기계적 아연 도금에서는 유리 비드가 아연을 두드려 붙입니다

출처는 ISO 12683:2004, Mechanically deposited coatings of zinc입니다. 서문에는 특이한 내력이 적혀 있습니다. 비엔나 협정에 따라 CEN이 작성했고, 간사는 BSI였으며, ISO/TC 107과 협력했습니다. 소관 분과 위원회는 전기 도금 코팅 분과인데, 전기가 없다는 점으로 정의되는 공정의 소속으로는 조금 이상합니다.

이 중 두 가지는 이미 각자의 규격을 읽고 쓴 글이 있습니다. 용융 아연 도금 체결 부품 규격과 그 오버사이즈 너트, 그리고 아연이 녹지 않는 셰라다이징입니다. 이 글로 네 가지가 모두 채워집니다.

어디가 두꺼워지고 어디가 얇아지는가

이 규격에서 실무적으로 가장 쓸모 있는 문장은 두께 조항의 비고입니다. 기계적 도금에서는 코팅이 일반적으로 노출된 모서리와 날카로운 돌출부에서 얇아지고, 평평한 면과 가려지거나 오목한 부분에서 두꺼워지는 경향이 있습니다.

이것이 나사산에서 무엇을 뜻하는지 생각해 보십시오. 나사산 마루와 모서리는 노출된 돌출부이고, 골은 가려진 오목부입니다. 즉 이 공정은 형상이 튀어나온 곳에 적게, 숨은 곳에 많이 입힙니다. 규격은 코팅이 나사산 골, 나사산 마루, 모서리, 가장자리를 포함한 모든 표면을 덮어야 한다고 요구하므로 마루에 코팅이 없어서는 안 됩니다. 다만 그곳이 얇아지는 경향이 있을 뿐이며, 두께 사양은 유효면의 모든 곳에서 충족해야 하는 최솟값입니다.

다른 비고가 그 결과를 분명히 적습니다. 위치마다 달라지는 편차는 기계적 도금 공정의 고유한 특성이므로, 모든 지점에서 규정값을 충족하려면 일부 지점에서는 두께가 규정값을 넘어야 하며, 완성품의 평균은 대개 규정값보다 큽니다. 얼마나 큰지는 대체로 제품의 형상이 결정합니다. 공정 비용은 면적으로 치르고 청구 금액은 형상이 정한다는 것을 솔직하게 말한 셈입니다.

다른 코팅 규격은 같은 질문에 다르게 답합니다. 그중 하나는 물체 하나로 정리합니다. 두께는 20 mm 볼이 닿을 수 있는 모든 곳에 적용됩니다.

이런 분포가 염수 분무 시간으로 얼마의 대가를 치르는지는, 2019년의 한 리뷰가 모은 수치를 바탕으로 도금 공정들을 나란히 비교한 글에 있습니다.

등급 숫자가 항상 두께는 아닙니다

등급은 두께를 따서 이름 붙였고, 얇은 등급에서는 이름이 곧 요구 사항입니다. 두꺼운 등급은 그렇지 않습니다. 표를 페이지 이미지와 대조해 확인했으며, 인쇄된 숫자는 다음과 같습니다.

아홉 개 등급 이름 가운데 네 개가 그 등급의 요구 사항과 다르며, 차이의 크기도 방향도 일정하지 않습니다. 사소한 일이지만, 도면에 Zn 50이라고 적혀 있고 누군가 51을 측정해 합격 처리할 때 바로 문제가 되는 종류의 사소함입니다. 그 등급의 요구 사항은 53입니다.

같은 조항에 눈여겨볼 상호 참조가 하나 있습니다. 사용 조건 번호는 표 1에 따라 사용 조건의 가혹도를 나타내는 데 사용해야 한다고 하며, 다른 규격의 부속서를 가리킵니다. 이 문서의 표 1은 위의 두께 등급 표입니다. 이 참조를 인쇄된 그대로 보고하며 어떤 결론도 내리지 않습니다.

전에도 재고, 후에도 재십시오

두께는 자기식, 전량식, X선식 또는 현미경으로 측정합니다. 이 네 가지의 측정 불확도가 “10 % 미만으로 신뢰할 수 있으면” 다른 방법도 허용되며, 이는 인쇄된 표현 그대로입니다.

