소개
금속 표면 처리는 재료 공학에서 가장 중요한 분야 중 하나입니다., 조작, 산업 디자인.
금속 부품은 기본 합금만으로 판단되는 경우가 거의 없습니다..
서비스 성능은 종종 표면 상태에 따라 결정됩니다.: 부식에 저항하는 방법, 빛을 반사하거나 흡수하는 방법, 마찰을 처리하는 방법, 코팅에 결합하는 방법, 마모를 견디는 방법, 최종 사용자에게 어떻게 보이는지.
실용적으로, 표면 처리는 원금속과 기능성 제품 사이의 가교 역할을 합니다..
같은 강철, 알류미늄, 구리, 마그네슘, 또는 티타늄 부품은 폭파 여부에 따라 매우 다르게 작동할 수 있습니다., 우아한, 양극화, 도금, 산화된, 스프레이, 코팅, 또는 세라믹과 같은 필름으로 증착.
그런 이유로, 표면 처리는 미용상의 부가적인 부분이 아닙니다.. 이는 핵심 엔지니어링 결정입니다..
이 기사에서는 널리 사용되는 16가지 금속 표면 처리 방법을 소개합니다., 그들의 원리를 설명하다, 성능 논리, 장점, 제한, 일반적인 응용 프로그램.
목표는 단순히 각 프로세스를 정의하는 것이 아닙니다., 그러나 이러한 프로세스가 더 넓은 내구성 논리에 어떻게 부합하는지 보여주기 위해, 제조, 그리고 제품 가치.
금속 표면 처리 란 무엇입니까?
금속 표면 처리 일련의 물리적인 현상을 참조, 화학적인, 또는 성능을 향상시키기 위해 금속 재료의 표면을 변형시키는 전기화학적 공정, 기능, 또는 외관 - 모재 금속의 벌크 특성을 변경하지 않고.
표면 처리의 핵심 목적은 세 가지입니다.: 보호, 상승, 그리고 사용자 정의.
보호가 주요 목표입니다.: 표면 처리는 금속 기판과 외부 환경 사이에 장벽을 형성합니다., 부식을 방지하거나 늦추는 것 (산화, 녹슬고 있는), 입다, 부식, 그리고 화학적 공격.
강화는 금속의 기능적 특성을 향상시키는 데 중점을 둡니다., 경도와 같은, 매끄러움, 부착, 전기 전도성, 또는 내열성.
사용자 정의에는 표면의 모양을 조정하는 작업이 포함됩니다. (색상, 조직, 광택) 미적 또는 브랜딩 요구 사항을 충족하기 위해, 또는 특수 용도를 위해 표면 에너지를 수정합니다. (예를 들어, 코팅용 접착력, 달라붙지 않는 표면).
표면 처리는 작동 원리에 따라 크게 세 가지 범주로 분류됩니다.:
- 기계적 표면 처리: 표면 질감이나 형태를 수정하기 위해 물리적인 힘에 의존 (예를 들어, 샌드 블라스팅, 세련).
- 화학적 표면 처리: 금속 표면에 보호 또는 장식 층을 형성하기 위해 화학 반응을 사용합니다. (예를 들어, 패시베이션, 흑화, 인산염 처리).
- 전기화학적 표면 처리: 전기 에너지를 활용하여 화학 반응을 유도합니다., 유니폼을 형성하다, 고품질 표면층 (예를 들어, 전기 도금, 양극화, 전기 영동 코팅).
표면 처리 방법의 선택은 여러 요인에 따라 달라집니다.: 비금속의 종류 (예를 들어, 철 대. 비철함), 의도 된 응용 프로그램 (예를 들어, 자동차 대. 항공우주, 실내 대. 집 밖의),
환경 노출 (예를 들어, 바닷물, 약, 고온), 성능 요구 사항 (예를 들어, 부식 저항, 내마모성), 비용 제약.
각 치료법에는 고유한 장점과 한계가 있습니다., 응용 분야의 특정 요구 사항에 맞게 치료를 일치시키는 것이 중요합니다..
1. 샌드 블라스팅
샌드 블라스팅, 연마재 분사라고도 함, 압축 공기 또는 물을 사용하여 연마 매체를 금속 표면에 가속시키는 기계적 표면 처리입니다..
충격으로 녹이 제거됩니다., 규모, 페인트, 기름 잔류물, 및 기타 오염, 코팅 및 결합제의 접착력을 향상시키는 제어된 거칠기 프로파일을 생성하는 동시에.
작업 원칙
이 프로세스는 고속 입자 충격을 기반으로 합니다.. 연마 입자가 표면에 닿습니다., 오염물질을 잘라내다, 미세 거칠기를 생성합니다..
연마재 유형을 변경하여 거칠기 값을 조정할 수 있습니다., 입자 크기, 압력, 및 노즐 거리.
섬세한 부품에는 유리구슬과 같은 부드러운 매체가 선호됩니다., 알루미나나 실리콘 카바이드와 같은 더 단단한 연마재는 공격적인 세척에 사용됩니다..
