수정 크로메이트 피막

^ Chromate Film (Coating)

아연도금된 제품을 크롬산 용액에 침적함에 따라, 쉽게 크로메이트 피막을 만들 수 있다. 크로메이트 용액중에 아연피막이 용해함에 따라 액중의 크롬산이온이 환원되어, 생성된 3가크롬의 수산화물을 기본으로한 피막이 아연도금 표면에 침착하여, 크로메이트 피막을 형성 한다.

철강에는 부동태화가 만들어질 정도의 두께를 가진 크로메이트 피막은 형성되지 않으나, 아연 등에는 크롬산으로 용해된 6가 크롬 (Cr₆⁺) 의 일부가 환원된 3가크롬 (Cr₃⁺) 이 수화산화크롬 Cr(OH)₃ 로 되어 무기 고분자 피막을 만든다.

크로메이트 피막의 생성반응

아연의 용해반응

Zn +2H⁺ → Zn²⁺ + H_²

크롬산의 환원반응

2HCrO₄^- + 3Zn + 14 H⁺ → 2Cr^₃+ + 3 Zn²⁺ + H₂O

여기서 반응이 일어나는 도금 표면의 pH 가 상승하여 수산화크롬이 침착된다.

Cr³⁺ + 3OH ^- → Cr(OH)₃

실제로 크로메이트 피막은 단순한 크롬 수산화물은 아니고, 크롬산ㆍ황산ㆍ염화물ㆍ불화물 (크로메이트 액에 함유된 성분) 의 아니온과 아연이온을 함유한 겔상태의 피막이 있다.

수산화크롬에 크롬산 등의 아니온을 만드는 과정은 다음과 같이 반응한다.

2Cr(OH)₃ + CrO₄^- + 2H⁺ → Cr(OH)₃ Cr(OH) CrO₄ + 2H₂O

이 화합물 구조는 수산기 또는 산소가포함된 그물망 구조를 가진 것으로 추정된다.

생성 직후의 크로메이트 피막은 다량의 수화수가 함유된 형태로, 그대로는 아연표면에서 떨어져 나가기 쉽게 된다. 이 때문에, 후처리 후에 온풍건조를 하여, 아연도금표면에 고착화 한다. 건조 후에도 크로메이트 피막은 쉽게 탈수축합 반응이 진행되므로, 내식성을 가진 피막으로 된다.

안정화에는 시간이 걸리므로, 크로메이트 피막의 내식성 시험에는 처리후 24시간 이상이 경과한 시험판을 대상으로 시험한다

수정 크로메이트의 종류

• 반응형 크로메이트 처리 (화성처리에 따라 피막을 석출, 형성하는 방법)
• 전해형 크로메이트 처리 (음극전해에 따라 피막을 석출 형성하는 방법)
• 도포형 크로메이트 처리 (침적 또는 스프레이로 도포하고, 크로메이트 액을 에어나이프로 마무리 하거나, 롤코다로 도포한 후 가열하는 방법 등이 있다.

수정 참고

• 크로메이트