KR100489296B1 - Method for electroless nickel plating and means thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내식성 내마모성 등의 성질의 필요성 때문에 도금이 필요하지만 전극의 설치가 용이하지 않거나 도금용액에 담그는 것이 용이하지 않은 경우나 좁은 틈 사이를 도금하여야 하는 경우에 소재의 표면에 도금용액을 흘려보내는 방식으로 도금을 하는 방법과 그 장치를 제공한다. In the present invention, plating is required due to the necessity of corrosion resistance, abrasion resistance, etc., but the plating solution is flowed to the surface of the material when the electrode is not easy to be installed or when it is not easy to be immersed in the plating solution or when plating between narrow gaps. It provides a method and apparatus for plating in a manner.

Description

무전해 니켈 박막 도금 방법 및 도금 장치{METHOD FOR ELECTROLESS NICKEL PLATING AND MEANS THEREOF}Electroless Nickel Thin Film Plating Method and Plating Apparatus {METHOD FOR ELECTROLESS NICKEL PLATING AND MEANS THEREOF}

도금이란 소재의 표면에 금속을 코팅하는 과정을 말하며 일반적으로 부식을 방지하기 위해서나, 내마모성(스크래치에 대한 저항성)을 부여하거나, 고온에서 사용하는 금속을 보호하기 위하여서나, 밀착성(혹은 접착성)을 제공하기 위하여 또는 적절한 전기적 성질을 얻기 위해서, 혹은 소재에 반사성을 부여하고 외형을 좋게 하기 위하여 등등의 여러 가지 목적을 위해 사용된다. 특히, 원자로에 사용되는 부품 등과 같이 고온 고압 환경에 노출되는 부품에 있어서는 도금의 중요성이 커지게 된다. 예를 들어, 원전의 원자로 용기 상부헤드 관통부인 CRDM 노즐부의 경우를 보면 이곳에서 다양한 환경 조장 균열이 발생되고 있는데, 저 합금강으로 제작된 원자로 상부헤드와 니켈계 합금 600으로 제작된 CRDM 노즐부의 결합을 위해서는 원자로 상부헤드의 안쪽 면에 용접을 실시하게 되는데, 이와 같은 용접공정으로 인해서 노즐부에는 운전조건에서 잔류 응력이 존재하게 된다. 잔류 응력과 함께 높은 사용온도, 수화학 환경 및 노즐부 재료의 야금학적 특성이 결합하여 노즐부의 내벽면에 주로 원주방향의 환경 조장 균열을 생성하게 되는데, 생성된 균열은 지속적인 가동 온도 및 압력에 의해 성장하게 되어 관통균열로까지 성장하게 되면 냉각수 누설을 야기하게 되고, 보수적인 관점에서 보면 노즐부의 양단 파단으로 인한 제어봉 인출 사고로까지 진행 될 수 있다. 이와 같은 CRDM 노즐부에서와 같은 환경 조장 균열은 원전 시스템 전체의 안전에 매우 중요한 역할을 차지하게 된다. 이처럼, 원자로 CRDM 노즐부의 환경조장 균열방지나 증기 발생기 전열과 내벽면의 균열 생성 저항성등에 대한 방안으로 금속 박막 도금기술이 적용될 수 있다.Plating refers to the process of coating a metal on the surface of a material. Generally, plating is used to prevent corrosion, to impart wear resistance (resistance to scratches), or to protect metals used at high temperatures. It is used for various purposes, such as to provide or to obtain proper electrical properties, or to reflect the material and improve the appearance. In particular, in the parts exposed to high temperature and high pressure environment, such as the parts used in the reactor, the importance of plating is increased. For example, in the case of CRDM nozzles, which are the upper head penetrating parts of nuclear reactor vessels, various environmentally induced cracks are generated here, and the combination of the reactor upper head made of low alloy steel and the CRDM nozzle made of nickel alloy 600 In order to weld to the inner surface of the upper head of the reactor, such a welding process, the residual stress is present in the nozzle portion in the operating conditions. Combined with the residual stress, the high operating temperature, the hydrochemical environment and the metallurgical properties of the nozzle material create a predominantly circumferential environmentally induced crack on the inner wall of the nozzle, which is produced by continuous operating temperature and pressure. If it grows up to a through crack, it causes cooling water leakage. From a conservative point of view, it can proceed to a control rod withdrawal accident due to breakage at both ends of the nozzle. Environmental cracks, such as in the CRDM nozzles play a very important role in the safety of the entire nuclear power system. As such, the metal thin film plating technology may be applied as a method for preventing environmental cracking of the reactor CRDM nozzle portion, resistance to heat generation of the steam generator, and crack generation resistance of the inner wall.

