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고장력 볼트에 도금을 할 때 주의할 점 (수소취성이란 무엇인가?)

작성자 차즈라(ip:)

작성일 2017-12-26 16:06:56

조회 3106

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내용

오늘은 '수소취성'에 대해 이야기하려 합니다.

일반적으로 볼트 너트 등 금속에 도금을 하는 이유는 아래의 두 가지 이유입니다.
첫째, 마찰에도 마모가 적게 되고(내마모성) 열에 견디는(내열성) 등 성질을 개선하여
        금속의 수명을 늘이기 위해
둘째, 금속 표면의 색조 광택의 아름다움을 증가시키기 위해

특히 전기아연도금은 내식성이 뛰어나고 비용이 저렴하여 많이 사용되는 도금 방식 중 하나입니다.
그런데 전기아연도금을 할 때 주의해야 할 점이 있습니다.



전처리나 도금 처리 과정에서 소재가 산에 용해되거나 전류의 영향을 받아 수소가 발행하게 되는데, 피도금물(예를 들어 볼트, 너트 등)이 수소를 흡수, 간직하여 물러져서 철이 부러지거나 깨지기 쉬워진다는 것입니다. 이러한 현상을 '수소취성'이라고 합니다.

수소취성이 발생하여 파손된 볼트의 단면(좌)과 단면 확대도(우)




보통의 연강에 수소취성이 일어나기도 하지만 수소취성에 더욱 취약한 소재가 따로 있습니다.
그럼 수소취성이 일어나기 쉬운 소재와 수소취성을 제거하는 방법을 알려 드리겠습니다.

1. 수소취성이 일어나기 쉬운 소재
    - 탄소 함유량이 큰 것
    - 경도가 높은 것 : 로크웰 경도 HRD 32 이상, 또는 비커스 경도 Hv400 이상
    - 침탄, 고주파, 질화처리한 것

2. 수소취성을 제거하는 방법
    - 베이킹처리(탈수소처리) :  온도 190~230℃에서 2~4시간 고르게 가열해 제거 가능하지만
      소재의 경도와 거칠기, 도금 시간과 피막 두께, 산세시간과 산농도 등 각각의 작업 상황에 따라
      제거 시간을 검토하여 조정하는 것이 좋습니다.

일반 기계 구조용으로 많이 사용하는 볼트 중 수소취성이 가장 많이 일어나는 소재는 S45C와 SCM435가 있습니다. S45C소재는 탄소 함유량이 0.45%, SCM435는 0.4% 정도로 많은 편입니다. 이런 소재의 볼트를 도금하실 때는 후처리(베이킹처리)를 하여 수소취성을 없앤 뒤 사용하시기를 권장합니다.

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