제조공정
산업 제조
금속 도금은 재료의 외부에 추가된 금속의 얇은 층입니다. 금속이 전도성 표면에 증착되는 표면 피복 공정입니다. 도금은 수백 년 동안 수행되었습니다. 현대 기술에도 중요합니다.
도금은 물체 장식, 부식 방지, 납땜성 개선, 경화, 마모 개선, 마찰 감소, 페인트 접착 개선, 전도성 변경, IR 반사율 개선, 방사선 차폐 및 기타 목적에 사용됩니다. 보석은 일반적으로 도금을 사용하여 은색 또는 금색으로 마감합니다.
박막 증착은 원자만큼 작은 도금된 물체를 가지므로 도금은 나노 기술에서 사용됩니다.
여러 도금 방법과 다양한 변형이 있습니다. 한 가지 방법은 단단한 표면을 금속판으로 덮은 다음 열과 압력을 가하여 용융시키는 방법입니다. 다른 도금 기술에는 전기도금, 진공하 증착 및 스퍼터 증착이 포함됩니다. 최근 도금은 종종 액체를 사용하는 것을 말합니다. Metallizing은 비금속 물체에 금속을 코팅하는 것을 말합니다.
금속 도금은 금속 및 기타 재료로 만든 제품에 많은 이점을 제공합니다. 이는 대부분 전류가 필요한 전기도금이나 자가촉매 화학 공정인 무전해 도금을 통해 이루어집니다. 이러한 기술과 몇 가지 다른 기술은 다음과 같은 이점 중 하나 이상을 제공합니다.
아래에 설명된 것처럼 다양한 유형의 금속 도금이 있습니다.
전기 도금은 가장 일반적인 도금 방법입니다. 전기 도금은 전류를 사용하여 양전하를 띤 금속 입자(이온)를 화학 용액에 용해시킵니다. 양전하를 띤 금속 이온은 회로의 음전하를 띤 쪽인 도금할 재료에 끌립니다.
그런 다음 도금할 부품 또는 제품을 이 용액에 넣고 용해된 금속 입자를 재료 표면으로 끌어당깁니다. 전기도금을 하면 도금되는 재료가 매끄럽고 균일하며 빠르게 코팅되어 재료의 표면이 효과적으로 변합니다.
세척, 타격, 전기화학 증착, 펄스 전기도금 및 브러시 전기도금을 포함하여 전기도금에 포함될 수 있는 다양한 단계와 프로세스가 있습니다.
전기 도금은 보호 코팅, 장식 외관을 제공하거나 엔지니어링 재료의 특성을 변경하는 데 사용됩니다. 전기도금은 가공 시 성능에 영향을 미치는 공작물의 화학적, 물리적 및 기계적 특성을 개선합니다.
도금은 공작물을 더 작은 크기에서 구축하고 기계 가공을 더 쉽게 만들고 납땜성, 전도성 또는 반사율을 높이는 데 사용할 수 있습니다.
무전해 도금은 외부 전력을 사용하지 않는 도금 방식이기 때문에 이른바 무전해 도금이다. 무전해 도금은 금속 원자 환원을 유도하는 화학 반응을 수반합니다.
즉, 환원제와 혼합될 때 금속 이온(입자)의 용액은 촉매 금속(반응을 유발함)과 접촉할 때 금속 고체로 전환됩니다. 그 결과 금속이 도금 금속의 단단한 층으로 도금됩니다.
무전해 또는 자가촉매 도금은 다양한 크기와 형태의 재료에 적합하며 외부 전기나 도금욕이 필요하지 않아 비용이 절감됩니다. 그러나 무전해 도금은 속도가 느리고 두꺼운 판을 만들 수 없으며 전기 도금보다 제어하기가 더 어렵습니다.
자가 촉매 도금의 가장 일반적인 방법은 무전해 니켈 도금입니다. 그러나 은, 금, 구리 도금도 이 기술로 적용할 수 있습니다.
무전해 도금이 최종 제품에 미치는 영향에는 모재의 부식 방지, 공작물의 크기 증가, 납땜성, 반사율 및 전도성 변경 등이 있습니다.
침지 도금은 하나의 금속을 더 귀금속의 금속 이온 용액에 담그는 것을 포함합니다. 귀금속의 이온은 더 안정적이므로 표면 금속 이온을 귀금속이 아닌 금속 이온의 얇은 층으로 대체하는 자연스러운 '당김'이 있습니다.
침지 도금은 더 느린 공정이며 더 적은 수의 귀금속을 귀금속으로 도금하는 경우에만 사용할 수 있습니다. 고귀한 금속은 화학적으로 불활성인 금속입니다. 예:금, 백금 또는 은.