금속 박막 도금방법으로는 우선 전해 박막 도금법이 있는데, 전해 박막 도금법은 외부로부터 연속적으로 전기 에너지를 공급하여, 양극과 음극에서의 전기 분해법을 이용하여 피 처리물의 표면위에 금속 박막을 형성하도록 하는데, 이를 위하여 금속의 이온을 함유한 용액에 전극을 넣고 전류를 통하게 하면 음극에서 금속이온이 환원하며 고순도의 금속층을 형성하게 된다. 이것을 이용하여 음극에 놓은 피처리물 표면에 직접적인 금속결합을 갖는 얇은 막을 만들게 된다. 일반적으로는 표면 마무리 공정을 위해서 사용되며 내식성, 내마모성을 향상시키기 위해 사용된다. 그러나 이러한 전해 도금법은 두께를 일정하게 하기가 어려운 점이 있고 전극의 설치가 어려운 복잡한 구조에 대해서는 사용하기 어려운 점이 있으며 도체에 대해서만 적용이 가능하다는 단점이 있다 As a metal thin film plating method, there is an electrolytic thin film plating method. An electrolytic thin film plating method continuously supplies electrical energy from the outside to form a metal thin film on the surface of an object by using electrolysis at an anode and a cathode. In order to put an electrode in a solution containing a metal ion to pass a current through the metal ions are reduced in the cathode to form a high-purity metal layer. This results in a thin film with a metallic bond directly on the surface of the workpiece placed on the cathode. Generally used for the surface finishing process and to improve the corrosion resistance and wear resistance. However, this electroplating method has a disadvantage in that it is difficult to make the thickness constant, and it is difficult to use for a complicated structure in which the electrode is difficult to install, and it is applicable to only conductors.

적용가능한 다른 방법으로 무전해 도금법이 있는데, 이 무전해 도금법도 도금의 대상이 되는 소재를 직접 도금 용제에 담그는 방식으로 실시하여야 한다는 단점이 있다. 따라서, 부품 하나하나를 도금한 후 이를 조립하여 사용하는 경우에는 적용이 가능하나 위에서 설명한 것과 같이 결합을 위해 용접을 실시한 부분을 도금하여야 하는 경우에는 소재를 용제에 직접 담글 수가 없어 도금이 불가능하다는 단점이 있다. 또한 용제를 직접 담그는 방법을 사용하므로 도금용액이 많이 소모되고 도금을 위한 장치가 커진다는 단점이 있다.Another method that can be applied is the electroless plating method, which also has a drawback in that the material to be plated must be directly immersed in a plating solvent. Therefore, it is possible to apply the plated parts after assembling them and use them. However, when the welded part is to be plated as described above, the material cannot be directly immersed in the solvent. There is this. In addition, since the solvent is directly immersed, the plating solution is consumed a lot, and the device for plating is disadvantageous.

또한 부품이 조립된 후에 부품과 부품사이에 생긴 틈 사이를 용접하려고 하는 경우에는 상기 어느 방법도 용이하지 않다.In addition, none of the above methods are easy when welding is made between the parts and the gaps formed between them after the parts are assembled.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 내식성, 내마모성을 가지면서도 전해도금법이나 기존의 무전해 도금법의 적용이 어려운 복잡한 구조에 대해서도 도금의 대상이 되는 소재를 용재에 직접 담그지 않고도 두께가 일정하도록 도금이 가능한 박막 도금 방법 및 도금 장치를 제공하며 또한 부품사이에 생기는 얇은 틈새 사이를 도금하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems described above, the present invention has a corrosion resistance and abrasion resistance, but even for complex structures that are difficult to apply the electroplating method or the existing electroless plating method, the thickness of the plating to be uniform without having to directly immerse the material to be plated in the material It is an object of the present invention to provide such a thin film plating method and plating apparatus, and also to provide an apparatus and method for plating between thin gaps between components.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 무전해 니켈 박막 도금 방법을 제공하는데, 상기 도금 방법은In order to solve the problems as described above, the present invention provides an electroless nickel thin film plating method, the plating method is

