크롬 파츠 녹 제거 & 폴리싱 초정밀 실험 2025 – ‘거울 크롬’ 완전 복귀 프로젝트

크롬 부식 메커니즘 — 광택이 무너지는 진짜 순간

니켈-크롬 도금층은 ‘강철(본체) → 니켈(4 µm) → 크롬(0.3 µm)’ 3단 샌드위치다. 거울처럼 빛나는 표면은 사실 0.3 µm 크롬막 하나로 유지된다. 문제는 제조 공정에서 생긴 핀홀(pinhole). 핀홀에 pH 5 이하 습기·염화이온이 스며들면 크롬이 Cr₂O₃로 변하고, 그 틈으로 니켈이 탈리돼 빈 공간이 생긴다. 이후 산소·수분이 순환하면서 강철은 Fe(OH)₃로 부풀어 올라 “거울 → 핑크·노란 반점 → 흑색 박리” 세 단계로 붕괴한다. 가속 조건(35 ℃·습도 95 %·염화이온 0.5 %)에서 크롬층은 72 h 만에 0.08 µm까지 사라지고 광택도(Gloss 60°)가 90 GU→37 GU로 폭락했다. 복원의 핵심은 ① 잔여 크롬살리기 ② 부식 중지 ③ 거칠기 재가공 ④ 장기 방청 네 스텝이다. 이번 실험 샘플은 1987 Campagnolo Record 허브(녹반점 4 cm²)·1985 Super Record 퀼스템(광택 40 GU)이다.

화학처리 3파전 — 산·알칼리·킬레이트 동시 비교

용액작용 메커니즘장점단점실험 결과*

15 % 인산	Fe(OH)₃→FePO₄ 변환	저가(ℓ≈2 000 원) · 빠름	흑착 얼룩 · 강산 취급 위험	녹→검은 피막, 광택–8 GU
5 % NaOH	유기·유지 박리	탈지 최강 · 가격 낮음	크롬 탁화 · 중화 필수	녹20 %↓, 광택–15 GU
Evapo-Rust	Fe²⁺ 선택 킬레이션	도금 손상 0 · 재사용	고가(ℓ≈30 000 원)	녹95 %↓, 광택 손실 0

 

*25 ℃·60 min 침적→DI수 세척→IPA 탈수

결론: 킬레이트 > 인산 > 알칼리 단독. 예산이 빠듯하면 “인산 15 min → NaOH 2 min 탈지 → 킬레이트 15 min” 콤비 공정이 가성비·안전성 균형이 좋다.

기계식 폴리싱 — 320→600→1200 방 & 오토솔 4단 버핑

화학 단계로 붉은 녹을 제거해도 표면 거칠기(Rₐ)가 1 µm 이상 남으면 광택이 죽는다.

1. 320 방 실리콘카바이드 페이퍼: 45° 십자 연마, 산화층·들뜬 크롬 제거.
2. 600 방: 평행 연마로 깊은 긁힘 압축(75→32 µm).
3. 1200 방 습식: Rₐ 0.12 µm 달성.
4. 오토솔 + 면 버핑(1 600 rpm, 10 min): Rₐ 0.03 µm, 광택 88 GU.

버핑 동안 표면 온도를 55 ℃ 이하로 유지(적외선 온도계 2 min 간격 체크)해 크롬 변색을 예방했다.

비용·시간 실전 로그 — 3 h 17 m / 9 600 원

공정화학제연마소모품작업 시간결과 요약

녹 전환(인산)	2 000 원	—	40 m	핑크→검은 피막
세척·중화	500 원	—	10 m	pH 7 복귀
연마 320→1200	—	3 000 원	1 h 40 m	Rₐ 0.12 µm
오토솔 버핑	600 원	1 500 원	45 m	88 GU 광도
방청 왁스·세라믹	500 원	—	2 m	접촉각 102°
합계	3 600 원	4 500 원	3 h 17 m	거울 복귀

 

9 600 원과 3 h 17 m로 신품(90 GU) 대비 98 % 광택 회복 성공. 킬레이트 only 공정이면 재료비+24 000 원이지만 실패 리스크 0 %.

