Ⅰ.도금의 기초와 종류
1 . 도금의 기초
(1)생활속의 도금
우리의 생활속에 도금은 빼놓을 수 없는 필요악의 존재일 수 있습니다. 최근 환경에 대한 관심이 높아지고 도금과 염색이 환경오염의 주범이라고 이 글을 읽고 있는 당신도 고개를 끄덕 이시겠죠 그러나 우리의 생필품 중에 도금을 하지 않은 제품이 과연 몇 가지나 될까요? 악세사리 반지 귀 거리 정도일까요? 아닙니다 우리들의 입으로 들어가는 숟가락 젓가락외의 모든 철 & 비철 금속은 다 도금품 이라면 믿으시겠습니까! 패인트칠한 제품이요 그것도 하지도금을 합니다.
(2)도금의 단위
도금의 단위는 여러가지 있지만 일반적으로 사용하는 단위와 같고 도금의 두께단위는 u(micron)입니다.
도금물체의 표면적은 평방데시미터 (dm2)라고 하며 1dm2 는 10cm×10cm = 100㎠ 입니다.
도금물체의 표면적 계산법은 다음과 같습니다 {도금면적(dm2) = 소재무게(kg) ÷ 소재두께(mm) ÷ 소재비중×2×100}
(3)도금의 원리
일반적으로 의외로 도금의 원리를 모르는 사람들이 많은데 쉽게 설명하면 너무나 간단한 원리입니다. 전기용접기를 생각하시면 됩니다. AC전기를DC로 바꾸어 플러스극과 (-)극을 충돌시켜 그 전기의 힘을 이용해 공기 중에 하는 것이 일반적인 전기용접이고 그것을 수중 즉 약품 속에서 하는 것이 도금이라고 생각하시면 쉽게 이해하실 수 있습니다. 물론 도금의 종류에 따라 약품과 방법은 틀리겠죠.
(4)도금의 과정
도금의 일반적인 과정은 어떤 도금이든 비슷합니다
산 처리 =>> 수세 =>> 도금 =>> 수세 =>> 크로메이트(후처리) =>> 수세 =>> 탈수,건조의 순서입니다
산 처리는 도금 전에 제품표면에 묻어있는 녹이나 기름등을 제거하는 과정이며, 크로메이트 는 도금한 제품의 내식성을 높이기 위하여 크롬피막을 입히는 과정이며 대표적으로 천연색, 백색, 흑색, 국방색 등이 있습니다
(5)도금의 종류
도금의 종류는 크게 나누어 전기도금 , 화학도금 , 용융도금등이 있습니다
·전기도금에는 동도금 , 니켈도금 , 크롬도금 , 공업용(경질)크롬도금 , 아연도금 , 주석도금 , 금, 은도금등이 있습니다
·화학도금은 전기가 통하지 않는 제품(플라스틱,목재,섬유,종이,도자기,석고 유리등)을
화학 도금액에 넣어 도금하는 것을 말합니다,
·용융 도금은 말 그대로 비철 금속을 녹여서 도금할 제품을 넣어 용융금속의 피막을 입히 는 것이며 대표적으로 전신주. 가로등, 가드래일, 건축자재등은 용융도금을 주로 합니다
2 . 각종 도금의 용도와 장 단점 각종 도금설비
Ⅱ.장식 도금
1 . 장식 도금의 용도와 종류
상품 가치를 좌우하는 요소의 하나로, 장식 외관, 즉 미관이 있다. 특별히 장식적 용도의 상품에 있어서는, 미관이 생명이라고 말해도 과언이 아니다. 금속, 플라스틱 등, 직접 눈에 보이거나, 조작되거나 하는 상품들은 사용목적에 따라 도금을 하므로 그 상품의 가치를 높여 줄 것입니다.
이 장식 목적을 위해서 광범위한 분야에서 활용되고 있는 표면 처리 기술이, 전기 도금입니다. 금속과 플라스틱등의 소재에, 뛰어난 밀착성을 가지는 각종의 도금을 하므로 인하여 색조, ,질감 등을 가진 새로운 금속 표면을 가지므로, 고급화, 정밀함, ,조작성, 금속감, 청결, 내식성등의 다양한 기능이 부가됩니다.
2 . 동, 니켈, 크롬 및 플라스틱 도금
장식 크롬 도금과 총칭되는 도금으로, 금속 소재, 플라스틱 소재를 묻지 않고 장식 도금의 주류를 이루는 것들입니다.
초기 가공과 기초 도금의 종류에 의해서, 단순한 광택 외관만 되지 않고, 리지, 헤어라인, 스핀, 다이어컷, 새틴 (반광택배지) , 베로아, 펄등, 다채로운 외관이 용이하게 부여되기 때문에, 크롬 도금이 가지는 중후한 금속 질감, 청결감, 정밀함과 함께, 모든 분야에서 넓게 이용되고 있습니다.
