강철은 현대 제조업에서 수많은 산업 분야의 제품을 만드는 데 핵심적인 소재입니다. 이처럼 활용도가 높은 만큼, 시장에는 합금 조성과 특성이 각기 다른 다양한 종류의 강철이 존재합니다. 스테인리스강은 내식성, 열 성능, 강도, 그리고 미적인 매력 덕분에 가장 선호되는 합금 중 하나이지만, 다른 강철보다 가격이 비쌉니다.
제조업체들은 경쟁력 있는 가격으로 이러한 품질을 얻기 위해 표면 처리된 일반 강철을 사용하는 경우가 많습니다. 하지만 프로젝트에 적합하지 않은 재료를 선택하지 않도록 양극 산화 처리된 강철과 스테인리스강의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다.
본 기사에서는 스테인리스강과 다른 강종에 대한 비교 개요를 제시합니다. 양극 산화 처리된 강철.
아노다이징 처리된 강철이란 무엇인가요?
양극 처리된 강철
양극 산화 처리된 금속 또는 아노다이징 공정 양극 산화는 일반적으로 알루미늄 및 그 합금과 관련이 있습니다. 알루미늄 합금에는 전기화학적 공정을 통해 얇은 천연 산화막이 형성되어 내마모성과 우수한 부식 방지 기능을 제공합니다. 그러나 강철 양극 산화는 전기화학적 공정만 사용하는 것은 아닙니다. 아연이나 알루미늄과 같은 다른 금속의 산성 용액을 사용하여 산화막을 형성하기도 합니다. 하드코트 아노다이징 층. 때때로 도금 금속은 도금 표면을 만들기 위한 양극으로 사용됩니다.
"강철의 양극 산화 처리는 알루미늄과는 다릅니다. 강철 표면에는 고온의 산성 용액에 담그거나 전기화학적 방법으로 이차 금속을 증착하여 단단한 보호층을 형성합니다. 블랙 산화물 코팅은 알루미늄 양극 산화 처리와 동일한 수준의 보호 기능을 제공할 수 있습니다."
양극 산화 처리된 강철 부품
아연 또는 알루미늄을 이용한 강철 맞춤형 아노다이징은 일반적으로 SAE 1018, SAE 1020, SAE 1045, AISI 4130, AISI 4140과 같은 저탄소 및 중탄소 합금강에 적합합니다. 가공 시에는 CNC 가공을 먼저 진행한 후 최종 부품에 아노다이징 처리를 하는 것이 좋습니다.
강철의 양극산화 공정
강철에 양극 산화 처리제나 수산화나트륨(NaOH)과 같은 강력한 시약을 사용하는 것이 필수적입니다. 양극 산화 처리는 금속 표면에 양극 산화막을 형성하여 부식 저항성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 가장 널리 사용되는 강철 코팅으로는 수산화나트륨 또는 수산화칼륨(KOH) 코팅을 들 수 있습니다.
최상의 결과를 얻으려면 양극 산화 공정 전반에 걸쳐 주요 매개변수를 관리해야 합니다. 아래에서 논의하는 바와 같이, 일부 공정 매개변수는 민감하므로 양극 산화 공정 및 형성된 코팅을 개선하기 위해 효과적으로 제어해야 합니다.
●산성 용액의 농도 및 조성
●산성 용액의 농도 및 조성
●처리 시간
●인가 전압
●용액의 온도
●강철의 전처리
강철 양극 산화 처리 단계
●준비: 먼저, 강철 표면의 오염 물질을 제거하기 위해 탈이온수로 강철을 세척하십시오.
●침지법: 50% 농도의 NaOH 또는 KOH 용액에 강철을 담그십시오.
●설치: 강철 조각을 전원 공급 장치의 양극(애노드)에 납땜합니다. 강철, 백금 또는 니켈로 만들 수 있는 대향 전극은 전지의 또 다른 중요한 구성 요소입니다.
