알루미늄 아노다이징 처리의 종류와 장점, 단점

알루미늄 아노다이징 처리의 종류와 장점, 단점

 

알루미늄 그리고 아노다이징?

  아노다이징이란, 금속의 표면을 보호하기 위해 인공적으로 산화 피막을 발생시키는 표면 처리 기술로, 주로 공업에서 사용되는 알루미늄 제품 대부분에서 사용된다고 해도 과언이 아닐 정도로 아노다이징 기술은 알루미늄 제품에 널리 적용되고 있습니다.

  알루미늄은 내식성이 강한 금속으로 알려져 있지만 사실 알루미늄 자체는 이온화 경향이 높고 물이나 산소 등의 다양한 화학물질에 쉽게 반응하는 성질도 갖고 있습니다. 그래서 알루미늄은 공기에 닿으면 공기 중의 산소와 결합되어 얇은 산화 피막이 생깁니다. 산화알루미늄은 화학적으로 매우 안정적인 것이 특징이며 액체나 산성 물질에도 강해 이상 반응을 일으키지 않습니다. 즉 알루미늄은 특별한 표면 처리 없이도 저절로 생기는 산화 피막 덕분에 부식으로부터 보호받을 수 있습니다. 알루미늄이 쉽게 녹슬지 않는 금속으로 일반적으로 알려지게 된 것은 바로 자연스럽게 생긴 산화 피막 때문입니다.

  그런데 이 산화 피막은 2 나노미터 정도로 굉장히 얇아서 약간의 긁힘으로도 피막이 벗겨져 내부가 노출되어 버립니다. 그래서 자연스럽게 생긴 산화 피막만으로 알루미늄의 부식을 완전히 막는 것은 바랄 수 없습니다. 하지만 아노다이징 처리를 통해 인공적으로 두꺼운 산화 피막을 표면에 발생시킬 수 있습니다.

  알루미늄을 양극에 걸고 희석한 산성수용액에서 전해하면 양극에서 발생하는 산소에 의해 산화피막을 형성합니다. 이러한 과정을 알루미늄 제품에 아노다이징 처리했다고 말합니다. 또는 양극산화처리라고도 합니다. 아노다이징을 통해 생기게 되는 산화 피막은 아노다이징 종류에 따라 5~100㎛ 두께이며, 6 각형의 벌집 같은 구조를 하고 있습니다.

 

 

아노다이징의 종류

  아노다이징은 색상과 마감에 따라 여러 종류로 나누기도 하지만 크게 경질과 연질 두 가지로 나뉘는 경우가 많습니다.

경질 아노다이징

  기능성에 초점을 둔 표면 처리로 주로 원래 금속 소재가 가지고 있는 성질을 보강하고, 결함을 보완하여 공업화하기 위한 목적으로 쓰입니다. 산화 피막을 형성시켜 표면의 경도, 내식성, 내마모성 등의 기능성을 극대화시킵니다.

연질 아노다이징

  주로 금속의 부식 방지와 색상 표현을 통해 외관을 더욱 고급화하기 위한 목적으로 쓰입니다. 산화 피막의 두께가 경질 아노다이징에 비해 얇고 경도가 낮습니다. 피막이 생성된 후 염료에 의해 색상을 표현할 수 있기 때문에 다양한 제품에 널리 적용되고 있는 방법입니다. 아노다이징 처리를 하기 전에 비드블라스트 처리를 하면 표면을 무광 처리할 수 있기도 합니다.

알루미늄 아노다이징의 장점

'단단하다'

  알루미늄 자체는 부드럽고 가공이나 변형이 되기 쉬운 금속입니다. 표면 경도가 Hv20~150 정도밖에 되지 않습니다. 그러나  아노다이징 처리된 알루미늄은 매우 단단합니다. Hv200~600 정도까지 표면 경도가 올라갑니다. 

'내마모성이 좋다'

  형성된 산화 피막은 알루미늄 제품과 일체화되어 있기 때문에 도금이나 도장과 달리 벗겨질 염려도 없습니다.

'내식성이 우수하다'

  아노다이징을 처리를 통해 다른 화학물질과 반응하기 어렵기 때문에 혹한 환경에서도 변색이나 부식이 잘 되지 않습니다.

'고급스럽다'

  아노다이징에 의해 형성된 피막은 도장과는 다른 고급스러운 표면을 얻을 수 있습니다.