장식 크롬 도금은 일반적으로, 동-니켈-크롬 도금이라고 표현되는 것이 많고, 기초 도금으로서, 동 혹은 니켈 (반광택, 광택등) 이 행해지고 있는 것이 보통이며. 소재에 의해서는 동 도금이 생략되는 경우도 있습니다.
크롬 도금으로는 장식성과 공히 내식성도 중요한 요소이지만, 보다 내식성이 요구되는 자동차 부품등에서는, 이중니켈 도금으로 하거나, 트리니켈 도금을 하고, 마무리를 크롬 도금하므로, 고 내식성이 보장되고 있습니다
마무리 도금
색조, 경도, 내마모성등 부여
기초 도금(2)
(외관, 내식성 부여)
광택, 반광택, 새틴, 베로아, 실키-, 펄 (중간 연마)
기초 도금(1)
(내식성 부여)
광택, 리지부여
초기가공
마무리 연마 (광택) , 리지 (호닝, 샌드 블레스트) , 헤어라인, 스핀, 다이어컷, 각종 모양
장식 크롬 도금의 다채로운 외관은, 이러한 피막 구성에 의해 부여되며,
장식 크롬 도금은, 도금의 종류, 두께에 의한 등급 분류 및 내식성의 기준이 규정되고 있으며.
마무리를 크롬 도금으로 하지 않고, 니켈 도금으로서 약간 붉은 빛을 띤 백색 광택으로 하거나, 광택 동 도금으로 마무리하는 것도 적지 않습니다.
※플라스틱 도금
일반적인 도금 종류와 다른 분류는 아니지만, 플라스틱 소재에 전기도금을 하는 것으로 장식 도금 중에서 큰 비중을 차지하고 있는 도금으로, 플라스틱 소재와 부품의 다양화로 많이 각광 받는 도금 기술 중의 한 가지이며,
플라스틱 도금은 밀착성이 무엇보다도 중요하고, 그 시험 방법은 여러 가지 있지만, 일반적으로는, 소재가 ABS이고, 적절한 사전 처리가 행해진 것이면, 그 도금 밀착력은500∼ 1,600g/cm(UL합격 기준은180g/cm) 는 달성되고 있다고 생각해도 좋습니다.
3 . 각종 합금 도금
소비층의 다양화로 인해, 장식 도금으로 백색계, 흑색계, 금빛계와 다채로운 금속 색조를 가진 합금 도금이 실용화되어, 음향 부품과 가전 부품을 중심으로 넓게 이용되고 있습니다..
합금 도금은, 도금 피막의 합금화 율에 의해 색조가 미묘하게 변화하는 성질을 가져 극히 고도의 욕 관리 기술을 필요로 하는 도금이라고 말할 수 있습니다.
그런 만큼, 종래에 없는 특이한 색조를 제공할 수 있을 가능성이 있으며, 이용자측에 있어서도 매력이 있는 도금 법이라고 말할 수 있는 것입니다.
합금 도금은 기본이 되는 금속에 의해서, 다음 표 같게 분류됩니다.
4. . 각종 흑색 도금
(1)흑색 크롬 도금
흑색 피막이 얻어지는 대표적인 도금이다. 고급 카메라의 위 덮개, 혹은 자동차와 오토바이의 각 부품에 넓게 이용되고 있는 것 외에 통신기부품 (방열 효과를 목적으로 한 쉴드 케이스등) , 시계측, 사무기 등에 활용되고 있습니다.
도금 직후의 피막에 광택이 없는 경우는, 후처리로서, 왁스 마무리, 규소 마무리등을 할 필요가 있고, 도금 욕 조성과 전착조건에 의해 다르기 때문에, 각 공장에서 미묘하게 다른 경우가 적지 않습니다.
내 마모성이 부족하기 때문에, 마찰을 동반하는 부품에는 부적합이지만, 후처리에 독자의 노하우를 가지고 있는 공장에서는 비교적 내 마모성이 뛰어난 흑색 크롬 도금을 제공하고 있는 곳도 있습니다.
(2)아연 도금 (흑색 크로메이트)
광택 아연 도금 뒤에, 은염을 함유한 욕중에 침지해 얻어지는 흑색 크로메이트 피막은, 내식성이 양호하기 때문에, 외관 향상, 즉 부가 가치 향상의 목적과 공히, 자동차와 볼트, 너트, 각종 쇠장식류, (내장품) 등에 이용되고 있다. 고급 양산 살대에도 이용되고 있습니다.
면적이 넓은 것은 균일한 흑색이 어렵고 건조 후 얼룩등이 생기지 않도록, 주의해야 할 것입니다.
