

KR20230077067A - Method for plating electroless nickel on a titanium

Info

Publication number: KR20230077067A
Application number: KR1020210163915A
Authority: KR
Inventors: 방남석
Original assignee: 삼우금속공업 주식회사
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2023-06-01

Abstract

티타늄 소재의 무전해 니켈 도금 방법이 제공된다. 구체적으로, 상기 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금 방법은 티타늄 소재를 용제탈지하는 제 1단계, 상기 용제탈지된 티타늄 소재에 물과 연마재가 혼합된 현탁액을 분사하여 습식블라스팅을 수행하는 제 2단계, 상기 습식블라스팅이 수행된 티타늄 소재를 알칼리탈지한 후, 1차 수세하는 제 3단계, 상기 1차 수세된 티타늄 소재를 산성용액으로 에칭한 후, 2차 수세하는 제 4단계, 상기 2차 수세된 티타늄 소재를 중화한 후, 3차 수세하는 제 5단계, 상기 3차 수세된 티타늄 소재에 동(Cu) 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하는 제 6단계 및 상기 4차 수세된 티타늄 소재에 무전해 니켈 도금을 수행하는 제 7단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for electroless nickel plating of a titanium material is provided. Specifically, the electroless nickel plating method of the titanium material includes a first step of solvent degreasing the titanium material, a second step of performing wet blasting by spraying a suspension of a mixture of water and abrasive on the solvent degreased titanium material, the The third step of first washing with water after alkaline degreasing of the wet blasting titanium material, the fourth step of second washing after etching the firstly washed titanium material with an acidic solution, the second washing of titanium After neutralizing the material, the 5th step of 3rd washing with water, the 6th step of performing 4th washing after performing copper (Cu) strike plating on the 3rd washing of titanium material, and the 4th washing of titanium material and a seventh step of performing nickel plating.

Description

티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법{METHOD FOR PLATING ELECTROLESS NICKEL ON A TITANIUM}Electroless nickel plating method for titanium materials {METHOD FOR PLATING ELECTROLESS NICKEL ON A TITANIUM}

본 발명은 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 습식블라스팅을 비롯한 전처리공정을 통해 티타늄 소재의 표면 상에 생성되는 산화 피막 등을 효과적으로 제거하고, 표면조도를 적절하게 형성하여 도금층과의 밀착력을 향상시킬 수 있는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for electroless nickel plating of a titanium material, and more particularly, effectively removes an oxide film formed on the surface of a titanium material through a pretreatment process including wet blasting, and appropriately forms the surface roughness. It relates to a method for electroless nickel plating of a titanium material capable of improving adhesion with a plating layer.

도금이란 소재의 표면에 금속을 코팅하는 과정으로, 소재에 전기적 성질을 부여하거나, 부식을 방지하는 내식성과, 스크래치에 대한 저항성인 내마모성 및 밀착성과 같은 기계적 성질의 개선 등 다양한 목적을 달성하기 위해 사용되고 있다. Plating is a process of coating a metal on the surface of a material, and is used to achieve various purposes such as imparting electrical properties to the material or improving mechanical properties such as corrosion resistance to prevent corrosion, abrasion resistance and adhesion to scratch resistance. there is.

무전해 도금(electroless plating)은 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않고 금속 이온이 있는 용액 중의 환원제에 의해서 소재 위에 금속이 환원 석출되는 방식으로 도금이 생성된다. 무전해 도금에 사용되는 금속으로 동, 니켈, 코발트, 카드뮴, 금, 은, 팔라듐, 크롬, 백금 등이 있으며 이중에서 니켈은 화학적 성질과 기계적 성질이 우수하여 가장 많이 사용되고 있다.In electroless plating, plating is produced in such a way that metal is reduced and precipitated on a material by a reducing agent in a solution containing metal ions without being supplied with electrical energy from the outside. Metals used in electroless plating include copper, nickel, cobalt, cadmium, gold, silver, palladium, chromium, platinum, etc. Among them, nickel is the most used because of its excellent chemical and mechanical properties.

특히, 무전해 니켈 도금은 선행기술1(대한민국 등록특허 제10-1883250호)와 선행기술2(대한민국 등록특허 제10-1831099호) 같이, 도금조에 무전해 니켈염과 환원제가 포함되어 금속 또는 비금속 기질에 니켈 금속이나 니켈합금 코팅의 연속적인 증착이 가능한 도금 공정을 말한다. In particular, electroless nickel plating, like prior art 1 (Korean Patent No. 10-1883250) and prior art 2 (Korean Patent No. 10-1831099), is a metal or non-metal plating bath containing an electroless nickel salt and a reducing agent. A plating process that enables the continuous deposition of a nickel metal or nickel alloy coating on a substrate.

종래의 무전해 니켈 도금은 주로 도금대상인 소재에 니켈을 도금한 후, 내식성과 내마모성 향상을 위하여 크롬을 도금하는 방법이 사용되었다. 그러나, 도금액으로 사용하는 6가 크롬을 비롯한 유해물질에 대한 규제가 높아지고, 친환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 다양한 친환경 도금표면처리 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In the conventional electroless nickel plating, a method of plating nickel on a material to be plated is mainly followed by plating chrome to improve corrosion resistance and wear resistance. However, as regulations on harmful substances including hexavalent chromium used as a plating solution increase and interest in eco-friendliness increases, research on various eco-friendly plating surface treatment technologies is being actively conducted.

한편, 티타늄(Ti) 소재는 은백색의 금속으로 TiO₂ 광석을 염화반응시켜 사염화티탄(TiCl₄)을 얻은 후, 이를 마그네슘(Mg)으로 환원하여 얻는 제련 방법으로 형성된다. 티타늄 소재는 마그네슘과, 알루미늄 다음으로 가볍고, 전성과 연성이 높아 가공하기에 용이하며, 탄소강과 거의 같은 강도를 가지고 있다. 또한, 티타늄 소재는 열에도 강하고 내식성이 뛰어나 녹슬지 않는 우수한 기계적 성질을 구현한다. 이에, 티타늄 소재는 항공, 우주, 전력, 화학플랜트, 해양 및 의료 등 각종 분야의 재료로 사용되고 있다. On the other hand, titanium (Ti) material is formed by a smelting method obtained by obtaining titanium tetrachloride (TiCl ₄ ) by chlorination of TiO ₂ ore as a silver-white metal and then reducing it to magnesium (Mg). Titanium is the second lightest material after magnesium and aluminum, easy to process due to high malleability and ductility, and has almost the same strength as carbon steel. In addition, titanium material is strong against heat and has excellent corrosion resistance, so it realizes excellent mechanical properties that do not rust. Accordingly, titanium materials are used as materials in various fields such as aviation, space, power, chemical plants, marine and medical.

그러나, 티타늄 소재는 산소 및 질소와 강하게 반응하는 특징이 있어 소재의 표면에 산화티타늄 피막이 견고하여 형성되어 있다. 이로 인해, 티타늄 소재에 무전해 니켈 도금을 수행하는 경우, 도금된 금속조직과 소재 간의 밀착력이 저하되는 문제가 있어, 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. However, since titanium materials react strongly with oxygen and nitrogen, a titanium oxide film is formed on the surface of the material. For this reason, when electroless nickel plating is performed on a titanium material, there is a problem in that the adhesion between the plated metal structure and the material is lowered, and improvement is required.

대한민국 등록특허 제10-1883250호Republic of Korea Patent No. 10-1883250 대한민국 등록특허 제10-1831099호Republic of Korea Patent No. 10-1831099

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 티타늄 소재의 표면 상에 생성된 산화 피막을 효과적으로 제거할 수 있는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금 방법을 제공하는 데에 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention is to provide a method for electroless nickel plating of a titanium material capable of effectively removing an oxide film formed on the surface of a titanium material.

또한, 본 발명은 표면조도를 적정하게 형성하여 티타늄 소재와 도금되는 금속조직 간의 밀착력을 향상시킬 수 있는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법을 제공하는 데에 있다. In addition, the present invention is to provide a method for electroless nickel plating of a titanium material capable of improving the adhesion between the titanium material and the metal structure to be plated by appropriately forming the surface roughness.

아울러, 본 발명은 전처리 공정을 포함하는 도금을 통해 우수한 내식성 및 내마모성을 구현할 수 있는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금 방법을 제공하는 데에 있다.In addition, the present invention is to provide a method for electroless nickel plating of a titanium material capable of implementing excellent corrosion resistance and wear resistance through plating including a pretreatment process.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명은 티타늄 소재를 용제탈지하는 제 1단계, 상기 용제탈지된 티타늄 소재에 물과 연마재가 혼합된 현탁액을 분사하여 습식블라스팅을 수행하는 제 2단계, 상기 습식블라스팅이 수행된 티타늄 소재를 알칼리탈지한 후, 1차 수세하는 제 3단계, 상기 1차 수세된 티타늄 소재를 산성용액으로 에칭한 후, 2차 수세하는 제 4단계, 상기 2차 수세된 티타늄 소재를 중화한 후, 3차 수세하는 제 5단계, 상기 3차 수세된 티타늄 소재에 동(Cu) 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하는 제 6단계 및 상기 4차 수세된 티타늄 소재에 무전해 니켈도금을 수행하는 제 7단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a first step of solvent degreasing the titanium material, a second step of performing wet blasting by spraying a suspension mixed with water and abrasive on the solvent degreased titanium material, the wet blasting is performed The third step of firstly washing the titanium material after alkali degreasing, the fourth step of secondarily washing after etching the firstly washed titanium material with an acidic solution, and neutralizing the secondly washed titanium material , 5th step of 3rd washing with water, after performing copper (Cu) strike plating on the 3rd washing with water, 6th step of 4th washing with water and electroless nickel plating on the 4th washing of titanium material It provides an electroless nickel plating method of titanium material, characterized in that it comprises a seventh step of doing.

본 발명의 일 실 시예에 있어서, 상기 제 2단계는 상기 연마재가 140 내지 170mesh를 갖는 산화알루미늄인 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the second step is characterized in that the abrasive is aluminum oxide having 140 to 170 mesh.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는 상기 현탁액 전체 부피에 대하여 상기 연마재가 25 내지 50vol%로 구성된 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the second step is characterized in that the abrasive is composed of 25 to 50 vol% with respect to the total volume of the suspension.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는 상기 현탁액 분사시 압력은 60 내지 90psi인 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the second step is characterized in that the pressure at the time of spraying the suspension is 60 to 90 psi.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는, 상기 현탁액 분사시 각도는 45 내지 90°인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the second step is characterized in that the angle at the time of spraying the suspension is 45 to 90 °.

