전기도금 공급업체로서 저는 전기도금 코팅의 경도에 대해 우려하는 고객을 자주 만납니다. 전기도금의 경도는 코팅된 부품의 성능과 내구성에 영향을 미치는 중요한 특성입니다. 이번 블로그 게시물에서는 전기도금의 경도를 측정하는 다양한 방법과 그것이 전기도금 산업에서 중요한 이유에 대해 논의하겠습니다.
전기도금 경도 측정이 중요한 이유
측정 방법을 자세히 알아보기 전에 경도 측정이 왜 중요한지 이해하는 것이 중요합니다. 경도는 전기도금 부품의 내마모성, 내식성 및 전체 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 자동차 응용 분야에서 전기 도금 부품은 높은 응력 조건과 지속적인 마찰을 견뎌야 합니다. 더 단단한 전기 도금 코팅은 조기 마모와 고장을 방지하여 차량의 안전성과 신뢰성을 보장합니다.
부품이 극한 환경에 노출되는 항공우주 산업에서는 전기도금의 경도가 중요한 부품의 성능과 무결성을 결정할 수 있습니다. 또한, 장식용 전기도금의 경우 경도는 긁힘과 마모에 저항하여 시간이 지나도 제품의 미적 외관을 유지하는 데 기여할 수 있습니다.
전기도금 경도를 측정하는 일반적인 방법
1. 비커스 경도 시험
비커스 경도 테스트는 전기도금 코팅의 경도를 측정하는 데 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. 이 테스트에는 특정 하중 하에서 정사각형 기반 피라미드형 다이아몬드 압입기를 사용하여 전기도금된 샘플의 표면을 압입하는 작업이 포함됩니다. 그런 다음 표면에 남아 있는 압흔의 크기를 현미경을 사용하여 측정합니다.
비커스 경도(HV)는 적용된 하중과 압흔의 표면적을 기준으로 계산됩니다. 비커스 경도를 계산하는 공식은 (HV=\frac{1.8544F}{d^{2}})입니다. 여기서 (F)는 적용된 하중(킬로그램-힘)이고 (d)는 압흔의 평균 대각선 길이(밀리미터)입니다.
비커스 경도 시험의 장점 중 하나는 매우 부드러운 재료부터 매우 단단한 재료까지 광범위한 값에 걸쳐 경도를 측정할 수 있다는 것입니다. 또한 얇은 전기도금 코팅의 경도를 측정하는 데 적합한 상대적으로 작은 압흔을 제공합니다. 그러나 이 테스트에서는 압입 크기를 정확하게 측정하기 위해 고정밀 현미경과 숙련된 작업자가 필요합니다.
2. 누프 경도 시험
누프 경도 테스트는 비커스 테스트와 유사하지만 마름모 모양의 다이아몬드 압자를 사용합니다. Knoop 압자는 취성 재료나 얇은 코팅의 경도를 측정하는 데 더 적합한 길쭉한 압흔을 생성합니다.
누프 경도(HK)는 공식 (HK=\frac{14.229F}{L^{2}})을 사용하여 계산됩니다. 여기서 (F)는 적용된 하중(킬로그램-힘)이고 (L)은 압흔의 긴 대각선 길이(밀리미터)입니다.
누프 경도 시험의 주요 장점은 길쭉한 압흔이 코팅을 통과하여 기판으로 침투할 가능성이 적기 때문에 얇은 전기도금 코팅에 대해 보다 정확한 경도 측정을 제공할 수 있다는 것입니다. 그러나 Vickers 테스트와 마찬가지로 정밀한 측정 장비와 숙련된 인력이 필요합니다.
3. 로크웰 경도 시험
로크웰 경도 시험은 경도를 측정하는 비교적 빠르고 간단한 방법입니다. 여기에는 초기에 작은 하중이 가해진 후 큰 하중을 받는 경화된 강철 공 또는 다이아몬드 콘을 사용하여 샘플 표면을 압입하는 작업이 포함됩니다.
