KR20140058042A - 금속제 도금방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속제 도금방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체장비(진공기기), 항공우주, 조선, 자동차 등의 일부에 장착하여 유연성 밀봉성을 필요로 하는 금속제(벨로우즈)에 부식하지 않도록 도금을 하는 금속제 도금방법에 관한 것이다.
본 발명의 금속제 도금방법은 금속파이프를 사용하기 위한 크기로 절단하는 제1과정과, 금속 후렌지를 가공하는 제2과정과, 상기 금속파이프를 전처리하는 제3과정과, 상기 금속파이프를 성형 가공하는 제4과정과, 상기 성형된 금속파이프와 금속 후렌지를 용접하는 제5과정과, 용접한 금속제의 용접부위 산화막을 제거하는 제6과정과, 상기 금속제를 전해 탈지를 하는 제7과정과, 상기 산화막을 제거한 용접부위와 금속 후렌지의 금속제에 니켈 스트라이크 하는 제8과정과, 상기 금속제에 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅을 하는 제9과정과, 상기 금속제를 건조시키는 제10과정과, 상기 금속제를 검사하는 제11과정과, 상기 검사과정을 거쳐 금속제에 도금된 제품이 완료되는 제12과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

금속제 도금방법{With bellows plating method}

본 발명은 금속제 도금방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체장비(진공기기), 항공우주, 조선, 자동차 등의 일부에 장착하여 유연성 밀봉성을 필요로 하는 금속제(벨로우즈:bellows)에 부식하지 않도록 도금을 하는 금속제 도금방법에 관한 것이다.

종래의 금속제 도금이란 금속의 표면이나 비금속 표면에 다른 금속을 사용하여 피막을 입히는 처리이며, 금속이온이 전자를 받아서 환원이 되어 특정표면에 달라붙는 것을 말하는데 일반적으로 알고 있는 도금은 정류기를 통해 나온 전기를 이용하여 도금하는 방식이 가장 많이 사용된다.

무전해 도금은 용액 중에 존재하는 금속이온을 전기적인 에너지를 가하지 않고 환원제를 이용하여 금속이온을 환원반응에 의해 환원시켜 소지표면에 석출시키는 도금법이다. 이것은 무전해 도금 중 환원도금이다. 다른 하나는 치환도금인데 이것은 용액의 한 금속이 다른 금속과 화학적인 교체 반응으로 전기적으로 귀한 금속이 용액중의 비한 금속과 교체하여 표면에 피막으로 형성된다. 이때 비한금속이 모두 코팅되면 피막형성은 중지한다. 치환도금의 예로는 황산동 용액의 동이 철 위에 도금되는 현상과 은이 동 위에 도금되는 현상, 주석이 동 위에 도금되는 현상이 있다. 치환 도금의 피막두께는 매우 얇다. 그리고 치환도금의 공정은 산업용 분야에서만 제한적으로 사용한다.

한편 무전해 도금으로 가장 널리 이용되고 있는 것은 구리(Cu) 및 니켈(Ni)도금으로 구리는 일반 전기도금으로도 널리 이용되고 있으며 특히 철 위에 하지 처리용으로 많이 이용되고 있다. 무전해 도금으로 가장 많이 개발되고 현장에 이용되고 있는 것은 니켈도금이다. 많은 금속 중에 니켈은 그 화학적 성질과 기계적 성질이 극히 우수한 특성을 가지고 있지만 그 산출이 적어 가격이 비싼 까닭에 일반용 기계재료로 사용하기에는 제한되므로 니켈을 철이나 구리 위에 피복해서 미관을 부여할 목적으로 사용되어지고 있다.

금속제의 무전해 니켈도금은 환원제의 화학 반응에 의해서 도금액 속의 금속이온을 금속으로서 석출시키는 도금 방법으로 산성의 도금액에서 환원 석출하는 것이 니켈도금이다. 일반적으로 PH4.5 ∼ 5.5의 약산성을 사용하고 있으며, 동일 농도의 차아인산을 환원제로 사용 했을 경우 도금 피막속의 인(P) 함유량은 PH가 낮은 쪽이 많다.

무전해 니켈도금은 도금액과 균등하게 제품이 접촉하고 있으면 동일한 두께로 하는 것이 가능하며 전기도금에 비교해서 균일 석출이 양호하다.

무전해 니켈도금의 특성은 무전해 니켈 도금층은 비정질(非晶質,AMORPHUS)로써 두께가 커져도 결정입자의 성장이 생기지 않으며, 균일한 표면을 얻을 수 있는 특징이 있어 내식성, 내마모성이 뛰어나다. 무전해 니켈 도금 층의 경도는 Hv 500 ∼ 600정도이며 열처리에 의하며 경도를 올리는 것이 가능한데, 400℃에서 열처리하면 Hv 1,000정도가 된다. 열처리후의 최대 경도값은 Hv 1,000 ∼ 1,100 정도이다. 전착니켈도금에 비하여 비용이 추가되는 단점이 있다.

