전자산업과도금 (Plating, Gilding) 기술 1. 도금의개요 도금이라는것은금속, 비금속의표면에금속피막을생성시켜제품의표면에장식적인미관, 내식성, 금속의특징에따른내열성, 내마모성, 윤활성, 납땜성, 전기전도성등의공업적인특성을갖게하는목적. 1.1 전기도금전기분해를이용하여도금하는방법 1.2 화학도금금속 Ion을환원제에의해금속에환원시기는방법 1.3 용융도금금속을일정한온도에녹여서입히는방법 1.4 화학증착저온에서기화한휘발성의금속염 ( 기상 ) 과가열된물체 ( 고체 ) 와의접촉에의한고온불균화반응에의해목적으로하는물체의표면에금속, 금속화합물층을석출시키는방법 1.5 진공증착감압된공간중에서피증착기재와증착하려는물질을넣어증착하려는재료를가열, 증발시켜피착제에응착시키는방법 1.6 음극 Sputtering Ar 등의희Gas를진공중에서 Blow 방전시켜그때에생기는 Ion을충격물질로하여전계중을가속하여 Target에충격시켜 Target에서튕겨나온원자로기판에막을이루는것
2. 도금의목적 2.1 장식용 외관을미려하게함 Au, Ag, Pt, Th, Ni, Cr 등 2.2 장식겸방식용 철강, 아연합금상의 Ni, Ni-Cr 도금 2.3 방식용 철강소지상 Zn, Cd, Sn, Pb 등 2.4 공업용 - 내마모용 : 경질크롬도금 - 윤활용 : Cr, In, Sn - 보수용 : Cu, Fe, Cr - 철의침탄방지용 : Cu - 내식용 : Cr - 전주 : Cu, Fe, Ni 도금등 3. 도금의종류 3.1 전기도금 Cu, Ni, Cr, Zn, Au, Ag, Sn 등 3.2 화학도금 Cu, Ni, Au, Ag, Sn, Co, Pd, Sn/Pb 등 3.3 특수도금 - Evaporation - Sputtering - Ion Plating - Etc 3.4 양극산화피막 3.5 용융도금 3.6 기타
4. 금속도금의 Soldering 에미치는영향 4.1 도금두께에의한영향 4.2 도금공정상의영향 4.3 도금액 ( 화공약품 ) 선택의영향 4.4 주위환경에의한영향 4.5 기타 5. 각종표면처리의선택및관리방안 5.1 도금에영향을미치는전기분해현상 - Gas의흡장 : 수소 Gas의흡장 - Pin Hole의생성 - 균일전착성 (Throwing Powder, 피복력 ) - 부동태 (Passivity) 5.2 도금에영향을미치는전해조건 - 전해액의농도 - 전해온도 - 전류밀도 5.3 기타 6. 도금의특성 6.1 전기도금 6.1.1 Cu도금 - 철, Zn Diecast, Al 제품의하지도금으로널리쓰임 - 동은다른금속과의친화성이좋고부더럽기때문에소지금속과표면도금금속과의밀착성을좋게한다 - 황산동도금 - 붕불화동도금 - 시안화동도금 - 피로인산동도금
가. 전기동도금의특징 종류 산성도금액 알카리성도금액 구분 황산동 붕불화동 피로인산동 청화동 액속동이온 2가원소 <- 1가원소 도금속도 청화동보다 빠름 황산동과비슷 빠름 느림조건에따라다소빠름 전착상태 양호하지못함 보통 양호 양호 석출상태 결정입자크고부더러움 평활하고비교적부더러움 밀입자성반광택, 평활하고밀입자성 Pin-Hole 적음 전류밀도 1 ~ 10 A/dm 2 8 ~ 13 A/dm 2 1 ~ 7 A/dm 2 1 ~ 4 A/dm 2 액관리 용이 용이 중간 어려움 부식성 매우큼 매우큼 약간 약간 독성 약간 있음 약간 유독 가격 싸다 삐쌈 비쌈 중간 특성 PCB 도금용으로많이사용 Ni, Cr도금의하지도금으로많이사용
나. 화학동도금 황산동, 롯셀염, 가성소오다의혼합용액에환원제로서포르말린을넣은용액을성분으로하여동이온을금속동으로환원시키는원리. - 성분 : 황산동수산화나트륨포르말린킬레이트제첨가제 - 도금온도 : 40 ~ 60 deg. C - 특징 : 균일한도막형성 Pin Hole이적고임의의두께로도막형성금속, 비금속표면에도금가능
