금속의 부식 방지
원자재를 다루다 보면, 로스나 리드타임, 단가를 신경쓰지 않을수 없지만 품질에 대해서도 신경을 써야 한다.
특히 철은 부식이나 녹을 신경써야 한다.
이는 금속의 재질, 정밀도(측정기 따위의 기계 장치의 정확도를 나타내는 정도), 하는 구실이나 작용의 저하를 가져온다.
따라서 방식 및 방청법(금속을 부식에서 지키는 것)은 매우 중요하다.
전처리로는
탈지(grease removing)
- 재료나 가공 부품 표면의 기름기를 제거하는 표면처리 방법의 한가지 이며,
통상의 탈지 방법으로는 유분의 용제를 써서 세정하는 것이다.
용제에 적신 천으로 닦아 내거나 용제가든 용기속에 재료를 통쨰 담가 놓고 세정을 한다.
세정(washing, cleaning)
- 표면의 유지 그 외의 오염물을 제거하는 것
도금 전의 세정은 용제 세정, 알칼리 침적, 전해세정 등이 있다.
건조 (drying)
- 수분을 제거하여 수분이 없는 상태로 만드는 것이다.
건조기, 건조제를 사용하거나 건조한 공기를 이용하여 물질 속의 수분을 증발시킨다.
혹은 저압으로 만들어 증발 시키기도 한다.
를 해야 한다.
세정제로는 휘발유, 경유, 트리크로로에틸렌(trichloroethylene), 가성나트륨, 염산, 황산 등의 단체 세정제와 복합세정제가 사용된다. 완전한 세정없이는 충분한 방식효과를 얻을 수 없다.
전기 화학적 부식 및 응력부식(외부 응력 또는 내부 응력의존재 하에서 금속의 부식이 현저하게 촉진되는 현상. 인장 응력이합금에 작용하여 소성변형이생기면 표면의 피막 파괴·원자 이동·전위(轉位)·구멍 등 격자 결함이 형성된다. 이들 구조적 변화에 의해 표면에국부적으로 활성부위가 생기면 그 부위는 부식 환경 속에서는 우선적으로 부식된다.), 마모부식(마찰에 의한 기계적 작용 이외에도 기체 또는 액체의 상태나윤활제 등과의마찰면의 화학작용이 첨가되는 마모를말한다.), 해식에 대하여 금속재료의 방식효과를 얻기 위하여 단독, 또는 2가지 이상을 병용함으로서 효과가 있다.
① 적절한 금속 재료의 선택
② 장치의 구성및 사용상의 주의
③ 피복도장처리 :
갈바나이징(galvanizing) - 아연 침투의 일종. 용융 아연 도금이라고도 한다. 철강 소재를 용융 아연(430~460℃) 안에 넣고 표면에 아연 피복을 만들게 하는 방법이다. 아연층이 두꺼운(표준 약 610g/m2 이하) 것으로 내식성이 좋고 작업 시간도 짧으므로 널리 이용된다. 저탄소강판에실시한 것을 함석이라고 한다. 선, 관, 구조물, 주물에도실시한다
시멘테이션(cementation) - 철강 표면에 Si, Cr, Al 등을분말 상태로 부착시켜 고온도로 가열ㆍ확산함으로써 내부까지 침투시켜 내식성의 합금피막(合金被膜-금속에 이것과 다른 원소를 한가지 이상 첨가하여 얻은 것으로 표면에 막을 형성)을 만드는 방법.
[종류] ① 실리코나이징 (siliconizing) : Zn의 피막을만드는 열처리로 고체 분말법과 가스법이 있다.
② 크로마이징 (chromizing) : Cr의 피막을 만드는 방법. 내식ㆍ내 마모성이 좋다.
③ 칼로라이징 (calorizing) : Al의 피막을 만드는 방법. 고온ㆍ산화에 견딘다. 내 스케일성을 증가시킨다.
셰라다이징(sherardizion) - 금속 침투법 중 아연 침투의 일종. 아연 분말(300메시이상)을 철강재와 함께 회전 드럼 속에 넣어 350℃ 정도로 3~12시간 가열하여 철강재 표면에 아연 피막을 형성시켜 내식성을 좋게 한다.1910년 Sherard에 의해 행해져갈바나이징과함께 유명하다. 이 방법은 갈바나이징에 비해 가공 시간이 길고 피막이 얇기 때문에 내식성은 떨어지지만치수 정밀도를 문제로 하는 것, 나사산이 있는 것에 좋고, 저온처리 때문에 소재의 기계적 강도가 저하되지 않는 이점이 있다.
