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습식도금기술과 관련된 기술을 정리한 노트로, 책을 보듯 그대로 읽으면서 링크를 클릭하면 됩니다.

수정현장 도금 기술

책에 나오지 않는 도금(1) - 전처리 1

 

도금에 있어서 전처리는 완성된 제품에 도금을 하기위한 하나의 과정이며 공정이다. 그러나 도금을 하는 대부분의 사람들은 이 전처리를 너무 쉽게 생각하는 경향이 있다. 도금에 있어서 전처리는 예술이며, 꽃이다. 예술로 표면하자면 확실한 판정이 어려우나 판정을 해야하며, 꽃으로 표현하자면 최상의 품질로 생산될 제품의 마지막 순간이라고 할수 있다.

 

대충 처리된 예술작품이 제대로 평가 밭지 못하는 것과 같이 대충 처리된 전처리는 결과적으로 시들고 화려하지 못한 꽃이 되기 쉽다.


생산 현장에 있어서는 도금대상물 그 자체(예로 동, 니켈, 크롬, 은...)를 중요시하고 전 과정인 전처리를 등한시하나, 실제로 도금에 있어서 전처리가 제품의 질과 기능을 좌우하므로 전처리를 도금자체보다 훨씬 중요한 과정이라고 생각해야 한다.

 

재질에 따른 다름 방법의 전처리는 물로, 시간과 온도 등에 따라 다른 결과를 얻을수 있어, 전처리는 적절한 방법을 선택하여야 한다. 이 장에서는 여러가지 이론은 생략하고 실제 현장에 가깝게 설명하고자 하였다.

 

수정전처리의 종류

 

일반적으로 전처리는 다음과 같이 나눌수 있다.

 

침지 탈지

 

전해 탈지

 

산성 전해탈

  • 양극전해법
  • 음극전해법

 

기타의 탈지

 

수정용제 탈지법

 

일반적으로 용제 탈지법은 비등점이 낯고 비중이 높은 염소계 용제를 많이 사용한다. 흔히 트리크로로에틸렌 (TCE)을 사용하였으나, 지구환경 오염 문제로 (오존층 파괴) 생산 중단되었으며, 현재는 비등점이 좀더 높은 염화메틸렌을 대용으로 사용하나, 이 역시도 규제대상 물질이다.

 

이 방법은 유지계 석유계 왁스계 등에 적용하며 초음파와 함께 사용되기도 한다.

 

수정에멀젼 탈지법

 

이 방법은 일반적으로 석유계용제 (고불점 탄화수소)를 계면활성제와 함께 에멀죤하여 사용한다. 석유계 용제는 가온하면 많은 유기오염물 (광유 등..) 을 용해하는 작용이 있어, 이를 이용하는 방법으로 TCE 보다 저렴하게 사용할수 있으나, 용제를 직접 사용시 화제의 위험이 있을 수 있으므로 반드시 에멀죤하여 사용한다.

 

이 방법은 연속 사용시 잔유 석유계 용제가 탈지후 표면에 남아있을 수 있으므로 한번더 탈지 처리 하여야 한다. 다음 공정에 석유계 용제와 계면환성제 그리고 물을 주제로 혼합하여 유화분산 제거하는 방법으로 용제유화형 세척법이라한다.

 

이 방법에는 사용환경에 따라 알카리염을 혼합하면 탈지및 세척효과를 한층 증가할 시킬 수 있다.

 

수정알카리 침적 탈지법

 

도금공정에 있어서 가장 많이 사용되는 방법으로 제품을 넣은후 가온하여 사용한다. 특히 버프연마후의 찌꺼기 제거와 같이 말라 붙어 고착화된 경우는 일정온도와 시간에 부풀림이 필요하다. 이는 연마제의 주성분인 스테아린산의 용융점이 대략 60도 내외이므로 그 이상의 온도를 가온하여야 분해 및 검화 될수 있다.

 

일반적으로 알카리 침적 탈지제는 탄산소다, 가성소다, 규산소다, 인산소다, 계면활성제, 킬레이트제 등이 혼합되어 사용한다. 제품의 하지 종류에 따라 철강류는 높은 pH 에서 사용이 가능하나, 아연 및 알미늄 같은 경금속은 낮은 pH 에서 사용하여야 소지의 부식을 방지할수 있다.

 

최근에는 환경오염 등으로부터 보호를 위하여, 무(비)시안, 무규산염, 무인산염, 무킬레이트염으로 전환되고 있으나 액의 수명과 성능이 단축되는 경향이다.

 

수정초음파 탈지법

 

초음파 탈지는 일반적으로 위에서 설명한 여러가지 탈지방법과 혼용하여 사용하고 있다. 초음파 (사람이 들을수 있는 음파를 벗어나 주파스) 진동자를 액속에 투입하면 물체와 탈지제 성분이 포함된 액사이에서 일반적으로 초당 2만회 이상의 진동을 가하여 물체 표면에 작은 기포가 발생하게 된다. 이때 발생한 기포로 탈지액과 함께 진동에 의한 표면의 기름성분을 제거한다.

 

초음파탈지 방법을 사용할대는 제품의 표면에 직접 초음파가 닿을수 있도록 진동자를 배치해야 하며, 제품도 흔들리면 세척력이 저하되므로 단단히 고정해야 하고, 겹겹히 쌓아 놓은 제품은 외부보다 내부는 진동력이 약해 효과가 저하된다.

 

특히 진동에 의한 액의 파형이 일정한 방향으로 진행되므로 물체를 수시로 이동하여 주는것이 효과적이다.

 

수정산성 전해탈지법

 

 

음극 산성 전해탈

 

산성전해탈지는 도금공정에서 금속의 제청과 도금제품의 재도금의 활성 목적으로 사용된다. 산성을 바탕으로 사용하며, 작업중에 발생하는 산소 및 수소 가스에 의한 제청 및 탈청으로 알카리 전해탈지법과 비교하면 빠른 시간내에 탈지탈청되며, 제청도 동시에 가능하므로 원랙 (도금 초기부터 전공정을 라크를 사용하는 방법) 으로 작업가능하다.

 

특히 제청 작업중에 발생하는 가스는 효과적으로 억제할 수 있어, 사용되는 산의 량도 절감할수 있으므로 작업환경도 개선할수 있다.

 

일반적으로 황산을 기본으로 사용하나, 수소 가스의 발생이 많아 수소취성의 문제가 있으므로 이에 대한 보완책이 필요하다. 제품에 따라 보통 30초 에서 1분 정도 전해 처리한다.

 

 

양극 산성 전해탈지

 

음극 전해탈지법과 동일하게, 전해시 발생하는 산소기를 기본으로 사용하여, 스케일 · 녹 · 오일 등을 제거할 수 있다. 이 방법은 양극을 사용하므로 소지가 일부 부식되어 정밀성을 요하는 재품에는 적합치 않다.

 

특히 이 방법은 두꺼운 스케일을 완벽히 제거 할수 있느나, 제청후 부동태에 의한 피막이 남아 있을수 있으므로 정밀한 활성화가 필요하다. 일반적으로 고탄소강의 제품에 주로 적용되며, 선재의 도금 전처리에도 사용되나 일반도금에는 그다지 적용하지 않는다.

 

 

다음에 (2) 계속..

 

수정보충자료

  1. ^ 이 내용은 1998년 4월부터 수회에 걸쳐 한국표면처리공업신문(현 표면처리저널)에 연재된 내용입니다. 가급적 게제된 내용 그대로 정리하였으나, 잘못된 부분은 최근의 기술에 맞게 일부 수정하였습니다.