본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법은 습식블라스팅을 비롯한 전처리 공정을 통해 티타늄 소재의 표면 상에 생성된 산화 피막을 효과적으로 제거할 수 있다. The electroless nickel plating method of the titanium material of the present invention can effectively remove the oxide film formed on the surface of the titanium material through a pretreatment process including wet blasting.

또한, 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법은 습식블라스팅을 비롯한 전처리 공정을 통해 적정한 표면조도를 형성하여 티타늄 소재와 도금되는 금속조직 간의 밀착력을 높일 수 있다.In addition, the electroless nickel plating method of the titanium material of the present invention can increase the adhesion between the titanium material and the metal structure to be plated by forming an appropriate surface roughness through a pretreatment process including wet blasting.

아울러, 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법은 습식블라스팅을 비롯한 전처리 공정을 수행한 후, 동 스트라이크 도금과 무전해 니켈 도금을 순차적으로 수행하여 도금효율을 증가시켜 티타늄 소재에 우수한 내식성과 내마모성을 부여할 수 있다.In addition, the electroless nickel plating method of the titanium material of the present invention performs a pretreatment process including wet blasting, and then sequentially performs copper strike plating and electroless nickel plating to increase plating efficiency, thereby providing excellent corrosion resistance and wear resistance to titanium material can be granted.

다만, 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들을 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 소재의 무전해 니켈 방법을 보인 순서도.1 is a flow chart showing a method of electroless nickel of a titanium material according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 의한 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a titanium material electroless nickel plating method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법을 보인 순서도이다. 1 is a flow chart showing a method for electroless nickel plating of a titanium material according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법은 티타늄 소재를 용제탈지하는 제 1단계(S10), 상기 용제탈지된 티타늄 소재에 물과 연마재가 혼합된 현탁액을 분사하여 습식블라스팅을 수행하는 제 2단계(S20), 상기 습식블라스팅이 수행된 티타늄 소재를 알칼리탈지한 후, 1차 수세하는 제 3단계(S30), 상기 1차 수세된 티타늄 소재를 산성용액으로 에칭한 후, 2차 수세하는 제 4단계(S40), 상기 2차 수세된 티타늄 소재를 중화한 후, 3차 수세하는 제 5단계(S50), 상기 3차 수세된 티타늄 소재에 동(Cu) 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하는 제 6단계(S60) 및 상기 4차 수세된 티타늄 소재에 무전해 니켈 도금을 수행하는 제 7단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법을 제공한다. 즉, 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법은 무전해 니켈 도금을 수행하기 전에 습식블라스팅을 비롯한 다양한 전처리 공정을 통해 티타늄 소재의 표면 상에 형성된 산화피막을 효과적으로 제거하고 표면조도를 형성하여 무전해 니켈 도금층과의 밀착력을 높일 수 있는 도금방법을 제시하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 1, in the electroless nickel plating method of titanium material of the present invention, the first step (S10) of solvent degreasing the titanium material, wet blasting by spraying a suspension mixed with water and abrasive to the solvent degreased titanium material A second step (S20) of carrying out, a third step (S30) of firstly washing the titanium material after alkali degreasing the wet-blasting titanium material, etching the firstly washed titanium material with an acidic solution, 4th step of second washing (S40), after neutralizing the secondly washed titanium material, 5th step of third washing (S50), copper (Cu) strike plating is performed on the third washed titanium material After washing, a sixth step (S60) of washing the fourth time with water and a seventh step (S70) of performing electroless nickel plating on the fourth time washed titanium material. provides That is, the electroless nickel plating method of titanium material of the present invention effectively removes the oxide film formed on the surface of the titanium material through various pretreatment processes including wet blasting before performing the electroless nickel plating, and forms the surface roughness to obtain electroless It may be to suggest a plating method capable of increasing adhesion with the nickel plating layer.

도 1을 참조하면, 상기 S10은 티타늄 소재를 용제탈지하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 1, the step S10 may be solvent degreasing of the titanium material.

상기 용제탈지(solvent cleaning)는 기계 가공을 거친 티타늄 소재의 표면에 잔류할 수 있는 가공오일이나 표면에 부착된 이물질 등을 제거하기 위한 예비탈지공정일 수 있다. The solvent cleaning may be a preliminary degreasing process for removing processing oil that may remain on the surface of the mechanically processed titanium material or foreign substances attached to the surface.

일 실시예에서, 상기 용제탈지를 수행하기 위한 용제탈지제는 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone, M.E.K.), 트리클로로에틸렌(trichloroethylene), 메탄올(methanol), 톨루엔(toluene) 및 자일렌(xylene) 중에서 어느 하나 이상을 사용하는 것일 수 있다. In one embodiment, the solvent degreasing agent for performing the solvent degreasing is acetone, methyl ethyl ketone (M.E.K.), trichlorethylene, methanol, toluene and xylene. It may be to use any one or more of (xylene).

일 실시예에서, 상기 티타늄 소재의 용제탈지는 상온에서 3 내지 5분 동안 수행하는 것일 수 있다. 상기 용제탈지 수행시간이 3분 미만인 경우, 탈지가 충분히 이뤄지지 않아 표면에 오일 등의 유분이 잔류할 수 있다. 또한, 상기 용제탈지 수행시간이 5분을 초과하는 경우, 용제 속에 녹은 유분이 다시 티타늄 소재 표면에 남아 용제탈지 효율이 저하될 수 있으며 용제탈지 공정 시간 증가로 용제가 장시간 노출됨에 따라 작업환경의 유해도가 증가할 수 있다,In one embodiment, the solvent degreasing of the titanium material may be performed for 3 to 5 minutes at room temperature. When the solvent degreasing time is less than 3 minutes, degreasing is not sufficiently performed, and oil such as oil may remain on the surface. In addition, when the solvent degreasing time exceeds 5 minutes, the oil dissolved in the solvent remains on the surface of the titanium material again, and the efficiency of solvent degreasing may be reduced. degrees can increase

실시예에 따라, 상기 S10에서 용제탈지시 상기 용제탈지제에 상기 티타늄 소재를 침지, 또는 브러쉬나 헝겊으로 닦아내는 방법 등을 선택적으로 사용하여 수행하는 것일 수 있다. Depending on the embodiment, the solvent degreasing in S10 may be performed by selectively using a method such as immersing the titanium material in the solvent degreasing agent or wiping with a brush or cloth.

도 1을 참조하면, 상기 S20은 상기 용제탈지된 티타늄 소재에 물과 연마재가 혼합된 현탁액을 분사하여 습식블라스팅을 수행하는 것일 수 있다. 상기 습식블라스팅은 압축 공기 방식 또는 습식 분사 방식의 통상의 장치를 이용하여 상기 현탁액을 상기 티타늄 소재 표면에 고속으로 분사하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 1 , in step S20, wet blasting may be performed by spraying a suspension in which water and an abrasive are mixed to the solvent-degreased titanium material. The wet blasting may be performed by spraying the suspension on the surface of the titanium material at a high speed using a conventional device of a compressed air method or a wet spray method.

구체적으로, 습식블라스팅(wet blasting)은 연마재와 물을 혼합한 뒤, 노즐을 통해 분사하여 가공하는 방법으로, 블라스팅시 발생하는 먼지와 연마재의 소모량을 줄일 수 있고, 블라스팅과 수세가 하나의 공정으로 가능한 특징이 있다. 또한, 습식블라스팅은 연마재가 티타늄 소재에 직접 타격을 주지 않아 티타늄 소재의 표면을 부드럽고 매끄럽게 가공할 수 있다. Specifically, wet blasting is a method of processing by mixing abrasives and water and then spraying them through a nozzle. It can reduce the consumption of dust and abrasives generated during blasting, and blasting and washing with water are one process. There are possible features. In addition, in wet blasting, the abrasive does not directly hit the titanium material, so the surface of the titanium material can be processed softly and smoothly.

본 발명의 무전해 니켈 도금 방법은 습식블라스팅을 포함한 전처리 공정을 수행한 후, 도금 공정을 수행함으로써 티타늄 소재와 도금층 간의 밀착력을 향상시켜 우수한 내식성을 구현할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 습식블라스팅을 통해 티타늄 소재 표면에 형성된 산화피막과, 스케일 또는 녹 등을 효과적으로 제거할 수 있으며 상기 티타늄 소재 표면에 기계적인 요철을 증가시켜 적절한 표면조도를 형성하여 티타늄 소재 표면 상에 도금층이 효과적으로 밀착 형성될 수 있다.In the electroless nickel plating method of the present invention, excellent corrosion resistance can be implemented by improving the adhesion between the titanium material and the plating layer by performing a plating process after performing a pretreatment process including wet blasting. Specifically, the present invention can effectively remove the oxide film, scale or rust formed on the surface of the titanium material through wet blasting, and increase the mechanical irregularities on the surface of the titanium material to form an appropriate surface roughness to form an appropriate surface roughness. The plating layer can be formed in close contact with the surface.

상기 S20에서 상기 현탁액은 물과 연마재를 혼합하고, 혼합물을 분사하기 전 5 내지 10분 동안 교반하여 사용하는 것일 수 있다. 이를 통해 현탁액이 분사노즐을 통해 원활하게 분사되어 습식블라스팅 작업효율을 높일 수 있다.In S20, the suspension may be used by mixing water and an abrasive and stirring for 5 to 10 minutes before spraying the mixture. Through this, the suspension can be smoothly sprayed through the spray nozzle to increase wet blasting work efficiency.

일 실시예에서, 상기 습식블라스팅에서 사용하는 연마재로는 그릿(grit)형으로 가공된 연마재를 사용하는 것일 수 있다. 상기 그릿형은 불규칙한 형상을 갖는 것으로, 본 발명은 이러한 연마재를 습식블라스팅에 사용함으로써 티타늄 소재의 표면에 적정한 표면조도 형성이 원활하게 수행될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 상기 연마재는 산화알루미늄, 탄화규소 및 글라스비드(glass bead) 중에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive used in the wet blasting may be an abrasive processed into a grit type. The grit type has an irregular shape, and in the present invention, proper surface roughness can be formed smoothly on the surface of the titanium material by using such an abrasive for wet blasting. Specifically, for example, the abrasive may use any one selected from aluminum oxide, silicon carbide, and glass beads.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 S20에서 상기 연마재는 140 내지 170mesh를 갖는 산화알루미늄일 수 있다. 상기 산화알루미늄은 일반적으로 경도가 높고 각이 진 형상으로 고순도의 연성이 우수하여, 티타늄 소재의 표면에 빠르게 프로파일(profile)을 형성할 수 있으며, 티타늄 소재 표면의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the abrasive in S20 may be aluminum oxide having 140 to 170 mesh. The aluminum oxide generally has high hardness, high purity, and excellent ductility in an angular shape, so that a profile can be quickly formed on the surface of the titanium material, and contaminants on the surface of the titanium material can be effectively removed.

