인산염 처리란 종류와 처리 공정을 설명한다

인산염 처리란 종류와 처리 공정을 설명한다

인산염 처리는 인산염의 처리액을 이용하여 소재의 표면을 화학 반응시킴으로써 

피막을 형성시키는 화성 처리입니다. 

 

금속의 녹을 방지하거나 소재를 강화할 수 있기 때문에, 

금속 가공의 종류의 하나로서 이용되어 왔습니다.

인산염 처리는 별명 「인산염 피막 처리」, 

처리의 종류마다 「인산망간 피막」 「인산 아연 피막」 「류브라이트」라고도 불립니다. 

 

또, 인산염 처리를 공업 용도로 본격적으로 발전시킨 파커 형제의 성을 취한

 「파커 라이징」 「파커 처리」라고 하는 이름도 사용하고 있습니다.

인산염 처리는 사용하는 인산염의 종류에 따라 강도와 효과가 다르기 때문에 

목적이나 용도에 따른 처리가 필요합니다. 

 

이번에는 인산염 처리의 종류와 공정, 용도 등에 대해 설명합니다.

 

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인산염 처리란?

인산염 처리는, 철을 비롯한 금속계의 가공물에 실시하는 화성 처리의 일종입니다. 

표면을 화학 반응시킴으로써 피막을 생성하여 원래의 소재와는 다른 성질을 부여할 수 있기 때문에, 

옛날에는 무기나 도구의 녹·도료의 박리 방지 등의 목적으로 이용되어 왔습니다. 

 

현재도 그 목적은 변하지 않고, 자동차 부품을 비롯한 공업 제품에 대해서 널리 채용되고 있습니다.

인산염 처리는 녹을 포함한 부식의 진행을 억제하는 표면 보호 효과로서 

도장의 하지에 이용되는 경우가 많습니다만, 그 이외에도 금속 가공시에 윤활제와 병용함으로써 

소성 가공을 용이하게 한다 목적으로도 사용됩니다.

인산염 처리의 종류

인산염 처리에는 인산아연 처리가 가장 많이 사용되지만, 그 밖에도 전부 4종류의 처리가 있습니다.

각각 다른 특징이 있기 때문에 처리의 성분이나 이점 등을 소개합니다.

인산 아연 처리
인산 아연 처리는 인산염 처리 중 가장 많이 사용되고 있는 처리 방법으로 

주성분은 인산 이온과 아연 이온으로 구성됩니다. 

 

결정성의 피막을 형성하는 것으로 내식성, 밀착성을 크게 향상시키는 효과가 있어, 

철강이나 아연 제품의 도장 기초나 냉간 단조의 윤활 피막으로서 사용됩니다. 

 

또, 용해 아연 도금을 실시한 스틸 제품은, 미관을 보다 중후감이나 고급감이 있는 것으로 변화할 수 있기 때문에, 

마무리에 자연스러운 질감이 요구되는 제품에도 채용됩니다.

인산아연 처리는 경년 변화로 조금씩 변색이 보이고, 

농담이 침착해 주위의 경관과 조화해 오는 경향이 있습니다. 

처리 온도 60도 이하의 것이 많아 상온에서 처리를 할 수 있는 것도 있어,

사용하기 쉬운 것도 채용되기 쉬운 이유의 하나가 되고 있습니다.

 

인산칼슘 처리
인산 칼슘 처리는 인산 이온, 아연 이온과 칼슘 이온으로 구성되어 결정성 피막을 형성합니다. 

같은 결정성 피막을 구성하는 인산아연 처리에 비해 내열 온도가 높고, 고온에서 구워지는 도장 기초에 적합합니다.

인산칼슘 처리는 냉간 단조에 의한 윤활 피막으로서 이용되는 경우도 있습니다만,

철강 제품에 대해서 이용되는 것이 많아,

처리 온도는 80도~90도로 높은 것이 난점으로 여겨지고 있습니다.

인산철 처리

인산철 처리의 주성분은 인산 이온으로 다른 인산염 처리와 달리 비정질의 피막이 형성되는 특징이 있습니다. 

형성되는 피막은 1μm 이하로 매우 얇고, 간섭색에 의해 파랑이나 황색 등의 피막 외관이 됩니다. 

피막 성분은 인산철이며, 피막의 성분에 철을 필요로 하기 때문에, 적응 소재는 철강 제품에 한정됩니다.

인산철 처리는 인산아연 처리에 비해 내식성이 떨어지지만, 

아무것도 처리하지 않는 경우에 비하면 내식성은 높습니다. 

 

게다가 도장 밀착성도 얻어지고, 다른 인산염 처리에 비해 저렴하고 용액 관리가 하기 쉽기 때문에, 

도장 기초로서 선호해 선택되는 경향이 있습니다.

인산망간 처리
인산망간 처리의 주성분은 인산 이온과 망간 이온으로 구성되어 있어 결정성의 피막이 형성됩니다. 

피막의 주성분은 휴리올라이트로 인산아연 처리에 비해 피막이 두껍고 표면의 입자가 거친 특징이 있습니다.

인산망간 처리는 내마모성이 뛰어나 윤활 작용이 크므로 기어나 피스톤, 

베어링을 비롯한 접동 부품에 많이 채용됩니다. 

 

인산철 처리와 마찬가지로 가공은 철 제품에 한정되는 것 외에 처리 온도도 80도~90도로 높고, 

처리 시간도 5~30분 정도 걸려버리는 단점이 있습니다.

 

인산염 처리 공정

인산염 처리의 공정은 주로 다음 5가지로 나뉩니다.

1. 알칼리 탈지제를 이용한 세정
2. 물에 의한 헹굼
3. 인산염에 의한 처리
4. 물로 헹굼
5. 열 온풍에 의한 건조

1과 3의 공정에서 약제가 사용되고, 각 처리에 맞추어 1분부터 긴 경우는 10분 이상 걸리는 것도 있습니다. 

또한 방청, 도장, 소성 가공 등의 목적에 따라 처리가 다릅니다.

인산염 처리의 목적이 방청인 경우, 표면에 방청유를 도포합니다. 

도장이 목적의 경우는 전착 도장이나 용제 도장과 동일 라인내에서 실시되어, 

필요에 따라서 윗칠 도장까지 계속해 이루어집니다. 

 

소성 가공이 목적의 경우, 건조 전에 추가 공정으로서 

스테아르산나트륨을 주성분으로 하는 비누 처리가 실시됩니다.

 

 

 

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