KR101131146B1

KR101131146B1 - 디스머트 처리용 조성물과 이를 이용한 알루미늄 합금의 디스머트 처리방법

Info

Publication number: KR101131146B1
Application number: KR1020090125927A
Authority: KR
Inventors: 손성호; 이홍기; 김형미; 박성철
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2012-04-03
Also published as: KR20110069265A

Abstract

본 발명은 알루미늄 합금에 징케이트 및 크롬도금을 하기 전에 행하는 전처리공정의 하나인 디스머트 공정에 사용되는 새로운 디스머트 처리용 조성물과 이를 이용한 디스머트 처리 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 디스머트 처리용 조성물은, 과산화수소, 황산(H₂SO₄), 철계 화합물 및 암모늄계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 디스머트 처리용 조성물과 처리방법은, 질산을 사용하지 않아 친환경적일 뿐 아니라, 특히 Al-Si-Mg계 합금의 에칭 시 생성되는 스머트(smut)를 효율적으로 제거할 수 있고 알루미늄 합금에의 손상을 최소화하기 때문에 알루미늄 합금의 도금 품질의 개선에 적합하다.

알루미늄 합금, 디스머트, 알루미늄 휠

Description

디스머트 처리용 조성물과 이를 이용한 알루미늄 합금의 디스머트 처리방법 {COMPOSITION FOR DESMUT TREATMENT AND METHOD OF DESMUT TREATMENT OF ALUMINUM ALLOY USING THE SAME}

본 발명은 알루미늄 합금으로 이루어진 제품의 도금을 수행하기 위해 실시하는 도금 전처리 공정의 하나인 디스머트 공정에 사용하기 위한 디스머트 처리용 조성물과 이 조성물을 이용한 디스머트 처리방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 질산과 인을 포함하지 않아 친환경적이고 종래 질산을 포함하는 디스머트 처리액에 비해 우수한 스머트 제거율을 나타냄과 동시에 디스머트 처리과정에서 알루미늄 합금의 손상을 최소화할 수 있는 디스머트 처리 조성물과 처리방법에 관한 것이다.

알루미늄은 면심입방구조(FCC. Face Centered Cubic)를 가져 연성과 전성이 우수하여 부품의 경량화에 적합하기 때문에 최근에는 거의 모든 구조부품에 이용되고 있는 실정이다. 이에 따라 알루미늄으로 제조한 제품에 대한 도금의 수요도 급증하고 있다.

그런데, 알루미늄은 아연보다도 비(卑)한 금속이며 양성금속으로서 표면이 산화되기 쉽고 알루미늄의 전기 도금은 수용액 속에서 직접 행할 수 없기 때문에 일련의 전처리 과정이 필요하다.

도 6은 일반적인 알루미늄 제품에 크롬 전기 도금을 수행하는 공정을 도시한 공정도로서, 도시된 바와 같이, 크롬 전기 도금은 크게 전처리 공정(100~160), 동 도금 공정(170~180), 니켈 도금 공정(190) 및 크롬 도금 공정(200)으로 나누어지고 각 공정의 사이에는 필수적으로 수세공정이 포함된다.

상기 전처리 공정(100~160)은 다시 연마 공정(100), 탈지 공정(110), 에칭 공정(120), 디스머트 공정(130), 징케이트 1차 공정(140), 징케이트 박리 공정(150) 및 징케이트 2차 공정(160)으로 나누어진다.

이중 상기 연마 공정(100)은 균일한 도금을 위해 알루미늄 소재를 자동 또는 수동으로 연마하는 공정이며, 상기 탈지 공정(110)은 연마 후 표면에 잔류하는 이물질과 기름성분을 제거하는 공정이고, 상기 에칭 공정(120)은 알카리 세정을 통해 알루미늄 제품의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 공정이다. 또한 상기 디스머트 공정(130)은 에칭(120) 공정 후에 알루미늄 표면에 생긴 환원성 금속염인 스머트(smut)를 제거하기 위한 공정으로 통상 농후한 질산과 불산 등의 액을 사용하여 세정하는 공정이다. 또한, 상기 징케이트 1차 공정(140)은 아연치환 도금으로서 농후한 수산화나트륨에 산화아연을 용해한 알카리 용액에 청정한 알루미늄을 침적하면 알루미늄이 용해하여 이온화되어 있는 아연과 치환해서 표면에 아연 피막을 입히는 공정이며, 상기 징케이트 박리 공정(150)은 질산 침식에 의해서 아연 피막을 용해하는 공정이며, 상기 징케이트 2차 공정(160)은 아연치환 도금으로서 징케이트 1차(140)와 동일한 도금 과정을 통해 치밀한 아연 피막을 입히는 공정이다.

