양극산화 피막 (AL, Anodizing) 규격

양극산화 피막 (Anodizing) / 아르마이트(Almite)

적용소재	AL 및 AL 합금부품
적용규격	국방0115-0004(연) BAC 5019/BAC 5821, AMS 2469/AMS 2470, MIL-A-8625
특성	두께	Ⅲ형 40~60㎛이내
	내식성	Ⅰ-Ⅱ형 : 336Hrs 염수시험
	피막중량 시험	Ⅰ&ⅠB : 200mg/ft2, ⅠC : 200-700mg/ft2 Ⅱ : 1000mg/ft2 ↑, ⅡB : 200-1000mg/ft2
	내마모성 시험	AL2024, 동2%↑ 함유Al : 35mg 이하 / 기타 AL 합금 : 15mg이하/1000Cycle
	내광성 시험	KSM-5503에 의거 자외선 200Hrs 연속노출 3단위이상 색상차 없을것.
분류	I 형	크롬산용 처리
	II 형	황산욕 처리
	III 형	경질피막
	1 종	염색안함 (중크롬산 봉공처리를 포함한 자연색)
	2 종	염색
공정도	용제탈지 ⇒ 알카리에칭 ⇒ 수세(1,2차) ⇒ 양극산화피막 ⇒ 수세(1,2차) ⇒ 염색  ⇒ 봉공처리 ⇒ 수세(1,2차) ⇒ 건조 ⇒ 제품검사 ⇒ 완성

● 용도 : 전기저항성, 내마모성, 경도, 내식성, 장식
● 특징 : Al은 원래 대단히 활성적인 금속으로 공기 중에 노출되면 금속표면이 즉시 산화물

(자연적 산화피막)로 덮이게 되어 순수한 금속면이 생기지 않는데 이로 인해 Al상의 도금 및 다른 금속을

 코팅시키기 어렵게한다. 

또한, 자연산화 피막은 피막두께의 한계로 공업적 이용가치가 적으므로 자연의 산화 피막을 전기적, 

인공적인 방법으로 더욱더 두껍게 해서 두께가 10㎛이상이 되는 산화물등을 만들어 사용한다. 

일반적으로 Al의 양극처리가 대부분을 차지하므로 Al의 양극산화로 일컫는다.

① 양극산화피막은 일반도금 방법과 반대로 Al소지 제품을 전해액 중에서 양극으로(이때 발생기 산소에 의한 

     산화피막 형성), 음극은 납등 불활성 재료를 사용한다.
② 피막의 조성 : Al₂O₃
③ 소지금속인 Al의 순도가 좋을수록 미려하고 광택이 있는 피막가능
④ 양극산화 피막에 사용되는 전해액은 여러 가지이나 국내에서는 주로 황산과 수산을 사용함.
⑤ 피막은 전기저항이 크고 경도가 높으며(→내마모성) 내식성이 뛰어나고 염색처리가 가능해

     외관 장식성도 뛰어나다
⑥ 피막층은 다공질층과 barrier층의 2중 구조로 되어있다.

 

봉공처리(Sealing) 후의 내식성

① 양극산화 피막은 전해 그대로의 피막에서는 충분한 내식성을 얻을 수 없으며 봉공처리를 함으로써 

    비로소 우수한 내식성을 나타낸다.
② Al합금의 균일성도 내식성에 영향을 미치며, 순 Al계 Al-Mn계, Al-Mg계의 합금 피막은 내식성이 좋고 

     Al-Cu계 합금 피막에서는 별로 좋지 못하다.
③ 실용 환경에서는 피막에 전면 부식이나 국부적인 부식이 발생하고 있는데 일반적으로 피막은 희산에 

     대해서는 강하나 알칼리에 대해서는 약간 약하지만 대기환경, 해수, 물, 식품류, 약품류에 대해서는 

      꽤 강한 내식성을 나타낸다.

 

알루마이트(Alumite), 양극산화(陽極酸化), 아노다이징(Anodizing)

● 용어의 개념
알루마이트(Alumite), 양극산화(陽極酸化), 아노다이징(Anodizing)

위의 3가지의 용어는 오늘날 거의 같은 뜻으로 사용된다. Al은 거의 양극처리를 하므로 양극산화(陽極酸化)라고 한다. 

해방 후 일본에서 성행했던 교류 옥살산법이 국내에서 성행했으므로 일본에서는 옥살산 법을 알루마이트라고 칭하여 

국내에서도 그렇게 칭하여져 온 것이다.

구미에서는 직류황산양극산화법(直流黃酸陽極酸化法)을 아노다이징(Anodizing)이라 칭하여 성행하였다.
금속에 얇은 막을 입히기 위해 "전기분해를 하다" 란 뜻을 Anodize라고 영문으로 표기한다. 

즉, 양극산화(陽極酸化)를 원어로 아노다이징(Anodizing)이란 것이다.