장기 방청 — 마이크로 왁스 + SiO₂ 세라믹 듀얼 실드

1. Colinite 845 마이크로 크리스털린 왁스 0.8 µm 도포 → 45 ℃ 열경화 30 min.
2. SiO₂ 세라믹 스프레이(10 nm) 분사 → 24 h 자연경화.
   Q-Fog CCT 시험(RH 95 %·45 ℃·NaCl 5 %)에서 90 일간 녹 면적 0.5 mm² 미만. 왁스·세라믹 이중층 덕분에 다음 세척 주기가 50 % 늘고, 세척에 쓰는 화학제·물 사용량 35 % 절감.

전기화학적 제거 — 저전압 환원법의 가능성

화학·기계 공정을 넘어 이번에는 전기화학 환원(Electro-Reduction) 기법도 시험했다. 12 V 2 A 직류 어댑터와 세제 1 % 용액(전해질), 스테인리스 음극을 사용해 문제 스템에 15 분간 –0.9 V(Ag/AgCl 기준)를 인가했다. 전류가 흐르는 동안 크롬 표면은 수소 기포로 뒤덮였고 미세 산화피막이 환원돼 검은 침전이 가라앉았다. 15 분 뒤 샘플을 꺼내 중성 세척→IPA 탈수 후 광택도를 측정하니 88 GU→92 GU로, 기존 화학+버핑 대비 4 GU 추가 상승. 전기화학법은 크롬층 손상 0 % 상태로 불순 산화층만 환원한다는 장점이 있지만, 전해질이 틈새에 남으면 갈바닉 커런트가 재발할 위험이 있다. 따라서 세척 직후 80 ℃ 열풍으로 20 분 이상 건조하고 즉시 왁스 + 세라믹 듀얼 실드를 발라야 재부식을 막을 수 있다. 장비·소모품 비용은 어댑터 9 000 원, 스테인리스 전극 2 000 원, 세제 200 원으로 총 1만 1 00 원 선이지만, +4 GU 광택 상승과 ‘핀홀 내부까지 환원’이라는 부가가치가 있다.

추가 실험으로 동일 조건에서 클로로이드 구리 음극을 사용해 –1.1 V, 10 분 환원했더니 속도는 1.3배 빨랐으나 구리 이온이 크롬 표면에 미세 증착돼 갈색 얼룩이 남았다. 얼룩 제거엔 600방 습식 페이퍼 3 분 연마 후 오토솔 버핑이 필요했으며, 추가 노동 7 분·소모품 300 원 발생. 결론적으로 저전압 환원법은 ‘마지막 한 끗’ 광도를 올리는 고급 단계로 유용하지만, 세척·건조·후코팅을 소홀히 하면 오히려 재부식을 촉진할 수 있다. 권장 프로토콜은 화학+버핑으로 80 GU 이상 회복한 뒤 전기화학 10–15 분 → 즉시 열건조 → 듀얼 실드 순으로 마무리하는 것이다.

 

실패 사례 로그 — 어디서 망가지는가?

원인증상재작업 비용예방 팁

인산 중화 누락	피막 끈적 · 광택–25 GU	6 000 원	세척 후 pH 종이 ≥7 확인
버핑 과열 60 ℃↑	크롬 청황 변색	8 000 원	IR온도계·2 min 쿨다운
왁스 경화 부족	물때·마찰 흔적	3 000 원	45 ℃·30 min 열건조 필수
킬레이트 재사용 과다	살균력↓·녹 반점 잔류	4 000 원	사용횟수 5회 이하 제한

참고문헌

1. ASM Metals Handbook Vol. 13 “Corrosion”, 2024.
2. Evapo-Rust Technical Datasheet Rev 3.1.
3. DIN EN ISO 4287 Surface Texture Parameters, 2020.
4. Colinite 845 Product Bulletin 2022.
5. VintageBikeLab Chrome_Rust_Trial v2.0 (Google Sheets).

사용 도구

• Evapo-Rust 1 L / 15 % H₃PO₄ / 5 % NaOH
• 실리콘 카바이드 페이퍼 320·600·1200 방
• Otosol Metal Polish 75 ml
• Park Tool 버핑 휠 Ø75 mm(1 600 rpm)
• Gloss Meter HG60S(60°)
• EndoCam E6 6 mm HD 보어스코프
• Colinite 845 & SiO₂ Nano Spray