KR20230148683A - Chromate Pretreatment Process for Aluminum Materials for Additive Manufacturing - Google Patents
Chromate Pretreatment Process for Aluminum Materials for Additive Manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230148683A KR20230148683A KR1020220047779A KR20220047779A KR20230148683A KR 20230148683 A KR20230148683 A KR 20230148683A KR 1020220047779 A KR1020220047779 A KR 1020220047779A KR 20220047779 A KR20220047779 A KR 20220047779A KR 20230148683 A KR20230148683 A KR 20230148683A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- dismut
- aluminum alloy
- chromate
- treatment
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 123
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 98
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 96
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 70
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- -1 fluorine ions Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 59
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 51
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims description 47
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 14
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 229910003407 AlSi10Mg Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 65
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 50
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 33
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 22
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
- C23C22/56—Treatment of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/32—Alkaline compositions
- C23F1/36—Alkaline compositions for etching aluminium or alloys thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/12—Light metals
- C23G1/125—Light metals aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2222/00—Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
- C23C2222/10—Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
본 발명은, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 알루미늄 합금 소재의 표면을 에칭하는 에칭 단계, 및 에칭된 알루미늄 합금 소재를 디스머트 처리용 조성물에 침지하여 에칭된 알루미늄 합금 소재의 표면에 생성된 스머트를 제거하는 디스머트 단계를 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정으로서, 상기 디스머트 처리용 조성물은, 질산, 황산, 인산, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물, 및 용매를 포함하고, 상기 디스머트 처리용 조성물은, 상기 디스머트 처리용 조성물의 총 중량을 100 중량%라고 하였을 때, 질산을 20 중량% 내지 30 중량%, 황산을 20 중량% 내지 30 중량%, 인산을 10 중량% 내지 20 중량%, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물을 1 중량% 내지 5 중량% 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정이 제공된다.
이와 같은 크로메이트 전처리 공정에 의하면, 규소가 다량 함유된 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도, 에칭 공정 후의 표면에 생성된 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 충분히 제거할 수 있다.The present invention relates to a chromate pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing. According to the present invention, an etching step of etching the surface of an aluminum alloy material, and immersing the etched aluminum alloy material in a composition for dismut treatment, A chromate pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing, comprising a dismut step of removing smut generated on the surface of an aluminum alloy material, wherein the dismut treatment composition can supply nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and fluorine ions. Comprising a compound and a solvent, the composition for treating dismut contains 20 to 30 wt% of nitric acid and 20 to 30 wt% of sulfuric acid, assuming the total weight of the composition for treating dismut is 100 wt%. A chromate pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing is provided, which includes 30% by weight, 10% to 20% by weight of phosphoric acid, and 1% to 5% by weight of a compound capable of supplying fluorine ions.
According to this chromate pretreatment process, even for aluminum materials for additive manufacturing containing a large amount of silicon, smut containing Al-Si-based oxides generated on the surface after the etching process can be sufficiently removed.
Description
본 발명은 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도, 후속의 크로메이트 공정에 의해 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 얻을 수 있게 하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a chromate pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing, and more specifically, to aluminum materials for additive manufacturing, which enable aluminum products with excellent corrosion resistance to be obtained by a subsequent chromate process even for aluminum materials for additive manufacturing. It relates to the chromate pretreatment process for.
알루미늄 합금 소재는 부품의 경량화에 적합하기 때문에 대부분의 산업 분야에서 유용하게 사용되고 있다. 일반적으로 알루미늄 합금 소재는 알루미늄(Al) 및 기타 함유 성분(규소(Si), 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등)으로 구성되며, 일반적으로 Al-Si-금속계 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 합금 제품은 표면이 산화되기 쉽기 때문에, 표면의 내부식성을 좋게 하기 위하여 크로메이트 처리 등에 의한 표면 처리가 행해지고 있다.Aluminum alloy materials are useful in most industrial fields because they are suitable for lightening parts. In general, aluminum alloy materials include aluminum (Al) and other components (silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), zinc (Zn), nickel (Ni), etc. ), and since the surface of aluminum alloy products generally made of Al-Si-metal aluminum alloy is prone to oxidation, surface treatment such as chromate treatment is performed to improve surface corrosion resistance.
일반적으로 알루미늄 소재 표면에 크로메이트 처리 등을 통해 크롬 도금 등의 금속 도금을 행하였을 때에는, 알루미늄 소재 표면의 산화물로 인하여 도금 후 밀착 불량 또는 제품 출하 후 밀착 불량 등의 많은 도금 불량이 야기된다. 이에, 크로메이트 처리 등의 표면 처리를 행하기 전에 표면의 산화물을 제거하기 위한 일련의 전처리 공정이 행해지고 있다. 구체적으로는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 크로메이트 처리를 행하기 앞서, 대상 알루미늄 합금 소재의 표면에 대하여 탈지(Degreasing), 에칭(Eching), 및 디스머트(Desmut) 등의 전처리 공정이 행해지고 있다.In general, when metal plating such as chrome plating is performed on the surface of an aluminum material through chromate treatment, etc., many plating defects, such as poor adhesion after plating or poor adhesion after product shipment, are caused due to oxides on the surface of the aluminum material. Accordingly, a series of pretreatment processes are performed to remove oxides on the surface before surface treatment such as chromate treatment. Specifically, as shown in FIG. 1, prior to performing chromate treatment, pretreatment processes such as degreasing, etching, and desmut are performed on the surface of the target aluminum alloy material.
이러한 전처리 공정은 최종 표면 처리된 제품의 안정성, 내구성 등에 관여하는 공정으로서, 제품의 품질에 결정적인 영향을 끼친다. 전처리 공정 중, 에칭 공정은, 알루미늄 합금 소재 등을 산 또는 알칼리 용액으로 처리하여 알루미늄 제품의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 공정으로서, 이러한 산화막을 제거하는 과정에서 알루미늄 금속 표면에 생성된 환원성 금속염인 검은색의 스머트(Smut)가 필수적으로 발생하고 있다. 에칭 공정에 의해 발생한 스머트는 제품 표면에 대한 도금이나 피막의 밀착성을 저하시켜 박리를 야기하는 등, 표면 처리된 알루미늄 제품의 불량 원인이 되므로 제거될 필요가 있다.This pretreatment process is involved in the stability and durability of the final surface-treated product and has a decisive influence on the quality of the product. Among the pretreatment processes, the etching process is a process of removing the oxide film formed on the surface of the aluminum product by treating the aluminum alloy material, etc. with an acid or alkaline solution. During the process of removing this oxide film, black, a reducing metal salt, is formed on the surface of the aluminum metal. Color smut inevitably occurs. Smut generated by the etching process needs to be removed as it can cause defects in surface-treated aluminum products, such as lowering the adhesion of plating or coating to the product surface and causing peeling.
이에, 종래의 전처리 공정에서는, 에칭 공정을 진행함에 따라 발생하는 스머트를 제거하기 위해 디스머트 공정을 행하고 있었으며, 종래의 디스머트 공정에서는, 질산과 크롬산을 포함하는 디스머트 처리액 내에 에칭된 알루미늄 소재를 침지하여, 스머트를 디스머트 처리액에 용해시킴으로써 에칭된 알루미늄 소재의 표면으로부터 제거하였다.Accordingly, in the conventional pretreatment process, a dismut process was performed to remove smut generated during the etching process. In the conventional dismut process, the aluminum etched in the dismut treatment solution containing nitric acid and chromic acid The smut was removed from the surface of the etched aluminum material by immersing the material and dissolving it in the dismut treatment liquid.
한편, 근년, 항공 및 우주 산업, 그리고 방위 산업 등의 분야에서는, 매우 복잡하고 특수한 형상을 설계 및 제조할 수 있는 점에서, 3D 프린팅에 의한 적층 제조 방식에 의해 알루미늄 합금 소재로 이루어지는 알루미늄 제품을 제조하는 것에 주목하고 있다.Meanwhile, in recent years, in fields such as the aviation and space industry, and the defense industry, aluminum products made of aluminum alloy materials have been manufactured by additive manufacturing using 3D printing, as very complex and special shapes can be designed and manufactured. We are paying attention to what we are doing.
적층 제조용 알루미늄 합금의 경우에는, 유동성을 좋게 하기 위하여 알루미늄 합금에 다량의 규소(Si)가 첨가되며, 이와 같이 다량의 규소를 포함하는 알루미늄 합금 소재의 표면에는, 에칭 공정 후에, Al-Si계 산화물(Al 산화물 및 Si 화합물)을 포함하는 스머트가 형성된다.In the case of aluminum alloy for additive manufacturing, a large amount of silicon (Si) is added to the aluminum alloy to improve fluidity, and after the etching process, Al-Si-based oxide is formed on the surface of the aluminum alloy material containing a large amount of silicon. A smut containing (Al oxide and Si compound) is formed.
그런데, 종래의 디스머트 공정은, Al6061 계열과 같이 규소의 함유량이, 알루미늄 합금을 구성하는 성분의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 1 중량% 이하로 매우 낮은 알루미늄 합금 소재에 대해서는 효과적이었으나, 적층 제조용 알루미늄 합금 소재와 같이 규소가 다량 첨가된 알루미늄 합금 소재에 대해서는, 에칭 공정 후에 발생하는 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 충분히 제거할 수 없다는 문제가 있다. 그 때문에, 후속의 크로메이트 공정을 진행하여도 크롬 도금이 적절하게 적용될 수 없어, 내부식성이 매우 중요한 항공 및 우주 산업, 그리고 방위 산업 등에 적용하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도, 후속의 크로메이트 공정을 적용하여 내부식성을 보장할 수 있는, 크로메이트 전처리 공정의 개발이 필요한 실정이다.However, the conventional dismut process was effective for aluminum alloy materials such as the Al6061 series where the silicon content was very low, at 1% by weight or less, when the total weight of the components constituting the aluminum alloy was 100% by weight. For aluminum alloy materials to which a large amount of silicon is added, such as aluminum alloy materials for additive manufacturing, there is a problem that smut containing Al-Si-based oxides generated after the etching process cannot be sufficiently removed. Therefore, chrome plating cannot be properly applied even if a subsequent chromate process is performed, making it difficult to apply to the aviation and space industries, where corrosion resistance is very important, and the defense industry. Therefore, there is a need to develop a chromate pretreatment process that can ensure corrosion resistance by applying a subsequent chromate process to aluminum materials for additive manufacturing.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도, 후속의 크로메이트 공정을 통해 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 얻을 수 있게 하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정을 제공하는 것이다.The present invention was made in consideration of the above problems, and the object of the present invention is to provide an aluminum material for additive manufacturing, which allows obtaining aluminum products with excellent corrosion resistance through a subsequent chromate process even for aluminum materials for additive manufacturing. It provides a chromate pretreatment process.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 얻을 수 있는, 크로메이트 공정을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a chromate process that can produce aluminum products with excellent corrosion resistance even for aluminum materials for additive manufacturing.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 적층 제조된 알루미늄 제품으로서, 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a laminated aluminum product with excellent corrosion resistance.
