양극 산화 알루미늄이란 무엇입니까? 플러스 그것에 관한 5가지 일반적인 질문

아노다이징 알루미늄 부품에서 수행되는 가장 일반적인 후처리 작업 중 하나입니다. 일련의 탱크에 알루미늄 부품을 담그고 알루미늄 표면을 내구성 있고 부식 방지 마감 처리하는 전기화학 공정입니다.

특정 부품에 아노다이징 처리가 올바른 선택인지 판단하려면 제품 설계자는 먼저 아노다이징 처리가 알루미늄의 강도, 두께, 색상 및 열전도율에 어떤 영향을 미치는지 이해해야 합니다.

이 기사에서는 양극산화 처리된 알루미늄에 대해 자주 묻는 5가지 질문에 대한 답변을 제공합니다. 가공 제품에 아노다이징을 구현하려는 경우 이 문서가 적합합니다!

1) 아노다이징은 어떻게 작동합니까?

아노다이징 공정에는 깨끗한 알루미늄 부품을 전해질 화학 수조에 담그고 처리하는 과정이 포함됩니다. 이 화학 용액은 일반적으로 황산 또는 크롬산(전기 전도성 용액)으로 만들어집니다.

다음으로, 이 화학 수조에 직류를 적용하여 알루미늄 부분에 양전하를 생성하고 전해질 판에 음전하를 생성합니다. 결과적인 전기화학 반응은 부품 표면에 기공을 생성합니다. 이 기공은 전해질의 음으로 하전된 O₂ 이온과 결합하여 구성요소에 세포 산화물 층(산화알루미늄)을 형성합니다.

이미지 출처:Vicente Neto, CC BY 4.0, Wikimedia Commons를 통해

이 산화알루미늄 층은 기본 알루미늄 기판보다 내구성과 내식성이 뛰어납니다. 그러나 거의 모든 알루미늄 부품은 대기에 노출되면 자연적으로 산화알루미늄 층을 생성합니다. 그렇다면 아노다이징 공정을 독특하게 만드는 것은 무엇이며, 거의 자연적으로 발생하는 것을 달성하는 번거로움을 겪어야 하는 이유는 무엇입니까?

2) 알루미늄 부품을 아노다이징 처리해야 하는 이유

일반 알루미늄 부품을 대기에 노출시키면 부품 표면에 알루미늄 산화물 층이 형성됩니다. 그러나 이 층은 일반적으로 매우 얇으며 특히 긁거나 오염된 공기가 있는 곳에서 사용할 때 쉽게 마모될 수 있습니다.

그러나 일반 알루미늄과 달리 아노다이징 처리된 알루미늄 부품은 알루미늄 기판 내부 깊숙이 산화알루미늄이 있습니다. 예를 들어, 전기화학 반응에서 형성된 기공(및 셀룰러 산화물 층)은 최대 25미크론에 도달할 수 있습니다. 결과적으로 부식 방지, 긁힘 방지 및 거의 모든 화학 공격을 견딜 수 있는 알루미늄 부품을 갖게 됩니다.

3) 아노다이징으로 알루미늄 부품을 더 강하게 만들 수 있습니까?

재료 경도 시험기

아노다이징은 알루미늄 부품을 더 강하거나 약하게 만들지 않습니다. 대신 표면 움푹 들어간 곳, 긁힘 또는 마모에 대한 알루미늄 구성 요소의 저항을 나타내는 알루미늄의 경도를 증가시킵니다. 예를 들어, 양극산화 처리된 알루미늄 부품은 원래 알루미늄 합금보다 3배 더 단단할 수 있습니다.

또한 양극 처리된 알루미늄 부품은 일반적으로 구리 및 스테인리스강과 같은 다른 금속보다 가볍습니다. 이러한 고유한 특성으로 인해 경량 금속이 필요한 항공우주 분야에 이상적입니다.

4) 아노다이징은 알루미늄의 열전도율을 향상시키는가?

열전도율은 열을 전달하거나 전도하는 재료의 능력을 나타냅니다. 이 능력은 열 흐름의 양, 재료 두께 및 재료의 표면적에 따라 증가합니다.

아노다이징은 알루미늄 부품의 표면에 추가 산화물 층을 형성하기 때문에 부품의 두께와 표면적이 증가한다는 데 동의할 것입니다. 결과적으로 양극 처리된 알루미늄은 미완성 알루미늄 부품보다 열전도율이 향상됩니다. 따라서 양극 처리된 알루미늄 부품은 전자 제품 및 기타 열 시스템에서 볼 수 있는 오늘날의 방열판 애플리케이션에 이상적입니다.

5) 아노다이징의 종류는 무엇입니까?

아노다이징은 일반적으로 MIL-A-8625 표준에 따라 세 가지 유형으로 분류됩니다.