일 구현예에서, 상기 연마재의 입자크기가 140mesh 미만의 크기를 사용하는 경우, 쿠션효과로 인해 세정력이 낮아질 수 있으며, 양호한 평탄도를 구현하기 어려워 습식블라스팅 공정시간이 증가할 수 있다. 또한, 상기 연마재의 입자크기가 170mesh를 초과하는 크기를 사용하는 경우, 평균 표면조도가 높아지면서 후술하는 무전해 니켈 도금으로 형성되는 도막층이 덮여지지 않은 조도의 돌출부위(peak)에서 녹이 생성되어 티타늄 소재의 품질 및 기계적 물성에 영향을 줄 수 있다,In one embodiment, when the particle size of the abrasive is less than 140 mesh, the cleaning power may be lowered due to the cushion effect, and it is difficult to achieve good flatness, so the wet blasting process time may increase. In addition, when the particle size of the abrasive exceeds 170 mesh, the average surface roughness increases and rust is generated at the peak of the roughness where the coating layer formed by the electroless nickel plating described later is not covered. It can affect the quality and mechanical properties of titanium materials,

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 S20은 상기 현탁액 전체 부피에 대하여 상기 연마재가 25 내지 50vol%로 구성된 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the S20 may be composed of 25 to 50 vol% of the abrasive with respect to the total volume of the suspension.

일 구현예에서, 상기 현탁액 내 연마재의 함량이 25vol%미만인 경우, 연마효율이 저하되어 습식블라스팅 공정 시간 증가 및 전체 공정수율에 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 현탁액 내 연마재의 함량이 50vol%를 초과하는 경우, 연마재의 높아진 함량으로 인해 용이하게 분사하기 어려워 티타늄 소재 표면에 현탁액이 고르게 분사되지 않을 수 있다.In one embodiment, when the content of the abrasive in the suspension is less than 25 vol%, the polishing efficiency is lowered, which may increase the wet blasting process time and affect the overall process yield. In addition, when the content of the abrasive in the suspension exceeds 50 vol%, it is difficult to spray easily due to the high content of the abrasive, and the suspension may not be evenly sprayed on the surface of the titanium material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 S20에서 상기 현탁액 분사시 압력은 60 내지 90psi인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pressure at the time of spraying the suspension in the S20 may be 60 to 90 psi.

일 구현예에서, 상기 분사압력이 60psi미만의 압력으로 수행하는 경우, 압력이 매우 낮아서 습식블라스팅으로 형성되는 평균 표면조도값이 낮아지면서 소재와 도금층과의 밀착력을 향상시키기 어려울 수 있다. 또한, 상기 분사압력이 90psi를 초과하는 압력으로 수행하는 경우, 티타늄 소재 표면에 식각량이 과도하게 늘어나면서 티타늄 소재의 표면이 손상되거나 파손이 발생할 수 있다.In one embodiment, when the spraying pressure is less than 60 psi, it may be difficult to improve the adhesion between the material and the plating layer while the average surface roughness value formed by wet blasting decreases because the pressure is very low. In addition, when the injection pressure is performed at a pressure exceeding 90 psi, the surface of the titanium material may be damaged or damaged as the amount of etching is excessively increased on the surface of the titanium material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 S20에서 상기 현탁액 분사시 분사각도는 45 내지 90°인 것일 수 있다. 상기 분사각도는 상기 습식블라스팅을 수행하는 장치에서 분사하는 분사노즐(분사건)과 습식블라스팅 대상인 티타늄 소재와의 각도를 의미하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the suspension is sprayed in S20, the spray angle may be 45 to 90°. The spraying angle may mean an angle between a spray nozzle (spraying case) sprayed from the wet blasting device and a titanium material to be wet blasted.

일 구현예에서, 상기 분사각도가 45°보다 작은 각도인 경우, 분사면적이 넓어지면서 분사시간을 단축할 수 있으나 연마재의 표면다듬질량이 줄어들면서 연마효율이 낮아지고 표면조도를 목표하는 수준으로 구현하기 어려울 수 있다. In one embodiment, when the spraying angle is less than 45 °, the spraying time can be shortened as the spraying area widens, but the polishing efficiency decreases as the surface polishing mass of the abrasive decreases, and the surface roughness is achieved to a target level. It can be difficult.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 S20에서 상기 현탁액 분사시 티타늄 소재와의 분사거리는 2 내지 8inches(50.8 내지 200mm) 일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 분사거리는 4 내지 6inches일 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the suspension is sprayed in S20, the spray distance with the titanium material may be 2 to 8 inches (50.8 to 200 mm). More preferably, the injection distance may be 4 to 6 inches.

일 구현예에서, 상기 분사거리가 2inches미만인 경우 티타늄 소재와의 가까워진 거리로 인해 티타늄 소재에 가해지는 압력이 높아지면서 국소적으로 식각량이 증가하면서 티타늄 소재가 손상될 수 있다. 또한, 상기 분사거리가 8inches를 초과하는 경우 멀어진 거리로 인해 습식블라스팅으로 인한 기계적 요철이 용이하게 형성되지 않으면서 평균 표면조도값이 낮아질 수 있다.In one embodiment, when the spraying distance is less than 2 inches, the pressure applied to the titanium material increases due to the close distance to the titanium material, and the amount of etching locally increases, causing damage to the titanium material. In addition, when the spraying distance exceeds 8 inches, the average surface roughness value may be lowered while mechanical irregularities due to wet blasting are not easily formed due to the long distance.

일 실시예에서, 상기 습식블라스팅 수행시 상기 현탁액을 분사하는 분사노즐은 상기 티타늄 소재의 표면에 3 내지 5회 동안 지나가면서 습식블라스팅이 수행되도록 하는 것일 수 있다. 이는, 상기 현탁액이 상기 티타늄 소재 표면의 일부 영역에 집중 분사되지 않도록 하며, 상기 티타늄 소재의 표면에 고르게 전처리가 수행되도록 하기 위함일 수 있다. In one embodiment, when the wet blasting is performed, the spray nozzle for spraying the suspension may be such that wet blasting is performed while passing through the surface of the titanium material 3 to 5 times. This may be to prevent the suspension from being intensively sprayed on a partial area of the surface of the titanium material and to perform pretreatment evenly on the surface of the titanium material.

도 1을 참조하면, 상기 S30은 상기 습식블라스팅이 수행된 티타늄 소재를 알칼리탈지한 후, 1차 수세하는 것일 수 있다. 상기 S30에서의 알칼리탈지(alkali claning)는 습식블라스팅이 수행된 티타늄 소재에 잔존하는 유지분을 알칼리 용액을 통해 수용성의 비누를 만드는 산화작용을 발생시켜 제거하기 위한 공정일 수 있다. 구체적으로 상기 비누화작용은 유지류의 불순물을 알칼리수용액 중에서 가열하여 비누와 글리세린으로 분리하는 것을 말한다. Referring to FIG. 1, in S30, the wet-blasting titanium material may be first washed with water after alkali degreasing. The alkali degreasing (alkali claning) in S30 may be a process for removing the oil and fat remaining in the wet-blasting titanium material by generating an oxidation action to make water-soluble soap through an alkali solution. Specifically, the saponification refers to heating the impurities of oils and fats in an alkaline aqueous solution to separate them into soap and glycerin.

상기 알칼리탈지 공정은 통상의 알칼리탈지제를 사용하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 S30에서의 알칼리탈지시 사용하는 알칼리탈지제는 NaOH, Na₂CO₃ 및 Na₂SiO₃ 중에서 어느 하나 이상을 사용하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 실시예에 따라 상기 알칼리탈지제에는 sodium lauric sulfate(SLS) 등의 계면활성제가 포함될 수도 있다.The alkali degreasing process may be to use a conventional alkali degreasing agent. Specifically, for example, the alkaline degreasing agent used in the alkali degreasing in S30 may be any one or more of NaOH, Na ₂ CO ₃ and Na ₂ SiO ₃ , but is not limited thereto. Depending on the embodiment, the alkali degreasing agent may contain a surfactant such as sodium lauric sulfate (SLS).

일 실시예에서, 상기 알칼리탈지 공정은 60 내지 71℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 수행하는 것일 수 있다. In one embodiment, the alkali degreasing process may be performed at a temperature of 60 to 71 ° C. for 5 to 30 minutes.

상기 알칼리탈지시 온도가 60℃ 미만에서 수행하는 경우, 상술한 비누화 공정이 원활하게 이뤄지지 않아 탈지효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 알칼리탈지시 온도가 71℃를 초과하는 온도에서 수행하는 경우, 높은 온도로 인해 상기 알칼리탈지제의 점착력이 감소하여 상기 티타늄 소재 표면에 부착되어 있는 유지분이나 이물질의 제거효율, 즉 탈지효율이 낮아질 수 있다. When the alkaline degreasing is performed at a temperature of less than 60° C., the above-described saponification process may not be performed smoothly, and degreasing efficiency may decrease. In addition, when the alkaline degreasing is performed at a temperature exceeding 71 ° C, the high temperature reduces the adhesiveness of the alkaline degreasing agent, and the removal efficiency of fats and oils or foreign substances attached to the surface of the titanium material, that is, degreasing efficiency this can be lowered

상기 알칼리탈지시 시간이 5분 미만인 경우, 상기 알칼리탈지제가 상기 티타늄 소재 표면의 유지분 등과 작용할 시간이 충분히 주어지지 않아 탈지효율이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 알칼리탈지시 시간이 30분을 초과하는 경우, 길어진 시간으로 알칼리탈지제의 오염도가 증가할 수 있으며 전체 공정시간이 길어질 수 있다.When the alkaline degreasing time is less than 5 minutes, sufficient time for the alkali degreasing agent to act on the surface of the titanium material may not be sufficiently given, and degreasing efficiency may be lowered. In addition, when the alkali degreasing time exceeds 30 minutes, the contamination degree of the alkali degreasing agent may increase with the extended time, and the entire process time may increase.

일 실시예에서, 상기 알칼리탈지제는 시판되는 제품을 물에 희석한 사용하는 것일 수 있다. 상기 혼합물 내 상기 알칼리탈지제의 농도는 2 내지 6vol%인 것일 수 있다. 상기 알칼리탈지제의 농도가 2vol%보다 낮은 경우, 원활한 알칼리탈지가 이뤄지지 않을 수 있으며, 알칼리탈지 공정시간이 증가할 수 있다. 또한, 상기 알칼리탈지제의 농도가 6vol%보다 높은 경우, 알칼리탈지제가 얇은 막을 형성하여 상기 티타늄 소재의 표면에 잔류되거나 지방산으로 잔류되어 도금효율을 저하시킬 수 있다.In one embodiment, the alkali degreasing agent may be used by diluting a commercially available product in water. The concentration of the alkali degreasing agent in the mixture may be 2 to 6 vol%. When the concentration of the alkali degreasing agent is lower than 2 vol%, the alkali degreasing may not be performed smoothly, and the alkali degreasing process time may increase. In addition, when the concentration of the alkali degreaser is higher than 6 vol%, the alkali degreaser may form a thin film and remain on the surface of the titanium material or remain as a fatty acid, thereby reducing plating efficiency.