본 발명자들은 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하여 예의 연구를 행하였다. 그 결과, 에칭 단계 및 디스머트 단계를 포함하는 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 전처리 공정으로서, 디스머트 단계에서 소정의 조성을 갖는 디스머트 처리용 조성물을 사용하면, 규소를 다량 함유하는 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도, 에칭 공정 후의 표면의 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 충분히 제거함으로써, 후속의 크로메이트 공정에 의해 크롬 도금층을 알루미늄 소재의 표면에 양호하게 밀착시켜 내부식성이 우수한 알루미늄 제품이 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.The present inventors have conducted intensive research with the aim of advantageously solving the above problems. As a result, as a pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing including an etching step and a dismut step, if a dismut treatment composition having a predetermined composition is used in the dismut step, it can be used even for aluminum materials for additive manufacturing containing a large amount of silicon. It was found that by sufficiently removing smut containing Al-Si-based oxide on the surface after the etching process, the chrome plating layer is well adhered to the surface of the aluminum material through the subsequent chromate process, and an aluminum product with excellent corrosion resistance is obtained. , completed the present invention.
즉, 본 발명에 의하면, That is, according to the present invention,
알루미늄 합금 소재의 표면을 에칭하는 에칭 단계; 및An etching step of etching the surface of the aluminum alloy material; and
에칭된 알루미늄 합금 소재를 디스머트 처리용 조성물에 침지하여 에칭된 알루미늄 합금 소재의 표면에 생성된 스머트를 제거하는 디스머트 단계;를 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정으로서,A chromate pretreatment process for an aluminum material for additive manufacturing, comprising a dismut step of removing smut generated on the surface of the etched aluminum alloy material by immersing the etched aluminum alloy material in a dismut treatment composition,
상기 디스머트 처리용 조성물은, 질산, 황산, 인산, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물, 및 용매를 포함하고,The composition for dismut treatment includes nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, a compound capable of supplying fluorine ions, and a solvent,
상기 디스머트 처리용 조성물은, 상기 디스머트 처리용 조성물의 총 중량을 100 중량%라고 하였을 때, 질산을 20 중량% 내지 30 중량%, 황산을 20 중량% 내지 30 중량%, 인산을 10 중량% 내지 20 중량%, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물을 1 중량% 내지 5 중량% 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정이 제공된다.When the total weight of the dismut treatment composition is 100% by weight, the dismut treatment composition contains 20% to 30% by weight of nitric acid, 20% to 30% by weight of sulfuric acid, and 10% by weight of phosphoric acid. A chromate pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing is provided, which includes from 1% to 5% by weight of a compound capable of supplying fluorine ions.
한편, 본 명세서에 있어서, 「알루미늄 재질」의 용어는, 알루미늄 합금 소재 등을 포함하는 넓은 의미를 나타내기 위해 사용되었다.Meanwhile, in this specification, the term “aluminum material” is used to indicate a broad meaning including aluminum alloy materials, etc.
또한, 본 발명에 의하면,Additionally, according to the present invention,
적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 공정으로서,As a chromate process for aluminum material for additive manufacturing,
본 발명에 따른 크로메이트 전처리 공정에 의해 전처리된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크로메이트 용액을 코팅하는 크로메이트 단계; 및A chromate step of coating a chromate solution on the surface of an aluminum alloy material pretreated by the chromate pretreatment process according to the present invention; and
형성된 코팅층을 열풍 건조하는 열풍 건조 단계;를 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 공정이 제공된다.A chromate process for an aluminum material for additive manufacturing is provided, including a hot air drying step of hot air drying the formed coating layer.
또한, 본 발명에 의하면,Additionally, according to the present invention,
적층 제조된 알루미늄 합금 구조물로서,An additively manufactured aluminum alloy structure,
본 발명에 따른 크로메이트 공정에 의해 얻어지는 크롬 도금층을 갖는 알루미늄 합금 구조물이 제공된다.An aluminum alloy structure having a chrome plating layer obtained by a chromate process according to the present invention is provided.
본 발명에 의하면, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도, 에칭 공정 후의 표면에 생성된 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 충분히 제거할 수 있고, 이에 의해 후속의 크로메이트 공정을 통해 크롬 도금층을 알루미늄 소재의 표면에 양호하게 밀착시킬 수 있어, 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 얻을 수 있는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정이 제공된다.According to the present invention, even for aluminum materials for additive manufacturing, smut containing Al-Si-based oxides generated on the surface after the etching process can be sufficiently removed, thereby forming a chrome plating layer on the aluminum material through the subsequent chromate process. A chromate pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing is provided, which allows good adhesion to the surface to obtain aluminum products with excellent corrosion resistance.
또한, 본 발명에 의하면, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대해서도, 크롬 도금층을 알루미늄 소재의 표면에 양호하게 밀착시킬 수 있어, 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 얻을 수 있는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 공정이 제공된다.In addition, according to the present invention, a chromate process for aluminum materials for additive manufacturing is provided, in which a chrome plating layer can be adhered well to the surface of the aluminum material, and an aluminum product with excellent corrosion resistance can be obtained. do.
또한, 본 발명에 의하면, 적층 제조된 알루미늄 제품으로서, 표면에 크롬 도금층이 양호하게 밀착되어, 내부식성이 우수한 알루미늄 제품이 제공된다.In addition, according to the present invention, an aluminum product manufactured by lamination is provided, in which a chrome plating layer is well adhered to the surface and excellent corrosion resistance is provided.
도 1은, 종래 기술에 따른 크로메이트 전처리 공정 및 크로메이트 공정의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 2는, 실시예 1에 있어서, 에칭 처리 후의 시험편의 표면을 관찰한 SEM 사진이다.
도 3은, 실시예 1, 비교예 1, 5의 디스머트 처리된 후의 시험편의 사진이다.
도 4는, 실시예 1, 2, 비교예 6, 7에 따른, 표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편의 사진이다.
도 5는, 실시예 1에 있어서, 크로메이트 공정 후에 얻어지는, 표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편의 단면을 관찰한 SEM 사진이다.
도 6은, 실시예 1에 있어서, 크로메이트 공정 후에 얻어지는, 표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편의 단면을 관찰한 SEM 사진 및 표면과 내부의 성분을 분석한 결과이다.
도 7은, 실시예 1 및 비교예 8에 따른 시험편 표면의 내부식성 시험의 결과를 나타내는 사진이다.
도 8은, 제조예에 따른 안테나의 모식도 및 크롬 도금이 적용된 안테나의 사진이다.
도 9는, 비교예 2 ~ 4에 따른 크롬 도금층이 형성된 시험편의 단면을 관찰한 SEM 사진이다.Figure 1 is a flowchart showing the sequence of the chromate pretreatment process and the chromate process according to the prior art.
Figure 2 is an SEM photograph observing the surface of the test piece after etching treatment in Example 1.
Figure 3 is a photograph of the test pieces of Example 1 and Comparative Examples 1 and 5 after dismut treatment.
Figure 4 is a photograph of a test piece with a chrome plating layer formed on the surface according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 6 and 7.
Figure 5 is an SEM photograph observing the cross section of a test piece with a chrome plating layer formed on the surface obtained after the chromate process in Example 1.
Figure 6 is an SEM photograph observing a cross section of a test piece with a chrome plating layer formed on the surface obtained after the chromate process in Example 1, and the results of analyzing the components on the surface and inside.
Figure 7 is a photograph showing the results of a corrosion resistance test on the surface of a test piece according to Example 1 and Comparative Example 8.
Figure 8 is a schematic diagram of an antenna according to a manufacturing example and a photograph of an antenna to which chrome plating has been applied.
Figure 9 is an SEM photograph observing a cross section of a test piece on which a chrome plating layer was formed according to Comparative Examples 2 to 4.
앞서 설명한 바와 같이, 규소를 다량 함유하는 적층 제조용 알루미늄 합금 소재는 유동성 향상을 위해 첨가된 규소로 인하여, 에칭 공정 후 Al-Si계 산화물(Al 산화물 및 Si 화합물)을 포함하는 검은색의 스머트(Smut)가 표면에 형성된다. 본 발명에서는, 크로메이트 전처리 공정에 있어서, 질산, 황산, 인산, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물, 및 용매를 소정의 함유량으로 포함하는 디스머트 처리용 조성물을 이용하는 디스머트 단계를 포함함으로써, 알루미늄 합금 소재의 표면에 생성된 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 효과적으로 제거할 수 있다.As previously explained, aluminum alloy materials for additive manufacturing containing a large amount of silicon produce black smut containing Al-Si-based oxides (Al oxides and Si compounds) after the etching process due to the silicon added to improve fluidity. Smut) is formed on the surface. In the present invention, the chromate pretreatment process includes a dismut step using a dismut treatment composition containing a predetermined content of a compound capable of supplying nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and fluorine ions, and a solvent, thereby producing an aluminum alloy material. Smut containing Al-Si-based oxide generated on the surface can be effectively removed.
구체적으로, 본 발명은,Specifically, the present invention,
알루미늄 합금 소재의 표면을 에칭하는 에칭 단계; 및An etching step of etching the surface of the aluminum alloy material; and
에칭된 알루미늄 합금 소재를 디스머트 처리용 조성물에 침지하여 에칭된 알루미늄 합금 소재의 표면에 생성된 스머트를 제거하는 디스머트 단계;를 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정으로서,A chromate pretreatment process for an aluminum material for additive manufacturing, comprising a dismut step of removing smut generated on the surface of the etched aluminum alloy material by immersing the etched aluminum alloy material in a dismut treatment composition,
상기 디스머트 처리용 조성물은, 질산, 황산, 인산, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물, 및 용매를 포함하고,The composition for dismut treatment includes nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, a compound capable of supplying fluorine ions, and a solvent,
상기 디스머트 처리용 조성물은, 상기 디스머트 처리용 조성물의 총 중량을 100 중량%라고 하였을 때, 질산을 20 중량% 내지 30 중량%, 황산을 20 중량% 내지 30 중량%, 인산을 10 중량% 내지 20 중량%, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물을 1 중량% 내지 5 중량% 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정을 제공한다.When the total weight of the dismut treatment composition is 100% by weight, the dismut treatment composition contains 20% to 30% by weight of nitric acid, 20% to 30% by weight of sulfuric acid, and 10% by weight of phosphoric acid. Provides a chromate pretreatment process for aluminum materials for additive manufacturing, including 20% by weight and 1% to 5% by weight of a compound capable of supplying fluorine ions.