• 유형 I 아노다이징
• 유형 II 아노다이징
• 유형 III 아노다이징

유형 I 아노다이징 공정 크롬산 아노다이징이라고도 하는 크롬산 화학조를 사용하여 알루미늄 표면에 코팅(또는 산화물 층)을 생성합니다. 얇은 코팅(최대 2.5미크론)을 생성하며 최소한의 부식 방지 및 페인트 접착이 필요한 적용 분야에 이상적입니다.

유형 II 아노다이징 공정 알루미늄 구성 요소에 산화물 층을 생성하기 위해 황산 화학 수조를 사용합니다. 이 아노다이징 유형은 25미크론 두께의 산화물 층을 생성하여 유형 I 아노다이징 알루미늄 부품보다 내식성을 높입니다. 또한, 더 두꺼운 산화물 층(및 기공)이 있기 때문에 "유형 I" 양극산화 처리된 부품보다 염료 및 착색 유지가 더 좋습니다.

유형 III 아노다이징 공정 , 하드 코트 아노다이징이라고도 하며 25미크론보다 두꺼운 산화물 층을 생성합니다. 유형 II 아노다이징과 같은 화학 수조로 황산을 사용합니다. 그러나 이 과정에서 전류는 Type II 아노다이징보다 더 오랜 시간 동안 흐르게 됩니다. 이를 통해 더 두꺼운 층을 생성할 수 있으며 Type I 및 Type II 양극산화 처리된 부품보다 내식성이 우수합니다.

6) 가정에서 알루미늄 아노다이징 비용

알루미늄 제품을 보호하고 비용을 절감할 수 있는 방법을 찾고 있다면 아노다이징 처리가 탁월한 선택입니다. 이 과정은 페인팅보다 훨씬 우수하며 적은 비용으로 집에서 할 수 있습니다.

공정과 관련된 실제 비용은 거주 지역과 양극 산화 처리를 원하는 부품에 따라 다릅니다. 부품이 크고 코팅이 단단할수록 비용이 더 많이 듭니다. 하지만 집에서 하는 것이 여전히 저렴하고 빠릅니다.

알루미늄을 대규모로 아노다이징할 때 명심해야 할 중요한 사항은 환기가 잘 되는 장소에 장비를 설치하는 것입니다. 또한 아이템을 대량으로 구매하면 비용을 절약하는 데 도움이 됩니다.

황산을 조달하는 것은 거주 지역에 따라 어려울 수 있지만 일반적으로 소화기 공급점이나 과학/화학 공급 업체에서 찾을 수 있습니다. 단, 황산을 대량으로 구매하려면 면허 또는 허가가 필요할 수 있으므로 먼저 현지 당국에 확인하시기 바랍니다.

7) 알루미늄을 양극산화하는 데 필요한 재료

알루미늄을 양극산화하는 데 필요한 대부분의 재료는 기본적이고 쉽게 찾을 수 있습니다. 그들은 또한 상대적으로 저렴합니다. 집에서 정기적으로 이 작업을 수행하려면 자신만의 아노다이징 스테이션을 설정하는 것이 좋습니다.

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필요한 항목은 다음과 같습니다.

• 증류수
• 공정 중 액체를 담기 위한 탱크 및 용기
• 황산
• 음극
• 산 중화제
• 탈지제
• 알루미늄 와이어 또는 티타늄 와이어
• 라이
• 염색(원하는 색상)
• 배터리(또는 기타 전원)

또한 아노다이징 스테이션을 설치하기 위해 통풍이 잘되는 장소를 찾고 싶을 것입니다. 고글, 장갑 및 호흡기를 착용하십시오.

우리가 나열한 품목 외에도 몇 가지 선택 품목을 구매하고 싶을 것입니다. 그러면 우리의 의견과 경험에 따라 작업이 더 쉬워질 것입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 탁구 공(이것을 탱크에 넣어 산성 안개가 생기는 것을 방지할 수 있음)
• 교반기
• 저렴한 염료용 주전자
• 온도를 확인하는 주방 온도계

8) 알루미늄 아노다이징 – 기본 단계

위에 나열된 모든 항목을 수집했으면 아래 단계를 따르기만 하면 됩니다.

1 – 스틸 울 또는 약간 연마성이 있는 식기 세척 패드를 사용하여 양극 처리할 알루미늄 표면을 문지릅니다. 이렇게 하면 금속에서 가공 흔적을 제거하는 데 도움이 됩니다.

2 – 다음 단계는 모든 안전 장비(예:장갑, 고글 등)를 착용하는 것입니다.

3- 탈지제로 부품을 세척한 후 증류수로 세척합니다.