수산법, 직류황산법, 양극산화법이라고도 한다. 아노다이징법은 방법이나 설비가 전기도금과 공통된 점이 많고 

일종의 도금기법이며, 알루미늄의 용도와 수요가 점차 확대되어 가고 있는 이때 중요한 도금기술의 하나이다. 

도금하려고 하는 알루미늄물품을 양극으로 하고 통전(通電)하여, 양극에서 발생하는 산소에 의하여 알루미늄면이 

산화되어 산화알루미늄(Al2O3)의 피막이 생긴다. 

 

이 피막은 대단히 경하여, 내식성이 크고, 극히 적은 유공성(有孔性)이 되어 여러 가지 색으로 염색할 수 있기
때문에 내식, 내마모성의 실용성과 더불어 미관상으로 이 처리를 행하는 경우가 많다.

알루미늄의 순도가 높을수록 미려하고 광택 있는 피막을 얻을 수 있다.

 

● 피막(被膜)의 생성과 구조

 

산화피막(酸化被膜)의 생성과 구조에 대해서는 모르는 점이 많으나 현재까지 알려져 있는 연구결과를 간단히 

소개하기로 한다. 아노다이징 전해액 중에 Al을 양극으로 해서 통전하면 우선 Al2O3의 barrier층 (활성층)이 생긴다. 

이때 전압이 충분히 크면 전해액의 침식작용과 겸 해서 이 얇은 피막이 파괴되면서 상당양의 열을 발생하고, 

이 열은 더욱 전해액에 의한 침식을 조장시켜 주므로 다공성(多孔性)의 피막 (被膜)이 되며 통전이 된다. 

 

발생된 전기에 의한 산소가 내부에 있는 Al을산화시켜 새로운 활성층이 생성한다. 이와 같은 것이 반복되어 

산화 피막이 내부로 성장한다는 것이다. 그러나 근래의 문헌에 의하면 A l면에 접한 활성층은 구(球)의 집합이고, 

이 활성층은 Al2O3의 성분보다 Al성분을 많이 품고 있는 것으로 보아 Al이 전류에 의해 용융 산화되어 새로운 

활성층이 생기고, 이와 같이 반복되어 산화 피막이 내부로 성장한다는 것이다. 

 

Keller라는 사람은 전자현미경을 사용해서 황산, 옥살산, 인산 및 크롬산 피막(被膜)의 다공성(多孔性) 구조를 관찰한 

결과 새로운 모형을 제시했다. 이것을 보면 미시공(微視孔)은 별모양으로 정 6 각형의 중심에 한 개 있으며, 

구멍의 지름은 전해액에 따라서 정해진다고 했다.

아노다이징(Anodizing) - 아노다이징은 그 방법에 있어서 전기 도금과 별 차이가 없고, 공장의 입지, 배치, 설비 등의 

공통점이 많으므로 도금 공장에서도 용이하게 실시할 수 있다. 그러나 전술한 바와 같이 피막생성은 도금과는 조금 

다른 점이 있고, 전원에 있어서 정류기는 최소한 15V내외를 요하며, 교류전압조정 트랜스가 필요할 때가 있다. 

 

광택을 좋게 하는 물건이 필요할 때는 전해 연마 장치가 필요하며, 아노다이징 탱크가 큰 것, 냉각 장치를 필요로 

하는 것, 염색, 시일링 등 특수한 작업이 있는 도금과는 다른 점이다.

전원은 교류인 옥살산 피막의 경우에는 40V~80V의 오토트랜스, 황산 피막인 경우에는 대전류 저압 정류기(10~24V)가 큰 용량이 필요하다. 큰 전류가 필요하기 때문에 대용량의 정류기가 있어야 한다.

아노다이징 탱크는 아노다이징 물건의 수량과 가격 등에 의해서 그 재료의 구조나 형상 등을 달리하지만 일반적으로 

콘크리트, 철판, 목재, 경질비닐, 경질고무 등을 라이닝 하고 있다. 황산 액의 경우에는 납을 라이닝 할 수 있으며, 

때에 따라서는 이것 자체를 음극으로 사용하고 크롬산의 경우에는 철판자체로도 무방하다. 

 

아노다이징 탱크의 부스바는 직류의 경우 도금과는 반대로 물건을 거는 중앙의 부스바가 양극이 되며, 

음극에는 납판을 사용하던가 냉각수용 납관 자체를 음극에 연결하여 사용할 수도 있다.

교류의 경우에는 중앙의 부스바가 없고 탱크에 2개의 부스바를 양극으로 해서 두 극에 피막 할 물건을 건다.

또한 알루미늄으로 사각틀을 만들어 거는 방법도 편리하고 접촉도 좋다.

 

국방규격 : 국방0115-0004(연)

국제국방규격 : BAC 5019/BAC 5821

                         AMS 2469/AMS 2470

                         MIL-A-8625