본 발명에 있어서, 알루미늄 합금 소재로는, 적층 제조 방식이 적용될 수 있는 알루미늄 합금이면 특별히 한정되지 않지만, 알루미늄 합금에 포함되는 규소의 함유량이, 알루미늄 합금을 구성하는 성분의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 4.0 중량% 이상 14.0 중량% 이하인 알루미늄 합금이 바람직하고, 알루미늄 합금에 포함되는 규소의 함유량이, 알루미늄 합금을 구성하는 성분의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 6.0 중량% 이상 12.0 중량% 이하인 알루미늄 합금이 보다 바람직하다. 알루미늄 합금에 포함되는 규소의 함유량이 상기 범위 내이면, 유동성이 양호하여 적층 제조 방식으로의 가공성이 우수하고, 크로메이트 전처리 공정에 의해 표면의 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 효과적으로 제거할 수 있다. 그 중에서도, 알루미늄 합금 소재는 AlSi10Mg 또는 AlSi7Mg인 것이 바람직하다.In the present invention, the aluminum alloy material is not particularly limited as long as it is an aluminum alloy to which the additive manufacturing method can be applied, but the content of silicon contained in the aluminum alloy is 100% by weight of the total weight of the components constituting the aluminum alloy. When doing so, an aluminum alloy of 4.0% by weight or more and 14.0% by weight or less is preferable, and the content of silicon contained in the aluminum alloy is 6.0% by weight or more and 12.0% by weight when the total weight of the components constituting the aluminum alloy is 100% by weight. % or less aluminum alloy is more preferable. If the content of silicon contained in the aluminum alloy is within the above range, the fluidity is good, the processability in the additive manufacturing method is excellent, and smut containing Al-Si-based oxide on the surface can be effectively removed through the chromate pretreatment process. there is. Among them, the aluminum alloy material is preferably AlSi10Mg or AlSi7Mg.
에칭 단계는 알루미늄 합금 소재의 표면에 존재하는 산화 피막과, 이물질 및 스크레치 등의 표면 불순물을 제거하는 단계이며, 알칼리 에칭 방법이 이용될 수 있다. 에칭액으로는 물을 기반으로 하여 수산화나트륨(NaOH)이 포함된 에칭액을 사용할 수 있고, 이때 에칭액에는, 에칭액의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 수산화나트륨이 3 중량% 내지 7 중량% 포함될 수 있고, 4 중량% 내지 6 중량% 포함되는 것이 바람직하다. 수산화나트륨의 함유량이 상기 범위 내이면, 알루미늄 합금 소재의 표면에 존재하는 산화 피막을 양호하게 용해시켜 제거할 수 있다. 한편, 에칭액에 포함되는 물은 증류수인 것이 바람직하다.The etching step is a step of removing surface impurities such as oxide films, foreign substances, and scratches present on the surface of the aluminum alloy material, and an alkaline etching method may be used. The etching solution may be a water-based etching solution containing sodium hydroxide (NaOH). In this case, the etching solution may contain 3% to 7% by weight of sodium hydroxide when the total weight of the etching solution is 100% by weight. and is preferably contained in an amount of 4% to 6% by weight. If the sodium hydroxide content is within the above range, the oxide film present on the surface of the aluminum alloy material can be well dissolved and removed. Meanwhile, the water contained in the etching solution is preferably distilled water.
에칭 단계에서, 에칭액을 알루미늄 합금 소재의 표면에 접촉시키는 것은, 에칭액에 알루미늄 합금 소재를 침지하는 방법에 의해 행할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.In the etching step, the etching solution may be brought into contact with the surface of the aluminum alloy material by immersing the aluminum alloy material in the etching solution, but the method is not limited thereto.
에칭은, 50℃ 내지 65℃의 온도, 바람직하게는 55℃ 내지 61℃의 온도로 조정된 에칭액을 이용하여 행할 수 있으며, 10초 내지 30초의 시간 동안, 바람직하게는 15초 내지 25초의 시간 동안 행할 수 있다. 에칭액의 온도가 지나치게 낮거나, 에칭 시간이 지나치게 짧은 경우에는, 에칭이 효과적으로 진행되지 않으며, 에칭 온도가 지나치게 높거나, 에칭 시간이 지나치게 긴 경우에는, 과다한 에칭으로 인하여 알루미늄 합금 소재의 내부까지 손상될 수 있다.Etching can be performed using an etching solution adjusted to a temperature of 50°C to 65°C, preferably 55°C to 61°C, for a time of 10 seconds to 30 seconds, preferably for a time of 15 seconds to 25 seconds. It can be done. If the temperature of the etchant is too low or the etching time is too short, etching will not proceed effectively. If the etching temperature is too high or the etching time is too long, the inside of the aluminum alloy material may be damaged due to excessive etching. You can.
또한, 에칭을, 에칭액에 알루미늄 합금 소재를 침지하여 행하는 경우에는, 에칭액에 알루미늄 합금 소재를 침지한 후 기포를 이용한 에어(Air) 교반 또는 스터러(Stirrer)를 이용한 마그네틱 교반을 행함으로써, 알루미늄 합금 소재의 표면 전체에서 에칭을 보다 균일하게 행할 수 있다.In addition, when etching is performed by immersing the aluminum alloy material in the etching solution, the aluminum alloy material is immersed in the etching solution and then subjected to air stirring using bubbles or magnetic stirring using a stirrer. Etching can be performed more uniformly across the entire surface of the material.
또한, 에칭 후에는, 에칭된 알루미늄 합금 소재를 그대로 다음 단계인 디스머트 단계에 제공해도 되지만, 수세를 진행한 후 디스머트 단계에 제공하는 것이 바람직하다. 수세 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당업계에서 일반적으로 적용되는 방법을 이용할 수 있다. 수세시에 기포를 이용한 에어(Air) 교반 또는 스터러(Stirrer)를 이용한 마그네틱 교반을 행함으로써, 수세 효과를 높일 수 있다.In addition, after etching, the etched aluminum alloy material may be directly applied to the next dismut step, but it is preferable to be washed with water before being provided to the dismut step. The washing method is not particularly limited, and methods generally applied in the industry can be used. The washing effect can be increased by performing air agitation using bubbles or magnetic agitation using a stirrer during washing.
디스머트 단계는, 에칭 과정에서 적층 제조용 알루미늄 합금 소재의 표면에 생성된 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 제거하는 단계이며, 소정의 디스머트 처리용 조성물이 사용된다.The dismut step is a step of removing smut containing Al-Si-based oxide generated on the surface of the aluminum alloy material for additive manufacturing during the etching process, and a predetermined dismut treatment composition is used.
본 발명의 디스머트 처리용 조성물은, 질산, 황산, 인산, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물, 및 용매를 포함하며, 디스머트 처리용 조성물의 총 중량을 100 중량%라고 하였을 때, 질산을 20 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 25 중량% 내지 27 중량% 포함하고, 황산을 20 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 22 중량% 내지 24 중량% 포함하고, 인산을 10 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 13 중량% 내지 15 중량% 포함하며, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물을 1 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 3 중량% 포함한다. 이러한 디스머트 처리용 조성물을 사용하면, Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 효과적으로 제거할 수 있다.The dismut treatment composition of the present invention includes nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, a compound capable of supplying fluorine ions, and a solvent. When the total weight of the dismut treatment composition is 100% by weight, nitric acid is contained at 20% by weight. % to 30% by weight, preferably 25% to 27% by weight, sulfuric acid in an amount of 20% to 30% by weight, preferably 22% to 24% by weight, and phosphoric acid in an amount of 10% to 20% by weight. %, preferably 13% by weight to 15% by weight, and 1% by weight to 5% by weight, preferably 2% by weight to 3% by weight, of a compound capable of supplying fluorine ions. By using such a dismut treatment composition, smut containing Al-Si-based oxide can be effectively removed.
한편, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 불산을 사용할 수 있다. 또한, 용매로는 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the compound capable of supplying fluorine ions is not particularly limited, but for example, hydrofluoric acid can be used. Additionally, it is preferable to use deionized water as a solvent.
디스머트 단계에서, 디스머트 처리용 조성물을 에칭된 알루미늄 합금 소재의 표면에 접촉시키는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 디스머트 처리용 조성물에 에칭된 알루미늄 합금 소재를 침지하는 방법에 의해 행하는 것이, 스머트를 효과적으로 제거할 수 있는 점에서 바람직하다.In the desmut step, the method of bringing the dismut treatment composition into contact with the surface of the etched aluminum alloy material is not particularly limited, but may be carried out by immersing the etched aluminum alloy material in the desmut treatment composition. It is desirable because it can effectively remove mut.
이때, 디스머트 처리용 조성물은, 35℃ 내지 45℃의 온도로 조정된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 37℃ 내지 43℃의 온도로 조정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 온도가 상기 범위 내로 조정된 디스머트 처리용 조성물을 사용하여 디스머트를 행하면, Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트의 제거 효과가 극대화된다.At this time, the composition for dismut treatment is preferably adjusted to a temperature of 35°C to 45°C, and preferably adjusted to a temperature of 37°C to 43°C. When desmut is performed using a dismut treatment composition whose temperature is adjusted within the above range, the effect of removing smut containing Al-Si-based oxide is maximized.
디스머트 처리용 조성물에 의한 디스머트 처리는, 3분 내지 10분의 시간 동안 행하는 것이 바람직하고, 4분 내지 6분의 시간 동안 행하는 것이 보다 바람직하다. 디스머트 처리용 조성물에 의한 디스머트 처리를 상기 시간 동안 행하면, Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트의 제거 효과가 극대화된다.The dismut treatment using the dismut treatment composition is preferably performed for 3 minutes to 10 minutes, and more preferably for 4 minutes to 6 minutes. If dismut treatment using the dismut treatment composition is performed for the above time, the effect of removing smut containing Al-Si-based oxide is maximized.
또한, 디스머트를, 디스머트 처리용 조성물에 에칭된 알루미늄 합금 소재를 침지하여 행하는 경우, 디스머트 처리용 조성물에 에칭된 알루미늄 합금 소재를 침지한 후 기포를 이용한 에어(Air) 교반 또는 스터러(Stirrer)를 이용한 마그네틱 교반을 행하면, 디스머트 처리용 조성물에 용해된 스머트가 알루미늄 합금 소재의 표면 근처에 머무는 것을 억제할 수 있으므로, 디스머트 효과를 극대화할 수 있다.In addition, when dismuting is performed by immersing the etched aluminum alloy material in the dismut treatment composition, the etched aluminum alloy material is immersed in the dismut treatment composition and then stirred with air using bubbles or stirred ( Magnetic stirring using a stirrer can prevent smut dissolved in the dismut treatment composition from remaining near the surface of the aluminum alloy material, thereby maximizing the dismut effect.
