TL;DR

스탬핑된 자동차 부품의 경우, 부식 저항성과 내구성을 위한 산업 표준은 "이중 코팅 시스템(Duplex System)"입니다—즉, 전착도장 프라이머 다음으로 분체 도장 상단 코팅(Powder Coat topcoat) 을 적용하는 방식입니다. 이 조합은 침지 방식을 통해 깊은 오목부까지 보호하고, 분사 방식으로 돌멩이 충격과 자외선 노출에도 견딜 수 있도록 해줍니다. 코팅 두께를 최소화해야 하는 고강도 패스너 및 엔진룸 내 구성 부품의 경우, 아연-니켈 도금 6가 크롬 불포함(CrVI-free) 피막 처리한 아연 도금이 우수한 선택지이며, 일반 아연 도금의 염수 분무 시험 120~200시간에 비해 종종 1,000시간 이상을 초과합니다. ELV 지침(End-of-Life Vehicle directives) 을 준수해야 하며, 이에 따라 3가 크롬 화학물질로의 전환이 필요합니다.

"이중 코팅(Duplex)" 표준: 전기 도장(E-Coating) 대비 분체 도장(Powder Coating)

자동차 제조에서 단일 마감 공정만을 지정하는 것은 흔히 혹독한 도로 환경에 노출되는 외장 또는 섀시 부품에는 부족합니다. "이중 코팅 시스템(Duplex System)"은 전기 도장(Electro-coating, E-Coat) 그리고 분체 도장 부품 개별의 성능보다 더 뛰어난 마감을 구현하기 위함이다.

1층: E-코트(침지형 프라이머)

E코팅 또는 전기영동 코팅(electrophoretic deposition)은 마치 "도료 도금"과 같은 방식으로 작동한다. 프레스 성형된 부품이 수용성 용액 속에 담그면 전류가 흐르면서 균일한 보호층이 형성되며, 일반적으로 그 두께는 15–25마이크론 이며, 주요 장점은 투파 능력(throw power) —즉, 시야각 기반 스프레이 공정으로 도달할 수 없는 내부 형상, 맹공(blind holes), U자형 브라켓 내면 등까지 모두 코팅할 수 있는 능력—이다. E코트 없이는 복잡한 프레스 성형 컨트롤 암이 내부부터 녹이 슬게 된다.

2층: 분체 코팅(내구성 강한 상위 코트)

E코트는 전반적인 덮임성을 제공하지만, 일반적으로 자외선에 안정적이지 않아 햇빛 아래에서 가루가 일거나 색이 바랠 수 있다. 분체 코팅은 건조한 분말 형태로 정전기 방식으로 도포되며, 경화 과정을 거쳐 두껍고 튼튼한 '피막'을 형성한다(일반적으로 50–100+ 마이크론 이 층은 돌 파편(충격 저항), 자외선 방사 및 도로 잔해에 대한 필수적인 저항성을 제공합니다. E코트 위에 분체 코팅을 적용함으로써 엔지니어는 이중 방어를 달성합니다. E코트는 숨겨진 부위의 강철 기판을 부식으로부터 보호하고, 분체 코팅은 미적인 마감과 물리적 방어막을 제공합니다.

부식 방지: 도금 및 크롬 프리 전환

두꺼운 페인트 층이 나사산이나 조립 공차에 방해가 되는 패스너, 클립, 작은 스탬프 브라켓의 경우, 도금이 여전히 주류 선택입니다. 그러나 자동차 도금 분야는 환경 규제로 인해 급격히 변화하고 있습니다.

아연 대 아연-니켈 성능

표준 아연 도금은 비용 효율적이나 성능이 제한적이며, 일반적으로 중성 염수 분무 시험(ASTM B117)에서 120–200시간 후에 실패(적색 녹 발생)합니다. 중요한 자동차 응용 분야의 경우, 아연-니켈(Zn-Ni) 금판은 금판이 되었습니다. 니켈 함량이 12~16%로, Zn-Ni 코팅은 순수한 아연보다 훨씬 더 단단하고 열적으로 안정적인 장벽을 제공합니다. 10마이크론 Zn-Ni 층은 종종 1,000시간 이상 붉은 이 나타나기 전에 소금 스프레이 노출의 위험성, 많은 OEM 파워트레인 및 차시 사양에 필수적입니다.