6.1.2 Ni 도금 Ni도금은철강, 구리합금등에직접도금을하는방식과장식을목적으로사용하는외에각종소지도금에최종 Cr도금을하는하지도금으로써널리사용되며, Ni도금은색이좋고비교적변색도적으며경도가적당하여기계적방청력도크므로널리사용되며광택도금, 이중 삼중도금도발달되었고또한최금에는무전해Ni도금이활발해지고있다. 무전해 Ni도금의원리액중의차아인산음이온이금속의특정조건상에접촉함으로서그금속이촉매가되고 H 2 O 는탈수소분해를일으키게되며탈수소원자는촉매금속표면에흡착되어표면의활성화를이룩하게된다. 여기에도금액중의 Ni 양이온이접촉하여 Ni을금속으로환원하여금속표면에석출케된다. 또한촉매금속표면의활성화한수소원자는액중의차아인산음이온과반응하여 P으로환원됨. 이러한방식으로금속Ni 과 P이합금을이룩하여여러특성을지닌피막을형성하는복합무전해 Ni 도금이된다. 복합무전해 Ni 도금이란 Ni+P, Ni+P+Sn, Ni+Sn+B, Ni+Co+P, Ni+Co+Fe+P 기타원소를복합적으로첨가하여전류를통하지않고화학적인도금을하는방법. 현재에는대부분이 Ni+P 복합무전해도금을하고있다. 화학적으로안정하고내식성이크기때문에 Fe, Zn Diecast 소지의방식피막으로쓰임 물리적성질로경도가크며내마모성의성질을이용하여장식도금, 기계부품의하지도금으로널리쓰임 무광택 Ni도금 광택 Ni도금 특수 Ni도금 : Strike Ni도금
전해도금과무전해도금의비교 항목 도금형태 전해 Ni 도금 무전해 Ni 도금 피막조성 Ni (All) Ni : 90 ~ 92% P : 8 ~ 10% 색상 광택 광택저하 도금방법 전해도금액온 55 deg C 정도 화학도금액온 85 ~ 95 deg. C 도금시간 ( 3 ~ 5 um) 10 ~ 20 Min. 약 25 분 경도 Hv 350 미만 Hv 450 이상 350 C 열처리 : Hv 900 650 C 열처리 : Hv 650 핀홀 있음 거의없음 내식성 보통 ( 무전해보다떨어짐 ) 뛰어남 ( 환원성산에강함 ) 밀착성 도금층불균일 우수함 ( 전해보다 50% 정도향상됨 ) 도금의균일성 내측과외측의도금층이다름 도금층이균일함 ( 내측, 외측 ) 소리 투박한소리 청명한소리 전기전도도 양호 전해도금보다떨어짐 무전해 Ni 도금의장 / 단점 장점 - 돌출된부분이나모서리부분에과다한축적없이복잡한부분에도일정불변한피복이됨 - 피복상에 Pin Hole이거의없음 - 전기접촉이불필요 - 부도체에도적용가능함 - 내식성, 내마모성, 내열성이전해도금보다우수함 - 값싼철강을이용하여 Stainless에대체하는고도제품제공 - 정전기를유발하는물체에적용가능 - 시설물이간단 단점 - 자제비가고가 ( 전량수입 ) - 고온으로작업하기때문에액의변동이심함 ( 액조성농도 ) - 도금시간과비용이전해도금보다비싸다
공정도 ( 무전해 Ni 도금 )
전해도금과무전해도금의형태
Ni 도금액조성 구분 목 적 산성도금액 (H 2 O 1l 중중량 ) 알카리성도금액 (H 2 O 1l 중중량 ) 금속염도금원료 (Ni 주성분 ) 황산니켈 36Gr 황산니켈 10Gr 환원제 Ni 을석출시킨다차아인산소오다 10Gr 차아인산소오다 10Gr 완충제 석출된 Ni 의외관석출량 빙초산소오다 10Gr 구연산소오다 100Gr 을조절시킨다 황산암모늄 50Gr 첨가제광택증가티오요소 ( 소량 ) 티오요소 ( 소량 ) PH 각종약품의역할을효과적으로작용하게한다 4 ~ 6 8 ~ 10 적용 철강철강합금 비철금속비철금속합금 * Ni 금속염 : 황산니켈염화니켈탄산니켈청화니켈황산니켈암모늄등
6.1.3 Cr도금 - 외관이아름답고대기중에서의부식에강하며, 장식용으로이용 - 경도가높고마찰계수가작기때문에내마모성의공업용으로이용 6.1.4 Zn 도금 - Fe과전기화학적으로비슷한금속으로이온화경향의특성에의해양극적으로철의보호작용을하는가장경제적인금속 - 황산아연도금욕 - 고시안아연도금욕 - 중농도시안화아연욕 - 저농도시안화아연욕 - 진케이트도금욕 ( No Cyanide Zinc Plating Both) Chromate Treatment 아연도금의 Chromate 처리는장식적인외관과내식피막을생성하여아연도금의방청력을높여주는효과
6.1.5 Au 도금 - 장식도금에많이사용 - 고온산화에강하고화학약품에안정 - 전기접촉저항이적어공업용으로많이이용 - 전자산업, 정밀기계산업, Printed Circuit Board, Relay, 단자반도체 - 전도성, 방식성, 내마모성의성질을이용한제품 순금도금법 : 알카리성도금법중성도금법산성도금법 금합금도금법 특수금도금 기타 금도금의특징 구분 종류 산성금도금중성금도금액알카리성금도금액 도금액의기본구성유기산 + 기타염아인산, EDTA CN, 탄산, 인산 PH 3 ~ 6 6 ~ 8.5 8.5 ~ 13 온도 40 deg. C 20 ~ 30 deg. C 20 ~ 30 deg. C 전류효율 30 ~ 60 % 90 % 이상 100% 광텍제 Co, Ni, In Amine - Ag, Co, Ni 경도 (Hv) 160 ~ 250 90 ~ 450 80 ~ 130 석출형상층상조직금속간화합물주상조직 Pin - Hole 적음약간적음많음 밀착성약간나쁨좋음매우좋음
