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기술자료실

주석도금(TIN PLATING)

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도금의종류 > Reference

주석도금 | 도금

1. 목 적

주석도금은 주로 납땜할 부품용( 도금두꼐 2.5∼6.4㎛), 마손(磨損)이나 응착방지용(도금두께 5∼10㎛), 소지금속의 부식방지용(도금두꼐 7.5㎛ 이상),질화처리중 경화층 형성방지용 (도금두께 5-15㎛)의 목적으로 사용된다.

2. 특 성

융점이 낮고(231.9℃), 전연성이 풍부하며 대기중에서 변색이 잘 되지 않으며,묽은산, 특히 유기산에서 거의 용해되지 않으며 식품에 포함된 산에는 침식되지 않는다는 점과 다른 금속에 비해 독성이 적으므로 식품용기구의 도금에 많이 이용된다. 비교적 유연한 금속이므로 기계의 습동부분에 많이 이용되고 도금에는 산성욕(2가 주석)과 알칼리성욕(4가 주석)의 두가지 방법이 있다.

전기동도금 | 도금

1. 목 적

하지도금(Ni,NI-Cr 도금등) 및 침탄방지용 도금으로 주로 사용한다.

2. 특 성

동도금은 1가,2가의 어느 것이나 석출시킬 수 있다. 1가 이온은 주로 시안화구리 도금욕으로부터, 그리고 2가이온은 황산동,붕불화동,피로 인산동, 슬파민산등의 도금으로부터 석출한다. 산성동도금은 전착성이 안 좋고,철강위에 직접도금을 하면 밀착력이 나쁘다.

<출처 - 주식회사 무룡 http://www.mooryong.co.kr/>

전기니켈도금 | 도금

1. 목 적

방식(防飾)이나 장식목적으로 사용되며, 각종 소지금속상에 크롬,라듐,금,은도금등의 하지도금으로 널리 사용되고 있다.

2. 특 성

니켈도금은 각종 소지상에 직접적이고도 밀착성이 양호한 도금이 가능하며, 내식성 양호(방식목적)하고 경도와 유연성 양호하며, 백색을 띤다.

<출처 - 주식회사 무룡 http://www.mooryong.co.kr/>

크롬도금 | 도금

1. 목 적

높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 미려한 장식성 요구되는 (장식크롬)경우나 내약품성을 요구하는 부품에 적용한다.

2. 특 성

1) 장식 크롬도금

① 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 큼.

② 색상이 아름답고, 내마모성과 내식성이 좋음.

③ 도금층을 필요이상 두껍게 하면 도금면에 핀홀(PIN HOLE), 균열등이 많게 되므로 전체적으로 도금두께가 0.5㎛이하가 되어야 함.

2) 공업용(경질) 크롬도금

① 황산기가 첨가된 무수크롬산(CrO3)용액에서 6가크롬(Cr+6)을 전기적으로 환원시키는 방법을 사용한다.

② 타도금에 비해 음극전류효율(제품상에서)이 10-20%정도로 매우 낮아 균일전착성, 피복력등 도금욕의 성질이 대단히 나쁘다.

③ 도금층 결정입자의 미세화와 전착시 발생하는 내부응력으로 Hv 700-1.000의 고경도가 가능하다.

④ 뛰어난 내마모성, 저마찰계수, 윤활성, 내열성, 내식성보유.

⑤ 염산이외의 산에 부식이 않된다.

⑥ 다른물질이 쉽게 떨어지는 이형성이 좋다.(→금형사용)

⑦ 위특성으로 인해 자동차, 항공기, 선박부품, 섬유/인쇄/화공용 산업기계부품,공구,금형등 사용범위가 광범위하다.

3) 경질 크롬도금의 표면피복특성

크롬도금은 소재의 표면상태에 상당히 민감한데 석출되고, 凹부에는 도금이 두껍게 석출하지 않는 경향이 다른도금에 비해 대단히 심하다. 이와 같이 제품 두께별 편차 및 표면 조도차에 의하여 균일전착성이 상당히 나쁘게 되므로 이에 알맞은 양극 및 보조음극을 사용해야 한다. 방지할수 있다.