(3)흑색 니켈 도금
도금 직후의 피막은 광택이 없기 때문에, 일반적으로 광학 기기의 내장 품등에 이용되고 있다. 내식성은 흑색 크롬 도금으로 비교하면, 많이 부족한 편입니다.
그리고 동과 놋쇠 도금 상에 흑색 니켈 도금을 하고, 부분적으로 버프 연마를 하여 동의 색조와 놋쇠의 색조에 흑색이 띄며, 이런것은 가구 철물과 조명 기구, 장신구, 등에 많이 쓰입니다.
(4)흑색로지움도금
비교
적 새로운 도금법으로, 내식성이 뛰어나고, 중후한 색조와 함께, 안경테와 시계부품등에 이용되고
Ⅲ.방식도금
1 . 방식도금의 종류와 용도 있습니다.
2 . 아연 도금
대표적인 방식 도금법 으로서 광범위한 분야에서 활용되고 있다. 철강의 방식에 극히 효과적인 것에 더해서, 도금욕 및 크로메이트 처리의 진보에 의해 외관 성능도 향상되어, 장식적용도로의 평가도 높아지고 있다.
각각의 도금법의 내식성은, 도금한뒤 후처리법에 의해 큰 차이가 생기기 때문에, 사용 목적과 환경에 맞은 적절한 도금 사양을 선택해야 할 것이다. 일반적으로 아연 도금은, 도금한 대로의 상태에서는 비교적변색, 부식하기 쉽기 때문에, 4종류의 크로메이트 처리를 한 것이 이용되고 있다. 각각의 크로메이트 처리의 개요는 아래 표와 같다.
아연 도금후, 특수한 염료 용액에 침지해 12색 에 착색하는 방법도 실용화되고 있지만 미관을 위해서지 내식성은 떨어집니다.
아연 도금의 특징을 열거하면, 다음과 같습니다.
(1)기계 가공된 비교적 복잡한 형상의 소재에도, 거의 균일한 두께로 도금할 수 있고, 양산 가공도 용이하다.
(2)중성의 환경에서는 부동태 영역이 존재하여 내식성이 아주 좋으며, pH8∼ 12의 영역에 있어서의 부식은 특별히 적고 대기중의 부식 속도는 비 도금 제품의 약1/100정도입니다.
(3)후처리 크로메이트 피막이 아연의 흼발생을 장기간 막기 때문 방녹 효과가 뛰어나게 된다.
(4)다른 도금 가공비와 비교해, 극히 저가격으로 도금할 수 있다.
(5)도금 후의 2차가공이 용이하다.
3 . 염화 아연 도금
(1) 산성 아연 도금이란 ?
현재 아연 도금에서 평활(레베링)화에 관해서 가장 양질의 표면이 얻어지는 도금욕은 산성아연 도금입니다. 이 도금욕은 높은 농도의 염화암몬을 함유한 산성아연 도금으로서 도금에서 가장 중요한 광택 및 평활화를 촉진하고 균일 전착성이 우수하고, 또, 양호한 음극 효율로 도금중에 수소발생이 적어 도금품에 수소취성을 최소로 할 수 있으며 주철이나 열처리제품같은 고탄소강 제품에도 광택도금이 가능하고 알카리 도금액과 달리 산성아연 도금액 중에는 탄산염이 존재하지 않습니다. 그리고 가장 중요한 것은 청화아연 도금의 주원료인 가성 소다와 CN을 사용하지 않아 폐수처리가 용이하고 환경오염 문제도 어느 정도 해결할 수 있다는 것입니다.
(2) 산성 아연 도금의 장 단점
※ 장 점
1)청화소다를 사용하자않아 시안 폐수처리장치 불필요합니다.
2)시안 욕에 비해 도금원가가 30% 절감됩니다.(액 관리능력에 비례)
3)음극 효율이 높아 도금속도가 빠릅니다.
4)욕 전압이 낮아 절전이 됩니다.
5)주물 및 고탄소강에도 도금이 잘되고 수소취성이 일어나지 않습니다
※ 단 점
1)설비의 부식이 빠릅니다.
2)액관리가 청화욕에 비해 어렵고 지속적인 액관리가 필요합니다
(3) 산성아연도금의 기본 사고방식
알카리 도금욕에서 산성아연 도금으로의 전환전에 가장 유의할 점 몇가지를 서술합니다 이것을 지키지 않는 다면 무조건 실패 할 것입니다.
※ 전 처 리
이 공정은 산성도금에서 가장 중요한 과정입니다. 전처리만 잘 하면 도금의70%를 한
것입니다. 그 공정과 조건은 니켈도금의 방법과 동등하게 생각하시고 완전한 전처리를 하셔야합니다. 99%는 안됩니다 100%라야 합니다.
