알루미늄 다이캐스팅 아노다이징 보호 표면을 만듭니다. 먼저 알루미늄 주조 부품을 세척합니다. 그런 다음 산성조에서 전류를 흐르게 하여 산화층을 형성합니다. 이 층은 알루미늄을 강화하여 마모에 대한 저항력을 높입니다. 마지막으로 아노다이징 처리된 부품에 색상을 입히기 위해 염색을 합니다. 아노다이징은 제품에 특정 색상을 부여하고 미관을 향상시킵니다. 그러나 다공성은 최종 마감에 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 이 문서에서는 다음과 같은 몇 가지 중요한 매개 변수를 강조합니다. 아노다이징 알루미늄 다이캐스팅. 여기에는 품질 관리, 절차 및 전처리 전술이 포함됩니다.

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알루미늄 다이캐스팅이란 무엇인가요?

알루미늄 다이캐스팅 는 주로 사용되는 공정입니다. 모든 산업 분야에서 매우 정교한 부품을 만들 수 있습니다. 이 공정의 첫 번째 단계는 알루미늄 합금을 녹는점까지 가열하여 녹이는 것입니다.

그런 다음 이 용융 금속은 사출 공정을 거쳐 고압으로 강철 금형을 균일하게 채웁니다. 금형은 제품 프로파일 형상을 제공하고 응고된 후 부품을 제거할 준비가 됩니다.

다이 캐스팅 프로세스

1. 벽이 얇은 모든 부품(1~2mm)은 고압 다이캐스팅으로 제작할 수 있습니다. 10,000psi 이상의 압력으로 금속을 주입하므로 작업 속도가 빠르기 때문입니다. 이 공정은 대량 생산에도 적합합니다.
2. 저압 다이캐스팅은 얇거나 중간 정도의 두께의 벽 부품을 완벽하게 처리합니다. 많은 결함을 일으키지 않고 실제 모양을 제공합니다. 하지만 공정이 느리고 20~100psi를 사용합니다.
3. 진공 다이캐스팅은 처음에 금형에서 포집된 공기를 제거합니다. 이 때문에 주조는 결국 다공성으로 전환되는 작은 구멍을 생성하지 않습니다.

일반적인 알루미늄 합금

A380:

이 합금은 실리콘 원소가 함유되어 있기 때문에 유동성이 우수합니다. 제조업체는 660~680°C의 온도를 적용하여 주입합니다.

A380 는 기본적으로 벽이 얇은 제품에 적합하며 고성능 합금보다 아노다이징에 더 나은 강도를 제공합니다.

ADC12:

ADC12에는 실리콘 함량이 더 높습니다. 그렇기 때문에 이러한 합금은 2~3mm의 벽으로 엄격한 허용 오차를 만듭니다.

또는 아노다이징이 훨씬 더 관리하기 어렵습니다. 650~670°C 이하의 온도에서 주입됩니다.

주요 속성

• 힘: A380은 튼튼한 부품을 생산합니다.
• 내식성: ADC12는 쉽게 부식되지 않습니다.
• 아노다이징: A380은 아노다이징과 잘 어울립니다. 반면 ADC12는 과잉 실리콘이 있어 더 단단합니다. 이는 산화물 층을 방해합니다.

결함

주물이 금속을 고르게 냉각시키지 못하면 작은 구멍(다공성)이 생겨 부품이 약해집니다.

먼지나 산화물의 함량이 금속에 갇혀 내포물이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제는 아노다이징 결과에도 영향을 미쳐 마감을 망칠 수 있습니다.

툴링

툴링은 금형(다이)을 의미합니다. 일반적으로 충분한 강도를 갖기 위해 강철 금속으로 만들어집니다. 따라서 높은 열(600°C 이상)과 압력(10,000psi 이상)에서도 작동할 수 있습니다.

표면 마감

다이캐스트 부품은 이미 표면이 더 좋고 깔끔할 수 있지만 사소한 결함을 제거해야 할 필요가 있습니다. 다이캐스트 부품의 현재 거칠기는 1.6~3.2 µm(고운 사포와 같은)입니다. 이러한 표면을 연마하면 더 매끄럽게 만들 수 있습니다.

아노다이징 알루미늄 다이캐스팅이란?

아노다이징은 전기 화학적 기술을 말합니다. 알루미늄에 천연 산화물 층을 더 강화하는 것과 같습니다. 아노다이징 처리 후에는 부품이 쉽게 부식되지 않습니다. 페인트가 잘 붙고 오래 지속됩니다.

자동차, 항공우주 및 소비자 가전 업계에서는 기능적, 미적 구성 요소를 만드는 데 이 기술을 사용합니다.

전기 화학 공정

부품을 양극 산화 처리하기 위해 산성 전해질(예: 황산)이 포함된 수조를 준비합니다. 그런 다음 작업자가 알루미늄을 그 안에 담급니다.

이 공정은 전류를 흘려서 단단한 다공성 산화물 층을 만듭니다. 이 결과는 산소 이온의 형성으로 인해 가능해집니다. 이 산소 이온은 알루미늄과 결합합니다.

