메탈 플레이팅은 소재 표면에 얇은 금속층을 입히는 것. 도전성 표면에 금속을 증착시키는 표면 피복 공정입니다. 수백 년 역사를 지닌 기술이자 현대 기술에도 필수적입니다.
장식, 내식성, 납땜성 향상, 경화, 내마모성, 마찰 저감, 도장 밀착성 향상, 전도도 변경, IR 반사율 개선, 방사선 차폐 등 다양한 목적. 주얼리는 은/금 마감 위해 도금 활용. 원자 단위 박막 증착 가능해 나노기술에도 응용.
여러 도금 방식과 변형 존재. 한 방식은 금속 시트로 고체 표면 덮고 열/압력 가해 융합. 다른 기법: 전기 도금, 진공 증착, 스퍼터 증착. 최근 도금은 주로 액체 기반. 메탈라이징(Metallizing)은 비금속체에 금속 코팅하는 것.
금속 및 타 소재 제품에 다중 이점 제공. 주로 전기 도금(전류 필요) 또는 무전해 도금(자촉매 화학 공정)으로 달성. 이 기술들과 몇 가지 기타 기법으로 다음 효과 중 하나 이상 획득:
대표적인 금속 도금 유형:
가장 일반적인 도금법. 전류로 양이온 금속 이온을 화학 용액에 용해. 양이온이 음극(도금할 소재)으로 끌려가 표면에 증착.
소재를 용액에 담그면 용해된 금속 입자가 표면으로 끌려가 균일·신속·매끄러운 피막 형성, 소재 표면 특성 효과적 변경.
세척, 스트라이킹(Striking), 전기화학적 증착, 펄스 전기 도금, 브러시 전기 도금 등 다단계 공정 포함.
보호 피막, 장식 외관, 엔지니어링용 소재 물성 변경에 활용. 화학적/물리적/기계적 물성 개선 → 가공 시 성능 영향. 공작물 빌드업(치수 보정), 가공 용이성 향상, 납땜성/전도도/반사율 개선.
외부 전력 없이 화학 반응으로 금속 원자 환원 유도. 금속 이온 용액에 환원제 혼합 → 촉매 금속(반응 개시 금속) 접촉 시 고체 금속으로 전환 → 소재 표면에 견고한 금속층 형성.
다양한 크기/형상 소재 적용 가능, 외부 전력/도금조 불필요 → 비용 절감. 단, 속도 느림, 두꺼운 피막 곤란, 제어 어려움(전기 도금 대비).
대표적: 무전해 니켈 도금. 은, 금, 구리도 이 기법 적용 가능.
최종 제품 효과: 베이스 메탈 내식 보호, 공작물 치수 증대, 납땜성/반사율/전도도 변경.
비귀금속을 귀금속(Noble Metal) 이온 용액에 담금. 귀금속 이온이 더 안정적 → 비귀금속 표면 이온 자연 치환되며 얇은 귀금속 층 형성.
느린 공정, 귀금속으로 비귀금속 도금만 가능. 귀금속 = 화학적으로 불활성(금, 백금, 은 등).
얇은 피막만 형성 후 공정 정지. 밀착 품질 낮음(피막이 베이스 메탈에 단단히 안 붙음).
최종 제품: 내식성 향상, 전기 전도도 변경, 외관 변화, 경도 증대, 토크 허용오차 개선, 본딩 능력 변경.
내마모 표면 형성하면서 심부 강도 유지 열처리. 보통 가공 후 저탄소강, 고합금 기어/베어링 등에 적용.
복잡 형상 저가 소재 가공 용이 → 초경도 표면 부여에 적합. 피트/밀폐 분위기 로에서 가열 → 침탄 가스(주로 일산화탄소, 청화나트륨, 탄산바륨도 사용) 주입 → 온도/시간으로 탄소 확산 깊이 제어 → 서냉 후 퀜칭 또는 직접 오일 퀜칭.
기판(Substrate) 위에 박막 증착하는 공정군. 티타늄, 크로뮴, 알루미늄 등 고체 코팅 소재를 열이나 이온 포격으로 증발.
공정 중 질소 등 반응성 가스 주입 → 금속 증기와 화합물 형성 → 금속 표면에 초박막 코팅 증착. 코팅-금속부 극강 결합 형성.
적용 분야:
잘 알려지지 않은 도금 유형. 열분사(Thermal Spraying)라고도 함. 용융/열연화 소재를 표면에 분사해 코팅.
코팅 소재를 초고온 플라즈마 플레임(최대 10,000K)에 주입 → 급속 가열·고속 가속 → 부품 표면 충돌·급랭 → 코팅층 형성.
구조 소재에 코팅해 초고온 보호(배기 열관리 등). 내식/내마모성 부여. 외관/전기적 특성 변경도 가능.
저렴한 소재로 많은 금속 기판에 아연도금 피막 제공. 전기 도금 외 셰라디징(Sherardizing), 용융 아연 욕침, 스프레이 방식도 있음.
전해/냉간 공정: 소재를 음극, 금속 아연을 양극으로 하는 수용성 아연염 전해욕에서 고순도 연성 아연 피막 형성. 두께/균일도 정밀 제어 가능.
셰라디징: 나사/못 등 소형 철물 코팅. 아연 분말과 배럴 적재 후 ~500°F 가열, 회전 → 90% 아연/10% 철 피막.
용융 아연: 대형 품목 딥핑/수동 코팅. 소량 알루미늄 첨가 시 유동성↑, 복잡 형상 코팅성↑. 소량 주석 첨가 시 균일도↑, 마감 향상. 핫딥은 베이스 메탈 인접 아연-철 합금층 형성(약간 취성, 외층 밀착 영향 가능).