'절연성이 높다'

  아노다이징 처리된 산화 피막은 전기가 통하지 않습니다. 아노다이징 처리를 통해 절연이 가능합니다.

 

알루미늄 아노다이징의 단점

'아노다이징 처리 후 추가 가공이 어렵다'

  아노다이징 처리 후에 홀가공이나 굽힘 가공들을 실시하면 산화 피막에 크랙이 생기거나 크랙을 기점으로 표면이 벗겨지는 경우가 있습니다.

'내열성이 낮다'

  아노다이징 처리된 알루미늄이 100℃가 넘는 환경에 노출된다면 표면이 금이 가거나 벗겨질 수 있습니다. 아노다이징을 통해 생성된 산화 피막은 안정적이고 튼튼하지만 알루미늄 자체의 성질이 열에 약하기 때문에 변형이나 팽창, 수축의 영향까지 보호할 수는 없습니다. 따라서 온도가 급격하게 변하는 환경에서는 적합하지 않습니다.
 

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아노다이징

 

 

이 카라비너는 염색된 양극 산화 알루미늄 표면을 가지고 있습니다. 그들은 많은 색상으로 만들어집니다.

아노다이징은 금속 부품 표면의 자연 산화물 층 의 두께를 증가시키는 데 사용되는 전해 패시베이션 공정입니다.

처리할 부분이 전해조 의 양극을 형성하기 때문에 이 공정을 양극 산화 라고 합니다. 아노다이징은 부식 및 마모에 대한 저항성을 높이고 베어 메탈보다 페인트 프라이머 및 접착제에 더 나은 접착력을 제공합니다. 양극 필름은 또한 염료를 흡수할 수 있는 두꺼운 다공성 코팅 또는 반사된 광파 간섭 효과를 추가하는 얇은 투명 코팅과 함께 여러 미용 효과에 사용할 수 있습니다.

아노다이징은 나사 부품의 마모를 방지하고 전해 커패시터 용 유전체 필름을 만드는 데 에도 사용됩니다. 양극 필름은 티타늄, 아연, 마그네슘, 니오븀, 지르코늄, 하프늄 및 탄탈룸 에도 공정이 존재하지만 알루미늄 합금을 보호하기 위해 가장 일반적으로 적용됩니다. 철 또는 탄소강 금속은 중성 또는 알칼리성 미세 전기분해 조건에서 산화될 때 박리됩니다. 즉, 산화철 (실제로는 수산화철 또는 수화된 산화철) 녹 이라고도 함 )은 무산소 양극 구덩이와 큰 음극 표면에 의해 형성되며, 이러한 구덩이는 황산염 및 염화물과 같은 음이온을 집중시켜 하부 금속의 부식을 가속화합니다. 탄소 함량이 높은 철 또는 강철( 고탄소강, 주철 )의 탄소 플레이크 또는 단괴는 전해 전위를 유발하고 코팅 또는 도금을 방해할 수 있습니다. 철 금속은 일반적으로 질산에서 전기분해 방식으로 양극 산화되거나 붉은 발연 질산으로 처리하여 단단한 흑색 산화철(II, III)을 형성합니다. 이 산화물은 배선에 도금되고 배선이 구부러진 경우에도 컨포멀 상태를 유지합니다.

아노다이징은 표면의 미세한 질감과 표면 근처 금속의 결정 구조를 변경합니다. 두꺼운 코팅은 일반적으로 다공성이므로 내 부식성을 달성하기 위해 종종 밀봉 공정이 필요합니다. 예를 들어 양극 산화 처리된 알루미늄 표면은 알루미늄보다 단단하지만 내마모성은 낮거나 중간 정도이며 두께를 늘리거나 적절한 밀봉 물질을 적용하여 개선할 수 있습니다. 양극 필름은 일반적으로 대부분의 페인트 및 금속 도금 유형보다 훨씬 더 강하고 접착력이 높지만 부서지기 쉽습니다. 이로 인해 노화 및 마모로 인한 균열 및 벗겨짐이 적지만 열 응력으로 인한 균열에 더 취약합니다.

