방청은 재료 유지보수 비용 절감과 내구성 저하로 인한 수명 단축을 방지하는 중요한 요소입니다. 방청에는 녹이 잘 슬지 않는 금속을 사용하거나, 금속 표면에 피막을 형성하는 방청 처리를 하는 등 다양한 방법이 있습니다. 녹이 잘 슬지 않는 금속과 방청 처리 종류를 설명하고, 방청에 특히 추천하는 9가지 재료의 특징과 차이점, 주의사항을 소개합니다. 생각보다 모르는 특징도 있을지도 모릅니다. 비용과 납기 외의 사항도 참고해서 선택해 보시겠어요?
목차
녹슬기 쉬운 금속과 녹슬기 어려운 금속
금속은 기본적으로 녹이 슬기 마련이지만, 금속 종류에 따라 녹이 잘 생기는 정도가 달라집니다. 또한 금속의 부식 정도는 비가 닿는 곳이나 바닷물이 닿는 곳 등 환경에 따라 크게 달라집니다.
녹이란 금속이 공기 중의 산소와 연결되어 산화된 것
금속은 물에 닿으면 이온화되어 산소와 반응하기 쉬운 상태가 됩니다. 그리고 공기 중의 산소와 결합해 산화가 시작됩니다. 즉, 금속의 부식성은 이온화되기 쉬운 정도(이온화 경향)에 따라 달라집니다. 즉, 기본적으로 리튬이나 칼륨처럼 이온화 경향이 높은 금속일수록 녹이 잘 슬고, 금이나 백금처럼 이온화 경향이 낮은 금속일수록 녹이 덜 슬게 됩니다. 고등학교 화학 등에서도 배우는 금속의 이온화 경향을 도표로 나타내면 다음과 같습니다.
녹슬지 않는 금속에도 3패턴 있다
기본적으로 금속은 녹이 슬기 마련이지만, 이온화 경향뿐만 아니라 금속의 특성에 따라 녹이 덜 생기는 정도도 달라집니다. 일반적으로 「녹슬지 않는다」고 알려진 상태에도 세 가지 유형이 있습니다. 각각의 패턴은 다음과 같습니다.
- 녹슬지 않는 금속(금, 백금)
원래 이온화 경향이 낮아 금속 자체가 녹슬지 않는 제품입니다. 이러한 금속은 귀금속이라고 불립니다. 녹이 발생하지는 않지만 단가가 높아 사용 시 주의가 필요합니다. - 부동태 피막을 표면에 만드는 금속(알루미늄, 티타늄, 니켈, 스테인레스 등)
부동태 피막은 산화 피막이라고도 불리며, 녹슨 금속으로 만들어집니다. 알루미늄이나 티타늄 같은 금속은 공기 중의 산소와 접촉하면 매우 촘촘하고 얇은 산화 피막이 표면에 형성됩니다. 이 산화 피막은 산소나 산 등 다른 원소와 반응하기 어려운 특성을 가지고 있어, 부동태라고 불리며 내부 금속을 보호하는 층이 됩니다. 긁힘 등으로 부동태 피막이 제거되더라도, 노출된 내부 표면이 곧바로 부동태 피막을 형성하므로 결과적으로 녹이 잘 슬지 않는 금속이 됩니다. 스테인레스가 녹슬지 않는 이유는 철에 첨가된 크롬이 무동력 피막을 형성하기 때문입니다. - 녹이 보호막이 되는 금속(구리, 아연)
산화된 금속 표면이 내부를 보호한다는 의미에서는, 비활성 피막을 형성하는 금속과 메커니즘이 유사합니다. 하지만 산화로 형성된 피막은 비동적 피막만큼 강하지 않은 것이 해당됩니다. 예를 들어 10엔 동전의 탁한 갈색은 산화구리 색이지만, 이 피막은 식초 같은 산에 의해 쉽게 제거됩니다. 또한 피막이 제거된 뒤 다시 피막을 입기까지는 약간의 시간이 걸립니다. 검은 가죽 재료의 검은 가죽도 이 보호막에 해당합니다.
금속을 녹하기 어렵게 하는 방청 처리의 종류
녹이 잘 발생하는 금속을 산업적으로 사용하려면, 녹이 잘 안 생기도록 하는 처리가 필요합니다. 이 처리를 방청 처리라고 합니다. 가장 많이 사용되는 방청 처리는 금속 표면에 다른 물질로 피막을 형성해 금속이 공기 중의 산소나 물에 닿지 않도록 하는 방법입니다. 피막에 의한 방청은 피막의 재질에 따라 유기 피막과 무기 피막으로 구분됩니다.
