KR101003999B1 - A wear-resistant trivalent chromium coating layer with micro-nodules and its manufacturing technique - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면에 열처리된 요철이 형성되어 내마모성을 가지는 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities having heat-resistant unevenness formed on the surface thereof and a method for manufacturing the same.
본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층은, 반구(半球) 형상을 가지고 상대물과 접촉하는 요철(120)이 다수 형성되고, 상기 요철(120)의 직경은 접촉하는 마찰대상물에 대한 겉보기 접촉면 직경의 0.1 내지 50%인 것을 특징으로 하며, 상기 요철(120)에는 중량%로 2.0% 내지 10.0%의 탄소가 함유된다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 마찰대상물과의 접촉 면적이 감소하고 윤활제의 소실을 방지하여 내마모성이 향상되는 이점이 있다.The wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention has a hemispherical shape and a plurality of irregularities 120 contacting the counterpart are formed, and the diameter of the irregularities 120 is apparent for the friction object to be contacted. It is characterized in that the 0.1 to 50% of the diameter of the contact surface, the unevenness 120 contains 2.0% to 10.0% carbon by weight. According to the present invention configured as described above, there is an advantage that the contact area with the friction object is reduced and wear resistance is improved by preventing the loss of lubricant.
내마모성, 코팅층, 요철, 3가크롬 Abrasion Resistance, Coating Layer, Unevenness, Trivalent Chrome
Description
도 1 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층이 마찰대상물과 접촉한 상태를 개략적으로 나타낸 부분 종단면도.1 is a partial longitudinal cross-sectional view schematically showing a state in which the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention in contact with the friction object.
도 2 는 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법을 나타낸 제조 공정도.Figure 2 is a manufacturing process diagram showing a method for producing a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 세부적으로 나타낸 제조 공정도.Figure 3 is a manufacturing process diagram showing in detail the heat treatment step one step in the manufacturing method of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층의 X선 회절 패턴.Figure 4 is an X-ray diffraction pattern of the coating layer not subjected to the heat treatment step of one step in the manufacturing method of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 X선 회절 패턴.5 is an X-ray diffraction pattern of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 6 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층 표면의 주사전자현미경 사진.Figure 6 is a scanning electron micrograph of the surface of the coating layer not subjected to the heat treatment step in the method for producing a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 7 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 표면을 보인 주사전자현미경 사진.7 is a scanning electron micrograph showing the surface of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 8 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층의 마모 시험 결과 마찰계수의 변화를 나타낸 그래프.8 is a graph showing a change in the friction coefficient of the wear test results of the coating layer not subjected to the heat treatment step in the manufacturing method of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 9 는 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 마찰계수의 변화를 나타낸 그래프.9 is a graph showing a change in the friction coefficient of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 10 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층에 고체윤활제를 도포한 후 코팅층의 마찰계수 변화를 나타낸 그래프.10 is a graph showing a change in the friction coefficient of the coating layer after applying a solid lubricant to the coating layer that has not undergone a heat treatment step in the manufacturing method of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 11 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층에 고체윤활제를 도포한 후 코팅층의 마찰계수 변화를 나타낸 그래프.11 is a graph showing the friction coefficient change of the coating layer after applying the solid lubricant to the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 12 는 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층이 형성된 마모트랙의 마모시험 후 주사전자 현미경 사진.12 is a scanning electron micrograph after the abrasion test of the wear track formed with the coating layer is not subjected to the heat treatment step in the method for producing a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 13 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층이 형성된 마모트랙의 마모 상태를 침탄형 조도기를 이용하여 측정한 그래프.Figure 13 is a graph measuring the wear state of the wear track formed with the coating layer is not subjected to the heat treatment step is a step in the manufacturing method of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention using a carburizing roughness.
도 14 는 도 13에 적용된 마모트랙의 마찰대상물인 볼(Ball)의 주사전자 현미경 사진.FIG. 14 is a scanning electron micrograph of a ball, a friction object of the wear track applied to FIG. 13.
