Ⅰ-산절임
1. 산세척의 정의: 산세척은 특정 농도, 온도 및 속도에서 산을 사용하여 산화철 스케일을 화학적으로 제거하는 공정입니다.
2. 산세척 분류: 산의 종류에 따라 황산 산세척, 염산 산세척, 질산 산세척, 불산 산세척으로 나뉩니다. 산세척에 사용되는 용액은 강재의 재질에 따라 선택해야 합니다. 예를 들어 탄소강은 황산과 염산을 사용하여 산세척하고, 스테인리스강은 질산과 불산의 혼합 용액을 사용하여 산세척합니다.
강철의 형태에 따라 선재 산세척, 단조재 산세척, 강판 산세척, 스트립 산세척 등으로 나뉜다.
산세 설비의 종류에 따라 탱크 산세, 반연속 산세, 완전연속 산세, 타워 산세로 나뉜다.
3. 산세척의 원리: 산세척은 화학적 방법을 이용하여 금속 표면에서 산화철 스케일을 제거하는 공정으로, 화학적 산세척이라고도 합니다. 강관 표면에 형성되는 산화철 스케일(Fe2O3, Fe3O4, FeO)은 물에 녹지 않는 염기성 산화물입니다. 이러한 산화철 스케일을 산 용액에 담그거나 표면에 산 용액을 분사하면 산과 반응하여 일련의 화학적 변화를 겪게 됩니다.
탄소 구조강이나 저합금강 표면의 산화막은 느슨하고 다공성이며 균열이 많은 특성을 지니고 있는데, 여기에 더해 직선화, 인장 직선화, 산세 라인 이송 과정에서 강판과 함께 산화막이 반복적으로 휘어지면서 이러한 기공 균열이 더욱 증가하고 확장됩니다. 따라서 산 용액은 산화막과 화학적으로 반응할 뿐만 아니라 균열과 기공을 통해 강재 기판의 철과도 반응합니다. 즉, 산세척 초기에는 산화철, 금속 철, 산 용액 사이에서 세 가지 화학 반응이 동시에 일어납니다. 첫째, 산화철이 산과 화학 반응을 일으켜 용해됩니다(용해). 둘째, 금속 철이 산과 반응하여 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스가 산화막을 기계적으로 벗겨냅니다(기계적 박리 효과). 셋째, 생성된 수소 원자가 산화철을 산 반응성이 좋은 산화제일철로 환원시킨 후, 산과 반응하여 제거됩니다(환원).
Ⅱ-패시베이션비활성화/사용 중지
1. 부동태화 원리: 부동태화 메커니즘은 박막 이론으로 설명할 수 있는데, 이 이론에 따르면 금속과 산화성 물질의 상호작용으로 금속 표면에 매우 얇고 조밀하며 고르게 덮여 있고 단단히 흡착된 부동태 피막이 생성됩니다. 이 피막층은 일반적으로 산화된 금속 화합물로 이루어진 독립적인 상으로 존재합니다. 이 피막은 금속과 부식성 매체를 완전히 분리하여 금속이 부식성 매체와 접촉하는 것을 방지함으로써 금속의 용해를 근본적으로 차단하고 부동태 상태를 형성하여 부식 방지 효과를 나타냅니다.
2. 부동태화의 장점:
1) 기존의 물리적 밀봉 방식과 비교했을 때, 부동태화 처리는 가공물의 두께 증가나 색상 변화를 전혀 유발하지 않아 제품의 정밀도와 부가가치를 향상시키고 작업 편의성을 높이는 특징을 가지고 있습니다.
2) 부동태화 공정은 비반응성이므로 부동태화제를 반복적으로 첨가하고 사용할 수 있어 수명이 연장되고 비용이 절감됩니다.
3) 부동태화는 금속 표면에 산소 분자 구조의 부동태 피막 형성을 촉진하는데, 이 피막은 치밀하고 안정적인 성능을 가지며 동시에 공기 중에서 자가 복구 효과를 나타냅니다. 따라서 기존의 방청유 코팅 방식과 비교했을 때, 부동태화로 형성된 부동태 피막은 더욱 안정적이고 내식성이 뛰어납니다. 산화층 내 대부분의 전하 효과는 열산화 과정과 직간접적으로 관련되어 있습니다. 800~1250℃ 온도 범위에서 건식 산소, 습식 산소 또는 수증기를 이용한 열산화 과정은 세 단계로 진행됩니다. 첫째, 주변 대기 중의 산소가 생성된 산화층으로 유입되고, 둘째, 산소가 이산화규소를 통해 내부로 확산됩니다. 산소가 SiO₂-Si 계면에 도달하면 실리콘과 반응하여 새로운 이산화규소를 형성합니다. 이러한 방식으로 산소 유입 확산 반응이 지속적으로 일어나 계면 근처의 실리콘이 실리카로 계속 변환되고, 산화층이 일정한 속도로 실리콘 웨이퍼 내부로 성장합니다.
Ⅲ-인산염 처리
인산염 처리란 표면에 피막(인산염 피막)을 형성하는 화학 반응입니다. 인산염 처리 공정은 주로 금속 표면에 적용되며, 금속을 공기로부터 차단하고 부식을 방지하는 보호막을 형성하는 것을 목적으로 합니다. 또한 일부 제품의 도장 전 프라이머로도 사용될 수 있습니다. 이 인산염 피막은 도료의 접착력과 내식성을 향상시키고, 장식성을 높이며, 금속 표면을 더욱 아름답게 만들어 줍니다. 더불어 일부 금속 냉간 가공 공정에서 윤활제 역할을 하기도 합니다.
인산염 처리 후 가공물은 장기간 산화되거나 녹슬지 않으므로 인산염 처리는 적용 범위가 매우 넓으며 일반적으로 사용되는 금속 표면 처리 공정입니다. 자동차, 선박, 기계 제조 등 다양한 산업 분야에서 사용이 증가하고 있습니다.
1. 인산염 처리의 분류 및 응용
일반적으로 표면 처리는 다양한 색상을 나타내지만, 인산염 처리는 필요에 따라 다른 인산염제를 사용하여 다양한 색상을 낼 수 있습니다. 이것이 바로 인산염 처리가 회색, 유색 또는 검은색으로 나타나는 이유입니다.
철 인산염 처리: 인산염 처리 후 표면이 무지개색 또는 푸른색을 띠기 때문에 '색 인산염'이라고도 합니다. 인산염 처리 용액은 주로 몰리브덴산염을 원료로 사용하여 강철 표면에 무지개색 인산염 피막을 형성하며, 주로 하도 도장에 사용되어 공작물의 내식성을 향상시키고 표면 코팅의 접착력을 높입니다.
게시 시간: 2024년 5월 10일