KR100191276B1 - 질화티타늄 코팅층 박리제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모재표면에 TiN층이 코팅된 모재를 산화제, 계면활성제, 물이 적절비율로 배합된 박리액에 침적하여 모재표면의 부식없이 간단한 방법으로 TiN층을 제거할 수 있는 박리제에 관한 것으로 산화제로써 과산화수소, 중크롬산칼륨, 과망간산칼륨 중에서 선택한 1종과 계면 활성제로써 제3인산소다, 구연산소다 중에서 선택한 1종과, 여기에 물을 배합하되, 상기 산화제 : 계면활성제 : 물을 각각 1~3 : 2~4 : 7~3의 비율로 배합하여서 됨을 특징으로 하는 각종 금속 또는 합금 모재 표면에 코팅된 TiN층을 박리하기 위한 박리제에 관한 기술이다.

Description

질화티타늄(TiN) 코팅층 박리제

본 발명은 모재표면에 코팅된 질화티타늄(TiN)층의 박리제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 금속 또는 합금 등의 모재표면에 코팅된 TiN층을 모재의 부식 및 손상없이 원활히 제거시키는데 적합한 박리제에 관한 것이다.

각종 절삭공구 모재표면에는 경질 피복층인 TiN층을 물리기상 증착법 등의 방법에 의해 피복시켜 사용특성을 증대시키고 있다.

물리기상증착법에 의한 코팅된 TiN 코팅제품의 사용영역은 확대되어 가고 있으며 코팅된 TiN 코팅층을 특수한 용도에 따라 박리해야 하는 경우가 있다.

물리기상증착법에 의한 코팅공정에 있어 전처리 방법의 부적절, 코팅공정 변수(바이어스 전압, 진공도 등) 부적합 등에 의해 TiN 코팅층의 부착력이 미흡하거나 코팅칼라가 양호하지 못한 제품은 그 성능을 제대로 발휘할 수 없거나 전혀 사용하지 못하게 되는 경우가 있다.

이러한 경우에 모재에는 손상을 주지않고 코팅층을 박리한 후 recoating을 한다면 경제적인 손실을 크게 줄일 수 있다.

그러나 코팅층을 제거할 때에 샌드 블라스트와 같은 물리적인 방법을 사용하면 절삭공구의 경우 인선부의 손상을 초래할 수 있고 미려한 색상을 원하는 제품의 경우에는 거친 표면 조도에 의해 광택이 없어질 수 있는 등 모재자체의 손상을 가져올 수 있으며 물리적 처리에 따른 시간 및 인력의 손실이 따르게 된다.

이때 화학적인 약품을 사용하여 코팅층을 박리할 수 있다면 모재의 손상없이 recoating을 할 수 있어 비용절감의 효과를 가져올 수 있다.

또한 물리기상증착법에 의한 코팅에서는 제품을 장착하기 위한 각종 치구가 사용되고 있으며 코팅시 코팅제품 뿐만 아니라 치구도 코팅되게 된다.

지속적으로 코팅 사이클이 진행될 경우 치구에 증착된 코팅층은 dust를 발생하여 코팅하고자 하는 제품의 표면에 부착되어 코팅제품의 불량을 초래하거나 코팅층의 두께로 인한 치구자체의 치수변화를 가져오기도 한다.

이렇게 치구에 증착된 코팅층은 코팅 사이클이 진행됨에 따라 두꺼워지므로 제거해 주어야 한다.

이때에도 샌드 블라스트와 같은 물리적인 방법을 사용할 수 있겠으나 시간 및 경비가 많이 소요되므로 화학적인 제거방법 효과적이라 할 수 있겠다.

절삭공구로 사용되는 코팅초경공구의 경우 사용용도에 따라 코팅초경공구를 강재의 홀더에 부착하여 사용할 수 있다.

코팅초경공구는 내마모공구로서, 강재는 코팅초경공구를 지지하는 홀더로서 역할을 한다.

강재에 초경공구를 먼저 부착한 후 물리기상증착법에 의해 코팅을 할 경우 부피가 커서 많은 양의 제품을 장입할 수 없으므로 초경공구를 먼저 코팅한 후 강재에 부착하는 방법을 사용한다.

코팅된 초경공구를 강재에 부착하는 방법으로는 금속 브레이징을 하거나 초경공구의 치수맞게 강재를 가공하여 삽입하는 방법이 있다.

그러나 금속 브레이징에 의해 코팅된 초경공구를 부착하는 경우에는 코팅되지 않은 초경공구를 그대로 부착하는 경우에 비하여 브레이징의 부착자체가 약하거나 부착이 강하게 되더라도 실제 절삭공구로 사용 중에 브레이징에 부착된 코팅층이 많은 하중으로 인해 모재로부터 박리되어 코팅초경공구가 강재의 홀더에서 탈락될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 초경공구에 코팅을 한 후 강재와 부착되는 부분의 코팅층만을 선택적으로 박리하여 부착시킨다면 브레이징에 의한 초경공구와 강재의 부착성을 강하게 할 수 있다.

