도금을 하다 보면 다양함 결함과 문제가 발생하고는 합니다. 도금 결함의 종류들과 그 대책에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
1. 밀착성 불량
밀착성이 불량하게 되면 도금층이 쉽게 소지 또는 바탕으로부터 벗겨지는 현상이 나타나게 됩니다 (peeling, flaking). 혹은 도금층의 일부가 소지와 바탕층과 밀착되지 않고 부풀어 오르는(blister) 현상이 나타나며, 소재 자체의 결함 때문에 생기는 경우가 있습니다.
밀착성 결함의 대책으로는 먼저 소지 세정에서 처리액의 변질이나 불순물 관리를 철저히 해야 합니다. 알칼리성 물질이나 규산질 물질의 막이 잔류하지 않도록 하고 고농도, 고전류 밀도, 장시간 처리 등 과도한 세정 처리를 피하는 것이 좋습니다. 가공품을 다음 공정으로 이동할 때 각 공정에 부유하는 오물이나 기름막이 부착되지 않도록 하고 알칼리성 물질이나 규산질 물질의 막이 잔류하지 않도록 합니다.
중간 도금층에서의 밀착 불량을 방지하기 위하여 도금면을 건조한 후 장시간 방치하는 것을 피하는 것이 좋고 물속에 넣어 두거나 쌍극(bipolar) 현상을 일으키는 것을 피해 줍니다. 또 전류를 자주 끊거나 하는 일을 피하는 것이 밀착성 불량을 예방하는 데에 도움이 됩니다.
2. 무도금(bare spot, void, 도금이 부착되어 있지 않는 상태)
무도금은 저전류 밀도 부위, 즉 움푹한 부분의 피복력이 약하기 때문에 생겨나게 됩니다. 무도금의 방지책 으로는 뒷면이나 움푹 부분은 저전류 밀도 부분에 대해서는 탈지, 세정 활성화 처리를 해주는 것이 좋습니다. 첫째 번 도금층을 입힐 때 저전류 밀도 부분에 질이 좋은 도금을 균일하게 피복하도록 하고 크롬 도금 전에 니켈 도금액 중의 유기 불순물 및 금속 불순물 관리를 철저히 해 주는 것이 무도금을 예방하는 방법입니다.
3. 탄도금 및 피트
탄도금(burning) 이란 적정량보다 많은 전류가 국부적으로 집중됨에 따라 취약하고, 거친 도금이 얻어지는 것으로 갈색, 무광택, 백색, 회색 또는 회흑색 석출물로 나타나게 됩니다. 전류 밀도, 온도, PH 첨가제 등은 금속핵의 성장 속도 및 결정 성장 속도에 영향을 줄 수 있습니다.
광택 니켈 도금에서 탄도금을 방지하기 위해서는 고농도(니켈), 고온(65℃)으로 하고, PH 완충제인 붕산을 적당량(40~50g/l) 유지하여 pH를 3.6~4.6 정도로 관리하는 것이 좋습니다.
다음으로 피트(pit)란, 눈으로 볼 수 있을 정도로 작은 구멍이 도금면에 발생한 상태를 말합니다. 수소가스가 도금면에 부착하여 그 기포 부분이 도금되지 않기 때문에 피트가 생겨나게 됩니다. 도금면에서 소지까지 구멍이 관통한 미세 구멍을 핀홀(pinhole)이라 합니다.
피트와 핀홀을 방지하기 위해서는 소지 결함이 있는 것을 피하고, 전처리 작업을 조건에 맞추어 철저히 해야 합니다. 도금액의 철저한 관리와 약간 낮은 전류 밀도로 작업하는 것이 도움이 되며 피트 방지제를 첨가하며, pH(3.6~4.6)를 너무 낮지 않게 조정하도록 합니다. 도금액의 교반을 강하고, 고르게 하여 도금면에 발생된 가스를 즉시 제거하는 것이 도움이 됩니다.
4. 거친 도금 및 얼루기
도금 결함 중 하나인 거친 도금(rough deposit) 은 도금액 중에 부유하는 고형 물질이 도금면에 함께 석출하여 거친 표면 상태로 도금되는 것을 말하며 흔히 생기는 결함 중 하나입니다. 거친 도금의 방지 대책으로는 액의 여과를 철저히 하여 깨끗한 용액에서 도금하도록 합니다. 양극 찌꺼기(anode slime) 등 고형 물질이 액 중에 혼입 되지 않도록 양극 포대 또는 격막을 만들어 주는 것이 좋습니다.
거친 도금과 비슷하지만 도금면의 색상 및 명도가 국부적으로 균일하지 않은 외관상의 결함을 얼루기(stain)라고 합니다. 버프 연마면에 연마재나 스머트(smut)와 같은 물질이 부착되어 있으면 도금 후 얼루기가 지기 쉽습니다. 기체화된 전처리 공정에서 이송 중에 도금면이 건조되면 얼루기가 지는 원인이 되므로 소재에 결함이 많거나 다공성 소재에 대한 전처리나 도금 전의 수세 및 중화 처리가 불충분하면 구멍 속에 있던 약품액이 도금면에 흘러나와 얼루기가 될 수 있습니다.
5. 균열(crack)
균열의 원인은 니켈, 크롬 도금에서 고전류 밀도 부근에서 발생하기 쉽습니다. 도금층의 내부 응력이 도금층과 바탕 금속의 접합 부위가 견딜 수 있는 인장응력의 한계보다 크기 때문에 발생하므로 인장응력을 잘 파악하고 사전에 방지해야 합니다. 또 니켈도금 후 크롬 도금한 도금층의 균열 방지 대책은 도금층의 내부 응력이 매우 낮아지도록 액 관리를 잘해주어야 하겠습니다.