PCB 상의금도금영향 - 온도나전류밀도가낮을때는엷은황색의도금이되고, 높을때는붉은색에서부터적갈색의금도금이된다 - 유리시안화카리또는소오다분이적을때는균일한금도금색이얻어지지않으며, 너무많을때는도금속도도늦고, 검고, 붉은황록색이된다 - 금의함량이적으면탁한갈색이된다 - 금도금에있어서 Solderability 는떨어지는것이일반적인사항이다 - 금도금의 Solderability 불량을보면. 금도금후세척에의한불량이대부분을차지하고있다. 이는맹독성을가지고있는시안기, 황산기가함유하고있기때문에조금만세척을잘못하면표면에수 A ( 옹그스트럼 ) 의피막이형성되기때문이다. 이는공기중에노츨이되면부동태화되어서피막의정도가강하게흡착이된다. 이러한것을막기위해서는다량의물로빠르게세척하는것이좋다. 금도금에있어서하드 / 소프트도금이있는데여기에서불량처리를하기위해서는여러가지방법이있다문지러는방법, 알코올로닦는방법등. 금도금에있어서세척은아주중요하다고할수있다
6.1.6 Ag 도금 - 장식품, 식기, 생활용품의귀금속도금 - 전도성이좋고내식성이우수 - 전자부품, 통신기부품 - 시안화도금법 : 고속도금법으로널리사용
6.1.7 Sn 도금 - 대기중내식성이우수 - 식품등의유기산에도잘견딘다 - 황산욕주석도금 - 붕불산욕주석도금 - 알카리성주석도금 7. 화학도금촉매공정을가지고수세를거친제품을화학도금조에침전시키면화학적환원에의해금속이석출한다비전도체소재의도금에있어서화학도금의목적은표면을전도화시키고다음공정인전기도금이가능하도록하기위한것으로그에필요한최소한의두께를얻는것이좋다. 화학도금에서가장많이적용되고있는 Cu, Ni 화학도금이있다. 8. 용융도금 - 아연용융도금 ( Galvanizing ) - 용융주석도금 ( Hot Dip Tin Plating ) - 용융연도금 - 용융 Al 도금 ( Aluminizing )
용융주석도금 - 특징 : 값이싸며광택이좋고설치비가적게들며내식성이양호. - 적용 : 전선상의도금소형물의도금전자부품류 PCB 기판 - 공정 : 산세 수 세 Flux 도포 Pre Heat 용융주석도금 - Alloy : Sn Sn + Cu Sn + Cu + Ni Sn + Cu + Ag Sn + Cu + Bi Sn + Bi + Cu + In Sn + Bi + Cu + In + P Sn + Pb
국내 Lead Free Solder 진행관련 부품 / 제품적용 Alloy 적용계획 Alloy 업체기타 1. PCB Tin Plating Pre Flux 2. Diode Sn/Ag/Cu Sn/Ag 유럽수출제품일본 3. Resister Sn/Ag 4. LED Sn, Sn/Ag 5. Tr Sn/Ag 6. Inductor 270~290Deg.C Alloy검토 7. BGA용 Ball Sn/Ag, Sn/Ag/Cu 8. I.F.T Sn/Cu, 9. Capacitor Sn, Sn+Bi, Sn+Cu 10. Wire, Jump Sn+Cu+Ni 11. I.C (Liner) Sn 12. PCB Ass'y Sn+Ag 13. Power Supply Sn+Bi+Cu+In 일본수출 14. Sensor Sn+Bi+Cu+In 미국수출 15. Connector Sn 16. Burn Board Sn+Ag 17. Crystal Sn
* 금속표면처리 * 개요 금속은부식에의해서단시간에마모된다. 따라서부식을방지하기위해서방식기술을발전시키고또한방식기술뿐만아니라금속자체의내마모성과내열성을향상시키는동시에금속표면의색조와광택을좋게할목적으로여러가지로금속의표면을처리하고있다. 이것을금속의표면처리라고한다. 금속표면처리의종류 1. 도금 Ni, Cr, Zn, Ag, Sn, Au금속의표면이나비금속표면에다른금속을사용하여피막 ( 被膜 ) 을만드는처리이며처리방법은전기도금, 화학도금, 용융도금, 진공도금등이있다. 2. 화성처리 (CHROMATE, 인산염피막처리 ) 금속의표면에일종의피막을만들어주는화학적인처리를말하며처리방법으로는인산염피막, 크로메이트처리등이있다. 3. 양극산화피막금속물체를양극으로하여전기화학적으로산화피막을만드는방법이며주로 Al 의산화피막에널리사용하고있다. ANODIZING, ALUMITE ( 통칭 ANODIZING) 4. 도장부식을방지하는동시에미관을주는목적으로금속표면에도료를바르는방법을말한다. ACRYL BAKING ENAMEL MELAMINE ALKYDE BAKING ENAMEL ACRYL URETHANE 5. LINING 금속표면에고무, 합성수지등을피복시키는것을말한다.
