흑색 산화물 또는 흑화는 철 재료, 스테인리스강, 구리 및 구리 기반 합금, 아연, 분말 금속 및 은 땜납을 위한 변환 코팅입니다.[1]가벼운 내식성을 부여하고 외관을 개선하며 빛 반사를 최소화하는 데 사용됩니다.[2]내식성을 극대화하려면 흑색 산화물에 오일이나 왁스를 함침시켜야 합니다.[3]다른 코팅에 비해 장점 중 하나는 최소한의 축적입니다.
1. 철 재료
표준 흑색 산화물은 자철석(Fe3O4)으로, 표면에서 기계적으로 더 안정하고 적색 산화물(녹) Fe2O3보다 더 나은 부식 방지 기능을 제공합니다.흑색 산화물 형성에 대한 현대 산업적 접근 방식에는 아래에 설명된 고온 및 중온 공정이 포함됩니다.산화물은 또한 양극 산화에서 전해 공정에 의해 형성될 수 있습니다.전통적인 방법은 bluing에 대한 기사에 설명되어 있습니다.그것들은 역사적으로 흥미로웠고 취미로 하는 사람들이 적은 장비와 독성 화학 물질 없이 안전하게 흑색 산화물을 형성하는 데에도 유용합니다.
또한 아래에 설명된 저온 산화물은 변환 코팅이 아닙니다. 저온 공정은 철을 산화시키지 않지만 구리 셀레늄 화합물을 증착합니다.
1.1 뜨거운 흑색 산화물
141°C(286°F)의 수산화나트륨, 질산염 및 아질산염의 고온 수조는 재료의 표면을 자철광(Fe3O4)으로 변환하는 데 사용됩니다.증기 폭발을 방지하기 위해 적절하게 제어하면서 수조에 물을 주기적으로 추가해야 합니다.
뜨거운 흑화는 부품을 다양한 탱크에 담그는 것과 관련됩니다.공작물은 일반적으로 탱크 간 운송을 위해 자동화된 부품 캐리어에 의해 "딥핑"됩니다.이 탱크에는 순서대로 알칼리성 세척제, 물, 140.5°C(284.9°F)의 가성 소다(흑화 화합물), 마지막으로 일반적으로 오일인 실란트가 들어 있습니다.가성소다와 고온으로 인해 금속 표면에 Fe2O3(적색 산화물, 녹) 대신 Fe3O4(검은 산화물)가 형성됩니다.그것은 적색 산화물보다 물리적으로 밀도가 높지만 신선한 검은색 산화물은 다공성이므로 가열된 부분에 기름을 바르면 "가라앉아" 밀봉됩니다.이 조합은 작업물의 부식을 방지합니다.흑화에는 주로 다음과 같은 많은 이점이 있습니다.
흑화는 대량 배치로 수행할 수 있습니다(소형 부품에 이상적).
중요한 치수 영향은 없습니다(흑화 공정은 약 1μm 두께의 층을 생성함).
페인트 및 전기 도금과 같은 유사한 부식 방지 시스템보다 훨씬 저렴합니다.
고온 흑색 산화물에 대해 가장 오래되고 가장 널리 사용되는 사양은 MIL-DTL-13924로, 서로 다른 기판에 대한 4가지 프로세스 클래스를 다룹니다.대체 사양에는 AMS 2485, ASTM D769 및 ISO 11408이 포함됩니다.
이것은 연극 및 비행 효과를 위해 와이어 로프를 검게 만드는 데 사용되는 프로세스입니다.
1.2 중온 흑색 산화물
뜨거운 흑색 산화물처럼 중간 온도의 흑색 산화물은 금속 표면을 자철광(Fe3O4)으로 변환합니다.그러나 중간 온도의 흑색 산화물은 90–120 °C(194–248 °F)의 온도에서 검게 변하는데, 이는 뜨거운 흑색 산화물보다 훨씬 적습니다.이것은 용액의 끓는점보다 낮기 때문에 유리합니다. 즉 부식성 연기가 생성되지 않습니다.
중온 흑색 산화물은 고온 흑색 산화물과 가장 비슷하기 때문에 군사 사양 MIL-DTL-13924 및 AMS 2485도 충족할 수 있습니다.