연혁

아노다이징은 두랄루민 수상 비행기 부품을 부식으로부터 보호하기 위해 1923년 산업 규모로 처음 사용되었습니다. 이 초기 크롬산 기반 공정은 Bengough-Stuart 공정이라고 불리며 영국 국방 사양 DEF STAN 03-24/3에 문서화되어 있습니다. 이제는 불필요한 것으로 알려진 복잡한 전압 주기에 대한 레거시 요구 사항에도 불구하고 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 이 공정의 변형이 곧 발전하여 최초의 황산 양극산화 공정이 1927년 Gower와 O'Brien에 의해 특허를 받았습니다. 황산은 곧 가장 일반적인 양극산화 전해질이 되었고 여전히 남아 있습니다. [1]

옥살산 아노다이징은 1923년 일본에서 처음으로 특허를 받았고 나중에 독일에서 특히 건축용으로 널리 사용되었습니다. 양극 산화 처리된 알루미늄 압출은 1960년대와 1970년대에 인기 있는 건축 자재였지만 이후 더 저렴한 플라스틱과 분말 코팅으로 대체되었습니다. [2] 인산 공정은 가장 최근에 개발된 주요 공정으로 지금까지 접착제나 유기 페인트의 전처리제로만 사용되었습니다. [1] 이러한 모든 아노다이징 공정의 다양하고 점점 더 복잡해지는 변형이 업계에서 계속 개발되고 있으므로 군사 및 산업 표준에서 공정 화학보다는 코팅 특성으로 분류하는 추세가 증가하고 있습니다.

알루미늄

유색 양극 산화 알루미늄 키 블랭크

알루미늄 합금은 내식성을 높이고 염색 (착색), 윤활성 향상 또는 접착력 향상을 위해 양극 산화 처리됩니다. 그러나 아노다이징은 알루미늄 물체의 강도를 증가시키지 않습니다. 양극층은 절연성입니다. 

 

실온에서 공기 또는 산소를 함유한 다른 가스에 노출될 때 순수 알루미늄은 2~3nm 두께의 무정형 산화알루미늄 표면층을 형성하여 자체 부동태화 되며  부식에 대해 매우 효과적인 보호를 제공합니다. 알루미늄 합금은 일반적으로 5~15nm 두께의 더 두꺼운 산화물 층을 형성하지만 부식에 더 민감한 경향이 있습니다. 알루미늄 합금 부품은 내식성을 위해 이 층의 두께를 크게 증가시키기 위해 양극 산화 처리됩니다. 알루미늄 합금의 내식성은 구리, 철, 실리콘과 같은 특정 합금 원소 또는 불순물에 의해 크게 감소합니다. 2000-, 4000-, 6000 및 7000 시리즈 Al 합금이 가장 취약한 경향이 있습니다.

 

아노다이징은 매우 규칙적이고 균일한 코팅을 생성하지만 코팅의 미세한 균열은 부식을 유발할 수 있습니다. 또한 코팅은 pH 가 높거나 낮을 때 화학적 용해에 취약합니다. 기질의 코팅과 부식을 벗겨내는 화학 작용. 이를 방지하기 위해 균열 수를 줄이거나 화학적으로 더 안정적인 화합물을 산화물에 삽입하거나 둘 모두를 수행하기 위한 다양한 기술이 개발되었습니다. 예를 들어, 황산 양극 산화 처리된 제품은 일반적으로 열수 밀봉 또는 침강 밀봉을 통해 밀봉되어 표면과 기판 사이의 부식성 이온 교환을 허용하는 다공성 및 간극 경로를 줄입니다. 침전 밀봉은 화학적 안정성을 향상하지만 이온 교환 경로를 제거하는 데는 덜 효과적입니다. 가장 최근에는 비정질 산화물 코팅을 보다 안정한 미정질 화합물로 부분적으로 변환하는 새로운 기술이 개발되어 더 짧은 결합 길이를 기반으로 상당한 개선을 보였습니다.

 

일부 알루미늄 항공기 부품, 건축 자재 및 소비재는 양극 산화 처리됩니다. 양극 처리된 알루미늄은 MP3 플레이어, 스마트폰, 멀티 도구, 손전등, 조리기구, 카메라, 스포츠 용품, 총기, 창틀, 지붕, 전해 콘덴서 및 다른 많은 제품에서 내부식성과 염료를 유지하는 능력 모두에서 찾을 수 있습니다.. 아노다이징은 중간 정도의 내마모성을 가지고 있지만, 더 깊은 기공은 매끄러운 표면보다 윤활막을 더 잘 유지할 수 있습니다.