그런데, 일반적인 알루미늄 제품들과 달리 Al-Si-Mg계 알루미늄 합금으로 이루어진 주조용 알루미늄 합금, 예컨대 AC4CH와 같은 알루미늄 합금으로 제조된 알루미늄 휠과 같은 제품은 전술한 일반적인 알루미늄 도금 방법을 통해 크롬 도금을 하였을 때, 도금 후 밀착 불량 또는 제품 출하 후 밀착불량 등 많은 도금 불량이 발생한다.

한편, 도금 공정에 앞서 시행하는 처리 대상 제품 표면에 대한 평활 및 세정 등의 전처리 공정은 처리공정이 단순하여 주목되지 경향이 있으나, 최종 표면처리 제품의 미려함, 안정성 및 내구성 등의 품질에 결정적인 영향을 주고 표면처리 제품의 불량 원인에 가장 큰 영향을 주는 부분이며, 전체 가공비용에 미치는 영향도 상당한 공정이다.

이와 같은 전처리 공정 중 상기 디스머트 처리 공정은 상기한 바와 같이 종래 농후한 질산과 불산을 포함하는 처리액을 사용하여 왔는데, 질산은 공정 중 인체에 해로운 질산 가스를 발생시킬 뿐 아니라 수질환경보전법에 의해 총 질소의 배출허용기준이 강화되고 있어 점점 사용하기 어려운 실정이다. 더욱이 종래의 디스머트 방법에 의할 경우 알루미늄 표면에 많은 손상이 생겨 후속 공정인 징케이트 처리에도 나쁜 영향을 미치기 때문에, 친환경적이면서도 디스머트 처리 후 알루미늄 합금의 표면에 손상이 많이 생기지 않는 무질산형 디스머트 처리액과 이를 이용한 디스머트 처리방법의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질산을 사용하지 않아 친환경적이면서 스머트 제거율이 우수하고 알루미늄 합금 특히 Al-Si-Mg계 알루미늄 합금 제품에 적용하였을 때 제품의 표면에 큰 손상 없이 안정적으로 디스머트 처리를 할 수 있어 도금 품질을 향상시킬 수 있는 디스머트 처리액을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

본 발명의 다른 측면은 상기 디스머트 처리액을 이용하여 효율적으로 디스머트 처리를 행할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 과산화수소, 황산(H₂SO₄), 철계 화합물 및 암모늄계 화합물을 포함하는 디스머트 처리용 조성물을 제공한다.

상기 조성물에 있어서, 상기 철계 화합물은 페릭 설페이트(Fe₂O₁₂S₃ _,Ferric sulfate), 철 나프티네이트(2(C₁₁H₇O2)Fe, Iron Naphthenate), 철 시트레이트(C₆H₅FeO₇, Iron Citrate), 철 옥사이드(Fe₂O₃, Iron Oxide)_,철 카르보닐(Fe(CO)₅, Iron Carbonyl), 페릭 옥살레이트(C₆Fe₂O₁₂5(H₂O), Ferric Oxalate), 철 아세테이트(2(C₂H₃O₂)Fe, Iron acetate), 철 락테이트(2(C₃H₅O₃)Fe, Iron Lactate), 철 P-톨루엔술포네이트 헥사하이드레이트(C₇H₇O₃S)₃Fe6(H₂O), Iron p-Toluenesulfonate Hexahydrate), 철 글루코네이트(C₁₂H₂₂FeO₁₄, Iron Gluconate), 철아세틸아세토네이트(C₁₅H₂₁FeO₆, Iron Acetylacetonate), 암모늄 철 설페이트(FeNH₄(SO₄)₂, Ammonium Iron sulfate), 철 나이트레이트 노아하이드레이트(Fe(NO₃)₃9(H₂O), Iron Nitrate Nonahydrate), 철 포스페이트 디하이드레이트(FePO₄2(H₂O),Iron Phosphate Dihydrate), 철 클로라이드 헥사하이드레이트(FeCl₃6(H₂O), Iron Chloride Hexahydrate), 철 피로포스페이트(Fe₄(P₂O₇)₃,Iron Pyrophosphate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

