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아노다이징이란 무엇입니까? 프로세스, 유형, 장점 및 응용 분야

1. 아노다이징이란?

금속 부품이나 제품의 내식성 및 표면 강도를 향상시키기 위해 제조 시 사용되는 표면 처리입니다. 양극산화 공정에서는 전해 메커니즘을 사용하여 기판에 산화물 층을 생성합니다.

2. 아노다이징은 어떻게 진행되나요?

양극산화 공정은 전해 원리로 작동됩니다. 알루미늄과 같은 기판은 양극에 연결되어 양극 역할을 합니다. 반면에 전도성이 높은 물질은 음극(음극) 역할을 합니다. 예를 들어, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸은 알루미늄 아노다이징에 적합한 음극입니다. 따라서 H2SO₄(15~20중량%), CrO₃(3~10%), H₃PO₄(5~10%)가 이 공정에 흔히 사용되는 전해질이다.
아노다이징 공정

1) 준비 및 청소

균일하고 매끄러운 표면은 양극 산화층을 적용하는 데 중요합니다.
이는 기계적 처리와 화학적 세척을 통해 달성됩니다. 연삭, 비드블라스팅, 래핑, 연마 등 기계적 표면처리를 통해 표면의 불규칙성과 결함을 제거합니다. 알칼리성 또는 산성 세척을 통해 그리스, 오일, 먼지 및 기타 오염 물질을 제거한 후 탈이온수로 헹궈 잔류 세척제 를 제거합니다 .

2) 전기화학적 공정

양극 산화 처리해야 할 부분은 양극이 되고 다른 전도성이 높은 금속은 음극이 되며, 둘 다 전해조에 담겨 있습니다. 이 전기분해 장치에 전류가 흐르면 양극이 산화되어 전자를 잃습니다.
다음으로, 금속 이온은 산소 이온과 반응하여 양전하로 인해 금속 이온 쪽으로 이동합니다. 여기서 O²⁻는 전해질의 해리로 인해 발생합니다. 양극에서 이들은 금속 이온과 반응하여 고체 금속 산화물 층을 형성합니다.
 

3) 색칠하기

염색: 다공성층이 염료를 흡수하며, 해당 부품을 염욕에 담그면 다양한 색상을 얻을 수 있습니다.
전해 착색: 금속염은 층의 기공에 전기화학적으로 침착되어 오래 지속되고 퇴색되지 않는 색상을 생성합니다.
 

4) 밀봉

아노다이징 공정은 표면 기공에 염료를 생성하며 이러한 기공으로 인해 부식, 긁힘, 얼룩이 발생할 위험을 방지하려면 밀봉이 필수적입니다. 밀봉 상태가 좋지 않거나 누락된 경우 다공성 금속 산화물 층에 먼지와 부스러기가 쌓일 수 있습니다.
양극 처리된 표면은 냉간 밀봉, 중간 온도 밀봉, 열 밀봉 등 다양한 기술을 사용하여 밀봉할 수 있습니다.
 

3. 아노다이징의 종류

산성조 유형과 두께 성능에 따라 네 가지 유형의 양극 산화 처리 공정이 있습니다. 이는 유형 I, 유형 II, 유형 II 및 인산 아노다이징으로 알려져 있습니다.

크롬산 아노다이징 처리(유형 I)

유형 I 또는 크롬산 아노다이징은 얇은 층이 필요한 경우, 특히 장식 및 일부 기능적 용도에 이상적입니다. 그러나 밀봉 후 Type II 또는 하드코팅 성능을 모방할 수 있습니다. 레이어 두께 범위는 0.00002인치에서 0.0001인치입니다.

황산 아노다이징 처리(유형 II)

이것은 산화층을 형성하기 위해 황산을 전기화학적 매체로 사용하는 가장 일반적인 유형입니다. 황산 아노다이징은 15~20% 농도의 용액을 사용합니다. Type I보다 두꺼운 산화물 층을 형성하며 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 두께 범위는 0.0001인치에서 0.001인치입니다. Type II 아노다이징은 또한 높은 내부식성과 내마모성을 제공하며 다양한 색상으로 제공됩니다.