ELV 지침 및 CrVI 없는 소화물

역사적으로, 아연 접착은 부식 저항을 위해 여섯 성능의 노란색 크로마트 (CrVI) 에 의존했습니다. 유럽 연합의 사용후기 차량 (ELV) 지침 독성 때문에 금지 된 CrVI, 산업은 3중성 크롬 (CrIII) 비활성화 현대 두꺼운 필름의 삼성 성분 패시바이트는 종종 상층 코팅으로 밀폐되며, 기존의 여섯성 성분 코팅의 성능을 충족하거나 초과합니다. 엔지니어들은 명시적으로 "CrVI-free" 또는 "trivalent passivate" (대부분의 ISO 19598 ) 를 통해 세계적 환경 표준을 준수하도록 보장합니다.

수소 부러짐 완화

고강도 철강 (장강성 > 1000 MPa) 으로 만든 스탬프 부품은 오줌 및 접착 과정에서 수소 부러지기 쉬운 성질을 갖는다. 수소 원자는 철망에 분산되어 부하하에서 갑작스러운, 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 이를 방지하기 위해, 사양은 의무적으로 베이킹 사이클 (일반적으로 190°C~220°C에서 4~24시간) 포착된 수소를 밀어내기 위해 접착한 직후.

표면 품질 및 결함 문제 해결

최종 완성품의 품질은 원료로 찍힌 부품의 품질과 밀접하게 연결되어 있습니다. 가공 과정 은 표면 결함 을 숨기기 보다는 강조 하는 과정 이 많다.

• 은 가장자리: 코팅은 고장 때 날카로운 가장자리에서 떨어져 "변이 미끄러움"효과로, 부식에 노출됩니다. 기계적 링 또는 텀블링은 균일한 코팅 접착을 보장하기 위해 스탬프 된 부품의 거래 불가능한 사전 처리입니다.
• 오렌지 필: 파우더 코팅에서 흔히 발생하는 결함으로, 마감면이 오렌지 껍질의 질감과 유사하게 나타나는 현상이다. 이는 일반적으로 파우더를 너무 두껍게 도포하거나 경화 속도가 너무 빠를 때 발생한다. 큰 평면을 가진 프레스 성형 부품의 경우, 이러한 시각적 결함은 반품 사유가 될 수 있다.
• 기름 및 윤활제 잔여물: 프레스 성형 장비는 용접 또는 열처리 과정에서 탄화될 수 있는 강력한 윤활제를 사용한다. 마감 처리 전에 강한 알칼리성 세척이나 증기 탈지로 이러한 잔여물을 제거하지 않으면 최종 코팅층에 벗겨짐(박리) 및 벌링(blisters)이 발생할 수 있다.

기능에 맞는 마감 선택: 적용 매트릭스

적절한 마감 방식을 선택하려면 구성 부품의 위치와 그에 따른 환경 스트레스 요인을 대응시켜야 한다. 사양을 결정할 때 아래의 의사결정 매트릭스를 활용하라:

주요 자동차 표준 및 사양

신뢰할 수 있는 조달은 국제적으로 인정된 표준 준수에 달려 있습니다. 구매팀은 공급업체 역량을 검증하기 위해 이러한 기준에 대한 검증을 요구해야 합니다.

• ASTM B117 / ISO 9227: 보편적인 표준으로 중성 염수 분무(NSS) 시험을 말합니다. 실제 사용 수명을 정확히 예측하지는 못하지만, 비교 평가를 위한 주요 지표입니다(예: 흰색 백악 생성 전 최소 480시간 통과 필요).
• ISO 19598: 철강 위의 아연 및 아연 합금 도금층에 대한 크롬6가(CrVI) 프리 보호 처리를 규정하는 표준.
• ASTM B841: 전기 도금된 아연-니켈 합금 코팅을 위한 특정 표준으로, 최적의 내식성을 위해 요구되는 니켈 함량(12–16%)을 명시함.
• IATF 16949: 특정 코팅 규격을 넘어서서, 전반적인 품질 관리 시스템이 매우 중요합니다. 예를 들어 소이 메탈 테크놀로지 와 같은 공급업체는 IATF 16949 인증 절차를 활용하여 프로토타입에서부터 대량 생산에 이르기까지 정밀 스탬핑 부품이 엄격한 글로벌 OEM 표준에 따라 일관된 표면 품질과 치수 정확도를 유지하도록 보장합니다.