유기 피막에 의한 방청
대표적인 유기 피막은 도장입니다. 또한 기름을 도포하거나, 도선처럼 고무나 플라스틱 피막으로 덮는 것도 유기 피막을 이용한 방청 방법입니다.
무기 피에 의한 방청
대표적인 무기 피막은 도금입니다. 도금이란 금속 재료 표면에 다른 금속의 피막을 형성하는 방법으로, 예를 들어 크롬처럼 비활성 피막을 만드는 금속이나, 아연처럼 내부 금속보다 먼저 녹이 슬어 내부를 보호하는 특성을 가진 금속 등이 사용됩니다. 또한 화학 처리도 많이 사용됩니다. 약제에 의해 산화가 잘 일어나지 않는 피막을 형성하는 방법으로, 크로메이트 처리나 알루미늄 양극산화 등이 이에 해당합니다.
방청 효과가 있는 표면 처리 5종류와 녹에 강한 재료 4종류
내식성이 높은 순서대로 9가지 재료를 소개합니다. 또한 일반적으로 검토 대상이 되는 강도, 내마모성, 자성의 3항목도 함께 비교할 수 있도록 했습니다. 각 재료에 대한 자세한 정보는 「표면 처리」와 「재료」를 클릭하시면 확인하실 수 있습니다. 앞으로의 선정에 꼭 활용해 주세요.
표면처리 5종류
- 「녹」은 금속이 공기 등에 닿아 산화하는 것으로 발생하기 때문에 표면 처리를 실시하여 표면을 덮는 것이 효과적입니다.
- 한편, 표면 처리를 실시하는 비용과 납기가 걸립니다.
| 소재 | 표면 처리 | 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 | 특징 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 스틸 (SPCC/SPHC/SS400) |
3가 크로메이트 (백색/흑색) |
◎ | ◎ | ◎ | 〇 | 세세한 상처등에 대해서, 의사적인 자기 수복 기능 있음(※1) |
| 무전해 니켈 | ◎ | 〇 | ◎ | △ | 도금층이 딱딱하고 상처가 나기 어려움 전기 저항이 높음 |
|
| 도장 | ◎ | △ | △ | 〇 | 도장의 종류에 따라 다양한 색상과 광택에 대응 가능 | |
| 알루미늄 (A5052) |
아노다이징 (백색/흑색) |
◎ | △ | × | × | 도장이나 도금에 비해 경년의 탈색 발생이 적음 |
| 스틸 (SPCC/SPHC/SS400) |
흑착색 (사삼산화철피막) | △ | × | △ | ◎ | 치수에 영향이 거의 없고, 방청 효과가 높아진다 |
※1 일반적인 표면 처리에 필요한 성분 외에 특수 성분을 추가함으로써 자체 복구 기능을 부여했습니다.
표면 처리가 없어도 녹슬기 어려운 재료 4종류
- 표면처리를 하지 않기 때문에 비용이나 납기가 억제됩니다
- 한편, 내식성은 표면 처리를 할 경우보다 떨어집니다
| 소재 | 표면 처리 | 내식성 | 재료 강도 | 내마모성 | 자성 | 특징 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 스테인레스 SUS304 |
― | 〇 | ◎ | 〇 | △ | 인성도 있고, 가장 범용적으로 이용 가능 |
| 알루미늄 A5052 |
― | 〇 | × | × | × | 내해수성이 우수함 |
| 스테인레스 SUS430 |
― | △ | ◎ | 〇 | 〇 | SUS304에 비해 가공성이 낮음 |
| 스틸 SECC (전기 아연 도금 강판) |
전기 아연 도금 (※2) |
△ | 〇 | 〇 | 〇 | 종류에 따라 도장과의 궁합이 좋다 |
※2 전처리 재료이므로 가공면에 도금이 붙지 않습니다.
· 목록에 있는 ◎〇△×는 9가지 재료 중 비교한 참고값입니다.
- 내식성・・・녹슬기 어려움, 부식에 대한 내성
- 내마모성・・・마모에 대한 내성
- 피막 강도・・・표면 피막의 박리 어려움이나 상처 부착 어려움
- 자성··· 자기를 띠고 있는 강도
- 재료 강도 … 재료 자체의 강도
녹을 방지하는 표면 처리 및 재료 세부 사항
표면 처리의 유무별로 전 9 종류의 재료에 대해서 소개합니다.