 

양극 산화 코팅은 알루미늄보다 열전도율과 선팽창 계수가 훨씬 낮습니다. 결과적으로 코팅은 80°C(353K) 이상의 온도에 노출되면 열 응력으로 인해 균열이 발생합니다. 코팅이 깨질 수 있지만 벗겨지지는 않습니다. 산화알루미늄의 융점은 2050°C(2323K)로 순수한 알루미늄의 658°C(931K) 보다 훨씬 높습니다. 이것과 산화알루미늄의 절연성은 용접을 더 어렵게 만들 수 있습니다.

 

일반적인 상업용 알루미늄 아노다이징 공정에서 산화알루미늄은 동일한 양만큼 표면으로 성장하고 표면에서 제거됩니다. 따라서 아노다이징은 각 표면의 부품 치수를 산화물 두께의 절반만큼 증가시킵니다. 예를 들어 두께가 2μm 인 코팅은 부품 치수를 표면당 1μm씩 증가시킵니다. 부품의 모든 면이 양극 산화되면 모든 선형 치수가 산화물 두께만큼 증가합니다. 양극 산화 처리된 알루미늄 표면은 알루미늄보다 단단하지만 내마모성은 낮거나 보통이지만 두께와 밀봉으로 개선할 수 있습니다.

프로세스

데스 무트 

알루미늄 표면에 디스머트 용액을 도포하여 오염물을 제거할 수 있습니다. 질산은 일반적으로 얼룩(찌꺼기)을 제거하는 데 사용되지만 환경 문제로 인해 대체되고 있습니다. [8] [9] [10] [11]

전기 분해 _ _

양극 산화된 알루미늄 층은 전해액을 통해 직류를 통과시켜 성장되며 , 알루미늄 물체는 양극(전해 셀의 양극) 역할을 합니다. 전류는 음극 (음극)에서 수소를 방출하고 알루미늄 양극 표면에서 산소를 방출하여 알루미늄 산화물의 축적을 생성합니다. 교류펄스 전류도 가능하지만 거의 사용되지 않습니다. 다양한 설루션에 필요한 전압은 1~300V DC 범위일 수 있지만 대부분은 15~21V 범위에 속합니다. 일반적으로 황산 및 유기산으로 형성된 두꺼운 코팅에는 더 높은 전압이 필요합니다. 양극 산화 전류는 양극 산화되는 알루미늄 면적에 따라 달라지며 일반적으로 30 ~ 300 A / m 2 범위입니다.

알루미늄 아노다이징( 알루미늄의 엘 록산 또는 전기분해 산화 )은 일반적으로 산화알루미늄을 천천히 용해시키는 산성 용액, 일반적으로 황산 또는 크롬산 에서 수행됩니다. 산 작용은 산화 속도와 균형을 이루어 직경 10-150nm의 나노 기공으로 코팅을 형성합니다. [6] 이러한 기공은 전해질 용액과 전류가 알루미늄 기판에 도달하도록 허용하고 자동 패시베이션에 의해 생성된 것보다 더 큰 두께로 코팅을 계속 성장시킵니다. 이러한 모공은 염료가 흡수되도록 허용하지만 밀봉이 뒤따라야 합니다. 그렇지 않으면 염료가 남지 않습니다. 염료 다음에는 일반적으로 깨끗한 니켈 아세테이트 씰이 뒤따릅니다. 염료는 표면에 불과하기 때문에 약간의 마모와 긁힘이 염색된 층을 뚫고 나오더라도 밑에 있는 산화물이 계속해서 부식 방지 기능을 제공할 수 있습니다. 

 

전해질 농도, 산도, 용액 온도 및 전류와 같은 조건은 일관된 산화물 층의 형성을 허용하도록 제어되어야 합니다. 더 단단하고 두꺼운 필름은 더 높은 전압과 전류로 더 낮은 온도에서 더 농축된 용액에 의해 생성되는 경향이 있습니다. 필름 두께는 밝은 장식용 0.5 마이크로미터 미만에서 건축용으로 최대 150 마이크로미터까지 다양합니다.

이중 마감

아노다이징은 크로메이트 화성 코팅과 함께 수행할 수 있습니다. 각 프로세스는 견고성 또는 물리적 내마모성과 관련하여 상당한 이점을 제공하는 아노다이징과 함께 내부식성을 제공합니다. 공정을 결합하는 이유는 다양할 수 있지만 양극 산화 처리와 크롬산염 전환 코팅 사이의 중요한 차이점은 생성된 필름의 전기 전도도입니다. 둘 다 안정적인 화합물이지만 크롬산염 변환 코팅은 전기 전도도가 크게 증가합니다. 이것이 유용할 수 있는 응용 분야는 다양하지만 더 큰 시스템의 일부로 구성 요소를 접지하는 문제는 명백합니다.