다음은 순서인데, 여기가 흥미로운 부분입니다. 조항 본문은 후처리가 있는 코팅의 두께를 후처리 코팅이나 처리를 하기 전에 측정해야 한다고 하며, Type 2 크로메이트 피막은 먼저 시험 부위에서 제거해야 하고, 이때 레비게이티드 알루미나나 산화마그네슘 페이스트 같은 매우 부드러운 연마제를 손가락으로 살살 문질러 쓴다고 적습니다.

바로 아래의 비고는 정반대를 말합니다. Type 2 코팅을 만드는 공정은 소량의 아연을 녹이며, 그 때문에 요구 두께인지 확인하려면 Type 2 코팅을 한 뒤에 두께를 확인하는 것이 필수적이라고 합니다.

두 문장은 서로 반대 방향을 가리키며, 둘 다 같은 페이지에 인쇄되어 있습니다. 이 글은 그 사실을 보고하는 데서 멈추며, 어느 쪽이 우선하는지 판단하지 않습니다. 구매자에게 쓸모 있는 것은 비고의 이유입니다. 기계적으로 입힌 아연 위의 노란색, 녹색 또는 검은색 크로메이트는 아연 일부를 함께 가져가므로, 그 단계 전에 잰 두께는 출하되는 두께가 아닙니다.

그리고 밀착성에 관한 문장

8.4조는 두 가지 방법을 제시합니다. 가능하면 파단될 때까지 부품을 소성 변형시키는 굽힘 시험, 그리고 칼이나 면도날로 표면을 소지 금속까지 긋고 4배율로 관찰하는 긁기 시험입니다. 그리고 비고가 붙습니다.

이 사이트가 자신의 결과를 확인할 수 없다고 인정하는 코팅 규격을 만난 것은 이번이 세 번째입니다. ISO 16048은 부동태 처리에 대해 알려진 심판 시험 방법이 없다고 합니다. ISO 11408은 흑색 산화 피막의 외관을 표시를 하고 당사자 간에 합의한 견본에 맡깁니다. 이제 ISO 12683은 밀착성 시험이 존재하지 않는다고 말합니다. 세 위원회, 세 코팅, 같은 모양의 빈틈입니다. 공정은 규정할 수 있지만, 그 공정을 사는 목적인 특성은 나중에 판정할 수 없습니다.

이것을 이유로는 불합격시킬 수 없습니다

• 소지에서 물려받은 거칠기. 규격은 소지 금속의 상태, 마무리, 거칠기에 대해 아무 요구도 하지 않으며, 코팅 후 거칠기가 그에 좌우된다고 적고, 이를 불합격 사유로 삼아서는 안 된다고 합니다
• 소지에서 비롯된 결함. 긁힘, 기공, 압연 자국, 개재물, 그리고 마무리 방식에서 생긴 편차는 불합격 사유가 되어서는 안 됩니다
• 헹굼으로 생긴 표면 얼룩, 그리고 색상이나 광택의 차이도 마찬가지입니다
• 전기 도금처럼 보이지 않는 것. 비고는 공정의 특성상 코팅이 일반적으로 일부 전기 도금만큼 매끄럽거나 밝지 않다고 밝힙니다

규격이 실제로 요구하는 것은 무광에서 중간 광택의 균일한 은색 외관, 유효면에 부풀음, 피트, 균열, 미도금 부위가 없을 것, 그리고 나사산 골과 마루를 포함한 모든 표면의 피복입니다.

규격이 수소에 대해 말하는 것과 말하지 않는 것

기계적 도금은 전해 공정이 없으므로 고강도 체결 부품에 안전한 선택이라고 흔히 설명됩니다. 규격은 그 요약보다 신중하며, 독자도 그래야 합니다.

7.1조는 구매자가 지정하는 경우, 인장 강도가 1000 MPa 이상, 규격 표기로 31 HRC이고 기계 가공, 연삭, 교정 또는 냉간 성형으로 인한 인장 응력을 지닌 강 부품은 세정과 금속 피착 전에 응력 제거 처리를 해야 한다고 합니다. 이어서 7.2조는 수소를 흡수하면 취화되는 고강도강은 비전해 알칼리 또는 양극 알칼리 공정으로 세정해야 하며, 산화물이나 스케일이 두꺼운 것은 수소 취성을 일으킬 위험을 피하기 위해 인히비터를 넣은 산 공정으로 추가 세정해야 한다고 합니다.