3가 크로메이트(백색/흑색)
-
사진 
소재 SPCC 사이즈 - W100×D100×H27.3
표면 처리 3가 크로메이트(블랙)
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| ◎ | ◎ | ◎ | 〇 |
- 외관
- 광택이 강하고 표면은 부드럽습니다.
특징・추천의 이용 개소
- 뛰어난 내식성을 가지고 있습니다. 흠이나 지문이 잘 묻지 않으며, 특히 미세한 흠에 대해서는 가상의 자체 복구 기능을 가지고 있어(※1) 내식성을 유지할 수 있습니다. 따라서 외관 부품이나 야외, 건축 분야에서 활용하기에 적합합니다.
주의점
- 내부 R이나 포켓 형태 등에 도금이 쉽게 쌓이고, 막 두께가 고르지 않게 됩니다.
※1 일반적인 표면 처리에 필요한 성분 외에 특수 성분을 추가함으로써 자체 복구 기능을 부여했습니다.
무전해 니켈
| 사진 |  |
| 소재 | SS400 |
| 사이즈 | W160×D100×H73.78 |
| 표면 처리 | 무전해 니켈 |
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| ◎ | 〇 | ◎ | △ |
- 외관
- 은빛 광택이 있으며, 막 두께가 고르게 형성돼 표면이 매끄럽습니다.
특징・추천의 이용 개소
- 도금층이 단단해 스크래치가 잘 생기지 않습니다. 복잡한 형상이라도 막 두께가 일정하기 쉬워 치수 정밀도가 뛰어납니다.
또한 전기 저항이 높아 정전기를 방지해야 하는 부위나 전자 부품, 내마모성이 높아 밸브 등에도 사용하기에 추천합니다.
주의점
- 표면 처리 온도가 높아 얇은 형태나 펀칭 형태일 경우 휨이 발생할 가능성이 있습니다. 또한 표면이 산화 변색되기 쉬우므로 외관 제품에 사용할 때 주의가 필요합니다. 인 함량에 따라 자성이 변합니다.
도장
-
사진 
소재 SPCC 사이즈 W64×D101.6×H50 표면 처리 도장 근사 맨셀 값 2.5Y8/14
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| ◎ | △ | △ | 〇 |
- 외관
- 광택이 있으며 표면이 매끄럽습니다. 도장의 종류에 따라 광택이 강한 것부터 매트한 질감의 것까지 있습니다.
특징・추천의 이용 개소
- 도장의 종류에 따라 다양한 색상과 광택을 낼 수 있으며, 내후성(야외 자연 환경에 견디는 특성)을 갖춘 도장도 있습니다. 따라서 건축 분야나 설비 등 외장, 실내·외 제품, 디자인성이 높은 부위에 활용하기에 적합합니다.
또한, 도장 전에 하부 처리를 하면 도장과의 접착성을 높이고, 흠집 등으로 하부가 표면에 드러나더라도 어느 정도 내식성을 부여할 수 있습니다.
주의점
- 내부 R이나 포켓 형태 등에 페인트가 쉽게 고이게 되어 색상이나 광택에 불균형이 생길 가능성이 있습니다. 또한 용제를 사용하기 때문에 환경 부담 물질 사용 제한 등이 있는 부분에 대해서는 환경 규제 대응 여부를 확인해야 합니다.
시간이 지나면서 색이 바래질 가능성이 있습니다. 또한, 특히 오존이 많이 발생하는 부위(공기 교환이 활발한 곳, 자외선이 많이 닿는 곳, 모터 주변, 방전되는 부위 근처 등)나 물기가 직접 닿는 곳에서도 색 바램이 일어나기 쉽습니다. 피막 강도가 낮아 충격이나 긁힘 등에 약하므로, 접촉이 많은 부위에서는 사용을 자제하는 것이 좋습니다. 도장이 벗겨진 부위에서는 녹이 발생할 수 있으니 주의가 필요합니다.
아노다이징(백색/흑색)
-
사진 
소재 A5052 사이즈 W150×D167×H61.09 표면 처리 아노다이징(블랙)
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| ◎ | △ | × | × |
- 외관
- 미관이 뛰어나고 광택이 있습니다. 막 두께가 고르게 형성돼 표면이 매끄럽습니다.
특징・추천의 이용 개소
- 도금과는 달리 알루미늄 표면을 녹여 산화시켜 산화 피막을 형성하는 처리입니다. 알루미늄 원재료보다 내식성·경도·마모 저항성이 향상돼 경량화가 필요하고, 다른 제품이나 물체와 접촉하는 부위에 추천합니다. 또한 자외선 등에 의한 변색이 잘 일어나지 않고 도장이나 도금 등에 비해 시간이 지나도 색이 바래는 현상이 없습니다. 절연성·방열성이 높아 야외 제품이나 전기를 차단해야 하는 부위, 방열용 재료로서 주택업계(창호 등)·자동차업계의 실내·전기업계 등에서 폭넓게 활용할 수 있습니다.