또한, 상기 조성물에서 상기 암모늄계 화합물은 암모늄 포메이트(NH₄CHO₂, Ammonium Formate), 암모늄 나이트레이트(NH₄NO₃, Ammonium Nitrate), 암모늄 설페이트((NH₄)₂SO₄, Ammonium Sulfate), 암모늄 설파이드(H₈N₂S, Ammonium Sulfide), 암모늄 아디페이트(C₆H₁₆N₂O₄, Ammonium Adipate), 암모늄 플루오라이드(NH₄F, Ammonium Fluoride), 암모늄 클로라이드(NH₄Cl, Ammonium Chloride), 테트라에틸암모늄 아세테이트(C₈H₂₀NC₂H₃O₂, Tetraethylammonium Acetate), 암모늄 헥사플루오르실리케이트((NH₄)₂SiF₆, Ammonium Hexafluorosilicate), 테트라프로필 암모늄 바이설페이트(C₁₂H₂₈NHSO₄, Tetrapropyl Ammonium Bisulfate), 과염소산테트라부틸암모늄(C₁₆H₃₆NClO₄, Tetrabutyl Ammonium Perchlorate), 암모늄 하이드록사이드(H₅NO, Ammonium Hydroxide), 암모늄 아세테이트(C₂H₇NO₂, Ammonium Acetate), 암모늄 하이드로젠 설페이트(NH₄HSO₄, Ammonium Hydrogen sulfate), 암모늄 포스피네이트(NH₄H₂PO₂, Ammonium Phosphinate), 암모늄 하이드로젠 말레이트(C₄H₇NO₄, Ammonium Hydrogen Maleate), 암모늄 벤조에이트(C₇H₉NO₂, Ammonium Benzoate), 암모늄 바이플루오라이드(NH₄HF₂, Ammonium Bifluoride) 및 암모늄 옥살레이트(C₂H₈N₂O₄, Ammonium Oxalate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

본 발명에 따른 디스머트 처리용 조성물에 있어서, 상기 과산화수소는 1 ~ 75중량%, 바람직하게는 1 ~ 60중량%, 가장 바람직하게는 5 ~ 50중량% 포함되고, 상기 황산은 1 ~ 30중량%, 바람직하게는 5 ~ 15중량%, 가장 바람직하게는 5 ~ 10중량% 포함되며, 상기 철계 화합물은 1 ~ 20중량%, 바람직하게는 1 ~ 15중량%, 가장 바람직하게는 1 ~ 10중량% 포함되고, 상기 암모늄계 화합물은 0.5 ~ 20중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 10중량%, 가장 바람직하게는 0.5 ~ 5중량% 포함될 수 있으며, 나머지는 용매로 이루어진다.

또한 상기 용매로는 탈이온수, 알코올, 암모니아수 등이 사용될 수 있으며, 탈이온수가 가장 바람직한 예이다.

또한, 상기 조성물에는 디스머트 처리용으로 의도되지 않았으나 조성물의 제조과정에 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 디스머트 처리용 조성물에는, 추가로 마그네슘 헥사플루오르실리케이트 헥사하이드레이트(MgSiF₆ㆍ6H₂O, Magnesium Hexafluorosilicate Hexahydrate), 암모늄 헥사플루오르실리케이트((NH₄)₂SiF₆, Ammonium Hexafluorosilicate), 징크 실리케이트(Zn₂SiO₄, Zinc Silicate), 에틸 실리케이트(C₂H₆O₃Si, Ethyl Silicate), 소디움 메타실리케이트(Na₂SiO₃, Sodium Metasilicate), 소디움 플루오르실리케이트(Na₂SiF₆, Sodium Fluorosilicate), 칼슘 헥사플루오르실리케이트(CaSiF₆, Calcium Hexafluorosilicate), 소디움 실리케이트(Na₂SiO₃, Sodium Silicate), 이소프로필 실리케이트(C₁₂H₂₈O₄Si, Isopropyl Silicate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 실리콘계 화합물을 0.1 ~ 10중량%, 바람직하게는 0.1 ~ 5중량%, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 2중량% 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 디스머트 처리용 조성물에 있어서, 상기 실리콘계 화합물과 암모늄계 화합물의 비율은 0.2 : 1 ~ 0.5 : 1을 유지하는 것이 바람직한데, 이는 상기 비율을 만족하지 못할 경우, 실리콘계 화합물이 환원된 금속염 불순물을 빠르게 용해 분리 제거하지 못하거나 침전할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 다른 태양으로서 본 발명은, 환원성 금속염이 생성된 알루미늄 합금을 본 발명에 따른 디스머트 조성물에 침지시켜, 알루미늄 합금 표면에 생성된 환원성 금속염인 스머트를 제거하는 방법으로서, 상기 조성물의 온도를 15 ~ 60℃로, 침지시간을 30sec ~ 10min로 유지하는 것을 특징으로 하는 디스머트 처리방법을 제공한다. 또한, 상기 조성물의 온도는 효율성 및 경제성을 고려할 때, 15 ~ 45℃가 바람직하며, 25 ~ 35℃가 가장 바람직하다. 또한, 상기 침지시간은 효율성 및 경제성 고려할 때, 30초 ~ 5분이 바람직하며, 30초 ~ 3분이 가장 바람직하다.