또한, 디스머트 처리용 조성물은, 처리 대상인 알루미늄 합금 소재의 표면적 250mm2당 1 내지 5L를 사용하는 것이 바람직하고, 처리 대상인 알루미늄 합금 소재의 표면적 250mm2당 2 내지 4L를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 디스머트 처리용 조성물의 사용량을 상기 범위 내로 하면, 스머트를 효율적으로 제거할 수 있다. 특히, 디스머트 처리용 조성물의 사용량이 상기 하한값 미만이면, 디스머트가 적절하게 진행되지 못하기 때문에, 디스머트 단계를 아무리 오래 행하여도 스머트를 제거할 수 없다.In addition, the composition for dismut treatment is preferably used in an amount of 1 to 5 L per 250 mm 2 of the surface area of the aluminum alloy material to be treated, and more preferably 2 to 4 L per 250 mm 2 of the surface area of the aluminum alloy material to be treated. If the amount of the dismut treatment composition used is within the above range, smut can be efficiently removed. In particular, if the amount of the dismut treatment composition used is less than the above lower limit, dismut does not proceed properly, and therefore smut cannot be removed no matter how long the dismut step is performed.
디스머트 단계 후에는, 디스머트된 알루미늄 합금 소재를 그대로 크로메이트 공정에 제공해도 되지만, 수세를 진행한 후 크로메이트 공정에 제공하는 것이 바람직하다. 수세 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당업계에서 일반적으로 적용되는 방법을 이용할 수 있다.After the dismut step, the dismuted aluminum alloy material may be submitted to the chromate process as is, but it is preferable to provide it to the chromate process after washing with water. The washing method is not particularly limited, and methods generally applied in the industry can be used.
필요에 따라 에칭 단계에 앞서 탈지(Degreasing) 단계가 진행될 수 있다.If necessary, a degreasing step may be performed prior to the etching step.
탈지 단계에서는, 알루미늄 합금 표면에 묻어 있는 이물질과 각종 유분을 제거할 수 있으며, SiC paper 등을 이용한 물리적인 방법, 또는 황산 및 계면 활성제가 포함된 탈지 처리용 조성물을 사용하는 화학적인 방법 등으로 행할 수 있다. 이 중에서도, 알루미늄 합금 소재 표면의 손상을 최소화 할 수 있는 등의 점에서 화학적인 방법을 이용하여 탈지를 행하는 것이 바람직하다.In the degreasing step, foreign substances and various oils on the surface of the aluminum alloy can be removed, and this can be done by a physical method using SiC paper, etc., or a chemical method using a degreasing composition containing sulfuric acid and a surfactant. You can. Among these, it is preferable to degrease using a chemical method because damage to the surface of the aluminum alloy material can be minimized.
화학적인 방법을 이용하여 탈지를 행하는 경우, 탈지 처리용 조성물은 황산 및 계면 활성제를 포함할 수 있으며, 탈지 처리용 조성물의 총 중량을 100 중량%라고 하였을 때, 황산을 3 중량% 내지 7 중량%, 계면 활성제를 93 중량% 내지 97 중량% 포함하는 것이, 금속 표면의 계면 작용을 양호하게 하여, 탈지 효과를 양호하게 할 수 있다. 이때, 황산으로는 시판의 98% 농도의 황산 용액을 사용할 수 있으며, 계면 활성제로는 비이온성, 음이온성, 양이온성 등 당업계에 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 시판품으로 예를 들어, 두리 C&C 제조의 DR-500(양이온성 계면활성제)을 사용할 수 있다.When degreasing is performed using a chemical method, the composition for degreasing may include sulfuric acid and a surfactant. When the total weight of the composition for degreasing is 100% by weight, sulfuric acid is added in an amount of 3% to 7% by weight. , containing 93% to 97% by weight of the surfactant can improve the interfacial action of the metal surface and improve the degreasing effect. At this time, a commercially available 98% concentration sulfuric acid solution can be used as the sulfuric acid, and the surfactant is not particularly limited as long as it is nonionic, anionic, cationic, etc. known in the art, but commercially available products, for example, manufactured by Duri C&C DR-500 (cationic surfactant) can be used.
탈지 처리용 조성물을 사용하여 탈지를 행하는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 탈지를 양호하게 행할 수 있는 점에서, 알루미늄 합금 소재를 탈지 처리용 조성물에 침지하는 방법이 바람직하다.The method of performing degreasing using the composition for degreasing is not particularly limited, but since degreasing can be performed satisfactorily, the method of immersing the aluminum alloy material in the composition for degreasing is preferable.
이때, 탈지 처리는, 51℃ 내지 57℃의 온도로 조정된 탈지 처리용 조성물에 1분 내지 10분의 시간 동안 침지하여 진행하는 것이 바람직하고, 53℃ 내지 55℃의 온도로 조정된 탈지 처리용 조성물에 3분 내지 7분의 시간 동안 침지하여 진행하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 조건에서 알루미늄 합금 소재를 탈지 처리용 조성물에 침지함으로써, 금속 표면의 계면 작용을 양호하게 하여 탈지 효과를 극대화할 수 있다.At this time, the degreasing treatment is preferably carried out by immersing the composition for degreasing treatment adjusted to a temperature of 51°C to 57°C for 1 to 10 minutes, and the degreasing treatment composition adjusted to a temperature of 53°C to 55°C. It is more preferable to proceed by immersing the composition for 3 to 7 minutes. By immersing the aluminum alloy material in the degreasing composition under these conditions, the degreasing effect can be maximized by improving the interfacial action of the metal surface.
또한, 침지시에는, 기포를 이용한 에어(Air) 교반 또는 스터러(Stirrer)를 이용한 마그네틱 교반을 행하여 탈지 효과를 극대화할 수 있다.Additionally, during immersion, the degreasing effect can be maximized by performing air agitation using bubbles or magnetic agitation using a stirrer.
또한, 탈지 처리된 알루미늄 합금 소재는, 그대로 에칭 단계에 제공해도 되지만, 수세를 행한 후 에칭 단계에 제공하는 것이 바람직하다. 수세 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당업계에서 일반적으로 이용되는 방법을 적용할 수 있다.In addition, the aluminum alloy material that has been degreased may be provided to the etching step as is, but it is preferable to provide it to the etching step after being washed with water. The washing method is not particularly limited, and methods commonly used in the industry can be applied.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 크로메이트 전처리 공정에 의하면, 규소 함유량이 높은 적층 제조용 알루미늄 합금 소재에 대해서도, Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트를 충분히 제거할 수 있으므로, 후속의 크로메이트 공정에 의해 크롬 도금층을 형성하는 경우, 알루미늄 합금 소재와 크롬 도금층 사이의 밀착성을 우수한 것으로 할 수 있어, 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 얻을 수 있다.According to the chromate pretreatment process according to the present invention as described above, smut containing Al-Si oxide can be sufficiently removed even for aluminum alloy materials for additive manufacturing with a high silicon content, so that chromium is removed by the subsequent chromate process. When forming a plating layer, excellent adhesion between the aluminum alloy material and the chrome plating layer can be achieved, and an aluminum product with excellent corrosion resistance can be obtained.
또한, 본 발명에 의하면, 전처리된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크롬 도금층을 형성하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 공정이 제공된다.In addition, according to the present invention, a chromate process for aluminum materials for additive manufacturing is provided, which forms a chrome plating layer on the surface of a pretreated aluminum alloy material.
여기서, 전처리된 알루미늄 합금 소재는, 상술한 본 발명에 따른 크로메이트 전처리 공정을 거쳐 얻어지므로, 표면의 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트가 효과적으로 제거되어 있기 때문에, 후속의 크로메이트 공정에 의해, 알루미늄 합금 소재와의 밀착성이 우수한 크롬 도금층을 양호하게 형성할 수 있다.Here, since the pretreated aluminum alloy material is obtained through the chromate pretreatment process according to the present invention described above, the smut containing Al-Si-based oxide on the surface is effectively removed, and thus the aluminum alloy material is obtained through the subsequent chromate process. A chrome plating layer with excellent adhesion to the alloy material can be formed.
본 발명에 따른 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 공정은, 크로메이트 단계 및 건조 단계를 포함한다.The chromate process for aluminum materials for additive manufacturing according to the present invention includes a chromate step and a drying step.
크로메이트 단계는, 전처리된 알루미늄 합금 소재, 즉 디스머트된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크롬층을 코팅하는 단계이다. 크롬층을 코팅하는 방법으로는 전처리된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크롬 도금 또는 피막을 형성할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 3가 또는 6가의 크롬 성분을 포함하는 크로메이트 용액을 코팅하는 방법에 의해 행할 수 있다.The chromate step is a step of coating a chromium layer on the surface of a pretreated aluminum alloy material, that is, a dismuted aluminum alloy material. The method of coating the chrome layer is not particularly limited as long as it can form a chrome plating or film on the surface of the pretreated aluminum alloy material, for example, coating a chromate solution containing a trivalent or hexavalent chromium component. It can be done by:
전처리된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크로메이트 용액을 코팅하는 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 전처리된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크로메이트 용액을 분무하는 방법, 또는 전처리된 알루미늄 합금 소재를 크로메이트 용액에 침지하는 방법 등을 이용할 수 있다.The method of coating the surface of the pre-treated aluminum alloy material with the chromate solution is not particularly limited, such as spraying the chromate solution on the surface of the pre-treated aluminum alloy material, or immersing the pre-treated aluminum alloy material in the chromate solution. can be used.
전처리된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크로메이트 용액을 코팅 후 건조시켜, 알루미늄 합금 소재의 표면에 크롬 도금층을 형성할 수 있다. 건조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 열풍 건조를 이용할 수 있고, 그 조건은 당업계에 일반적으로 알려진 조건을 적용할 수 있다.A chromium plating layer can be formed on the surface of the aluminum alloy material by coating the chromate solution on the surface of the pretreated aluminum alloy material and drying it. The drying method is not particularly limited, and hot air drying can be used, and the conditions generally known in the art can be applied.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 크로메이트 공정에 의하면, 규소 함유량이 높은 적층 제조용 알루미늄 합금 소재에 대해서도, 알루미늄 합금 소재의 표면에 크롬 도금층을 양호하게 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 크로메이트 공정에 의하면, 알루미늄 합금 소재의 표면에 두께가 200nm 이상인 크롬 도금층을 형성할 수 있으므로, 내부식성이 우수한 알루미늄 제품을 얻을 수 있다.According to the chromate process according to the present invention as described above, a chrome plating layer can be well formed on the surface of an aluminum alloy material for additive manufacturing even with a high silicon content. As a result, according to the chromate process according to the present invention, a chrome plating layer with a thickness of 200 nm or more can be formed on the surface of an aluminum alloy material, and thus an aluminum product with excellent corrosion resistance can be obtained.
