도금 표기에는 건너뛴 공정을 나타내는 기호가 있습니다

출처는 ISO 4527:2003, 금속 피막, 자기 촉매(무전해) 니켈-인 합금 도금이며, 제2판으로 2021년에 검토되어 유효함이 확인되었습니다. 이 페이지는 무료 미리보기를 바탕으로 하며, 미리보기에는 서문, 적용 범위, 주문 정보, 표기 조항 전체, 그리고 내식성까지의 6절이 들어 있습니다.

스스로 도금되는 도금

서문은 화학 원리를 세 문장으로 설명합니다. 이 도금은 뜨겁고 대개 약산성인 용액에서 대기압하에 차아인산 이온을 환원제로 써서 니켈 이온을 촉매적으로 환원해 만듭니다. 그리고 이 공정의 이름이 붙은 이유가 이어집니다. 석출된 니켈 합금 자체가 반응의 촉매이므로 공정이 스스로 지속됩니다.

전류가 없습니다. 여기서 규격이 곧바로 언급하는 결과가 하나 나오며, 사람들이 이 표면 처리를 지정하는 이유도 바로 그것입니다. 이 도금은 처리 용액이 표면 위를 자유롭게 순환한다면 형상이 불규칙한 부품에서도 두께가 균일합니다. 전류가 몰려서 모서리가 두꺼워지는 일도, 전계가 닿지 않아 오목한 곳이 얇아지는 일도 없습니다.

이 사이트에서 읽은 다른 도금 규격과 나란히 놓아 볼 만합니다. 같은 질문에 규격마다 다르게 답하기 때문입니다.

셋 중 둘은 균일하다고 주장하고, 하나는 어디가 얇아지는지 솔직하게 밝힙니다. 기계적 도금의 경우는 유리 비드로 두드려 입히는 아연 페이지에서 다룹니다.

손잡이는 하나, 내식성과 내마모성을 맞바꿉니다

이 석출층은 최대 14 % 질량분율의 인을 함유한, 열역학적으로 준안정한 니켈 중 인의 과포화 고용체로 설명됩니다. 그 성질은 이 조성, 도금액, 소지의 전처리와 품질, 그리고 석출 후 열처리에 따라 달라집니다.

이어서 상충 관계를 분명하게 밝힙니다. 인 함량을 8 % 질량분율 이상으로 높이면 내식성이 크게 향상되는 반면, 인 함량을 그 수준 아래로 낮추면 내마모성이 향상됩니다. 숫자 하나가 두 가지 성질을 반대 방향으로 움직이며, 그 경계점까지 명시되어 있습니다.

그리고 이 상충에서 부분적으로 벗어나는 길도 있습니다. 적절한 열처리를 하면 인 함량이 높은 도금도 미소 경도가 크게 향상되며, 따라서 내마모성도 좋아집니다. 그 열처리가 어떤 것인지는 무료 미리보기 밖의 규정 부속서에 있으므로 이 페이지는 그 조건을 제시하지 않습니다. 사양에서 중요한 것은 인 함량이 양쪽 모두에 결과를 가져오는 선택이라는 점, 그리고 그것이 표기에 들어간다는 점입니다.

표기 읽기

규격은 직접 풀이한 예를 제시하며, 이것을 해독해 보는 것이 표면 처리 표기 하나에 공정이 얼마나 많이 담길 수 있는지 확인하는 가장 빠른 방법입니다.

세 문자 코드는 응력 제거를 뜻하는 SR, 경도나 밀착성을 높이는 열처리를 뜻하는 HT, 수소 취성 제거를 뜻하는 ER입니다. 괄호 안의 온도는 목표치가 아니라 최저치입니다.

이번에는 같은 도금을 알루미늄에 적용한 경우입니다. 규격은 이때 열처리가 필요 없다고 합니다.