본 발명에 있어서, 수세는 후술하는 매 공정 중간에 시행하는 것으로, 상기 1차 수세 내지 후술하는 4차 수세까지, 수세공정에는 통상의 수세장치를 이용하여 공업용수 등을 30 내지 60초간 상온에서 분무수세하는 것일 수 있다. 실시예에 따라, 상기 수세공정은 탈지제 등을 용이하게 제거하기 위해 1차 온수수세 및 2차 냉수수세 등 2중 수세 처리를 수행할 수도 있다.In the present invention, water washing is carried out in the middle of each process described below, and from the first water washing to the fourth water washing described later, in the water washing process, industrial water, etc. is sprayed at room temperature for 30 to 60 seconds using a conventional water washing device It could be washing up. Depending on the embodiment, in the water washing process, a double water washing treatment such as first warm water washing and second cold water washing may be performed to easily remove the degreaser or the like.

도 1을 참조하면, 상기 S40은 상기 1차 수세된 티타늄 소재를 산성용액으로 에칭한 후, 2차 수세하는 것일 수 있다. 구체적으로, 이는, 산침적(acid dipping) 중 하나로 상기 1차 수세된 티타늄 소재를 산성용액에 짧은 시간 동안 침지하여 에칭한 후, 2차 수세하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 1 , in S40 , the firstly washed titanium material may be etched with an acidic solution and then secondarily washed with water. Specifically, this may be one of acid dipping, in which the firstly washed titanium material is immersed in an acidic solution for a short time to be etched, and then washed with water secondarily.

본 발명은 상기 S40과 같이, 산성용액을 사용하여 에칭함으로써 상기 알칼리탈지한 후, 1차 수세된 티타늄 소재에 잔존하는 산화피막 등의 산화층과 수산화물 등을 제거하여 완전 탈지시킬 수 있으며, 새로운 티타늄 소재의 표면을 노출시켜 후술하는 도금층과의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 S40을 통해 알칼리탈지 공정으로 인해 표면에 남아있는 알칼리를 중화하여 상기 티타늄 소재에 영향을 주지 않도록 하는 것일 수 있다. In the present invention, as in S40, after alkali degreasing by etching using an acidic solution, it is possible to completely degrease by removing oxide layers such as oxide films and hydroxides remaining on the titanium material washed primarily with water, and a new titanium material. It is possible to further improve adhesion with a plating layer to be described later by exposing the surface of. In addition, the alkali remaining on the surface due to the alkali degreasing process may be neutralized through the S40 so as not to affect the titanium material.

일 실시예에서, 상기 S40에서 상기 산성용액은 황산, 질산 및 인산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 강산과, 불산, 불화암모늄 및 규불산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 불소가 함유된 산과 물을 포함하는 것일 수 있다. 상기 산성용액 1리터 기준으로 상기 질산은 345 내지 621g/l일 수 있으며, 상기 불산은 47 내지 72g/l일 수 있다. 상기 불소가 함유된 산은 상기 강산과 함께 사용되어 에칭 속도를 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the acidic solution in S40 includes at least one strong acid selected from the group consisting of sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid, and at least one fluorine-containing acid selected from the group consisting of hydrofluoric acid, ammonium fluoride, and silicofluoric acid. It may contain water. Based on 1 liter of the acidic solution, the amount of nitric acid may be 345 to 621 g/l, and the amount of hydrofluoric acid may be 47 to 72 g/l. The fluorine-containing acid can be used with the strong acid to improve the etching rate.

일 실시예에서, 상기 S40에서의 에칭은 상온에서 5 내지 15초동안 수행하는 것일 수 있다. 상기 에칭시간이 5초 미만으로 수행하는 경우, 에칭이 충분히 이뤄지지 않아 목표하는 티타늄 소재 표면의 완전 탈지가 어려울 수 있다. 또한, 상기 에칭시간이 15초를 초과하여 수행하는 경우, 에칭량이 많아지면서 웨이브(wave) 현상이 발생되어 티타늄 소재의 외관 불량이 유발될 수 있다.In one embodiment, the etching in S40 may be performed at room temperature for 5 to 15 seconds. When the etching time is less than 5 seconds, etching is not sufficiently performed, and it may be difficult to completely degrease the target titanium material surface. In addition, when the etching time is performed in excess of 15 seconds, a wave phenomenon occurs as the etching amount increases, which may cause appearance defects of the titanium material.

상기 2차 수세는 상기 산성용액으로 에칭한 후에 상기 티타늄 소재 표면에 잔존하는 산성용액과 에칭과정에서 표면에 잔류하는 염의 막을 제거하기 위해 티타늄 소재가 뜨거울 때 곧바로 물로 세척하여 제거하는 것일 수 있다. 또는, 온수에서 수세를 수행하여 표면에 잔류하는 산성용액을 완전히 제거하는 것일 수 있다. The secondary water washing may be to remove the acid solution remaining on the surface of the titanium material after etching with the acid solution and washing with water immediately while the titanium material is hot in order to remove the film of salt remaining on the surface during the etching process. Alternatively, washing with warm water may be performed to completely remove the acidic solution remaining on the surface.

도 1을 참조하면, 상기 S50은 상기 2차 수세된 티타늄 소재를 중화한 후, 3차 수세하는 것일 수 있다. 상기 중화는 상기 S40에서의 산성용액을 이용한 에칭 후에 티타늄 소재 표면에 나타나는 잔류산(acid)을 중화처리하고, 티타늄 소재 표면에 형성된 스머트(smut)등을 제거하는 것일 수 있다. Referring to FIG. 1 , in S50, the secondly washed titanium material may be neutralized and then thirdly washed with water. The neutralization may be to neutralize acid remaining on the surface of the titanium material after etching using the acidic solution in S40 and to remove smut formed on the surface of the titanium material.

상기 S50에서 중화시 사용하는 중화제를 통상의 산을 이용한 에칭 이후에 사용하는 중화제를 모두 사용할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 중화제는 칼륨나트륨타르타르산염(potassium sodium tartrate, 롯셀염(Rochelle salt))과 물을 혼합한 것일 사용할 수 있다. 상기 중화제 1리터 기준으로 상기 롯셀염은 45 내지 55g/l일 수 있다.All of the neutralizing agents used for neutralization in the above S50 after etching using a normal acid may be used. Specifically, for example, the neutralizer may be a mixture of potassium sodium tartrate (Rochelle salt) and water. Based on 1 liter of the neutralizing agent, the Roxell salt may be 45 to 55 g/l.

일 실시예에서, 상기 S50에서의 상기 중화는 상온(20 내지 25℃)에서 10 내지 30초 동안 수행하는 것일 수 있다. 상온보다 낮은 온도에서의 중화는 충분한 스머트 제거 효과를 구현하기 어려우며, 상온보다 높은 온도에서는 과다한 디스머트로 인해 티타늄 소재 표면 피막에 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 중화시간이 10초 미만인 경우, 스머트를 효과적으로 제거하기 어려우며, 상기 중화시간이 30초를 초과하는 경우, 알칼리 성분으로 인하여 티타늄 소재 표면에 얼룩이 발생할 수 있다. In one embodiment, the neutralization in S50 may be performed at room temperature (20 to 25° C.) for 10 to 30 seconds. Neutralization at a temperature lower than room temperature is difficult to achieve a sufficient smut removal effect, and at a temperature higher than room temperature, excessive desmutting may affect the titanium material surface film. In addition, when the neutralization time is less than 10 seconds, it is difficult to effectively remove smut, and when the neutralization time exceeds 30 seconds, stains may occur on the surface of the titanium material due to alkali components.

상기 S50에서 상기 에칭된 티타늄 소재를 중화한 후, 3차 수세하는 것일 수 있다. After neutralizing the etched titanium material in S50, it may be washed with water a third time.

도 1을 참조하면, 상기 S60은 상기 3차 수세된 티타늄 소재에 동(Cu) 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하는 것일 수 있다. 동(Cu) 스트라이크 도금은 구리스트라이크도금이라고도 불리며, 후술하는 무전해 니켈 도금층을 형성하기 전에 상기 티타늄 소재에 하지 도금층으로써 얇은 동 도금층을 형성하는 것일 수 있다. 이를 통해 본 발명의 티타늄 소재와 무전해 니켈 도금으로 형성되는 니켈 도금층의 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 1 , in S60 , copper (Cu) strike plating may be performed on the third washed titanium material, followed by fourth washing. Copper (Cu) strike plating is also called copper strike plating, and may include forming a thin copper plating layer as a base plating layer on the titanium material before forming an electroless nickel plating layer to be described later. Through this, it is possible to further improve the adhesion between the titanium material of the present invention and the nickel plating layer formed by electroless nickel plating.

상기 동 스트라이크 도금은 통상의 장치와 방법을 이용하여 수행하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 동 스트라이크 도금시 도금액으로는 시안화구리(CuCN), 시안화나트륨(Free-NaCN), 칼륨나트륨타르타르산염(potassium sodium tartrate, 롯셀염(Rochelle salt)) 및 티오신안산칼륨(potassium thiocyanate, 로단카리)를 포함하는 것일 수 있다. The copper strike plating may be performed using a conventional apparatus and method. In one embodiment of the present invention, copper cyanide (CuCN), sodium cyanide (Free-NaCN), potassium sodium tartrate (Rochelle salt) and thiocinanic acid are used as the plating solution for the copper strike plating. It may be one containing potassium (potassium thiocyanate, rhodancari).

구체적으로, 상기 동 스트라이크 도금액 1리터 기준으로 상기 시안화구리는 65 내지 75g/l일 수 있으며, 상기 시안화나트륨은 20 내지 30g/l일 수 있으며, 상기 칼륨나트륨타르타르산염은 40 내지 70g/l일 수 있으며, 상기 티오신안산칼륨은 10 내지 15g/l일 수 있다.Specifically, based on 1 liter of the copper strike plating solution, the copper cyanide may be 65 to 75 g/l, the sodium cyanide may be 20 to 30 g/l, and the potassium sodium tartrate may be 40 to 70 g/l. And, the potassium thiocyanate may be 10 to 15 g / l.

