자동차 금속용 아연도금 이해하기

도면에 표기된 '아연도금(Galvanized)'이란 무엇을 의미하며, 왜 많은 자동차 부품들이 아연 코팅을 요구할까요? 아연도금이 무엇인지 또는 도금(galvanization)이 무엇인지 찾아보고 계시다면, 여기 엔지니어와 조달 관리자가 바로 활용할 수 있는 간단한 답변이 있습니다.

아연도금이란 무엇이며, 왜 아연이 강철을 보호하는가

아연도금은 부식을 방지하기 위해 철강 또는 철에 아연 코팅을 입히는 과정입니다. 아연은 두 가지 방식으로 보호를 제공합니다. 첫째, 철강을 수분과 산소로부터 분리하는 물리적 장벽을 형성합니다. 둘째, 아연은 스스로 희생되어 우선적으로 부식되므로 철강이 노출되더라도 아연이 먼저 반응하여 기반 금속을 보호합니다. 용융 아연 도금(hot-dip galvanizing)의 경우, 청정한 철강을 약 860°F(460°C)의 용융 아연에 담그면 금속 간 결합이 이루어지고 보통 눈에 보이는 결정상 무늬(spangle)가 생성됩니다. 철강을 꺼낸 후 표면은 공기와 반응하여 아연산화물, 그리고 이후 아연탄산염을 형성하며, 이 보호성 변색층(patina)은 시간이 지남에 따라 내구성을 더욱 향상시킵니다(National Material). 일반적인 환경에서 아연도금 강판은 최소한의 유지보수로도 오랜 사용 수명을 제공할 수 있습니다.

아연도금 = 장벽 작용과 희생 작용을 통해 철강을 보호하는 밀착된 아연층.

자동차 프로그램에서 아연도금 강판의 의미

자동차 도면에서 'galvanized'라는 단어는 여러 가지 관련 아연 코팅을 의미할 수 있습니다. 혼동을 피하기 위해 공정 방식을 명시해야 합니다. 아연도금강이 무엇인지 궁금하신가요? 아래의 방법 중 하나로 만들어진, 강철 위에 결합된 아연층을 가진 강철을 말합니다.

• 용융아연도금(HDG) 용융 상태의 아연에 담그는 방식으로 내구성 있는 결합층을 형성하며, 많은 부품에서 스팽글(spangle) 무늬를 확인할 수 있습니다. 일반적인 코팅 두께는 약 0.045~0.10mm이며, HDG는 실외 또는 습한 환경에서의 사용에 적합하며 라이닝 파이프 시스템에도 잘 어울립니다.
• 사전 아연도금(Pre-galvanizing) 코일 단계에서 조기에 아연을 도포한 후 다시 감아서 시트 제품에 빠르고 균일한 코팅을 제공합니다.
• 전기아연도금(Electrogalvanizing) 제조 초기 단계에서 전류를 이용해 강철 위에 아연을 도포하는 방식으로, 일부 맥락에서는 아연도금(zinc plating)이라고도 불립니다.
• 갈바니일 용융아연도금 후 인라인 어닐링을 거쳐 아연-철 합금층을 형성합니다. 표면은 매트 그레이 색상이며, 용접이 용이하고 페인트 접착력이 뛰어납니다. galvanising 은 종종 이 전체 계열을 비공식적으로 지칭하는 데 사용됩니다.

부식 성능을 저해하는 일반적인 오해

• 도금은 아연도금과 동일하지 않다. 아연 도금(전기아연도금)은 일반적으로 훨씬 얇은 층을 형성하며 실내 또는 약간의 부식 환경을 위한 것이다. 도로 염화물이나 해양 스플래시 구역에 도금 부품을 사용하면 조기 적색 녹이 발생할 수 있다. 이러한 노출 환경에는 HDG 또는 적절한 아연도금 시트를 선택해야 한다. 아연과 녹은 강철과 녹처럼 동일하게 작용하지 않는다. .
• 반짝이는 것이 더 낫다는 뜻은 아니다. 갈바니일드(Galvannealed)는 매트한 외관을 가지지만 도장 및 용접 특성이 우수하여 많은 BIW 부품에서 사용된다.
• 모호한 지시는 오류를 유발한다. 아연 코팅이라고만 기재하지 마십시오. 열처리 도금, 사전 아연도금 시트, 전기아연도금 또는 갈바니일드 등의 방법을 명시하고, 필요한 경우 목표 두께나 범위를 명확히 하십시오. 이렇게 명확성을 확보하면 조기 손상과 재작업을 방지할 수 있습니다.

기본 사항을 정리한 후 다음 섹션에서는 아연 코팅이 실제로 서비스 중에 어떻게 철강의 부식을 방지하는지 설명한다.

아연 코팅이 철강의 부식으로부터 보호하는 원리

도로의 염분과 스프레이 속에서도 자동차용 철강을 오래 살려주는 얇은 아연 층에 대해 궁금해본 적이 있나요? 복잡해 보이나요? 여기 바로 첫날부터 활용할 수 있는 간단한 과학 원리가 있습니다.

아연 도금이 어떻게 철강의 녹을 방지하는가

아연 도금층은 단순히 위에 덮인 페인트가 아닙니다. 깨끗한 철강이 용융 아연과 만나면, 철과 아연이 반응하여 감마(gamma), 델타(delta), 제타(zeta)의 강한 금속간 화합물층을 형성하고, 바깥쪽에는 거의 순수 아연으로 이루어진 유연한 외부 에타(eta)층이 생깁니다. 이 내부층들은 기반 철강보다 더 단단하며, 에타층은 작은 충격을 흡수하여 취급 및 마모에 저항력을 갖게 합니다. 또한 중요한 점은 아연 도금층이 모서리와 모퉁이를 따라 균일하게 형성되어 부식이 일반적으로 시작되는 부분인 얇은 지점을 피한다는 것입니다.

• 방벽 보호는 전해질이 철강에 닿는 것을 차단합니다.
• 전기화학적 또는 희생 작용은 아연과 녹이 서로 반응할 때 아연이 항상 먼저 부식되어 노출된 철강을 보호한다는 의미입니다.
• 패티나의 형성은 금속 위에 산화아연을 생성한 후 수산화아연으로 변환되며, 이후 안정적인 탄산아연으로 전환되어 추가적인 부식을 늦춘다.