이중 마무리 공정은 각 공정이 제공하는 최상의 내마모성을 가진 아노다이징과 전기 전도성을 가진 크로메이트 화성 코팅을 사용합니다. 

프로세스 단계에는 일반적으로 전체 구성 요소를 크롬산염 전환 코팅한 다음 크롬산염 코팅이 온전하게 유지되어야 하는 영역의 표면을 마스킹하는 작업이 포함될 수 있습니다. 그 이상으로 크롬산염 코팅은 마스크 되지 않은 영역에서 용해됩니다. 그런 다음 마스크되지 않은 영역을 양극 산화 처리하여 구성 요소를 양극 산화 처리할 수 있습니다. 정확한 프로세스는 서비스 제공업체, 구성 요소 형상 및 필요한 결과에 따라 다릅니다. 알루미늄 물품을 보호하는데 도움이 됩니다.

기타 널리 사용되는 사양

미국에서 가장 널리 사용되는 아노다이징 사양은 세 가지 유형의 알루미늄 아노다이징을 정의하는 미군 사양 인 MIL-A-8625입니다. Type I은 크롬산 아노다이징, Type II는 황산 아노다이징, Type III는 황산 경질 아노다이징입니다. 다른 아노다이징 사양에는 더 많은 MIL-SPEC(예: MIL-A-63576), SAE , ASTM 및 ISO와 같은 조직의 항공우주 산업 사양이 포함됩니다.(예: AMS 2469, AMS 2470, AMS 2471, AMS 2472, AMS 2482, ASTM B580, ASTM D3933, ISO 10074 및 BS 5599) 및 기업별 사양(예: Boeing, Lockheed Martin, Airbus 및 기타 대형 계약자). AMS 2468은 구식입니다. 이러한 사양 중 어느 것도 상세한 공정이나 화학을 정의하지 않고 오히려 양극 산화 처리된 제품이 충족해야 하는 일련의 테스트 및 품질 보증 조치를 정의합니다. BS 1615는 아노다이징을 위한 합금 선택을 안내합니다. 영국 국방 작업의 경우 DEF STAN 03-24/3 및 DEF STAN 03-25/3에 각각 상세한 크롬 및 황산 아노다이징 프로세스가 설명되어 있습니다.

크롬산(유형 I)

가장 오래된 아노다이징 공정은 크롬산을 사용합니다. 이것은 Bengough-Stuart 공정으로 널리 알려져 있지만 공기 품질 관리에 관한 안전 규정으로 인해 유형 II와 관련된 첨가제 재료가 허용 오차를 위반하지 않는 경우 공급업체가 선호하지 않습니다. 북미에서는 MIL-A-8625 표준에 의해 지정되었기 때문에 유형 I로 알려져 있지만 AMS 2470 및 MIL-A-8625 유형 IB에도 적용됩니다. 영국에서는 일반적으로 Def Stan 03/24로 지정되며 추진제 등과 접촉하기 쉬운 영역에서 사용됩니다.

Boeing 및 Airbus 표준도 있습니다. 크롬산은 더 얇은 0.5μm ~ 18μm(0.00002" ~ 0.0007")를 생성합니다. 더 부드럽고 연성이며 어느 정도 자가 치유가 가능한 더 불투명한 필름. 그들은 염색하기가 더 어려우며 페인팅하기 전에 전처리제로 적용될 수 있습니다. 필름 형성 방법은 프로세스 사이클을 통해 전압이 증가한다는 점에서 황산을 사용하는 것과 다릅니다.

황산(유형 II 및 III) 

황산은 양극 산화 피막을 생산하는 데 가장 널리 사용되는 용액입니다. 보통 두께 1.8μm ~ 25μm(0.00007" ~ 0.001") [17]의 코팅 은 MIL-A-8625에 의해 북미에서 유형 II로 알려져 있으며, 25μm(0.001") 보다 두꺼운 코팅은 Type III, hard-coat, hard anodizing, or engineered anodizing. 크롬 아노다이징에 의해 생산된 것과 유사한 매우 얇은 코팅은 Type IIB로 알려져 있습니다.