일반적인 프로세스
첫 번째, 부품을 탈지하고 청소하여 오일과 느슨한 잔해물을 제거합니다.. 다음, 모재와 대상 표면 프로파일에 따라 적절한 연마재가 선택됩니다..
그런 다음 폭파가 수행됩니다., 일반적으로 20-100psi 범위의 압력에서, 노즐을 표면에서 약 6~12인치 떨어진 곳에 고정한 상태.
마지막으로, 잔여 매체는 공기 또는 진공 청소로 제거됩니다., 그리고 순간적으로 녹슬지 않도록 표면을 건조시킵니다..
장점
샌드블라스팅이 빠릅니다., 효율적인, 그리고 널리 적용 가능.
한 번의 작업으로 표면을 청소하고 거칠게 만들 수 있습니다., 후속 페인팅에 이상적입니다., 분말 코팅, 또는 접착 결합.
파이프와 같은 불규칙한 형상에도 적합합니다., 브래킷, 주택, 그리고 주조 부품. 프로덕션 설정에서, 수동 샌딩이나 와이어 브러싱보다 훨씬 빠릅니다..
제한
이 과정에서 먼지가 발생합니다., 소음, 그리고 반발 입자, 따라서 환기와 PPE는 필수입니다. 과도한 폭파는 얇은 판금을 변형시키거나 정밀한 표면을 손상시킬 수 있습니다..
게다가, 매체 제거 불량으로 인해 코팅 결함이나 국부적인 부식이 발생할 수 있습니다..
일반적인 응용 프로그램
샌드블라스팅은 자동차 차체를 페인팅하거나 도금하기 전에 사용됩니다., 산업 장비, 및 구조용 강철.
선박 선체의 녹 제거에도 사용됩니다., 브릿지 멤버, 및 파이프 라인, 건축용 금속 패널의 장식 텍스처링에도 사용됩니다..
2. 세련
세련 미세한 요철을 점차적으로 제거하여 금속 표면을 매끄럽게 하는 기계적 마무리 공정입니다..
폭파와는 달리, 거칠기가 증가하는 것, 연마는 표면 거칠기를 낮추고 반사율을 향상시킵니다., 청결, 시각적 품질.
작업 원칙
연마 입자 또는 연마 화합물은 표면에서 소량의 재료를 제거합니다..
수술은 일반적으로 단계적으로 수행됩니다., 거친 연마재로 시작하여 매우 미세한 화합물로 끝남.
표면 결함을 단계적으로 줄여 점차적으로 매끄러운 마감을 구현합니다..
일반적인 프로세스
표면이 먼저 깨끗해집니다., 그런 다음 거친 연마재를 사용하여 가공 흔적과 더 큰 결함을 제거합니다..
중간연마로 1단계에서 남은 스크래치를 제거합니다., 최종 연마에는 다이아몬드 페이스트와 같은 미세한 화합물을 사용합니다., 산화세륨, 혹은 루즈로 화사한 느낌을 연출해보세요, 반사 마감.
잔여물을 제거하기 위한 철저한 세척으로 프로세스가 종료됩니다..
유형
기계적 연마는 패드를 사용합니다., 바퀴, 벨트, 또는 자동 연마기.
화학적 연마는 선택적 화학적 용해를 사용하여 표면을 평탄하게 합니다..
전기 폴리싱, 보다 진보된 전기화학적 방법, 제어된 방식으로 표면 물질을 제거하며 매끄러운 표면을 요구하는 스테인리스강 부품에 널리 사용됩니다., 위생적인 표면.
장점
연마하면 외관이 크게 개선되고 마찰이 줄어듭니다.. 청결한 곳에서는 특히 가치가 있습니다., 반사율, 또는 낮은 항력 문제.
또한 오염물질이 축적될 수 있는 장소를 줄이는 데 도움이 됩니다., 간접적으로 내식성을 향상시키는.
제한
고품질 연마는 노동 집약적이고 시간 소모적입니다., 특히 크거나 복잡한 부품의 경우. 과도한 연마는 치수 정확도나 벽 두께를 감소시킬 수 있습니다..
거울 마감재도 쉽게 긁히며 지속적인 유지 관리가 필요한 경우가 많습니다..
일반적인 응용 프로그램
연마된 표면은 보석류에 널리 사용됩니다., 건축 트림, 의료기기, 식품 처리 장비, 광학 구성 요소, 베어링, 기어 등 기계부품.
3. 양극화
양극화 주로 알루미늄 및 그 합금에 사용되는 전기화학적 처리입니다..
표면에 제어된 산화물 층을 생성합니다., 일반적으로 산화알루미늄, 부식 저항을 향상시킵니다, 표면 경도, 그리고 외모.
작업 원칙
알루미늄 부분을 전해조에 넣어 양극으로 사용. 전류가 전해질을 통과할 때, 산소는 알루미늄 표면과 결합하여 다공성 산화물 층을 형성합니다..