도 15 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층이 형성된 마모트랙의 마모 상태를 보인 주사전자 현미경 사진.15 is a scanning electron micrograph showing a wear state of a wear track having a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention.
도 16 은 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층이 형성된 마모트랙의 마모 상태를 침탄형 조도기를 이용하여 측정한 그래프.FIG. 16 is a graph of a wear state of a wear track having a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention, measured using a carburizing roughness. FIG.
도 17 은 도 15에 적용된 마모트랙의 마찰대상물인 볼(Ball)의 주사전자 현미경 사진.FIG. 17 is a scanning electron micrograph of a ball, a friction object of the wear track applied to FIG. 15.
도 18 은 도 11에 적용된 마모트랙의 마찰대상물인 볼(Ball)의 주사전자 현미경 사진.FIG. 18 is a scanning electron micrograph of a ball, a friction object of the wear track applied to FIG. 11.
도 19 은 도 4, 도 5, 도 10, 도 11에 각각 적용된 마모트랙의 마찰대상물인 각각의 볼(Ball)에 대한 마모체적을 비교한 그래프.FIG. 19 is a graph comparing wear volumes of respective balls, which are friction objects of wear tracks applied to FIGS. 4, 5, 10, and 11, respectively.
도 20 는 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층의 외관 사진.20 is an appearance photograph of a coating layer having abrasion resistance according to the present invention.
도 21 은 도 20의 종단면도.21 is a longitudinal sectional view of FIG. 20;
도 22 는 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층이 형성된 마모트랙의 마찰계수 거동을 보인 그래프.22 is a graph showing the coefficient of friction behavior of a wear track having a coating layer having abrasion resistance according to the present invention.
도 23 는 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층의 외관 사진.Figure 23 is an appearance photograph of the coating layer having abrasion resistance according to the present invention.
도 24 은 도 22의 시험에 사용된 볼(Ball)의 마모흔적을 보인 주사전자 현미경 사진.FIG. 24 is a scanning electron micrograph showing wear traces of the ball used in the test of FIG. 22.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100. 코팅층 120. 요철100.
Ad. 겉보기 접촉면 직경 F . 마찰대상물Ad. Apparent contact diameter F. Friction object
Pd. 요철의 직경 S100. 코팅층형성단계Pd. Uneven diameter S100. Coating layer forming step
S200. 코팅층세척단계 S300. 열처리단계S200. Coating layer washing step S300. Heat treatment step
S320. 가열과정 S340. 환원과정S320. Heating process S340. Reduction Process
S360. 열처리과정 W . 코팅대상물S360. Heat treatment process W. Coating object
본 발명은 표면에 열처리된 요철이 형성되어 마찰대상물과의 접촉 면적이 감소하고 윤활제의 소실을 방지함으로써 내마모성을 가지는 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities having abrasion resistance by forming heat-treated irregularities on the surface to reduce the contact area with the friction object and to prevent loss of lubricant.
일반적으로 금형, 공구, 자동차 부품 등의 내마모성을 향상시키기 위하여 표면의 고경도 박막을 증착하여 왔다. 이러한 방법에 의해 금형, 공구, 자동차 부품 등의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.In general, in order to improve wear resistance of molds, tools, automobile parts, and the like, high hardness thin films on the surface have been deposited. In this way, it is possible to extend the life of molds, tools, automobile parts and the like.
그러나 이러한 종래의 방법에 의해 제조된 제품의 표면은 매우 평탄하여 마찰대상물과의 접촉면이 넓고 마찰운동시에 만들어진 마모입자는 접촉면에 존재하면서 경화되어 마찰대상물 또는 코팅층을 손상시키게 된다.However, the surface of the product manufactured by this conventional method is very flat so that the contact surface with the friction object is wide, and the wear particles made during the friction movement harden while being present on the contact surface to damage the friction object or the coating layer.