즉 규격은 이 공정에서 수소를 실재하는 위험으로 다루고 그에 대한 요구 사항을 둡니다. 수소 취성이 없을 것이라는 제목의 조항도 있지만 무료 미리 보기 범위 밖이므로, 그 내용에 대해서는 여기서 아무것도 주장하지 않습니다. 말할 수 있는 것은, 기계적 도금은 취화를 일으킬 수 없다는 일괄적인 주장이 이 문서의 내용이 아니라는 점입니다. 일반적인 주제는 나사를 부러뜨리는 방청 처리에 관한 글에서 다룹니다.

주문서에 적어야 할 것

4.2조는 구매자가 제공해야 하는 열한 가지 항목을 나열하며, 이 항목들이 문서화되기 전에는 적합 주장을 검증할 수 없다고 이례적으로 분명하게 말합니다. 체결 부품 구매자가 가장 빠뜨리기 쉬운 항목은 다음과 같습니다.

• 제품의 인장 강도. 응력 제거와 세정 요구 사항이 이 값에 따라 적용되기 때문입니다
• 등급과 후처리 유형. Type 1은 도금 그대로, Type 2는 노란색, 불투명 녹색 또는 검은색 크로메이트 화성 처리, Type 3은 구매자가 지정하는 처리입니다
• 두께를 어디서, 어떤 최댓값으로, 어떤 방법으로 측정할지. 프로브를 어디에 대느냐에 따라 숫자가 크게 달라지기 때문입니다
• 어떤 밀착성 시험을 쓸지. 규격이 두 가지를 제시하면서 어느 것도 만족스럽지 않다고 하기 때문입니다
• 비유효면의 결함 허용 여부와 위치, 그리고 특별한 외관 요구 사항

네 가지 아연 도금 방법 모두에 걸친 패턴은 이제 이 사이트에서 익숙합니다. 각 규격은 공정을 꼼꼼히 규정하고, 출발점인 소지는 규정하지 않으며, 구매자가 원하지만 아무도 판정할 수 없는 특성을 적어도 하나 남깁니다. 이 빈틈을 메울 수 있는 곳은 주문서뿐입니다.

그 표면 상태를 도면에 어떻게 적는지는 별개의 문제이며, 그 표기 규격은 이전 판에 따라 한 지시는 그 시대의 규격으로만 읽을 수 있다고 경고합니다.

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

기계적 아연 도금이란 무엇입니까?

ISO 12683은 기계적으로 입힌 코팅을, 전류나 가열을 사용하지 않고 적절한 화학 환경에서 충격 매체, 일반적으로 유리 비드가 있는 회전 배럴 안에서 금속 분말 입자를 올바르게 전처리한 금속 소지 위에 압착하여 얻는 코팅으로 정의합니다. 아연은 분말로 들어가 충격으로 강재에 붙습니다.

기계적 아연 도금은 전기 도금, 용융 도금과 무엇이 다릅니까?

무엇이 아연을 옮기느냐가 다릅니다. 전기 도금은 용액에 흐르는 전류를, 용융 도금은 용융 욕조를 씁니다. ISO 12683의 정의에 따르면 기계적 도금은 둘 다 쓰지 않습니다. 전류도 가열도 없이 회전 배럴 안의 충격 매체가 일을 합니다. 셰라다이징은 아연 분진과 아연 융점 아래의 열을 쓰는 네 번째 방법입니다.

기계적으로 입힌 코팅은 어디가 가장 얇습니까?

노출된 모서리와 날카로운 돌출부입니다. ISO 12683의 비고는 기계적 도금에서 코팅이 일반적으로 노출된 모서리와 날카로운 돌출부에서 얇아지고, 평평한 면과 가려지거나 오목한 부분에서 두꺼워지는 경향이 있다고 밝힙니다. 그래도 규격은 코팅이 나사산 골, 나사산 마루, 모서리, 가장자리를 포함한 모든 표면을 덮도록 요구합니다.

등급 숫자는 코팅 두께와 같습니까?