이 층은 별도의 필름이 아닌 기판과 일체형입니다., 강력한 접착력과 좋은 지속력을 선사하는.
코팅 두께는 일반적으로 약 5 에게 250 프로세스 유형에 따라 μm.
일반적인 프로세스
오일과 자연 산화물 오염을 제거하기 위해 부품을 세척하고 에칭합니다..
그런 다음 산성 전해질에 담근다., 대부분 황산, 제어된 전압과 온도에서 처리됩니다..
양극화 후, 뜨거운 물로 모공을 밀봉하고, 증기, 또는 화학적 밀봉제. 실링 전 선택적 염색을 수행하여 검정색과 같은 색상 마감을 생성할 수 있습니다., 파란색, 청동, 또는 금.
유형
황산 아노다이징은 가장 일반적인 산업 공정입니다.. 크롬산 아노다이징은 더 얇은 필름을 생성하며 항공우주 분야에 자주 사용됩니다..
하드 아노다이징은 훨씬 더 두껍고 단단한 층을 생성합니다., 종종 600-1000 HV 정도의 경도 값에 도달합니다., 심한 마모 조건에 적합하게 만듭니다..
장점
아노다이징 처리로 강력한 내식성을 제공합니다., 좋은 착용 성능, 장식적 유연성이 뛰어나다.. 모재 자체로 층이 형성되기 때문에, 페인트처럼 벗겨지지 않을 것입니다.
또한 일부 중금속 코팅 시스템에 비해 깨끗하고 환경적으로 관리 가능한 공정으로 널리 알려져 있습니다..
제한
주로 알루미늄과 그 합금으로 제한됩니다.. 산화물 층은 밀봉될 때까지 다공성입니다., 고온이나 마모로 인해 손상될 수 있습니다..
강철에 비해, 양극 처리된 알루미늄은 여전히 상대적으로 부드럽습니다..
일반적인 응용 프로그램
양극 처리된 알루미늄은 전자 하우징에 사용됩니다., 자동차 트림, 방열판, 건축 패널, 항공기 구성 요소, 그리고 해양 하드웨어.
4. 전기 도금
전기 도금, 화학적 도금이라고도 함, 외부 전류 없이 표면에 금속을 증착합니다..
증착은 자립적인 화학적 환원 반응에 의해 구동됩니다., 이는 코팅을 특히 균일하게 만듭니다., 내부 공동 및 복잡한 기하학적 구조에도 적용 가능.
작업 원칙
도금조에는 금속 이온이 포함되어 있습니다., 환원제, 그리고 각종 안정제와 촉진제.
표면이 활성화되면, 환원제는 금속 이온을 금속 원자로 변환합니다., 부분에 고르게 침전되는 것.
그 후 증착된 층은 추가 반응을 촉매합니다., 따라서 목욕 조건이 유지되는 한 프로세스는 계속됩니다..
일반적인 프로세스
청소 및 활성화 후, 부품을 가열된 도금조에 담근다., 무전해 니켈 시스템의 경우 약 80~95°C인 경우가 많습니다..
증착 시간이 두께를 결정합니다., 일반적으로 5~50μm 범위에 속합니다.. 플레이팅 후, 그 부분이 헹구어졌습니다., 건조한, 그리고, 어떤 경우에는, 열처리를 하여 경도와 접착력을 향상시켰습니다..
일반적인 변형
무전해 니켈 도금은 가장 중요한 산업 형태이며 경도가 중요합니다., 부식 저항, 내마모성.
무전해 구리는 전도성 층 및 추가 도금을 위한 베이스로 사용됩니다.. 무전해 금은 전도성과 내산화성이 중요한 전자 및 장식 응용 분야에 사용됩니다..
장점
이 공정은 복잡한 형상에 매우 균일한 두께를 제공합니다., 막힌 구멍과 함몰된 형상 포함.
전극이나 직류가 필요하지 않습니다., 특정 생산 설정을 단순화합니다.. 또한 적절하게 활성화되면 금속 및 일부 비금속 기판 모두에 잘 접착됩니다..
제한
도금 속도는 전기 도금보다 느립니다., 수조 화학은 오염과 온도 드리프트에 더 민감합니다..
목욕 생활은 제한되어 있습니다, 화학물질 소비 및 공정 제어 요구 사항으로 인해 운영 비용이 상대적으로 높을 수 있습니다..
일반적인 응용 프로그램
무전해 도금은 항공우주 분야에서 널리 사용됩니다., 전자 제품, 산업 기계, 센서, 플라스틱 부품, 및 정밀 어셈블리.
5. 패시베이션
부동태화(Passivation)는 유리철을 제거하고 안정적인 크롬이 풍부한 산화막을 형성함으로써 내식성을 강화하기 위해 스테인레스 스틸에 주로 사용되는 화학 처리입니다..
작업 원칙
스테인레스 스틸은 자연적으로 수동 산화물 층을 형성합니다., 하지만 가공, 용접, 또는 오염으로 인해 손상될 수 있습니다..
