초록 ▼

Ⅰ. 제목 과학기술훈장 등의 품질고도화 방안 연구 Ⅱ. 연구의 목적 및 필요성 현재 국가에서 수여되고 있는 훈장은 다양한 종류가 있으며, 그 명칭에 따라서 형상, 크기 및 장식이 다르다. 그러나, 제작된 후 10∼15년이 경과된 훈장에서 부식이나 변색이 발생되는 문제점과 칠보로 장식된 부분에서 균열이 일어나는 등의 문제점이 발생되어 이에 대한 대책마련이 필요하게 되었다. 현행 훈장은 은소재에 니켈도금 후 금도금을 하는 방식으로 제조되고 있으며, 장식용 금도금에 대한 국내규격에 준하여 제작되고 있어 보다 구체적인 훈장의 제

Ⅰ. 제목 과학기술훈장 등의 품질고도화 방안 연구 Ⅱ. 연구의 목적 및 필요성 현재 국가에서 수여되고 있는 훈장은 다양한 종류가 있으며, 그 명칭에 따라서 형상, 크기 및 장식이 다르다. 그러나, 제작된 후 10∼15년이 경과된 훈장에서 부식이나 변색이 발생되는 문제점과 칠보로 장식된 부분에서 균열이 일어나는 등의 문제점이 발생되어 이에 대한 대책마련이 필요하게 되었다. 현행 훈장은 은소재에 니켈도금 후 금도금을 하는 방식으로 제조되고 있으며, 장식용 금도금에 대한 국내규격에 준하여 제작되고 있어 보다 구체적인 훈장의 제작과 관련된 작업표준과 품질 평가기준의 설정이 필요한 실정이다. Ⅲ. 연구의 내용 및 범위 국내·외 훈장의 재료 및 제작공정, 표면처리 관련 공정, 품질평가 및 관리방법에 대한 기술현황을 조사·분석하였다. 과거 수여된 훈장 중 부식과 변색이 발생된 훈장을 수집하여 체계적인 분석을 통해 결함발생의 원인을 파악하고 이에 대한 대책과 공정연구를 위한 기초자료로서 활용하였다. 제작공정과 관련하여 은소재의 전처리, 확산방지층 도금공정, 금도금층 유공도 저감에 대한 실험실적, 현장적 테스트를 진행하여 비교·검토하였다. 도금층의 성능평가를 위한 가속시험으로 pin hole 테스트, 유공도 시험, 염수분무시험 등을 수행하여 내구성을 평가하고자 하였으며, 실험결과 및 각종 규격과 문헌을 참고로 하여 훈장제작에 적용할 도금 작업 표준공정과 품질평가기준을 마련하였다. Ⅳ. 연구개발 결과 부식과 변색이 발생된 대부분의 훈장에서 확산방지층인 니켈도금층과 금도금층의 도금두께에 있어서 1㎛이하로서 예상보다 아주 작았고, 금도금층 표면에 pin hole이 많이 발생되어 있었으며, 부식생성물은 Ag와 S의 화합물인 Ag2S인 것으로 판단되었다. 결국 도금공정상에서의 불량이 훈장의 내구성을 저하시킨 주 요인으로 작용한 것으로서, 이 결과를 바탕으로 니켈계를 하지도금층으로 하여 도금층 종류 및 두께와 금도금층의 pin hole저감방안에 관한 연구를 진행하였다. 소지금속의 확산방지를 위한 하지도금층으로 무전해 Ni-P와 전기 Ni 도금층을 각각 채택하여 두께를 변화시켜 비교하였다. 이산화황 시험결과 무전해 Ni-P 도금층보다는 Ni 도금층이 우수하였으며, 도금두께가 증가할수록 내구성이 향상된 것으로 나타났다. 그리고, Ni 도금시 반광택 또는 무광택 니켈도금과 광택 니켈도금을 혼용하여 처리한 경우에서 외관 면에서나 내구성 면에서 우수한 것으로 판단되었다. 소지금속인 은의 표면층으로의 확산을 방지하기 위해서는 일정두께 이상의 하지도금층이 필요한 것을 알 수 있었다. 금도금시의 pin hole발생에 대한 저감기술은 문헌에 여러 가지가 소개되어 있으나, 현장적인 액 관리차원이나 생산성 면에서 크게 장점을 가지지 못하여 두께 변화를 인자로 하여 실험을 진행하였다. 니켈 하지층의 두께가 5㎛일 때, 질산가스 노출시험 결과 금도금층 두께가 3㎛이상이 되어야 함을 알 수 있었다. 그리고, 금도금층의 두께와 유공도와의 관계를 나타낸 문헌을 인용하면, 두께가 2㎛이상이 될 때 도금층의 유공도가 급격히 감소된다고 보고하고 있다. 이산화황 시험이나 질산가스 노출시험은 가속시험으로서 대부분 대기 중에서 보관되는 훈장에 대하여 정확한 내구년수를 계산하기는 힘들지만, 결함이 발생된 훈장에 적용된 도금층과 비교하여 그 수명은 크게 증가될 것으로 예상된다. 국내·외 규격과 문헌, 그리고 연구결과를 바탕으로 훈장의 제작에 있어서의 도금공정 표준화를 위한 작업공정을 제정하였으며, 도금두께, 밀착성, 유공도, 내식성, 변색성 등의 품질 평가에 관한 기준을 마련하였다. Ⅴ. 연구개발 결과의 활용계획 국가에서 수여하는 각종 훈장의 품질개선을 통한 변색 및 부식 등의 불량발생의 문제를 해결하여 고품질, 내구성이 우수한 훈장의 제작방안을 제시하고, 향후 훈장을 비롯한 국가에서 수여하는 기념품 및 상패제작에도 활용이 가능하리라 예상된다.