침지 도금은 도금을 얇게 덮고 그 이후에는 도금 공정이 중단됩니다. 침지 도금은 또한 도금이 모재에 단단히 '붙지' 않는 접착 품질이 좋지 않은 것으로 보입니다.
최종 제품에 대한 침지 도금의 효과에는 내식성 개선, 전기 전도성 변경, 외관 변경, 경도 증가, 토크 허용 오차 및 접합 기능 수정이 포함됩니다.
케이스 경화라고도 하는 침탄은 코어의 강도를 유지하면서 내마모성 표면을 생성하는 열처리 공정입니다. 일반적으로 저탄소강 가공 후 적용되며, 고, 기어, 베어링 등을 허용합니다.
침탄은 매우 단단한 표면을 제공하기 위해 쉽게 기계로 가공할 수 있는 저렴한 재료의 복잡한 모양에 적합합니다. 이 공정에는 구덩이 용광로 또는 밀폐된 분위기 용광로에서 부품을 가열하는 작업이 포함됩니다.
그런 다음 침탄 가스(일반적으로 일산화탄소뿐만 아니라 시안화나트륨 및 탄산바륨도 포함)가 온도에서 도입되며 열과 온도는 탄소 확산 깊이에 영향을 미칩니다. 그런 다음 부품은 나중에 담금질하기 위해 천천히 냉각되거나 오일에서 직접 담금질됩니다.
PVD는 박막이 기판에 증착되는 코팅 공정 제품군입니다. 물리적 증착 공정에서 티타늄, 크롬 또는 알루미늄과 같은 고체 코팅 물질은 열이나 이온 충격에 의해 증발됩니다.
이 과정에서 질소와 같은 반응성 가스가 도입되어 금속 증기와 화합물을 형성하고 금속 표면에 매우 얇은 코팅으로 증착됩니다. 그 결과 코팅과 금속 부품 사이에 매우 강한 결합이 이루어집니다.
PVD의 장점 중 일부는 다음과 같습니다. 매우 단단하고 내식성 표면, 고온 저항 및 우수한 충격 강도.
다양한 응용 분야에 이상적:
플라즈마 스프레이 코팅은 잘 알려지지 않은 금속 도금 유형 중 하나입니다. 용사라고도 하는 이 도금 공정에서는 용융 또는 열 연화 물질을 표면에 분사하여 코팅을 제공합니다.
코팅재를 초고온의 플라즈마 화염(열 최대 10,000K)에 주입하여 빠르게 가열한 후 부품 표면에 고속으로 가속하고 급속 냉각하여 부품 표면에 코팅을 형성합니다. .
이 공정은 예를 들어 배기열 관리와 같은 매우 높은 온도로부터 보호하기 위해 일반적으로 구조 재료에 코팅을 생성합니다. 또한 부식 및 마모에 대한 내성을 제공합니다. 코팅은 또한 부품의 외관과 전기적 특성을 변경할 수 있습니다.
아연은 많은 금속 기질에 아연 도금 코팅을 제공하는 데 사용되는 저렴한 재료입니다. 요소는 전기도금 외에도 Sherardizing 공정, 용융 수조 침지 및 스프레이 방식으로 적용됩니다.
전해 또는 냉간 공정에서 도금될 제품은 금속 아연의 양극과 함께 용해성 아연 염의 전해조에서 음극으로 설정됩니다. 이 공정은 두께와 균일성을 정밀하게 제어할 수 있는 고연성 순수 아연 코팅을 생성합니다.
Sherardizing 프로세스는 나사 및 못과 같은 작은 하드웨어 항목을 코팅하는 데 사용됩니다. 품목은 아연 가루와 함께 배럴에 적재되고 약 500F로 가열됩니다. 부품은 배럴에서 텀블링되어 약 90%의 아연과 10%의 철로 이루어진 코팅을 생성합니다.
용융 아연은 담그거나 더 큰 품목을 수동으로 코팅하여 도포할 수도 있습니다. 때로는 유동성을 개선하고 이상한 모양의 코팅을 개선하기 위해 소량의 알루미늄이 욕조에 추가됩니다.
마찬가지로, 조에 소량의 주석이 있으면 기판의 균일한 코팅과 개선된 마감을 달성하는 데 도움이 됩니다. 용융 공정은 모재에 인접한 아연-철 합금 층을 생성하는데, 이는 다소 부서지기 쉽고 외부 층의 접착에 영향을 줄 수 있습니다.
