열처리 조건에 따른 무전해 Ni/전해 Cr 이중도금의 계면반응 및 균열성장거동 분석

Effects of Heat Treatment Conditions on the Interfacial Reactions and Crack Propagation Behaviors in Electroless Ni/electroplated Cr Coatings

무전해 Ni/전해Cr이중도금 구조에서 무전해 Ni의 결정화 열처리 조건이 Cr도금의 균열성장 및 Ni/Cr계면반응에 미치는 영향을 분석하였다. 비정질 무전해 Ni/전해 Cr 도금 후 750℃에서 6시간 동안 1회 열처리한 시편을1단계 열처리 조건으로 정했다. 또한, 무전해 Ni도금 후 동일 열처리를 통해 결정화 시킨 후, 전해 Cr도금 후 한번 더 동일조건 열처리한 경우를 2단계 열처리 조건으로 정하여 상호 비교하였다. 두 가지 열처리 조건 모두에서 공통적으로 Ni/Cr계면에서 상호확산에 의한 Ni-Cr고용체band layer가 관찰되었다. 1단계 열처리 조건의 경우 Cr도금에 관통균열이 발생하였으며, 2단계 열처리 조건의 경우 Cr도금에 표면 미소균열만 형성되고 관통균열은 거의 발생하지 않았다. 이는 무전해 Ni도금 직후 열처리에 의해 Ni-P비정질 구조에서 Ni, Ni₃P상으로 결정화되면서 급격한 체적 감소가 발생하여 Cr층의 잔류응력 완화에 영향을 끼쳐서, 상부 전해 Cr도금의 관통균열 형성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

This study investigated the effect of heat treatment conditions not only on the Cr surface crack propagation behaviors but also on the Ni/Cr interfacial reaction characteristics in electroless Ni/electroplated Cr double coating layers on Cu substrate. Clear band layer of Ni-Cr solid solutions were developed at Ni/Cr interface after heat treatment at 750℃ for 6 h. Channeling cracks formed in Cr layer after 1 step heat treatment, that is, heat treatment after Ni/Cr plating, while little channeling cracks formed after 2 step heat treatment, that is, same heat treatments after Ni and Cr plating, respectively, due to residual stress relaxation due to crystallization of Ni layer before Cr plating.