패시베이션은 질산 또는 구연산 용액을 사용하여 오염 물질을 용해하고 깨끗한 상태로 복원합니다., 균일한 패시브 필름.
생성된 산화물 층은 매우 얇습니다., 일반적으로 나노미터로 측정, 그러나 매우 효과적이다.
일반적인 프로세스
표면이 먼저 깨끗해집니다, 그런 다음 통제된 기간 동안 부동태화 욕조에 담근다..
질산은 전통적인 방법이다, 구연산은 환경 및 작업장 안전상의 이유로 점점 더 선호되고 있습니다..
치료 후, 잔여물로 인한 부식을 방지하려면 부품을 철저히 헹구고 건조시켜야 합니다..
장점
패시베이션은 치수나 외관을 변경하지 않고 스테인리스 강의 내식성을 복원합니다..
비교적 간단하다, 저렴한 비용, 정밀 부품에 매우 효과적입니다.. 구연산 시스템은 또한 식품 및 의료 환경을 위한 보다 깨끗한 대안을 제공합니다..
제한
깊은 흠집이나 심한 표면 손상에 대한 수리 공정이 아닙니다..
이는 또한 주로 크롬 함유 금속에 적용되며 잘못된 합금 선택이나 부적절한 제조를 보상할 수 없습니다..
일반적인 응용 프로그램
패시베이션은 식품 장비의 표준입니다., 제약 공구, 수술기구, 해양 패스너, 화학 기계, 및 스테인레스 스틸 배관 시스템.
6. 흑화
흑화 철강, 철에 주로 사용되는 화성처리로 얇은 흑색 산화막을 형성합니다., 일반적으로 자철석, 표면에.
제어된 어두운 마감과 적당한 내식성을 제공합니다., 특히 오일 함침 또는 왁스 밀봉이 뒤따르는 경우.
작업 원칙
금속은 열을 받으면 알칼리성 또는 산성 산화욕과 반응합니다., 보통 80~100°C 정도, 대략 0.5-1.5 μm 두께의 산화물 층을 형성합니다..
층이 얇고 다공성이기 때문에, 보호 기능을 향상시키기 위해 종종 오일이나 왁스로 밀봉됩니다..
일반적인 프로세스
탈지 및 산세 후, 균일한 어두운 마감이 나타날 때까지 부품을 흑화 욕조에 담급니다..
그런 다음 헹구어집니다., 건조한, 그리고 봉인된. 처리되지 않은 흑색 산화물만으로는 내식성이 제한되므로 적절한 밀봉이 필수적입니다..
유형
알칼리 흑화 현상이 가장 일반적이며 탄소강 및 저합금강에 적합합니다..
산성 흑화는 보다 특수한 합금에 사용되며 더 깊은 톤을 생성할 수 있습니다., 일반 생산에서는 덜 일반적이지만.
장점
흑화는 가격이 저렴하다, 빠른, 그리고 치수 적으로 안정적입니다. 이는 정밀한 공차를 유지해야 하는 소형 하드웨어 및 구성요소에 특히 유용합니다..
또한 페인팅 없이도 매력적인 무광 블랙 외관을 제공합니다..
제한
코팅이나 아연 도금에 비해 보호 성능이 제한적입니다.. 주로 철금속에 적합합니다., 가혹한 환경에서는 마감재가 마모되거나 퇴색될 수 있습니다..
일반적인 응용 프로그램
일반적인 용도에는 패스너가 포함됩니다., 수공구, 기어, 브레이크 부품, 기계 부품, 그리고 장식 하드웨어.
7. 인산
인산염 처리는 금속 표면에 결정성 인산염 층을 생성하는 전환 코팅 공정입니다..
도료 밀착성을 대폭 향상시키고 적당한 내식성을 제공하므로 전처리제로 널리 사용됩니다..
작업 원칙
인산욕조에서, 표면은 용해된 금속 인산염과 반응하여 접착성 인산염 결정층을 생성합니다..
제형에 따라, 코팅은 인산아연일 수 있습니다., 인산철, 또는 인산망간, 각각 다른 목적으로 사용됨.
일반적인 프로세스
부품을 먼저 청소합니다., 그런 다음 몇 분 동안 인산염 욕조에 담가 두십시오., 보통 20~60°C.
헹군 후, 표면은 밀봉되거나 페인트 또는 분말로 직접 코팅될 수 있습니다.. 코팅 두께는 일반적으로 약 1 에게 10 μm.
유형
아연 인산염 처리는 철강 및 자동차 차체에 가장 널리 사용됩니다.. 인산철 처리는 가벼운 전처리에 자주 사용됩니다..
망간 인산염 처리는 내마모성과 움직이는 부품의 오일 유지에 중요합니다..
장점
인산염 처리는 페인트와 코팅을 기계적으로 고정하는 표면을 만듭니다..
내식성을 향상시킵니다., 대량 생산을 지원합니다, 여러 금속 유형에 걸쳐 작동합니다.. 많은 산업 라인에서, 가장 비용 효율적인 전처리 방법 중 하나입니다..
