TL;DR

크로메이트 변환 코팅은 아연 다이캐스트 위에 보호성과 부식 저항성을 갖는 표면층을 형성하기 위해 적용되는 화학 처리입니다. 이 공정은 아연에서 흔히 발생하는 산화 형태인 '흰색 부식' 방지에 매우 효과적입니다. 또한 이 코팅은 페인트 및 기타 마감재의 우수한 프라이머 역할을 하며 접착력을 크게 향상시킵니다. 노란색, 올리브 드래비, 검정색 등 다양한 색상은 일반적으로 부식 방지 성능의 정도를 나타냅니다.

아연 다이캐스트용 크로메이트 변환 코팅 이해

크로메이트 피막은 아연 다이캐스트의 부식을 방지하고 내구성을 향상시키기 위해 적용되는 화학적 보호막입니다. 이 처리 과정은 패시베이션(passivation)으로 알려져 있으며, 크로메이트 용액과 아연 표면 간의 화학 반응을 통해 이루어집니다. 이 반응은 금속의 가장 바깥층을 불투수성의 보호막으로 전환시키며, 이 막은 페인트와 같은 추가 코팅이 아니라 부품 자체에 통합된 구조입니다.

분자 수준에서 크로메이트 용액은 아연과 반응하여 표면의 미세한 두께를 소모하고, 주로 크롬 산화물로 구성된 새로운 안정된 화합물층으로 대체합니다. Valence Surface Technologies 에 따르면, 이러한 패시베이션 층은 습도와 산소와 같은 외부 환경 요인으로부터 금속을 효과적으로 차단하여 부식을 방지합니다. 이는 백색 부식(white rust 또는 white corrosion)이라 불리는 특정 형태의 열화가 발생하기 쉬운 아연 다이캐스트 부품에 특히 중요합니다.

페인팅이나 분체 코팅은 기판 위에 별개의 층을 추가하는 반면, 크로메이트 변환 코팅은 기존 표면을 화학적으로 변화시킵니다. 이로 인해 치수 변화가 최소화되며, 이는 정밀한 공차를 가진 정밀 엔지니어링 부품에서 중요한 요소입니다. 또한 이 코팅은 아연의 전기 전도성을 유지하므로 접지가 필수적인 전자 장비 하우징 및 커넥터에 적합한 처리 방법입니다.

크로메이트 변환 공정: 단계별 개요

크로메이트 변환 코팅 적용은 정확한 농도, 온도 및 담금 시간 조절이 필요한 정밀한 다단계 공정으로, 균일하고 효과적인 마감을 구현합니다. 특정 공정 단계는 다를 수 있으나 아연 다이캐스트를 처리하기 위한 기본 과정은 철저한 준비와 통제된 화학적 담금을 포함합니다. 목표는 크로메이트 용액과 균일하게 반응할 수 있는 깨끗한 표면을 만드는 것입니다.

일반적인 적용 과정은 최대한의 접착력과 보호를 위해 설계된 순서를 따릅니다. 산업계의 모범 사례를 기반으로 이 공정은 다음과 같은 주요 단계로 나눌 수 있습니다.

1. 완전한 세척 및 탈지: 아연 다이캐스트 부품은 오일, 그리스, 먼지 및 기타 표면 오염물질로부터 완전히 제거되어야 합니다. 일반적으로 알칼리성 세제 또는 용매를 사용하여 이를 수행합니다. 잔류물이 있으면 아연과 크로메이트 용액이 제대로 반응하지 못해 불균일하거나 효과가 떨어지는 코팅이 형성되기 때문에 깨끗한 표면은 필수적입니다.
2. 세척(린싱): 세척 후에는 부품을 물로 철저히 헹구어 잔류 세제를 모두 제거합니다. 이 단계는 후속 화학 욕의 오염을 방지하기 위해 매우 중요합니다.
3. 산식각 또는 탈산화(선택 사항): 아연 표면의 상태에 따라 약한 산 용액을 사용하여 기존의 산화물을 제거하거나 표면을 약간 에칭할 수 있습니다. 이를 통해 변환 반응이 일어나기 더 유리한 활성 표면을 만들 수 있습니다. 이후 다시 한 번 헹굼 과정을 거칩니다.
4. 크로메이트 용액 침지: 청소된 부품을 크로메이트 용액이 포함된 화학 욕에 담그게 됩니다. 침지 시간, 용액 온도 및 화학 조성은 정밀하게 조절되며, 이러한 요소들은 최종 코팅층의 두께, 색상 및 보호 특성을 결정합니다.
5. 최종 헹굼 및 건조: 침지 후에는 잔류 크로메이트 용액을 제거하기 위해 부품을 다시 헹굽니다. 이후 따뜻한 공기 등을 이용해 신중하게 건조시킵니다. 코팅층은 일반적으로 처리 직후에는 부드럽고 젤라틴 상태이며 완전히 경화되고 단단해지기까지 시간이 소요되며, 이 과정은 최대 24시간까지 걸릴 수 있습니다.

크로메이트 코팅의 종류: 6가 크로뮴 대 3가 크로뮴 및 색상 지시체

크로메이트 변환 피막은 사용되는 크롬의 화가 상태에 따라 전통적인 6가 크롬(Cr6+)과 보다 현대적이고 환경 친화적인 3가 크롬(Cr3+)의 두 주요 유형으로 광범위하게 분류된다. 이 구분은 규제 준수, 안전성 및 적용 선택에서 매우 중요하다. SKS Die Casting 이 지적하듯, 6가 크롬은 그 독성과 발암성 때문에 RoHS(유해물질제한지침) 등의 지침에 의해 현재 엄격히 제한되고 있다.