도금의 대상이 되는 소재를 제공하는 단계와;Providing a material to be plated;

상기 소재의 표면에 대하여 세척을 위한 탈지 단계와;A degreasing step for cleaning the surface of the material;

상기 소재의 표면에 대하여 용제를 반응시키는 표면 활성화단계와;A surface activation step of reacting the solvent with the surface of the material;

상기 소재의 표면에 대하여 인을 함유하는 도금액을 이용하여 도금하는 도금 단계로, 상기 소재의 표면에 도금액을 흘려보내는 단계가 포함된 도금 단계를;A plating step of plating the surface of the material using a plating solution containing phosphorus, the plating step including flowing a plating solution on the surface of the material;

포함한다.Include.

상기 도금 방법은 각 단계의 사이에 소재의 표면을 세척하는 탈지단계를 더 포함할 수 있다.The plating method may further include a degreasing step of washing the surface of the material between each step.

상기 도금 방법중 상기 도금 단계는, 수축 팽창이 가능하며 도금용액 입출용관이 그 내부로 삽입된 블래더(bladder)를 도금하려는 틈새 내부로 집어넣는 단계와, 상기 블래더 내에 유체를 유입, 팽창시켜 틈새를 누설없이 밀봉하는 단계와, 상기 블래더내에 삽입된 입출용관을 통해 도금용액을 흘려보내는 단계를 더 포함 할 수 있다.The plating step of the plating method, the expansion and contraction of the expansion and contraction of the plating solution injecting the bladder (bladder) inserted into the inside of the gap to be plated, and the fluid flowing into the bladder Sealing the gap without leakage, and flowing the plating solution through the entrance and exit tube inserted into the bladder may further include.

상기 도금 단계에서 사용되는 도금 용액은 니켈과 8~10 중량%의 인(P)을 포함할 수 있다. The plating solution used in the plating step may include nickel and phosphorus (P) of 8 to 10% by weight.

또한, 본 발명은 무전해 니켈 박막 도금장치를 제공하는데, 상기 도금 장치는 In addition, the present invention provides an electroless nickel thin film plating apparatus, the plating apparatus is

복수개의 탱크와;A plurality of tanks;

상기 탱크내의 내용물을 각각 외부로 인출할수 있는 구동장치와;A driving device capable of drawing out the contents of the tank to the outside;

상기 밸브의 말단에 연결되어 도금 용액을 흘려 보내는 적어도 하나의 도금 용액입출관을 구비하는 도금용액입출부를 포함할 수 있다.Is connected to the end of the valve may include a plating solution inlet and outlet having at least one plating solution inlet and outlet pipe flowing the plating solution.

상기 도금 장치에서, 상기 도금 용액입출관은, 상기 도금 용액 입출관 외부에 장착되며 그 내부로 유체를 유입하여 팽창이 가능한 블래더(bladder)를 더 포함하여, 좁은틈 사이로의 상기 도금 용액 입출관의 삽입을 용이하게 하고, 상기 블래더의 팽창으로 상기 틈 사이의 밀봉이 용이한 것일 수 있다.In the plating apparatus, the plating solution inlet and outlet, the plating solution inlet and outlet pipe further comprises a bladder (bladder) that is mounted to the outside of the plating solution inlet and the fluid is allowed to expand therein, and expands. To facilitate the insertion, the expansion of the bladder may be easy to seal between the gaps.