또한, 본 발명에 의해 얻어지는 알루미늄 제품은, 적층 제조된 알루미늄 제품으로서, 내부식성이 우수한 것이므로, 다습 및 염수 환경과 같이 부식되기 쉬운 환경에서 사용될 수 있다.In addition, the aluminum product obtained by the present invention is a laminated aluminum product and has excellent corrosion resistance, so it can be used in environments prone to corrosion, such as high humidity and salt water environments.
실시예Example
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be implemented with any modification without departing from the scope of the claims and equivalents of the present invention.
이하에서 구체적인 실험 방법 및 조건이 언급되어 있지 않은 경우에는 통상적인 실험 방법 및 조건으로 실시할 수 있다.If specific test methods and conditions are not mentioned below, the test can be conducted using conventional test methods and conditions.
[성분 분석 방법][Ingredient analysis method]
에너지 분산형 분광 분석법(EDS)에 의해 실시예 및 비교예에 따른 시험편 표면 및 내부의 성분을 분석하였다. 구체적으로는, 시험편에 전자빔을 주사하고, 전자빔에 의해 들뜬 전자가 안정화되면서 방출하는 특정한 X선을 디텍터를 이용하여 수집하고, 수집된 X선을 세기에 따라 분류하여 시험편 표면 및 내부의 성분에 대한 정성 분석을 행하였다.The surface and internal components of the test pieces according to Examples and Comparative Examples were analyzed by energy dispersive spectroscopy (EDS). Specifically, an electron beam is scanned on the test piece, a detector is used to collect specific X-rays emitted as electrons excited by the electron beam are stabilized, and the collected Qualitative analysis was performed.
[크롬 도금층의 두께 측정 방법][Method for measuring thickness of chrome plating layer]
실시예 및 비교예에 따른 크롬 도금층이 형성된 시험편을, 시험편의 면에 수직인 방향으로 절단하고, 그 단면을 주사전자 현미경(SEM)으로 관찰하여 크롬 도금층의 두께를 측정하였다.The test pieces with the chrome plating layer according to the examples and comparative examples were cut in a direction perpendicular to the surface of the test piece, and the cross sections were observed with a scanning electron microscope (SEM) to measure the thickness of the chrome plating layer.
[내부식성의 평가 방법][Evaluation method for corrosion resistance]
실시예 및 비교예의 시험편을 이용하여 KS D 9502 및 KS W 1140에 준하여 내부식성을 평가하였다.Corrosion resistance was evaluated in accordance with KS D 9502 and KS W 1140 using the test pieces of Examples and Comparative Examples.
[실시예 1][Example 1]
알루미늄 합금 AlSi10Mg(규소의 함유량이, 알루미늄 합금을 구성하는 성분의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 9.0 중량% 내지 11.0 중량%)을 이용하여 3D 프린팅에 의한 적층 제조 방식으로 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같은 형태의 시험편을 제작하고, 이에 대해 다음과 같이 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다.The aluminum alloy AlSi10Mg (silicon content is 9.0% to 11.0% by weight when the total weight of the components constituting the aluminum alloy is 100% by weight) was manufactured by additive manufacturing by 3D printing (a) in Figure 3 (a). ) A test piece of the form shown in ) was produced, and the degreasing treatment, etching treatment, dismut treatment, and chromate process were performed on it as follows.
(탈지 처리)(degreasing treatment)
탈지 처리용 조성물로, 98% 농도의 황산 용액을 총 중량을 기준으로 5 중량%(황산 4.9 중량%), 계면 활성제인 DR-500(제품명, 두리 C&C 제조)을 총 중량을 기준으로 95 중량% 포함하는 것을 준비하고, 탈지 처리용 조성물의 온도를 54℃로 조정하였다.A composition for degreasing, comprising 5% by weight of a 98% concentration sulfuric acid solution (4.9% by weight of sulfuric acid) based on the total weight, and 95% by weight of the surfactant DR-500 (product name, manufactured by Doori C&C) based on the total weight. The temperature of the composition for degreasing treatment was adjusted to 54°C.
제작된 시험편을, 상기 탈지 처리용 조성물에 5분간 침지하여, 시험편 표면의 이물질 및 각종 유분을 제거하였다. 침지 중에는 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하였다.The prepared test piece was immersed in the degreasing composition for 5 minutes to remove foreign substances and various oils from the surface of the test piece. During immersion, air agitation using air bubbles was performed.
탈지 처리용 조성물로부터 시험편을 꺼내고, 수세를 행하였다.A test piece was taken out from the composition for degreasing treatment and washed with water.
(에칭 처리)(etching process)
에칭액으로, 98% 농도의 수산화나트륨 용액을 총 중량을 기준으로 5 중량%(수산화나트륨 4.9 중량%), 증류수를 총 중량을 기준으로 95 중량% 포함하는 것을 준비하고, 에칭액의 온도를 58℃로 조정하였다.Prepare an etching solution containing 5% by weight of a 98% concentration sodium hydroxide solution (4.9% by weight of sodium hydroxide) and 95% by weight of distilled water based on the total weight, and set the temperature of the etching solution to 58°C. Adjusted.
탈지 처리된 시험편을, 상기 에칭액에 20초간 침지하여, 표면의 산화막을 제거하였다. 침지 중에는 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하였다.The degreased test piece was immersed in the etching solution for 20 seconds to remove the oxide film on the surface. During immersion, air agitation using air bubbles was performed.
에칭액으로부터 시험편을 꺼내고 수세를 행하였다.The test piece was taken out from the etching solution and washed with water.
에칭된 시험편의 표면을 주사전자현미경(SEM)에 의해 관찰하였다. 에칭된 시험편 표면의 SEM 사진을 도 2에 나타낸다. 또한, 에칭된 시험편 표면의 성분을 상기 성분 분석 방법에 따라 분석하였다. 분석 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The surface of the etched test piece was observed by scanning electron microscopy (SEM). An SEM photograph of the surface of the etched test piece is shown in Figure 2. Additionally, the components of the surface of the etched test piece were analyzed according to the above component analysis method. The analysis results are shown in Table 1 below.
도 2 및 표 1로부터, 에칭된 시험편 표면에 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트가 생성된 것이 확인되었다.From Figure 2 and Table 1, it was confirmed that smut containing Al-Si-based oxide was generated on the surface of the etched test piece.
(디스머트 처리)(dismut processing)
디스머트 처리용 조성물로, 70% 농도의 질산 용액을 총 중량을 기준으로 37.4 중량%(질산 26.18 중량%), 97% 농도의 황산 용액을 총 중량을 기준으로 23.6 중량%(황산 22.892 중량%), 75% 농도의 인산 용액을 총 중량을 기준으로 19.6 중량%(인산 14.7 중량%), 47% 농도의 불산 용액을 총 중량을 기준으로 4.7 중량%(불산 2.209 중량%), 및 탈이온수를 총 중량을 기준으로 14.7 중량% 포함하는 것을 준비하고, 디스머트 처리용 조성물의 온도를 41℃로 조정하였다.A composition for treating dismut, comprising 37.4% by weight of a 70% concentration nitric acid solution (26.18% by weight of nitric acid) and 23.6% by weight of a 97% concentration sulfuric acid solution (22.892% by weight of sulfuric acid) based on the total weight. , 19.6% by weight of a 75% concentration phosphoric acid solution (14.7% by weight of phosphoric acid), 4.7% by weight of a 47% concentration hydrofluoric acid solution (2.209% by weight of hydrofluoric acid) based on the total weight, and deionized water. A composition containing 14.7% by weight was prepared, and the temperature of the composition for dismut treatment was adjusted to 41°C.
에칭된 시험편을 상기 디스머트 처리용 조성물에 5분간 침지하였다. 침지 중에는 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하였다. 또한, 디스머트 처리용 조성물은, 시험편의 표면적 250mm2당 3L를 사용하였다.The etched test piece was immersed in the dismut treatment composition for 5 minutes. During immersion, air agitation using air bubbles was performed. Additionally, 3 L of the composition for dismut treatment was used per 250 mm 2 of the surface area of the test piece.
디스머트 처리용 조성물로부터 시험편을 꺼내고, 수세를 행하였다. 디스머트 처리된 시험편의 사진을 도 3의 (a)에 나타낸다. 도 3의 (a)로부터, 본 발명에 따른 크로메이트 전처리 공정에 의하면, 시험편 표면의 Al-Si계 산화물을 포함하는 스머트가 효과적으로 제거된 것이 확인되었다.A test piece was taken out from the composition for dismut treatment and washed with water. A photograph of the dismut treated test piece is shown in Figure 3(a). From Figure 3 (a), it was confirmed that smut containing Al-Si-based oxide on the surface of the test piece was effectively removed by the chromate pretreatment process according to the present invention.
(크로메이트 공정)(chromate process)
디스머트 처리된 시험편을, 32℃로 온도 조정된 무수 크롬산 용액(고형분 농도 0.6 중량% ~ 0.7 중량%, 제품명 「MCR-1200S」)에 5분간 침지하였다. 그 후, 무수 크롬산 용액으로부터 시험편을 꺼내서 수세를 행하고, 열풍 건조를 행하여, 시험편 표면에 크롬 도금층을 형성하였다. 표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편의 사진을 도 4의 (f)에 나타낸다. 도 4의 (f)로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따른 시험편 표면에 황금색의 크롬 도금층이 양호하게 형성된 것이 확인되었다.The dismut-treated test piece was immersed in an anhydrous chromic acid solution (solid concentration 0.6% to 0.7% by weight, product name “MCR-1200S”) whose temperature was adjusted to 32°C for 5 minutes. Thereafter, the test piece was taken out from the chromic acid anhydride solution, washed with water, and dried with hot air to form a chrome plating layer on the surface of the test piece. A photograph of a test piece with a chrome plating layer formed on the surface is shown in Figure 4(f). As can be seen from FIG. 4(f), it was confirmed that a golden chrome plating layer was well formed on the surface of the test piece according to Example 1.