주의점
- 알루미늄 양극산화 처리로 표면 강도를 높일 수 있지만, 원재료가 부드러워 변형되기 쉽습니다. 알루미늄 양극산화 피막은 유연성이 없어 충격 등에 의해 쉽게 갈라지고, 강산이나 강알칼리 등에 의해 녹습니다. 고온에서 사용하면 기초면의 팽창을 견디지 못해 균열(미세한 금) 등이 발생합니다.
흑착색(사삼산화철 피막)
-
사진 
소재 SPCC(SPHC) 사이즈 W150×D150×H4.5 표면 처리 흑착색(사삼산화철 피막)
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| △ | × | △ | ◎ |
- 외관
- 표면이 검게 변하고, 다른 표면 처리에 비해 색 번짐이 쉽게 발생합니다.
특징・추천의 이용 개소
- 방청 처리 중 저렴하게 할 수 있는 표면 처리이기 때문에, 조립 공정까지 포함해 일시적인 방청 처리로 활용되기도 합니다. 오일을 발라주면 방청 효과를 더욱 높일 수 있습니다. 도금이 아니라 기판 표면을 산화 피막으로 바꾸는 처리이기 때문에, 치수에 미치는 영향은 거의 없습니다.
또한 광택을 억제하고 검게 염색해 난반사를 방지할 수 있으며 광학 센서가 사용되는 제품에 추천합니다. 자동차 산업, 금형 산업 등 기계 설비에 활용되고 있습니다.
주의점
- 색상 불균형이 발생하기 쉬워서, 원재료 상태에 따라 차이가 생깁니다. 내약품성이 약해 알코올 등으로 닦아내면 표면 처리가 벗겨져 방청 효과가 떨어집니다. 다른 표면 처리에 비해 내식성이 떨어지므로, 실외가 아니라 실내에서 사용하는 부품에 추천합니다. 피막이 매우 얇아 피막에 균열(미세한 금이)이 생기기 쉽습니다.
스테인레스 SUS304
-
사진 
소재 SUS304(2B) 사이즈 W117×D48×H53 표면 처리 없음
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사진 
소재 SUS304(단면 #400 연마) 사이즈 W110.83 × D100 × H2 표면 처리 없음
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| 〇 | ◎ | 〇 | △ |
- 외관
- 2B 마감:
은색이며 약간의 광택이 있지만 매트한 느낌도 있는 표면입니다.
한 면 #400 연마 마감:
한쪽은 400번 버프로 연마 마감되어 있어, 표면이 깨끗합니다. 은은한 광택이 있어 주변이나 마주 보는 물체가 흐릿하게 보입니다.
특징・추천의 이용 개소
- 내식성이 뛰어나고 강도가 높으며, 인성(탄성, 외력에 의해 파손되기 어려운 특성)을 가진 재료입니다. 다용도로 활용할 수 있어 실내외를 가리지 않고 다양한 업계에 추천합니다. 한 면 #400 연마 마감은 광택이 있어 외관 제품이나 디자인성이 요구되는 부위, 식품·설비 외장, 주방 관련, 장식품 등에 최적입니다.
지방을 흡착하는 특성이 있어 기름을 표면으로 끌어당깁니다. 또한 열이나 절곡 가공에 의해 미세한 자성을 가질 수 있습니다.
주의점
- 기름 성분을 흡착하는 특성이 있어 지문이 잘 묻습니다. 녹슨 철이나 철분 등이 붙으면, 부식이 일어나 부식이 진행됩니다.
알루미늄 A5052
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사진 
소재 A5052 사이즈 W193.25×D196.69×H69.74 표면 처리 없음
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| 〇 | × | × | × |
- 외관
- 표면은 은백색이며 약간의 광택이 있습니다.
특징・추천의 이용 개소
- 매우 부드럽고 가벼운 재료입니다. 마그네슘을 함유하고 있어 내식성·내해수성이 뛰어납니다. 저온에 강하고 저온 취성(온도 저하로 금속이 약해지는 성질)이 발생하지 않습니다. 따라서 추운 지역이나 냉장고, 내한 시험용 지그 등 저온에서 사용하는 제품에 적합합니다. 가벼워서 사람이 움직여 작업에 사용하는 제품 등의 경량화를 목표로 하는 현장 등 다양한 산업에서 활용할 수 있는 재료입니다.