상기 도금 장치에서, 상기 블래더는 중심에 구멍이 있는 도너스 모양이며 상기 블래더에 복수개의 도금 용액 입출관이 장착될 수 있다.In the plating apparatus, the bladder is a donor shape having a hole in the center and a plurality of plating solution entrance and exit pipes may be mounted on the bladder.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 제시된 방법을 사용하여 원자로 용기 상부헤드 관통부인 CRDM 노즐부내를 무전해 니켈 도금하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 상기 CRDM 관통부의 틈새 내부를 도금하기 위하여 우선 Thermal Sleeve(A)의 하단을 절단하였다. 이것은 블래더(11)를 틈새 내부로 원활하게 삽입하게 하기 위한 것으로 필수 적인 단계는 아니다. 그 다음 도금용액 입출용관(12)이 삽입된 블래더(11)를 틈새 안쪽으로 밀어 넣는다. 여기서 틈새 안쪽으로 관이 지나가고 있기 때문에 블래더(11)는 도너스 모양의 것을 사용하였다. 또한 상기 블래더(11)에는 틈새 내부를 원활하게 도금하기 위하여 복수개의 도금용액 입출용관(12)이 삽입될 수 있다. 블래더(11)내에 공기 또는 기름등의 유체를 유체공급호스(13)를 통해 유입시켜 블래더(11)가 팽창되게 만들어 틈새를 누설이 없도록 밀봉한 후 니켈 도금 용액을 도금용액 입출용관을 통해 유입시켜 무전해 도금을 행하게 된다. 이후 블래더(11)를 조금씩 전진시켜 틈새의 내부 전체를 도금하게 된다. 블래더(11)의 모양은 도금되는 소재의 모양에 따라 달라질 수 있으며 단순히 용접된 부위의 외부를 도금하려는 경우에는 도금용액을 소재의 표면으로 흘려보내기만 하면 된다. 구조재의 방식용으로 상용화된 도금재는 니켈, 니켈-인, 니켈-보론, 크롬, 구리 등이 있다. 전술한 바와 같이, 니켈 전해도금 기술은 전열관의 균열 억제용으로 개발되어 유럽과 북미에서 가동 원전의 증기발생기에 기 적용된 바 있으며, 현재까지 15년 이상의 수명연장성능이 입증되었다. 이에 따라 본 실시예에서도 니켈을 박막금속으로 선택하였으나 이에 제한되지는 않는다.1 is a schematic view of a method of electroless nickel plating in a CRDM nozzle portion, which is the top through-head of a reactor vessel using the method presented in the present invention. First, the lower end of the thermal sleeve A was cut to plate the gap inside the CRDM through part. This is to ensure smooth insertion of the bladder 11 into the gap and is not an essential step. Then, the bladder 11 into which the plating solution inlet / outlet 12 is inserted is pushed into the gap. Since the tube is passing through the gap here, the bladder 11 used a donor-shaped thing. In addition, the bladder 11 may be inserted with a plurality of plating solution entry and exit pipe 12 in order to smoothly plate the interior of the gap. Fluid such as air or oil is introduced into the bladder 11 through the fluid supply hose 13 to cause the bladder 11 to expand and seal the gap so that there is no leakage, and then the nickel plating solution is passed through the plating solution inlet / outlet tube. It is made to flow in and electroless plating is performed. Thereafter, the bladder 11 is advanced little by little to plate the entire interior of the gap. The shape of the bladder 11 may vary depending on the shape of the material to be plated, and in order to simply plate the outside of the welded portion, the plating solution may be simply flowed to the surface of the material. Plating materials commercially available for the corrosion protection of structural materials include nickel, nickel-phosphorus, nickel-boron, chromium, copper and the like. As described above, nickel electroplating technology has been developed for crack suppression of heat pipes, and has been applied to steam generators in operating nuclear power plants in Europe and North America, and has a life extension performance of more than 15 years. Accordingly, although nickel is selected as the thin film metal in the present embodiment, the present invention is not limited thereto.

아래의 표1은 본 발명에 따르는 도금 방법의 일실시예를 도시한다.Table 1 below shows one embodiment of a plating method according to the present invention.