일 실시예에서, 상기 S60에서의 동 스트라이크 도금은 전압을 1 내지 3V를 가하여 50 내지 60℃의 온도에서 5 내지 20초(sec) 동안 수행하는 것일 수 있다.In one embodiment, the copper strike plating in S60 may be performed at a temperature of 50 to 60° C. for 5 to 20 seconds (sec) by applying a voltage of 1 to 3V.

상기 S60에서 상기 동 스트라이크 도금 수행시의 온도가 50℃보다 낮은 온도에서 수행하는 경우, 도금이 원활하게 이뤄지지 않아 도금이 취약해질 수 있어, 후술하는 무전해 니켈 도금과 밀착력이 저하될 수 있다. 또한, 상기 동 스트라이크 도금 수행시의 온도가 60℃보다 높은 온도에서 수행하는 경우, 표면이 거친 도금층이 형성될 수 있어 최종제품의 품질이 저하될 수 있다. If the copper strike plating is performed at a temperature lower than 50° C. in S60, the plating may not be smoothly performed and the plating may be weakened, resulting in a decrease in adhesion to the electroless nickel plating described later. In addition, when the copper strike plating is performed at a temperature higher than 60° C., a plating layer having a rough surface may be formed, and the quality of the final product may be deteriorated.

상기 S60에서 상기 동 스트라이크 도금 수행시간이 5초 미만인 경우, 너무 짧은 시간으로 인해 동 도금층이 목표하는 바와 같이 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 동 스트라이크 도금 수행시간이 20초를 초과하는 경우, 동 스트라이크 도금층이 두꺼워지면서 전체 도금 두께가 두꺼워져 제품의 물성과 품질에 영향을 줄 수 있다. If the copper strike plating execution time in S60 is less than 5 seconds, the copper plating layer may not be formed as intended due to the too short time. In addition, when the copper strike plating execution time exceeds 20 seconds, the overall plating thickness increases as the copper strike plating layer becomes thick, which may affect physical properties and quality of the product.

도 1을 참조하면, 상기 S70은 4차 수세된 티타늄 소재에 무전해 니켈 도금을 수행하는 것일 수 있다. 즉, 상기 동 스트라이크 도금층이 형성된 티타늄 소재에 무전해 방식으로 니켈을 도금하는 것일 수 있다. 상기 무전해 니켈 도금 공정은 통상의 장치를 이용하여 수행하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 1 , in S70 , electroless nickel plating may be performed on a titanium material that has been washed 4 times. That is, nickel may be plated on the titanium material on which the copper strike plating layer is formed in an electroless manner. The electroless nickel plating process may be performed using a conventional device.

구체적으로, 상기 무전해 니켈 도금시 사용하는 도금액은 니켈염(니켈이온)을 포함하는 것으로, 구체적으로 예를 들어, 니켈염은 황산니켈(NiSO₄, nickel sulfate), 염화니켈(nickel chloride), 산화니켈(NiO), 탄산니켈(CNiO₃), 질산니켈(Ni(NO₃)₂, nickel nitrate), 브롬화니켈(NiBr₂, nickel bromide), 니켈플루오르화붕산(nickel fluoroborate) 및 니켈 메틸 술포네이트(nickel methyl sulfonate) 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 도금액 1리터(ℓ) 기준으로 상기 니켈염 함량은 4.8 내지 5.2g/l일 수 있다. 실시예에 따라, 상기 도금액에는 물 등의 용매를 포함하는 것일 수 있다. Specifically, the plating solution used in the electroless nickel plating includes a nickel salt (nickel ion), specifically, for example, the nickel salt is nickel sulfate (NiSO ₄ , nickel sulfate), nickel chloride, Nickel oxide (NiO), nickel carbonate (CNiO ₃ ), nickel nitrate (Ni(NO ₃ ) ₂ , nickel nitrate), nickel bromide (NiBr ₂ , nickel bromide), nickel fluoroborate and nickel methyl sulfonate (nickel methyl sulfonate). The nickel salt content may be 4.8 to 5.2 g/l based on 1 liter (ℓ) of the plating solution. Depending on the embodiment, the plating solution may contain a solvent such as water.

일 실시예에서, 상기 무전해 니켈 도금 공정 수행시 pH를 4.6 내지 5.2로 유지하는 것일 수 있다. 이를 위하여 상기 도금액에 탄산칼륨 등의 pH조절제(또는, 안정화제 등)를 일정량 첨가하여 사용할 수 있다. In one embodiment, the pH may be maintained at 4.6 to 5.2 during the electroless nickel plating process. To this end, a certain amount of a pH adjuster (or stabilizer, etc.) such as potassium carbonate may be added to the plating solution and used.

또한, 상기 S70에서 상기 니켈 이온을 환원시키기 위한 환원제, 도금 분해를 방지하는 착화제와 도금되는 표면에 레벨링을 위한 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. In addition, in S70, a reducing agent for reducing the nickel ion, a complexing agent for preventing decomposition of the plating, and a surfactant for leveling the plated surface may be further included.

일 실시예에서, 상기 무전해 니켈 도금 공정 수행시의 온도는 86 내지 93℃에서 수행하는 것일 수 있다. 상기 무전해 니켈 도금시 온도가 86℃ 미만의 온도에서 수행하는 경우, 도금속도가 느려져 공정시간이 늘어날 수 있다. 또한, 상기 무전해 니켈 도금시 온도가 93℃를 초과하는 온도에서 수행하는 경우, 도금속도가 빠르나, 도금층의 치밀성이 저하되어 도금층의 품질이 낮아질 수 있다.In one embodiment, the temperature at the time of performing the electroless nickel plating process may be performed at 86 to 93 °C. When the electroless nickel plating is performed at a temperature of less than 86° C., the plating speed is slowed and the process time may increase. In addition, when the electroless nickel plating is performed at a temperature exceeding 93° C., the plating speed is high, but the quality of the plating layer may be deteriorated because the density of the plating layer is deteriorated.

그런 다음, 상기 S70에서 무전해 니켈 도금이 수행된 티타늄 소재를 4차 수세하는 것일 수 있다.Then, the titanium material subjected to electroless nickel plating in S70 may be washed with water a fourth time.

실시예에 따라 상기 4차 수세된 티타늄 소재를 건조시킨 후, 수소취성 제거공정을 수행하는 것일 수 있다. 수소취성은 무전해 니켈 도금 등에 의해서 생성된 수소가 티타늄 소재에 침투하여 부러지거나, 갈라지거나, 깨지기 쉬운 성질을 갖게 될 수 있다. 이에 이러한 수소취성을 제거하기 위한 공정을 수행하는 것일 수 있다. According to an embodiment, a hydrogen embrittlement removal process may be performed after drying the fourthly washed titanium material. Hydrogen embrittlement may be caused by hydrogen generated by electroless nickel plating or the like penetrating the titanium material, resulting in breakage, cracking, or brittleness. Accordingly, a process for removing such hydrogen embrittlement may be performed.

상기 수소취성 제거공정은 통상의 방법을 사용하여 수행하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 수소취성 제거공정은 390 내지 410℃의 온도에서 60 내지 70분 동안 열처리하여 수행하는 것일 수 있다.The hydrogen embrittlement removal process may be performed using a conventional method. Specifically, for example, the hydrogen embrittlement removal process may be performed by heat treatment at a temperature of 390 to 410 ° C. for 60 to 70 minutes.

이하에서는, 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법을 이용하여 실험한 내용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the contents of the experiment using the electroless nickel plating method of the titanium material of the present invention will be described in detail.

실험예1: 습식블라스팅 수행여부에 따른 티타늄 소재 상에 형성된 도금층의 물성평가 Experimental Example 1: Evaluation of physical properties of a plating layer formed on a titanium material according to wet blasting

하기의 실험은 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법에서 습식블라스팅 수행여부를 달리하여 티타늄 소재를 전처리한 후, 무전해 니켈 도금을 수행하여 티타늄 소재 상에 도금층을 형성하였다. 티타늄 소재 상에 형성된 도금층의 경도, 도금 두께, 밀착력, 내식성 및 내마모성에 대한 물성을 평가하였다.In the following experiment, in the electroless nickel plating method of the titanium material of the present invention, wet blasting was performed differently to pre-treat the titanium material, and then electroless nickel plating was performed to form a plating layer on the titanium material. The hardness, plating thickness, adhesion, corrosion resistance and abrasion resistance of the plating layer formed on the titanium material were evaluated.

1.1 공정별 재료의 준비 및 공정별 특징1.1 Preparation of materials by process and characteristics by process

1) 용제탈지공정에서 용제탈지제로 아세톤을 사용하였으며, 티타늄 소재를 아세톤으로 상온에서 5분 동안 침지하는 방법으로 용제탈지하였다.1) Acetone was used as a solvent degreasing agent in the solvent degreasing process, and solvent degreasing was performed by immersing the titanium material in acetone for 5 minutes at room temperature.

2) 알칼리탈지공정에서 사용한 알칼리탈지제는 물에 알칼리염이 함유된 블루골드(blue gold) 제품을 물에 희석하여 사용하였다. 제조된 알칼리탈지제에 대하여 상기 블루골드 제품은 4vol%가 함유되도록 희석하였다. 2) The alkali degreasing agent used in the alkali degreasing process was used by diluting a blue gold product containing alkali salt in water. The blue gold product was diluted to contain 4 vol% of the prepared alkali degreasing agent.

3) 산성용액을 이용한 에칭공정에서 사용한 산성용액은 질산, 불산 및 물을 혼합하여 사용하였다. 형성된 산성용액 1리터에 대하여 질산의 함량은 450g/l였으며, 불산의 함량은 60g/l였다.3) The acidic solution used in the etching process using an acidic solution was a mixture of nitric acid, hydrofluoric acid and water. The content of nitric acid was 450 g/l and the content of hydrofluoric acid was 60 g/l with respect to 1 liter of the formed acidic solution.

4) 중화공정에서 사용한 중화제는 롯셀염과 물을 혼합하여 사용하였다. 형성된 중화제 1리터에 대하여 롯셀염의 함량은 45g/l였다.4) The neutralizing agent used in the neutralization process was a mixture of Roussel salt and water. The content of Roxell salt was 45 g/l per 1 liter of the neutralizing agent formed.

5) 동 스트라이크 도금에서 사용한 동 도금액은 시안화구리, 시안화나트륨, 롯셀염, 로단카리 및 물을 혼합하여 사용하였다. 형성된 동 도금액 1리터에 대하여 시안화구리의 함량은 70g/l이었으며, 시안화나트륨 함량은 25g/l이였으며, 롯셀염의 함량은 55g/l이였으며, 로단카리의 함량은 13g/l이였다. 5) The copper plating solution used in copper strike plating was a mixture of copper cyanide, sodium cyanide, Roussel salt, rodankary and water. With respect to 1 liter of the formed copper plating solution, the content of copper cyanide was 70 g/l, the content of sodium cyanide was 25 g/l, the content of Rossel salt was 55 g/l, and the content of rodancari was 13 g/l.