로크웰 경도는 주 하중을 가하기 전과 후의 압입 깊이의 차이로 결정됩니다. 테스트 대상 재료의 경도에 따라 사용되는 HRA, HRB 및 HRC 스케일과 같은 다양한 로크웰 스케일이 있습니다.
로크웰 경도 시험은 상대적으로 두꺼운 전기 도금 코팅의 경도를 측정하는 데 적합합니다. 이는 빠르고 비용 효과적인 방법이지만 압흔이 상대적으로 크고 기판에 침투할 수 있기 때문에 얇은 코팅에 대한 Vickers 또는 Knoop 테스트만큼 정확하지 않을 수 있습니다.
4. 나노압입
나노인덴테이션은 박막 및 소규모 재료의 경도를 측정하기 위한 현대적인 기술입니다. 이는 일반적으로 다이아몬드 Berkovich 압입기와 같은 매우 작은 압입기 팁을 사용하여 전기도금된 샘플 표면에 제어된 하중을 적용합니다.
나노인덴테이션 과정에서 압입자의 하중과 변위를 지속적으로 모니터링하고, 하중-변위 곡선을 기반으로 재료의 경도와 탄성률을 계산할 수 있습니다. 나노압입은 나노 규모에서 고해상도 경도 측정을 제공할 수 있으므로 초박형 전기도금 코팅의 기계적 특성을 연구하는 데 이상적입니다.
그러나 나노인덴테이션 장비는 상대적으로 비싸며 테스트에는 세심한 샘플 준비와 데이터 분석이 필요합니다.
전기도금 경도 측정에 영향을 미치는 요인
전기도금의 경도를 측정할 때 여러 요인이 결과의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 요소에는 다음이 포함됩니다.
- 코팅 두께: 앞서 언급한 바와 같이 전기도금된 코팅의 두께는 경도 측정 방법의 선택에 영향을 줄 수 있습니다. 매우 얇은 코팅의 경우 나노압입 또는 누프 경도 테스트와 같은 방법이 더 적합할 수 있으며, 두꺼운 코팅의 경우 로크웰 경도 테스트를 사용하여 측정할 수 있습니다.
- 기판 재료: 기판의 경도도 측정 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 압흔이 코팅을 통과하여 기판에 침투하는 경우 측정된 경도는 코팅과 기판 경도의 조합이 됩니다. 따라서 기판의 영향을 최소화하는 측정 방법을 선택하는 것이 중요합니다.
- 전기도금 공정 매개변수: 전기도금 코팅의 경도는 전류밀도, 도금시간, 온도, 도금용액 조성 등 다양한 공정변수에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 예를 들어, 전류 밀도가 높을수록 코팅이 더 단단해질 수 있지만 접착력 저하나 균열과 같은 다른 문제가 발생할 수도 있습니다.
당사의 전기도금 서비스 및 경도 보증
우리 회사에서는 전기도금 경도의 중요성과 그것이 코팅된 부품의 성능에 미치는 영향을 이해하고 있습니다. 우리는금속 부품 전기 도금 서비스일관된 경도로 고품질 전기도금 코팅을 보장합니다.
당사의 숙련된 기술자는 고급 경도 측정 기술을 사용하여 전기도금 코팅의 경도를 모니터링하고 제어합니다. 우리는 코팅이 지정된 경도 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 전기 도금 공정 중에 정기적인 품질 검사를 수행합니다.
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참고자료
- ASTM 인터내셔널. (2018). 금속 재료의 비커스 경도 및 누프 경도에 대한 표준 시험 방법. ASTM E92 - 17e1.
- ASTM 인터내셔널. (2018). 금속 재료의 로크웰 경도 및 로크웰 슈퍼피셜 경도에 대한 표준 시험 방법. ASTM E18 - 18a.
- 올리버, WC, & Pharr, GM(2004). 계측 압입을 통한 경도 및 탄성 계수 측정: 방법론에 대한 이해 및 개선이 향상되었습니다. 재료연구논문, 19(1), 3 - 20.