제한
인산염 층은 다공성이므로 일반적으로 장기간 보호를 위해 탑코트나 실란트가 필요합니다.. 이 과정에서 슬러지도 생성됩니다., 세심하게 관리해야 하는 것.
일반적인 응용 프로그램
인산염 처리는 자동차 차체에서 흔히 발생합니다., 기계 하우징, 패스너, 기어, 베어링 등 움직이는 부품.
8. 화학적 산화
화학적 산화는 순수한 화학반응을 통해 비철금속에 얇은 산화피막을 형성하는 것입니다., 전류 없이.
아노다이징보다 간단하고 비용도 저렴합니다., 결과적으로 필름이 더 얇고 내구성이 떨어지더라도.
작업 원칙
금속 표면은 산화용액과 반응하여 산화알루미늄, 산화구리 등의 보호층을 형성합니다..
일반적인 필름 두께는 약 0.1~1μm입니다., 따라서 이 공정은 장식용 또는 가벼운 보호용으로 가장 적합합니다..
일반적인 프로세스
부분이 깨끗해졌네요, 실온 또는 약간 높은 온도의 산화조에서 처리, 헹궈진, 선택적으로 왁스 또는 투명 코팅으로 밀봉됩니다..
유형
알루미늄 화학적 산화는 가벼운 장식 보호 또는 접착층으로 사용됩니다..
구리 산화는 갈색을 만들 수 있습니다, 검은색, 또는 녹색 녹청 효과. 아연 산화는 아연 코팅 부품의 표면 안정성을 향상시킵니다..
장점
과정은 간단합니다, 빠른, 경제적이다. 또한 보다 정교한 전기화학적 공정을 정당화하지 못하는 작거나 복잡한 부품에도 유용합니다..
제한
산화막이 얇다, 그래서 보호가 제한적이에요. 주로 비철금속에 사용되는 공정으로 아노다이징이나 도금에 비해 내구성이 떨어집니다..
일반적인 응용 프로그램
장식용 알루미늄 부품에 사용됩니다., 구리 건축 특징, 아연 코팅 하드웨어, 도장이나 접착 전 전처리 및 전처리.
9. 전기 도금
전기 도금 전류를 사용하여 전도성 기판에 금속층을 증착합니다.. 제조 분야에서 가장 다양하고 널리 사용되는 표면 처리 방법 중 하나입니다..
작업 원칙
공작물은 음극 역할을합니다., 도금 금속은 양극이나 전해질을 통해 공급됩니다..
전류가 흐르면, 금속 이온이 환원되어 기판에 얇은 층으로 증착됩니다.. 두께는 전류 밀도에 의해 제어됩니다., 시간, 그리고 목욕 화학.
일반적인 프로세스
공작물이 청소되었습니다., 활성화됨, 그리고 도금탱크에 담근다.. 증착은 일반적으로 1–10 A/dm² 범위에서 발생합니다..
플레이팅 후, 그 부분이 헹구어졌습니다., 건조한, 접착력이나 경도를 높이기 위해 열처리하는 경우도 있습니다.. 일반적인 두께는 5~50μm인 경우가 많습니다., 응용 프로그램에 따라.
일반적인 유형
크롬 도금으로 견고함과 밝은 장식 표면 제공. 니켈 도금은 부식 방지 및 외관을 위해 널리 사용됩니다..
구리 도금은 전도성을 향상시키고 하층 역할을 합니다.. 금도금은 전기 접점 및 고급 마감재에 사용됩니다.. 아연 도금은 강철 패스너 및 일반 부식 방지에 많이 사용됩니다..
장점
전기도금은 유연하다, 비교적 빠르다, 다양한 금속 및 마감재와 호환 가능.
전도성을 향상시킵니다., 내마모성, 부식 저항, 그리고 외모, 모두 동일한 프로세스 제품군 내에서.
제한
전류 분포는 복잡한 형상에서 고르지 않은 두께를 생성할 수 있습니다..
이 과정에는 세심한 전처리가 필요하며, 어떤 경우에는, 유해한 항온조 화학물질로 인한 엄격한 환경 관리.
일반적인 응용 프로그램
전기도금은 자동차 트림에 사용됩니다., 전자 커넥터, 보석류, 도구, 패스너, 가정 용품, 정밀 하드웨어.
10. 용융 도금
용융도금, 특히 용융 아연 도금, 강철을 용융 금속에 담가서 두꺼운 보호 코팅을 만듭니다.. 생성된 층은 야금학적으로 결합되어 내구성이 뛰어납니다..
작업 원칙
세척된 강철을 용융 아연에 담근다., 알류미늄, 또는 주석. 침수 중, 강철과 코팅 금속 사이에 합금층이 형성됩니다., 그 다음에는 용융된 코팅 자체의 외부 층이 나옵니다..
이 결합은 단순한 증착 필름보다 훨씬 더 나은 내구성을 제공합니다..
일반적인 프로세스
강철 부품을 먼저 청소합니다., 절인, 그리고 유동적. 그런 다음 가열하여 용융조에 담근다., 아연 시스템의 경우 종종 약 450°C.