가장 두꺼운 네 등급은 그렇지 않습니다. ISO 12683 표 1에서 Zn 110 M(Fe)는 107마이크로미터, Zn 80은 81, Zn 65는 66, Zn 50은 53을 요구하며, Zn 40, Zn 25, Zn 12, Zn 8, Zn 6은 이름의 숫자를 그대로 요구합니다. 이 값들은 페이지 이미지와 대조해 확인했습니다.

코팅 두께는 크로메이트 처리 전과 후 중 언제 측정해야 합니까?

규격은 둘 다 말합니다. 8.3조 본문은 후처리가 있는 코팅의 두께를 후처리 코팅이나 처리 전에 측정해야 한다고 하며, Type 2 크로메이트를 매우 부드러운 연마제로 시험 부위에서 문질러 없애는 방법을 설명합니다. 바로 아래의 비고는 Type 2 공정이 소량의 아연을 녹이므로 Type 2 코팅 후에 두께를 확인하는 것이 필수적이라고 합니다. 이 글은 두 문장을 보고할 뿐 어느 쪽이 우선하는지 판단하지 않습니다.

기계적으로 입힌 코팅의 밀착성 시험이 있습니까?

규격은 굽힘 시험과 긁기 시험을 제시한 뒤, 기계적으로 입힌 코팅의 밀착성을 평가하는 만족스러운 시험은 없고, 제시한 두 시험이 널리 쓰이며, 특정한 경우에는 다른 시험이 더 적합할 수 있다고 비고에서 밝힙니다. 어떤 시험을 쓸지는 구매자가 지정해야 하는 항목 중 하나입니다.

기계적 아연 도금은 수소 취성을 피합니까?

이 글은 그렇게 주장하지 않으며, 읽을 수 있는 페이지 범위에서는 규격도 그렇게 말하지 않습니다. 7.1조는 구매자가 지정하는 경우 1000 MPa 이상, 규격 표기로 31 HRC인 부품에 대해 세정과 피착 전에 응력 제거를 요구합니다. 7.2조는 고강도강을 비전해 알칼리 또는 양극 알칼리 공정으로 세정하고, 스케일이 두꺼운 것은 수소 취성을 일으킬 위험을 피하기 위해 인히비터를 넣은 산으로 세정하도록 요구합니다. 규격에는 수소 취성이 없을 것에 관한 조항도 있지만 무료 미리 보기 범위 밖이므로 여기서는 인용하지 않습니다.

참고 자료

• ISO 12683:2004, Mechanically deposited coatings of zinc, specification and test methods. 서문, 적용 범위, 3조 정의, 4조, 5조, 표 1과 표 2를 포함한 6조, 7조, 그리고 8조부터 8.5 초반까지

ISO 12683:2004는 공개 미리 보기로 읽었으며, 이 규격의 미리 보기에는 앞부분과 5쪽 8.5조 중간까지의 내용이 들어 있습니다. 염수 분무 시간이 담긴 표 3, 수소 취성이 없을 것에 관한 8.6조, 9~11조, 두 부속서는 미리 보기 범위 밖이며 그 내용은 인용하지 않았습니다. 이 글에는 염수 분무 수치가 나오지 않습니다. 8.6조를 읽을 수 없었으므로 이 글은 기계적 도금이 수소 취성을 피한다고 주장하지 않으며, 읽을 수 있는 7.1조와 7.2조의 요구 사항만 보고합니다. 표 1의 두께 값, 6.1조의 문구, 8.3조에서 서로 반대 방향을 가리키는 두 문장은 모두 텍스트 레이어가 아니라 인쇄된 페이지 이미지와 대조해 확인했습니다. 규격에 conversion을 chromate conversation으로 쓴 것이나 “측정 불확도 10 % 미만으로 신뢰할 수 있으면” 같은 표현처럼 명백한 오기로 보이는 부분은 인쇄된 그대로 옮겼습니다. 6.1조의 표 1 참조는 인쇄된 그대로 보고하며, 원래 무엇을 뜻하려 했는지에 대해서는 결론을 내리지 않습니다. 전기 도금 코팅이 모서리에서 어떻게 분포하는지에 대해서는 이 글을 위해 해당 규격을 읽지 않았으므로 아무것도 주장하지 않습니다. 이 규격은 90.20 단계, 즉 정기 검토 중이며 2021년에 마지막으로 검토되어 확인되었습니다.