6) 무전해 니켈 도금에서 사용한 도금액은 니켈 도금액은 니켈염, 환원제, 착화제, 계면활성제와 물을 혼합하여 사용하였다. 형성된 니켈 도금액 1리터에 대하여 니켈염의 함량은 5g/l였다. pH는 5를 유지하였다.6) The plating solution used in electroless nickel plating was a mixture of nickel salt, reducing agent, complexing agent, surfactant and water. The content of the nickel salt was 5 g/l with respect to 1 liter of the formed nickel plating solution. pH was maintained at 5.

7) 수소취성 공정은 상기 무전해 니켈 도금된 티타늄 소재를 세척하여 건조시킨 후, 400℃에서 60동안 열처리하여 수소취성을 제거하였다.7) In the hydrogen embrittlement process, after washing and drying the electroless nickel-plated titanium material, hydrogen embrittlement was removed by heat treatment at 400° C. for 60 days.

1.2 물성평가 방법1.2 Property evaluation method

1) 경도시험: 비커스경도시험을 이용하여 수행하였다.1) Hardness test: It was performed using a Vickers hardness test.

2) 도금 두께 치수 검사: 미세측정방법을 이용하여 측정하였다.2) Inspection of plating thickness dimensions: Measured using a micromeasurement method.

3) 밀착력 시험: 시편 결합 끝 부분에 에폭시 접착제를 0.01inch를 공기방울이 보이지 않을 때까지 적용하였다. V-블록 고정구에 시편을 정렬하고, PWA477 에폭시 필름 접착제를 준비하여 결합압력을 유지할 수 있는 V-블록 고정구 사이에 넣어 압력나사를 30inch lb로 토크 결합하고 공기 순환로에서 경화시켰다. 이 후, V-블록 고정구에서 시편을 제거하고 여분의 에폭시 접착제를 주변에서 잘라낸 다음 측정하고 접합부의 직경을 측정하며 축 방향으로 고정된 시편을 0.05inch /분의 장력으로 당겼다. psi단위의 최종 하중을 기록하였다. 3) Adhesion test: 0.01 inch of epoxy adhesive was applied to the ends of the specimens until no air bubbles were visible. The specimens were aligned in the V-block fixture, and PWA477 epoxy film adhesive was prepared and put between the V-block fixtures that could maintain the bonding pressure, and the pressure screw was torque-bonded with 30 inch lb and cured in an air circulation path. After this, the specimen was removed from the V-block fixture, the excess epoxy adhesive was trimmed around and measured, the diameter of the joint was measured, and the axially clamped specimen was pulled at a tension of 0.05 inch/min. The final load in psi was recorded.

4) 내식성 시험: 480±10℃ 에서 8±0.2시간 동안 가열한 후, 냉각하여 확대경으로 시편을 관찰하였다.4) Corrosion resistance test: After heating at 480±10° C. for 8±0.2 hours, it was cooled and the specimen was observed with a magnifying glass.

5) 내마모성 시험: 도금된 시편을 0.0001g에 가장 가깝게 기록한 뒤, 각 플렌지 홀더에 휠을 장착하고 휠에 500g하중을 장착하였다. 그 다음 진공청소기를 마모시험기에 연결하고 가변저항조절장치를 60°로 설정하여 시편을 1000회 회전시켰다. 두번의 반복을 통해 총 200회 회전시킨 후, 시편의 최대 손실량을 측정하였다.5) Wear resistance test: After recording the plated specimen closest to 0.0001g, a wheel was mounted on each flange holder and a 500g load was applied to the wheel. Then, the vacuum cleaner was connected to the abrasion tester, and the specimen was rotated 1000 times by setting the variable resistance control device to 60°. After rotating a total of 200 times through two repetitions, the maximum loss of the specimen was measured.

[비교예1][Comparative Example 1]

준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재를 준비된 알칼리탈지제로 65℃에서 15분 동안 알칼리탈지한 후, 상온에서 45초동안 1차 수세하였다. 1차 수세된 티타늄 소재를 준비된 산성용액으로 상온에서 10초 동안 에칭한 후, 2차 수세하였다. 2차 수세된 티타늄 소재를 준비된 중화제로 상온에서 20초 동안 중화한 후, 3차 수세하였다. 3차 수세된 티타늄 소재에 준비된 동 도금액으로 55℃에서 10초 동안 동 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하였다. 4차 수세된 티타늄 소재에 준비된 니켈 도금액으로 90℃에서 무전해 니켈 도금을 수행한 후, 건조시켜 수소취성을 제거하였다. 수세는 모두 공업용수를 이용하여 상온에서 45초 동안 수행하였다.The prepared solvent-degreased titanium material was alkali-degreased at 65° C. for 15 minutes with the prepared alkali-degreaser, and then washed first for 45 seconds at room temperature. The titanium material washed firstly was etched with the prepared acidic solution at room temperature for 10 seconds, and then washed secondarily. The secondly washed titanium material was neutralized with the prepared neutralizing agent at room temperature for 20 seconds, and then washed with water thirdly. After performing copper strike plating at 55° C. for 10 seconds with the copper plating solution prepared on the third washed titanium material, it was washed with water fourth. Electroless nickel plating was performed at 90° C. with a nickel plating solution prepared on the fourth washed titanium material, and then dried to remove hydrogen embrittlement. All water washing was performed at room temperature for 45 seconds using industrial water.

[실시예1][Example 1]

연마재로 150mesh를 갖는 산화알루미늄그릿(grit)과 물이 혼합된 현탁액을 준비하였으며, 상기 현탁액 내 연마재의 함량은 35vol%로 혼합하였다.A suspension in which aluminum oxide grit having 150 mesh and water were mixed as an abrasive was prepared, and the content of the abrasive in the suspension was mixed at 35 vol%.

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 75psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 4inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into the spraying device and sprayed onto the solvent-degreased titanium material prepared at a pressure of 75 psi at a distance of 4 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

이 후, 준비된 알칼리탈지제로 65℃에서 15분 동안 알칼리탈지한 후, 상온에서 45초동안 1차 수세하였다. 1차 수세된 티타늄 소재를 준비된 산성용액으로 상온에서 10초 동안 에칭한 후, 2차 수세하였다. 2차 수세된 티타늄 소재를 준비된 중화제로 상온에서 20초 동안 중화한 후, 3차 수세하였다. 3차 수세된 티타늄 소재에 준비된 동 도금액으로 55℃에서 10초 동안 동 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하였다. 4차 수세된 티타늄 소재에 준비된 니켈 도금액으로 90℃에서 무전해 니켈 도금을 수행한 후, 건조시켜 수소취성을 제거하였다. 수세는 모두 공업용수를 이용하여 상온에서 45초 동안 수행하였다.Thereafter, after alkaline degreasing at 65 ° C. for 15 minutes with the prepared alkali degreasing agent, it was first washed with water at room temperature for 45 seconds. The titanium material washed firstly was etched with the prepared acidic solution at room temperature for 10 seconds, and then washed secondarily. The secondly washed titanium material was neutralized with the prepared neutralizing agent at room temperature for 20 seconds, and then washed with water thirdly. After performing copper strike plating at 55° C. for 10 seconds with the copper plating solution prepared on the third washed titanium material, it was washed with water fourth. Electroless nickel plating was performed at 90° C. with a nickel plating solution prepared on the fourth washed titanium material, and then dried to remove hydrogen embrittlement. All water washing was performed at room temperature for 45 seconds using industrial water.

상기 비교예1과 실시예1에서 형성된 티타늄 소재 상의 도금층의 물성평가를 수행한 결과를, 하기 표 1에 나타냈다.Table 1 shows the results of the physical property evaluation of the plating layer on the titanium material formed in Comparative Example 1 and Example 1.

구분(단위)Classification (unit) 경도(Hv)Hardness (Hv) 도금 두께(㎛)Plating thickness (㎛) 밀착력adhesion 내식성corrosion resistance 내마모성(mg)Abrasion resistance (mg) 비교예1Comparative Example 1 952952 3131 크랙 발생있음, 밀착력이 낮음Cracks are present, adhesion is low 일부 영역에 균열, 파손 있음Cracks and damage in some areas 7070 실시예1Example 1 10011001 3131 크랙 발생없음, 밀착력에 이상없음No cracks, no abnormality in adhesion 균열, 파손 없음No cracks or breaks 7171

표 1을 참조하면, 상기 실시예1과 같이 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금 방법을 전처리 공정에서 습식블라스팅을 통해 산화피막을 효과적으로 제거하고 적절한 표면조도를 형성하여, 습식블라스팅을 수행하지 않은 비교예1과 유사한 도금 두께를 구현하면서도 니켈 도금층의 밀착력을 향상시킬 수 있다. Referring to Table 1, as in Example 1, the electroless nickel plating method of the titanium material of the present invention effectively removes the oxide film through wet blasting in the pretreatment process and forms an appropriate surface roughness, so that wet blasting is not performed. Adhesion of the nickel plating layer may be improved while implementing a plating thickness similar to that of Comparative Example 1.

실험예2: 습식블라스팅 수행시 연마재의 크기 및 연마재 함량에 따른 티타늄 소재 상에 형성된 도금층의 외관평가 Experimental Example 2: Appearance evaluation of plating layer formed on titanium material according to abrasive size and abrasive content during wet blasting

하기의 실험은 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법에서 습식블라스팅 수행시 사용하는 현탁액 내 연마재의 크기 및 연마재 함량을 달리하여 티타늄 소재를 전처리한 후, 무전해 니켈 도금을 수행하여 티타늄 소재 상에 도금층을 형성하였다. 티타늄 소재 상에 형성된 도금층을 하기와 같은 평가기준을 바탕으로 외관평가하였다.In the following experiments, in the electroless nickel plating method for titanium materials of the present invention, after pretreatment of titanium materials by varying the size and content of abrasives in the suspension used for wet blasting, electroless nickel plating is performed to A plating layer was formed on the The appearance of the plating layer formed on the titanium material was evaluated based on the following evaluation criteria.

연마재로 사용하는 산화알루미늄은 120mesh, 150mesh와 180mesh크기로 시판되고 있어 이를 이용하여 실험을 수행하였다.Aluminum oxide used as an abrasive is commercially available in sizes of 120 mesh, 150 mesh, and 180 mesh, and experiments were conducted using these.

2.1 공정별 재료의 준비 및 공정별 특징2.1 Preparation of materials for each process and characteristics for each process

2.2 외관평가 방법2.2 Appearance evaluation method

티타늄 소재 상에 형성된 도금층을 육안으로 관찰한 후, 표면을 손가락으로 만져보았다.After observing the plating layer formed on the titanium material with the naked eye, the surface was touched with a finger.

