1. 합금 도금 및 기타 도금
합금도금은 황동 도금, 구리-주석 합금 도금, 니켈-철 합금 도금, 주석- 니켈 도금, 주석-납 합금 도금으로 나누어 볼 수 있습니다. 금속 합금 별로 하나씩 나누어 살펴보도록 하겠습니다.
황동 도금은 철강상에 외관의 목적으로 하는 장식용(Cu 70~80%)과 철에 대한 고무의 부착력을 좋게 하기 위하여 중간층으로 이용하는 공업용(Cu 65-75%)이 있습니다. 장식용에는 외관, 색조가 중요시되고 공업용에서는 목적의 기능성이 중요시되고 있습니다.
황동 도금의 작업 조건 및 관리 요건을 살펴보면 액온은 상온에서도 잘 되나 40℃ 부근에서 하는 것이 균일한 색깔을 얻기 쉽습니다. 색상은 Cu색을 진하기 하기 위해서는 전류 밀도 및 유리 시안화나트륨을 적게하거나 온도를 높게 하고, 교반은 음극을 서서히 움직이는 정도이면 되는 것을 알 수 있습니다. 암모니아수는 적당량이 있어야 색상이 균일하며 얼룩이 생기지 않고 여과는 여과제로 활성탄을 사용하여 정기적으로 하면 좋습니다
다음으로는 구리-주석 합금(청동) 도금을 살펴보겠습니다. 일반적으로 장식용으로 사용되며 철강의 질화 방지용으로도 이용되는데 작업 조건 및 관리를 살펴보면 청동 도금은 양극으로 구리를 사용하므로 도금 시간의 경과에 따라 주석을 보충하지 않으면 안되고, 주석나트륨의 보충량은 600g/1000Ah를 기준으로 합니다. 저온으로 하거나 유리 시안화물을 감소시키거나 유리 수산화나트륨을 증가시키게 되면 기준(Cu 88%)보다 구리가 많이 석출 되어 붉은 색조가 증가하게 됩니다. 스페큘럼 도금에서 구리와 주석의 양극을 사용할 때 합금 양극을 쓰지 않고 분리 양극, 즉 구리 양극과 주석 양극을 따로따로 쓰는 것이 그 특징입니다.
다음으로는 니켈-철 합금 도금을 보겠습니다. 니켈-철 합금 도금은 광택 니켈 도금의 대용으로 사용되며 철분이 15~35%를 차지합니다. 광택도 좋고 유연성과 내식성이 좋다고 알려져 있습니다. 작업 조건 및 관리를 살펴보면 Ni과 Fe 이온의 농도비는 석출 금속의 합금비에 영향을 받으므로 농도비를 일정하게 유지해야 하며, 광택제 사용 방법은 광택 니켈 도금과 같습니다. 2가 철 이온은 산화되지 않도록 pH관리에 주의해야 하고 양극은 니켈이나 순철 또는 불용성 양극을 씁니다.
주석-니켈 합금 도금 입니다. 주석- 니켈 합금 도금은 장식과 내식성이 크고, 스테인리스강과 유사한 색깔을 가진 도금입니다. 크롬 도금의 대용, 프린트 배선의 부식 억제 도금으로 많이 쓰이고 있습니다. 조성은 염화제이주석 50g/l, 염화니켈 300g/l, 산성플루오르화암모늄 56g/ℓ이고 액의 온도 50~70℃, pH 2.5(암모니아 조정), 전류 밀도 2~2.5A/dm²로 도금합니다.
마지막으로 주석-납 합금 도금 입니다. 주석-납 합금도금은 60% Sn을 함유한 도금은 전기 통신 기기 부품, 전자 부품 등에 사용되고 있습니다. 7% Sn을 함유한 도금은 베어링에 사용됩니다. 주석-납 합금 도금을 사용할 수 있는 환경은 양극은 원하는 석출 금속과 같은 성분비의 것을 사용하며 크기는 음극의 2배 이상으로 하고, 교반은 음극을 천천히 움직여 주는 것이 좋습니다. 도금액의 온도가 38℃ 이상이 되면 합금 도금층 내의 주석 성분이 감소되고 전류 밀도는 높게 하면 합금 도금층의 주석 성분이 증가하게 됩니다.
2. 금(Au) 도금
금으로 도금을 하는 금도금의 특징으로는 주로 장식용으로 많이 이용되며, 내식성이 좋고 은 다음으로 전기 저항이 작고 열전도율이 양호하며, 고온에서 사용할 수 있는 등 우수한 특성을 가지고 있습니다. 전자 부품과 인공위성 등의 부품에 공업적용으로 널리 사용되고 있습니다.
