E-[015] 표면처리

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표면처리는 산화, 마모 등을 방지하기 위해 부품 표면에 다른 금속이나 세라믹 등의 얇은 막을 씌워 표면의 질을 향상시키는 기술이다. 주된 목적은 부품의 원소재가 가지고 있는 물리적, 화학적, 감성적 한계를 극복하기 위함이다. 대표적인 표면처리 공정은 증착법이며 여기에는 TD 코팅, PVD 코팅, DLC 코팅이 있다. 코팅 효과를 극대화하기 위해 대상물 표면은 절삭버(Burr)가 없고 매끄러워야 하며 오염물이 묻지 않도록 주의해야 한다.

TD(Toyota Diffusion) 코팅은 일본 토요타 자동차에서 개발한 침탄 처리 방식이다. 합금강 자체에 포함되어 있는 탄소에 바나듐을 결합시켜 VC(Vanadium Carbide)층을 만든다. 초경합금보다 높은 경도와 내마모성을 보이고, 스테인리스강보다 내식성이 우수하다. 초고온 염욕에 담가야 하기 때문에 변형이 생길 수 있다. 경도는 HV3500 이상이다.

크로마이징(Chromizing) 코팅은 크롬 분말을 가스 활동으로 모재 표면에 증착 확산시키는 방식이다. TD 코팅과 유사한 경도를 보이고 내마모성과 내식성이 우수하다.

PVD(Physical Vapor Deposition) 코팅은 물리증착법으로 강한 전압과 플라즈마를 이용해서 모재 표면에 CrN(질화 크롬), TiN(질화 티타늄) 등을 증착시키는 방식이다. 내식성과 내마모성이 좋다. 고급 시계 케이스에 많이 적용하고 있다. 경도는 HV1500~2500이다.

DLC(Diamond Like Carbon) 코팅은 다이아몬드의 높은 경도와 흑연의 윤활성을 결합시킨 방식이다. 대상물 표면에 다이아몬드와 유사한 구조의 탄소막을 형성시킨다. DLC 코팅은 윤활성이 좋아 사출금형 캐비티에 적용하면 유동이 좋아져 미세패턴 전사에 유리하다. 내식성이 좋아 가스 발생에 의한 표면 오염을 방지한다. 내마모성, 이형성, 절연성에도 우수한 성질을 나타낸다. 금속, 플라스틱, 세라믹 등 여러 재료에 적용 가능하며 경도는 HV2000~2500이다. 코팅 두께는 1~3㎛이다.

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