레이어 두께는 공정에 따라 약 5~100마이크로미터(µm)가 될 수 있습니다.

화학 방정식

• 양극(알루미늄 부분)의 화학 방정식은 2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e-입니다.
• 욕조와 같은 음극 내부는 6H⁺ + 6e- → 3H₂입니다.

아노다이징 알루미늄 다이캐스팅의 종류

1. 크롬산 아노다이징:

대부분의 항공우주 부품은 충분한 내구성과 가벼운 무게가 필요합니다. 이 경우 크롬산 아노다이징이 효과적입니다. 일반적으로 2~5 µm 두께의 얇은 산화물 층을 형성하는 것이 더 쉬워집니다.

2. 황산 아노다이징:

일반적인 아노다이징 유형의 범주에 속합니다. 이 공정에는 황산 사용이 포함됩니다. 5 ~ 25 µm 사이에서 변동하는 훨씬 더 두꺼운 산화물 층을 만들 수 있습니다.

일반적으로 아노다이징은 부품의 내구성과 심미성이 균형 잡힌 특성을 만들어냅니다. 스마트폰, 조리기구, 건축물과 같은 소비자 제품이 이에 해당합니다.

3. 하드 아노다이징:

이것은 황산을 유사하게 사용하는 또 다른 유형의 아노다이징입니다. 그러나 더 두껍고 단단한 산화물 층을 생성할 수 있다는 점에서 다릅니다. 25~100µm가 될 수 있습니다.

고강도 부품의 경우 마모에 대한 장벽을 설정하려면 두꺼운 층이 중요합니다. 유압 시스템, 군사 장비, 산업 기계 등이 그 예입니다.

양극 산화 처리된 층의 미세 구조.

양극 산화 처리된 층에는 기공이 있습니다. 이는 벌집 모양의 구조와 비슷합니다. 기공은 페인트를 잘 흡수하고 부식과 마모에 대한 보호막을 추가합니다.

기공 크기의 형성은 어떤 공정을 사용하느냐에 따라 달라집니다. 예를 들어, 전압(12-24볼트) 및 온도(유형 II의 경우 18-22°C)가 있습니다.

기존 방식과 하드 아노다이징

기존 아노다이징(황산)은 미적 감각이 필요하거나 중간 정도의 내마모성이 필요한 부품에 가장 적합합니다.

극한의 내구성과 경도를 원할 경우 하드 아노다이징(타입 3)이 이상적입니다. 최대 350-500 비커스 경도(HV)의 경도를 달성할 수 있습니다.

알루미늄 다이 캐스팅을 위한 사전 아노다이징 준비

청소

알루미늄 부품은 여러 클리너로 세척할 수 있습니다. 반면 알칼리성 세정제(pH 10-12)는 일반적으로 사용되는 세정제입니다.

50-70°C에서 작동합니다. 먼지, 기름, 이물질을 제거하는 데 5~10분 정도 걸립니다. 클리너는 비누화를 통해 기름 성분을 분해하여 비누 형태로 전환합니다.

또한 솔벤트 기반 클리너도 있습니다. 물 없이도 너무 빨리 지워집니다.

에칭

산화물 없이 약간 거친 질감은 일반적으로 에칭 공정을 거치면서 발생합니다. 여기에는 가성소다(수산화나트륨, 50~100g/L)가 사용됩니다. 이 과정은 50~70°C에서 진행되며 1~5분간 휴식 시간이 필요합니다.

부품의 거칠기가 0.8µm에서 1.5-3µm로 개선됩니다. 따라서 부품이 페인트를 잘 고정하거나 접착할 수 있습니다. 과도한 에칭은 핏팅을 유발하기 때문에 반드시 중요한 것은 아닙니다.

해제

디스뮤팅 공정은 검은색 스머트를 쉽게 제거할 때 사용하면 좋습니다. 스머트(남은 산화물 및 합금 원소)는 에칭 단계가 끝난 후에 발생합니다.

그렇기 때문에 층을 녹이는 일종의 용액(10-30% 비율의 질산)이 필요합니다.

산 방출 반응은 잔류 산화물을 용해하며 1~3분 정도 걸립니다. 알루미늄 표면을 완전히 깨끗하게 만듭니다.

표면 거칠기 측정

표면 거칠기는 다양하지만 프로파일 측정법을 사용하여 추적할 수 있습니다. 스타일러스를 사용하여 피크와 계곡을 분석합니다.

이상적인 거칠기 매개변수 범위는 0.5~2.5µm입니다. 지나치게 미끄러운 부품은 코팅이 잘 유지되지 않으며, 거칠기가 높으면 마감 처리가 균일하지 않습니다.

체류 시간 및 화학 물질 농도의 중요성

체류 시간에 집중하면 클리닝이나 에칭에서 원하는 결과를 얻는 데 도움이 됩니다.

그렇지 않으면 부품이 손상될 수 있습니다.

예를 들어 가성소다에 더 많은 시간(5분 초과 )을 주면 얇은 벽이 과도하게 에칭됩니다.