본 발명에 따른 알루미늄 합금의 디스머트 처리용 조성물과 디스머트 처리방법은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 본 발명에 따른 디스머트 조성물은 질산과 인을 포함하지 않기 때문에 종래에 비해 친환경적인 디스머트 작업이 가능하다.

둘째, 본 발명에 따른 디스머트 조성물과 이를 이용한 디스머트 처리방법에 의하면, 종래의 질산형 디스머트 처리용액보다 우수한 스머트 제거율을 얻을 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 디스머트 조성물과 이를 이용한 디스머트 처리방법에 의하면, 알루미늄 합금의 표면 손상을 최소화할 수 있어, 후속되는 징케이트 등의 도금 공정에서도 균일한 도금 결과를 얻을 수 있는 알루미늄 도금 품질을 개선할 수 있다.

본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함하는 의미이다. 그리 고 포함한다의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및 /또는 성분을 구체화하며 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외하는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만 여기에 사용되는 기술용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미이다. 또한, 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술 문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 갖는 것으로 추가 해석되고 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 알루미늄 휠의 도금 과정에 대해 상세하게 설명하겠지만, 본 발명이 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경할 수 있음은 자명하다.

본 발명의 실시예에서는, 알루미늄 휠의 표면 전처리(에칭공정)시 발생하는 표면 스머트 제거를 위한 무질산형 디스머트 처리액과 처리방법의 개발은 알루미늄 표면을 일정조건에서 에칭하여 스머트를 생성한 후, 과산화수소, 황산, 철계, 암모늄계 화합물로 이루어진 무질산형의 기본 조성을 제조한 후, 추가로 실리콘계 화합물의 첨가하였으며, 실리콘계 화합물과 암모늄계 화합물의 첨가 조성의 성분비, 처리온도 및 시간을 변수로 하여 진행하였다.

각 화합물은 EP(extra pure)급을 사용하였고 용매로는 탈이온수(DI Water)를 사용하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 무질산형 디스머트 처리액의 스머트 제거율과 질산형 및 무질산형(이소프렙(ISOPREP) 184(Macdermid),메텍스(Metex) Copper Activator 3107(Macdermid)) 디스머트 처리제의 스머트 제거율을 비교 분석하였다.

각 공정변수에 따른 스머트 제거율은 처리 전후의 알루미늄 표면 및 처리액 내의 스머트 성분의 변화량을 각각 FE-SEM/EDS(SIRION) 및 ICP-OES(GBC Integra XL) 분석을 통해 측정하여 산출하였다.

[실시예 1]

먼저, AC4CH 알루미늄 합금으로 제조된 자동차용 알루미늄 휠을 준비하였다. 준비된 알루미늄 휠을 일반적으로 행하는 초벌연마를 행한 후 4개의 휠을 동시에 연마할 수 있는 자동 연마기를 사용하여 중벌 연마를 하고 마지막으로 수공으로 오비탈 샌더기로 마무리 연마 작업을 하였다.