6. 침투도금주로철강표면에다른금속을침투시켜방식피막을만드는방법과탄소나질소를침투시켜표면을시키는방법을말한다. 아연도강판, 주석도강판. 금속표면처리의분류 금속표면처리 개요 용도 화성처리 타금속표면에화학변화를주어서산화피막등을만들어준다. 금속착색 전기도금 전기에너지를이용해서타금속에다른피막공업용품을만들어준다. 일용품 화학도금 화학변화를이용하여금속또는비금속체에다른금속의피막을만들어준다. 용융도금 타금속을용융금속내에침지하여금속의아연도철판피막을만들어준다. 아연도철판 도타금속에다른금속을침투시켜합금의피막금속금을만듬. 공업용품 확산침투타금속에다른용융금속을분무기로뿌려서도금피막을만들어준다. 공업용품 음극방전에의해서금속피막을만들어준다. 스파트링 레코드판의제조 진공도금 금속또는비금속표면에다른금속을진공내에각종장식품서증기화하여피막을만들어준다. 장신구 도장 타금속에도료를도포해서방식과미관을건조물준다. 선박기타 라이닝 타금속표면에고무나합성수지등의피막을만든다. 화학장치류 코우팅 금속표면에법랑 (ENAMEL) 이나세라믹같은법랑제품유리질의피막을만들어준다. 로켓화학장치 표면처리 금속표면에탄소나질소를침투시켜서정화가큰피막을만들어준다. 금속표면의경화
* 전처리 도금하고자하는물건의표면에는여러가지불순물과이물질이있다. 이물질은주로유지이며유지가있는것은도금하기전에열처리를했던가기계가공을한것이다. 열처리를한것은열처리유에담그였던것이고기계가공을한것은점삭유나윤활유를사용했기때문임, 녹 : 검은녹 - 열처리등으로대기중에서으로고온으로가열붉은녹 - 실온의대기중에서방치 유지와녹은단순히철위에부착된것과철속에묻혀있는것이있다. 버프등으로연마할때유지가타붙어서화학적으로결합되어있을때도있으며제거하기곤란함. 따라서유지, 녹을제거해서깨끗한금속면위에도금을해야부착이우수하며핀홀, 부풀음이없게되는데이러한공정을전처리라고한다. 그렇다고해서깨끗한금속면이면충분하냐하면그렇지가않고도금할금속면을활성화시켜야비로서밀착을얻을수있다. 도금직전에염산기타금속활성제중에수초동안담그는것은이때문이며이공정도전처리하는것이다. * 표면적인전처리공정 연마 예비세척 알카리탈지 수세 전해탈지 수세 활성화 수세 중화 -- 수세 스트라이크 수세 도금 -- 건조 * 탈지금속제품은유지등으로더러워져있다. 금속에부착된유지를제거하는처리를탈지라함. 유지 식물성유지 광물성유지 동물성유지 * 전기도금순도가높은시약과순수를사용.
1) 도금이잘되는금속도금할금속을소지금속, 하지금속. 금속재료 : 철강, 구리, 구리합금, 주석, 니켈, 아연등의금속면에는다른금속을도금하기가비교적쉬우며밀착성도좋으나마그네슘, 알미늄, 스테인레스강, 크롬합금, 규소철등은밀착이좋지않다. 따라서밀착이잘되지않는금속일때에는도금전에특별한처리를할필요가있다. 2) 밀착성소지의금속원자와도금피막의금속원자가상당히가까워서마치결정격자의서로의원자간에인력이작용하듯이서로인력이작용하여결합되고있는경우. 소지와도금피막의금속이서로합금이되어경계선이되어경계선이없는완전한동일금속체로되는경우. 3) 수세여러개의탱크에여러번수세하는것이효과적임. 수세탱크의단면
* Ni 도금 Ni도금은철강및구리합금등에직접도금을하는방식과장식을목적으로사용하는외에각종소지금속에최종크롬도금을하는하지도금으로서널리사용되고있음. Ni도금은색이좋고비교적변색도적으며정도가적당하여기계적방청력도크므로널리사용광택도금, 이중, 삼중도금이발달됨광택Ni도금무광택 Ni도금특수 Ni도금 * Cr 도금금속크롬은외관이보기좋고대기중에서변색이없으며또한염산이외의산에대해서부식이않됨. 전착에의한 Cr층은핀홀이나균열이생기기쉽고소지를완전히피목하기가힘들다. 그렇기때문에 Cu, Ni등의핀홀이없는다른금속을사용하고그위에극히엷게전착시키는게보통임. 변색방지가주목적임. 최근에대전류고온에서행하는경질 Cr도금이내마모성이강하므로기계공업부문에널리사용. - RACK( 걸이 ) 와보조전극 걸이의긁기가가늘면도금중걸이가과열되어전력손실은물론전류분포가나빠서도금이되지않을부분이생긴다. BUSBAR와걸이의접촉은스프링식으로하는것이좋고각각의걸이의접촉저항이동일하도록해야함걸이지선의상호간격은대략가공물폭의 3배전후가적당함. 가공물의주단부가불필요하게두껍게되든가타는것을방지하고자할때는보조전극아래그림과같이만들어준다.