금속 스프레이/메탈라이징: 화염으로 금속 분말/와이어 용융·분사 → 기계적 결합. 베이스 메탈 표면 거칠어야 기계적 결합 유리. 비교적 두꺼운 코팅 가능. 다공성 가능하나 아연이 철/강 양극성 → 내식성 영향 없음. 다공성 덕에 도장 밀착성 좋음.
과거 아연 대체재로 자동차 잡품 등에 도금. 항공기 제조사가 희생 보호 특성, 빈번 탈착 부품 윤활성 위해 지정. 해수/담수 환경 내구성 우수. 안전 우려로 사용 감소 추세이나 여전히 구매 가능. 다수 항공우주 업체 아연-니켈 합금 도금 전환.
주로 장식용이나 내식성/경도 향상 → 마모 우려 산업용에도 유용. '하드 크롬 도금'으로 마모 부품 공차 복원용.
강철 가구, 자동차 트림 등 생산 시 니켈 위 크롬 도금 일반적. 니켈은 구리 위 도금. 이 3층 조합은 공기/수분 차단으로만 내식성 확보(양극 작용 없음) → 적정 도금 필수.
크롬 도금은 육가 크롬(크롬산) 전기 도금 공정 일반적. 삼가 크롬욕(황산크롬/염화크롬 위주)도 산업용 옵션.
크로메이트 처리: 아연 도금 위 크로메이트로 아연 보호, 색상 변경(녹색/검정 아연 도금 등).
인기 도금 금속. 무전해 도금 용이성 덕분. 문손잡이, 식기, 샤워기 등 가정용품 장식/내마모용 니켈 도금 흔함.
구리/알루미늄과 잘 결합, 다양한 금속 적용, 크롬 하부층으로도 쓰임.
무전해 도금엔 니켈-인 합금 사용. 인 함량 2~14% 조절. 고인(High-P) → 경도/내식성↑. 저인(Low-P) → 납땜성/자성↑.
고전도도·비용 효율 필요 용도 인기. 후속 금속 도금 전 스트라이크 코팅(전처리)으로 흔히 쓰임. PCB 등 전자 부품에도 대중적. 고도금 효율·저렴 소재비로 도금 비용 저렴.
알칼리성, 약알칼리성, 산성 3종 공정. 고알칼리 → 투입력 우수하나 저전류밀도·안전주의 필요. 알칼리 구리욕 청화물 건강 유해 보고 → 농도 모니터링 중요.
산화 저항성·전기 전도성 우수. 금 도금은 도금(Gilding, 금박)과 다름. 구리/은 등에 이 특성 부여하는 가장 간단한 방법. 주얼리 장식, 전기 커넥터 등 전자 부품 전도성 향상에 활용.
구리 금 도금 시 변색 이슈 → 니켈 스트라이크 선행으로 해결. 금 경도/순도 고려해 최적 욕조/침지 시간 결정.
금처럼 장식/전도성 향상용. 은이 금보다 저렴해 구리 도금에 비용 효율적 대안.
제약: 습도, 갈바닉 부식. 고습도 환경서 은 도금 부적합(균열/박락 → 베이스 노출).
주석 도금 강판은 식음료 포장재로 오랜 역사. 내식성 외 무독성, 윤활성으로 성형/용접/납땜 용이.
패시베이션으로 식용유 코팅 → 래커 밀착성 향상. 주석 두께 면별 상이 지정으로 용기 내/외면 환경 최적화.
페인트 캔, 그리스 통 등 타 포장재도 활용. 핫딥 공정으로 제조 일반적. 전자 부품에도 사용.
턴플레이트(Terneplate): 전통적 주석-납 합금으로 강판 내식 코팅. 도장+정기 유지보수 시 90년 수명 → 지붕재 최적. 현재 납 제거, 스테인리스 위 주석 도금으로 연한 파티나 형성 내식 지붕재. 동 지붕 2배 수명.
백금족 로듐: 변색/스크래치 저항, 밝은 백색 광택. 주얼리 생산에 흔함(화이트 골드 도금 등). 은, 백금, 구리도 로듐 베이스 메탈로 인기.
단점: 고마모 용도에선 로듐 보호막 마모 → 변색 → 수년 내 재도금 필요.
제조공정
단조(Forging)란 무엇인가? 단조는 해머, 프레스, 롤링 등으로 금속에 압축력을 가해 형상을 만드는 제조 공정입니다. 이 압축력은 해머나 다이(Die)를 통해 전달됩니다. 가공 온도에 따라 냉간 단조, 온간 단조, 열간 단조로 나뉩니다. 탄소강, 합금강, 스테인리스강 등 다양한 금속이 단조 가능하며, 알루미늄, 황동, 구리 같은 연질 금속도 단조할 수 있습니다. 단조는 최소한의 소재 손실로 우수한 기계적 물성(높은 피로 강도, 강도)을 가진 부품을 생산하며, 양산성과 특정 물성 구현에 경제적입니다. 대장장이들이 수천 년간 주방
선삭(Turning)이란? 선삭은 회전하는 공작물에 대해 (주로 비회전) 절삭 공구가 직선적으로 이동하며 나선형 공구 경로를 그리는 가공 공정입니다. 일반적으로 선삭은 이 절삭 작용으로 외부 면을 생성하는 경우를 말하며, 같은 절삭 작용을 내부 면에 적용하면 보링(boring)이라 부릅니다. 따라서 선삭과 보링은 선반 가공(lathing)이라 불리는 큰 공정군을 이룹니다. 공작물 단면 절삭(선삭/보링 공구 모두)은 페이싱(facing)이라 하며, 어느 범주에든 포함될 수 있습니다. 선삭은 수동(기존 선반, 작업자 지속 감독 필요)