내구성은 코팅 무게와 환경에 따라 달라지며, 두꺼운 아연 코팅일수록 일반적으로 더 오래 지속되며, 특히 열악한 대기 조건에서 더욱 그렇다. American Galvanizers Association.

사용 중 이러한 패티나는 부식 속도를 철강 본체 대비 극히 일부로 줄일 수 있으며, 최초 유지보수 시점은 코팅 두께가 증가함에 따라 늦춰진다. 금속간화합물과 에타층(eta layer) 구조는 아연 도금 금속이 필름의 완전성만 의존하는 다른 코팅보다 오래 지속되는 이유를 설명한다.

바디 인 화이트(Body-in-White)에서 절단면 보호가 중요한 이유

스크라이브 라인, 천공된 구멍 및 절단된 플랜지는 강철을 노출시킵니다. 이 경우 희생적 부식 행동이 안전 장치 역할을 합니다. 스크래치나 절단으로 인해 강철이 노출되더라도 주변의 아연이 우선적으로 부식되며 근처의 아연이 소모될 때까지 해당 부위를 보호합니다. 핫드ip 데이터에 따르면 붉은 녹이 발생하기 전까지 약 6mm 직경의 작은 노출 부위는 음극 방식으로 보호될 수 있으며, 엣지 노출이 불가피한 BIW(바디 인 화이트) 이음매와 헴 플랜지에서는 이러한 특성이 특히 중요합니다. 아메리칸 갤버나이저스 협회 .

아연도금 표면조차 부식되는 경우

흰색 또는 붉은 얼룩이 생겼다고 해서 항상 고장 상태를 의미하는 것은 아니지만, 이는 개선이 필요한 환경 조건을 나타냅니다.

• 새로 도금된 아연 표면에 습기가 갇히면 탄산염 피막이 형성되기 이전에 아연이 부식되면서 부피가 큰 흰색 물질인 웻 스토리지 스테인(wet storage stain)이 발생할 수 있습니다. 정상적인 피막이 형성될 수 있도록 부품을 건조하고 통풍을 잘 시켜야 합니다.
• 산성 또는 알칼리성이 강한 물과 극단적인 pH 환경은 아연도금의 부식을 가속화할 수 있습니다. 아연은 pH 5.5에서 12.5 사이의 물에서 가장 안정적이며, 뜨겁고 빠르게 흐르는 물은 부식 공격을 증가시킬 수 있습니다.
• 해양 염분 및 제빙제에 포함된 염화물은 위험을 높이지만, 바닷바람에 포함된 천연 마그네슘 및 칼슘 염은 아연의 불활성화를 도울 수 있습니다. 염분이 쌓이지 않도록 설계하고, 가능하면 세척하십시오.
• 합금층이 표면에 노출될 경우, 노출된 철 성분으로 인해 약간의 갈색 얼룩이 나타날 수 있습니다. 이는 일반적으로 구조적 문제가 아니라 미관상의 문제입니다.

이러한 모든 영향과 위의 저장 최적 관행은 노르딕 갈바나이저(Nordic Galvanizers)의 아연도금 시스템에 대해 잘 문서화되어 있습니다. 자동차 개발팀이 기억해야 할 핵심은 간단합니다. 습기를 통제하고, 충분한 두께를 지정하며, 패티나(patina)가 형성되도록 하는 것입니다. 보호 원리가 명확해진 상태에서 다음 섹션에서는 부품별, 위험도 및 마감 계획에 따라 적절한 도금 방식을 선택할 수 있도록 열침금, 갈바니일드, 전기아연도금 공정을 비교합니다.

자동차 부품용 열침금, 갈바니일드, 전기아연도금 비교

아연 도금 방식을 선택하는 것은 어려울 수 있습니다. 어떤 아연 코팅이 부품 사양, 마감 계획 및 예산에 맞는지 어떻게 결정할 수 있을까요? 프로그램에서 부품이 성형되고, 조립되며, 마감되는 방식에 따라 공정 능력을 일치시키는 것으로 시작하세요. 주요 종류의 아연 도금 강판과 그 제조 방법에 대한 개요는 'Four Steels' 공정 요약을 참조하십시오.

사용 사례별 적절한 아연 도금 방법 선택

위의 모든 공정은 핫드ip 갈바니화, 핫디핑 갈바나이징, 전기아연도금, 갈바닐링, 셰라다이징 포 스틸( Four Steels) 등을 포함하는 일반적인 아연도강 유형에 속함

도장성 및 용접성 고려사항

• Galvannealed GA는 아연-철 합금 코팅을 형성합니다. 이 코팅은 아연도금보다 더 단단하며 표면 손상에 대한 내성이 뛰어나고, 용접성 또한 우수합니다. 또한 용접 시 발생하는 유해가스가 적지만, 적절한 환기와 개인 보호 장비(PPE) 착용이 여전히 필요합니다 Xometry.
• 아연도금 코팅은 용접이 가능하지만, 아연 산화물 가스 발생 및 스패터, 융합 불량 등의 문제가 생길 수 있으므로 작업 절차를 철저히 관리해야 합니다. 많은 팀에서는 가능하면 도금 전에 부품을 용접합니다 Xometry.
• Sherardizing 처리는 균일한 표면을 제공하여 도장의 기초로 매우 적합하며, 마감 공정을 간소화할 수 있습니다 Four Steels.

코팅 두께 과다 시 피해야 할 경우

• 연속 라인에서 생산된 프리갈바니zed 시트는 일반적으로 상대적으로 얇은 층을 가지며, 이는 후속 성형 및 치수 조절에 유리합니다 Four Steels.
• 일괄 열침적 아연 도금 부품은 마모 저항성을 향상시키는 강력한 금속간 화합물층을 형성합니다. 조립체의 맞춤성과 외관 목표에 이 결합된 층이 효과적으로 작용할 수 있도록 공차와 마감 공정을 계획하세요. Four Steels.
• 용접성을 우선시한다면, 아연-철 합금 코팅을 가진 갈밴니일드Galvannealed는 일반 아연 도금 시트보다 스팟 용접에서 더 넓은 공정 창을 제공합니다. Xometry.