* 아연도금 아연은구리, 니켈, 크롬과는달리경도도낮고변색이되기쉬우며백색분이생기면서녹이슨다. 산, 알마리에약한금속임. 철에대해서는방식성이크기때문에철의방식도금에널리이용. 용융도금 : 용융아연에철을담그어서도금하는방법, 전기도금보다두껍게도금세라다이징 : 아연분말과철을접촉가열시켜서아연도금하는방법전기도금법 : 용액을사용크로메이트처리를하여광택과착색까지할수있다. 아연도금의내식성 아연의단극전위은 0.76V이므로, -0.4V의단극전위를가진철에대해서보호작용을한다. 즉, 철이녹슬환경에서이면에아연이있으면우선아연이철대신화학작용을받고철이녹스는것을방지하여준다. 이성질이철의방식도금으로서크게이용되는이유이다. 아연이철대신녹이스는데이것은아연도금중에핀홀이있어도철을보호해주며아연자신은산화아연 (Zn0), 탄산아연 (ZnCo 3 ), 염기성아연 (Zn(OH) 2 ) 의흰가루로되어소모된다. 전기아연도금의두께 아연도금의내식성은순아연이도금되었을때특히강하므로양극아연의순도가높은것을사용하도록하고핀홀이없는도금이필요하다. 전기도금의두께는미국 : 0.0025-0.013mm를추천하고있다. 이두께의아연도금은다른니켈, 크롬도금에비해서실외사용에가장안전한도금이다. 아연도금은센물보다단물에대해서약하고탄산수나산소를많이함유한물에도약하다. 크로메이트설비아연도금후크로메이트처리크로메이트처리를한후약 75 이하에서가열건조함으로써가열고착시킬수있다. 75 이상에서건조하면크로메이트피막에 CRACK이생겨내식성을현저히저하시켜준다.
크로메이트처리 아연도금은도금한상태로는변색이되기쉽고지문이묻기쉽다. 특히습기가있는공기중에서는변색반점이생기기쉽다. 또한우수한광택제를사용하지않는한광택도금이되기어렵다. CHROMATE처리를하면내식성이수배증가하며광택있는미연한도금면을얻을수있다. 이것은유니크롬이라고도우리나라에서도아연도금의거의전부를크로메이트처리로써하고있다. 건조온도와내식성 크로메이트처리후의건조온도는내식성에크게영향을미치며 60 부근에서건조하는것이안전. 70 이상에서는내식성이감소하며 80 에서는내식성이심하게나빠지고크로메이트효과가상당히적어진다. 이원인은건조온도가 70 이상이되면크로메이트피막에금이가서내식성감소. 납도금 납의전기도금은내식성이주목적이며때에따라서는내마모성의향상을위해서베어링메탈등에도금할때도있다. 납 : 질산 ( 강한산화력을가진산 ), 아세트산 ( 유기산 ), 염산 ( 염소 ) 침식을당함그외에는내식성이강함. 특히황산에대해서는강하며이것은납표면에공기중의산소와화합해서 Pb0 2 를황산중의 SO 2-4 와결합하여 PbSO 4 를만들어서그이상의부식을방지해준다.
* 주석도금 아름다운광택, 장시간동안변색하지않는금속. 식품을담아두는 CAN, 금속인쇄의하지도금으로사용. 다른용도주석이연해서윤활유와같이내마모성을향상시키고자리를잘잡아주므로알루미늄합금제의자동차피스톤위에이도금을하고있으며때로는피스토링에서도도금할때가있다. 미싱공장에서니켈도금을할부분품에주석도금을하여재봉털이가볍게동작될뿐아니라소리가적어졌다는예도있다. 또강의실화방지에사용. * 금도금 장식용, 전신, 전화, 전자기기류또는최근에는로켓공업, 인공위성의외곽부및공업적으로널리이용, 미국의금도금액의 85% 는전자기기와인공위성의공업용에사용하고있다. 얇은금도금 :0.150이하의것을플래시금도금또는금와시라고부른다. 대개이런도금은염가인물건에하거나두꺼운금도금이나금합금으로만든물건에특별한색을만들어주기위해서도금을하는데사용되고있으며내구성이나내식성은물론좋지않다. 도금조건 : 온도나전류밀도가낮을때는엷은황색의도금이되고높을때는붉은색에서부터적갈색의금도금이된다. 유리시안화카리또는소오다분이적을때는균일한금도금색이얻어지지않으며너무많을때는도금속도도늦고, 검고, 붉은황록색이된다. 금의함량이적으면탁한갈색이된다. * 은도금 장식품, 식기, 의료기기, 화학공업설비, 전기회로, 전기접점등에사용. 액조성 : 도금액조성에대해서는많은연구가있었으나시안화용액이여러점에서많은장점이있으므로주로사용. 또한광택제로서처음에는황화탄소 Rotol유, 셀렌산염이사용되어왔으나현재에는이러한단일화합물보다는유기광택제로서우수한상품이생산되고있으며특히고광택제에따라서는전기접촉저항이현저히작아진다. 액관리 : 은함유량은 24-33g/l의범위에서좋은도금이되며, 은의함유량이이것보다증가하면균일석출이능력이약간떨어지게된다.
