제조 공정에서 형상을 만드는 것만큼 중요한 것이 바로 표면 처리이다.
제품의 외관 품질을 향상시키는 것은 물론, 내식성, 내마모성, 전도성, 밀착성, 내열성 등 기능적 성능을 개선하는 데 표면처리는 결정적인 역할을 한다.
특히 금속 재료는 부식이나 마찰, 열화 등의 외부 환경에 민감하기 때문에, 가공 후 적절한 표면 처리를 거치지 않으면 제품 수명과 신뢰성에 큰 문제가 생길 수 있다.
이번 글에서는 대표적인 표면처리 방식과 그 적용 사례를 정리해 소개한다.
1. 표면처리의 역할과 필요성
표면처리는 단순히 미관을 개선하는 수준을 넘어, 다음과 같은 기능적 목적을 수행한다.
- 내식성 강화: 부식 방지, 염분・화학물질 노출 대비
- 내마모성 향상: 접촉・마찰로 인한 표면 손상 방지
- 도장・접착력 향상: 표면 에너지 제어 및 밀착력 개선
- 전기적 특성 확보: 전도성 또는 절연성 부여
- 내열성, 항균성, 반사율 제어 등 다양한 기능성 부여 가능
2. 주요 표면처리 공정 종류
1) 도금 (Plating)
도금은 금속 표면에 다른 금속 층을 얇게 입히는 공정으로, 전기도금과 무전해도금이 대표적이다.
- 니켈 도금: 내식성, 경도, 광택 우수
- 크롬 도금: 내마모성, 내열성 강화
- 아연 도금: 철강의 산화 방지 (갈바나이징)
- 아노다이징: 알루미늄 표면에 산화층 형성, 경도와 착색 기능 향상
2) 열처리 (Heat Treatment)
재료에 열을 가하고 서서히 냉각해 조직을 변화시키는 공정이다.
표면의 경도를 높이거나, 잔류 응력을 제거하고, 내마모성과 내열성을 개선하는 데 사용된다.
- 담금질(Quenching): 급랭으로 경도 상승
- 풀림(Annealing): 내부 응력 제거, 연성 회복
- 뜨임(Tempering): 담금질 후 취성을 줄이고 인성을 확보
3) 도장 (Coating & Painting)
액상이나 분체 상태의 도료를 도포한 후 건조 또는 경화시키는 방식이다.
내후성, 내수성, 내약품성 향상과 함께 다양한 색상 구현이 가능하다.
- 분체도장(Powder Coating): 친환경, 도막 두꺼움, 균일한 마감
- 습식도장(Liquid Paint Coating): 복잡한 형상에 유리, 색상 표현 다양
4) 블라스팅 (Blasting)
고속 분사되는 연마재를 표면에 충돌시켜 오염, 산화물, 페인트 등을 제거하는 방식이다.
금속 표면 전처리, 도장 접착력 향상, 마감 질감 구현 등에 활용된다.
- 샌드 블라스팅: 모래 입자 사용, 연마력 강함
- 쇼트 블라스팅: 금속 입자 사용, 기계적 스트레스 해소에도 효과
3. 표면처리의 적용 분야
- 자동차 산업: 엔진 부품 도금, 차체 도장, 방청 처리
- 항공・우주산업: 경량 합금의 아노다이징, 고열 내성 처리
- 전자제품: 도금으로 전도성 확보, PCB 표면 처리
- 건설 자재: 방수 도장, 내후성 강화 처리
- 의료기기: 항균 코팅, 생체 적합성 처리
4. 마무리하며
표면처리는 제품의 외형 완성과 동시에 기능성, 내구성, 안정성 확보를 위한 결정적 공정이다.
단순히 ‘마감’ 단계로 보기보다, 설계 초기부터 표면처리 조건을 고려한 제품 설계가 중요해지고 있다.
또한, 최근에는 환경 규제 대응을 위한 친환경 도료, 무독성 도금, 자동화 블라스팅 등 기술이 빠르게 발전 중이다.
정밀 제조와 고기능 부품이 요구되는 시대에, 표면처리는 그 어느 때보다 중요한 경쟁력으로 자리잡고 있다.