□ 아연 코팅의 종류
아연 코팅에는 4개의 주요한 process가 적용되고 있다.
① 갈바나이징(Hot dip galvanizing)
② 전기도금(Electroplating)
③ 세라다이징(Sherardizing)
④ 메카니칼 갈바니이징(Mechal galvanizing)
1. 갈바나이징(Hot dip galvanizing)
흔히 용융아연도금이라고 하는 Hot dip galvanizing은 200년 넘게 사용 되어온 가장 오래된 아연코팅 방식이다.
이것은 여전히 여러 분야에서 아연 코팅을 하는데 가장 실용적인 방법이다. 그러나 이 방법을 화스너와 같은 작은 부품에 적용할 때는 오랫동안 같은 문제가 계속 발생 되어 왔다. 문제는 용해된 아연에 의해 화스너가 서로 들러붙는다는 것과 불균일한 코팅을 만들어 두껍거나 얇은 점이 생기며, 용해된 아연은 나사산을 메우고 용해된 화스너의 높은 온도에 의해 강화된 철 화스너의 경도를 뺏어 간다. 이러한 문제가 핫딥 코팅을 적용하려고 할 경우 참고가 될 것이다.
화스너는 딥스핀 바스켓에 놓인 후 용해된 아연에 놓는다. 아연에서 뺀 후 부품은 과량의 아연을 제거하기 위해 회전 된다. 코팅의 균일성은 용해로에서 얼마나 빨리 빼내느냐, 시간지연, 배치 크기, 부품의 형상 등에 따라 결정 된다. 확실한 것은 부품이 작을수록 과량의 아연을 제거하기 어렵다는 것이다. 만약 일부분의 화스너가 깨져서 떨어져 있다면 일부 화스너는 코팅이 안 되고 안 좋은 부식방지 성능을 가질 것이다.
핫딥 공정의 화학약품 가격은 비교적 저렴하다. 그러나 용융 아연로를 426℃ ~ 454℃ 로 유지해야하기 때문에 에너지 소모비용은 높다.
2. 전기도금(Electro plating)
Electro galvanizing이라고도 불리는 전기도금은 100년 전으로 거슬러 올라간다. 이 프로세스는 화스너에 균일하고, 부드럽고, 장식성이 있는 코팅을 할 수 있다. 화스너는 양극에서 아연 이온이 공급되고 화스너 표면에 아연을 환원 시키는 전해 용액이 들어 있는 회전 바렐에 침적하여 코팅 한다. 생산된 아연 코팅은 접착력이 우수하고, 연성이 있으며, 깨끗한 나사산이 생기므로 우수한 지지력을 가지게 된다.
일반적으로 두께 1.27㎛의 얇은 코팅에 적용된다. 실외에서 사용하기 위해 두꺼운 코팅을 하는 것은 쉽지도 않고 경제적이지도 않다. 앞에서도 언급 되었지만 아연 코팅의 수명은 두께에 비례 한다. 그러므로 얇은 아연 코팅 산화물을 실외에 두면 전기도금은 금방 녹이 슬어 버린다. 이 프로세스는 도금액을 오염시키지 않기 위해 많은 양의 물을 필요로 한다. 사용된 전해액이 무엇이냐에
따라 폐수처리가 비교적 쉬울 수도 있다. 화학적인 코팅 비용은 싸지만 전기 에너지 비용이 높다.
3. 세라다이징(Sherardizing)
Sherardizing은 약 50년 전부터 널리 쓰이기 시작 했는데 핫딥 갈바나이징 방법보다 우수한 생산성을 가지므로 대량의 화스너를 코팅해야 하는 대부분의 철광소에서 채택 되었다. 코팅될 화스너는 아연의 녹는점보다 낮은 뜨거운 바렐에 붓는다. 아연 분말이나 플레이크 그리고 염화 플럭스(보통 염화암모늄)를 첨가 한다. 플럭스는 화스너 표면을 세정에 도움을 주며 용해된 아연은 바렐을 회전함으로 분산되고 확산 프로세스에 의해 강철 화스너에 달라붙는다.
Sherardizing되어 나온 코팅은 일반적으로 핫딥공정에서 나온 것보다 보통 두껍고 뿌연 회색빛을 띤다. 일반적으로 코팅 두께는 3.0㎛이하 이다.
이 프로세스는 실제로 화스너가 서로 들러붙는 현상을 제거하고, 코팅은 hot dip보다 균일하다.
그러나 용융된 아연은 나사산을 채울 수 있으며 화스너의 끝 부분과 머리부분의 아래쪽에 충분한 아연을 입히기 어렵다.
코팅 바렐의 수리, 유지비용은 아연 분말의 낮은 유틸리티 사용으로 인한 폐수처리 비용만큼 높다고 보고되었다. 첨가된 아연의60%~70%만이 화스너의 코팅에 사용된다. 대부분의 아연 폐기물은 통풍구와 분리 주머니가 필요하다. 담금질용수는 아연 산화물과 염화아연을 제거하도록 한다.
암모늄 이온에서 나오는 플럭스 화합물 때문에 취급이 어렵고 아연은 침전하기 힘들다.
4. 메카니칼 갈바나이징(Mechanical galvanizing)
Mechanical galvanizing은 화스너에 아연 코팅을 입히는데 있어서 비교적 최근에 개발 되었다. 상온 공정에서 코팅할 화스너는 물, 표면 조절제, 아연 분말, 촉진제, 유리구슬과 함께 바렐에 투입된다. 바렐의 회전에 의해 생기는 기계적 에너지는 타원형 아연 입자를 금속결합이 될 수 있도록 하는 충격 구슬(impact bead)을 통해 결합된다. 처음에는 소지 금속에 다음은 이전에 결합된 아연 입자에 원하는 도금 두께가 얻어지도록 도금층을 형성 한다.