* 로듐도금 (RHODIUM) 백금족인 Os, Ru, Ir, Pd, Pt Ph중에서 Rh, Pt, Pd의순으로도금을많이한다. 이중에서도로듐은백금이나파라듐보다백색이고상당히얇은도금막으로도광택을장시일유지해주며정도가상당히크기때문에백금도금보다이도금을주로한다. 이에반하여백금도금은연하고로듐보다회색기가있어서장식품에는로듐을대신사용하고있다. 로듐이백금보다좋은점은값이백금보다약30% 더비싼데에도비중이백금은 21.45인데반해로듐은 12.4로로듐이 41% 더가벼우므로오히려싸게도금할수있다. 액조성 : 로듐의농도는액의가격, 묻어나는손실등주로경제적인면에서결정되며명백한범위는존재하지않는다. 액관리 : 모든광택도금액중에서유기불순물의혼입은도금에상당한지장을초래한다. 유기불순물은탈지제중의계면활성제, 버프연마, 용제, 피복제의분해등이다. 이러한유기물인경우에는활성제로다음과같이처리하는것이좋다. 1. 액을별도탱크에옯긴다. 2. 55 로가열한다. 3. 활성탄을 0.5-1g/l 가한다. 4. 이온도에서 2시간교반한다. 5. 액을여과하고도금탱크에옯겨서도금을한다. * 합금도금 합금도금의입자는대게미세하며색조나광택이좋고경도도비교적좋으며합금의조성을변화시키면색상을여러가지로변경시킬수있는이점이있다. 더한층중요한것은합금도금에서는핏트나핀홀이적고내식성도비교적좋은피막을얻는다.
- 황동도금 아연, 황동, 주철상에황동의외관을주고자할때, 5μm이하에서는부식에별로지장이없다. 보통황동도금후투명한래커도장을해서내식성을향상시키고있다. 8:2 황동의조성으로도금해야 7:3 황동판을비슷하다. - 니켈 - 철합금도금 철분이 15-35% 있으므로니켈보다경제성이클뿐아니라광택도좋고내연성과내식성도좋으며크롬도금도잘받으므로니켈이점차부족해지는이때주목할만한것이다. - 주석 - 니켈도금 장식과내식성이큰도금, 니켈-크롬의이중도금에해당한다. 도금조작도간단, 원가도저렴, 가정기구, 전기기구, 냉장장치, 과학기구등에널리이용. * 납 - 주석합금도금 ( 땜납도금 ) Sn함량 5% 인 Pb-Sn합금은철강의방식상최적이라하며 Sn 7% 이후의것은베어링메탈로서적합. 바렐도금장치 - 형체가작은물품을한번에다량으로도금하는방법회전하면서물품과물품이서로접촉아여마찰해서연마되며전류는단속하면서음극의봉 ( 나선상, 주먹 ) 에접촉해서도금되기때문에광택제가없어도장시간도금하면상당히광택이생김. - 수평바렐도금기소형도금조에다공성의원통, 다각형 (5등각주, 6등각주, 8각주 ) 의욕제 ( 후진국형 ) 경질염화비닐 ( 선진국형 ) 의통을수평으로회전 (5-10rpm) 시킨다.
