스테인리스강 표면 마감 마스터하기: 기술, 과제, 해결책

이 글에서는 일반적인 스테인리스강 표면 마감 공정과 표면 문제 및 해결 방법을 소개합니다.

표면 마감 개요

표면 마감은 모재 표면에 물리·화학적 성질이 모재와 다른 표면층을 인위적으로 형성하는 공정입니다.

목적은 내식성, 내마모성, 장식성 또는 기타 특수 기능 요구를 충족하기 위함입니다. 금속 주물에 흔히 쓰이는 방법은 기계 연마, 화학 처리, 표면 열처리, 표면 분사 등입니다.

스테인리스강 개요

스테인리스강은 내식성이 있는 강철로, 물·공기·증기 등 약한 부식 매체에 견디거나 녹슬지 않는 강을 스테인리스강, 산·알칼리·염 등 화학적 부식 매체에 견디는 강을 내산강이라 합니다. 화학 성분 차이로 내식성이 다릅니다. 일반 스테인리스강은 화학적 매체 부식에 약하나 내산강은 일반적으로 스테인리스성을 가집니다.

일반적으로 스테인리스강 경도는 알루미늄 합금보다 높고, 비용도 알루미늄 합금보다 높습니다.

스테인리스강은 용접성, 내식성, 연마성, 내열성, 내식성을 지닙니다. 표면 처리 공정에 따라 다양한 효과를 냅니다. 연마, 도금, 착색으로 내마모성이나 장식성을 높일 수 있습니다.

스테인리스강 기본 표면 처리는 다음 세 가지로 나뉩니다.

스테인리스강 기본 표면 처리

1. 기계적 표면 처리

• 연마

스테인리스강 표면 조도를 개선합니다. 부품을 연마해 고도로 매끄럽고 광택 있는 외관을 구현합니다.

• 헤어라인(브러싱) 공정

연마로 공작물 표면에 선을 만들어 장식 효과를 냅니다. 적절한 입도의 연마재를 사용하며 입도에 따라 효과가 다릅니다. 입도가 거칠수록 금속감이 강하고, 고울수록 세련됩니다.

수작업 힘과 속도 차이로 질감 방향과 색상 일관성 유지가 어려워 휴대용 브러싱 머신을 삼각 브러싱 머신이나 전용 머신으로 대체합니다. 브러싱 스테인리스 제품 외표면은 평평하고 흠집 없으며 패치 자국이 없고 질감이 선명해야 합니다.

• 미러 처리

방향성 질감 없이 높은 반사율로 선명한 상이 비치며 흠집이 없습니다. 미러 스테인리스강판은 성형판이나 고급 장식판에 널리 쓰입니다.

단순 형상 부품은 시판 미러 패널로 직접 가공 가능합니다. 복잡한 형상은 용접 조립 후 표면을 미러 연마합니다.

2. 지문 방지 처리

처리된 스테인리스 제품은 먼지와 유분이 잘 묻고 손자국이 남아 외관 품질을 해칩니다. 따라서 사전 처리된 제품에 지문 방지 처리를 합니다. 일반적으로 부동태화, 전해 연마, 지문 방지 도장 등을 사용합니다.

• 부동태화

복잡한 부품에는 산 혼합액 침적 부동태화가 흔합니다. 부동태화 면적이 작거나 부품이 크면 부동태화 페이스트를 사용합니다.

• 전해 연마

전해 연마(전기화학 연마)는 공작물을 양극, 불용성 금속을 음극으로 해 전해조에 동시 침지하고 직류를 통해 양극을 선택적으로 용해시켜 밝고 매끄러운 표면을 만듭니다.

현재 식기, 의료기기, 가전 등 산업에 널리 쓰이며 고급 스테인리스 제품 가공에 더 좋은 선택입니다.

• 지문 방지 도장

스테인리스 제품에 지문 방지 도료를 도포합니다. 엘리베이터, 가전 산업에 널리 적용됩니다.

흔한 스테인리스강 표면 문제와 해결법

1. 표면 녹

스테인리스 표면에 스케일이나 녹이 묻으면 표면 녹이 발생하기 쉽습니다.

대처:

1. 스테인리스강 전체 산세 부동태화
2. 스테인리스 녹 제거제나 녹 제거 페이스트로 녹 제거 후 깨끗한 물로 충분히 헹구고 건조
3. 표면 건조 후 브러시 보호제 도포

2. 기포

용강에 다량 가스가 포함돼 응고 시 가스가 배출돼 기포가 생깁니다. 응고 중 온도 하강으로 용해도가 급감해 가스가 액체 금속에서 방출되는데, 아직 응고되지 않은 용융 금속이 응고된 껍질에 둘러싸이면 가스가 빠져나가지 못해 금속 내부에 기공을 형성합니다. 보통 내부 기포는 빌릿 압연 시 용접돼 사라지나, 표면 근처 피하 기포는 가열 시 산화·소각되면서 노출돼 산화·균열을 일으킵니다.

대처: 건조하고 깨끗한 원료 사용, 용강 접촉 내화물 건조 유지, 코팅 얇고 균일하게, 적층 금지.

3. 백점

백점은 실제로는 미세 균열입니다. 향후 균열의 시발점이 되어 강재에 더 해롭습니다.

대처:

1. 원료 건조 유지. 저녹 고품질 스크랩 사용, 게이팅 시스템 건조 유지
2. 제강 공정부터 강 중 수소 함량 저감. 고온 산화, 양호한 비등, 탈산량 엄격 제어로 수소 제거 및 개재물 저감
3. 제강 공정 엄격 관리. 설비 여건 양호 시 용로 외 정련이나 진공 처리 고려

4. 피팅(표면 요철/피트)

스테인리스 제품 표면이 울퉁불퉁하거나 피트가 생기는 현상. 내식성·내열성 크게 저하, 연마 표면이 균일하지 않고 광택 없음.

대처:

1. 스테인리스 주조 시 중성 내화물 사용, 산성 내화물 사용 금지
2. 금속 산화 방지. 신속 제련으로 산화 최소화. 환원 분위기에서 주조. 필요 시 진공 용해·주조

결론

JTR은 아노다이징, 분체 도장, 크롬·아연 도금, 로고·심벌 등 다양한 표면 처리를 제공합니다. 필요하시면 연락 주세요.