알루미늄 다이 주조용 아노다이징 공정

전해질 구성 아노다이징 알루미늄 다이캐스팅

목욕은 황산과 물을 섞어 준비합니다. 그러나 모공 형성을 제어하거나 더 나은 흡수를 위해서는 유기산과 같은 첨가제가 가장 효과적입니다.

또한, 욕조 온도를 18~22°C 정도로 유지하기 위해 냉각수를 사용하는 것이 중요합니다.

전류 밀도, 온도 및 시간

• 전류 밀도: DC 전원과 전류 제한기가 이를 관리합니다. 약 1.5~3 A/dm²여야 합니다. 전류가 높을수록 프로세스가 빨라지지만 균일성을 제공하지는 않습니다.
• 전압: 일반적인 용도로는 12-24볼트로 충분합니다. 하지만 합금이나 두께에 따라 변경할 수 있습니다.
• 시간: 아노다이징에는 30-60분이 소요됩니다. 시간이 길어질수록 더 두꺼운 층이 만들어집니다.

기공 구조 형성

우리는 이미 아노다이징 중 전류를 통한 기공 형성에 대해 논의했습니다. 따라서 교반기는 화학 물질을 고르게 분배합니다. 염료는 쉽게 부식되지 않도록 정확하게 채워집니다.

크롬산 대 황산 아노다이징

크롬산(유형 I):

수조에서 3-10% 크롬산을 사용합니다. 내식성은 우수하지만 염색성이 제한적인 더 얇은 층(2~5 µm)을 생성합니다.

이 공정은 수조에서 3-10% 크롬산을 사용합니다. 벽을 더 얇게 만들고 부식을 막는 데 가장 효과적입니다. 그러나 모든 코팅에 적용되는 것은 아닙니다.

황산(유형 2/3):

염료를 강하게 고정할 수 있는 두꺼운 층을 만드는 데 사용하는 것이 좋습니다. 하드 아노다이징은 극한의 내구성을 제공합니다.

음극의 역할

회로는 음극(리드 또는 강철)에서 끝납니다. 이 시점에서 수소 가스를 형성하여 산소 이온과 양극 반응을 가능하게 합니다.

합금 구성의 영향

ADC12의 실리콘 입자가 높을수록 산화물 층이 잘 달라붙지 않기 때문에 반응이 차단됩니다.

한편 A380의 하부 실리콘은 페인트를 균일하게 흡수합니다.

아노다이징 후 공정 및 품질 관리

씰링 메커니즘

다공성 층을 밀봉하는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 보호 장벽이 향상됩니다. 뜨거운 물(90~100°C에서 15~30분)을 사용하여 밀봉할 수 있습니다. 수화 알루미늄 산화물을 생성합니다.

염색 프로세스

유기 또는 무기 염료가 다공성 산화물 층을 덮습니다. 이를 위해 제조업체는 부품을 50-60°C의 염료 욕조에 5-20분 동안 넣습니다. 또한 스프레이 및 딥 코팅은 색상을 균일하게 분배합니다.

두께 테스트

단면 현미경은 두께를 측정합니다. 이미지에서 볼 수 있듯이 산화물 라벨은 산화물 층을 나타내고 A1은 알루미늄 표면을 나타냅니다.

두께 수준은 ISO 7583과 같은 표준을 따라야 합니다. 유형 2의 경우 5-25 µm 또는 유형 3의 경우 25-100 µm가 요구됩니다. 또한 Eddy의 전류 테스트를 통합하면 비파괴 기본을 보장할 수 있습니다.

아노다이징 알루미늄 다이캐스팅 부식 테스트

부품의 부식 여부를 확인할 수 있는 공정은 염수 분무 테스트(ASTM B117)입니다. 제조업체는 부품에 염수를 뿌리고 100~1000시간 동안 방치합니다.

전기화학 임피던스 분광법 테스트는 전류에 대한 저항과 관련된 산화물 층의 기능을 분석합니다.

품질 표준

일반적으로 품질이 최우선입니다. 따라서 양극산화 처리된 부품은 MIL-A-8625와 같은 표준을 충족해야 합니다. 이 표준은 허용되는 다공성, 두께 및 결합에 대한 가이드입니다.

씰링에서 pH 제어의 중요성

밀봉조의 pH를 유지하려면 5.5-6.5(아세트산니켈의 경우) 또는 중성 pH(온수)의 pH를 선택하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 불완전한 밀봉이 발생할 가능성이 줄어듭니다.

결론

적절한 아노다이징 방법을 사용하면 주조 알루미늄 부품이 더욱 강해집니다. 부식에 더 효과적으로 저항할 수 있고 외관도 아름다워집니다. 최적화된 주조 기술, 적합한 합금, 정밀한 아노다이징 농도는 품질과 내구성을 갖춘 결과물을 만들어냅니다. 또한 제조업체가 마감 처리에 대한 적절한 통찰력을 얻을 수 있는 MIL-A-8625와 같은 표준도 있습니다.