52. 크롬도금-장식크롬도금(도금액 및 작업관리)-2

 

1. 피복력의 향상

피복력을 측정하려면 헐셀조 음극 극단에 전류밀도의 차이를 생기게 하는 장치를 이용하고 크롬이 석출될 때의 최저 전류밀도를 측정하면 된다.

장식크롬도금에서는 일반적으로 고전류부분에 도금이 타는 현상이 나타난다.

크롬도금액의 피복력은 1차전류 분포를 지배하는 도금조 내 배치법에 따른 걸이 설계 및 조성과 관계가 있다. 그러나 실제로는 하지 금속 소재의 상태와 밀접한 관계가 있다. 따라서 크롬도금의 피복력을 측정하기 위해서는 시험판에 버프연마 된 황동판을 이용하여 크롬도금을 한다. 하지 니켈도금에 6가 크롬, 아연, 구리 드으이 금속 불순물과 광택제 및 분해 불순물이 공석될 때에도 크롬도금의 피복력은 나쁘게 되고 니켈도금액 중의 금속 불순물의 허용량은 6가 크롬이 20~30mg/ℓ, 아연40~70mg/ℓ, 구리 150~200mg/ℓ이다.

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ㆍ서전트 도금액

서전트 도금에서는 무수크롬산 농도와 황산의 비율이 피복력을 좌우하지만 크롬산이 200g/ℓ로 저농도일 때는 CrO3/H2SO4은 200보다 큰 편이 피복력이 우수하고 고농도가 됨에 따라 황산의 비는 100 정도 되는 편이 피복력이 양호하게 된다. 3가 크롬은 1.5~3.0g/ℓ 정도 유지하면 피복력이 양호하고 크롬산과 황산의 비율이 다소 변화 되어도 도금의 성능을 안정하게 하는 효과가 있다. 특히 실제의 도금작업에서는 하지 니켈 성상에 따라 여러가지이기 때문에 황산이 부족하면 저전류부분과 같은 저전류밀도 부분의 활성화 능력이 약하고 완전히 크롬도금이 석출될 수 없기 때문에 황산의 비를 120:1 ~ 80:1로 조절해야 한다.

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ㆍ규불산 첨가 도금액

무수크롬산 250g/ℓ의 도금액에서는 SO4/CrO3 = 1/200 : 1/150의 비율이 피복력이 우수하고 황산량이 많게 되면 광택은 양호하지만 피복력은 대단히 나빠진다. 피복력은 규불화나트륨을 증가시키거나 감소시키는 것보다는 황산을 증가시키거나 감소시키는 것이 더 큰 영향을 나타낸다.

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2. 불순물 관리

ㆍ금속이온의 제거

도금액 중의 불순물은 철, 아연, 구리와 같은 무기 금속 불순물과 염소와 같은 음이온 불순물로 나누어진다. 그리고 무기 금속 불순물은 3가 크롬 농도와 관련이 있고 3가크롬이 적을 때에는 이것의 허용 범위가 비교적 크지만 3가 크롬이 많으면 허용 범위가 적게 되어 크롬도금액의 성능에 민감한 영향을 받는다.

예를 들면 3가 크롬이 1~2g/ℓ 정도에서는 철분이 약 10g/ℓ 함유되어 있어도 도금에는 지장은 없으나

3가크롬이 6~8g/로 증가되면 철분 5~7g/ℓ 정도 들어 있어도 도금에 나쁜 영향을 준다.

철 불순물은 보조양극으로 철재를 사용할 때에 증가하지만 3가 크롬과의 함유량이 13~15g/ℓ 정도에서는 음극전류효율 및 피복력은 저하하고 광택도금 범위도 협소하게 된다. 그러므로 격막 전해에 따른 크롬도금액의 정화법이 개발되고 있다.

소소원통을 활용하는 전해 정화법도 있다.

우선 소소원통에 황산을 함유하지 않는 무수크롬산 약 200g/ℓ 용액을 넣고 납 함금을 음극으로 하며 약 20A/dm²으로 약전해한다. 전기분해를 하는 중에 소소원통 중에 금속 불순물이 혼입 되면 크롬산용액은 오염되어 불순물 제거 효율이 낮아진다. 따라서 금속 불순물의 제거 효율을 높이기 위해서는 소소원통 중의 크롬산 용액을 새로운 것으로 바꿔주어야 한다.

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ㆍ염소 이온의 제거

장식 크롬도금액 중의 음이온 불순물로서 문제가 되는 것은 염소 이온이고 이것은 앞에서의 니켈도금액 중의 염화니켈 및 수돗물 중에도 많이 들어 있다. 이러한 염소이온이 축적 되어 약 50ppm에 도달하면 실제적으로 문제를 일으키고 약 20ppm 정도로 증가하면 도금이 뿌옇게 되거나 구름 낀 상태가 발생되고 광택범위가 현저하게 낮아진다. 크롬 전석이 일어나지 않는 저전류밀도 부분에서의 구리, 니켈 등 하지 도금층을 용해하게 된다.

염소이온의 전해제거에 관련한 실험에 따르면 니켈도금에 들어가는 염소이온의 전해 제거 실험은 전해 처리에 따라 염소이온의 제거는 가능하지만 실제 도금시에서는 도금 성능이 회복 되지 않는다.

염소 제거법으로는 전해법보다는 탄산은(AgCO3) 및 황산은(Ag2SO4) 등의 화학적 처리법과 탄산바륨(Ba2CO3)을 함께 사용하면 더욱 좋다. 또 탄산은 및 중크롬산은을 첨가하면 염화물을 정량적으로 제거할 수 있으나 처리 비용이 비싸다. 탈 염소법으로서는 과산화납 분말을 첨가하는 방법도 있다. 또 크롬도금액 중에서 과산화납이 생성되어 있기 때문에 온도를 높여 공기를 흡입시켜 ㅇ며소이온을 제거하기도 한다.

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ㆍ황산제거

황산이 너무 많이 첨가 되어 도금 성능을 저하시킬 때는 탄산바륨 또는 수산화바륨 등을 이용하여 황산바륨(BaSO4)으로서 침전시킨다. 황산 1g을 제거하는 탄산바륨 약 2g, 크롬산바륨 약 2.5g, 수산화바륨 약 3g을 필요로 한다.

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자료 출처 :

세진사 [방식 및 표면처리]

문운당 [핵심 도금ㆍ표면처리]

교육부 [금속 표면 처리]

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