아노다이징이란 무엇인가?(Anodizing Process)

1. 정의
: 아노다이징(양극산화법)은 이름그대로 알루미늄 부품을 전해액에서 양극으로하고 통전하면 양극에 발생하는 산소에 의해서 알미늄 면이 산화되어 산화 알미늄(Al2O3)의 피막이 생기게 된다.
이 피막은 대단히 경하고 내식성이 크며 극히 작은 유공성, 섬유상이 되어 여러 가지 색으로 염색할 수 있어 내식, 내마모성의 실용성과 미관의 처리가 많다.
일본에서는 직교류를 이용한 수산법으로 많이 행하여져서 알루마이트(Alumite)라고 부르며 우리나라 및 구미에서는 직류 유산법 원명인 아노다이징(Anodizing)라 부르게 되었다.
일반적으로 행해지는 아노다이징은 유산(황산법)법으로 유산농도가 15∼20(wt%) 연질인 경우에서는 20℃∼30℃범위에서 고루 사용되고 있으며 전압은 DC13∼15V 이내가 가장 많이 사용된다.
경질인 경우에는 온도가 0∼-5℃에서 말기에는 40V 이상 행해질 수 있다는 것을 염두해 두어야 한다.
초기에는 수동으로 2V씩 상승시켜가다가 (안정기) 일정시간이 지나면 자동으로 콘트롤 할 수 있다.
이것은 초기에는 안정기를 거쳐 말기가 되면 표면적에 부도체상태로 가면서 전압은 상승하고 전류를 어느 수준까지 감소하는 것을 의미한다.
탱크는 양쪽으로 (-)극이 형성되며 (-)는 납판으로 가장 많이 사용하며 순도가 좋은 알미늄판을 사용할 수 있다.
(+)극은 물론 알미늄제품이 걸리는 것은 두말할 나위가 없다.
알루미늄 재료에 있어서의 열처리란 경도를 높이는 것으로 오해하면 곤란하다. 알루미늄에서의 열처리는 일반강(Steel)과 같이 열처리를 하면 경도가 올라가는 것이 아니고 재료를 만드는 과정에서 생긴 응력을 풀어주는 것이다.


아노다이징에 있어 재료분석방법

10계열 : 가성소다에서 에칭시에 아주 흰색으로 나타나며 순도가 높기 때문에 다른 재료에 비해 에칭량이 많다. 피막을 형성하는 정도는 재료를 소성가공후 완전한 열처리를 실시하지 않았을 경우 압연, 압출시 밀린자국이 나타난다.

20계열 : 에칭시 약품에 의해 진한 흑색으로 나타난다.
70계열과 다른점은 70계열은 황산탱크에 침지하거나 정류기를 통해 탱크에 전기를 넣어주었을 때 스마트(에칭시 생긴때)가 금방 사라지나 20계열은 쉽게 사라지지 않는 점이 크게 다르다.
2011- 피막시 광택도가 크게 떨어지고 피막이 아주 어둡게 나타난다. 이것은 화학성분중 Cu가 5.0∼6.0으로 다른 재질에 비해 많기 때문이다.
2017- 에칭후 작업을 실시해도 광택도를 그대로 유지될 수 있으나 화학연마는 그리 양호하지 않다.
2024- 20계열의 대표적인 재질로 피막 및 전처리과정이 전체적으로 양호한 상태이며 표면처리에서 다른 재질에 비해 피막시간이 짧은 것은 Cu의 영향이다.
이것은 Cu와 Al이 전기전도도와 열전도도의 차에의해 상기는 국부열 때문이다.

30계열 : 일반적으로 주방용품이 많이 사용하는 재질로 Mn이 많이 포함되어 있는 재질이라 볼 수 있다.

40계열 : Si(실리콘)이 많이 함유되어있으며 기계부품쪽에서 거의 사용치 않음.

50계열 : 많이 사용하는 재질은 5052와 5083이며 구별하는 방법은 6061과 10계열의 중간으로써 에칭시 칼라는 약간 회색을 띤다. 피막을 형성시는 다른재질에 비해 부하가 많이 걸리는 것이 특징이며 피막칼라가 검게 나타나는 것이 특징이다. 5052에 비해 5083이 더 어둡게 나타나는데 이것은 Mg(마그네슘)성분이 더 많이 포함되어 있기 때문이다. 경질피막의 경우에는 단위면적당 부하가 6061기준으로 할때 2배정도 인 것으로 나타난다.

60계열 : 대표적인 것은 6061, 6063이다. 기계부품의 80%이상을 점유한다해도 과언이 아닐 것이다.
6061은 압연재로 재질이 수입다변화로 인한 회사간의 제조공정 및 열처리 방법등의 차이로 많은 차이를 보이고 있음. 알코아다 알칸제품이 표면처리에 좋은 효과를 나타낸다. 6063인 경우에는 인발, 압출물이 많으나 소재가 물러서 가공성에 문제가 야기되며 에칭시 칼라는 흰색이다.
6N01 : 새로이 선보이는 제품이나 열처리 여부에 큰 차이가 있다.

70계열 : Zn(아연)성분이 많이 포함되어 가공성이 대단히 양호한 상태이나 표면처리에서 전처리가 대단히 주의를 요하는 재질이다. 이것은 아연성분이 가공시에 발생하는 열로 인하여 재결정립 근처에까지 도달하므로 표면이 절삭유와 붙는 현상으로 추정된다. 에칭시 칼라는 20계열과 비슷하나 아연성분으로 약간 회색이 가미된 흑색이며 피막탱크에서 반응은 20계열과는 전혀 다르게 산에 들어가면 스마트가 빨리 떨어지는 것이 특징이다.


알루미늄합금 주조재
1) 주물재료(AC)
: 아노다이징에 큰 무리가 없는 것은 AC 7A∼B, AC 8A∼C가 가장 많이 적용되며 AC4C로도 가능하나 표면처리 후 칼라가 어두워지는 경우가 있어 호평을 받지 못한다.
AC 7C이상은 화학연마를 실시해도 고광택도를 유지하며 피막후 밝은 색상을 얻는다.

2) 다이캐스팅 재료(ADC)
: 대표적인 것은 ADC 5종과 ADC 12종이다.
ADC 5종은 다이캐스팅이 어려워 형상을 만들기가 용이하지 않으나 피막은 양호하다.
ADC12종은 일반적으로 가장 많이 사용되는 재료이나 피막후 칼라가 둔탁한 감을 나타낸다.

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