금속 용사 또는 금속화는 화염을 사용하여 금속 분말 또는 와이어를 녹이고 기판 표면에 충돌시켜 코팅과 모재 사이에 기계적 결합을 생성합니다. 모재의 표면은 기계적 결합이 일어나기 위해 다소 거칠어야 하지만 이러한 방식으로 상당히 두꺼운 코팅을 적용할 수 있습니다.
코팅도 다공성일 수 있지만 아연은 철과 강철에 양극성이므로 코팅의 부식 방지 능력에는 영향을 미치지 않습니다. 스프레이 금속의 다공성 특성은 또한 페인트를 잘 잡아줍니다.
카드뮴 도금은 한때 아연 대용품으로 사용되었으며 종종 기타 자동차 품목에 도금되었습니다. 항공기 제조업체는 희생적인 보호 특성과 자주 제거 및 재설치되는 구성 요소에 대한 자연적인 윤활성을 위해 이를 지정했습니다.
민물과 바닷물에 잘 견디는 해양 환경에 특히 적합했습니다. 안전 문제로 인해 도금 재료로서의 사용은 여전히 사용 가능하지만 수년에 걸쳐 감소했습니다. 많은 항공우주 제조업체들이 아연-니켈 합금 도금으로 눈을 돌렸습니다.
크롬 도금은 종종 단순한 장식 목적으로 사용되지만 내식성과 경도를 높여 마모가 우려되는 산업 분야에 유용합니다. 여기서는 경질 크롬 도금이라고 하며, 마모된 부품의 공차를 복원하는 데 사용되기도 합니다.
크롬은 강철 가구, 자동차 트림 등의 생산에서 니켈 위에 도금되는 경우가 가장 많습니다. 니켈 자체는 일반적으로 구리 위에 도금되며, 이 세 가지 요소 층의 조합은 공기와 습기를 배제하여 기본 금속을 부식으로부터 보호합니다. 즉, 양극 작용이 없습니다. 따라서 적절한 부식 방지를 위해 도금을 적절하게 적용해야 합니다.
크롬 도금은 6가 크롬으로 알려진 크롬산을 사용하는 전기도금 공정입니다. 주로 황산크롬이나 염화크롬으로 구성된 3가 크롬욕은 산업용으로 사용할 수 있는 또 다른 옵션입니다.
크로메이트는 때때로 아연 도금 위에 적용되어 아연을 보호하고 어떤 경우에는 예를 들어 녹색 또는 검은색 아연 도금과 같이 금속의 색상을 변경합니다.
니켈은 특히 무전해 도금에 유용하기 때문에 널리 사용되는 도금 금속입니다. 니켈 도금은 장식 및 내마모성을 향상시키기 위해 종종 문 손잡이, 수저 및 샤워 설비와 같은 가정 용품을 코팅합니다.
니켈 플레이트는 일반적으로 구리 및 알루미늄과 결합하지만 다양한 금속에도 작용하며 크롬의 기본 도금 역할도 합니다.
무전해 도금에는 니켈 인 합금이 사용됩니다. 용액의 인 비율은 2%에서 14%까지 다양합니다. 인 함량이 높을수록 경도와 내식성이 향상됩니다. 낮은 수준의 인은 더 높은 납땜성과 자성을 허용합니다.
구리는 높은 전도성과 비용 효율성이 요구되는 응용 분야에 널리 사용되는 또 다른 도금 금속입니다. 구리 도금은 위에서 논의한 바와 같이 후속 금속 도금을 위한 스트라이크 코팅 전처리 역할을 하는 경우가 많습니다.
또한 인쇄 회로 기판과 같은 전자 부품에 널리 사용되는 도금 금속입니다. 높은 도금 효율과 낮은 재료 비용으로 인해 구리는 도금하기에 저렴한 금속 중 하나입니다.
구리 도금 공정에는 알칼리성, 약알칼리성 및 산성의 세 가지 유형이 있습니다. 더 높은 알칼리성 수준은 우수한 투척력을 제공하지만 더 낮은 전류 밀도와 강화된 안전 예방 조치가 필요합니다. 건강 검사관은 알칼리성 구리 욕조의 시안화물을 특정 건강 위험과 연관시켰으므로 이러한 수준을 모니터링하는 것이 중요합니다.
금은 산화 및 전기 전도성에 대한 높은 저항성으로 높이 평가됩니다. 금이 호일이 아니라는 점에서 금 도금과 다른 금 도금은 구리 및 은과 같은 금속에 이러한 특성을 부여하는 가장 간단한 방법 중 하나입니다. 이 공정은 종종 보석 장식 및 전기 커넥터와 같은 전자 부품의 전도성을 개선하는 데 사용됩니다.
