기계 설계에서 재질의 후처리는 가공된 부품의 표면을 개선하는 과정을 말하며, 부품의 기계적 성능, 내구성, 보호, 시각적 외관 등을 향상하는데 중요한 역할을 합니다. 각 재질마다의 가능한 후처리가 있으며, 기계적 성능과 주변 환경 등을 고려하여 재질과 후처리를 선정하여야 합니다.
아노다이징
알루미늄의 대표적인 아노다이징은 백색, 흑색 아노다이징과 경질 아노다이징이 있습니다. 백색, 흑색 아노다이징은 백색과 흑색 염료를 사용하여 산화막의 기공에 침투시켜 색상을 형성하는 아노다이징입니다. 백색 아노다이징은 광학 및 장식적인 용도로 자주 사용되며, 시각적이 효과를 강조하거나 부품을 깨끗하게 보이기 위하여 적용합니다. 흑색 아노다이징은 열 흡수를 증가시켜 열 효과를 얻을 수 있고 부식과 마모 저항성을 향상해 자동차 부품, 스포츠 용품 등으로 많이 사용되고 있습니다. 경질 아노다이징은 알루미늄 표면에 두꺼운 산화막을 형성하여서 경도와 내마모성이 필요한 곳에 사용되고 일반 아노다이징과 유사하지만 더 높은 전압과 전류, 냉각을 통하여 산화막의 두께와 밀도를 제어하고 이로 인하여 경도를 증가시켜 내마모성과 내식성에 유리하게 만들어 줍니다. 경질 아노다이징은 내마모성이 뛰어나서 외부 충격에 대한 저항력이 증가하고 녹과 부식 등 화학물질에 대한 저항력이 좋아 부품의 수명도 연장시켜 줍니다. 또한 산화막의 두께 증가로 전기 절연 특성을 향상해 전기 부품이나 회로에 사용되는 알루미늄 부품에 적용하여 사용하는 게 좋습니다. 하지만 백색과 경질의 경우 도금 업체마다 약간의 색상 차이가 발생하여서 동일 업체로 도금을 진행하는 게 좋습니다. 또한 후처리 과정에서 부품의 온도와 압력등으로 인하여 부품 내부에 크랙이나 결함이 발생하여 내구성과 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
크롬 도금
크롬 도금은 크롬이라는 금속을 표면에 도금하여 외관 및 내식성을 향상시키고 외관은 광택 된 은백색으로 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 후처리입니다. 크롬 도금의 과정은 부품의 표면에 오염물이나 기름 등의 이물질을 제거하고 난 후에 전해액에 부품을 잠가 전기를 통하여 크롬을 도금을 하고 세척 및 건조를 통해서 크롬 도금을 적용할 수 있습니다. 크롬 도금의 특징은 외관이 광택 있는 표면을 가지고 있어 고급스러움과 세련된 느낌을 주며, 기계적인 충격이나 화학적인 손상으로부터 보호가 가능하고 부식 및 산화를 방지하여 부품의 수명을 연장할 수 있습니다. 또한 부품 표면에 경도가 높은 크롬 층을 형성하여 부품의 내구성을 증가시키고 전기 전도성이 우수하고 내화학성이 좋아 전기 접촉 부품이나 전기 회로에 사용되는 부품에 사용되기도 합니다. 하지만 크롬도금은 다른 재질에 비하여 가공 시 높은 기술이 필요하여 작업 난이도가 있어 정교한 장비와 전문 지식이 필요하여 도금 시 두께가 일정하지 않거나 충분하지 않다면 산화 방지 기능이 제한될 수 있습니다. 또한 부품의 형상과 크기에 따라 제한이 되어 도금 작업이 안될 가능성도 있어 주의하여야 하고 한 번 도금된 이후에는 휴지 보수 및 재생성이 어려워 재도금을 하기 위해서는 이전 진행하였던 도금을 제거하여야 새로운 도금을 할 수 있는 단점이 있습니다.
무전해 니켈 도금
무전해 니켈 도금은 금속 표면에 니켈을 도금하여 보호하는 후처리이며, 전기 화학적 반응을 통하여 니켈 이온을 용액에서 이동시켜 도금층을 형성합니다.두께와 품질을 정밀하게 제어할 수 있어 부품의 치수와 형상을 보존하고, 부품의 표면을 보호하여 다양한 특성을 부여할 수 있습니다. 주변 환경으로부터 부식을 최소화하기 때문에 수명을 연장시켜 유지 비용을 최소화할 수 있습니다. 무전해 니켈 도금은 높은 경도와 내마모성이 특징이어서 높은 경도로 마모를 감소시키고 전기 전도성도 우수하여 전기 접촉이 필요하거나 전기적인 특성이 필요한 경우 사용되기도 합니다. 하지만 비교적 다른 도금보다 복잡한 공정과 도금 층의 품질로 인하여 높은 비용이 발생하고, 일부 환경에서는 환경에 악영향을 미치기 때문에 주변 환경을 확인하고 사용하여야 합니다. 이러한 장단점으로 자동차 산업, 항공우주 산업, 의료기기 산업 등에 사용되기도 합니다.
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