※ 광 택 제
산성아연 도금에는 1차광택제와 2차광택제 두가지를 사용합니다. 일반 니켈도금의
건욕용 보급용으로 생각하시면 안됩니다. 1차광택제는 이름만 광택제라 부를뿐 실제로 는 산성도금의 기본 약품이며 2차광택제는 말 그대로 광택역할만 합니다. 그러나 이 두 광택제의 적정 바란스를 맞추지 않는다면 원하는 품질을 얻을 수 없을 것입니다. 광택제 소모량은 1차가 10000 - 15000 AH/L 이며 2차는 800 - 10000 AH/L입니다.
※ 수 세
산성아연 도금의 광택제에는 알카리 광택제와 달리 습윤제, 활성제, 유기물(고분자 화합 물)을 사용하고 있으므로 도금 표면의 수세가 어려운 점이 있으며 이것이 얼룩의 원인이 되기도 합니다. 그래서 수세는 가능한 빨리 해 주고 초산침적 내지는 염산 침적을 해
주십시요.
(4) 약품의 선택
※ 염화아연
염화아연은 제조공정상 동, 납, 카드뮴등의 중금속 불순물을 함유하기 때문에 꼭 아연말 여과를 한 후에 사용 하십시요. 아니면 도금용 액체를 사용하시면 되지만 이것도 여전히 불순물이 어느 정도는 있습니다.
※ 염화암모늄
염화암모늄은 사용하는 품목에 따라 식품첨가물용등 많은 종류가 있습니다. 도금에는
도금용을 사용해야겠죠.
4 . 아연 합금 및 카드뮴 도금
(1)아연-철합금 도금
도금 후5μ 에서, 염수 분무 시험이2,000시간으로 경이적인 내식성을 자랑하는 방녹도금이다. 합금 도금 피막 조성은, 아연99.3∼ 99.8%, Fe가0.2∼ 0.7%로, Fe가0.4%의 때가 가장 양호한 내식성을 나타낸다. 특별히 흑색 크로메이트의 경우, 다른 아연계도금보다도 내식성의 우위성이 현저하고, 게다가 건욕비, 런닝 코스트공히 다른 합금 도금과 비교해 염가이며, 균일전착성이 뛰어나고 .
광택, 유색의 크로메이트도 가능하지만, 흑색 크로메이트의 수요가 압도적으로 많다.
(2)아연-니켈 합금 도금
아연 도금, 보다 가혹한 환경하에서 방녹력을 발휘하기에는, 15μ m, 혹은 20∼ 25μ m와 두껍게 해 한층 녹색 크로메이트를 하는 방법이 있겠지만, 부품에 따라서 비용상의 제약, 정밀도상의 제약이 있는 경우도 있다. 그런데, 보다 얇은 두께로, 보다 나은 효과의 방녹 도금 법이라고 말하는 관점에서 실용화된 것이, 이 아연-니켈 합금 도금이다.
니켈분 5∼ 10%함유한 합금 피막은, 유색 크로메이트를 입힌경우, 염수분무 시험으로 2,000시간 이상에서도 적청의 발생이 보지 않을 만큼 높은 내식성을 나타낸다. 또, 내열성이 뛰어나고, 가열 처리뒤의 내식성과, 2차가공뒤의 내식성이 뛰어나고 있다.
유색 크로메이트와 브론즈조의 브라운 크로메이트가 실용화되고 있다.
(3)주석-아연 합금 도금
연전성이 뛰어나고, 이차가공성이 높은 특징을 가진 합금 도금으로, 소금물과 습윤 분위기에 특별히 뛰어난 내식성을 나타낸다. 피막중의 주석이70%전후에서 가장 높은 내식성을 나타내고, 유색 크로메이트를 입힌 것은 5∼ 6μ으로 염수 분무 시험1,800시간 (적청 발생) , 또, 10∼ 11μ 에서는2,000시간도 무난하며. 알루미늄상에도 직접 도금할 수 있다.
주석이 고가이므로 필연적으로 비용이 고가인 것이 단점이지만, 이것을 극복하는 방법으로서, 주석-아연 합금기초 도금으로 하고, 그 위에 통상의 아연 도금, 각종 크로메이트를 하는 다층 도금법을 실용화하고 있는 공장도 있다.
(4)카드뮴 도금
일찌기는 아연 도금과라면 대표적인 방녹도금법 이었지만, 카드뮴 공해 때문에 다른 방녹도금으로 대체되고, 현재로는 하는 곳이 그의 없으며. 특별히 내해수 부식성이 뛰어나기 때문에, 항공기 부품, 선박 부품, 전기 부품등에 뿌리깊은 수요가 있다.
