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Ni-W 합금도금의 피막 균열에 미치는 도금 내부응력의 영향

전문가 제언: ○ Ni-W 합금도금은 종래의 경질 Cr 도금을 대체할 수 있는 높은 경도와 내마모성을 갖는다. 이에 Ni-W 합금도금은 자동차 엔진실린더용 산업용 전자기기, 복사기 롤러 등의 기계부품의 도금에 많이 적용되고 있다. 도금 피막은 첨가제의 종류, 전해 및 환원조건, pH에 따라서 도금표면에 내부응력이 생기며 이러한 응력은 Ni-W 합금도금의 균열을 조장하고 있는 것으로 알려졌다.

○ 2008년 일본의 Kazumi KUSABIRAKI는 아조벤젠 계면활성제를 첨가한 Ni 복합도금, Kouichi IKEYAMA는 무전해 Ni-W-P 합금도금 피막의 경도에 대하여 보고하였다. 텅스텐산염과 착화제를 용해한 포스핀산을 환원제로 사용하여 Ni-W-P 합금 도금 막을 형성하였다. 이러한 Ni-W 합금도금 균열방지를 위하여 후처리 공정에서 도금표면 수소제거와 함께 응력제거열처리(annealing)는 필수적이다. 또 Ni-W 합금도금 후처리 공정에 앞서, 0.3~0.8㎛ 범위의 Ni Strike 도금이나 2중 Ni, 3중 Ni 도금까지 실시하고 있다.

○ Ni-W 합금도금 공정에서는 W 함량, 광택제가 과잉으로 첨가되거나 Ni 농도가 부족하게 되면 균열이 발생한다. 또 암모늄염이 과잉으로 첨가되거나 Fe, Zn, 평활제 등의 불순물이 10ppm 이상 존재하여도 밀착성이 불량하게 되고 균열을 발생시킨다. 도금현장의 생산성과 품질향상의 2가지 목표를 달성하기 위해서는 도금공정의 도금액 조성과 작업조건 관리는 필수적이다. 1994년 필자가 반월공단의 태양금속공업(주)에 근무할 당시, 도금액을 활성탄 처리하고 카트리지를 월 1회 교환하면서 도금액을 관리하였다.

○ 이러한 균열발생의 문제점 해결을 위해서는 도금작업 후, 약전해 처리에 의한 금속불순물 제거와 함께 침전이나 유기물 분해를 위한 활성탄처리, 여과도 필수적이다. 2003년 반월공단의 영인플라켐사는 무전해 Ni-W-P 복합도금액을 국산화하였다. 2009년부터는 중국에 수출과 함께 최근 베트남에도 수출하기 시작했다. 향후 국내 중소기업의 Ni-W-P 복합도금 피막의 균열방지를 위한 최적의 W 함량, 도금액 조성과 공정개선, 첨가제 개발을 위한 도금기술 정보지원이 요구되고 있다.

저자: Kazuya ISHII, et al,
자료유형: 니즈학술정보