또한 전기를 차단하는 커버나 비자성이라 자력을 차단하는 커버 부품으로도 활용할 수 있습니다.
주의점
- 부드러운 재료이기 때문에 작업물이 직접 부딪히거나 마찰이 발생하는 부위에는 적합하지 않습니다. 표면에서 산화가 진행되면서 광택이 흐려지고, 표면 산화에 의한 변색이 발생합니다. 알루미늄 소재에는 미세한 홀이 있어 장시간 증기 속에 노출되면 소재의 홀(가스 등으로 생긴 작은 구멍)에서 성분이 녹아 나와 홀이 확대될 수 있습니다.
스테인레스 SUS430
-
사진 
소재 SUS430(2B) 사이즈 W300×D200×H101.3 표면 처리 없음
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| △ | ◎ | 〇 | 〇 |
- 외관
- 표면은 은빛으로 약간 광택이 있습니다.
특징・추천의 이용 개소
- SUS304에 비해 저렴합니다. 강도가 높고 인성(탄성, 외력에 의해 파손되기 어려운 특성)을 가진 재료이지만, 강한 내식성은 아니므로 실내 사용에 한정하는 것이 좋습니다.
SUS304와 달리 자성이 있기 때문에, 자성이 필요하고 강도가 요구되는 부위에 추천합니다. 냉장고와 주방 등은 물론, 건축 인테리어, 가정용 기구, 가전제품, 자동차의 배관 등에도 활용됩니다.
주의점
- SUS라서 내식성이 높다고 생각하기 쉽지만, SUS304에 비해 녹이 발생하기 쉽습니다. SUS304에 비해 저렴하기 때문에 SUS304의 대체재로 사용되기도 하지만, 자성을 가지고 있고 내식성 및 가공성이 다소 떨어진다는 점을 유의하시기 바랍니다. 지문 등이 잘 묻는 점은 SUS304와 동일합니다.
SECC(전기 아연 도금 강판)
-
사진 
소재 SECC(전기 아연 도금 강판) 사이즈 W120.94×D100×H40 표면 처리 없음
| 내식성 | 코팅 강도 | 내마모성 | 자성 |
|---|---|---|---|
| △ | 〇 | 〇 | 〇 |
- 외관
- 아연 도금 처리가 되어 있어 매끄러운 표면을 가지고 있습니다.
특징・추천의 이용 개소
- 아연 도금이 표면에 처리된 강판으로, 도금층이 벗겨지기 어려워 도금이 떨어지는 현상이 적은 재료입니다. SECC는 도금 강판 중에서 가장 도금 접착성이 높습니다. 도금면 위에 바로 도장을 할 수도 있으며, 종류에 따라 도장성이 뛰어난 제품도 있습니다.
방청을 위해 부품 제작 후 표면 처리를 하는 것보다, 이미 도금 처리된 이 재료를 활용해 부품을 제작하는 편이 비용을 절감할 수 있습니다. 하지만 절단면이 녹슬어 버리기 때문에, 높은 내식성을 요구하지 않는 상황이라면 추천합니다.
또한 표면이 매끄러워 실내 등에서 외관용품으로도 활용할 수 있어 자동차와 설비 등에 많이 사용됩니다.
주의점
- 원목이 드러나는 절단면은 녹이 발생합니다. 도금 위에서 가공하게 되므로, 도금면에 가공 등으로 인한 흠집이나 자국이 남게 됩니다. 따라서 가공 시 발생할 수 있는 흠집 등을 최대한 억제하기 위해, 외관 면의 지시가 중요합니다.
정리
금속 재료에는 「원래 녹슬지 않는 금속」과 「표면 처리를 통해 녹슬지 않게 하는 방법」이 있습니다. 앞쪽에는 스테인레스(SUS304, SUS430) 와 알루미늄(A5052), 전기 아연 도금 강판(SECC) 등이 있으며, 비동적 피막과 보호 피막을 자연스럽게 형성해 내식성을 유지합니다 후자에 대해서는, 스틸 소재에 대해 삼가 크로메이트 처리, 무전해 니켈 도금, 도장, 알루미늄 양극산화 처리, 사삼산화철 피막 이와 같이 각각 내식성, 피막 강도, 내마모성에 차이가 있습니다. 이러한 재료와 처리는 가전 케이스·야외 설비 커버·건축 금속·전자기기 하우징·자동차 부품 등에 이처럼 부식 저항성이 요구되는 용도에서 널리 활용됩니다.
