스테인리스 부동태처리 (Passivation treatment)

스테인리스의 부동태처리

<기출>

• 금속 14-3-2 금속용융액으로부터 금속이온을 환원 석출시켜 금속피막을 만드는 표면처리방법을 설명하시오
• 16-4-6 자동차 외판의 하지도장으로 사용하는 인산염 피막처리에 대하여 설명하시오
• 14-1-8 양극산화처리(Anodizing)에 대해서 설명하시오.
• 13-4-3 물리증착법(PVD: physical vapor depositon)을 설명하시오

 

1. 개요

 

1) 스테인리스강의 부동태화 (Passivation) 정의

 스테인리스강의 표면은 얇은 산화막으로 덮혀 있고 (산화 크롬 피막, Cr2O3) 이 피막이 내식성을 가지고 있다. 
그러나 이 산화피막 속에는 철의 산화물을 함유하고 있어 구리, 알루미늄, 고무, 에보나이트 등에 접촉하여 습기를 받는 환경에 있으면 부식되기 때문에 화학적으로 처리하여 부통태화 (passivation)할 필요가 있음 (더욱 두껍고 균일하게 부동태피막(산화피막) 형성) 

스테인리스의 산화크롬피막 똫나 부동태피막이라서, 부식이 잘 되지 않지만(녹이 잘 슬지 않지만) 스테인리스강 사용 전 표면에 유지나 오염물이 있을경우 산화크롬피막이 균일하게 생기지 않아 부식이 발생할 수 있음. 

부동태화(Passivation)은 스테인리스강이 공기 또는 기타 산소가 있는 환경에 노출될 때 화학적으로 비활성인 피막을 자발적으로 형성하는 과정임. 결국 자발적으로 생기게 하기 위해서 외부 스케일이나 유지, 불순물들을 제거해주는 것임 

스테인리스의 산화피막 형성, naver 블로그

 

2) 부동태 처리 방법 

• 표면을 철저히 청소하거나 스케일을 제거 
• 화학적 용해를 통해 스테인리스강 표면에서 외인성 철 또는 철 화합물을 제거 
  • 산세 : 산성용액으로 처리
    산세척은 산성용액에 담그거나 분무해서 처리함 (주로 침지처리) 
    산세 후 표면에 산성 용액이 없어질때까지 수세한다 
  • 질산 용액과 같은 순한 산화제로 처리 
• 탈지처리 : 남아있는 그리스 ,기름(윤활유, 절삭유 등), 이물질 등을 알코올 또는 솔벤트로 제거 

사전 청소 (찌꺼기와 산화물 제거, 세척(수세)) → 탈지(Degreasing) → 산세 (Pickling) → 부동태화(Passivation) → 수세 → 건조 (에어 컴프레서로 수분 제거 및 건조)  

 

2. 스테인리스강의 전처리 

 

1) 스테인리스 전처리 방법 

스테인리스 강의 표면에는 엷고 강인한 산화피막이 존재하여 보통의 산처리 및 활성화처리로는 도금이 어렵다 
(업체에서 스테인리스 도금 안되요 하는 이유)  

• 피막을 제거한 후 바로 도금처리가 필요 
• 활성화 처리 후 도금처리 
  예비 탈지 → 수세 → 전해탈지 → 수세 → 활성화처리 → 수세 → 스트라이크니켈도금 

스트라이크니켈도금은 염화니켈(NiCl2)와 염산을 섞어 상온에서 2~4분간 도금한다 
스케일이 심하면 도금 전 스케일 제거 후 도금한다 

페라이트 및 마르텐사이트계 스테인리스강은 산세가 곤란해 샌드블라스팅하여 스케일을 제거한다 
산세는 8~10% 황산 또는 10~15% 염산으로 50~70도에서 10 ~ 90분간 침적처리한 뒤, 6~10% 용량의 질산에 1.5% 용량의 불화수소산용액을 혼합하여 상온에서 10~30분간 침지처리함 

 

2) 기타 금속의 각종 표면 처리

(1) 아노다이징

2024.04.05 - [Mechanical Engineering Study/열처리 | 금속재료] - 양극산화피막, 양극산화처리, 아노다이징 (Anodizing), 알루메이트, 알루미늄 표면처리

 

(2) 인산염처리

2024.04.05 - [Mechanical Engineering Study/열처리 | 금속재료] - 인산염 피막처리 (Phosphating)

 

(3) 증착법

물리증착법(PVD; Physical Vapor Deposition), 화학증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 공구코팅, 초경합금