또한 코팅초경공구를 강재에 삽입하여 사용하는 공구에 있어서 삽입되는 부분에 코팅층이 존재하는 경우에는 초경공구와 강재 사이에 치수조절을 정확히 할수 없다.

이때에도 초경공구에 코팅을 한 후 강재에 삽입되는 부분의 코팅층만을 선택적으로 박리하여 삽입시킨다면 처음에 설계한 치수를 그대로 유지하여 정확히 삽입시킬 수 있다.

이상에서와 같이 모재를 비롯한 강재의 홀더 등 TiN층 박리를 위한 기존의 방법은 물리적인 방법에 의한 것이므로 모재에 손상을 입힘과 함께 작업의 복잡성, 시간 및 경제성 등에 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, TiN 코팅층을 모재의 손상없이 화학적 방법으로 처리할 수 있는 박리제를 채택함으로써, 공정의 단순화 및 처리시간의 단축을 기할 수 있는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 산화제로써 과산화수소(H₂O₂), 중크롬산칼륨(K₂Cr₂O₇), 과망간산칼륨(KMnO₄) 중에서 선택한 1종, 계면활성체로써 제3인산소다(Na₃PO₄ㆍ12H₂O), 구연산소다(Na₃C₆H₅O₇ㆍ2H₂O)중에서 선택한 1종과, 여기에 물을 배합하여서 된 박리액에 TiN층이 코팅된 모재를 침적함으로써 조성비율에 따라 수분에서 수시간 이내에 TiN 코팅층이 박리액 속에서 용해되어 박리된다.

본 발명에 적용되는 박리액은 상기 산화제 : 계현활성제 : 물의 배합비율은 1~3 : 2~4 : 7~3의 범위로 함이 바람직하다.

박리액의 제조시 산화제의 양이 많을수록 박리속도는 빠르지만 과다한 산화제의 첨가는 발열반응과 함께 모재의 부식을 유발할 수 있다.

또한 TiN 코팅층의 박리시 모재의 종류에 따라 모재에 부식이 발생될 수 있으므로 모재에 따른 적절한 산화제를 선택하였으며, 각 조성의 비율을 상기와 같이 적절히 선택하였다.

본 발명은 코팅을 한 후 코팅층을 부분적으로 박리할 경우는 코팅 후 코팅층의 박리를 원하지 않는 부분에 마스킹 테이프를 붙인 채 박리액에 침적하게 되면 마스킹 테이프가 붙은 부분에는 코팅층의 박리가 일어나지 않으므로 마스킹 테이프가 붙어있지 않은 부분만 선택적으로 박리할 수 있다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

[실시예 1]

제3인산소다 : 과산화수소 : 물의 비율을 2 : 3 : 5로 하여 박리액을 제조하였다.

HSS, SKD11 및 SUS304의 모재에 물리기상증착법에 의해 TiN 코팅을 한 후 박리액에 침적하였다.

1시간 후 상기 3가지 모재에 코팅되었던 TiN 코팅층은 모두 용해되어 박리되었다.

이 후 후처리로 순수에 의해 수세를 하고 에어로 수분을 불어낸 후 120℃의 온풍으로 건조하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하게 박리액을 제조하였다.

물리기상증착법에 의한 코팅에 사용되었던 SUS304 재질의 각종 형상을 가진 치구를 박리액에 침적하였을 때 2시간 후 TiN 코팅층은 모두 용해되어 박리되었다.

이 후 후처리는 실시예 1과 동일하게 하였다.

[실시예 3]

구연산소다 : 과산화수소 : 물의 비율을 1 : 4 : 5로 하여 박리액을 제조하였다.

Al-Si합금 및 Al-Cu합금의 모재에 물리기상증착법에 의해 TiN 코팅을 한 후 박리액에 침적하였다.

2시간 후 상기 2가지 모재에 코팅되었던 TiN 코팅층은 모두 용해되어 박리되었다.

이 후 후처리는 실시예 1과 동일하게 하였다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일하게 박리액을 제조하였다.

초경 공구에 물리기상증착법에 의해 TiN 코팅을 하였다.

강재의 홀더에 부착되는 부분에 마스킹 테이프를 붙인 후 박리액에 침적하였다.

1시간 후 마스킹 테이프를 붙이지 않은 부분의 TiN 코팅층은 모두 용해되어 박리되었다.

메스킹 테이프를 떼어낸 후 후처리는 실시예 1과 동일하게 하였다.

이상에서와 같이 본 발명은 모재 표면에 TiN층이 코팅된 모재를 산화제, 계면 활성제, 물이 적정비율 배합된 박리액에 침적하므로써, 모재표면의 부식 내지는 손상없이 간단한 방법으로 TiN층을 제거할 수 있는 박리액을 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 산화제로써 과산화수소, 중크롬산칼륨, 과망간산칼륨 중에서 선택한 1종과 계면 활성제로써 제3인산소다, 구연산소다 중에서 선택한 1종과, 여기에 물을 배합하되, 상기 산화제 : 계면활성제 : 물을 각각 1~3 : 2~4 : 7~3의 비율로 배합하여서 됨을 특징으로 하는 질화티타늄(TiN) 코팅층 박리제.