강 버전에서 열처리가 있던 두 자리에 이중 슬래시가 두 번 들어갑니다. 표기법은 그 항목을 그냥 빼지 않습니다. 빈칸으로 적습니다. 나중에 이 문자열을 읽는 사람은 응력 제거 칸과 취성 제거 칸이 있었고 채워지지 않았다는 것을 알 수 있습니다. 열처리를 아예 언급하지 않은 표기와는 전혀 다른 정보입니다.

이것은 규격 자체의 예시이지 요구 사항이 아닙니다. 각 처리가 실제로 언제 필요한지 정한 조항은 무료 미리보기 밖에 있으며, 여기서는 그 내용을 인용하지 않습니다.

전기 도금 쪽은 또 다른 방식으로 코드를 씁니다. ISO 4042는 열처리마다가 아니라 선택 층마다 자리를 주며, 2018년에 체계 전체를 바꾸었습니다. 그래서 A2K 같은 코드는 표면 처리의 모습을 설명하는 것으로 읽히고, 현행 코드는 공정을 설명하는 것으로 읽힙니다.

두께가 적용되는 곳: 지름 20 mm 공

6.4절은 모든 도금 규격이 어떤 식으로든 답해야 하는 질문에 답하며, 물체 하나로 답합니다.

표기의 두께는 최소 국부 두께입니다. 그리고 이 최소 국부 두께는 구매자가 달리 지정하지 않는 한 지름 20 mm 공이 닿을 수 있는 주요 표면의 모든 지점에서 측정해야 합니다.

부품을 손에 들고 그 위로 20 mm 공을 굴린다고 상상해 보십시오. 공이 닿는 곳에는 그 숫자가 적용됩니다. 작은 안쪽 모서리, 좁은 슬롯, 가는 나사산의 골처럼 공이 닿지 않는 곳에는 요구 사항도 미치지 않습니다. 누구나 논쟁 없이 적용할 수 있는 기하학적 판정이며, 적용 범위의 정의로서는 드물게 구체적입니다.

이 사이트에서 읽은 세 도금 규격은 같은 질문에 세 가지 다른 답을 내놓습니다. 성적서를 비교할 때 염두에 둘 만합니다.

둘은 한 지점에서의 최소치이고 하나는 묶음의 평균입니다. 성적서의 두께가 경우마다 같은 의미는 아니며, 평균값이 왜 평균인지는 셰라다이징 페이지에서 설명합니다.

불합격 처리할 수 있는 것과 없는 것

6.2절은 외관을 세 그룹으로 나누며, 그 구분은 보통보다 날카롭습니다.

• 불합격 사유가 아닌 것: 소지 금속의 표면 상태에서 비롯된 결함과 편차로, 긁힘, 기공, 압연 자국, 개재물이 명시되어 있으며 올바른 금속 마무리 작업을 했는데도 남는 것. 또한 도금 후 열처리로 생긴 얼룩과 착색 산화물도, 특수 열처리 분위기를 지정하지 않았다면 해당
• 불합격 사유인 것: 도금업체가 수행한 열처리로 생긴, 육안으로 보이는 부풀음이나 균열
• 아예 도금하지 말아야 하는 것: 규격은 손상된 소지 금속은 도금해서는 안 된다고 단언합니다

경계선은 누가 원인을 제공했느냐입니다. 부품과 함께 들어온 결함은 구매자의 몫이며, 규격은 전해 둘 만한 경고를 덧붙입니다. 도금 전에 소지 금속에 있던 결함은 숨은 결함을 포함해 도금에 그대로 재현될 수 있습니다. 도금업체가 열처리로 만든 결함은 도금업체의 몫입니다.

외관 자체는 구매자가 지정하는 대로 광택, 반광택, 무광 중 하나이며, 승인 견본과 비교해 판정합니다. 그리고 주문 조항은 견본에 의한 판정을 정직하게 만드는 단서를 덧붙입니다. 승인 견본은 시간이 지나면서 변질될 수 있으며 정기적으로 교체해야 할 수도 있습니다. 견본에 의한 외관 판정은 얼마나 검어야 하는지 끝내 말하지 않는 규격에서도 만난 적이 있습니다. 이 규격은 적어도 기준 자체가 낡는다는 사실을 인정합니다.