그러나 EU환경규약에 따라 2003년도부터 전 세계적으로 적용되는 중금속(Pb, Hg, Cd, Cr+6) 사용 규제(특히 육가크롬) 계획에 따라 6가 크롬을 공정 중에 전혀 사용하지 못하므로, 내식성이나 내마모성 등 기능용으로 적용되는 경질크롬도금의 대체도금으로 적극적인 활성화가 이루어지고 있다.

본 발명의 목적은 반도체장비(진공기기), 항공우주, 조선, 자동차 등의 일부에 장착하여 유연성 밀봉성을 필요로 하는 금속제(벨로우즈)에 도금을 하는 금속제 도금방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 금속제(벨로우즈)에 도금을 하여 황산에 견디며 부식이 되지 않도록 하는 금속제 도금방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 금속제에 니켈 스트라이크 도금을 1차로 하고 나서 니켈-텅스텐 무전해 도금을 2차로 하여 황산에 견디며 부식이 되지 않도록 하는 금속제 도금방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 금속제 도금방법은 금속파이프를 사용하기 위한 크기로 절단하는 제1과정과, 금속 후렌지를 가공하는 제2과정과, 상기 금속파이프를 전처리하는 제3과정과, 상기 금속파이프를 성형 가공하는 제4과정과, 상기 성형된 금속파이프와 금속 후렌지를 용접하는 제5과정과, 용접한 금속제의 용접부위 산화막을 제거하는 제6과정과, 상기 금속제를 전해 탈지를 하는 제7과정과, 상기 산화막을 제거한 용접부위와 금속 후렌지의 금속제에 니켈 스트라이크 하는 제8과정과, 상기 금속제에 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅을 하는 제9과정과, 상기 금속제를 건조시키는 제10과정과, 상기 금속제를 검사하는 제11과정과, 상기 검사과정을 거쳐 금속제에 도금된 제품이 완료되는 제12과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 니켈 스트라이크는 밀착성을 좋게 하기 위해 실시되는 도금으로 도금욕은 염화니켈 240g/ℓ, 염산 120g/ℓ, 온도 20～30℃에서 도금하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속제는 벨로우즈, 파이프, 챔버인 것을 특징으로 한다.

상기 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅은 구연산 60g/ℓ, 유산니켈 15g/ℓ, 텅스텐산염 45g/ℓ, 차아인산염 15g/ℓ이 혼합된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체장비(진공기기), 항공우주, 조선, 자동차 등의 일부에 장착하여 유연성 밀봉성을 필요로 하는 금속제(벨로우즈)에 도금을 하는 금속제 도금방법을 제공한다.

또한 금속제(벨로우즈)에 도금을 하여 황산에 견디며 부식이 되지 않도록 하는 효과가 있다.

또한 금속제에 니켈 스트라이크를 1차로 하고 나서 니켈-텅스텐 무전해 도금을 2차로 하여 황산에 견디며 부식이 되지 않도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속제 도금과정을 나타낸 공정 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 금속제인 용접형 벨로우즈 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 금속제인 성형 벨로우즈 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속제 도금과정을 나타낸 공정흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 금속제인 용접형 벨로우즈 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 금속제인 성형 벨로우즈 구성도 이다.

본 발명은 금속제 도금방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체장비(진공기기), 항공우주, 조선, 자동차 등의 일부에 장착하여 유연성 밀봉성을 필요로 하는 금속제(벨로우즈)에 도금을 하는 금속제 도금방법에 관한 것이다.

본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 금속제 도금방법은 금속파이프를 사용하기 위한 크기로 절단하는 제1과정(S1)과, 금속 후렌지를 가공하는 제2과정(S2)과, 상기 금속파이프를 전처리하는 제3과정(S3)과, 상기 금속파이프를 성형 가공하는 제4과정(S4)과, 상기 성형된 금속파이프와 금속 후렌지를 용접하는 제5과정(S5)과, 용접한 금속제(10)의 용접부위 산화막을 제거하는 제6과정(S6)과, 상기 금속제(10)를 전해 탈지를 하는 제7과정(S7)과, 상기 산화막을 제거한 용접부위와 금속후렌지의 금속제에 니켈 스트라이크 하는 제8과정(S8)과, 상기 금속제(10)에 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅을 하는 제9과정(S9)과, 상기 금속제(10)를 건조시키는 제10과정(S10)과, 상기 금속제를 검사하는 제11과정(S11)과, 상기 검사과정을 거쳐 금속제(10)에 도금된 제품이 완료되는 제12과정(S12)으로 이루어진다.

상기 제3과정의 금속파이프를 전처리는 탈지, 니켈 스트라이크, 무전해 니켈 코팅을 하는 것이다.

상기 니켈 스트라이크는 밀착성을 좋게 하기 위해 실시되는 도금으로 도금욕은 염화니켈 240g/ℓ, 염산 120g/ℓ, 온도 20 ∼ 30℃에서 도금하는 것이다.

상기 제5과정에서 금속파이프와 금속 후렌지를 아르곤 용접하는 것이다.

상기 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅은 구연산 60g/ℓ, 유산니켈 15g/ℓ, 텅스텐산염 45g/ℓ, 차아인산염 15g/ℓ이 혼합된 것이다.