6가 크롬은 수십 년 동안 산업 표준으로 여겨져 왔으며, 우수한 내식성과 미세한 긁힘 부위를 스스로 재피막 처리할 수 있는 자가 치유 특성 덕분에 높이 평가받아 왔다. 그러나 중대한 건강 및 환경 위험성으로 인해 산업 전반적으로 더 안전한 대체재로의 전환이 가속화되고 있다. 3가 크롬은 전작보다 높은 독성이 없으면서도 충분한 내식성을 제공하며, 이러한 대체재 중 가장 선도적인 존재이다. National Plating Company , 3가 크롬 처리는 RoHS 및 REACH 규정을 준수하므로 자동차 및 전자 산업 등 신제품의 표준으로 자리 잡고 있습니다.

이러한 유형 간의 선택은 성능, 안전성, 규정 준수 사이의 타협을 필요로 합니다. 아래는 주요 특성에 대한 비교입니다:

최종 코팅의 색상은 일반적으로 코팅 두께와 부식 저항 수준을 나타내는 기능적 지표입니다. 이는 6가 크롬 처리 코팅에서 특히 두드러지며, 여기서 투명하거나 청색 마감은 기본적인 보호 기능을 제공하고, 노란색 또는 금색은 더 나은 내식성을 제공하며, 올리브 드래브 또는 검정색은 가장 높은 수준의 보호를 제공합니다. 3가 크롬 처리 코팅은 일반적으로 투명하지만, 식별 또는 미적 목적을 위해 이러한 색상으로 염색할 수 있습니다.

주요 장점 및 산업 응용 분야

아연 다이캐스트에 크로메이트 변환 코팅을 적용하는 이유는 부품의 성능과 수명 향상에 직접적으로 기여하는 다양한 기능적 이점 때문입니다. 이러한 장점들로 인해 신뢰성이 매우 중요한 여러 산업 분야에서 필수적인 마감 공정으로 자리 잡고 있습니다. 주요 이점은 부식 보호, 표면 처리 및 기반 금속의 고유 특성 유지와 직접적으로 연결됩니다.

이 코팅을 적용할 때 얻을 수 있는 가장 중요한 이점은 다음과 같습니다:

• 강화된 방식성: 주요 기능은 아연 기판을 백색 부식을 유발하는 환경 요소로부터 보호하는 것입니다. 이는 특히 습한 또는 약간 부식성인 환경에서 부품의 사용 수명을 크게 연장시켜 줍니다.
• 도장 및 마감층의 접착력 향상: 코팅은 화학적으로 불활성이고 안정적인 표면을 형성하여 탁월한 프라이머 역할을 합니다. 도료, 분체 코팅 및 접착제는 아연 도금면 그대로보다 크로메이트 처리된 표면에 더 강하게 결합하여 벗겨짐, 찢어짐 또는 박리의 위험을 줄입니다.
• 전기 전도성 유지: 페인트나 양극산화처리 같은 두꺼운 코팅과 달리 크로메이트 필름은 매우 얇아 전류가 통과할 수 있도록 해줍니다. 이는 접지 또는 EMI 차폐가 필요한 전자 장비 외함, 커넥터 및 섀시 부품에 이상적입니다.
• 최소한의 치수 변화: 이 코팅은 극도로 얇아서—종종 1마이크론 미만—부품의 치수를 실질적으로 변경하지 않습니다. 조립 시 정확하게 맞물려야 하는 높은 정밀도와 엄격한 공차를 가진 부품에서는 이것이 특히 중요합니다.

이러한 장점들로 인해 크로메이트 변환 코팅은 다양한 산업 분야에서 없어서는 안 될 존재가 되었습니다. 자동차 산업에서는 부식을 방지하기 위해 패스너, 브래킷 및 연료 시스템 부품에 이 코팅이 사용됩니다. 전자 산업은 하우징, 히트 싱크 및 커넥터에 의존하고 있습니다. 내구성과 신뢰성이 중요한 금속 부품이 요구되는 산업용 기계, 하드웨어 및 항공우주 분야에서도 이 코팅을 찾아볼 수 있습니다. 예를 들어, 견고한 다이캐스트 부품 제조업체들은 자동차 산업의 엄격한 품질 및 내구성 기준을 충족하기 위해 이러한 고품질 코팅에 의존합니다.

자주 묻는 질문

1. 크로메이트 변환 코팅은 RoHS 규제에 적합한가요?

사용된 크로메이트의 종류에 따라 다릅니다. 6가 크롬(Cr6+)을 사용하는 코팅은 해당 물질의 독성 때문에 RoHS 규제에 부적합합니다. 그러나 최신의 3가 크롬(Cr3+) 변환 코팅은 RoHS 및 REACH 규제에 완전히 적합하며, 규제 대상 산업의 신제품 표준으로 자리 잡고 있습니다.

2. 크로메이트 변환 코팅의 두께는 얼마나 됩니까?

크로메이트 변환 코팅은 극도로 얇으며, 일반적으로 0.25~1.0마이크론(0.00001~0.00004인치) 범위에 있습니다. 이처럼 최소한의 두께는 부품의 치수 공차에 영향을 주지 않으면서 보호 기능을 제공하기 때문에 중요한 장점입니다.

3. 크로메이트 변환 코팅 위에 페인트를 칠할 수 있나요?

네, 크로메이트 변환 코팅의 주요 장점 중 하나는 페인트, 분체 코팅 및 기타 유기 코팅층의 우수한 프라이머 역할을 한다는 것입니다. 후속 코팅층의 접착력을 크게 향상시켜 더욱 내구성 있고 오래 지속되는 마감 효과를 제공합니다.