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AM50 Mg합금의 플라스마 전해산화(PEO) 코팅기술

전문가 제언: ○ 마그네슘합금의 표면처리 방법으로서, 전해액 내에서 양극에 금속을 침지시켜 부식방지 피막을 형성하는 양극산화(anodizing)가 널리 알려져 있지만, 양극산화의 경우에는 황산, 크롬산 등 인체에 유해한 성분이 함유된 산 분위기의 전해액을 사용하기 때문에 친환경적인 새로운 표면처리 방법으로 최근 플라즈마 전해산화(plasma eletrolytic oxidation, PEO)가 주목받고 있다. 플라즈마 전해산화는 알칼리 분위기의 전해액을 이용하므로 친환경적일 뿐만 아니라, 생성된 피막은 치밀하며, 내식성과 내마모성이 우수하고, 피막 위에 도장을 할 경우에도 도장의 밀착력을 향상시킬 수 있으므로 향후 수요가 크게 확대될 것으로 사료된다.

○ Mg합금에 대한 종래의 코팅 공정은 어려운 표면 제조공정과 고농도의 독성 화합물이 포함되어 있으며, 더욱이 충분치 못한 내부식성을 나타내어 실제로 밀봉(sealing) 혹은 상면(top) 코팅의 적용에 어려움이 있다. 또한 PEO코팅은 PVD, CVD, 레이저 처리 등과 같은 다른 코팅 공정은 투자비용이 적게 들어 향후 국내 기업체에 활용 가능성이 많을 것으로 예상된다.

○ 마그네슘 표면에 우수한 내부식성을 나타내는 플라즈마 전해 산화코팅기술을 확립하기 위해서는 무엇보다 전해액의 개발에 있다. 일례로 2014년 한국기계연구원(KIMM)의 한국 특허청 등록특허(10-1476235)에 의하면, 알루미나(Al2O3)와 같은 산화물 분말을 이용하여 우수한 전기 저항도 및 현저히 뛰어난 경도를 가지는 마그네슘 양극산화피막의 제조기술을 개발한 실적이 있다. 향후 국내에서도 첨가제를 이용한 전해질의 개발이 무엇보다도 중요할 것으로 사료된다.

○ 본고에서는 AM50 Mg합금에 낮은 용융점의 몬모릴로나이트(montmorillonite) 점토가 첨가된 전해질을 기본으로 하는 알칼리 인산염 내에서 30, 60, 120mA/cm2의 전류밀도를 적용하여 플라즈마 전해 산화코팅을 행하였으며, 미세조직과 0.5wt.%와 3.5wt.%의 NaCl 용액에서 부식성을 조사하였다. 향후 국내관련 표면처리업체에서도 낮은 용융점을 가진 첨가재의 개발과 이를 이용한 새로운 플라즈마 전해 산화코팅기술의 개발이 기대된다.

저자: G. Rapheal, S. Kumar, N. Scharnagl, C. Blawert
자료유형: 니즈학술정보