구리를 금도금할 때 변색이 문제이며 니켈 스트라이크로 사전 증착함으로써 가장 쉽게 해결할 수 있습니다. 또한 최적의 목욕 혼합물 및 담금 시간과 같은 요소를 결정할 때 금의 경도와 순도를 고려하십시오.
금과 마찬가지로 은은 장식적인 매력과 향상된 전기 전도성을 요구하는 도금 응용 분야에 사용됩니다. 일반적으로 은은 금보다 가격이 저렴하고 동도금이 잘 되기 때문에 보다 경제적인 도금액 역할을 합니다.
실행 가능한 도금액으로서 은 도금을 제한할 수 있는 문제에는 습도 및 갈바닉 부식이 포함됩니다. 특히, 은 도금은 은이 균열 및 박리되기 쉽고 결국 베이스 기판을 노출시킬 수 있기 때문에 습도가 높은 응용 분야에서는 잘 작동하지 않습니다.
주석 도금 강철은 오랫동안 식품 및 음료의 포장에 사용되었습니다. 주석은 내식성을 제공할 뿐만 아니라 무독성이며 강철이 쉽게 형성되고(주석이 제공하는 윤활성 덕분에) 쉽게 용접 및 납땜되는 데 도움이 되는 코팅을 제공합니다.
패시베이션 공정은 식품 등급 오일로 양철을 코팅하여 래커의 접착력을 향상시킵니다. 주석 판 시트는 환경에 대한 내부 및 외부 용기 표면의 요구에 더 잘 맞도록 각 면에 다른 두께의 주석으로 지정할 수 있습니다.
양철은 페인트 캔에서 그리스 통에 이르기까지 다른 포장 용도에도 사용됩니다. 양철은 거의 변함없이 용융 공정을 사용하여 제조됩니다. 주석 도금은 전자 부품 제조에도 사용됩니다.
terneplate로 알려진 또 다른 주석 기반 도금은 전통적으로 강철 위의 부식 방지제로 주석-납 합금을 사용했습니다. 페인트칠을 한 금속은 정기적으로 관리하면 90년 동안 사용할 수 있으므로 양철 지붕에 사용하기에 이상적입니다.
오늘날에는 납이 제거되고 스테인리스강 위에 주석이 적용되어 녹청이 부드러워지는 부식 방지 지붕을 만듭니다. 이 소재는 구리 지붕보다 두 배 더 오래 지속됩니다.
로듐은 변색 저항성, 긁힘 저항성 및 반짝이는 흰색 광택 외관을 제공하는 백금 유형입니다. 로듐 도금은 또한 보석 생산, 특히 화이트 골드에 도금이 필요한 상황에서 일반적입니다. 은, 백금 및 구리도 로듐 도금에 널리 사용되는 기본 금속입니다.
로듐 도금의 한 가지 단점은 로듐의 보호 장벽이 높은 수준의 마모에 노출되는 응용 분야에서 결국 마모된다는 것입니다. 이는 결국 변색으로 이어질 수 있으며 몇 년 후에 두 번째 도금이 필요할 것입니다.
제조공정
단조란 무엇입니까? 단조는 해머링, 프레싱 또는 롤링을 통해 금속을 성형하는 제조 공정입니다. 이러한 압축력은 망치나 다이로 전달됩니다. 단조는 종종 냉간, 온간 또는 열간 단조가 수행되는 온도에 따라 분류됩니다. 다양한 금속을 단조할 수 있습니다. 단조에 사용되는 대표적인 금속에는 탄소강, 합금강, 스테인리스강이 있습니다. 알루미늄, 황동 및 구리와 같은 매우 부드러운 금속도 단조할 수 있습니다. 단조 공정은 최소한의 낭비로 우수한 기계적 특성을 가진 부품을 생산할 수 있습니다. 기본 개념은 원래 금속이 원하는 기하학적 모
터닝이란 무엇입니까? 선삭은 절삭 공구(일반적으로 회전하지 않는 공구 비트)가 공작물이 회전하는 동안 다소 선형으로 이동하여 나선 공구 경로를 설명하는 가공 프로세스입니다. 일반적으로 선삭이라는 용어는 이 절단 작업에 의한 외부 표면 생성을 위해 예약된 반면, 내부 표면에 적용될 때 이와 동일한 필수 절단 작업을 보링이라고 합니다. 따라서 선삭 및 보링이라는 문구는 선반으로 알려진 더 큰 공정 제품군을 분류합니다. 선삭 또는 보링 도구를 사용하여 공작물에서 면을 절단하는 것을 페이싱이라고 하며 두 범주 중 하나에 하위 집합