공정이 부품에 적합하게 매칭된 후 다음 단계는 열침적 아연 도금 코팅이 라인에서 어떻게 제조되고 관리되는지 이해하는 것입니다. 다음 섹션에서는 품질을 좌우하는 제어 요소와 함께 열침적 아연 도금 공정을 단계별로 안내합니다.

열침적 아연 도금 공정의 단계와 제어

브래킷들이 아연 용탕 속으로 내려가는 장면을 볼 때, 최종 두께와 품질을 실제로 결정하는 것은 무엇일까요? 현대적인 아연 도금 공장에서 자동차 부품의 코팅 일관성을 유지하는 핵심 요소들과 함께 확인할 수 있는 열침적 아연 도금 공정을 아래에서 살펴보겠습니다.

단계별 열침적 아연 도금

1. 탈지 및 청소 알칼리성 또는 약한 산성 세제를 사용하여 오일, 페인트 자국 및 오물을 제거합니다. 중금유 오염물질이나 용접 슬래그는 샷 블라스팅과 같은 기계적 방법으로 제거합니다. 점검 포인트 표면이 눈에 띄게 깨끗해야 아연이 균일하게 반응할 수 있습니다 Stavian Metal.
2. 오리 황산 또는 염산을 사용하거나 연마 블라스팅을 통해 밀 스케일과 녹을 제거합니다. 점검 포인트 균일한 금속 광택은 산화물이 제거되었음을 나타냅니다 Stavian Metal.
3. 플럭싱(Fluxing) 플럭스 용액에 담그거나 플럭스 챔버를 통과시켜 잔류 산화물을 제거하고 침지 전까지 표면을 보호합니다. 점검 포인트 균일하고 지속적인 플럭스 필름이 존재해야 합니다 Stavian Metal.
4. 용융 아연에 침지 아연 함량이 최소 98% 이상이며 일반적으로 약 450–460°C로 유지되는 아연 용액에 부품을 낮춥니다. 철과 아연은 상호 금속층을 형성하며 외부에는 에타(e) 아연층이 생겨 핫디핑 아연도금 코팅을 만듭니다. 점검 포인트 튜브형 또는 포켓 구조 영역에서 공기가 갇히지 않도록 완전한 도포가 이루어져야 하며, 적절한 배출을 위해 부품을 경사지게 낮춥니다 Stavian Metal.
5. 인양, 배수 및 마감 처리 금속 과잉을 제거하고 균일성을 향상시키기 위해 인출 속도를 조절하거나 배수, 진동 또는 원심분리하십시오. 점검 포인트 무거운 흐름이나 노출된 부분 없이 매끄럽게 흘러내리는 Stavian Metal.
6. 냉각 또는 불활성화 표면을 안정화하기 위해 공기 냉각하거나 불활성화 용액에서 급냉하십시오. 점검 포인트 후속 마감 공정을 위해 일관된 외관을 갖춘 Stavian Metal.
7. 검사 지정된 표준에 따라 외관 및 코팅 두께를 확인하십시오. 점검 포인트 코팅 측정값을 기록하고 재작업이 필요한 사항을 메모하십시오, Stavian Metal.

욕조 온도가 코팅 두께에 미치는 영향

욕조 온도가 용융 아연 도금 코팅 두께에 미치는 영향은 직접적입니다. 높은 온도는 아연-철 반응을 가속화하여 더 두꺼운 금속간 화합물층을 형성하며, 반면 반응성이 높은 강재의 경우 도금 두께를 제어하기 위해 용해조 온도를 낮추는 것이 효과적입니다. 참고 자료에서는 약 820°F 이하로 온도를 낮추면 성장 속도가 느려져 과도한 두께나 취성을 발생시키기 전에 부품을 인출할 수 있는 시간을 확보할 수 있다고 안내하고 있습니다. 침지 시간 또한 중요한 요소이며, 반응성 강재의 경우 시간당 거의 선형적으로 두께가 증가하므로 짧은 침지 시간이 두께를 제한하는 데 도움이 됩니다. 아메리칸 갤버나이저스 협회 .

온도와 침지 시간이 코팅 성장을 결정합니다. 강재의 반응성과 목표 두께에 맞춰 두 조건을 설정하세요.

치수 관리를 위해서는 모든 표면이 두께가 증가한다는 점을 기억해야 합니다. 연마나 재가공 없이 최종적으로 용융 아연 도금된 강재가 조립될 수 있도록 중요 부위의 맞춤 및 구멍 크기를 계획해야 하며, 특히 용융 아연 도금된 브래킷 및 용접 프레임에서 이 점을 고려해야 합니다.

강재 성분 및 표면 처리의 영향

모든 강철이 동일하게 반응하는 것은 아니다. 특히 Sandelin 범위에 속하는 고실리콘 강철은 더 반응성이 높다. 일반적으로 두 가지 실용적인 제어 방법이 사용된다. 첫째, 용탕 성분을 조절하는 것으로, 니켈을 첨가하면 반응성 높은 열처리에서 코팅 성장을 줄일 수 있다. 둘째, 블라스팅을 통해 표면 프로파일을 증가시켜 금속간 화합물 결정이 서로 겹쳐 자라도록 유도함으로써 높이와 전체 두께를 제한하는 것이다. 이러한 두 가지 방법은 American Galvanizers Association에서 도금 성장 관리를 위한 문서화된 대책이며, 침지 시간을 더욱 엄격히 관리하는 것도 포함된다.

설계는 여전히 중요하다. 세정 용액과 아연이 틈새에 갇히지 않도록 명확한 배기 및 배수 경로를 제공해야 한다. 공기가 배출될 수 있도록 용탕에 적재물을 경사지게 하강시키고, 배수가 느려지는 날카로운 주머니 구조는 피해야 한다. 이러한 작업 방식은 균일한 코팅을 지원하고, 열달구이아연도금 공정 중뿐 아니라 이후 Stavian Metal의 외관상 결함을 줄이는 데 기여한다.