경질 아노다이징(유형 III)

유형 III은 가장 조밀하고 가장 강한 유형으로, 표면 산화물 층이 더 두꺼워집니다. 따라서 혹독하고 화학적 환경에 매우 적합합니다. 두께 범위는 0.0005'부터 0.006'까지입니다. 경질 아노다이징은 주로 고성능 및 저마찰 부품에 사용됩니다. 경질 아노다이징 공정에서는 크롬산, 황산 또는 옥살산을 전해질로 사용할 수 있습니다.

인산 아노다이징

포괄적인 부식이나 마모 처리가 아닌 주로 표면 처리인 인산 아노다이징은 15~30% 인산 용액을 사용합니다. 다른 유형과 달리 매우 얇고 다공성인 산화물 층(< 0.0001인치)을 형성합니다. 추가 접착제나 프라이머를 도포하는 데 매우 적합합니다.

4. 아노다이징의 장점

부식 저항

산화막이 주변 수분과 반응하면 산화막 두께가 더욱 두꺼워집니다. 결과적으로 양극 처리된 부품은 강력한 내식성을 제공하고 자외선, 열 손상 및 해양 환경의 영향으로부터 기판을 보호합니다.

향상된 표면 마감

보호 기능 외에도 기판 표면의 미적 특성도 향상시킵니다. 아노다이징은 무광택부터 고광택까지 거의 모든 표면 질감을 허용합니다. 이를 통해 수많은 색상 옵션과 사용자 정의가 가능합니다. 외관도 오래 지속됩니다. 또한, 이 마감재는 복잡하고 섬세한 부품이나 제품에도 적용할 수 있습니다.

향상된 전도도

아노다이징은 전기 전도성을 증가시키지 않습니다! 단열을 제공합니다.
양극산화처리, 특히 양극산화처리된 알루미늄은 전기 절연을 제공하는 동시에 밑에 있는 금속은 전도성을 유지합니다. 그러나 필름 두께를 조절하면 표면의 전도성을 어느 정도 유지할 수도 있습니다.
 

내구성과 수명

아노다이징은 경도, 내마모성 및 내식성을 향상시키는 경질 산화물 코팅입니다. 모든 날카로운 모서리, 가장자리 및 복잡한 영역을 다룹니다. 다른 코팅과 달리 접착 불량의 위험이 없습니다. 이러한 모든 이유는 양극 산화 코팅의 수명을 연장하고 결과적으로 기본 구성 요소의 수명을 연장합니다.

5. 아노다이징 적용

양극산화 알루미늄

  •  휠 커버, 연료 탱크 캡, 엔진 커버, 트림, 제어판 등 자동차 부품.
  •  스킨 패널, 구조 부품, 패스너, 객실 내부 품목과 같은 경량 항공우주 부품.
  •  가전제품 및 주방용품.
  • 전자 및 전기 하우징.
  • 의료기기 하우징, 메스 손잡이, 멸균 트레이 손잡이 등

양극산화 마그네슘

  • 자전거 프레임 부품 차량 배터리 케이스
  • 고성능 도구 및 하드웨어
  • 드론, 위성, 항공기 부품

양극산화 아연

  • 자동차 패스너, 양극 산화 처리된 항공기 나사, 연료 시스템 부품 및 기타 소형 기계 부품.
  • 너트, 볼트, 파이프 피팅, 건축 하드웨어, 장식 품목 및 조명 기구.
  • 전자 하우징, 공구 핸들, 가구 하드웨어 등

6. 결론

아노다이징은 알루미늄, 티타늄, 아연과 같은 비철금속에 적합하며 내마모성과 미적 매력을 모두 제공합니다. 두께와 색상의 유연성으로 인해 알루미늄 합금 부품을 사용하는 거의 모든 산업에 이상적인 선택입니다. 그러나 원하는 마감을 달성하려면 양극산화 장비, 전해질 농도, 전류 및 전압, 처리 시간, 욕조 여과와 같은 기술적 요소를 고려해야 합니다. 전반적으로 양극 산화 처리는 열악한 환경에서 맞춤형 미적 특성과 고성능이 필요할 때마다 선호되는 선택입니다.
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