작업 순서sequence of the work 작업 공정Work process 용액solution 작업 조건Working condition 참고 사항Note 1One 용제 탈지Solvent degreasing III TCEIII TCE 온도: 20-30 ℃시간: 15 분Temperature: 20-30 ℃ Time: 15 minutes 이물질, 유분 없을 것No foreign substance, no oil 22 침적 탈지Degreasing Degreasing 알칼리 탈지액Alkaline degreasing liquid 온도: 30-60 ℃시간: 20 분Temperature: 30-60 ℃ Time: 20 minutes 33 초음파 탈지Ultrasonic degreasing 알칼리 탈지액Alkaline degreasing liquid 온도: 30-60 ℃시간: 5 분초음파 세정Temperature: 30-60 ° C Time: 5 minutes Ultrasonic Cleaning 44 3단 수세3-stage washing 공업 용수Industrial water 온도: 상온시간: 1 분Temperature: Room temperature time: 1 minute 이물질 부착이 없을 것No foreign substance adhered 55 전해 탈지Electrolytic degreasing 알칼리 탈지액Alkaline degreasing liquid 온도: 30-60℃시간: 1 분전압: 5-7 V양극: 피처리물 음극: 니켈Temperature: 30-60 ° C. Time: 1 minute Voltage: 5-7 V Anode: Workpiece Cathode: Nickel 66 2단 수세Two steps 공업 용수Industrial water 온도: 상온시간: 1 분Temperature: Room temperature time: 1 minute 이물질 부착이 없을 것No foreign substance adhered 77 표면 활성화Surface activation HCl 10%HCl 10% 온도: 20-30 ℃시간: 1 분Temperature: 20-30 ℃ Time: 1 minute 88 2단 수세Two steps 공업 용수Industrial water 온도: 상온시간: 1 분Temperature: Room temperature time: 1 minute 이물질 부착이 없을 것No foreign substance adhered 99 Ni-P 도금Ni-P Plating 무전해 니켈 도금액(8-10% P 함유)Electroless Nickel Plating Solution (Contains 8-10% P) 온도: 85-92℃pH: 4.7-4.9시간: 10 분(2-2.5㎛기준)Temperature: 85-92 ° C pH: 4.7-4.9 hours: 10 minutes (2-2.5 μm standard) 15 ㎛: 60 분30 ㎛: 120 분15 μm: 60 minutes 30 μm: 120 minutes 1010 2단 수세Two steps 순수pure 온도: 상온시간: 1 분Temperature: Room temperature time: 1 minute 이물질 및 약품 부착이 없을 것No foreign substances or chemicals attached 1111 탕세Probation 순수pure 온도: 60 ℃시간: 1 분Temperature: 60 ℃ Time: 1 minute 1212 건조dry 온도: 60-70℃시간: 1 분Temperature: 60-70 ℃ Time: 1 minute 이물질 부착이 없을 것No foreign substance adhered 1313 검사inspection 두께 측정Thickness measurement

도2는 고온 산화 시험에 사용된 실험 장치에 대한 개략도이다. 본 발명에 따르는 박막 도금 기술의 성능을 평가하기 위한 방법중의 하나로 고온 수중 분위기에서 장시간 부식 시험을 실시하였는데 시험에 사용된 시편의 종류 및 특성은 표2와 같다.2 is a schematic diagram of an experimental apparatus used for the high temperature oxidation test. As one of the methods for evaluating the performance of the thin film plating technology according to the present invention, the corrosion test was performed for a long time in a high temperature underwater atmosphere.

Specimen IDSpecimen ID Materials DescriptionMaterials Description CommentsComments Alloy 600Alloy 600 J310J310 0.03% C0.03% C J320J320 0.03% C0.03% C J610J610 0.06% C0.06% C J620J620 0.06% C0.06% C Ni-plated Alloy 600Ni-plated Alloy 600 ES15ES15 무전해 니켈 도금, 15 ㎛Electroless Nickel Plating, 15 ㎛ 7-8% P 함유Contains 7-8% P ES30ES30 무전해 니켈 도금, 30 ㎛Electroless Nickel Plating, 30 μm 7-8% P 함유Contains 7-8% P

