나사 표면 처리 공정

나사에 일반적으로 사용되는 표면 처리 공정은 다음과 같습니다.산화, 전기영동, 전기 도금, 다크로멧 네 가지 범주 중, 다음은 주로 문제를 일으키는 내용입니다.색상 분류 요약의 표면 처리.

• 검은색 산화물：

상온 흑화와 고온 흑화로 나뉘는데, 상온 흑화의 예로 들면 화학적 탈지 - 온수 세척 - 냉수 세척 - 녹 제거 및 산 에칭 - 세척 - 흑화 - 세척 - 오일 또는 코팅 제거. 고온(100도 이상)에서 수산화나트륨과 아질산나트륨에 의해 산화막이 형성되는 공정입니다.

산화막의 주성분은 사산화철(Fe₃C₄)이며, 막의 균일도는 0.6~1.5μm에 불과하여 내식성이 비교적 떨어집니다. 오일이 없는 환경이나 중성 염수 분무 시험에서는 1~2시간 정도, 오일이 있는 환경에서는 3~4시간 정도만 견딜 수 있습니다. 현재로서는 소형 기기의 나사에는 이 공정을 사용하지 않습니다. 색상으로 구분하자면, 산화흑색은 아연흑색, 전기영동흑색과 유사하지만 아연흑색이나 전기영동흑색만큼 밝지는 않습니다.

• 아연 도금하다：

흑색 도금에는 흑색 아연 도금과 흑색 니켈 도금 두 종류가 있으며, 공정 원리는 기본적으로 동일합니다. 다만 도금 용액의 조성과 후처리 과정에서 사용되는 격자 또는 부동태화 용액이 다릅니다. 아연은 화학적으로 활성이 높아 대기 중에서 쉽게 산화되어 변색되고, 최종적으로는 '백색 녹' 부식을 일으킵니다. 아연 도금은 크롬산염 처리 후 화학적 변환막 위에 아연층을 형성하여 활성 금속을 부동태 상태로 만드는 공정으로, 이를 아연 부동태화막이라고 합니다. 부동태화막은 외관상 백색 부동태화(백색 아연), 청색 부동태화(청색 아연), 흑색 부동태화(흑색 아연), 군녹색 부동태화(녹색 아연) 등으로 구분됩니다.

• 전기영동 블랙：

전기화학적 방법을 이용하여 유기 수지 콜로이드 입자를 부품에 증착시켜 다양한 색상의 유기 코팅층을 형성하는 공정 중, 전기영동 흑색 도장이 산업계에서 널리 사용됩니다. 흑색 도장 공정을 예로 들면, 탈지-세척-인산염 처리-전기영동 도장-건조의 단계를 거칩니다. 이 공정은 양극 전기영동(수지를 음이온으로 이온화)과 음극 전기영동(수지를 양이온으로 이온화)으로 나눌 수 있으며, 기존 도장 공정에 비해 시공 성능이 우수하고, 오염 및 환경 유해성이 낮으며, 중성 염수 분무 시험에서 300시간 이상의 내식성을 보입니다. 비용 및 내식성 측면에서는 다크로멧(Dacromet) 공정과 유사합니다.

• 아연 백색：

전기 도금 공정은 탈지 - 세척 - 약산 활성화 - 아연 도금 - 세척 - 백색 부동태 처리 - 세척 - 건조 순이며, 흑색 아연 도금과는 차이가 없습니다. 백색 부동태 처리는 무색 투명한 산화아연 막으로 크롬 함량이 거의 없어 흑색 아연, 청색 아연, 유색 아연 도금에 비해 내식성이 떨어집니다. 업계 표준은 6~12시간이지만, 일부 도금 제조업체는 부동태 처리 용액의 비율을 정밀하게 조정하여 중성 염수 분무 시험에서 약 20시간 동안 내식성을 확보할 수 있습니다.

백아연 도금 표면 처리 공정으로 인해 나사를 중성 염수 분무 시험했을 때 초기에는 도금 표면에 부식으로 인한 흰색 및 붉은 녹 현상이 약 40시간 후에 나타났습니다. 따라서 백아연의 내식성은 백니켈보다 우수합니다. 외관상으로도 백니켈은 어두운 색을 띠는 반면, 백아연은 원래 아연의 색상이 녹백색을 띠므로 백니켈과의 차이가 더욱 두드러집니다.

