1 . 크롬 도금의 개요
크롬 도금의 특징에 대해 먼저 알아보도록 하겠습니다. 크롬 도금은 외관이 아름답고, 대기 중에서 변색되지 않고, 염산 이외의 산이나 알칼리에 부식되지 않는 것이 특징입니다. 균열이나 핀 홀이 생기기 쉽기 때문에 소재 금속의 완전한 피복이 어렵고 장식 크롬 도금에서는 피도금물의 광택과 변색 방지를 위해서 0.25m 정도의 얇은 크롬 도금을 행하게 됩니다. 경질 크롬 도금은 보통 철소지 위에 직접 하고, 두께는 목적에 따라 다르지만 두꺼운 것은 200~300km 이상의 것도 있습니다.
1-1. 크롬 도금액
크롬산 무수물과 황산으로 된 서전트(Sargent)가 표준액으로 많이 사용됩니다. 이 액이 다른 금속의 도금액과 다른 점은 먼저
불용성 양극을 사용해야 하며, 광택제 없이도 광택을 얻을 수 있다는 점 입니다. 또 10배 정도의 높은 전류 밀도를 사용하며, 음극의 전류 효율이 15% 정도로 나쁘고 균일 전착성 및 균일 피복성이 대단히 나쁜 것이 특징입니다.
2. 장식용 크롬 도금
장식용 크롬도금의 표준액에 대해 정리해보도록 하겠습니다. 먼저 크롬 도금 용액의 액 조성 표준액은 크롬산 무수물에 촉매근으로 황산을 1/100 정도 첨가한 액으로의 조성학 됩니다. 표준액을 크롬산 무수물 250g/l, 황산 2.5g/l 저농도액을 크롬산 무수물 150g/l, 황산 1.5g/l (경질 크롬 도금용으로 사용) 고농도액을 크롬산 무수물 400g/l, 황산 4g/l (장식용으로 사용)로 규정하고 있습니다. 액온은 40~65℃, 전류 밀도는 10~80A/dm²입니다.
액 성분의 역할을 살펴보면 크롬산 무수물은 크롬 이온의 보급원이며 용해시에는 대부분 이온의 하전수가 6가이나 일부가 3가로 환원하며, 3가 크롬의 잔류량(표준량: 3g/l)은 석출물에 큰 변화를 주게 됩니다. 3가 크롬은 3가 크롬이 적당량 있어야 피복력이 좋고 광택 범위가 넓어지게 됩니다. 황산은 크롬 도금의 촉매 작용을 하며, 도금액 중에 황산이 많으면 광택이 좋아지고, 황산이 적으면 도금면의 피복력이 좋아지는 것이 그 특징입니다.
장식용 크롬 도금의 작업 조건은 먼저 전류 밀도 및 온도를 살펴봐야 합니다.
액 온도와 전류 밀도는 전착 크롬층의 성질을 지배하는 중요한 인자 입니다, 온도가 일정한 조건에서 전류 밀도가 낮을 때에는 유백색이고 전류 밀도가 증가하면 광택이 있는 은백색이 되고 다시 전류 밀도를 더욱 증가하면 회백색이 됩니다. 광택 도금이 얻어지는 조건은 저온도에서는 저전류 밀도이고 온도의 상승에 따라 전류 밀도 역시 높아지는 것을 알 수 있습니다.
양극은 안티몬을 5~7% 함유하는 납 합금 소재의 불용성 양극이 많이 사용됩니다. 황산이 적정량 이상 많아졌을 때에는 탄산바륨이나 수산화바륨 도는 수산화칼숨을 첨가하여 황산바륨 또는 황산칼슘의 침전물을 만들어 여과시켜 제거하면 됩니다. 플루오르화물는 황산 대신 쓰거나 황산과 함께 쓰면 전류 효율과 피복력이 좋아지고, 재도금이 용이하고, 양극의 부식과 액의 노화가 빠르고 액의 안정성이 나쁜 것이 단점입니다.
플루오르화물 첨가 도금액은 황산 대신에 촉매근으로서 플루오르화물을 첨가한 도금액 입니다. 서전트액에 비해 전류 효율과 균일 피복성이 향상되고 저전류 밀도와 저온에서 광택 범위가 넓어지게 됩니다. 핵의 부식성이 더 강하고 노화가 빠르며 안정성이 적은 것이 특징입니다.
3. 경질 크롬 도금
경질 크롬 도금의 특징으로는 보통 장식 크롬 도금(두께 0.25m)보다 도금 시간을 길게 하여 두께를 Sum 이상으로 두껍게 도금하며, 도금액은 서전트 표준액이나 저농도액을 사용하는 것입니다. 온도는 40~50℃, 전류 밀도는 40~80A/dm²로 높은 경도를 얻을 수 있는 조건으로 도금하게 됩니다.
경질 크롬 도금 방법은 먼저 도금할 필요가 없는 부분은 절연해 준 후, 바탕 도금을 하지 않고 밀착을 좋게 하기 위해서 양극 부식을 진행 합니다. 그 후에 전류의 분포를 균일하게 해 주기 위해 음극에 따라 양극의 배치를 정확하게 하고 고탄소강에 도금한 것은 수소 취성을 억제하기 위하여 도금 후 즉시 가열하는 순서로 도금이 진행됩니다
4. 그 밖의 크롬 도금
그밖의 크롬 도금으로는 다공성(porous) 크롬 도금, 흑색 크롬도금, 배럴 크롬 도금을 들 수 있습니다. 다공성 크롬 도금은 공업용 경질 크롬 도금층을 부식시켜 공극을 확대함으로써 기름이 내부에 쉽게 침투하여 유지하도록 하여 내연 기관의 실린더, 피스톤, 링 등에 이용하는 도금입니다. 흑색 크롬 도금은 흑색 크롬은 황산을 전혀 포함하지 않든지 또는 약간 포함한 액을 사용하여 저온에서 대단히 높은 전류 밀도를 전착하고, 태양열 집열판 등에 이용하는 도금 방법입니다. 마지막으로 배럴 크롬 도금은 흘려주는 전자가 커서 스파크가 일어나 도금면이 그을리기 쉬운 것이 특징으로 회전하기 때문에 전류의 중단이 일어나 흐려지며 피복성이 나빠 균일성이 없는 것이 단점으로 볼 수 있습니다.