또 하나의 기대는 주석에서 조정됩니다. 무전해 니켈 도금의 표면 거칠기는 소지가 극도로 매끄러워 미세 평활화가 일어나는 경우를 제외하면 보통 도금 전 소지보다 좋지 않습니다. 도금이 그 아래 부품을 정돈해 주지는 않습니다.

그리고 염수 분무에 관한 주석

6.8절은 내식성과 그 시험 방법을 구매자에게 맡기고, 판정 기준으로 ISO 10289를 가리키며, 점식(피팅) 평가용으로 아세트산 염수 분무와 구리 촉진 아세트산 염수 분무를 언급합니다. 그리고 주석을 덧붙입니다.

염수 분무 수치는 하나의 인공 조건에서 공정끼리 비교한 것입니다. 규격도 그 시험을 제시하는 바로 그 조항에서 스스로 그렇게 말합니다. 두께가 실제 사용에서 무엇을 보장하는지, 그리고 어떤 근거로 그런지는 도금 수명 추정 페이지에서 다룹니다.

주문서에 반드시 들어가야 할 것

4.1절은 구매자가 계약서, 구매 주문서, 제품 사양서 또는 도면의 일부로 서면 제공해야 하는 14개 항목을 열거합니다. 그중 네 가지는 가장 자주 암묵적으로 넘어가는 항목이라 따로 짚어 둘 만합니다.

• 부품의 인장 강도, 그리고 도금 전후 열처리에 대한 요구 사항. 부품의 강도는 도금업체에 필요한 입력값이지 도면에서 추측할 것이 아닙니다
• 주요 표면. 부품 도면이나 적절히 표시한 견본으로 나타냅니다. 두께 요구 사항이 주요 표면에서 정의되므로, 주요 표면이 없는 표기는 그 요구가 어디에 적용되는지 말하지 않은 것입니다
• 최대 두께를 도금층 기계 가공 전에 측정할지 후에 측정할지. 규격은 마모되었거나 과가공된 부품을 덧도금해 복원하는 경우에 이 점을 특별히 언급합니다
• 강 부품을 도금 전에 탈자해야 하는지. 추가 정보 항목에 있으며, 도금층에 자성 입자가 섞여 들어가는 것을 최소화하기 위한 것입니다

이 사이트에서 다룬 모든 표면 처리 규격에서 이제 같은 패턴이 보입니다. 사양은 공정에 대한 설명이고, 그 안의 결정 대부분은 구매자의 몫이며, 규격의 주된 역할은 그 결정들에 이름과 적어 둘 자리를 주는 것입니다. ISO 4527은 다른 규격보다 한 걸음 더 나아갑니다. 내려지지 않은 결정에도 이름을 줍니다.

이 글은 5단계: 표면 처리를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.

자주 묻는 질문

ISO 4527 표기에서 이중 슬래시는 무엇을 뜻합니까?

공정이 생략되었거나 지정되지 않았다는 뜻입니다. 5.1절은 공정 또는 작업이 지정되지 않았거나 생략되었음을 나타낼 때 이중 구분 기호를 사용해야 한다고 규정합니다. 따라서 Al//NiP(10)15/Cr0.5//라는 표기는 같은 도금의 강 버전이 응력 제거와 수소 취성 제거 열처리를 담고 있는 자리에 빈칸 두 개를 보여 줍니다.

무전해 니켈 도금이란 무엇입니까?

ISO 4527은 자기 촉매형 니켈-인 도금을 뜨겁고 대개 약산성인 용액에서 대기압하에 차아인산 이온을 환원제로 써서 니켈 이온을 촉매적으로 환원해 만드는 것으로 설명합니다. 석출된 니켈 합금 자체가 반응의 촉매이므로 공정이 스스로 지속됩니다. 전류를 쓰지 않으며, 용액이 표면 위를 자유롭게 순환하면 형상이 불규칙한 부품에서도 두께가 균일합니다.

인이 많을수록 무전해 니켈 도금이 더 좋습니까?