두꺼운 코팅은 더 많은 공정 제어가 필요하며 [6] 동결 근처의 냉장 탱크에서 생산됩니다. 더 얇은 코팅보다 전압이 더 높은 물의 지점 경질 아노다이징은 13 ~ 150μm(0.0005" ~ 0.006") 두께로 만들 수 있습니다. 아노다이징 두께는 내마모성, 내식성, 윤활유 유지 능력을 증가시키고 PTFE 코팅, 전기 및 단열. 유형 III은 내마모성을 유지하기 위해 염색하거나 밀봉해서는 안됩니다. 

 

밀봉하면 이를 크게 줄일 수 있습니다. 얇은(연성/표준) 황산 아노다이징 표준은 MIL-A-8625 Types II 및 IIB, AMS 2471(비염색) 및 AMS 2472(염색), BS EN ISO 12373/1(장식), BS 3987(건축)에 의해 제공됩니다. ). 두꺼운 황산 아노다이징에 대한 표준은 MIL-A-8625 Type III, AMS 2469, BS ISO 10074, BS EN 2536 및 폐기된 AMS 2468 및 DEF STAN 03-26/1에 의해 제공됩니다.

유기산

아노다이징은 고전압, 고전류 밀도, 강한 냉장 상태의 약산에서 수행되는 경우 염료 없이 노란색을 띤 일체형 색상을 생성할 수 있습니다. 색상의 음영은 옅은 노란색, 금색, 진한 청동색, 갈색, 회색 및 검은색을 포함하는 범위로 제한됩니다. 일부 고급 변형은 반사율이 80%인 흰색 코팅을 생성할 수 있습니다. 생성되는 색상의 음영은 기본 합금의 야금 변화에 민감하며 일관되게 재현할 수 없습니다. 

예를 들어 사과산과 같은 일부 유기산의 아노다이징은 전류가 정상보다 훨씬 더 공격적으로 알루미늄을 공격하도록 산을 구동하는 '폭주' 상황에 들어갈 수 있으며, 그 결과 거대한 구덩이와 흉터가 생깁니다. 또한 전류나 전압이 너무 높게 구동되면 '버닝'이 발생할 수 있습니다. 이 경우 공급 장치는 거의 단락 된 것처럼 작동하고 크고 고르지 않은 무정형 검은색 영역이 개발됩니다.

 

일체형 색상 아노다이징은 일반적으로 유기산으로 수행되지만 매우 묽은 황산을 사용하는 실험실에서도 동일한 효과가 나타납니다. 인테그랄 컬러 아노다이징은 원래 옥살산으로 수행되었지만 산소를 함유한 설폰화 방향족 화합물, 특히 설포살리실산은 1960년대 이후 더 일반적이었습니다. [2] 최대 50μm의 두께를 얻을 수 있습니다. 유기산 아노다이징은 MIL-A-8625에 의해 Type IC로 불립니다.

인산

아노다이징은 일반적으로 접착제의 표면 처리로 인산에서 수행할 수 있습니다. 이는 표준 ASTM D3933에 설명되어 있습니다.

붕산염 및 주석산염 수조

양극 산화는 산화알루미늄이 불용성인 붕산염 또는 주석산염 수조에서도 수행할 수 있습니다. 이러한 공정에서 코팅 성장은 부품이 완전히 덮일 때 멈추고 두께는 인가된 전압과 선형 관계가 있습니다. [6] 이러한 코팅은 황산 및 크롬산 공정에 비해 기공이 없습니다. 이러한 유형의 코팅은 얇은 알루미늄 필름(일반적으로 0.5μm 미만)이 산성 공정에 의해 뚫릴 위험이 있기 때문에 전해 커패시터를 만드는 데 널리 사용됩니다.

플라스마 전해 산화

플라스마 전해 산화는 유사한 프로세스이지만 더 높은 전압이 적용됩니다. 이로 인해 스파크가 발생하고 더 많은 결정질/세라믹 유형 코팅이 생성됩니다.

기타 금속

마그네슘

마그네슘은 주로 페인트용 프라이머로 양극 산화됩니다. 이를 위해서는 얇은(5μm) 필름이면 충분합니다. 25μm 이상의 두꺼운 코팅은 오일, 왁스 또는 규산나트륨으로 밀봉할 때 약간의 내부식성을 제공할 수 있습니다. 마그네슘 아노다이징에 대한 표준은 AMS 2466, AMS 2478, AMS 2479 및 ASTM B893에 나와 있습니다.

니오븀

니오븀은 다양한 필름 두께에서 간섭에 의해 형성되는 다양한 매력적인 색상으로 티타늄과 유사한 방식으로 양극 산화됩니다. 다시 필름 두께는 아노다이징 전압에 따라 달라집니다. 용도에는 보석과 기념 주화가 포함됩니다.