손가락으로 만졌을 때 부드러운 질감을 형성하고, 육안으로 관찰하였을 때 매끄럽고 균일한 외관을 형성하면, ○으로 표기하였다.When a soft texture was formed when touched with a finger and a smooth and uniform appearance was formed when observed with the naked eye, it was marked as ○.

손가락으로 만졌을 때 다소 거친 질감을 형성하고, 육안으로 관찰하였을 때 요철이 5개 미만으로 관찰되거나 또는 변색된 부위가 있으면, △로 표기하였다.When a somewhat rough texture was formed when touched with a finger, and when observed with the naked eye, less than 5 irregularities were observed or discolored areas were marked with △.

손가락으로 만졌을 때, 매우 거친 질감을 형성하며, 육안으로 관찰하였을 때 요철이 5개 이상으로 관찰되거나 또는 변색이 심하고 얼룩이 보이면, X로 표기하였다.When touched with a finger, a very rough texture was formed, and when observed with the naked eye, five or more irregularities were observed, or severe discoloration and stains were observed, and marked as X.

[실시예2][Example 2]

연마재로 120mesh를 갖는 산화알루미늄그릿(grit)과 물이 혼합된 현탁액을 준비하였으며, 상기 현탁액 내 연마재의 함량은 35vol%로 혼합하였다.A suspension in which aluminum oxide grit having 120 mesh and water were mixed as an abrasive was prepared, and the content of the abrasive in the suspension was mixed at 35 vol%.

[실시예3][Example 3]

연마재로 180mesh를 갖는 산화알루미늄그릿(grit)과 물이 혼합된 현탁액을 준비하였으며, 상기 현탁액 내 연마재의 함량은 35vol%로 혼합하였다.A suspension in which aluminum oxide grit having 180 mesh and water were mixed as an abrasive was prepared, and the content of the abrasive in the suspension was mixed at 35 vol%.

[실시예4][Example 4]

연마재로 150mesh를 갖는 산화알루미늄그릿(grit)과 물이 혼합된 현탁액을 준비하였으며, 상기 현탁액 내 연마재의 함량은 15vol%로 혼합하였다.A suspension in which aluminum oxide grit having 150 mesh and water were mixed as an abrasive was prepared, and the content of the abrasive in the suspension was mixed at 15 vol%.

[실시예5][Example 5]

연마재로 150mesh를 갖는 산화알루미늄그릿(grit)과 물이 혼합된 현탁액을 준비하였으며, 상기 현탁액 내 연마재의 함량은 25vol%로 혼합하였다.A suspension in which aluminum oxide grit having 150 mesh and water were mixed as an abrasive was prepared, and the content of the abrasive in the suspension was mixed at 25 vol%.

[실시예6][Example 6]

연마재로 150mesh를 갖는 산화알루미늄그릿(grit)과 물이 혼합된 현탁액을 준비하였으며, 상기 현탁액 내 연마재의 함량은 45vol%로 혼합하였다.A suspension in which aluminum oxide grit having 150 mesh and water were mixed as an abrasive was prepared, and the content of the abrasive in the suspension was mixed at 45 vol%.

[실시예7][Example 7]

연마재로 150mesh를 갖는 산화알루미늄그릿(grit)과 물이 혼합된 현탁액을 준비하였으며, 상기 현탁액 내 연마재의 함량은 55vol%로 혼합하였다.A suspension in which aluminum oxide grit having 150 mesh and water were mixed as an abrasive was prepared, and the content of the abrasive in the suspension was mixed at 55 vol%.

상기 실시예1 내지 실시예7에서 습식블라스팅 수행시 사용한 연마재의 크기 및 현탁액 전체 부피에 대한 연마재의 함량(vol%)을 정리하면, 하기 표 2와 같다.The size of the abrasive used in wet blasting in Examples 1 to 7 and the content (vol%) of the abrasive relative to the total volume of the suspension are summarized in Table 2 below.

구분
(단위)division
(unit) 연마재 크기(mesh)Abrasive size (mesh) 연마재 함량(vol%)Abrasive content (vol%) 실시예1Example 1 150150 3535 실시예2Example 2 120120 3535 실시예3Example 3 180180 3535 실시예4Example 4 150150 1515 실시예5Example 5 150150 2525 실시예6Example 6 150150 4545 실시예7Example 7 150150 5555

상기 실시예1 내지 실시예7에서 티타늄 소재 상에 형성된 도금층의 외관평가 결과는, 하기 표 3과 같다. The external appearance evaluation results of the plating layer formed on the titanium material in Examples 1 to 7 are shown in Table 3 below.

구분division 외관 평가Appearance evaluation 실시예1Example 1 ○○ 실시예2Example 2 △△ 실시예3Example 3 XX 실시예4Example 4 △△ 실시예5Example 5 ○○ 실시예6Example 6 ○○ 실시예7Example 7 XX

표 3을 참조하면, 실시예1, 실시예5 내지 실시예67에서 형성된 도금층이 티타늄 소재 상에 매끄럽고 균일하게 형성된 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로 이는, 실시예1과, 실시예5 내지 실시예6에서 적정 크기를 갖는 연마재를 사용하며, 현탁액 내 연마재를 최적비율로 혼합하여 습식블라스팅을 비롯한 전처리 공정을 수행함으로써 산화 피막을 제거하고 최적의 표면조도를 형성하여 티타늄 소재와 도금층과의 밀착력을 향상되며 매끄럽고 균일한 도금층이 형성된 것으로 볼 수 있다. Referring to Table 3, it was confirmed that the plating layers formed in Examples 1 and 5 to 67 were smoothly and uniformly formed on the titanium material. Specifically, in Example 1 and Examples 5 to 6, abrasives having an appropriate size were used, and the abrasives were mixed in an optimal ratio in the suspension to perform a pretreatment process including wet blasting to remove the oxide film and optimize the It can be seen that the adhesion between the titanium material and the plating layer is improved by forming the surface roughness of and a smooth and uniform plating layer is formed.

실시예2는 표면에 요철 등이 많이 형성되어 있지 않았지만 매끄럽지 않은 표면을 나타내어 티타늄 소재 상에 형성된 도금층이 불균일하게 형성된 것으로 판단되었다. 이는, 습식블라스팅 조성시 연마재 입자 크기가 작아 목표하는 표면조도를 형성하지 못해 도금층 일부가 불균일한 표면을 나타낸 것으로 볼 수 있다.Although Example 2 did not have many irregularities on the surface, it was determined that the plating layer formed on the titanium material was non-uniformly formed because the surface was not smooth. This can be seen as the fact that a portion of the plating layer showed an uneven surface because the target surface roughness was not formed due to the small size of the abrasive particles during the wet blasting composition.

실시예3은 표면에 울퉁불퉁한 요철이 다수개 형성되어 있어 손가락으로 만졌을 때 거친 질감을 바로 확인할 수 있었으며, 일부 요철은 변색되어 있었다. 실시예4에서 습식블라스팅 수행시 연마재의 크기가 큰 연마재를 사용하면서 식각량이 많아져 표면조도가 적절하게 형성되지 않은 결과로 볼 수 있다.In Example 3, a large number of rugged irregularities were formed on the surface, so when touched with a finger, the rough texture was immediately confirmed, and some irregularities were discolored. In Example 4, when performing wet blasting, it can be seen as a result that the surface roughness is not formed properly due to the large amount of etching while using an abrasive having a large size.

실시예4는 연마재 함량이 낮아 습식블라스팅이 원활하게 수행되지 않아 연마효율이 저하되면서 티타늄 소재와의 밀착력이 낮아져 다소 거친 질감을 갖는 도금층이 형성된 것으로 판단된다. In Example 4, wet blasting was not smoothly performed due to the low content of the abrasive, and as a result, the polishing efficiency was lowered, and the adhesion to the titanium material was lowered, and it was determined that a plating layer having a somewhat rough texture was formed.

실시예7은 매우 거친 질감과 변색부위가 많았다. 이는, 습식블라스팅 수행시 연마재가 다량 포함됨에 따라 식각량이 크게 늘어나면서 기계적 요철이 너무 많이 형성되어 습식블라스팅 이후 전처리와 도금과정에 형성된 요철 사이에 도금액이나 이물질이 삽입되어 변색된 것으로 판단된다.Example 7 had a very rough texture and many discolored areas. It is judged that this is due to the fact that the etching amount greatly increased as a large amount of abrasive was included during wet blasting, and too many mechanical irregularities were formed, and the plating liquid or foreign matter was inserted between the irregularities formed during the pretreatment and plating process after wet blasting, resulting in discoloration.

실험예3: 습식블라스팅 수행시 분사압력 및 분사거리에 따른 티타늄 소재 상에 형성된 도금층의 외관평가 Experimental Example 3: Appearance evaluation of the plating layer formed on the titanium material according to the spraying pressure and spraying distance during wet blasting

하기의 실험은 본 발명의 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법에서 습식블라스팅 수행시 사용하는 티타늄 소재 표면상에 현탁액을 분사하는 압력과 분사노즐과 티타늄 소재와의 거리를 달리하여 티타늄 소재를 전처리한 후, 무전해 니켈 도금을 수행하여 티타늄 소재 상에 도금층을 형성하였다. 티타늄 소재 상에 형성된 도금층을 하기와 같은 평가기준을 바탕으로 외관평가하였다.The following experiment is performed by pretreating the titanium material by varying the pressure for spraying the suspension on the surface of the titanium material used when performing wet blasting in the electroless nickel plating method of the titanium material of the present invention and the distance between the spray nozzle and the titanium material. , electroless nickel plating was performed to form a plating layer on the titanium material. The appearance of the plating layer formed on the titanium material was evaluated based on the following evaluation criteria.