상기 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅은 금속제에 3㎛ 이상이면 적당하다.

상기 금속제(10)는 벨로우즈, 파이프, 챔버인 것이다. 이외의 다른 금속제도 동일하게 도금할 수 있다.

상기 무전해 도금이란 용액 중에 존재하는 금속이온을 전기적인 에너지를 가하지 않고 환원제를 이용하여 금속이온을 환원반응에 의해 환원시켜 소지표면에 석출시키는 도금법이다. 이것은 무전해 도금 중 환원도금이다. 다른 하나는 치환도금인데 이것은 용액의 한 금속이 다른 금속과 화학적인 교체 반응으로 전기적으로 귀한금속이 용액중의 비한금속과 교체하여 표면에 피막으로 형성된다. 이때 비한금속이 모두 코팅되면 피막형성은 멈춘다. 치환도금의 예로는 황산동 용액의 동이 철 위에 도금되는 현상과 은이 동 위에 도금되는 현상, 주석이 동 위에 도금되는 현상이 있다. 치환도금의 피막두께는 매우 얇다. 그리고 치환도금의 공정은 산업용 분야에서만 제한적으로 사용한다.

상기 금속제(벨로우즈)를 만들기 위해서는 금속파이프를 사용하기 위한 크기로 절단하여 금속파이프를 탈지, 니켈 스트라이크, 무전해 니켈 코팅을 하여 전처리하는 것이다.

그 후, 상기 금속파이프를 성형가공하고, 상기 성형된 금속파이프와 금속 후렌지를 아르곤 용접을 하는 것이다.

상기 금속파이프와 금속 후렌지를 용접한 금속제(10)의 용접부위 산화막을 제거한다.

상기 금속제(10)를 전해 탈지를 하고, 상기 금속파이프와 금속 후렌지의 용접부위 산화막을 제거하고, 상기 산화막을 제거한 용접부위와 금속 후렌지의 금속제에 니켈 스트라이크 한다.

그리고 상기 금속제(10)에 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅을 하고, 상기 금속제를 건조시켜 검사를 하여 상기 검사과정을 통과한 도금된 금속제(벨로우즈)는 제품이 완료되는 것이다.

상기와 같이 금속파이프와 금속 후렌지에 밀착성을 좋게 하기 위해 실시되는 도금으로 염화니켈 240g/ℓ, 염산 120g/ℓ를 혼합한 온도 20 ∼ 30℃에서 니켈 스트라이크를 한다.

상기와 같이 상기 니켈 스트라이크를 1차로 한 금속제(벨로우즈)에 구연산 60g/ℓ, 유산니켈 15g/ℓ, 텅스텐산염 45g/ℓ, 차아인산염 15g/ℓ이 혼합된 니켈-텅스텐 무전해 합금 코딩을 하는 것이다.

상기와 같이 금속제(벨로우즈)는 황산에 의해서도 부식되지 않도록 금속제에 니켈 스트라이크를 1차로 하고 나서 니켈-텅스텐 무전해 도금을 2차로 하여 황산에 견디며 부식이 되지 않도록 도금하는 것이다.

상기와 같이 도금한 금속제를 부식성을 검사하기 위해 용기에 황산과 물을 1:1로 혼합하여 온도가 118℃ 상에서 니켈-텅스텐 무전해 도금한 금속제를 용기에 넣어도 무반응으로 니켈-텅스텐 무전해 도금한 금속제가 부식되지 않는 것을 실험을 통하여 알 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시 예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

10: 금속제

Claims (4)

1. 금속파이프를 사용하기 위한 크기로 절단하는 제1과정과, 금속 후렌지를 가공하는 제2과정과, 상기 금속파이프를 전처리하는 제3과정과, 상기 금속파이프를 성형 가공하는 제4과정과, 상기 성형된 금속파이프와 금속 후렌지를 용접하는 제5과정과, 용접한 금속제의 용접부위 산화막을 제거하는 제6과정과, 상기 금속제를 전해 탈지를 하는 제7과정과, 상기 산화막을 제거한 용접부위와 금속 후렌지의 금속제에 니켈 스트라이크 하는 제8과정과, 상기 금속제에 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅을 하는 제9과정과, 상기 금속제를 건조시키는 제10과정과, 상기 금속제를 검사하는 제11과정과, 상기 검사과정을 거쳐 금속제에 도금된 제품이 완료되는 제12과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속제 도금방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 니켈 스트라이크는 밀착성을 좋게 하기 위해 실시되는 도금으로 도금욕은 염화니켈 240g/ℓ, 염산 120g/ℓ, 온도 20 ∼ 30℃에서 도금하는 것을 특징으로 하는 금속제 도금방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 금속제는 벨로우즈, 파이프, 챔버인 것을 특징으로 하는 금속제 도금방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 무전해 니켈-텅스텐 합금 코팅은 구연산 60g/ℓ, 유산니켈 15g/ℓ, 텅스텐산염 45g/ℓ, 차아인산염 15g/ℓ이 혼합된 것을 특징으로 하는 금속제 도금방법.

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