제거 후, 부품이 냉각되어 완성되었습니다.. 아연 코팅은 일반적으로 50~150μm 범위에 속합니다., 이는 대부분의 전기도금층보다 상당히 두껍습니다..
유형
용융 아연 도금이 가장 일반적이며 옥외 내식성을 위해 사용됩니다..
용융 알루미늄 도금은 탁월한 고온 성능을 제공합니다..
용융 주석 도금은 식품 포장 및 특정 전기 응용 분야에서 중요합니다..
장점
코팅이 두꺼워요, 튼튼한, 그리고 기판에 강하게 접착되어.
옥외구조강용, 설계와 환경이 좋으면 서비스 수명이 매우 길어질 수 있습니다.. 이 공정은 대형 철강 부품에도 경제적입니다..
제한
이 공정에는 고온이 필요하며 주로 철 기판으로 제한됩니다.. 표면 마감은 일부 대체 처리만큼 매끄럽거나 장식적이지 않습니다..
일반적인 응용 프로그램
일반적인 용도에는 교량이 포함됩니다., 타워, 극, 파이프 라인, 울타리, 강철빔, 패스너, 그리고 깡통.
11. 열 스프레이
용사란 코팅재료를 녹이거나 연화시켜 준비된 표면에 고속으로 투사하여 코팅을 증착시키는 방식입니다.. 두꺼운 보호 또는 기능성 코팅이 필요할 때 널리 사용됩니다..
작업 원칙
화염과 같은 열원, 혈장, 또는 전기 아크로 인해 코팅 재료가 녹습니다., 분말로 공급될 수 있는 것, 철사, 또는 막대.
입자는 고속으로 기판에 충돌합니다., 단조롭게 하다, 층상 퇴적물로 응고됩니다.. 코팅 두께는 대략 50 μm ~ 수 밀리미터.
일반적인 프로세스
기계적 결합을 보장하기 위해 일반적으로 기판을 먼저 그릿 블라스트 처리합니다.. 그런 다음 적절한 열 분사 시스템을 사용하여 코팅 재료를 분사합니다..
후처리에는 밀봉이 포함될 수 있습니다., 열처리, 또는 밀도와 표면 마감을 개선하기 위한 연삭.
유형
화염 분사는 경제적이며 부식 방지를 위해 널리 사용됩니다..
플라즈마 분사는 고성능 세라믹 및 기타 첨단 소재를 가공할 수 있습니다.. 아크 스프레이는 대규모 금속 증착에 효율적입니다..
장점
열 분사는 다양한 재료를 다양한 기판에 적용할 수 있습니다.. 특히 큰 부품에 유용합니다., 수리 작업, 마모가 심한 환경.
또한 엔지니어는 작업에 맞게 두께와 구성을 조정할 수 있습니다..
제한
장비는 전문화되어 있습니다, 운영 비용이 상당하다, 코팅 기공률 관리가 필요합니다. 공정이 제대로 제어되지 않으면 잔류 응력이 나타날 수 있습니다..
일반적인 응용 프로그램
열 분사는 항공우주 분야에서 사용됩니다., 발전, 해양 시스템, 보일러, 엔진 구성 요소, 및 중공업 장비.
12. 스프레이 / 코팅
스프레이 또는 코팅은 액체 페인트를 도포하는 것을 말합니다., 가루, 또는 폴리머 기반 재료를 금속 표면에 코팅하여 보호 및 외관을 향상시킵니다.. 업계에서 가장 일반적인 마무리 방법 중 하나입니다..
작업 원칙
코팅은 표면에 원자화되거나 정전기적으로 적용됩니다., 그런 다음 경화 또는 건조하여 연속 필름을 형성합니다..
제형에 따라, 코팅은 내식성을 위해 설계될 수 있습니다., 자외선 안정성, 화학 저항, 또는 장식.
일반적인 프로세스
표면을 먼저 블라스팅하여 청소하거나 전처리합니다., 인산염 처리, 또는 화학적 세척. 다음, 코팅재를 정전기적으로 분사하거나 도포하는 경우.
이후, 코팅은 공기 건조 또는 오븐 가열로 경화됩니다.. 최종 마무리에는 연마 또는 검사가 포함될 수 있습니다..
유형
액체 페인트는 범용 마감재로 널리 사용됩니다.. 파우더 코팅으로 내구성이 향상되고 VOC 배출량이 낮습니다..
불소폴리머 또는 폴리우레탄 코팅과 같은 폴리머 코팅은 내화학성을 위해 선택됩니다., 달라붙지 않는 동작, 또는 중장비 서비스.
장점
방식이 유연하다, 비용 효율적입니다, 광범위한 기판과 호환 가능. 또한 다양한 색상과 질감 옵션을 제공합니다., 무광택부터 고광택까지, 질감이 있는 마감까지.
제한
전처리가 제대로 이루어지지 않으면 벗겨지거나 부서질 수 있습니다.. 일부 시스템에는 열 경화가 필요합니다., 열에 민감한 부품에는 적합하지 않을 수 있습니다..