칼로라이징(calorizing) - 금속 재료에 알루미늄을침투시키는 조작. 철강 제품에서는 알루미늄 분말과 알루미늄의 등량 혼합물에 소량의 염화암모늄을넣은 매제(媒劑)로메꾸어 수소 기류 중에서 800~1000℃로 가열한다. 구리와황동에서는 700~800℃가 좋다. 그러나 최근에는 Fe-Al(1 : 1) 합금의 분말에 염화암모늄, 염화나트륨, 플루오르화마그네슘등을 첨가한 확산제로 상자를 채워 만들고 있다. 알루미늄 확산층은 0.3mm 전후에서 내열, 내식성(특히 질산)이 풍부하다. 또한해수 및 부식성 가스에도 견딘다
크로마이징(chromizing)-금속 침투법의 일종. 저탄소강, 18-8 스테인리스강 등의 표면에 크롬을침투 확산하고, 내열, 내마모, 내식성을 동시에 부여한다. 분말법이 가장 오래되었다. 크롬 분말 중에서 약 1200℃,3시간 이상의 가열로 0.1~0.2mm 정도의층이 생기는데, 소재의기계적 성질이 떨어진다. 현재는 할로겐과크롬 증기 중에서행하는 기체법, 염과 크롬 용융염 중에서행하는 용융염법이 많다. 처리 1000℃ 이하 몇시간, 층 두께 10－2mm이다.
금속용사법(metal spraying) - 물체의 표면에 금속을 분사하여 도장하는 방법. 메탈라이징(metalizing) 또는 메탈스프레이(metal spray)라고도 한다. 금속을 분사 도장하기 위해 그 금속의 철사또는 분말을 조금씩 녹여서 불어 날리는데, 녹이는 방법은 아크를사용하는 방법 및 산소 아세틸렌과같은 불꽃을 이용하는 방법있다. 후자는 철사를 차례로 내밀어 그 끝을 녹이고 별도로 준비한 압착 공기를내뿜어 녹인 금속을 안개 모양으로 분사하는 용사기가사용된다. 약하고 물러서 철사로 뽑아낼 수 없는 금속일 경우에는 분말을 사용하는 경우도 있다. 또, 녹는점(fusing point)이 낮은 금속일 경우에는미리 어느 정도의 양을 녹여 놓고, 그것을 조금씩 노즐에서밀어 내어 안개 모양으로 해도 좋다. 금속용사법이 가장 많이 사용되는 것은 강의 고온 산화를방지하기 위해 알루미늄을분사하는 경우와 철이 녹스는 것을 막기 위해 아연을분사하는 경우인데, 상대 물건의 면에 모래를분사(sandblast)하여 적당히 거칠게 해 놓는편이 도료가 잘 붙는다.
메탈크래딩(metal cladding) - 금속피복법이라 한다. 도금 또는 합판법 등으로 금속 표면을 얇은 금속층으로 덮은 것이다. 일반적으로 베어링 합금상 또는 전기 접점에 쓰이는 경우에 사용된다.
피복층을 얇게 할 때는 전기 도금법, 두껍게 하면 합판법이 이용된다.
인산철 피복법(parkerizing) - 철·동 제품을 망간 및 철의 인산염을 함유한 약산성 인산 수용액의 끓는 수용액 속에 담가서 표면에망간과 철의 인산염의 피막을입혀 녹스는 것을 막는 방법이다
산화철 피복법(cromodizing),
경질고무 피복법 - 신축성이 적고 단단한 고무를 일컫는다.
생고무에 30~70%의 황을 배합하여 만든 에보나이트(ebonite : 생고무에 30％ 전 후의 황을 섞은(가황) 경질 고무의 총칭. 흑색 경질로, 내산, 내알칼리성이 강하여 용기, 파이프류로 사용된다. 또 절연 재료로도 사용된다)이다.
자동차의 조향 핸들, 축전지케이스, 자동차에 사용되는 플렉시블 조인트, 전기의절연물, 절연관, 개폐기 등에 사용된다
④ 환경처리 : 부식억제제 첨가, 탈기기장치 가동 등
⑤ 전기화학적 방식법 : 외부전원 방식과 유전양극방식이 있다. 이 방법은 부식을 방지하려는 금속을 외부전원에 연결하여 부식전류와 반대방향의 전류를 통하여 금속을 음극적으로 유지함으로써 부식을 막는 방법이다.