다음으로, 알루미늄 휠에 부착된 이물질과 기름 성분을 제거하기 위해, 상품명 메텍스(Metex) SU-486을 이용하여 60℃ 이상 고온에서 2 ~ 5분 정도 연마하여 표면의 이물질을 제거한 후, 상품명 메텍스(Metex) S-1640을 이용하여 3 ~ 7분 정도 초음파 탈지하는 방법으로 이물질과 기름 성분을 완전히 제거하였다.

도 1은 이와 같은 연마와 탈지공정을 거친 후의 알루미늄 휠의 표면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다. 도 1에 나타난 바와 같이 알루미늄 휠의 표면에 는 약간의 요철부가 형성되어 있으며 이물질이 없는 깨끗한 상태를 유지하고 있다.

그리고 알루미늄 휠의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위한 에칭 공정으로, 본 발명의 실시예에서는 상품명 유니클린(Uniclean) 152 에칭액을 사용하여 상온에서 30 ~ 60초 정도 처리하는 방법을 통해 알루미늄 휠의 표면에 형성된 산화막을 제거하였다.

도 2는 상기 에칭 공정을 행한 후 주자전자현미경으로 도 1과 동일한 배율로 알루미늄 휠의 표면을 관찰한 사진이다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 알루미늄 휠의 표면에 흰색의 스머트(smut) 결정 입자가 다량 생성되어 있음을 알 수 있다.

본 발명자들은 상기 스머트를 제거하기 위한 용액으로서, 과산화수소 5중량%, 황산 5중량%, 철계 화합물인 Fe₂O₁₂S₃(Ferric sulfate) 1중량%, 암모늄계 화합물인 NH₄HF₂(Ammonium Bifluoride) 0.5중량%와 나머지 용매인 탈이온수로 이루어진 디스머트 처리액을 제조하였다.

이와 같이 제조된 디스머트 처리액에 알루미늄 휠을 침지시켜 스머트가 제거되도록 하였다. 이때 처리액의 온도는 상온(25℃)으로 유지하였고, 침지시간은 70초로 하였다.

한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 디스머트 처리액의 스머트 제거효과를 확인하기 위한 비교 예로서, 종래의 질산형 디스머트 처리액을 이용한 디스머트 처리도 함께 실시하였다. 구체적으로 종래의 방법에 따른 디스머트 처리는 탈지와 연마처리를 마친 알루미늄 휠을 상품명 이소프렙(ISOPREP) 184(Macdermid)액에 침지 시켜 상온(25℃)에서 2분간 유지하는 방법을 사용하였다.

도 3과 4는 각각 종래의 디스머트 처리방법과 본 발명의 실시예 1에 따른 디스머트 처리방법을 통해 스머트 제거공정을 수행한 후, 알루미늄 휠의 표면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다. 상기 도 3과의 비교에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 디스머트 처리액으로 처리한 결과, 스머트의 제거율이 종래에 비해 다소 향상이 되어 있음이 정성적으로 확인된다.

또한, 디스머트 처리 효과를 정량적으로 확인하기 위하여, 디스머트 처리액 내의 스머트 성분의 변화량을 각각 FE-SEM/EDS(SIRION) 및 ICP-OES(GBC Integra XL) 분석을 통해 측정하여 산출한 스머트 제거율은 아래의 표 1과 같았다.

본 발명의 실시예 1과 비교예에 따른 스머트 제거율

구분	스머트 제거율(%)
실시예 1	89.76
비교예	89.40

상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 스머트 처리액의 정량 분석을 통해 산출한 스머트 제거율에 있어서도, 주사전자현미경의 사진상으로 확인한 결과와 동일하게 본 발명의 실시예 1에 따른 디스머트 처리액이 환경에 유해한 질산을 사용하지 않으면서도 스머트 제거율에 있어서 비교예에 비해 다소 개선되었음을 알 수 있다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2에서는 상기 실시예 1과 동일하게 연마, 탈지 및 에칭을 행하여 표면에 다량의 스머트가 생성된 알루미늄 휠을 준비였다.

본 발명의 실시예 2에서는 디스머트 처리액으로서, 과산화수소 5중량%, 황산 5중량%, 철계 화합물인 Fe₂O₁₂S₃(Ferric sulfate) 1중량%, 암모늄계 화합물인 NH₄HF₂(Ammonium Bifluoride) 0.5중량% 외에, 추가로 실리콘계 화합물인 Na₂SiF₆(Sodium Fluorosilicate) 0.5중량%와 암모늄계 화합물인 (NH₄)₂SO₄(Ammonium Sulfate) 0.15wt%를 포함하고 나머지 용매로서 탈이온수를 사용하여 제조하였다.