탄소함량과 열처리 조건이 다른 네가지 alloy600시편과 alloy 600표면에 도금조건과 두께를 달리하여 니켈 도금한 시편을 사용하였다. 본 발명에 따르는 무전해 도금 방법을 적용하였으며 각 도금 조건에 대해 15 ㎛와 30 ㎛의 두께를 갖도록 하였다 총 8종류의 시편에 대해 두 개씩 제작하여 산화 시험을 실시하였다. 사용된 시험 용액은 원자력 발전소 일차수를 모사하기 위해, Ti로 제작된 200 L 저장 용기에 2 wppm Lithium과 1000 wppm Boron을 함유한 용액을 만들고 고순도 수소 가스를 이용하여 약 3 시간동안 공기제거(deaeration) 과정을 거쳐 용존 산소를 제거하고 환원 분위기를 만들어 준다. 실제 발전소에서는 약 25∼30 cc(STP)/kg of H2O 정도의 용존 수소가 일차수에 존재하며 이는 2.232 ∼ 2.678 wppm의 용존 수소에 해당하는 양이다. 공기제거(Deaeration) 과정 후 약 10 psig의 압력을 용기에 가해 용존 수소가 시험 기간동안 일정하게 약 2.65 wppm을 유지하도록 하였다. 시험 온도와 압력은 320℃, 150 kgf/㎠를 유지하였다. 316SS로 제작된 1 gallon (3.78 L) 부피의 압력용기에 시편을 장착하였다. 유량은 약 1 L/hr이며 산화 시험은 4주간 연속적으로 진행되었다. 산화 시험이 끝난 후 시편을 꺼내어 육안 관찰 및 Transmission Electron Microscopy(TEM)를 이용하여 표면 부식을 분석하였다.Four alloy 600 specimens with different carbon contents and heat treatment conditions and nickel plated specimens with different plating conditions and thicknesses were used. The electroless plating method according to the present invention was applied and had a thickness of 15 µm and 30 µm for each plating condition. Two specimens of eight specimens were prepared and subjected to oxidation tests. The test solution used was a solution containing 2 wppm Lithium and 1000 wppm Boron in a 200 L reservoir made of Ti to simulate the primary power of a nuclear power plant and deaeration for about 3 hours using high purity hydrogen gas. ) Process to remove dissolved oxygen and create reducing atmosphere. In a real plant, about 25-30 cc (STP) / kg of H 2 O dissolved hydrogen is present in the primary water, corresponding to 2.232 to 2.678 wppm of dissolved hydrogen. After the deaeration process, a pressure of about 10 psig was applied to the vessel to keep the dissolved hydrogen constant at about 2.65 wppm during the test period. Test temperature and pressure were maintained at 320 ° C., 150 kg f / cm 2. Specimens were mounted in a 1 gallon (3.78 L) volume pressure vessel made of 316SS. The flow rate was about 1 L / hr and the oxidation test was conducted continuously for 4 weeks. After the oxidation test, the specimens were taken out, and the surface corrosion was analyzed by visual observation and transmission electron microscopy (TEM).

도3은 니켈 도금시편의 산화막 형성 여부를 TEM 분석을 통해 수행한 결과를 나타낸다. 도3의a는 산화막과 Ni막간의 계면에 대한 명시야상을 나타내며 도3의b는 도3의 a에 도시된 A-B구간 사이의 EDS선분석 결과로 산화막과 Ni박막의 계면을 중심으로 Ni성분이 급격하게 변하는 것을 알 수 있다.Figure 3 shows the result of performing the TEM analysis whether the oxide film formed on the nickel plated specimen. FIG. 3A shows a bright field image of the interface between the oxide film and the Ni film, and FIG. 3B shows the results of EDS line analysis between the AB section shown in FIG. You can see that it changes rapidly.