공정 단계와 관리 항목이 정의된 후, 다음 섹션에서는 코팅 중량과 필요한 문서를 확보할 수 있도록 이를 명확한 표준 및 RFQ 문구로 전환하는 방법을 보여줍니다.

RFQ에 G90 아연 도금 및 아연도금 표준 명시

복잡해 보이시나요? RFQ를 작성할 때 몇 가지 정확한 기술 사항만 포함해도 혼란, 지연 및 재작업을 방지할 수 있습니다. 공정을 올바른 표준에 연결하고 두께가 어떻게 지정되며 검증되는지를 명시함으로써 시작하세요.

G시리즈 아연 도금을 읽는 방법 및 명세 작성 방법

G90은 연속 아연 도금 시트에 사용되는 ASTM A653 내의 코팅 중량 지정 번호이며, 독립적인 아연 도금 사양이 아닙니다. G90은 양면 합계 0.9oz/ft²로, 한쪽 면당 약 0.76밀(약 18µm)에 해당합니다. 그 밖의 일반적인 지정 번호로는 G60과 G185가 있습니다. 연속 시트 코팅은 거의 순수한 아연으로 이루어지며 균일하고 연성입니다. 일반적으로 한쪽 면당 두께는 약 0.25밀에서 거의 2밀까지이며, 이 정보는 미국 아연 도금 협회(American Galvanizers Association)의 자료를 기반으로 합니다. 제작 후 부품(랙, 프레임, 브래킷 등)에 대해 배치식 용융 아연 도금을 필요로 할 경우, G시리즈 지정 대신 ASTM A123을 참조하십시오.

자동차 조달에서 중요한 표준

• 코일 및 시트용 ASTM A653으로 G90 등의 G시리즈 지정 번호를 사용.
• 제작 후 아연 도금 제품(랙, 프레임, 브래킷 등)에 대한 ASTM A123.
• ISO 1461은 A123과 일반적으로 사용되는 국제 대안 규격이며, 최소 두께 값과 국소 두께 규정이 약간 다릅니다. 또한 ASTM 요구사항은 여러 항목에서 일반적으로 더 높은 편입니다. 두 규격 모두 널리 분산된 지점에서 기준 면적당 5회 이상 측정을 포함한 샘플링 및 측정 방법을 명시하고 있습니다. ISO 1461 대비 ASTM A123, AGA .
• ASTM A153은 일반적으로 ISO 1461 논의에서 언급되는 원심 주조용 패스너 및 소형 부품에 적용됩니다.

모호함을 방지하기 위해 도면 상에 간단한 아연도금 강철 정의를 포함하십시오. 예를 들어, 아연도금 강철을 ASTM A653 연속 판재 또는 ASTM A123 배치식 용융 아연 도금에 따른 아연 코팅이 있는 강철로 정의할 수 있습니다. 팀에서 아연도금 강철의 정의를 요청하거나 galvanised steel 정의가 필요하다고 할 경우, 해당 관리 규격을 직접 참조하게 하십시오.

수락 기준 및 문서 확인 체크리스트

• RFQ 및 도면에 이 문구를 사용하세요
  • ASTM A653 기준 강판, 최소 G90 아연 코팅, 이코트(e-coat) 적용 가능; ASTM A653에 따라 평균 코팅 중량을 검증하십시오.
  • ASTM A123에 따라 제작된 부품; 지정된 표준에 따라 코팅 두께를 측정하고 승인하며, 기준 위치와 측정값을 기록하십시오.
  • 해당하는 경우 ASTM A153에 따른 긴결재.
• 외관 주의사항: 연속 시트 방식의 거의 순수 아연 도금과 배치(batch) 방식의 금속간 화합물층 도금 사이에서 기대되는 아연도금 마감 상태를 명시함 코팅 종류 명확하게 기술되어야 합니다.
• 검사 및 기록에는 표준에 따른 두께 측정값, 샘플링 세부 사항, 그리고 적합성 증명서 또는 선언서가 필요합니다.

최신 표준 개정본을 사용하십시오. 만약 귀사의 OEM이 더 우선하는 사양을 가지고 있다면, 그 사양이 적용됩니다.

귀하의 사양이 확정되면 다음 단계는 도금이 양산 시 요구사항을 충족할 수 있도록 부품의 벤트, 배수구 및 조인트를 설계하는 것입니다.

아연도금 강판을 결함 없이 제작하기 위한 설계 규칙

중공 브래킷이나 용접 조립체를 양산할 때, 아연 도금 후에도 통기와 배수가 원활하고 여전히 정확하게 맞아들어갈 수 있을까요? 현장에서 검증된 이러한 규칙을 활용하여 처음부터 올바르게 강철 부품을 아연도금하고 재작업을 피하십시오.

결함을 방지하는 통기 및 배수 설계 규칙

아연도금 강판은 전면 침지 공정이므로 세척 용액과 용융 아연이 자유롭게 흐를 수 있어야 합니다. 공장에서의 작업 방향 기준 가장 높은 위치에 환기구를, 가장 낮은 위치에 배수구를 설치하십시오. 적절한 환기가 되지 않으면 갇힌 액체가 순간적으로 증기로 변해 최대 3600psi의 압력을 발생시켜 파열 위험과 도금 누락 부위가 생길 수 있습니다. 가새 모서리는 잘라내거나 모서리 근처에 구멍을 추가하고, 끝판에는 관통홀을 제공하여 유체가 고이거나 흐르는 현상을 방지하십시오(American Galvanizers Association, Venting & Drainage). 일반적인 방법으로는 보강재를 약 3/4인치 정도 잘라내고, 내부 모서리 근처에 배수를 위해 1/2인치 구멍을 배치하는 것입니다. 관형 부품의 경우 가능하면 양 끝을 열어두고 용접부 근처에 작은 외부 환기구를 설치하며, 항상 부품을 욕조에 기울여 담그는 방식으로 공기가 빠져나갈 수 있도록 하십시오.

