AZ91D합금의 자기밀봉 MAO코팅 방법

전문가 제언

○ 마그네슘의 취약한 내식성과 내마모성 개선을 위한 표면처리법의 하나로서 양극산화 영역을 초월하는 고전압에서 마이크로아크에 의한 산화반응을 이용하는 MAO(Micro-Arc Oxidation)법이 있으며 일명 PEO(Plasma Electrolytic Oxidation)법으로 불리기도 한다. MAO법은 비교적 두꺼운 세라믹 피막을 형성하므로 Al, Ti의 하드코팅용 표면처리에 이용되고 있다. 그러나 스파크 방전에 의해 다공성 피막이 형성되므로 기공의 밀봉처리(pore sealing)를 위한 후 공정이 필요하다.

 

○ 봉공처리에는 MAO피막 위에 인산염이나 규산염 피막을 형성시키는 화성처리(chemical conversion)법이 많이 이용된다. 또 용사법으로 MAO피막 위에 Yb2SiO5, ZrO2 피막을 형성시키는 연구에서도 양호한 효과가 보고되고 있다. 그러나 이들 방법은 2단 공정을 요하므로 공정비의 상승을 초래한다. 따라서 최근에는 전해용액을 개량하여 자기밀봉(self-sealing) 기능을 부여하는 MAO법이 연구되고 있으며 Zr이나 Ti를 함유하는 전해용액이 자기봉공 효과를 갖는다고 알려져 있다.

 

○ 본연구에서는 Na2SiO3, NaF, NH4H2PO4 등으로 구성된 종래의 전해액에 K2ZrF6를 5～15g/L 첨가하여 형성한 MAO피막의 자기밀봉 효과를 보고하고 있다. MAO피막이 내층/중간층/외층의 3층 구조를 갖는 것은 종래의 MAO피막과 동일하지만 중간층이 밀봉층을 형성하여 부식저항이 크게 향상된다. 자기밀봉에는 전해액에서 생성된 MgF2성분이 중요하게 작용한다. 두께가 5~8㎛인 피막의 구성은 MgF2 외에 ZrO2, MgO, MgSiO3, Mg인산염 등의 산화물이 주축을 이루고 있다.

 

○ 국내에서는 MAO법에 의한 Mg합금의 표면처리법이 한양대학, 포항산업과학연구원(RIST) 등에서 추진되어 국내외 논문과 특허가 발표되고 있다. 몇몇 기업에서도 PEO법에 대한 연구개발이 비교적 활발하여 봉공처리가 필요 없는 PEO기술이 발표되었다. MAO반응에는 전기화학 반응, 열화학 반응, 플라스마 반응이 복합적으로 관여하므로 재료의 표면조건, 전기적 요인, 전해질 조성의 영향에 관한 체계적인 연구를 통하여 MAO공정을 최적화하는 기술개발이 요망된다.

저자

Xue-Jun Cui, Chun-Hai Liu, Rui-Song Yang, Ming-Tian Li, Xiu-Zhou Lin

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

269()

잡지명

Surface and Coatings Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

228~237

분석자

심*동

분석물

• AZ91D합금의 자기밀봉 MAO코팅 방법.pdf [525,084 byte]

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