표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편을, 시험편의 면에 대해 수직인 방향으로 자르고, 그 단면을 SEM에 의해 관찰하였다. 그 결과를 도 5에 나타낸다. 또한, 단면에 있어서, 표면과 내부의 성분을 분석하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다. 도 5 및 도 6으로부터, 실시예 1의 시험편에는 표면에 두께 375nm의 크롬 도금층이 형성된 것이 확인되었다.A test piece with a chrome plating layer formed on the surface was cut in a direction perpendicular to the surface of the test piece, and the cross section was observed using an SEM. The results are shown in Figure 5. Additionally, in the cross section, the surface and internal components were analyzed. The results are shown in Figure 6. From Figures 5 and 6, it was confirmed that a 375 nm thick chrome plating layer was formed on the surface of the test piece of Example 1.
또한, 표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편을 사용하여 상술한 방법에 따라 내부식성을 평가하였다. 그 결과를 도 7에 나타낸다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따른 표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편은 내부식성이 우수한 것으로 확인되었고, DIA 0.7mm 이하 부식도 관찰되지 않았다.In addition, corrosion resistance was evaluated according to the method described above using a test piece with a chrome plating layer formed on the surface. The results are shown in Figure 7. As can be seen from Figure 7, the test piece with the chrome plating layer formed on the surface according to Example 1 was confirmed to have excellent corrosion resistance, and no corrosion was observed below DIA 0.7 mm.
[실시예 2][Example 2]
시험편 제조시 알루미늄 합금 AlSi7Mg(규소의 함유량이, 알루미늄 합금을 구성하는 성분의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 6.5 중량% 내지 7.5 중량%)을 사용한 점, 디스머트 처리용 조성물의 온도를 42℃로 조정한 점 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 시험편을 제작하고, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 표면에 크롬 도금층이 형성된 시험편의 사진을 도 4의 (g)에 나타낸다. 도 4의 (g)로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 2에 따른 시험편 표면에 황금색의 크롬 도금층이 양호하게 형성된 것이 확인되었다.When producing the test piece, the aluminum alloy AlSi7Mg (silicon content is 6.5% to 7.5% by weight when the total weight of the components constituting the aluminum alloy is 100% by weight) was used, and the temperature of the dismut treatment composition was 42. Except for adjusting to ℃, a test piece was produced in the same manner as in Example 1, and degreasing treatment, etching treatment, dismut treatment, and chromate process were performed. A photograph of a test piece with a chrome plating layer formed on the surface is shown in Figure 4(g). As can be seen from Figure 4(g), it was confirmed that a golden chrome plating layer was well formed on the surface of the test piece according to Example 2.
[제조예][Manufacturing example]
알루미늄 합금 AlSi10Mg(규소의 함유량이, 알루미늄 합금을 구성하는 성분의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 9.0 중량% 내지 11.0 중량%)을 이용하여 3D 프린팅에 의한 적층 제조 방식으로, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같은 RF 1열 슬롯 배열 안테나를 제작하고, 이에 대해 다음과 같이 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다.A layered manufacturing method using 3D printing using aluminum alloy AlSi10Mg (silicon content is 9.0% by weight to 11.0% by weight when the total weight of the components constituting the aluminum alloy is 100% by weight), (Figure 8) An RF single-row slot array antenna as shown in a) was manufactured, and degreasing, etching, dismut, and chromate processes were performed on it as follows.
안테나의 크기는 가로 20mm × 세로 13mm × 길이 80mm 이며, 3mm × 6mm 슬롯을 가지고 있으며, 내부에 파이프 형식으로 제작되어 있다. The size of the antenna is 20mm wide
(탈지 처리)(degreasing treatment)
탈지 처리용 조성물로, 98% 농도의 황산 용액을 총 중량을 기준으로 5 중량%(황산 4.9 중량%), 계면 활성제인 DR-500(제품명, 두리 C&C 제조)을 총 중량을 기준으로 95 중량% 포함하는 것을 준비하고, 탈지 처리용 조성물의 온도를 54℃로 조정하였다.A composition for degreasing, comprising 5% by weight of a 98% concentration sulfuric acid solution (4.9% by weight of sulfuric acid) based on the total weight, and 95% by weight of the surfactant DR-500 (product name, manufactured by Doori C&C) based on the total weight. The temperature of the composition for degreasing treatment was adjusted to 54°C.
제작된 안테나를, 상기 탈지 처리용 조성물에 5분간 침지하여, 시험편 표면의 이물질 및 각종 유분을 제거하였다. 침지 중에는 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하였다.The manufactured antenna was immersed in the degreasing composition for 5 minutes to remove foreign substances and various oils from the surface of the test piece. During immersion, air agitation using air bubbles was performed.
탈지 처리용 조성물로부터 시험편을 꺼내고, 수세를 행하였다.A test piece was taken out from the composition for degreasing treatment and washed with water.
(에칭 처리)(etching process)
에칭액으로, 98% 농도의 수산화나트륨 용액을 총 중량을 기준으로 5 중량%(수산화나트륨 4.9 중량%), 증류수를 총 중량을 기준으로 95 중량% 포함하는 것을 준비하고, 에칭액의 온도를 58℃로 조정하였다.Prepare an etching solution containing 5% by weight of a 98% concentration sodium hydroxide solution (4.9% by weight of sodium hydroxide) and 95% by weight of distilled water based on the total weight, and set the temperature of the etching solution to 58°C. Adjusted.
탈지 처리된 안테나를, 상기 에칭액에 20초간 침지하여, 표면의 산화막을 제거하였다. 침지 중에는 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하였다.The degreased antenna was immersed in the etching solution for 20 seconds to remove the oxide film on the surface. During immersion, air agitation using air bubbles was performed.
에칭액으로부터 안테나를 꺼내고 수세를 행하였다.The antenna was taken out from the etching solution and washed with water.
(디스머트 처리)(dismut processing)
디스머트 처리용 조성물로, 70% 농도의 질산 용액을 총 중량을 기준으로 37.4 중량%(질산 26.18 중량%), 97% 농도의 황산 용액을 총 중량을 기준으로 23.6 중량%(황산 22.892 중량%), 75% 농도의 인산 용액을 총 중량을 기준으로 19.6 중량%(인산 14.7 중량%), 47% 농도의 불산 용액을 총 중량을 기준으로 4.7 중량%(불산 2.209 중량%), 및 탈이온수를 총 중량을 기준으로 14.7 중량% 포함하는 것을 준비하고, 디스머트 처리용 조성물의 온도를 40℃로 조정하였다.A composition for treating dismut, comprising 37.4% by weight of a 70% concentration nitric acid solution (26.18% by weight of nitric acid) and 23.6% by weight of a 97% concentration sulfuric acid solution (22.892% by weight of sulfuric acid) based on the total weight. , 19.6% by weight of a 75% concentration phosphoric acid solution (14.7% by weight of phosphoric acid), 4.7% by weight of a 47% concentration hydrofluoric acid solution (2.209% by weight of hydrofluoric acid) based on the total weight, and deionized water. A composition containing 14.7% by weight was prepared, and the temperature of the composition for dismut treatment was adjusted to 40°C.
에칭된 안테나를 상기 디스머트 처리용 조성물에 5분간 침지하였다. 침지 중에는 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하였다. 또한, 디스머트 처리용 조성물은, 안테나의 표면적 250mm2당 3L를 사용하였다.The etched antenna was immersed in the dismut treatment composition for 5 minutes. During immersion, air agitation using air bubbles was performed. Additionally, 3 L of the composition for dismut treatment was used per 250 mm 2 of the surface area of the antenna.
디스머트 처리용 조성물로부터 안테나를 꺼내고, 수세를 행하였다.The antenna was taken out from the dismut treatment composition and washed with water.
(크로메이트 공정)(chromate process)
디스머트 처리된 안테나를 32℃로 온도 조정된 무수 크롬산 용액(고형분 농도 0.6 중량% ~ 0.7 중량%, 제품명 「MCR-1200S」)에 4분간 침지하였다. 그 후, 무수 크롬산 용액으로부터 안테나를 꺼내서 수세를 행하고, 열풍 건조를 행하여, 안테나 표면에 크롬 도금층을 형성하였다.The dismut-treated antenna was immersed in an anhydrous chromic acid solution (solid concentration 0.6% to 0.7% by weight, product name “MCR-1200S”) whose temperature was adjusted to 32°C for 4 minutes. Thereafter, the antenna was taken out from the chromic acid anhydride solution, washed with water, and dried with hot air to form a chrome plating layer on the surface of the antenna.
안테나 표면에 도금을 적용한 후의 형상을 도 8의 (b)에 나타낸다. The shape after plating is applied to the antenna surface is shown in Figure 8(b).
[비교예 1][Comparative Example 1]
디스머트 처리에 있어서, 디스머트 처리용 조성물로 질산 6 중량%와 크롬산 0.03 중량%를 포함하는 용액을 사용하고, 에칭된 시험편을 디스머트 처리용 조성물에 침지하는 시간을 20초로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리를 행하였다. 디스머트 처리 후의 시험편의 사진을 도 3의 (b)에 나타낸다. 도 3의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1에 따른 디스머트 처리 후의 시험편은 표면에 검은색의 스머트가 그대로 남아 있어, 디스머트가 되지 않은 것이 확인되었다.In the dismut treatment, a solution containing 6% by weight of nitric acid and 0.03% by weight of chromic acid was used as the dismut treatment composition, and the time for immersing the etched test piece in the dismut treatment composition was changed to 20 seconds. In the same manner as in Example 1, degreasing treatment, etching treatment, and dismut treatment were performed. A photograph of the test piece after dismut treatment is shown in Figure 3(b). As can be seen from Figure 3 (b), the test piece after the dismut treatment according to Comparative Example 1 had black smut remaining on the surface, confirming that it had not been dismuted.
[비교예 2][Comparative Example 2]
디스머트 처리에서 사용하는 디스머트 처리용 조성물에 있어서 불산의 농도를 0.16 중량%로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 얻어진 크롬 도금층이 형성된 시험편을 사용하여 상술한 방법에 따라 단면의 형태 및 크롬 도금층의 두께를 측정하였다. 그 결과를 도 9의 (a)에 나타낸다. 도 9의 (a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 크롬 도금층의 두께는 60.9nm인 것이 확인되었다.Degreasing, etching, dismut, and chromate processes were performed in the same manner as in Example 1, except that the concentration of hydrofluoric acid in the dismut treatment composition used in the dismut treatment was changed to 0.16% by weight. . The shape of the cross section and the thickness of the chrome plating layer were measured according to the method described above using the test piece on which the obtained chrome plating layer was formed. The results are shown in Figure 9(a). As can be seen from Figure 9(a), it was confirmed that the thickness of the chrome plating layer was 60.9 nm.