4 – 일반적으로 10~20%의 잿물 용액을 준비합니다. 1갤런의 물에 약 4테이블스푼의 잿물을 추가합니다. 이 용액을 순수한 증류수와 혼합하고 부품을 그 안에 넣습니다. 고무장갑을 끼고 용액이 알루미늄에 스며들 때까지 몇 분간 기다립니다. 알루미늄 표면이 연마되고 있음을 나타내기 위해 거품이 올라오는 것을 볼 수 있습니다. 5분 이상 걸리지 않습니다.

5 – 잿물 욕조에서 부품을 꺼내고 증류수로 씻어냅니다. 부품이 깨끗한지 확인하십시오. 표면에서 물방울이 떨어지는 것이 보이면 몇 번 더 씻으십시오.

6 – 그런 다음 부품을 알루미늄 또는 티타늄 와이어에 연결하여 부품을 랙에 고정합니다. 연결이 견고해야 하며 와이어가 부품과 접촉하는 곳에 양극산화 처리되지 않은 표시가 있다는 점을 염두에 두어야 합니다. 따라서 현명하게 위치를 선택하십시오.

7- 다음 단계는 증류수에 황산을 부어 목욕을 만드는 것입니다. 1부의 산과 3부의 증류수를 혼합하여 이를 수행합니다. 그러나 주변 온도에 관계없이 수조의 온도가 화씨 70도인지 확인하는 것이 중요합니다. 이 온도 이상 또는 65F 이하로 올라가면 프로세스가 망가지고 결과가 실망스럽습니다.

8 – 그런 다음 음극을 탱크에 추가하지만 양극 산화 처리하려는 부품에 닿지 않도록 합니다. 아노다이징 처리하려는 부품은 탱크에 매달려 있어야 하며 아무 것도 만지지 않도록 해야 합니다. 그런 다음 작은 히터와 온도계를 추가합니다. 탁구공으로 욕조 표면을 덮을 수도 있습니다.

9 – 욕조의 온도가 70도가 될 때까지 과정을 시작하지 마십시오.

10 – 다음으로 전원 공급 장치를 연결하고 배터리 또는 공급 장치의 양극 단자에 연결합니다. 음극은 음극에 연결됩니다. 욕조에서 위험한 연기가 나기 시작하므로 주의해야 합니다.

11 – 양극 산화 처리를 원하는 표면적에 따라 암페어를 설정하고 싶을 것입니다. 단단한 표면을 원하면 제곱인치당 0.03암페어로 설정하십시오. 염료를 흡수하는 더 부드러운 것을 원하면 0.02 암페어로 다이얼하십시오.

12 – 처음에는 16볼트에서 시작하는 것이 좋습니다. 일부 온라인 계산기가 도움이 될 수 있지만 집에서는 16볼트가 꽤 좋습니다. 그러나 여기서 중요한 것은 프로세스가 진행됨에 따라 탱크의 온도를 주시하는 것입니다. 이 과정에서 온도가 자주 올라가므로 내버려 둘 수 없습니다.

13 – 아노다이징 공정이 시작되면 염료 가열을 시작할 수 있습니다. 대부분의 색상은 140°F에서 제대로 작동하지만 일부 색상을 식히고 싶을 수도 있습니다. 모든 페인트 브랜드는 약간 다르며 약간의 실험을 할 가치가 있습니다.

14 – 그런 다음 증류수 탱크를 준비하고 다른 하나는 산 중화제로 준비합니다.

15 – 완료되면 전원을 끄고 탱크에서 부품을 제거한 다음 증류수에 15초 동안 담그십시오. 그런 다음 중화제 탱크에서 약 5분 동안 헹굽니다. 중화제에서 5분 동안 두 번째 헹굼을 하고 싶을 것입니다. 그런 다음 다시 증류수로 부품을 염료에 담그십시오. 부품은 즉시 색상을 흡수하지만 원하는 강도에 따라 약 15분 동안 그대로 두어야 합니다.

16 – 염색 과정이 완료되면 부품을 15분 동안 끓여야 합니다. 이렇게 하면 염료를 단단하게 고정하는 데 도움이 됩니다.

알루미늄 양극산화 처리:Gensun이 도와드립니다

이제 아노다이징 마감재에 대해 어느 정도 알게 되었으므로 아노다이징 처리된 알루미늄 부품이 일반 알루미늄 부품에 비해 몇 가지 이점을 제공한다는 데 동의할 것입니다. 그러나 아노다이징 공정은 생각보다 간단하지 않습니다. 특별한 기술과 전문성이 필요합니다.

Gensun Precision Machining은 아시아 전역에 고품질 제조 서비스를 제공하는 선두 업체입니다. 최첨단 CNC 가공 기술을 사용하여 제품을 정확하게 제작할 뿐만 아니라 알루미늄 아노다이징 마감을 포함한 광범위한 표면 마감 서비스를 제공합니다.

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참고:이 문서는 원래 2021년 4월에 게시되었으며 2022년 5월에 업데이트되었습니다.