이와 같이 제조된 디스머트 처리액에 알루미늄 휠을 침지시켜 도 1에 나타난 바와 같은 스머트가 제거되도록 하였다. 이때 처리액의 온도는 상온(25℃)으로 유지하였고, 침지시간은 70초로 하였다.

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 디스머트 처리방법을 통해 스머트 제거공정을 수행한 후, 알루미늄 휠의 표면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다. 상기 도 5에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 디스머트 처리액으로 처리한 결과, 상기 비교예는 물론 실시예 1에 비해서도 스머트의 제거율이 현저하게 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예 2에 따른 디스머트 처리 후의 알루미늄 휠의 표면의 손상도 비교예 또는 실시예 1에 비해서 현저하게 감소함을 확인할 수 있다.

한편, 디스머트 처리 효과를 정량적으로 확인하기 위하여, 실시예 2에 따른 디스머트 처리액 내의 스머트 성분의 변화량을 각각 FE-SEM/EDS(SIRION) 및 ICP-OES(GBC Integra XL) 분석을 통해 측정하여 산출한 스머트 제거율은 아래의 표 2와 같았다.

본 발명의 실시예 2와 비교예에 따른 스머트 제거율

구분	스머트 제거율(%)
실시예 2	96.62
비교예	89.40

상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 디스머트 처리액의 스머트 제거율은 비교예에 비해 현저하게 개선되었음을 알 수 있다.

도 1은 알루미늄 합금 휠의 SEM 사진이다.

도 2는 알칼리 에칭 후 알루미늄 합금 휠에 형성된 스머트 SEM 사진이다.

도 3은 종래 기술에 의한 알루미늄 합금 휠에 형성된 스머트를 제거한 후의 표면을 나타내는 SEM 사진이다.

도 4는 본 발명에 의한 알루미늄 합금 휠에 형성된 스머트를 실시예 1의 스머트 제거용 처리용액으로 제서 한 후의 표면을 나타내는 SEM 사진이다.

도 5는 본 발명에 의한 알루미늄 합금 휠에 형성된 스머트를 실시예 2의 스머트 제거용 처리용액으로 제서 한 후의 표면을 나타내는 SEM 사진이다.

도 6은 일반적인 알루미늄 휠의 도금 공정도이다.

Claims

과산화수소, 황산(H₂SO₄), 철계 화합물, 암모늄계 화합물 및 용매를 포함하고,

상기 철계 화합물은, 페릭 설페이트(Fe₂O₁₂S_3,Ferric sulfate), 철 나프티네이트(2(C₁₁H₇O2)Fe, Iron Naphthenate), 철 시트레이트(C₆H₅FeO₇, Iron Citrate), 철 옥사이드(Fe₂O₃, Iron Oxide)_,철 카르보닐(Fe(CO)₅, Iron Carbonyl), 페릭 옥살레이트(C₆Fe₂O₁₂5(H₂O), Ferric Oxalate), 철 아세테이트(2(C₂H₃O₂)Fe, Iron acetate), 철 락테이트(2(C₃H₅O₃)Fe, Iron Lactate), 철 P-톨루엔술포네이트 헥사하이드레이트(C₇H₇O₃S)₃Fe6(H₂O), Iron p-Toluenesulfonate Hexahydrate), 철 글루코네이트(C₁₂H₂₂FeO₁₄, Iron Gluconate), 철 아세틸아세토네이트(C₁₅H₂₁FeO₆, Iron Acetylacetonate), 암모늄 철 설페이트(FeNH₄(SO₄)₂, Ammonium Iron sulfate), 철 나이트레이트 노아하이드레이트(Fe(NO₃)₃9(H₂O), Iron Nitrate Nonahydrate), 철 포스페이트 디하이드레이트(FePO₄2(H₂O),Iron Phosphate Dihydrate), 철 클로라이드 헥사하이드레이트(FeCl₃6(H₂O), Iron Chloride Hexahydrate) 및 철 피로포스페이트(Fe₄(P₂O₇)₃,Iron Pyrophosphate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고,