[비교예 3][Comparative Example 3]
디스머트 처리에서 사용하는 디스머트 처리용 조성물에 있어서 불산의 농도를 0.48 중량%로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 얻어진 크롬 도금층이 형성된 시험편을 사용하여 상술한 방법에 따라 단면의 형태 및 크롬 도금층의 두께를 측정하였다. 그 결과를 도 9의 (b)에 나타낸다. 도 9의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 크롬 도금층의 두께는 70.3nm인 것이 확인되었다.Degreasing, etching, dismut, and chromate processes were performed in the same manner as in Example 1, except that the concentration of hydrofluoric acid in the dismut treatment composition used in the dismut treatment was changed to 0.48% by weight. . The shape of the cross section and the thickness of the chrome plating layer were measured according to the method described above using the test piece on which the obtained chrome plating layer was formed. The results are shown in Figure 9(b). As can be seen from Figure 9(b), it was confirmed that the thickness of the chrome plating layer was 70.3 nm.
[비교예 4][Comparative Example 4]
디스머트 처리에서 사용하는 디스머트 처리용 조성물에 있어서 불산의 농도를 0.92 중량%로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 얻어진 크롬 도금층이 형성된 시험편을 사용하여 상술한 방법에 따라 단면의 형태 및 크롬 도금층의 두께를 측정하였다. 그 결과를 도 9의 (c)에 나타낸다. 도 9의 (c)로부터 알 수 있는 바와 같이, 크롬 도금층의 두께는 124nm인 것이 확인되었다.Degreasing, etching, dismut, and chromate processes were performed in the same manner as in Example 1, except that the concentration of hydrofluoric acid in the dismut treatment composition used in the dismut treatment was changed to 0.92% by weight. . The shape of the cross section and the thickness of the chrome plating layer were measured according to the method described above using the test piece on which the obtained chrome plating layer was formed. The results are shown in Figure 9(c). As can be seen from Figure 9(c), it was confirmed that the thickness of the chrome plating layer was 124 nm.
비교예 2 ~ 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 디스머트 처리용 조성물에 포함되는 불산 농도에 따라서 크로메이트 도금 두께가 달라지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 2 ~ 4에 따른 시험편은, 디스머트가 충분히 되지 못하여, 충분한 두께의 크롬 도금층이 표면에 형성되지 못한 것이 확인되었다.As can be seen from Comparative Examples 2 to 4, it can be confirmed that the chromate plating thickness varies depending on the concentration of hydrofluoric acid contained in the composition for dismut treatment. In addition, it was confirmed that the test pieces according to Comparative Examples 2 to 4 were not sufficiently desmutted, and a chrome plating layer of sufficient thickness was not formed on the surface.
[비교예 5][Comparative Example 5]
디스머트 처리에서 사용하는 디스머트 처리용 조성물을 하기와 같이 구성하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리를 행하였다.Degreasing treatment, etching treatment, and dismut treatment were performed in the same manner as in Example 1, except that the composition for dismut treatment used in the dismut treatment was composed as follows.
<디스머트 처리용 조성물><Composition for dismut treatment>
70% 농도의 질산 용액을 총 중량을 기준으로 26.7 중량%(질산 18.69 중량%), 97% 농도의 황산 용액을 총 중량을 기준으로 30.3 중량%(황산 29.391 중량%), 75% 농도의 인산 용액을 총 중량을 기준으로 16.7 중량%(인산 12.525 중량%), 47% 농도의 불산 용액을 총 중량을 기준으로 1.8 중량%(불산 0.846 중량%), 및 탈이온수를 총 중량을 기준으로 24.5 중량% 포함하는 것을 준비하고, 디스머트 처리용 조성물의 온도를 24℃로 조정하였다.26.7% by weight of 70% concentration nitric acid solution (nitric acid 18.69% by weight), 30.3% by weight of 97% concentration sulfuric acid solution (sulfuric acid 29.391% by weight) based on the total weight, and 75% concentration phosphoric acid solution. 16.7% by weight based on the total weight (12.525% by weight of phosphoric acid), 1.8% by weight of a 47% concentration hydrofluoric acid solution (0.846% by weight of hydrofluoric acid) based on the total weight, and 24.5% by weight of deionized water based on the total weight. was prepared, and the temperature of the composition for dismut treatment was adjusted to 24°C.
디스머트 처리 후의 시험편의 사진을 도 3의 (c)에 나타낸다. 도 3의 (c)로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 5에 따른 디스머트 처리 후의 시험편은 표면에 검은색의 스머트가 남아 있어, 디스머트가 충분히 되지 않은 것이 확인되었다.A photograph of the test piece after dismut treatment is shown in Figure 3(c). As can be seen from Figure 3 (c), black smut remained on the surface of the test piece after the dismut treatment according to Comparative Example 5, confirming that the dismut was not sufficiently desmutted.
[비교예 6][Comparative Example 6]
<비교예 6(a)><Comparative Example 6(a)>
디스머트 처리에서 사용하는 디스머트 처리용 조성물이 인산을 포함하지 않는 점, 및 크로메이트 공정에 있어서, 무수 크로메이트 용액의 농도 및 온도, 그리고 침지 시간을, 크롬 도금층이 충분히 형성될 수 있는 범위 내에서 다르게 조정한 점 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 비교예 6(a)에 따른 시험편의 사진을 도 4의 (a)에 나타낸다.The dismut treatment composition used in the dismut treatment does not contain phosphoric acid, and in the chromate process, the concentration and temperature of the anhydrous chromate solution and the immersion time are varied within a range where a chrome plating layer can be sufficiently formed. Degreasing treatment, etching treatment, dismut treatment, and chromate process were performed in the same manner as in Example 1 except for the adjustments. A photograph of the test piece according to Comparative Example 6(a) is shown in Figure 4(a).
<비교예 6(b)><Comparative Example 6(b)>
디스머트 처리에서 사용하는 디스머트 처리용 조성물이 인산을 포함하지 않는 점, 및 크로메이트 공정에 있어서, 무수 크로메이트 용액의 농도 및 온도, 그리고 침지 시간을, 크롬 도금층이 충분히 형성될 수 있는 범위 내에서 다르게 조정한 점 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 비교예 6(b)에 따른 시험편의 사진을 도 4의 (b)에 나타낸다.The dismut treatment composition used in the dismut treatment does not contain phosphoric acid, and in the chromate process, the concentration and temperature of the anhydrous chromate solution and the immersion time are varied within a range where a chrome plating layer can be sufficiently formed. Degreasing treatment, etching treatment, dismut treatment, and chromate process were performed in the same manner as in Example 2 except for the adjustments. A photograph of the test piece according to Comparative Example 6(b) is shown in Figure 4(b).
도 4의 (a), (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 6(a), 비교예 6(b)에 따라 크로메이트 공정까지 행한 후의 시험편의 표면은 약간 푸른색을 띠는 것이 확인되었다. 즉, 디스머트가 충분히 되지 못하여, 후속의 크로메이트 공정을 크롬 도금층이 충분히 형성될 수 있는 조건에서 수행하더라도, 표면에 크롬 도금층이 양호하게 형성되지 않은 것이 확인되었다.As can be seen from Figures 4 (a) and (b), it was confirmed that the surface of the test piece after the chromate process according to Comparative Example 6 (a) and Comparative Example 6 (b) was slightly blue. . In other words, it was confirmed that the dismut was not sufficient, so that the chrome plating layer was not properly formed on the surface even if the subsequent chromate process was performed under conditions in which the chrome plating layer could be sufficiently formed.
[비교예 7][Comparative Example 7]
<비교예 7(a)><Comparative Example 7(a)>
디스머트 처리에 있어서, 에칭된 시험편을 디스머트 처리용 조성물에 침지할 때, 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하지 않은 점 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 비교예 7(a)의 시험편의 사진을 도 4의 (c)에 나타낸다.In the dismut treatment, degreasing treatment, etching treatment, and dismut treatment were performed in the same manner as in Example 1, except that air agitation using bubbles was not performed when the etched test piece was immersed in the dismut treatment composition. treatment and chromate process were performed. A photograph of the test piece of Comparative Example 7(a) is shown in Figure 4(c).
<비교예 7(b), 7(c)><Comparative Examples 7(b), 7(c)>
디스머트 처리에 있어서, 에칭된 시험편을 디스머트 처리용 조성물에 침지할 때, 기포를 이용한 에어(Air) 교반을 행하지 않은 점, 및 크로메이트 공정에 있어서, 무수 크로메이트 용액의 농도 및 온도, 그리고 침지 시간을, 크롬 도금층이 충분히 형성될 수 있는 범위 내에서 다르게 조정한 점 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 행하였다. 비교예 7(b)의 시험편의 사진을 도 4의 (d)에 나타내고, 비교예 7(c)의 시험편의 사진을 도 4의 (e)에 나타낸다.In the dismut treatment, when immersing the etched test piece in the dismut treatment composition, air agitation using bubbles was not performed, and in the chromate process, the concentration and temperature of the anhydrous chromate solution, and the immersion time. Degreasing treatment, etching treatment, dismut treatment, and chromate process were performed in the same manner as in Example 1, except that it was adjusted differently within the range where a chrome plating layer can be sufficiently formed. A photograph of the test piece of Comparative Example 7(b) is shown in Figure 4(d), and a photograph of the test piece of Comparative Example 7(c) is shown in Figure 4(e).
도 4의 (c), (d), (e)로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 7(a), 비교예 7(b), 비교예 7(c)에 따라 크로메이트 공정까지 행한 후의 시험편의 표면은 어두운 갈색 혹은 붉은색을 띠는 것이 확인되었다. 즉, 디스머트가 충분히 되지 못하여, 후속의 크로메이트 공정을 크롬 도금층이 충분히 형성될 수 있는 조건에서 수행하더라도, 표면에 크롬 도금층이 양호하게 형성되지 않은 것이 확인되었다.As can be seen from Figures 4 (c), (d), and (e), the test pieces after the chromate process according to Comparative Example 7(a), Comparative Example 7(b), and Comparative Example 7(c) The surface was confirmed to be dark brown or red. In other words, it was confirmed that the dismut was not sufficient, so that the chrome plating layer was not properly formed on the surface even if the subsequent chromate process was performed under conditions in which the chrome plating layer could be sufficiently formed.
