도장에 관한 이야기 33 - 비철금속 표면처리

비철금속의 표면처리 

---

비철금속의 표면은 철금속보다 부식의 영향을 적게 받는다. 그러나 비철금속은 자연미의 유지를 위하여 보호를 받아야 한다. 

표면처리는 기계적이거나 화학적인 방법이 사용된다. 

---

 

* 아연도금 금속

표면의 유분을 제거하기 위하여 적합한 용제로 닦아주어야 하며 폭로된 아연금속의 백색 침전물은 비누와 물로 제거하고 깨끗한 물로 완전히 헹구어 주어야 한다. 

부착을 증진시키기 위해서는 가벼운 sanding 처리 또는 화학처리가 필요하다. 

 

* 알루미늄

표면의 유분을 제거하기 위하여 적당한 용제로 닦아주어야 하며 가벼운 연마 작업(혹은 가벼운 연마재 블라스트 세정) 및 인산 처리가 요구된다. 전해 박막이 형성되지 않은 식각(ETCH)용 용액은 제조업체의 지시에 따라 사용되어야 한다. 

 

화학적 표면처리 

---

화학적인 표면처리의 종류로는 인산 아연, 인산철, 크로메이트, 복합산화 피막, 인산 망간, 인산 크롬 등 여러 가지가 있어 소재 특성에 따라 선택되나, 가장 보편적으로 적용되고 있는 인산 아연계, 인산철계, 크로메이트계 표면처리에 대해 설명하고자 한다. 

---

 

- 인산아연계 

철강, 아연도강판에 주로 적용되며 알칼리성 제1 인산염을 주성분으로 하고 중금속, 산화제, 억제제 등을 첨가한 용액이다. 이 처리액으로 금속표면에 2개의 결정성 인산 아연 피막이 형성되는데 이 피막의 결정은 HOPEITE [Zn2(PO4)2 · 4H2O]와 PHOSPHOPHYLITE [Zn2Fe(PO4) · 4H2O]로 구성된다. 

이 피막처리의 특징은 비교적 두껍고 내식성이 좋다. 

그 세부 공정도는 아래와 같다. 

 

주) 탈청은 흑피 또는 소지가 발청 되었을 시 제거 목적으로 선택되는 공정임.

 

- 인산철계

SHEET형 냉간 압연 철판에 주로 적용하며 제 1인산염을 주성분으로 한 용액으로부터 화성 되며 주성분은 STRENGITE [FePO4 · 2H2O]와 산화철(Fe2O3)의 조성물로서 비정질의 박막을 형성하며 그 세부공정은 아래와 같다. 

 

 

 

- 크로메이트계

알루미늄의 화성 피막 방법 중 대표적인 크로메이트 처리는 활성이 매우 큰 금속인 알루미늄 표면이 대기 중의 산소에 의해 형성된 산화 피막으로 도막의 부착성을 저해하기 때문에 산화막을 식각(ETCHING)하는 공정이 필요하며 알루미늄의 크로메이트 처리액은 크롬산과 불화물을 주체로 해서 금속 착이온의 촉진제를 첨가한 것과 크롬산, 인산, 불화물을 주성분으로 한 것이 있으며 전자에 의한 피막은 Cr(OH)2 HCrO4 및 Al(OH)3 2H2O와 같은 조성으로 추정되고 있으며 피막의 외관은 무색에서 황금색으로 변한다. 

그리고 후자에 의한 피막은 Al2O3 2CrPO4 8H2O 혹은 Al2O3 8CrPO4 4H2O로 조성되어 있는 것으로 추정되며 피막의 외관은 무색에서 녹색으로 변화한다. 그 세부 공정은 다음과 같다.