* 화학도금및플라스틱상의도금 플라스틱표면에화학도금을하는것은플라스틱표면에전도성을주기위한것이다. 화학적다원성에의한도금법은예부터은경법으로유리등에이용되어액조성도수십종이다. 이방법은현재플라스틱에응용되고있으나은이주성분이기때문에재료비가비싸고밀착성이좋지않은결점이있지만플라스틱표면에쉽게전도성피막을만들어주는데는가장편리한방법이다. - 플라스틱상의도금공정 전처리 화학도금 공정 설명 작업예 1. 정면및수세 약알카리 ( 규산이없는 ) 2. 중화 약산 3. 기계적조면화 Conditioning 4. 화학적 Etching 5. 수세 3단시기효율적임 6. 감수성부여 Sensitizing.Sn염 7. 수세 3단식 8. 활성화처리 Activation Au,Ag,Pt,Pd 9. 수세 3단식 10. 은도금 수지의연성을저하시킴 11. 구리도금 일반적 12. 니켈도금 13. 수세 전기도금 14. 광택황동구리도금 15. 광택니켈 16. 수세 17. 완성도금 Cr, Ag, Au등
* 도금착색및인산염처리법 - 도금착색 금속표면에적당한조화를주는동시에소지의방식, 장식내연마성을갖도록함. 주로구리, 황동을주재료로한제품, 건축용금속제품, 실내용품, 조명기구, 인체의장식품등다수. - 인산염처리법 도장의하지처리에주로하고있으며, 방청과착색의목적 - 철강에대한인산염처리 (Parkerizing) 전기도금과마찬가지로탈지, 산세의전처리를하고 Parco Power의적정량으로 98-100 의용액중에참적하여수소가스가멈출때까지처리를말한다. 수세후건조, 도장을하거나기계유방청유처리. - BONDERIZING 법 Parkerzing액에인산구리를약간첨가한액을말하며산화구리를침전시킨것이다. 피막은약간붋으며도장하지로서흡착성이크며그외의성질은 Parkerzing과같다. * 양극산화법 (ANODIZING) 일반적으로 Al양극처리가대부분임직류황산산화피막법을원명인아노다이징이라한다.
주요 ANODIZING 법 종류조건 옥살산법황산법크롬산법 H 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 Cro 2 농도 1. 3-5% 10-20% 3% ( 중량 %) 2. 10% 온도 1. 20-20 1. 15-22 40 ± 20 2. 15-60 2. 옥살산첨가하면 35 1. AC 40-80 V 2. DC 25-30 V 1. DC 12-20 V 2. AC 15-25 V DC = 0 V로부터서서히상승 전압 해서 40V로하 고최후 5분간은 50V호한다 전류밀도 1. AC 1-3 A/dm 2 2. dc 1-3 A/dm 2 0.5 1.5 A/dm 2 0.3 0.4A/dm 2 시간 10-60분 5-100분 60분 H 2 C 2 O 4 5% 30±2 AC H 2 SO 4 20% 30±5 15분간에 피막두께 A/dm 2 40분간에 10-20u DC 1 A/dm 2 20분간에 5-7u 3-3.5 u 특히순Al에대해서는경도, 내식성등최우수한피막을얻는다. 탈지력이좋고저질 Al일광택이좋다 설비가많이드나유지비가용이하고유지비가적으므로보급이많아지고있다. 탈지력은작으나 Al 듀랄류민계에적합한 Anodizing 법이며내식성이있 특징 결점 : 전력, 약품비가많이 합금 및 착색용 Anodizing에 고 회색무광택 든다. 적합 피막이며 강도 가약함착색에 는적합하지않 음
- ANODIZING 용 ALUMINIUM 재료 압연재주물재 분류 Al Al Mn Al Mg Al Cu Mg Al Mg Si Al Si Al Cu Si Al - Mg Al 재료의명칭고순 Al(99.8%Al) EC (99.5% Al) 2S (99.0%Al) 3S(1.2%Mn) 52S(2.5%Mg0.25%Cr)56S(5.2%Mg,0.1%Mn,0.1%Co) 듀랄루민 17S (4% Cu,0.5% Mg) 24S (4.5% Ca, 1.5% Mg) 61S (1.0%Mg, 0.6 Si) 실루민 (11-14% Si) 라우탈 (3-5% Cu, 2-5% Si) 히드로나트륨 (4-10% Mg) - ANODIZING 설비 전기도금과별차이가없음. 그러나피막생성은도금과는좀다른점이있다. 전원 : 15V내외교류전압조정트랜스광택 : 전해연마장치필요특징 : ANODIZING TANK가큰점, 냉각장치필요. 전원 : 옥살산업 교류 40-80V의 AUTO TRANCE 황산피막 : 금속정류기 15 20 V 전해연마용 : 15-30 V - ANODIZING RACK 작업
- RACK ( 걸이 ) Al선사용해야한다. 이때는 Anodizing을할때마다반드시가성소다나인-크롬산을혼합한고온액에서산화피막층을용해제거해야한다. 만일그대로다시사용한다면피막이절연체이기때문에물체에전기접속이되지않는다. - 전처리 옥살산교류전해 : 전해중에탈지가이루어짐용제 : 휘발유, 석유, 트리클로로에틸렌, 벤젠, 유기용제, 기타. 알카리탈지, 음주전해세정. - 옥살산법 옥살산알루마이트라고도함. 손쉽고, 예비탈지가불필요. 광택도뛰어나고황색의일방용. - 황산법 피막의색상이옥살산보다엷다. 전압이낮고소비전력이적으며약품가격이저렴. - 착색법 착색처리가가능하다는것은산화피막법의이점이며특색이다. 염료또는안료가다공질산화피막에흡착되고일부는화학적결합에의하여착색피막이이루어지며따라서어떠한착색이라도염료의선택에따라염색할수있게되어있다.