4) 소지표면형상과 경질크롬도금의 피복능력관계

소재에 핀홀이나 주물소, 갈라짐 같은 것이 있는 경우 이것을 크롬도금으로 메우는 것은 크롬도금의 부착성이 나쁘므로 곤란하다. 즉 크롬 도금은 그 두께의 증가와 더불어 표면의 결함이 확대되는 것이 일반적인 경향이다. 따라서 이와 같은 구멍이나 갈라짐은 크롬도금의 문제점으로 되는 경향이 많으므로 소지에 이와 같은 결함이 있어서는 곤란하다.

5) 경질(공업용) 크롬도금의 내식성

크롬도금의 내식성을 생각할 때에는 크롬자신의 내식성과 도금에의 내식성을 분리해서 생각해야 한다.크롬금속은 화학약품에 대하여 내식성이 있어서 내마모성이 필요하지 않더라도 다만 내식성 때문에 사용되는 경우도 많다. 공업용 크롬도금은 일반적으로 도금층에 갈라짐이 발생한다. 이 갈라짐은 도금두께가 50㎛ 까지는 소재까지 관통하고 있어서 침입한 액(부식성)에 의하여 소재가 부식되거나 또는 그 액을 전해액으로 하는 소재와 크롬의 국부전지 작용에 의하여 소재가 급속히 부식된다. 예를 들면, 철에 크롬도금 한 것을 물속에 담궈 놓았을 경우, 크롬도금의 핀홀이나 갈라짐이 소재까지 관통되고 있지 않다면, 도금면은 부식되지 않는다. 그러나 만일에 소재까지 관통된 핀홀이나 갈라짐 같은 것이 있다면 물속에 전해질에 의해 철, 크롬사이에서 국부전지가 형성되어 철이 급속하게 용해된다. 크롬은 철보다 이온화경향이 크지만 대기중에서 부동태화 되므로써 철이 양극이 되어 용해하게 된다. 크롬도금의 갈라짐 발생은 도금욕의 조성이나 전착조건에 의하여 크게 달라지는 것이며,이런점을 보완한 크랙후리(CRACK FREE)크롬도금은 내식성은 뛰어나지만 경도가 낮으며 수요관계가 적어 널리 쓰이지 못하고 있다. 이상과 같이 공업용 크롬도금의 갈라짐은 내식성에 큰 관계가 있으나 도금의 조건 이외에도 도금후의 그라인더 연삭 같은것에 의해서도 그 발생상황이 달라진다. 그라인더 연삭으로 끝맺음질을 한 도금면은 100㎛ 도금두께에서 갈라짐이 소재까지 관통되어 있을 경우가 대부분이며, 때로는 200㎛의 두꺼운 도금에서도 좋은 내식성이 얻어지지 못할때가 있다. 더욱이 도금의 내식성에는 도금의 밀착성도 관계되고 있는 것같다. 물속이나 습기가 많은 상태에서 사용되는 두꺼운 크롬도금의 부식상황을 관찰해 보면 밀착력의 양호여부는 밀착면적이 크고 작은데에도 관계가 되고 있다.밀착력이 약한 도금일 때에는 밀착된 부분과 밀착되지 않은 부분이 있어 이 때문에 사용할때의 가열, 냉각의 되풀이와 외부로부터 압력의 되풀이 등에 의하여 상당히 두꺼운 도금이라도 갈라짐이 소재에 까지 관통되어 부식이 일어나게 되는 것이다. 이 때문에 도금두께는 충분하더라도 두께에 관계없이 소재가 전기화학적으로 급속하게 부식 당하는 경우가 가끔씩 나타나게 된다.

6) 부식성 분위기에서의 사용부품과 부식양상 :

내마열성과 내식성이 요구되는 부품에 대해서 크롬도금이 많이 사용되고 있는데,가끔 부식으로 인한 클레임이 있을 경우가 있다. 크롬도금은 크랙(갈라짐)이 있는층이 몇중으로 겹쳐져서 구성되어 있기 때문에 두꺼운 도금이라도 소지까지 통하는 세공(細孔)이 존재한다. 실용상으로서는 꽤 큰 내식성을 기대할 수도 있지만, 그것은 사용중에 다른 개재물로 인해서 아워지든가 또는 구불구불한 세공이기 때문에 부식성인자가 소지까지 도달하지 못하기 때문 이다.그러나 수용액 등에 접하는 경우에는, 이것이 모세관 현상으로 인해서 소지까지 도달 하므로써 소지의 부식을 가져다 주는것이며, 펌프축류에서 흔히 볼수 있는 현상이다.