●용액 유지 관리: 용액의 온도를 일정하게 유지하고 자석 교반기를 사용하여 전해액을 적절히 교반하십시오.
●전해 공정: 금속심이 있는 전선을 전해액에 담근 후, 전선의 양 끝을 배터리에 연결합니다. 이렇게 하면 강철 표면에 보호막이 형성되어 보호력이 향상됩니다.
양극 산화막의 두께는 강철을 담그는 산성 용액의 농도와 담그는 시간에 따라 달라집니다. 일반적으로 담그는 시간이 길수록 더 두껍고 내구성이 뛰어난 산화막이 형성됩니다.
강철을 양극 산화 처리하면 강철 표면에 자철광(Fe3O4) 코팅이 형성됩니다. 이 코팅은 화학적으로 녹과 유사하지만, 금속 표면을 효과적으로 보호합니다. 새롭게 양극 산화 처리된 표면은 보는 각도에 따라 색상이 다르게 보이는 것이 이 공정의 특징 중 하나입니다. 이러한 시각적 효과 때문에 양극 산화 처리된 강철은 외관이 중요한 제품인 식기류 등에 사용됩니다. 높은 전압과 온도는 양극 산화층 형성 속도를 높일 수 있지만, 공정의 비용 효율성을 위해서는 이러한 요소들을 적절히 제어해야 합니다.
스테인리스 강이란?
스테인레스 강판
스테인리스강은 철과 크롬의 합금으로, 몰리브덴, 니켈, 탄소, 질소 등의 다른 합금 원소가 미량 함유되어 있습니다. 구성 성분 중 크롬 함량이 높기 때문에 흔히 크롬 합금으로 알려져 있습니다.
스테인리스강의 일반적인 구성은 다음과 같습니다.
| 요소 | % |
| 철 (Fe) | 균형 (다수) |
| 크롬 (Cr) | 10.5-30의 % |
| 니켈 (Ni) | 0-35의 % |
| 카본 (C) | 0-1.2의 % |
| 망간 (Mn) | 0-2의 % |
| 몰리브덴 (Mo) | 0-7의 % |
| 실리콘 (Si) | 0-1의 % |
| 질소 (N) | 0-0.25의 % |
각각의 합금 원소는 스테인리스강의 최종적인 특성에 영향을 미칩니다. 크롬은 내식성, 경도 및 열 강도를 향상시키고, 니켈은 연성을 부여하며, 탄소는 인성을 증가시킵니다. 또한, 망간은 탈산제 역할을 하고 인장 강도를 향상시킵니다.
스테인리스 스틸 부품
아노다이징 처리된 강철과 스테인리스강을 비교해 보면, 스테인리스강은 아노다이징 처리된 강철만큼 부식에 강하며 코팅이 벗겨지는 문제도 없습니다. 다음 섹션에서는 이 두 가지 종류의 엔지니어링 강철을 직접 비교 분석합니다.
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양극 산화 처리된 강철과 스테인리스강의 물리적 및 기계적 특성 비교
제조 부품이나 제품에 사용할 재료를 선택하는 것은 해당 재료가 의도된 용도에 필요한 충분한 기계적 및 물리적 특성을 갖추고 있는지 여부에 크게 좌우됩니다. 따라서 양극 산화 처리된 강철과 스테인리스강의 물리적 및 기계적 특성 차이를 하나씩 살펴보겠습니다.
무게와 강도
스테인리스강은 양극 산화 처리된 연강이나 저강철보다 가벼우면서도 기계적 강도와 강도 대비 무게 비율이 더 우수합니다.
부식 저항
양극 산화 처리된 강철과 스테인리스강의 내식성을 비교해 보면, 양극 산화 처리된 일반 강철 합금과 스테인리스강 합금 모두 가혹한 환경 조건에서도 부식에 대한 저항성을 제공합니다. 그러나 스테인리스강은 시간이 지나도 내식성을 유지할 수 있는 반면, 양극 산화 처리된 경질 코팅은 장기간에 걸쳐 마모될 수 있습니다.