* 용융도금 - 용융아연도금 철강을장시간대기중에부식으로부터보존하려면아연을두껍게도금하는것이가장경제적임. 아연자신의내식성과국부적으로철강소지가노출했을때라도아연자신이부식하면서철소지의부식을방지해주는역할을한다. 효과 : 좋은환경 1 미크론, 1년간보장해안, 중공업지대 : 휠씬떨어짐. 방법 : 전기도금, 세라다이징, 메탈리콘. - 용융주석도금 값이싸며, 광택이좋고설치비가적게들며내식성이양호. 전선상의도금, 소형물의도금. - 용융납도금 납은황산, 황산증기에대해서저항력이강하므로화학공장의관류, 저장탱크, 교반기, 혼합장치등은납으로많이피복함. - 용융알미늄도금 알루미늄의원점이 660 C 이므로아연보다 240 C가높고산이나알칼리에용해하기힘든알루미나가생겨서원활한도금을방해하고있으므로용융아연도금보다휠씬곤란하다. 따라서용융아연도금과는달리알루미늄의산화방지와산화알루미늄의플럭성이필요조건이며플럭스문제가다른도그모다도중요시되고있다. 알루미늄도금은내산화성, 내식성, 내황화성및내마모성을겸비해있는특징이있고따라서많은용도를지니고있다. 특히내열, 내산화성을필요로하는용도와내황화성을필요로하는용도에는탁월하며다른것이따를수없는우수성을가지고있다.
* 금속용사법 압축된공기를용융한금속에보내어분무상으로물체의표면에분사해서금속의피복층을만들어주는방법을금속용사법 (Metalizing) 이라한다. 이용사는기계적으로행하여지기때문에전기도금이나용융도금보다는조작이간단하다. 또한용사피복되는물체는반드시금속제품이아니라도좋으며내전도성물질, 예를들면유리, 도자기, 목재, 죽재등에도적용되며건축장비, 미술품, 방식용등응용범위가극히넓다. - 장점 : 금속용사는그가공물의크기에관계없이할수가있으며두께는용사회수를거듭하면된다. 대부분인고체물질인유리, 목재, 플라스틱, 종이, 콘크리트등에도피복이가능하며임의의금속합금인알루미늄합금, 스테인레스강등의어떠한합금성분이라도단시간에두꺼운도금을할수있다. 금속용사는다공성의피막이며산화물을품고있으며윤활유침투가잘되어윤활성이좋고내마모성이크다. 금속용사는소형이며이동이간단하고설비비가많이들지않으며기술적으로도단시간에숙련될수가있으며비교적용이하게기업화하게된다. -단점 : 물체의표면과피막과의결합이기계적이고용사입자도상호용착되어있지않기때문에떨어지기쉽다. 피막층은용사층에산화된입자의누적이라생각되며다공성이므로방식효과는어느조건에만국한되고일반금속보다는기계적, 화학적으로약하다. 전처리에비철금속을사용하므로비위생적이다. 용사시공중에금속의비산소모가크다. * 진공도금법 진공중에서금속, 금속화합물또는합금을가열증발시켜증발금속또는증발금속화합물을목적물질의표면에붙게하여엷은피막을형성시키는방법을진공도금법이라한다.
* 금속침수법 피복하고자하는물품을가열해서그표면에다른종류의피복금속을부착시키는동시에확산에의해합금피복등을얻는방법을금속침수법이라한다. 예를들면철강제품의표면에아연, 알루미늄, 크롬등을피복하는수단으로사용하고있다. 금속외의탄소, 질소침투시킬경우에는침탄및질화처리라한다. 고온에서피복금속을물품의표면에접촉시키면피복층을형성시키는조작으로다음과방법 - 상온에서우선물품표면에피복금속층을전기도금, 용사, 용융도금등의방법으로형성시키고, 이것을고온으로가열해서확산시켜합금피복층을얻는방법이다. 그러나이것은용융아연및용융알루니늄도금에서일반적으로하고있는방법이다. - 피복금속의분말중에물건을묻어두고밀폐장비에서가열하는방법. 이때의도금은주로피복, 금속분말에서발생하는금속증기또는액체로서행하여진다. - 피복금속의화합물을품은염류의혼합물을고온에서용융시켜이용액중에철강제품을침지해서치환반응으로피복금속의침투층을얻는방법이다.
* 부식과방식 - 부식 (Corrosion) 물체의표면에접하는환경중의물질과불필요한화학반응에의해물체가 소모되어가는현상 - 직접부식 -전기화학적부식 -산화 - 방식방식즉부식방지의기본이념은다음과같다. -그재료에가장적합한사용조건을준수한다는것. -사용하는재료의성분이나조직이완전히균등하도록한다는것. -다른물질로피복되었을때도완전히균등하게되어있어야한다는것. 방법 : - 방식피막으로재료 ( 전극 ) 를부식제 ( 전해액 ) 로부터차단시킨다. - 전기화학적부식 ( 국부전지의형성 ) 이생기지못하도록방지해준다 - 인공적방법에의해전기화학적으로부식을방지해준다. 방식피막방법 : - 유기도장을하는방법 - 내식성또는부식성금속피막을입히는방법 - 화성피막을금속피막에만들어주는방법