상기 암모늄계 화합물은, 암모늄 포메이트(NH₄CHO₂, Ammonium Formate), 암모늄 나이트레이트(NH₄NO₃, Ammonium Nitrate), 암모늄 설페이트((NH₄)₂SO₄, Ammonium Sulfate), 암모늄 설파이드(H₈N₂S, Ammonium Sulfide), 암모늄 아디페이트(C₆H₁₆N₂O₄, Ammonium Adipate), 암모늄 플루오라이드(NH₄F, Ammonium Fluoride), 암모늄 클로라이드(NH₄Cl, Ammonium Chloride), 테트라에틸암모늄 아세테이트(C₈H₂₀NC₂H₃O₂, Tetraethylammonium Acetate), 암모늄 헥사플루오르실리케이트((NH₄)₂SiF₆, Ammonium Hexafluorosilicate), 테트라프로필 암모늄 바이설페이트(C₁₂H₂₈NHSO₄, Tetrapropyl Ammonium Bisulfate), 과염소산테트라부틸암모늄(C₁₆H₃₆NClO₄, Tetrabutyl Ammonium Perchlorate), 암모늄 하이드록사이드(H₅NO, Ammonium Hydroxide), 암모늄 아세테이트(C₂H₇NO₂, Ammonium Acetate), 암모늄 하이드로젠 설페이트(NH₄HSO₄, Ammonium Hydrogen sulfate), 암모늄 포스피네이트(NH₄H₂PO₂, Ammonium Phosphinate), 암모늄 하이드로젠 말레이트(C₄H₇NO₄, Ammonium Hydrogen Maleate), 암모늄 벤조에이트(C₇H₉NO₂, Ammonium Benzoate), 암모늄 바이플루오라이드(NH₄HF₂, Ammonium Bifluoride) 및 암모늄 옥살레이트(C₂H₈N₂O₄, Ammonium Oxalate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 디스머트 처리용 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은

과산화수소: 1 ~ 75중량%, 황산: 1 ~ 30중량%, 철계 화합물: 1 ~ 20중량%, 암모늄계 화합물: 0.5 ~ 20중량%를 포함하는 디스머트 처리용 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은

과산화수소: 1 ~ 60중량%, 황산: 5 ~ 15중량%, 철계 화합물: 1 ~ 15중량%, 암모늄계 화합물: 0.5 ~ 10중량%를 포함하는 디스머트 처리용 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은

과산화수소: 5 ~ 50중량%, 황산: 5 ~ 10중량%, 철계 화합물: 1 ~ 10중량%, 암모늄계 화합물: 0.5 ~ 5중량%를 포함하는 디스머트 처리용 조성물.
제 1 항에 있어서, 추가로 실리콘계 화합물을 포함하는 디스머트 처리용 조성물.
제 6 항에 있어서, 상기 실리콘계 화합물은, 마그네슘 헥사플루오르실리케이트(MgSiF₆6(H₂O, Magnesium Hexafluorosilicate Hexahydrate), 암모늄 헥사플루오르실리케이트((NH₄)₂SiF₆, Ammonium Hexafluorosilicate), 징크 실리케이트(Zn₂SiO₄, Zinc Silicate), 에틸 실리케이트(C₂H₆O₃Si, Ethyl Silicate), 소디움 메타실리케이트(Na₂SiO₃, Sodium Metasilicate), 소디움 플루오르실리케이트(Na₂SiF₆, Sodium Fluorosilicate), 칼슘 헥사플루오르실리케이트(CaSiF₆, Calcium Hexafluorosilicate), 소디움 실리케이트(Na₂SiO₃, Sodium Silicate), 이소프로필 실리케이트(C₁₂H₂₈O₄Si, Isopropyl Silicate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 디스머트 처리용 조성물.
제 6 항에 있어서, 상기 조성물은 상기 실리콘계 화합물과 암모늄계 화합물의 비율이 0.2:1 ~ 0.5:1을 유지하는 디스머트 처리용 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 용매는 탈이온수, 알코올 또는 암모니아수인 디스머트 처리용 조성물.
환원성 금속염이 생성된 알루미늄 합금을 제 1 항, 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물에 침지시켜, 알루미늄 합금 표면에 생성된 환원성 금속염인 스머트를 제거하는 방법으로, 상기 조성물의 온도는 25 ~ 35℃, 침지시간은 30초 ~ 3분으로 하는 디스머트 처리방법.