도4는 본 발명에 따르는 도금 장치의 개략도를 나타낸다. 상기 장치는 기존의 방법으로는 도금이 쉽지 않은 부분을 도금하려는 경우에, 무전해 도금방법을 사용하여 손쉽게 도금을 가능하게 한다. 우선 각 탱크(15)에는 도금에 필요한 탈지, 전해, 도금 용액 및 물 등이 각각 들어 있고 탱크(15)앞에 부착된 펌프(16)를 작동시킴으로써 노즐을 통해 외부로 각각의 용액을 흘려보낼 수 있다. 이때 각 용액을 한번 흘려 보낸 후에는 물을 흘려보내 도금 장치 내를 세척하게 된다. 이와 같은 방법으로 상기 표1에 기재된 방법과 같은 순서로 도금을 행할 수 있다. 이때 도금 용액을 소재의 표면에 흘려보냄으로써 도금을 행하게 된다. 또한 도1에서 설명한 것과 같은 장치를 도금용액입출부(14)에 장치할 수 있는데 유체의 유입으로 팽창하는 블래더(11)와 상기 블래더(11)를 관통하는 입출관(12)을 설치하여 틈새 등의 도금이 쉽지 않은 부분에 대해서도 도금이 용이하다. 또한, 상기 장치(10)는 이동가능하기 때문에 기존의 방법 및 장치(10)로는 도금이 용이하지 않은 부분 즉, 전극을 설치하기 힘든 부분이나 도금 용액에 담그는 것이 쉽지 않은 부분들, 예를 들어, 나사등에 의해 결합이 된 후 그 결합 부를 도금해야 하는 필요성이 있을 때 등이나 용접에 의해 소재를 결합한 후 용접부위를 도금할 필요성이 있을 경우 등에도 그 환부를 탈지하고, 수세한 후 도금을 하는 것이 가능하게 된다. 또한 상기 장치는 탱크(15)의 크기를 조절하여 이동이 손쉬운 형태로 만들 수 있다. 여기서 블래더의 재질은 온도가 90도 까지 올라가므로 이 온도에 견디면서 팽창이 비교적 잘되는 재질이어야 한다.4 shows a schematic view of a plating apparatus according to the present invention. The device makes it possible to easily plate using an electroless plating method in the case where the plating is not easy with the conventional method. First, each tank 15 contains degreasing, electrolytic, plating solution, water, and the like necessary for plating, and each solution can be flowed out through the nozzle by operating the pump 16 attached to the tank 15. . At this time, after each solution flows once, the water flows to wash the plating apparatus. In this manner, plating can be performed in the same manner as the method described in Table 1 above. At this time, plating is performed by flowing the plating solution to the surface of the material. In addition, a device such as that described in FIG. 1 may be installed in the plating solution inlet / outlet unit 14, and a bladder 11 that expands due to inflow of fluid and an outlet tube 12 that penetrates the bladder 11 may be installed. Plating is also easy for parts where plating is not easy, such as gaps. In addition, since the device 10 is movable, the existing method and the device 10 may not be easily plated, that is, a part which is difficult to install an electrode, or parts that are not easily immersed in a plating solution, for example, When there is a need to plate the joint after joining by screws, etc., or when there is a need to plate the weld after joining the material by welding, etc. It becomes possible. In addition, the device can be made easy to move by adjusting the size of the tank (15). The material of the bladder must be a material that can withstand this temperature and expand relatively well because the temperature rises to 90 degrees.

본 발명은 내식성, 내마모성을 가지면서도 전해도금법이나 기존의 무전해 도금법의 적용이 어려운 복잡한 구조에 대해서도 도금의 대상이 되는 소재를 용재에 직접 담그지 않고도 두께가 일정하도록 도금이 가능한 박막 도금 방법 및 도금 장치를 제공하며 또한 부품사이에 생기는 얇은 틈새 사이를 도금하는 장치 및 방법을 제공하였다.The present invention is a thin film plating method and plating apparatus that can be plated to have a constant thickness without having to immerse a material to be plated directly into a material even for a complex structure having corrosion resistance and abrasion resistance, which is difficult to apply an electroplating method or a conventional electroless plating method. The present invention also provides an apparatus and method for plating a thin gap between parts.

도1은 본 발명에 제시된 방법을 사용하여 원자로 용기 상부헤드 관통부인 Control Rod Drive Mechanism(CRDM) 노즐부내를 무전해 니켈 도금하는 방법을 개략적으로 도시한 도면1 is a schematic diagram of a method for electroless nickel plating in a control rod drive mechanism (CRDM) nozzle portion of a reactor vessel upper head penetration using the method presented in the present invention.

도2는 고온 산화 시험에 사용된 실험 장치에 대한 개략도Figure 2 is a schematic diagram of the experimental apparatus used for the high temperature oxidation test

도3은 니켈 도금시편의 산화막 형성 여부를 투과전자현미경(TEM) 분석을 통해 수행한 결과를 나타낸다Figure 3 shows the results of performing the transmission electron microscope (TEM) analysis of the formation of the oxide film of the nickel plated specimens

도4는 본 발명에 따르는 도금 장치의 개략도4 is a schematic view of a plating apparatus according to the present invention;

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 도금장치 11: 블래더(bladder)10: plating apparatus 11: bladder

12: 도금용액입출용관 13: 유체공급호스12: Plating solution inlet / outlet tube 13: Fluid supply hose