1.3차가운 흑색 산화물
상온 흑색 산화물이라고도 하는 차가운 흑색 산화물은 20–30 °C(68–86 °F)의 온도에서 적용됩니다.이것은 산화물 변환 코팅이 아니라 증착된 구리 셀레늄 화합물입니다.Cold Black Oxide는 높은 생산성을 제공하며 사내 Blackening에 편리합니다.이 코팅은 산화물 변환과 유사한 색상을 생성하지만 쉽게 문질러지는 경향이 있으며 내마모성이 떨어집니다.오일, 왁스 또는 래커를 적용하면 내식성이 고온 및 중온과 동등해집니다.차가운 흑색 산화 공정의 한 가지 응용 분야는 강철의 툴링 및 건축 마감(강철용 파티나)입니다.콜드 블루잉이라고도 합니다.
2. 구리
산화구리의 정반사율.svg
때로 Ebonol C라는 상품명으로 알려진 구리용 흑색 산화물은 구리 표면을 산화제2구리로 변환합니다.공정이 작동하려면 표면에 최소 65%의 구리가 있어야 합니다.구리가 90% 미만인 구리 표면의 경우 먼저 활성화 처리로 전처리해야 합니다.완성된 코팅은 화학적으로 안정하고 접착력이 매우 뛰어납니다.최대 400°F(204°C)까지 안정적입니다.이 온도 이상에서는 기본 구리의 산화로 인해 코팅이 저하됩니다.내식성을 높이기 위해 표면에 기름칠, 래커칠 또는 왁스칠을 할 수 있습니다.또한 페인팅이나 에나멜링을 위한 전처리제로도 사용됩니다.표면 마감은 일반적으로 새틴이지만 투명한 고광택 에나멜로 코팅하여 광택을 낼 수 있습니다.
미세한 스케일에서 수지상정이 표면 마감에 형성되어 빛을 가두어 흡수율을 높입니다.이 특성 때문에 코팅은 빛 반사를 최소화하기 위해 항공 우주, 현미경 및 기타 광학 응용 분야에 사용됩니다.
인쇄 회로 기판(PCB)에서 흑색 산화물을 사용하면 유리 섬유 라미네이트 층에 더 나은 접착력을 제공합니다.PCB는 수산화물, 차아염소산염 및 큐프레이트가 포함된 수조에 담가지며 세 가지 구성 요소가 모두 고갈됩니다.이것은 흑색 구리 산화물이 부분적으로는 큐레이트에서, 부분적으로는 PCB 구리 회로에서 나온다는 것을 나타냅니다.현미경 검사에서 구리(I) 산화물 층이 없습니다.
적용 가능한 미국 군사 사양은 MIL-F-495E입니다.
3. 스테인레스 스틸
스테인리스강용 고온 흑색 산화물은 가성, 산화 및 황 염의 혼합물입니다.300 및 400 시리즈와 석출 경화된 17-4 PH 스테인리스강 합금을 검게 만듭니다.이 솔루션은 주철 및 연질 저탄소강에 사용할 수 있습니다.결과 마감은 군사 사양 MIL-DTL–13924D 클래스 4를 준수하며 내마모성을 제공합니다.눈의 피로를 줄이기 위해 빛이 집중되는 환경에서 수술 기구에 흑색 산화물 마감을 사용합니다.
스테인리스강의 상온 흑화는 스테인리스강 표면에 침착되는 구리-셀렌화물의 자동 촉매 반응에 의해 발생합니다.내마모성이 적고 고온 흑화 공정과 동일한 부식 방지 기능을 제공합니다.실온 흑화에 대한 한 가지 응용 분야는 건축 마감재(스테인리스 스틸의 파티나)입니다.
4. 아연
아연용 흑색 산화물은 상표명 Ebonol Z로도 알려져 있습니다. 또 다른 제품은 Ultra-Blak 460으로, 크롬 및 아연 다이캐스트를 사용하지 않고 아연 도금 및 아연 도금 표면을 검게 만듭니다.
게시 시간: 2021년 11월 23일