결론

자동차 스탬프 부품의 표면 마감은 더 이상 외관상의 문제를 넘어, 장기 보증 조건과 엄격한 환경 규제에서 비롯된 복잡한 공학적 과제입니다. 아연-니켈 그리고 CrVI-free passivates 는 기능성 하드웨어의 새로운 기본 기준이 되었으며, 한편 Duplex E-Coat/Powder 시스템은 구조적 내구성 분야에서 여전히 최고의 선택지로 자리 잡고 있습니다.

엔지니어와 조달 전문가에게 성공은 상세한 명세에 달려 있습니다. 도금 두께, 염수 분무 시간, 수소 취성 완화 사이클을 정확하게 정의함으로써 현장에서의 비용 소모적인 고장을 방지할 수 있습니다. 제조업체는 이러한 현대 기준에 설계 선택을 맞추어, 스탬프 부품이 자동차 수명 주기의 혹독한 현실 속에서도 생존할 수 있도록 보장합니다.

자주 묻는 질문

1. E코팅과 분체 코팅의 차이점은 무엇입니까?

E코팅(전기 코팅)은 전류를 사용하여 내부 오목부나 은폐된 부분까지 균일하게 얇은 필름(15–25마이크론)을 형성하는 침지 공정으로, 프라이머 역할을 하는 데 이상적입니다. 분체 코팅은 건식 분사 공정으로 더 두꺼운 층(50마이크론 이상)을 적용하여 충격 저항성, 자외선 안정성 및 외관이 뛰어나지만, E코팅만큼 깊은 내부 표면을 효과적으로 코팅할 수는 없습니다.

2. 자동차 부품에 있어 표준 아연 도금 대비 아연-니켈 도금이 선호되는 이유는 무엇입니까?

아연-니켈 도금은 훨씬 우수한 부식 저항성과 내열성을 제공합니다. 일반 아연 도금은 염수 분무 시험에서 120시간 후에 실패할 수 있는 반면, 아연-니켈 도금(니켈 함량 12~16%)은 일반적으로 1,000시간 이상 견딥니다. 또한 경도가 높고 알루미늄 부품과 접촉할 때 갈바니식 부식이 발생할 가능성이 적어 현대 자동차 보증에 필수적입니다.

3. 자동차 부품의 표준 염수 분무 시험 지속 시간은 얼마인가요?

요구사항은 부품 위치에 따라 다릅니다. 실내 부품의 경우 백색 녹 발생 전까지 96~120시간 정도만 요구되는 반면, 차체 하부 및 외장 부품은 일반적으로 붉은 녹 발생 없이 중성 염수 분무(ASTM B117) 시험에서 480~1,000시간 이상의 내구성이 필요합니다. GM, 포드, 폭스바겐 등의 OEM별 규격이 정확한 시험 시간을 규정하는 경우가 많습니다.

4. 도금된 스탬프 부품에서 수소 취성은 어떻게 방지하나요?

고강도 강재 부품(일반적으로 경도가 31 HRC 초과 또는 인장강도가 1000 MPa 초과인 부품)은 도금 후 즉시(보통 1~4시간 이내) 베이킹 공정을 거쳐야 합니다. 이러한 부품을 190°C~220°C에서 최소 4시간 동안 가열하면 강재 내에 갇힌 수소가 확산되어 하중 하에서의 취성 파손을 방지할 수 있습니다.

5. 도장 마감에 영향을 주는 스탬프 부품의 일반적인 표면 결함은 무엇입니까?

일반적인 결함으로는 날카로운 모서리에서 코팅 누락을 유발하는 버(burr), 접착 불량을 일으키는 윤활제 잔류물, E코트와 같은 얇은 코팅 아래에서도 드러나는 흠집이나 다이 자국 등이 있습니다. 이러한 문제를 예방하기 위해서는 마감 처리 전 적절한 버 제거 및 철저한 세척/탈지 과정이 매우 중요합니다.