맞물림 면 및 패스너 연결부 관리

먼저 도면에 맞닿는 면(faying surfaces)을 명확히 정의하세요. faying surfaces란 조립 후 접촉 상태를 유지하는 조인트의 접합면을 의미합니다. 아연도금된 강철 부품의 슬립-크리티컬 조인트의 경우, 일반적으로 무처리 열침아연도금 faying surfaces는 Class A 마찰 계수로 간주됩니다. 적절히 처리된 아연도금 표면 위에 승인된 아연 함유 코팅 시스템을 사용하면 더 높은 마찰 등급을 달성할 수 있습니다. 코팅을 보호하고 토크-장력 관계를 안정화하기 위해 항상 회전 부품 아래에 와셔를 사용해야 합니다. 아연도금 후 탭 가공을 실시하고, 볼트가 코팅된 구멍을 통과할 경우 여유 치수를 추가하거나 리밍 작업을 계획해야 합니다. 많은 팀에서는 슬립-크리티컬 조건에서 볼트 지름보다 약 1/8인치 정도 큰 구멍을 지정합니다. 이러한 사항들은 AGA 디자인 가이드에 종합되어 있으며, 코팅된 faying surfaces의 조인트 준비 및 패스너 취급 방법도 상세히 설명되어 있습니다. 아메리칸 갤버나이저스 협회, 디자인 가이드 .

용접, 마스킹 및 치수 제어

용접 부위를 철저히 깨끗이 하십시오. 코팅 전 모든 슬래그와 플럭스를 제거하고, 용접 부위에 과도하게 두껍고 거친 코팅을 형성할 수 있는 고실리콘 막대는 피하십시오. 겹쳐진 이음매는 봉합하거나 환기구를 설치하십시오. 갭이 좁은 경우 완전히 봉합 용접을 하거나 환기 구멍을 제공하며, 바(bar)들이 각도를 이루어 만나는 부위에서는 후속 아연 도금 공정에서 아연이 접합부에 잘 침투하도록 약 3/32인치의 갭을 남기는 것이 좋습니다. 움직이는 부품의 경우 코팅 후에도 힌지나 샤프트가 자유롭게 움직일 수 있도록 최소한 1/16인치의 반경 여유를 확보하십시오. 과도한 응력 집중을 피하고 아연 도금 온도에서 잔류 응력과 변형을 최소화하기 위해 충분한 곡률 반경을 사용하고, 날카로운 홈을 피며, 용접 순서를 사전에 계획하십시오. 이 공정은 강철을 약 830°F까지 가열하므로 열에 민감한 부품은 초기 단계에서 미리 표시하십시오. 부품이 추후 듀플렉스 처리될 예정이라면, 아연 도금 마감 처리를 사전에 조율하십시오.

1. 귀하의 아연 도금 업체와 방향성, 리프트 지점 및 용탕 탱크 적합성을 확인하십시오. 높은 지점에는 환기구를, 낮은 지점에는 배수구를 설계하십시오.
2. 코너 부위를 절단하거나 가새판 및 끝판 모서리 근처에 1/2인치 배수구를 추가하십시오. 보강재는 약 3/4인치 정도 절단하십시오.
3. 튜브의 경우 가능하면 끝부분을 열린 상태로 두고 용접 부근에 환기구를 설치하며, 막다른 공간은 피하십시오.
4. 피aying 표면, 조인트 유형 및 마찰 등급을 노트에 명시하고, 회전 부품 아래의 와셔 사용을 지정하십시오.
5. 코팅 후 너트 탭 가공을 수행하고, 볼트 천공 위치에는 구멍 여유를 추가하거나 리밍 작업을 지정하십시오.
6. 겹쳐진 부분은 밀봉하거나 환기 처리하고, 세척액이 고일 수 있는 틈새는 피하십시오.
7. 모든 용접 잔류 플럭스와 연기를 제거하고 아연도금과 호환되는 용접 소모품을 선택하십시오.
8. 아연도금 불가 영역을 명시하고 토크-장력 또는 전기 접촉을 유지하기 위해 필요한 경우 마스킹하십시오.
9. 움직이는 부품에 대한 여유 공간을 확보하고 금속간 화합물 성장이 맞춤에 영향을 줄 수 있는 위치에서는 공차를 확인하십시오.
10. 열에 민감한 구성 요소를 식별하고 아연도금 후 작업 여부를 확인하십시오.

• 마스킹 및 라벨링 규칙
  • 산에 강한 테이프, 수성 페이스트, 수지 기반 내열 페인트 또는 내열 그리스를 사용하여 도금 불가 영역을 마스킹하십시오.
  • 식별을 위해 기름 성분이 포함된 마커를 사용하지 마십시오. 예기치 않게 도금이 벗겨진 부분이 생길 수 있습니다. 물에 녹는 마커 또는 탈착 가능한 금속 태그를 사용하십시오.
  • 코팅 후 통기구 및 배수구를 닫아야 하는 경우, 플러그 위치를 명확하게 표시하십시오.
  • 이중 코팅 및 원하는 아연 도금 외관을 위한 전처리 공정을 맞추기 위해 작업 지시서상에 마감 계획을 기재하십시오.

팁: 아연 도금 후 전기영동도장(e-coat)을 실시할 경우, 전처리 공정을 고정하고 접착 문제를 방지하기 위해 조기에 도금 업체와 도장 공장과 협의하십시오.

출고 전 이러한 세부 사항들을 미리 계획하면, 아연 도금된 강철 부품은 깨끗하게 도포되고 원활하게 조립되며 다음 공정을 위해 준비된 상태가 됩니다. 다음으로, 접착력 저하 없이 도료, 전기영동도장(e-coat), 분체도장용 표면을 준비하겠습니다.

자동차 마감을 위한 아연 도금 강판의 도장 및 분체도장

새롭고 반짝이는 브래킷에서 도료가 벗겨진 적이 있으신가요? 아연 위에 마감 처리를 할 때는 표면 처리 여부에 따라 접착력이 결정됩니다. 설계 완료된 부품을 도로 환경에서도 견딜 수 있는 내구성 있는 도료 또는 분체도장 시스템으로 전환해 봅시다.

아연 도금면을 페인트 또는 전기영동 코팅(E-Coat)을 위해 준비하기

아연 도금강판에 성공적으로 도장하는 것은 표면 상태를 파악하고 ASTM D6386 가이드라인에 따라 아연 도금 협회(American Galvanizers Association)의 지침에 따라 청소 및 프로파일링을 수행하는 것으로 시작됩니다.