스테인리스 스틸 부식
맞춤형 양극 산화 처리된 강철 부품은 특정 금속과 접촉할 경우 갈바닉 부식에 취약한 반면, 스테인리스강은 표면에 크롬으로 이루어진 수동 산화막을 형성하여 열화 발생 시 자체적으로 복구됩니다.
표면 경도
양극 산화 처리된 강철은 표면 경도가 높아지지만, 스테인리스강보다 높은지는 양극 산화 처리에 사용된 합금강의 종류에 따라 다릅니다. 또한, 양극 산화 처리 두께도 표면 경도에 영향을 미칩니다.
미적 품질
아노다이징 처리된 강철 색상
양극 산화 처리의 주요 장점 중 하나는 다공성 구조 덕분에 원하는 색상으로 염색이 가능하다는 것입니다. 기공이 염료를 흡수하고, 후속적인 밀봉 공정을 통해 색상이 안정적이고 오래 지속됩니다. 또한, 양극 산화 처리된 강철 부품에 코팅이나 다른 금속을 사용하여 2차 도장을 적용할 수도 있습니다.
열 전도성
스테인리스강은 열전도율이 약 15W/K/m로 높아 조리기구용 방열판, 열교환기 등 열 전달 관련 용도에 사용할 수 있습니다.
양극 산화 처리강과 스테인리스강: 용도 및 적용 범위
제조업체들은 양극 산화 처리된 강판으로 부품과 제품을 만드는 대신, 부품을 생산한 후 적절한 재료로 양극 산화 처리를 합니다. 성능이 중요한 응용 분야에서는 스테인리스강이 더 나은 선택일 수 있습니다.
맞춤형 아노다이징 처리 강철 부품
양극 산화 처리된 강철 부품 이 소재는 해양, 의료 장비 및 산업 부품에 사용됩니다. 향상된 부식 및 마모 방지 기능과 해수 또는 약한 화학 물질에 대한 내성 덕분에 이러한 용도에 적합합니다.
- 선박 선체 및 도크 구성 요소
- 수술 도구 손잡이
- 조리기구
- 태양광 패널용 장착 브래킷
- 컨베이어 롤러
- 산업 기계 하드웨어
반면에 스테인리스강은 더욱 다양한 용도로 사용되며, 다양한 등급의 제품이 CNC 가공, 금속 성형, 주조 및 기타 기술로 가공됩니다. 또한, 스테인레스 스틸 가공 이는 설계된 스테인리스강 부품을 생산하는 일반적인 방법 중 하나입니다.
스테인리스 강 응용
스테인리스강은 건축 자재 생산에 널리 사용됩니다. 자동차 부품식품 가공 시스템, 화학 공정 부품 등 다양한 분야에 사용됩니다.
- 주방 및 조리도구
- 차량용 배기 매니폴드
- 수술용 메스
- 화학 산업용 저장 탱크 및 파이프
- 욕실 설비
- 체결용 나사 및 볼트
- 계단 난간
- 열교환 기
양극 산화 처리 강철과 스테인리스강: 일반적인 합금 등급
첫째, 양극 산화 처리된 강재에는 특정 등급이나 합금 시리즈가 없습니다. 아연이나 다른 금속을 함유한 다양한 합금(저탄소강, 고탄소강, 공구강 등)이 양극 산화 처리됩니다. 기본적으로 양극 산화 처리된 강재는 표면 처리만 한 일반 강재와 동일합니다. 따라서 등급은 기본 강재의 종류에 따라 달라집니다.
1018, 1045, 4140, D2, 430, A36과 같은 강종은 적절한 금속으로 양극 산화 처리하여 기능적 및 미적 측면 모두에서 원하는 표면 특성을 얻을 수 있습니다.