일반적인 응용 프로그램
스프레이 및 코팅은 자동차 차체에 널리 사용됩니다., 가구, 가전 제품, 건물 패널, 산업용 탱크, 그리고 소비자 제품.
13. 전기영동 코팅
전기영동 코팅, 흔히 E-코팅 또는 전기코팅이라고 합니다., 전도성 기판에 페인트 입자를 균일하게 증착하는 전기화학 공정입니다..
탁월한 피복성과 부식 방지성으로 인해 자동차 제조에 특히 중요합니다..
작업 원칙
공작물을 대전된 페인트 입자가 담긴 욕조에 넣습니다.. 전압을 가할 때, 입자는 반대로 전하를 띤 기판을 향해 이동하여 응집성 필름을 형성합니다..
증착 후, 코팅이 경화되어 조밀한 층이 생성됩니다., 보호 계층.
일반적인 프로세스
부분이 깨끗해졌네요, 인산염 처리된, 그리고 코팅조에 담가두었습니다.. 일반적인 전압 범위는 약 100~500V입니다., 증착에는 종종 몇 분 밖에 걸리지 않습니다..
그런 다음 코팅을 헹구고 약 160~200°C에서 구워 경화시킵니다.. 최종 두께는 일반적으로 약 10-30μm입니다..
유형
양이온 E-코팅은 가장 일반적이며 자동차 부식 방지에 널리 사용됩니다..
음이온 시스템도 존재합니다., 덜 일반적이고 종종 장식용 또는 특수 용도로 사용되지만.
장점
E-코팅은 매우 균일한 적용 범위를 제공합니다., 날카로운 모서리에도, 쉬는 시간, 그리고 내부 공동.
또한 강력한 내식성을 제공합니다., 자동화 생산 호환성, 낮은 VOC 배출.
제한
전도성 기판과 특수 장비가 필요합니다.. 탑코트를 바르지 않는 한 사용 가능한 색상 범위는 제한되어 있습니다..
일반적인 응용 프로그램
E-Coating은 차체 및 부품에 널리 사용됩니다., 금속 프레임, 가전 제품, 패스너, 산업 장비.
14. 에나멜링
에나멜링, 유리질 법랑질이라고도 함, 금속에 유리 같은 코팅을 입히고 고온에서 녹이는 기술.
결과는 어렵다, 매끄러운, 부식과 얼룩에 강한 저항성을 지닌 비다공성 표면.
작업 원칙
분말 유리 프릿이 기판에 적용됩니다., 그런 다음 약 700~900°C의 용광로에서 연소됩니다.. 에나멜이 녹아 금속 표면에 접착됩니다., 내구성 있는 유리층 형성.
일반적인 프로세스
금속이 깨끗해지고,, 어떤 경우에는, 접착력 향상을 위해 그라운드 코팅 처리.
그런 다음 에나멜을 스프레이로 도포합니다., 담그기, 또는 브러싱. 발사 후, 코팅이 단단하게 냉각됩니다., 광택 있는 표면.
유형
도자기 법랑은 가정용품 및 장식용품에 사용됩니다.. 산업용 에나멜은 내화학성과 장기 내구성을 위해 제조되었습니다..
주철 에나멜링은 접착을 보장하기 위해 특수한 접지 코팅을 사용합니다..
장점
코팅은 부식에 매우 강합니다., 열, 그리고 염색. 위생적이기도 하고, 청소하기 쉽습니다, 다양한 색상과 마감재로 제공됩니다..
제한
이 공정에는 매우 높은 온도와 특수 장비가 필요합니다.. 에나멜 층은 단단하지만 부서지기 쉽습니다., 충격이 가해질 수 있으므로.
일반적인 응용 프로그램
에나멜링은 조리기구에 사용됩니다., 싱크, 오븐, 욕조, 화학 탱크, 가전 제품, 손짓, 장식적인 건축 패널.
15. PVD (물리적 증기 증착)
PVD 얇게 증착하는 진공 기반의 코팅 공정입니다., 금속 또는 비금속 기판 위의 고성능 필름.
내마모성이 중요합니다., 낮은 마찰, 정밀한 외관, 그리고 접착력이 강해요.
작업 원칙
진공 챔버에서, 코팅 재료는 증발에 의해 기화됩니다., 스퍼터링, 또는 이온 도금.
그러면 증기가 기판에 응축됩니다., 일반적으로 약 0.1-5μm 두께의 얇은 필름을 형성합니다.. 진공상태에서 공정이 진행되기 때문에, 오염이 최소화되고 필름 품질이 높습니다..
일반적인 프로세스
부품은 먼저 초음파 또는 플라즈마 방법을 사용하여 세척됩니다.. 그런 다음 진공 챔버에 로드됩니다., 매우 낮은 압력으로 대피됩니다..
통제된 조건 하에서 표적 물질이 기화되어 표면에 증착됩니다.. 이 공정은 매우 장식적인 마감재나 매우 기능적인 도구 코팅을 생산할 수 있습니다..