1. 복합 코팅(다중 방식) 적용 의도를 조기에 협의하세요. 도장할 부품의 경우 급냉 탈활성 처리(quench passivation)를 하지 않도록 아연 도금 업체에 요청하십시오. 확실하지 않은 경우 ASTM B201에 따라 탈활성 여부를 테스트하십시오.
2. 표면 상태를 확인하십시오. 새로 도금된 표면은 매끄럽고 프로파일링이 필요합니다. 부분적으로 노후화된 표면은 산화아연과 수산화아연이 존재하며 이를 제거해야 합니다. 완전히 노후화된 표면은 탄산아연으로 이루어져 있으며 일반적으로 약한 세척만으로 충분합니다.
3. 청소 전 경미한 연마 또는 다듬질을 통해 울퉁불퉁한 부분, 흐름 자국, 떨어진 자국 등을 평평하게 만드십시오. 기저 코팅을 손상시킬 정도로 깊게 절단하지 마십시오.
4. 유기물을 제거하십시오. 약한 알칼리성 세제를 물 10:세제 1 비율로 사용하되, 압력을 1450 PSI 이하로 유지하십시오. 또는 약한 산성 용액을 물 25:산 1 비율로 사용하고, 2~3분 이내에 헹구거나 깨끗한 천으로 용제를 이용해 닦아내십시오.
5. 담수로 헹구고 건조하십시오. 도장까지의 시간을 최소화하고, 건조 후 12시간 이내에 코팅을 적용하는 것을 목표로 하십시오.
6. 표면을 프로파일링하십시오. 가능한 방법으로는 입자 크기 200–500마이크로미터 및 모스 경도 ≤5인 연마재를 사용하여 30–60도 각도로 스윕 블라스팅하거나, 최대 13마이크론 두께의 필름을 형성하는 워시 프라이머, 아크릴계 사전처리, 또는 약 1밀(25마이크론) 제거량까지 신중한 전동공구 그라인딩이 포함됩니다.

• 범주별로 호환되는 표면 처리 및 프라이머
  • 화학적 에칭과 접착력 향상을 위한 워시 프라이머
  • 침지, 유동 또는 분무 방식으로 도포되는 아크릴계 사전처리제
  • 아연 손상을 피하기 위해 프로파일 한도 내에서 스윕 블라스팅 수행
  • 분체 도장 공정을 위한 아연 인산염 변환 처리
  • 요구된 아연 페인트 마감을 달성하기 위해 아연 코팅 페인트 시스템에 관해 공급업체에 문의하십시오.

아연 위에서는 코팅 두께만큼이나 사전처리 품질이 중요합니다.

접착력 실패 없이 아연 위에 분체 도장

아연 도금 부품에 분체 코팅을 할 수 있습니까? 미국 아연 도금 협회(American Galvanizers Association)의 ASTM D7803 준비 절차를 따르면 가스 발생과 접착력 저하를 피할 수 있으므로 가능합니다.

• 표면을 새로 도금된 상태 또는 부분적으로 노후화된 상태로 구분한 후, 돌기, 흐름 자국 및 슬래그를 제거하십시오.
• 위와 같이 세척한 후 물로 헹구고 완전히 건조시키십시오. 열풍 건조가 바람직합니다.
• SSPC SP16 기준 스윕 블라스팅, 아연 인산염 변환 처리, 또는 파워툴 연마를 통해 표면을 프로파일링하십시오.
• 코팅 전 사전 베이킹을 실시하여 갇힌 수분과 공기를 제거하고 핀홀 및 벌링(blisters)을 방지하십시오. 오븐 온도를 분체 코팅 경화 온도보다 약 30°C 높게 설정하고, 부품이 오븐 온도에 도달하거나 최소한 1시간 동안 베이킹하십시오.
• 베이킹 후 즉시 분체 코팅을 적용하고 분체 제조사의 지침에 따라 경화하십시오. 이 복합 처리 방식은 긴 수명을 위한 아연 도금 및 분체 코팅된 조립품을 제공합니다.

열처리 및 코팅 성능에 미치는 영향

열 사이클이 중요합니다. 도장 또는 분체 코팅을 할 부품의 경우, 패시베이션이 접착력을 저해할 수 있으므로 급냉 패시베이션은 피해야 합니다. 프리베이킹은 가스 발생을 억제하고 접착력을 향상시킵니다. 조립 후 재가열을 포함하여 공정 노트에 베이크 및 경화 일정을 문서화하여 모든 생산에서 접착력과 외관의 일관성을 유지하십시오.

코일 또는 배치 방식으로 열달파 아연도금(HDG)된 표면에 잘 달라붙는 아연계 도료를 찾고 계십니까? 위에서 언급한 전기영동 도장(e-coat) 전처리 공정과의 호환성 및 적용 조건에 대해 도료 제조업체와 협의하십시오.

마감 공정이 확정되면, 다음 섹션에서는 부품이 라인에 투입되기 전에 흔히 발생하는 코팅 결함을 점검하고 신속하게 수정하는 방법을 제시합니다.

아연도금 코팅에 대한 검사, 품질 관리 및 문제 해결

양산 초기에 시간이 촉박하십니까? 이 집중적인 계획을 사용하여 부품이 라인에 들어가기 전에 아연도금 코팅을 확인하십시오.