탄탈륨

탄탈륨은 티타늄 및 니오븀과 유사하게 서로 다른 필름 두께에서 간섭에 의해 형성되는 다양한 매력적인 색상으로 양극 산화 처리됩니다. 다시 필름 두께는 양극 산화 전압에 따라 달라지며 일반적으로 전해질 및 온도에 따라 볼트당 18~23 옹스트롬 범위입니다. 용도에는 탄탈륨 커패시터가 포함됩니다.

티타늄

티타늄 양극 산화를 통해 얻을 수 있는 선택된 색상.

양극 산화된 산화물 층은 30 나노미터(1.2 × 10-6in  )에서 수 마이크로미터 범위의 두께를 갖는다. 티타늄 아노다이징 표준은 AMS 2487 및 AMS 2488에 의해 제공됩니다.

티타늄의 AMS 2488 Type III 아노다이징은 염료 없이 다양한 색상을 생성하며 때때로 예술, 코스튬 주얼리, 바디 피어싱 주얼리 및 결혼반지에 사용됩니다. 형성된 색상은 산화물의 두께에 따라 다릅니다(양극 산화 전압에 의해 결정됨). 이는 산화물 표면에서 반사되는 빛과 이를 통해 이동하고 밑에 있는 금속 표면에서 반사되는 빛의 간섭으로 인해 발생합니다. AMS 2488 유형 II 아노다이징은 더 높은 내마모성과 함께 더 두꺼운 무광택 회색 마감을 생성합니다. 

아연

아연은 거의 양극산화 처리되지 않지만 국제 납아연연구기구(International Lead Zinc Research Organization)에서 개발한 공정으로 MIL-A-81801이 적용됩니다. 최대 200V의 전압을 갖는 인산암모늄, 크롬산염 및 불화물 용액은 최대 80μm 두께의 올리브 그린 코팅을 생성할 수 있습니다. 코팅은 단단하고 부식에 강합니다.

아연 또는 아연도금강은 다양한 농도의 규산나트륨, 수산화나트륨, 붕사, 아질산나트륨 및 황산니켈을 포함하는 규산염욕의 직류를 사용할 뿐만 아니라 낮은 전압(20–30V)에서 양극산화 처리할 수 있습니다. 

염색

유색 iPod Mini 케이스는 양극 산화 처리 후 열 봉합 전에 염색됩니다.

가장 일반적인 아노다이징 공정, 예를 들어 알루미늄의 황산은 염료를 쉽게 수용할 수 있는 다공성 표면을 생성합니다. 염료 색상의 수는 거의 끝이 없습니다. 그러나 생산되는 색상은 기본 합금에 따라 달라지는 경향이 있습니다. 상대적으로 저렴하기 때문에 업계에서 가장 일반적인 색상은 노란색, 녹색, 파란색, 검은색, 주황색, 보라색 및 빨간색입니다. 일부는 더 밝은 색상을 선호할 수 있지만 실제로는 높은 실리콘 주조 등급 및 2000 시리즈 알루미늄-구리 합금과 같은 특정 합금에서 생산하기 어려울 수 있습니다. 또 다른 우려 사항은 유기 염료의 "내광성"입니다. 일부 색상(빨간색 및 파란색)은 특히 색이 바래는 경향이 있습니다. 무기 방법으로 생산된 흑색 염료 및 금 ( 옥살산철 암모늄) 더 가볍습니다. 염색된 아노다이징은 일반적으로 염료 번짐을 줄이거나 제거하기 위해 밀봉됩니다. 산화막의 기공 크기보다 분자 크기가 커서 흰색을 적용할 수 없습니다. 

또는 금속(보통 주석 )을 양극 코팅의 기공에 전해 증착하여 보다 내광성 있는 색상을 제공할 수 있습니다. 금속 염료 색상은 옅은 샴페인 색에서 검은색까지 다양합니다. 브론즈 쉐이드는 일반적으로 건축용 금속에 사용됩니다. 또는 색상이 필름에 일체형으로 생성될 수 있습니다. 이는 황산 전해질 및 펄스 전류와 혼합된 유기산을 사용하는 아노다이징 공정 중에 수행됩니다. 