원하는 성질에 따라 다릅니다. ISO 4527 서문은 인 함량을 8 % 질량분율 이상으로 높이면 내식성이 크게 향상되는 반면, 그 수준 아래로 낮추면 내마모성이 향상된다고 말합니다. 또한 적절한 열처리를 하면 인 함량이 높은 도금도 미소 경도가 크게 향상되어 내마모성이 좋아진다고 덧붙입니다.

도금 두께 요구 사항은 어디에 적용됩니까?

20 mm 공이 닿을 수 있는 모든 곳입니다. 6.4절은 표기에 지정된 두께가 최소 국부 두께이며, 구매자가 달리 지정하지 않는 한 지름 20 밀리미터 공이 닿을 수 있는 주요 표면의 모든 지점에서 측정해야 한다고 규정합니다.

도금업체가 원래 있던 긁힘을 이유로 부품을 불합격 처리할 수 있습니까?

아닙니다. 그리고 규격은 그 부품이 손상되어 있었다면 애초에 도금하지 말았어야 한다고도 말합니다. 소지 금속의 표면 상태에서 비롯된 결함과 편차, 즉 긁힘, 기공, 압연 자국, 개재물은 불합격 사유가 되어서는 안 됩니다. 이와 별도로 규격은 손상된 소지 금속은 도금해서는 안 된다고 규정하며, 도금 전에 있던 결함은 숨은 결함을 포함해 도금에 재현될 수 있다고 경고합니다.

무전해 니켈 도금을 하면 부품의 표면 거칠기가 좋아집니까?

일반적으로는 아닙니다. 6.3절의 주석은 자기 촉매 니켈 도금의 표면 거칠기가 소지 표면이 극도로 매끄러워 미세 평활화가 일어나는 경우를 제외하면 보통 도금 전 소지보다 좋지 않다고 말합니다.

염수 분무 결과로 도금이 얼마나 오래갈지 예측할 수 있습니까?

규격은 반드시 그렇지는 않다고 말합니다. 6.8절의 주석은 인공 분위기에서의 부식 시험이 완제품의 사용 수명이나 성능과 반드시 관련되지는 않는다고 밝힙니다. 이 조항은 부식 시험과 그 판정 기준을 구매자에게 맡깁니다.

참고 자료

• ISO 4527:2003, Metallic coatings, autocatalytic (electroless) nickel-phosphorus alloy coatings, specification and test methods. Introduction, clause 1, clause 4, clause 5 and clause 6 as far as 6.8

ISO 4527:2003은 공개된 미리보기로 읽었으며, 이 규격의 미리보기에는 앞부분과 6쪽의 6.8 끝까지의 내용이 들어 있습니다. 6.9~6.17절, 샘플링에 관한 7절, 부속서 A~D는 미리보기 밖에 있으며 그 내용은 인용하지 않았습니다. 여기에는 열처리에 관한 규정 부속서, 두께와 조성에 관한 지침, 샘플링 절차가 포함됩니다. 이 페이지는 어떤 열처리 온도나 시간도 요구 사항으로 제시하지 않습니다. 표기 예시 안의 숫자는 표기법을 보여 주기 위한 규격 자체의 예시이며 그런 것으로만 소개했습니다. 두께 값은 권장하지 않습니다. 관련 지침이 미리보기 밖의 부속서에 있기 때문입니다. 도금 후 수소 취성 제거 처리에 관한 조항도 미리보기 밖에 있으므로, 이 페이지는 그 조항이 존재한다는 것, 표기에 ER 자리가 마련되어 있다는 것, 구매자가 부품의 인장 강도를 제공해야 한다는 것만 밝힙니다. 이 도금이 고강도 체결 부품에 적합한지에 대해서는 아무 주장도 하지 않으며, 그 내식성을 어떤 아연 도금과도 수치로 비교하지 않습니다. 이 규격은 90.20 단계로 정기 검토 중이며, 마지막으로 2021년에 검토되어 유효함이 확인되었습니다. 제2판이며 ISO 4527:1987을 대체합니다.