14: 도금용액입출부 15: 저장탱크14: plating solution inlet and outlet 15: storage tank

16: 구동장치 17: 노즐16: drive unit 17: nozzle

Claims (7)

도금의 대상이 되는 소재를 제공하는 단계와;Providing a material to be plated; 상기 소재의 표면에 대하여 용제를 반응시키는 표면 활성화단계와;A surface activation step of reacting the solvent with the surface of the material; 상기 소재의 표면에 대하여 인을 함유하는 도금액을 이용하여 도금하는 도금 단계로, 상기 소재의 표면에 도금액을 흘려보내는 단계가 포함된 도금 단계를;A plating step of plating the surface of the material using a plating solution containing phosphorus, the plating step including flowing a plating solution on the surface of the material; 포함하는, 무전해 니켈 박막 도금 방법.Including, electroless nickel thin film plating method. 제1항에 있어서, 상기 도금 단계는 수축 팽창이 가능하며 도금용액 입출용관이 그 내부로 삽입된 블래더(bladder)를 도금하려는 소재의 틈새 안으로 집어넣는 단계와,The method of claim 1, wherein the plating step is to shrink and expand and insert the bladder inserted into the plating solution inlet and out into the gap of the material to be plated; 상기 블래더내에 유체를 유입하여 블래더를 팽창시켜 상기 틈새를 누설 없이 밀봉하는 단계와,  Introducing a fluid into the bladder to expand the bladder to seal the gap without leakage; 상기 블래더내에 삽입된 입출용관을 통해 도금용액을 흘려보내는 단계를 포함하는, 무전해 니켈 박막 도금 방법.Electroless nickel thin film plating method comprising the step of flowing a plating solution through the entrance and exit tube inserted into the bladder. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 단계사이에 상기 소재의 표면을 세척하는 탈지단계를 더 포함하는, 무전해 니켈 박막 도금 방법.The method of claim 1 or 2, further comprising a degreasing step of washing the surface of the material between each step. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도금 단계에서 사용되는 도금 용액은 니켈과 8~10 중량%의 인(P)을 포함하는, 무전해 니켈 박막 도금 방법.The electroless nickel thin film plating method according to claim 1 or 2, wherein the plating solution used in the plating step comprises nickel and 8 to 10 wt% of phosphorus (P). 복수개의 탱크와;A plurality of tanks; 상기 탱크내의 내용물을 각각 외부로 인출할 수 있는 구동장치와;A driving device capable of drawing out the contents of the tank to the outside; 상기 밸브의 말단에 연결되어 도금 용액을 흘려 보내는 한 개 이상의 도금 용액입출관을 구비하는 도금용액입출부를; A plating solution inlet / out section having at least one plating solution inlet / out tube connected to an end of the valve for flowing a plating solution; 포함하는, 무전해 니켈 박막 도금장치. Including, electroless nickel thin film plating apparatus. 제5항에 있어서, 상기 도금 용액입출관은,The method of claim 5, wherein the plating solution inlet and outlet pipe, 상기 도금 용액 입출관 외부에 장착되며 그 내부로 유체를 유입하여 팽창이 가능한 블래더(bladder)를 더 포함하여, 좁은틈 사이로의 상기 도금 용액 입출관의 삽입을 용이하게 하고, 상기 블래더의 팽창으로 상기 틈 사이의 밀봉이 용이한 것을 특징으로 하는, 무전해 니켈 박막 도금 장치.The apparatus further includes a bladder mounted on the outside of the plating solution inlet / outlet tube and expands by introducing a fluid therein to facilitate the insertion of the plating solution inlet / outlet tube between the narrow gaps and the expansion of the bladder. Electroless nickel thin film plating apparatus, characterized in that the sealing between the gap is easy. 제6항에 있어서, 상기 블래더는 중심에 구멍이 있는 도너스 모양이며 상기 블래더에 복수개의 도금 용액 입출관이 장착되는 것을 특징으로 하는, 무전해 니켈 박막 도금 장치.7. The electroless nickel thin film plating apparatus according to claim 6, wherein the bladder has a donor shape having a hole in the center thereof and a plurality of plating solution inlet and outlet tubes are mounted on the bladder.
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