Abstract ▼

Ⅰ. Title Study on the quality improvement method for national orders including order of science and technology Ⅱ. Objective and Importance Various kinds of national order were conferred to a person who distinguished oneself in the national or public services every year. As the time passed about

Ⅰ. Title Study on the quality improvement method for national orders including order of science and technology Ⅱ. Objective and Importance Various kinds of national order were conferred to a person who distinguished oneself in the national or public services every year. As the time passed about 10∼15 years after fabrication of order, some problems such as corrosion, decoloration, cracks in ornaments occurred. So, it is urgent and essential to establish standard process, quality control and evaluation related to fabrication of order. Ⅲ. Scope and Contents Firstly, domestic and foreign technical trends were examined about material, fabrication process, surface finishing process, quality control and evaluation etc for the national orders. National orders covered with corrosion product were collected in order to analyze the cause of problems. And effects of pre-treatment of substrate, diffusion barrier layer and gold deposit related to surface finishing process were examined with test specimen produced in laboratory and plating shops. For the evaluation of deposit obtained, pin hole test, porosity test and salt spray test were performed. Standard process, quality control and evaluation methods were established considering the results in this study, foreign and domestic standards, specifications and references. Ⅳ. Results In most of orders with defects such as decoloration and corrosion, the thickness of Ni barrier layer and Au deposit were thinner than expected and many pin holes or pits existed on the surface of Au deposit. Besides, corrosion product was evaluated to Ag2S compound from EDS analysis. Accordingly, results implied that inferiority in plating process lead to the decoloration and corrosion of order. In this study, semi-bright Ni deposit, bright Ni deposit and combination of them are used as a barrier layer for Au deposit. And the effect of thickness of barrier layer and Au deposit are examined. From the results of sulfur dioxide test and nitric acid vapor test, as the Ni barrier layer increased, endurance of deposit was improved, that is to say, double layer with semi-bright and bright Ni deposit played an important role as a barrier layer in view of appearance and durability. So it's essential to prepare Ni double layer mentioned above with more than 15㎛ of thickness in order to prevent silver substrate to diffuse toward the surface through the defects. In Au plating, Au deposit was obtained with the thickness of 0.1, 0.5, 1, 3, 5, 10㎛ on 5㎛ Ni layer respectively and nitric acid vapor test and ferroxyl print test was carried out. Results showed that pin hole on Au deposit was remarkably reduced above the thickness of 3㎛. Conclusively, Ni double layer which consisted of semi-bright Ni deposit with the thickness of 10㎛ and bright Ni deposit with 5㎛ must be used as barrier layer, and the thickness of Au deposit must be more than 3㎛. Finally, standard plating process, quality control and evaluation methods related to fabrication of order were established in this study. Ⅴ. Applications Standard plating process and quality evaluation suggested in this study can be applied to commemorative tablet or medal including orders conferred from a nation.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...12
• 제 2 장 기술현황 조사분석...14
• 제 1 절 국내·외 훈장의 현황...14
• 제 2 절 기존 훈장의 문제점...20
• 제 3 절 국내 훈장 제작사의 도금공정 분석...21
• 제 4 절 훈장의 소재...24
• 제 5 절 금도금 공정...25
• 제 6 절 금도금 관련규격...31
• 제 7 절 유공도...35
• 제 3 장 훈장의 불량현상 및 원인분석...40
• 제 1 절 시험편 및 분석방법...40
• 제 2 절 분석결과...40
• 제 3 절 훈장의 부식발생 원인 및 대책...44
• 제 4 장 금도금 공정 및 성능평가...55
• 제 1 절 실험방법...55
• 제 2 절 도금층의 성능평가 결과...60
• 제 3 절 최적조건 설정 및 성능시험...66
• 제 5 장 훈장 제조 도금공정의 작업표준 및 품질평가 기준...72
• 제 1 절 작업표준...72
• 제 2 절 금도금의 품질평가 기준...74
• 제 6 장 결 론...75
• 제 7 장 참고문헌...76
• 부록1. 훈장용 금도금 작업 표준...78
• 부록2. 훈장용 금도금 품질 규격...89