• 화이트 니켈：

도금 공정은 탈지 - 세척 - 약산 활성화 - 세척 - 구리 바닥 - 활성화 - 세척 - 니켈 전기 도금 - 세척 - 부동태화 - 세척 - 건조 - 또는 밀폐입니다. 흑색 니켈 도금 공정도 기본적으로 동일하며, 주로 도금 용액의 조성만 다르고 황화아연과 첨가제의 양이 적습니다. 니켈은 은백색 또는 황색을 띠는 금속으로, 외관 개선을 위해 니켈 도금 광택제를 첨가합니다. 내식성은 흑색 니켈과 큰 차이가 없으며, 일반적인 제조업체는 6~12시간 동안 오일 처리 또는 밀폐 공정을 진행합니다. 특히, 입고되는 플라스틱 부품의 부식 영향을 고려하여 오일 처리 여부를 중점적으로 관리해야 합니다.

• 청색 아연, 녹색 아연：

이 과정은 백색 아연과 거의 동일하며, 청색 아연은 0.5~0.6mg/dm2의 3가 크롬을 함유하는 산화아연 부동태화막입니다. 5산 부동태화라고도 하는 녹색 부동태화는 두꺼운 연두색 막을 얻을 수 있으며, 부동태화 용액에는 인산 이온이 포함되어 있습니다. 결과적으로 생성되는 광택 있는 연두색 막은 크롬산염과 인산염으로 이루어진 복잡한 구조의 보호막입니다.

내식성 면에서 청색 아연은 백색 아연보다 우수하고, 녹색 아연은 청색 아연보다 우수합니다. 청색 아연은 약간 푸른빛을 띠고 백색 아연은 산업 현장에서 더 많이 사용되는 색상으로, 나사 제조 시 대체 공정으로 제품 설계에도 활용될 수 있습니다.

• 에나멜 처리된 아연(화학)：

아연 도금 공정 중 유색 ​​아연 도금은 비교적 우수한 내식성을 가지며, 유색 부동태화 공정은 다음과 같습니다: 아연 도금 - 세척 - 2~3% 질산 용액 처리(무광) - 세척 - 저크롬 유색 부동태화 - 세척 - 열처리. 부동태화 온도가 너무 낮으면 피막 형성이 느리고 얇으며 색이 바래집니다. 온도가 너무 높으면 피막이 두껍고 느슨해지며 단단하게 부착되지 않습니다. 동일한 색상을 일정 시간 내에 얻으려면 약 25도에서 온도를 조절하는 것이 가장 좋습니다.

부동태 처리 후, 도막의 접착력과 내식성을 향상시키기 위해 소성 및 숙성 과정을 거쳐야 합니다. 아연 도금 나사의 경우, 중성 염수 분무 시험에서 48시간 이상 내식성을 검증해야 하며, 양호한 품질 관리 하에 100시간 이상도 가능합니다.

• 다크로멧：

DACROMET은 박편형 아연 기반 크롬염 보호 코팅(아연-알루미늄 코팅이라고도 함)의 약자입니다. 기본 공정은 탈지-코팅-예열-소결-냉각입니다. 일반적으로 코팅에서 냉각까지의 공정은 2~4회 반복되는데, 특히 침지 코팅과 같이 특정 두께를 얻기 위해 여러 번 반복해야 하는 스크류의 경우 더욱 그렇습니다.

구조는 금속 표면에 다크로멧 용액(즉, 아연, 알루미늄 [일반적으로 0.1-0.2×10⁻¹⁵ 마이크론 크기의 스케일], CrO₃ 및 고도로 분산 가능한 특수 유기물질 혼합 수용액을 함유) 층으로 코팅되어 있으며, 약 300°C의 열 보존 소성 과정을 통해 다크로멧 용액 내의 6가 크롬이 3가 크롬으로 환원되어 비정질 복합 크롬산염 화합물(nCrO₃)(mCr₂O₃)이 생성됩니다.

내식성은 중성염 환경에서 300시간 이상 매우 우수하지만, 코팅이 고르지 않고 얇은 부분은 5~10μm, 두꺼운 부분은 40μm 정도로 나타나는 단점이 있습니다. 이는 나사 직경에 영향을 미치므로, 기계 탭핑 나사나 직경이 작은 나사에는 다크로멧 공정을 표면 처리로 사용하지 않는 것이 좋습니다.