밀봉되지 않은 다공성 표면을 더 밝은 색상으로 염색한 다음 더 어두운 색상의 염료를 표면에 튀기면 스플래쉬 효과가 생성됩니다. 유색 염료가 서로 저항하여 반점 효과를 남기기 때문에 수성 및 용제 기반 염료 혼합물을 번갈아 적용할 수도 있습니다. 

봉인

밀봉은 아노다이징 공정의 마지막 단계입니다. 산성 아노다이징 용액은 아노다이징 코팅에 기공을 생성합니다. 이러한 기공은 염료를 흡수하고 윤활제를 보유할 수 있지만 부식의 통로이기도 합니다. 윤활 특성이 중요하지 않은 경우 일반적으로 염색 후 밀봉하여 내식성과 염료 보유력을 높입니다. 씰링에는 세 가지 가장 일반적인 유형이 있습니다.

1. 끓는점(96–100 °C(205–212 °F))에 장시간 담그는 탈이온수 또는 증기는 가장 간단한 밀봉 공정이지만 완벽하게 효과적이지는 않으며 내마모성을 20%까지 감소시킵니다. [6] 산화물은 수화된 형태로 변환되고 결과적으로 팽창하여 표면의 다공성이 감소합니다.
2. 유기 첨가물 및 금속염을 포함하는 용액에서 160–180 °F(70–80 °C)에서 작동하는 중간 온도 밀봉 공정. 그러나 이 과정에서 색상이 침출될 수 있습니다.
3. 상온 수조에서 밀봉제를 함침시켜 기공을 닫는 냉간 밀봉 공정은 에너지 절약으로 인해 더 많이 사용됩니다. 이 방법으로 밀봉된 코팅은 접착 결합에 적합하지 않습니다. 테프론 , 아세트산니켈 , 아세트산코발트, 중크롬산나트륨 또는 중크롬산 칼륨 씰이 일반적으로 사용됩니다. MIL-A-8625는 얇은 코팅(유형 I 및 II)에 대한 밀봉이 필요하며 두꺼운 코팅(유형 III)에 대한 옵션으로 허용합니다.

청소

정기적으로 청소하지 않는 양극 산화 처리된 알루미늄 표면은 금속의 구조적 무결성에 영향을 미칠 수 있는 독특한 유형의 표면 얼룩인 패널 가장자리 얼룩이 생기기 쉽습니다.

환경 영향

아노다이징은 보다 환경 친화적인 금속 마감 공정 중 하나입니다. 유기(일명 완전한 색상) 아노다이징을 제외하고 부산물에는 소량의 중금속, 할로겐 또는 휘발성 유기 화합물만 포함됩니다. 일체형 색상 아노다이징은 다른 공정의 폐수 스트림에서 발견되는 모든 부산물이 염료 또는 도금 재료에서 나오기 때문에 VOC, 중금속 또는 할로겐을 생성하지 않습니다. 가장 일반적인 양극 산화 유출물인 수산화알루미늄과 황산알루미늄은 명반, 베이킹파우더, 화장품, 신문 용지 및 비료 제조를 위해 재활용되거나 산업 폐수 처리 시스템에서 사용됩니다.

기계적 고려 사항

아노다이징은 생성된 산화물이 전환된 모재보다 더 많은 공간을 차지하기 때문에 표면을 들어 올립니다. 엄격한 공차가 있는 경우를 제외하고는 일반적으로 중요하지 않습니다. 그렇다면 가공 치수를 선택할 때 아노다이징 층의 두께를 고려해야 합니다. 엔지니어링 도면에 대한 일반적인 관행은 "치수가 모든 표면 마감 후에 적용됨"을 지정하는 것입니다. 이렇게 하면 기계 공장에서 양극 산화 전에 기계 부품의 최종 가공을 수행할 때 양극 산화 두께를 고려해야 합니다. 또한 나사를 수용하기 위해 나사산 이 있는 작은 구멍의 경우 양극 산화로 인해 나사가 묶일 수 있으므로 나사 구멍을 탭으로 쫓아야 할 수 있습니다. 원래 치수를 복원합니다. 또는 이러한 성장을 미리 보상하기 위해 특수한 특대형 탭을 사용할 수 있습니다. 고정 직경 핀이나 막대를 수용하는 나사산이 없는 구멍의 경우 치수 변경을 허용하는 약간 큰 구멍이 적합할 수 있습니다. 양극 산화 피막의 합금 및 두께에 따라 피로 수명에 상당히 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 반대로 아노다이징은 부식을 방지하여 피로 수명을 증가시킬 수 있습니다.