반면에 일반적인 스테인리스강 가공 등급 303, 304, 316, 410, 416, 420, 430, 440C, 17-4PH, 15-5PH 등이 있습니다.
강철 아노다이징은 분체 도장과 유사한가요?
아니요! 그것들은 강철 표면 처리에 사용되는 완전히 다른 기술입니다. 분말 코팅 이 기술은 강철 표면에 건식 분말 코팅을 적용합니다. 투명 처리된 부품을 정전기적으로 대전된 분말층에 담그면 분말이 강철 표면 분자와 결합합니다. 그 후 열 경화 과정을 통해 결합된 분말 분자가 표면에 안정화되어 보호 분말 코팅이 형성됩니다.
분체 도장된 강철 부품
강철 코팅에 일반적으로 사용되는 분말 재료에는 에폭시, 폴리에스터, 아크릴, 나일론, 아연, 실리콘, 불소수지 및 열가소성 수지가 있습니다.
따라서 분체 도장층은 부식, 마모 및 충격에 강합니다. 또한 원하는 미적 효과를 얻기 위해 맞춤형 색상의 분체를 적용할 수 있습니다.
아래 표에는 개요가 나와 있습니다. 아노다이징 vs 분체 도장 차이점을 간략하게 설명하자면 다음과 같습니다.
|
아래 |
아노다이징 처리 |
분말 코팅 |
|
방법 |
산성욕 코팅 또는 전기 도금 |
분말을 분사한 후 열로 경화시킵니다. |
|
내구성 |
내마모성 및 내식성이 매우 뛰어남 |
내구성이 좋지만 흠집이나 긁힘이 생길 수 있습니다. |
|
외관 |
무광 또는 새틴, 금속성 마감 |
다양한 색상 옵션, 비금속 재질 |
|
두께 |
1-5 미크론 |
40-100 미크론 |
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비용 |
복잡한 과정으로 인해 더 높음 |
더 비용 효율적 |
|
전도도 |
전도성을 유지합니다 |
비도 전성 |
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맺음말
강철 양극 산화 처리는 알루미늄 양극 산화 처리와는 다릅니다. 강철 양극 산화 처리에는 2차 금속 용액이 사용되는데, 이는 강철 표면에 자연적으로 형성되는 산화철층이 녹과 마모에 약하기 때문입니다. 양극 산화 처리는 표면 경도와 내식성을 향상시키지만, 내구성은 스테인리스강에 미치지 못합니다. 높은 정밀도와 내구성이 요구되는 용도에는 여전히 스테인리스강이 필요하며, 부식 및 표면 열화 방지가 주요 문제인 용도에서는 일반 강철 부품 대신 양극 산화 처리된 부품을 사용할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
강철 합금을 양극 산화 처리할 수 있나요?
알루미늄처럼 표면에 산화막을 형성하는 전통적인 양극 산화 처리는 강철 합금에는 적용할 수 없습니다. 하지만 산성 용액을 사용하거나 금속 산화막을 코팅하는 등의 대체 기술을 통해 양극 산화 처리를 할 수 있습니다.
아노다이징 처리된 강철과 스테인리스강 중 어느 것이 더 좋을까요?
양극 산화 처리된 강철과 스테인리스강은 용도와 장점이 다르기 때문에 어떤 재질이 부품에 더 적합한지는 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. 스테인리스강은 장기간에 걸쳐 뛰어난 내식성, 내스크래치성 및 내오염성이 요구되는 용도에 적합한 반면, 양극 산화 처리된 강철은 내식성은 뛰어나지만 스테인리스강만큼 강도, 경량성 및 내구성이 뛰어나지는 않습니다.
양극 산화 처리된 강철 부품은 스테인리스강 부품만큼 내구성이 좋은가요?
아니요! 경질 양극 산화 처리된 보호 코팅은 시간이 지남에 따라 마모되어 표면 열화를 유발하는 경향이 있습니다.