<출처 - 주식회사 무룡 http://www.mooryong.co.kr/>

부동태처리 | 도금

1. 목 적 : 내식성 향상

2. 특 성

치수변화가 없으며, 극히 얇은 산화피막이 형성된다.

3. 부동태의 정의

부동태란 특수한 환경하에서 어떤금속 또는 합금의 화학반응성이 손실 되는것과 관련된다. 이로써 기전력계열(氣電力係烈)에서는 활성(活性)임에도 불구하고 대단히 느린속도로 부식되는 상태로 변하게 되는 경우이다.

4. 스테인레스강의 부동태처리

스테인레스강의 표면은 얇은 산화막으로 덮여있고 이 피막이 내식성을 가지고 있다.그러나 이 산화피막속에는 철의 산화물을 함유하고 있으며, Cu,Al,고무,에보나이트등에 접촉하여 습기를 받는 환경에 있으면 부식되기 쉽기 때문에 화학적인 처리를 하여 부동태화 시켜준다. 그리고 일반적으로 스테인레스 제품을 크롬산용액에 침적 시키므로써 부동태화 처리를 해준다.

8.1 목적

① 납땜할 부품용(통상 도금두께 2.5 ~ 6.4㎛)

② 마손(磨損)이나 응착방지용(통상 도금두께 5~ 10㎛)

③ 소지금속의 부식방지용(통상 도금두께 7.5㎛이상)

④ 질화처리중 경화층 형성방지용(통상 도금두께 5 ~ 10㎛ (“국방 0115-0019(연)의 6.1 용도”항 참조)

8.2 특성

① 융점이 낮고(231.9℃) 전연성이 풍부하며 대기중에서 변색이 잘안된다.

② 묽은산, 특히 유기산에서 거의 용해되지 않으며 식품에 포함된 산에는 침식되지 않는다는 점과 다른금속에 비해

독성이 적으므로 식품용기구의 도금에 많이 이용된다.

③ 비교적 유연한 금속이므로 기계의 습동부분에 많이 이용된다.

④ 도금에는 산성용(2가 주석)과 알칼리성욕(4가 주석)의 두가지방법이 있다.

8.3 반응기구

(예전에는 알칼리성도금액이 대부분이었으나, 산성도금액의 우스한 첨가제 및 광택제가 개발되어 현재에는 대부분

산성주석도금을 많이 사용함)

– 산성욕(2가주석에 의한 도금)에서의 반응

일반적인 주석도금은 황산 산성욕에서 행해진다. 황산 산성욕은 황산과 황산제일주석으로 구성되며, 전기화학적인

반응에 의하여 음극에 2가주석금속이 석출(→도금)된다.

화학반응식 SnSO₄ ↔ Sn+² + SO₄-²

Sn + 2e → Sn : 음극에서 석출

SO₄-² + 2e + 2H₂O → H₂SO₄ + O : 양극

H₂SO₄ + Sn + O → SnSO₄ + H₂O : 양극에서 금속 용해

8.4 제조설비 및 재료

8.4.1 재료

① 주석도금 : 황산제1주석, 황산, 광택제(상품화), 분산제(상품화) 등

② 표면청정 : 각종연마제, 탈지액, 산세액 등

③ 후처리 : 변색방지제 등

8.4.2 사용설비

① 전처리 : 탈지조, 산세조, 가열설비, 배기설비 등

② 도금시설 : 도금조, 음극진동장치, 여과기, 정류기, 가열설비(자동온도조절장치부착), 배기설비 등

③ 후처리 : 변색방지액조, 수세조, 열탕세조

④ 열처리조 : 수소취성제거용. 200℃정도의 온도를 유지하기 적합한시설.

⑤ 액분석 : 염산, 전분(지시약), 요오드, M.O(지시약), NaOH 등

⑥ 시험 : 염수분무시험기, 밀착성시험기, 납땜능시험기(해당시)

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