아연, 카드뮴, 크롬, 니켈 도금: 주요 차이점 설명

전기 도금은 전기분해 원리를 이용해 특정 금속 표면에 다른 금속 또는 합금의 얇은 층을 도금하는 공정입니다. 금속 또는 기타 재료 표면에 전기분해로 금속 막을 부착하여 금속 산화(녹 등) 방지, 내마모성, 전기전도율, 반사율, 내식성(황산구리 등) 향상, 미관 증진을 목적으로 합니다.

전기 도금은 구리 도금, 금 도금, 은 도금, 크롬 도금, 카드뮴 도금, 니켈 도금, 아연 도금 등 구체적인 공정으로 나뉩니다. 제조 산업에서는 아연 도금, 카드뮴 도금, 크롬 도금, 니켈 도금이 가장 널리 사용됩니다. 이 네 가지의 차이점은 무엇일까요?

아연 도금

특징

아연은 건조한 공기에서 비교적 안정적이며 변색되기 쉽지 않습니다. 물과 습한 대기에서는 산소나 이산화탄소와 반응하여 산화물이나 염기성 탄산아연 막을 형성하여 아연이 계속 도금되고 산화되는 것을 방지하고 보호 역할을 합니다.

아연은 산, 알칼리, 황화물에서 쉽게 부식됩니다. 아연 도금층은 일반적으로 부동태화 처리를 해야 합니다. 크롬산 또는 크롬산염 용액에서 부동태화 후 형성된 부동태화 막은 습한 공기와 쉽게 상호작용하지 않아 내식성이 크게 향상됩니다. 스프링 부품, 얇은 벽 부품(벽 두께 <0.5mm), 높은 기계적 강도가 요구되는 강철 부품은 수소 제거가 필요하며, 구리 및 구리 합금 부품은 수소 제거가 필요하지 않을 수 있습니다.

아연 도금은 저비용, 편리한 가공, 좋은 효과를 가집니다. 아연의 표준 전극 전위가 상대적으로 음성이므로, 아연 코팅은 많은 금속에 대해 양극 코팅입니다.

용도

아연 도금은 대기 조건 및 기타 양호한 환경에서 널리 사용되지만, 마찰 부품에는 적합하지 않습니다.

카드뮴 도금

특징

해양 대기나 해수와 접촉하는 부품, 70℃ 이상의 온수에서 카드뮴 코팅은 비교적 안정적이며, 강한 내식성과 좋은 윤활성을 가집니다. 묽은 염산에서는 천천히 용해되지만, 질산에는 매우 쉽게 용해되며, 알칼리에는 불용성이고 그 산화물도 물에 녹지 않습니다.

카드뮴 코팅은 아연 코팅보다 부드럽고, 코팅의 수소 취성이 적고 접착력이 강하며, 특정 전해 조건에서 생성된 카드뮴 코팅은 아연 코팅보다 더 아름답습니다. 하지만 카드뮴이 녹을 때 발생하는 가스는 독성이 있으며, 수용성 카드뮴 염도 독성이 있습니다. 일반적인 조건에서 카드뮴은 강철에 대해 음극 코팅이며, 해양 및 고온 대기에서는 양극 코팅입니다.

용도

주로 해수나 유사한 염분 용액 및 포화 해수 증기의 대기 부식으로부터 부품을 보호하는 데 사용됩니다. 많은 항공, 해양, 전자 산업 부품, 스프링, 나사 부품에 카드뮴 도금을 사용합니다. 연마, 인산염 처리, 페인트 밑층으로 사용할 수 있지만, 식기로는 사용할 수 없습니다.

크롬 도금

특징

크롬은 습한 대기, 알칼리, 질산, 황화물, 탄산염 용액, 유기산에서 매우 안정적이며, 염산과 뜨거운 진한 황산에는 쉽게 용해됩니다. 직류 작용 하에서 크롬 층이 양극으로 사용되면 가성소다 용액에 용해됩니다. 크롬 층은 접착력이 강하고 경도가 높으며(800~1000V), 내마모성이 좋고, 광반사율이 강하며, 내열성이 높습니다. 480℃ 이하에서 변색되지 않고, 500℃ 이상에서 산화되기 시작하며, 700℃에서 경도가 현저히 감소합니다.

단점은 크롬이 경질이고 취성이며 벗겨지기 쉽다는 점으로, 교번 충격 하중을 받을 때 더 분명합니다. 그리고 기공이 있습니다. 금속 크롬은 공기에서 쉽게 부동태화되어 부동태화 막을 형성하므로 크롬의 전위를 변화시킵니다. 따라서 크롬은 철에 대해 음극 코팅이 됩니다.

용도

강철 부품 표면에 직접 크롬 도금을 방청층으로 하는 것은 이상적이지 않습니다. 일반적으로 다층 전기 도금(구리 도금 → 니켈 → 크롬)으로 방청과 장식 목적을 달성할 수 있습니다.

현재 부품 내마모성 향상, 치수 복원, 광반사, 장식 조명에 널리 사용됩니다.

니켈 도금

특징

니켈은 대기 및 알칼리에서 화학적 안정성이 좋고 변색되기 쉽지 않습니다. 600°C 이상에서만 산화됩니다. 황산과 염산에는 천천히 용해되지만, 묽은 질산에는 쉽게 용해됩니다. 진한 질산에서 쉽게 부동태화되므로 내식성이 좋습니다. 니켈 코팅은 경도가 높고 연마하기 쉽고 광반사율이 높아 외관을 향상시킬 수 있습니다.

단점은 기공이 있다는 것입니다. 이 단점을 극복하기 위해 다층 금속 도금을 사용할 수 있으며, 니켈은 중간층으로 사용됩니다. 니켈은 철에 대해 음극 코팅이고 구리에 대해 양극 코팅입니다.

용도

보통 내식성과 미관 증진을 위해 장식용 보호 코팅으로 일반적으로 사용됩니다. 구리 제품에 니켈 도금하면 방청에 이상적이지만, 니켈이 더 비싸기 때문에 구리-주석 합금 도금으로 니켈 도금을 대체하는 경우가 많습니다.