일반적인 코팅
질화티타늄은 금색을 띤다., 내마모성 표면. 질화 크롬은 우수한 내식성과 내마모성을 제공합니다..
다이아몬드 같은 탄소는 낮은 마찰과 강력한 내마모성을 제공합니다.. 금 코팅은 전도성 및 고급 장식 응용 분야에 사용됩니다..
장점
PVD 필름은 밀도가 높습니다., 자기편, 딱딱한, 정밀한 치수를 유지할 수 있을 만큼 얇습니다..
또한 고급 장식 마감재에도 적합하며 일반적으로 독성 습식 화학 폐기물을 방지하므로 환경에 유리한 특성을 갖습니다..
제한
설비투자가 높다, 증착이 상대적으로 느리다, 필름 두께가 제한되어 있습니다.. 청결도와 진공 품질은 성능에 매우 중요합니다..
일반적인 응용 프로그램
PVD는 절삭 공구에 사용됩니다., 의료기구, 자동차 트림, 전자 제품, 시계 케이스, 항공 우주 구성 요소, 정밀 기계 부품.
16. CVD (화학 기상 증착)
CVD는 기체 전구체가 가열된 환경에서 반응하여 기판에 고체 필름을 형성하는 고급 코팅 공정입니다..
순도가 높은 곳에 널리 사용됩니다., 고온 저항, 탁월한 필름 품질이 필요합니다..
작업 원칙
반응성 가스는 기판이 포함된 챔버로 유입됩니다..
통제된 온도와 압력 하에서, 이러한 가스는 표면에서 분해되거나 반응하여 탄화규소와 같은 고체 코팅을 형성합니다., 티타늄 카바이드, 알루미나, 또는 다이아몬드 같은 필름.
코팅 두께는 1 마이크로미터에서 수십 마이크로미터까지 다양합니다., 응용 프로그램에 따라.
일반적인 프로세스
기판이 청소됩니다., 챔버에 로드, 필요한 처리 온도로 가열됩니다.. 그런 다음 기체 전구체와 운반 가스가 도입됩니다..
목표 두께에 도달할 때까지 정의된 시간 동안 반응이 진행됩니다.. 증착 후, 부품이 냉각되어 추가 마무리 작업을 받을 수 있습니다..
유형
저압 CVD는 전자 및 정밀 코팅에 널리 사용됩니다.. 대기압 CVD는 대규모 산업 증착에 유용합니다..
플라즈마 강화 CVD는 필요한 온도를 낮추고 열에 더욱 민감한 기판에 적합합니다.. 다이아몬드 CVD는 극도의 경도를 요구하는 절단 및 마모 응용 분야에 사용됩니다..
장점
CVD는 밀도가 높습니다., 제복, 접착력이 뛰어난 고순도 코팅.
뛰어난 열전도성으로 고급 세라믹 및 다이아몬드 필름을 형성할 수 있습니다., 화학적인, 그리고 기계적 성능.
제한
이 공정에는 종종 높은 온도가 필요합니다., 정교한 장비, 엄격한 가스 취급 통제. 일부 전구체는 위험합니다, 프로세스 창이 좁습니다..
일반적인 응용 프로그램
CVD는 반도체 제조에 사용됩니다., 항공 우주 구성 요소, 절단 도구, 부품을 착용하십시오, 화학 장비, 첨단 열 차단 시스템.
결론
금속 표면 처리는 미적인 부분만 고려한 것이 아닙니다.; 구성 요소가 서비스에서 얼마나 안정적으로 작동하는지를 결정하는 핵심 엔지니어링 분야입니다..
저비용 기계적 세척부터 고급 진공 증착까지, 각 프로세스는 서로 다른 문제를 해결합니다..
일부는 접착력을 향상시킵니다., 일부는 내식성을 향상시킵니다., 일부 증가 경도, 다른 것들은 미적 가치나 기능적 정확성을 제공합니다..
실제로, 가장 좋은 치료법은 기질에 맞는 치료법입니다, 기하학, 운영 환경, 그리고 성과목표.
스테인리스 스틸 식품 탱크에는 부동태화 및 전해연마가 필요할 수 있습니다.. 구조용 강철 빔에는 용융 아연 도금이 필요할 수 있습니다.. 알루미늄 항공우주 부품에는 양극 산화 처리가 필요할 수 있습니다..
절삭 공구에는 PVD 또는 CVD가 필요할 수 있습니다.. 장식용 소비자 제품은 도금으로 이익을 얻을 수 있습니다., 코팅, 또는 에나멜을 입히는 것.
제조 표준이 계속해서 높아지면서, 표면 엔지니어링은 제품 품질의 핵심으로 남을 것입니다., 신뢰할 수 있음, 및 수명주기 비용 관리.
선택하는 능력, 결합하다, 따라서 표면 처리를 최적화하는 것은 현대 재료 공학에서 가장 중요한 기능 중 하나입니다..