검사 절차 및 측정 기술

1. 수령 시 시각적 검사 줄무늬나 흐름, 벗겨진 부분, 검은 점, 용접 부위의 변색, 재변색, 불균일한 회색 영역, 슬래그 돌기, 물집 또는 핀홀, 흰색 녹이 없는지 확인하십시오. 스크래치를 방지하기 위해 아연 코팅을 조심스럽게 다루십시오.
2. 사양 확인 여행자 문서 또는 인증서상의 공정 및 코팅 유형을 확인하고 도면 표준과 일치시키십시오. 부품이 배치식 HDG 또는 연속 시트 공정에 의해 아연 도금되었는지 여부를 기록하십시오.
3. 두께 측정 ASTM E376에 따라 자기식 또는 전자식 두께계를 사용하십시오. 최상의 실무 방법을 따르십시오: 최소 5회 이상 측정하고, 측정 지점 간 간격을 넓게 하며, 가장자리로부터 4인치 이상 떨어진 곳에서 측정하고, 가능하면 모서리 및 곡선 부위는 피하며, 예상 범위 위아래에서 셈으로 정확도를 재확인하십시오. 게이지 유형 및 절차에 대한 지침은 American Galvanizers Association의 가이드라인을 참조하십시오.
4. 분쟁 해결 중재 또는 연구개발(R&D)의 경우, 시료를 절단하여 광학 현미경으로 측정하십시오. 이 방법은 파괴적이며 작업자에 따라 결과가 달라질 수 있으므로 위의 동일한 가이드라인에 따라 특수한 경우에만 사용하십시오.
5. 작업 품질 점검 아연도강 공정에서 생성된 구멍과 가장자리의 균일한 배수 여부를 확인하십시오. 도장 또는 전기영동 코팅(e-coat) 이전에 손질이나 재작업이 필요한 부위는 표시하십시오.

흔한 코팅 결함 및 예방 방법

아연도강에서 자주 발생하는 문제점과 인식된 원인 및 치료법에 기반한 실용적인 해결책을 Steel Pro Group에서 제시합니다.

런칭 일정을 유지하는 승인 보고

• 로트 식별: 열처리, 부품 번호, 날짜, 공급업체
• 공정 및 코팅 유형: HDG 벌크 또는 시트, 참조된 표준
• 게이지 모델, 교정 실린더 ID 및 ASTM E376 기준 방법
• 측정 맵 위치, 각 영역당 최소 5회 측정, 개별 값 및 평균값
• 사진과 함께 시각적 평가 결과 및 처리 결정: 재작업, 승인 또는 불합격
• 재작업 지시사항, 재검사 데이터 및 최종 승인

결과를 지정된 표준 및 OEM 목표와 일치시키고, 관할 사양에서 명시된 수치 기준만 적용

검사를 정확히 수행한 후 다음 단계에서는 이러한 검사 기준을 수명 주기 결정, 수리 옵션 및 내구성 있는 아연 도금 조립품의 공급업체 선정과 연결합니다.

수명 주기 제한 및 입증된 조달 선택지

구매 중인 부품의 아연 도금은 담금질 아연도금(galvanized)과 동일합니까? 야외용 브래킷이나 실내 패스너에 대해 담금질 아연도금과 아연 도금을 비교할 때는 서비스 수명, 수리 가능성 및 납기 시간부터 고려하십시오. 올바른 선택은 성능과 제품 출시 일정 모두를 보호합니다.

지속 가능성 및 폐기 시 고려 사항

단가뿐 아니라 수명 주기에 주목하십시오. 장기적인 실외 보호를 위해서는 아연 도금보다 일반적으로 용융아연도금(HDG) 강철이 더 우수합니다. HDG는 더 두꺼운 야금학적으로 결합된 코팅을 형성하여 많은 환경에서 수십 년 동안 최초의 유지보수가 필요 없이 사용할 수 있는 반면, 아연 도금은 단기에서 중기적인 실내용 및 정밀 치수 적합성에 적합합니다. 두 방식 모두 희생양극인 아연에 의존하지만, 코팅 무게가 실외 수명을 결정합니다 M&W Alloys. 실외 사용에는 아연 도금과 아연도금 중 어느 쪽이 더 좋은가? 날씨나 제빙제 염에 노출되는 볼트 및 브래킷의 경우, HDG가 일반적으로 더 안전한 선택입니다. 소규모 현장 수리는 아연 스프레이 코팅이라고도 불리는 아연 함량이 높은 냉간 아연 도료로 실현 가능합니다. 사양이 허용하는 경우, 공장 내 재도금이나 재아연도금과 같은 재작업 방법도 존재하여 전체 교체 없이 서비스 수명을 연장할 수 있습니다.

제한 사항 및 고장 모드 완화 방법

• 환경이 중요합니다. 높은 습도, 해안 지역의 염분, 산업 오염은 아연 손실을 가속화합니다. 실외에서는 열직강도 도금(HDG) 또는 스테인리스가 선호되며, 실내에서는 도금만으로도 충분할 수 있습니다 (출처 동일) .
• 공차 관리. 아연 도금층은 얇아서 실내 부품의 경우 일반적으로 5~12마이크론 정도이며, 나사 및 정밀 맞춤 부위는 사양 내에서 유지됩니다. HDG 두께는 맞춤에 영향을 줄 수 있으므로, 큰 사이즈의 너트를 계획하거나 나사 후가공이 필요할 수 있습니다 (출처 동일) .
• 성형 및 접합. 도금 코팅은 심한 변형에도 잘 따르지만, HDG는 날카로운 굽힘에서 균열이 생길 수 있습니다. 아연도금 재료의 용접은 유해가스 제어가 필요하며, 절단면은 종종 아연 함유 페인트로 보수 작업이 필요합니다 (출처 동일) .
• 고강도 강재의 수소 취성 문제. 과거 아연 함유 프라이머는 이슈를 일으켰기 때문에, 중요한 부품은 반드시 검증되어야 합니다. 현재는 ASTM F519 방법을 사용하여 취성 감수성을 평가하고 있으며, 최근 연구에 따르면 일부 고강도 강재에서는 아연 프라이머가 취성을 유발하지 않을 수 있다는 가능성이 제시되고 있으나, 시험은 계속 진행 중입니다 NSRP .
• 외관 대비 내구성. 도금은 밝고 균일한 외관에서 우수합니다. HDG는 험난한 실외 환경에서의 내구성에서 우세합니다. 크로메이트 패시베이션 및 분체 코팅과 같은 후처리 공정은 단기 성능을 향상시킬 수 있지만, 실외에서 HDG가 가진 두꺼운 희생 양극층을 대체하지는 못합니다. (출처 동일) .