3.1 공정별 재료의 준비 및 공정별 특징3.1 Preparation of materials for each process and characteristics for each process

3.2 외관평가 방법3.2 Appearance evaluation method

[실시예8][Example 8]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 45psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 4inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into a spraying device and sprayed at a pressure of 45 psi to a titanium material prepared by solvent degreasing treatment at a distance of 4 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예9][Example 9]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 60psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 4inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into the spraying device and sprayed onto the solvent-degreased titanium material prepared at a pressure of 60 psi at a distance of 4 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예10][Example 10]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 90psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 4inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into the spraying device and sprayed onto the prepared solvent-degreased titanium material at a pressure of 90 psi at a distance of 4 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예11][Example 11]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 105psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 4inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into a spraying device and sprayed at a pressure of 105 psi on a titanium material prepared by solvent degreasing treatment at a distance of 4 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예12][Example 12]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 75psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 1inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into the spraying device and sprayed onto the solvent-degreased titanium material prepared at a pressure of 75 psi at a distance of 1 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예13][Example 13]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 75psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 2inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into a spraying device and sprayed at a pressure of 75 psi to a titanium material prepared by solvent degreasing treatment at a distance of 2 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예14][Example 14]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 75psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 6inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into the spraying device and sprayed at a pressure of 75 psi to the titanium material prepared by solvent degreasing treatment at a distance of 6 inches to have a spray angle of 60 ° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예15][Example 15]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 75psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 8inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into the spraying device and sprayed onto the solvent-degreased titanium material prepared at a pressure of 75 psi at a distance of 8 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

[실시예16][Example 16]

상기 현탁액을 분사장치에 투입하여 준비된 용제탈지처리한 티타늄 소재에 상기 현탁액을 75psi의 압력으로, 티타늄 소재 표면과 60°의 분사각도를 갖도록 10inches의 거리에서 분사하였고, 이러한 분사방식으로 작업 대상 면에 3회 정도 지나가도록 분사하여 습식블라스팅을 수행하였다. The suspension was injected into the spraying device and sprayed onto the solvent-degreased titanium material prepared at a pressure of 75 psi at a distance of 10 inches to have a spray angle of 60° with the surface of the titanium material. Wet blasting was performed by spraying so as to pass about three times.

이 후, 준비된 알칼리탈지제로 65℃에서 15분 동안 알칼리탈지한 후, 상온에서 45초동안 1차 수세하였다. 1차 수세된 티타늄 소재를 준비된 산성용액으로 상온에서 10초 동안 에칭한 후, 2차 수세하였다. 2차 수세된 티타늄 소재를 준비된 중화제로 상온에서 20초 동안 중화한 후, 3차 수세하였다. 3차 수세된 티타늄 소재에 준비된 동 도금액으로 55℃에서 10초 동안 동 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하였다. 4차 수세된 티타늄 소재에 준비된 니켈 도금액으로 90℃에서 무전해 니켈 도금을 수행한 후, 건조시켜 수소취성을 제거하였다. 수세는 모두 공업용수를 이용하여 상온에서 45초 동안 수행하였다.Thereafter, after alkali degreasing at 65 ° C. for 15 minutes with the prepared alkali degreasing agent, it was first washed with water at room temperature for 45 seconds. The titanium material washed firstly was etched with the prepared acidic solution at room temperature for 10 seconds, and then washed secondarily. The secondly washed titanium material was neutralized with the prepared neutralizing agent at room temperature for 20 seconds, and then washed with water thirdly. After performing copper strike plating at 55° C. for 10 seconds with the copper plating solution prepared on the third washed titanium material, it was washed with water fourth. Electroless nickel plating was performed at 90° C. with a nickel plating solution prepared on the fourth washed titanium material, and then dried to remove hydrogen embrittlement. All water washing was performed at room temperature for 45 seconds using industrial water.

상기 실시예1 및 실시예8 내지 실시예16에서 습식블라스팅 수행시 분사압력 및 분사노즐과 티타늄 소재와의 각도를 정리하면, 하기 표 4와 같다.Table 4 below summarizes the spray pressure and the angle between the spray nozzle and the titanium material when performing wet blasting in Examples 1 and 8 to 16.

구분
(단위)division
(unit) 분사압력(psi)Injection pressure (psi) 분사거리(inches)spraying distance (inches) 실시예8Example 8 4545 44 실시예9Example 9 6060 44 실시예1Example 1 7575 44 실시예10Example 10 9090 44 실시예11Example 11 105105 44 실시예12Example 12 7575 1One 실시예13Example 13 7575 22 실시예14Example 14 7575 66 실시예15Example 15 7575 88 실시예16Example 16 7575 1010

상기 실시예1 및 실시예8 내지 실시예16에서 티타늄 소재 상에 형성된 도금층의 외관평가 결과는, 하기 표 5와 같다. The external appearance evaluation results of the plating layer formed on the titanium material in Example 1 and Example 8 to Example 16 are shown in Table 5 below.

구분division 외관 평가Appearance evaluation 실시예8Example 8 △△ 실시예9Example 9 ○○ 실시예1Example 1 ○○ 실시예10Example 10 ○○ 실시예11Example 11 XX 실시예12Example 12 XX 실시예13Example 13 △△ 실시예14Example 14 ○○ 실시예15Example 15 △△ 실시예16Example 16 XX

표 5를 참조하면, 분사압력에 따른 외관평가 결과, 실시예1과 실시예9 내지 실시예10의 도금층이 우수한 외관을 나타냈다. 3개의 도금층 모두 변색이나 표면 요철없이 매끄러운 도금층이 형성되어 있었으며, 얼룩이나 변색도 전혀 없이 균일한 도금층이 형성되었다.Referring to Table 5, as a result of the external appearance evaluation according to the spraying pressure, the coating layers of Example 1 and Examples 9 to 10 showed excellent appearance. All three plating layers had smooth plating layers without discoloration or surface irregularities, and uniform plating layers were formed without any stains or discoloration.

실시예8은 3개 정도의 작은 요철이 만져져 다소 거칠다고 느껴졌으며, 이는 낮은 분사압력으로 인해 습식블라스팅이 원활하게 수행되지 않아 표면조도를 적정하게 형성하지 못해 최종적으로 형성된 도금층의 외관에 영향을 준 것으로 판단된다.Example 8 was felt somewhat rough due to the touch of about three small irregularities, which caused the wet blasting not to be performed smoothly due to the low spraying pressure, and thus the surface roughness was not properly formed, affecting the appearance of the finally formed plating layer. It is judged to be

실시예11은 육안으로 봐도 요철이 많은 것을 느낄 수 있었으며, 얼룩도 다수 군데에 형성되어 있었다. 높은 분사압력으로 인해 식각량이 많아지면서 도금층이 불균일하게 형성된 결과로 볼 수 있다.In Example 11, even with the naked eye, many irregularities could be felt, and stains were also formed in many places. It can be seen as a result of the non-uniform formation of the plating layer as the etching amount increases due to the high spray pressure.

분사거리에 따른 외관평가 결과, 실시예1과 실시예15의 도금층이 매끄럽고 니켈 고유의 색상/광택을 나타내어 도금층이 잘 형성된 것으로 판단되었다.As a result of the external appearance evaluation according to the spraying distance, it was determined that the plating layers of Examples 1 and 15 were smooth and exhibited the unique color/gloss of nickel, so that the plating layers were well formed.

실시예12는 짧은 분사거리로 연마재로 인한 표면 식각량이 증가하면서 매우 거칠고 얼룩이 있는 도금층이 형성되었다. In Example 12, a very rough and uneven plating layer was formed while the surface etching amount due to the abrasive increased with a short spraying distance.

실시예13과 실시예15는 얼룩이나 변색은 없었으나 일부 영역에서 요철이 만져지면서 다소 거친 표면을 나타내어 습식블라스팅 수행시 가까운 거리로 인해 습식블라스팅이 적절하게 수행되지 않아 도금층의 품질에 영향을 준 것으로 판단된다. In Examples 13 and 15, there were no stains or discoloration, but irregularities were touched in some areas, indicating a somewhat rough surface. When wet blasting was performed, wet blasting was not properly performed due to the close distance, which affected the quality of the coating layer. judged

실시예16은 분사노즐과 티타늄 소재의 분사거리가 멀어지면서 습식블라스팅이 충분히 수행되지 않아 표면조도 조절이 되지 않으면서 요철로 인해 도금층이 불균일하게 형성되면서 변색과 얼룩이 나타난 것으로 볼 수 있다. In Example 16, it can be seen that discoloration and stains appeared as the plating layer was formed non-uniformly due to irregularities while the wet blasting was not sufficiently performed as the spraying distance between the spray nozzle and the titanium material was not sufficiently controlled, and the surface roughness was not controlled.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, it will be understood that the technical configuration of the present invention described above can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not limiting in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims

티타늄 소재를 용제탈지하는 제 1단계;
상기 용제탈지된 티타늄 소재에 물과 연마재가 혼합된 현탁액을 분사하여 습식블라스팅을 수행하는 제 2단계;
상기 습식블라스팅이 수행된 티타늄 소재를 알칼리탈지한 후, 1차 수세하는 제 3단계;
상기 1차 수세된 티타늄 소재를 산성용액으로 에칭한 후, 2차 수세하는 제 4단계;
상기 2차 수세된 티타늄 소재를 중화한 후, 3차 수세하는 제 5단계;
상기 3차 수세된 티타늄 소재에 동(Cu) 스트라이크 도금을 수행한 후, 4차 수세하는 제 6단계; 및
상기 4차 수세된 티타늄 소재에 무전해 니켈 도금을 수행하는 제 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법.A first step of solvent degreasing the titanium material;
A second step of performing wet blasting by spraying a suspension in which water and an abrasive are mixed to the solvent-degreased titanium material;
A third step of firstly washing with water after alkali degreasing the wet-blasting titanium material;
A fourth step of etching the firstly washed titanium material with an acidic solution and then secondarily washing it with water;
A fifth step of neutralizing the secondly washed titanium material and then thirdly washing with water;
a sixth step of carrying out copper (Cu) strike plating on the third washed titanium material, followed by fourth washing; and
A seventh step of performing electroless nickel plating on the fourth washed titanium material; electroless nickel plating method of titanium material comprising a.

제 1항에 있어서,
상기 제 2단계는,
상기 연마재는 140 내지 170mesh를 갖는 산화알루미늄인 것을 특징으로 하는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법.According to claim 1,
In the second step,
Electroless nickel plating method of titanium material, characterized in that the abrasive is aluminum oxide having 140 to 170 mesh.

제 1항에 있어서,
상기 제 2단계는,
상기 현탁액 전체 부피에 대하여 상기 연마재가 25 내지 50vol%로 구성된 것을 특징으로 하는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법.According to claim 1,
In the second step,
Electroless nickel plating method of a titanium material, characterized in that the abrasive is composed of 25 to 50 vol% with respect to the total volume of the suspension.

제 1항에 있어서,
상기 제 2단계는,
상기 현탁액 분사시 분사압력은 60 내지 90psi인 것을 특징으로 하는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법.According to claim 1,
In the second step,
Electroless nickel plating method of a titanium material, characterized in that the injection pressure is 60 to 90 psi when spraying the suspension.

제 1항에 있어서,
상기 제 2단계는,
상기 현탁액 분사시 분사각도는 45 내지 90°인 것을 특징으로 하는 티타늄 소재의 무전해 니켈 도금방법.According to claim 1,
In the second step,
Electroless nickel plating method of a titanium material, characterized in that the spray angle is 45 to 90 ° when spraying the suspension.