[비교예 8][Comparative Example 8]
실시예 1과 동일한 시험편을 제작한 후, 탈지 처리, 에칭 처리, 디스머트 처리, 및 크로메이트 공정을 모두 행하지 않았다. 이 시험편을 이용하여 상술한 바와 같이 내부식성을 평가하였다. 그 결과를 도 7에 나타낸다. 도 7로부터, 표면에 크롬 도금층을 형성하지 않은 경우에는, 표면이 부식된 것이 확인되었다.After producing the same test piece as in Example 1, none of the degreasing treatment, etching treatment, dismut treatment, and chromate process were performed. This test piece was used to evaluate corrosion resistance as described above. The results are shown in Figure 7. From Figure 7, it was confirmed that the surface was corroded when a chrome plating layer was not formed on the surface.
Claims (13)
에칭된 알루미늄 합금 소재를 디스머트 처리용 조성물에 침지하여 에칭된 알루미늄 합금 소재의 표면에 생성된 스머트를 제거하는 디스머트 단계를 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정으로서,
상기 디스머트 처리용 조성물은, 질산, 황산, 인산, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물, 및 용매를 포함하고,
상기 디스머트 처리용 조성물은, 상기 디스머트 처리용 조성물의 총 중량을 100 중량%라고 하였을 때, 질산을 20 중량% 내지 30 중량%, 황산을 20 중량% 내지 30 중량%, 인산을 10 중량% 내지 20 중량%, 불소 이온을 공급할 수 있는 화합물을 1 중량% 내지 5 중량% 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 전처리 공정.An etching step of etching the surface of the aluminum alloy material; and
A chromate pretreatment process for an aluminum material for additive manufacturing, comprising a dismut step of removing smut generated on the surface of the etched aluminum alloy material by immersing the etched aluminum alloy material in a dismut treatment composition,
The composition for dismut treatment includes nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, a compound capable of supplying fluorine ions, and a solvent,
When the total weight of the dismut treatment composition is 100% by weight, the dismut treatment composition contains 20% to 30% by weight of nitric acid, 20% to 30% by weight of sulfuric acid, and 10% by weight of phosphoric acid. A chromate pretreatment process for an aluminum material for additive manufacturing, comprising from 1% to 5% by weight of a compound capable of supplying fluorine ions.
상기 알루미늄 합금이 규소(Si)를, 알루미늄 합금을 구성하는 성분의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 4.0 중량% 이상 14.0 중량% 이하 포함하는, 크로메이트 전처리 공정.According to paragraph 1,
A chromate pretreatment process in which the aluminum alloy contains silicon (Si) in an amount of 4.0% by weight or more and 14.0% by weight or less when the total weight of components constituting the aluminum alloy is 100% by weight.
상기 알루미늄 합금이 AlSi10Mg 또는 AlSi7Mg인, 크로메이트 전처리 공정.According to paragraph 2,
A chromate pretreatment process, wherein the aluminum alloy is AlSi10Mg or AlSi7Mg.
상기 디스머트 처리용 조성물의 온도가 35℃ 내지 45℃인, 크로메이트 전처리 공정.According to paragraph 1,
A chromate pretreatment process wherein the temperature of the dismut treatment composition is 35°C to 45°C.
상기 침지를 3분 내지 10분의 시간 동안 행하는, 크로메이트 전처리 공정.According to paragraph 1,
A chromate pretreatment process in which the immersion is performed for a period of 3 to 10 minutes.
에칭된 알루미늄 합금 소재를 디스머트 처리용 조성물에 침지 중에, 기포를 이용한 에어(Air) 교반 또는 스터러(Stirrer)를 이용한 마그네틱 교반을 행하는, 크로메이트 전처리 공정.According to paragraph 1,
A chromate pretreatment process in which an etched aluminum alloy material is immersed in a dismut treatment composition, and air agitation using bubbles or magnetic agitation using a stirrer is performed.
상기 디스머트 처리용 조성물의 사용량이, 상기 알루미늄 합금 소재의 표면적 250mm2당 1L 내지 5L인, 크로메이트 전처리 공정.According to paragraph 1,
A chromate pretreatment process in which the amount of the dismut treatment composition used is 1L to 5L per 250 mm 2 surface area of the aluminum alloy material.
상기 에칭 단계 전에, 알루미늄 합금 소재의 표면에 존재하는 이물질 및 유분을 제거하는 탈지 단계를 더 포함하는, 크로메이트 전처리 공정.According to paragraph 1,
Before the etching step, the chromate pretreatment process further includes a degreasing step to remove foreign substances and oil present on the surface of the aluminum alloy material.
상기 에칭은, 탈지된 알루미늄 합금 소재를 50℃ 내지 65℃의 에칭액에 10초 내지 30초 동안 침지하여 행하고,
상기 에칭액은, 수산화나트륨 및 물을 포함하며, 상기 에칭액의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 상기 수산화나트륨을 3 중량% 내지 7 중량% 포함하는, 크로메이트 전처리 공정.According to clause 8,
The etching is performed by immersing the degreased aluminum alloy material in an etching solution at 50°C to 65°C for 10 to 30 seconds,
The etching solution includes sodium hydroxide and water, and when the total weight of the etching solution is 100% by weight, the chromate pretreatment process includes 3% to 7% by weight of the sodium hydroxide.
상기 탈지는, 알루미늄 합금 소재를 51℃ 내지 57℃의 탈지 처리용 조성물에 1분 내지 10분 동안 침지하여 행하고,
상기 탈지 처리용 조성물은, 황산 및 계면 활성제를 포함하며, 상기 탈지 처리용 조성물의 총 중량을 100 중량%로 하였을 때, 상기 황산을 3 중량% 내지 7 중량% 포함하는, 크로메이트 전처리 공정.According to clause 8,
The degreasing is performed by immersing the aluminum alloy material in a degreasing composition at 51°C to 57°C for 1 to 10 minutes,
The composition for degreasing treatment includes sulfuric acid and a surfactant, and when the total weight of the composition for degreasing treatment is 100% by weight, the chromate pretreatment process includes 3% to 7% by weight of sulfuric acid.
상기 탈지 단계 후, 상기 에칭 단계 후, 및 상기 디스머트 단계 후에, 수세를 행하는, 크로메이트 전처리 공정.According to clause 8,
A chromate pretreatment process in which water washing is performed after the degreasing step, the etching step, and the dismut step.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 크로메이트 전처리 공정에 의해 전처리된 알루미늄 합금 소재의 표면에 크로메이트 용액을 코팅하는 크로메이트 단계; 및
형성된 코팅층을 열풍 건조하는 열풍 건조 단계;를 포함하는, 적층 제조용 알루미늄 재질에 대한 크로메이트 공정.As a chromate process for aluminum material for additive manufacturing,
A chromate step of coating a chromate solution on the surface of an aluminum alloy material pretreated by the chromate pretreatment process according to any one of claims 1 to 11; and
A chromate process for an aluminum material for additive manufacturing, including a hot air drying step of drying the formed coating layer with hot air.
제12항에 기재된 크로메이트 공정에 의해 얻어지는 크롬 도금층을 갖고,
상기 크롬 도금층의 두께가 200nm 이상인, 알루미늄 합금 구조물.An additively manufactured aluminum alloy structure,
It has a chrome plating layer obtained by the chromate process according to claim 12,
An aluminum alloy structure wherein the chrome plating layer has a thickness of 200 nm or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220047779A KR20230148683A (en) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | Chromate Pretreatment Process for Aluminum Materials for Additive Manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220047779A KR20230148683A (en) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | Chromate Pretreatment Process for Aluminum Materials for Additive Manufacturing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230148683A true KR20230148683A (en) | 2023-10-25 |
Family
ID=88515818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220047779A KR20230148683A (en) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | Chromate Pretreatment Process for Aluminum Materials for Additive Manufacturing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230148683A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180131280A (en) | 2017-05-31 | 2018-12-10 | (주)아인스 | Method of desmut treatment of aluminum alloy |
-
2022
- 2022-04-18 KR KR1020220047779A patent/KR20230148683A/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180131280A (en) | 2017-05-31 | 2018-12-10 | (주)아인스 | Method of desmut treatment of aluminum alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100588743C (en) | A kind of acidic solution and treatment process that is used to handle Mg alloy surface | |
| US6863987B2 (en) | Titanium resistant to discoloration in atmospheric environment and process of production of same | |
| EP3360989B1 (en) | A method for electrolytically passivating an outermost chromium or outermost chromium alloy layer to increase corrosion resistance thereof | |
| KR100450254B1 (en) | Compound, non-chromium conversion coatings for aluminum alloys | |
| KR20120065428A (en) | Hot-pressed member and process for producing same | |
| CN114574844A (en) | Magnesium alloy surface composite film conversion treatment agent and application thereof | |
| WO2019098378A1 (en) | Magnesium or aluminum metal member provided with black oxide coating, and method for manufacturing same | |
| KR20230148683A (en) | Chromate Pretreatment Process for Aluminum Materials for Additive Manufacturing | |
| JP4112219B2 (en) | Surface treatment method for lithium-based magnesium alloy material | |
| Kok et al. | Formation of zinc phosphate coatings on AA6061 aluminum alloy | |
| KR101126530B1 (en) | Chemical etching method for magnesium alloy | |
| US20190112717A1 (en) | Composition for reducing the removal of material by pickling in the pickling of metal surfaces that contain galvanized and/or ungalvanized steel | |
| US6749953B1 (en) | Whiskerless galvanized product having multi-layer rust prevention film and manufacturing method of whiskerless galvanized product having multi-layer rust prevention film | |
| JP6006475B2 (en) | Liquid for forming microstructural film on metal surface | |
| JP2013524022A (en) | Process for substrate pre-treatment and treatment | |
| JP2017002354A (en) | STEEL PLATE HAVING TENSILE STRENGTH OF 1,180MPa AND EXCELLENT IN DELAYED FRACTURE RESISTANCE | |
| EP3260580B1 (en) | Steel sheet for container and method for producing steel sheet for container | |
| KR20210125001A (en) | Method for manufacturing corrosion-resistant aluminum-silicon alloy castings, such corrosion-resistant aluminum-silicon alloy castings and uses thereof | |
| US20080156653A1 (en) | Cyanide-free pre-treating solution for electroplating copper coating layer on magnesium alloy surface and a pre-treating method thereof | |
| EP3456864B1 (en) | Two stage pre-treatment of aluminium, in particular aluminium casting alloys, comprising a pickle and a conversion treatment | |
| JP6747634B1 (en) | Titanium composite | |
| JP2019120678A (en) | Determination method of cold-rolled steel sheet and method for producing cold-rolled steel sheet | |
| KR101803434B1 (en) | Desmut composition for aluminium material | |
| Azkarate et al. | Alternatives to Cr (VI) conversion coatings for magnesium alloys | |
| JP2785672B2 (en) | Zn-based alloy-plated steel sheet with excellent perforation resistance and plating adhesion |