결정 프레임워크 및 RFQ 체크리스트

1. 환경 조건과 목표 수명을 정의하십시오. 실외 또는 염화물 노출에는 HDG를 사용하고 실내에는 도금을 사용하십시오. 견적 요청서(RFQ)에서 아연 도금 대 galvanized의 기대 성능을 비교하여 명시하십시오.
2. 규격 및 등급을 명시하십시오. HDG의 경우 ASTM A123을 명시하고, 도금의 경우 ASTM B633과 Fe Zn 두께 등급, 패시베이션 유형을 명시하십시오. 승인 시험도 포함하십시오.
3. 마감 처리 및 후처리를 명시하십시오. 크로메이트 또는 래커 필요 여부와 파우더 상단 코팅 필요 여부를 명기하십시오.
4. 맞춤 및 이음부를 관리하십시오. HDG의 경우 나사 가공 전략으로 너트를 오버사이즈하거나 용접 후 태핑을 계획하십시오. 도금의 경우 맞춤 보호를 위한 두께 등급을 확인하십시오.
5. 가공 공정 순서를 계획하십시오. 가능하면 도장 전에 용접을 수행하거나, 그렇지 않을 경우 화학 증기 제어 및 아연 풍부한 페인트로 절단면 수리 작업을 문서화하십시오.
6. 검사 및 기록. 코팅 두께 측정과 인증서를 요구하십시오. 샘플링 및 방법은 인용된 표준에 맞추어야 합니다.
7. 리드타임 및 생산 능력. 도금 업체는 소량 주문을 빠르게 처리할 수 있지만, HDG 용탕은 일반적으로 일정 조율이 필요합니다. 평균 납기일과 최대 생산 능력을 문의하십시오.
8. 재작업 절차. 부품이 사양을 충족하지 못할 경우 도금 제거 후 재도금 또는 재아연도금 옵션이 가능한지 확인하십시오.

조달 메모에 붙여넣을 수 있는 간단한 FAQ. 실외용 패스너의 경우 아연 도금 대 아연도금: HDG를 선택하십시오. 아연 도금이 아연도금과 동일한가요? 아니요, 코팅 구조와 두께가 다릅니다. 정밀한 맞춤이 필요한 경우 아연 도금 대 아연도금 강철은 일반적으로 도금(HDG 아님)을 의미합니다. (출처 동일) .

성형, 용접, 아연 코팅 및 마감 공정을 엄격한 PPAP 일정 내에서 통합하여 수행할 수 있는 종합 파트너가 필요하다면, IATF 16949 인증 업체를 벤치마킹해 보십시오. 예를 들어 Shaoyi는 자동차 품질 시스템을 갖춘 통합 금속 가공 및 표면 처리 서비스를 제공합니다. 해당 역량은 다음에서 확인 가능: shao-yi.com . 비용과 용량에 대해 항상 여러 개의 적격 공급처를 비교하십시오.

야외 내구성을 위해 HDG를 선택하고 적절한 표준을 명시하십시오. 밀착 조립이나 실내 사용의 경우 도금을 사용하십시오. 검사 및 수리 방법을 문서화하고, 복잡한 조립품의 경우 전문가와 상의하십시오.

아연도금 및 아연 코팅에 대한 자주 묻는 질문

1. 아연도금 처리 과정은 무엇입니까?

아연 도금은 다음과 같은 과정을 거칩니다. 용융 아연 도금의 경우, 강재를 세척하고, 산세 처리한 후 플럭스 처리를 거쳐 용융 아연에 담근 다음 냉각시키고 검사를 실시합니다. 이 과정을 통해 아연-철 합금층이 형성되며, 외부에는 아연 층이 존재하여 장벽 작용과 희생 양극 작용으로 보호 기능을 제공합니다. 생산 과정에서 코팅 품질과 두께는 욕조 온도, 침지 시간, 강재의 화학 조성 등의 공정 조건에 의해 결정됩니다.

2. 아연 코팅의 단점은 무엇입니까?

잠재적인 단점은 공정과 용도 간 부적합에서 비롯됩니다. 두꺼운 코팅은 정밀한 허용오차에 영향을 줄 수 있으며, 신선한 아연은 젖은 상태로 보관 시 백색 저장 얼룩이 생길 수 있고, 용접 시에는 유해가스 제어가 필요하며, 외관은 적용 방법에 따라 달라질 수 있습니다. 염화물이 많은 혹독한 환경에서는 도금으로 형성된 얇은 아연층이 부족할 수 있습니다. 배기 및 배수를 위한 적절한 설계, 도면상의 올바른 표준 지정, 그리고 도장 전 적절한 전처리를 통해 이러한 위험을 줄일 수 있습니다.

3. 스테인리스강과 아연도금강 중 어느 쪽이 더 좋은가?

환경 조건, 하중 사례 및 예산에 따라 다릅니다. 스테인리스강은 희생적 층 없이도 부식에 저항하며, 극심한 해양 환경이나 고온 작동 환경에서 자주 선호됩니다. 아연도금강은 비용 대비 효과적인 희생적 보호 기능과 강력한 절단면 방지 성능을 제공하므로, 적절히 사양되고 마감 처리된 경우 브래킷, 프레임 및 바디 인 화이트(Body-in-White) 응용 분야에서 주로 사용됩니다. 관련 표준과 귀사의 부식 방지 목표에 따라 검증하시기 바랍니다.

4. 금속에 아연을 코팅하여 부식을 방지하는 과정을 무엇이라고 하나요?

이를 아연도금 또는 갈바니화라고 합니다. 일반적인 방법으로는 제작 부품용 열침적 아연도금, 시트용 연속 아연도금, 전기아연도금 및 갈판닝(galvannealing)이 있습니다. 모두 강철 위에 아연층을 형성하여 녹이 슬기를 늦추고 노출된 절단면을 보호합니다.

5. 아연 도금은 아연도금과 같은 것인가요?

아닙니다. 아연 도금은 전기분해 공정으로, 일반적으로 실내용 또는 치수 정밀도가 요구되는 부품에 적합한 얇은 층을 형성합니다. 아연도금은 두꺼운 층을 만들고 야외나 염소 환경에 더 적합한 열침적 또는 연속 도금을 의미하는 경우가 많습니다. 사용 환경과 가장자리 보호 필요성에 따라 선택하고, 올바른 규격을 명시하며, 불확실할 경우 성형, 용접 및 마감 공정에 맞는 공정 선정을 위해 Shaoyi와 같은 IATF 16949 인증 파트너에게 상담하십시오.