금 도금 액을 조성하기 위해서는 알칼리성 시안화 도금액의 조성시안화금칼륨 4~12g/l, 시안화칼륨 30g/l, 탄산칼륨 30g/l, 인산일수소칼륨 30g/l이며, 액온은 50~60℃, 전류 밀도는 0.1-0.5A/dm²의 조건으로 도금하면 됩니다. 중성 금도금액의 조성을 알아보겠습니다.
시안화금칼륨 6g/l, 인산이수소칼륨 15g/ℓ, 시안화니켈칼륨 0.5g/l, 수산화칼륨 20g/l으로 구성됩니다. 또 pH 6.5~7.5, 액온은 65~75℃, 전류 밀도는 0.5A/dm²의 조건으로 도금하고 산성 금 도금액의 조성은 시안화칼륨 10g/l, 인산(85%) 20ml/l으로 수산화칼륨으로 pH를 1.8로 조정하고 액온 50℃, 전류 밀도 1A/dm² 이하의 조건으로 작업합니다.
금 도금의금도금의 작업 조건을 살펴보면 먼저 도금색을 알아보도록 하겠습니다. 온도 및 전류 밀도가 낮을 때에는 엷은 황색 도금이 되고 온도 및 전류 밀도가 높을 때는 붉은색에서부터 적갈색에 이르는 색상을 나타내게 됩니다. 시안화칼륨의 양이 적을 때에는 균일한 금도금 색깔이 얻어지지 않는데 시안화칼륨의 양이 너무 많을 때에는 도금 속도도 늦고 검고 붉은 황록색이 됩니다. 금도금의 색상은 전류 밀도를 조정하여 어느 정도의 색깔을 조정할 수 있습니다.
도금층의 색깔 변화를 다시 자세히 알아보면 액 중에 시안화 착화물로 구리 이온을 첨가하면 양에 따라 황색 → 분홍색 →붉은색으로 변화되게 됩니다. 니켈 이온이 존재하면 황색 → 연한 황색 → 백색으로 변화하게 되고 은 또는 카드뮴 이온은 황색 → 녹색 → 백색으로 변화하는 것을 볼 수 있습니다. 코발트 이온은 황색 → 오렌지색→ 녹색으로 도금층의 색깔이 변화하게 됩니다. 항상 여과가 원칙이며 약간 용량이 큰 여과기를 사용해서 액을 강제 순환, 대류 시키는 것이 바람직하다고 볼 수 있습니다.
도금품에는 고도의 품질 및 신뢰성이 요구되는 것이 많기 때문에 전류 밀도, 액온도, PH합금 성분이 되는 금속의 농도나 전도도염의 농도 등을 항상 소정의 범위에서 관리하여야 한다고 볼 수 있겠습니다.
3. 은(Ag) 도금
은도금의 특징에 대해 알아보겠습니다. 은 도금은 각종 장식품, 양식기류, 항공기, 전자 기기 부품 등 다양하게 활용됩니다. 은도금에는 보통 시안화알칼리액이 주로 사용되고 있습니다. 은도금을 하기 전에 밀착을 좋게 하기 위하여 먼저 시안화은 4-5g/l, 시안화구리 10~12g/ℓ, 시안화칼륨 75-90g/ℓ의 액 조성에는 온도 20~30℃, 전류 밀도 1.6~2.7A/dm²의 조건으로 얇게 스트라이크 도금해 줍니다.
은 도금액의 관리를 살펴보면 먼저 시안화은을 확인해 볼 수 있습니다. 시안화은은 무게비로 1/2의 시안화칼륨과 반응하여 시안화은칼륨 착염이 되어 물에 용해가 됩니다. 시안화은 무게의 1/2에 해당하는 시안화칼륨이 꼭 필요하고 광택제는 이황산탄소가 많이 쓰입니다. 은의 농도는 낮은 편이 피복력이 좋고 유리 시안화칼륨 및 탄산칼륨은 높은 편이 좋습니다. 전류 밀도를 높여 빠른 속도로 도금하려고 할 때는 은 농도와 유리 시안화칼륨을 높이고 탄산칼륨의 농도는 낮추는것이 그 방법입니다.
은 도금 작업 조건을 보면 일반적으로 상온에서 행하며, 40℃ 이상은 바람직하지 않습니다. 여름철 또는 고농도액에서는 고전류 밀도로 작업하는 경우 온도가 상승되어도 저전류 밀도 부분에 소손, 밀착 불량이 생기는 수가 있습니다. 따라서 특별한 경우에는 냉각기를 사용해 도금액의 온도를 낮게 하여 작업하지 않으면 안 되며 항상 여과를 하면서 작업하는 것이 좋습니다.
또 은 양극은 가용성이나 극판 위에 생기는 착색 피막의 탈락이나 협잡물 등의 고형입자의 부유에 따라 도금면이 거칠어지기 쉽기 때문에 양극 봉지, 격막 등을 반드시 사용하고, 고농도액이 될수록 면적이 큰 것이 필요합니다.