더 나아가 이러한 마모입자는 마찰대상물의 표면에 게재되어 마찰 및 마모를 일으키게 되면 마찰도 높아지게 되고, 마모속도도 증가하게 된다.Furthermore, when the wear particles are placed on the surface of the friction object to cause friction and abrasion, friction increases, and the wear speed increases.
이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고경도 박막이 코팅된 면을 기계 가공하여 요철이 형성되도록 하는 방법이 고안되었다.In order to solve this problem, a method for machining the surface coated with a high-hardness thin film is formed so that irregularities are formed.
고경도 박막에 형성된 요철은 상대물과의 마찰에 의해 발생된 마모입자를 내부에 수용함으로써 고경도 박막과 상대물 사이에 머물러 있지 못하도록 함으로써 마모입자에 의한 마찰 및 마모가 증가하는 문제를 해결할 수 있었다.The unevenness formed in the high hardness thin film was able to solve the problem of increased friction and wear caused by the wear particles by accommodating wear particles generated by the friction with the counterpart so as not to stay between the high hardness thin film and the counterpart. .
그러나, 이러한 방법은 기계 가공성이 좋은 재료인 경우 요철 형성이 용이하나, 고경도 물질이 코팅된 후에는 이러한 요철의 가공이 용이하지 않게 되는 문제점이 있다.However, this method is easy to form irregularities in the case of a good machinability material, there is a problem that the processing of such irregularities is not easy after the coating of a high hardness material.
또한, 기계가공에 의해 요철을 형성하기 위해서는 뛰어난 기계 가공 기술이 요구되므로 불량율 높아지며 이에 따른 제조 원가 상승도 유발하게 되어 바람직하지 못하다.In addition, in order to form the unevenness by machining is required because excellent machining technology is required to increase the defect rate and thereby increase the manufacturing cost is not preferable.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 표면에 열처리된 요철이 형성되어 마찰대상물과의 접촉 면적이 감소하고 윤활제의 소실을 방지함으로써 내마모성을 가지지도록 한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조 방법에 관한 것이다.An object of the present invention for solving the problems described above, the wear-resistant trivalent chromium coating layer having a convex concave and convex to have abrasion resistance by forming a heat-treated concave-convex on the surface to reduce the contact area with the friction object and prevent the loss of lubricant It relates to a method for producing.
본 발명의 다른 목적은, 열처리단계의 조건을 조절하여 마찰대상물과 접촉하는 요철의 개수를 조절함으로써 내마모성이 향상되도록 한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities to improve the wear resistance by adjusting the number of irregularities in contact with the friction object by adjusting the conditions of the heat treatment step.
본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층은, 반구(半球) 형상을 가지고 마찰대상물과 접촉하는 요철이 다수 형성되고, 상기 요철의 직경은 접촉하는 마찰대상물에 대한 겉보기 접촉면 직경의 0.1 내지 50%인 것을 특징으로 한다.The wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention has a hemispherical shape, and a plurality of irregularities contacting the friction object are formed, and the diameter of the irregularities is 0.1 to 50 of the diameter of the apparent contact surface with respect to the friction object to contact. It is characterized by being%.
상기 요철은 50㎛미만의 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.The unevenness is characterized by having a diameter of less than 50㎛.
상기 요철 외측에는 윤활제가 구비됨을 특징으로 한다.The irregularities are characterized in that the lubricant is provided on the outside.
상기 요철에는 중량%로 2.0% 내지 10.0%의 탄소가 함유된 것을 특징으로 한다.The irregularities are characterized by containing 2.0% to 10.0% of carbon by weight.
본 발명은 3가크롬도금액을 이용하여 코팅대상물에 3가크롬으로 이루어진 코팅층을 형성하는 코팅층형성단계와, 상기 코팅층을 초음파세척기로 세척하는 코팅층세척단계와, 세척된 코팅층을 열처리하는 열처리단계로 이루어진 내마모성을 가지는 3가크롬코팅층의 제조방법에 있어서, 상기 열처리단계는, 열처리로에 상기 코팅층을 장입하여 가열하는 가열과정과, 상기 열처리로 내부에서 상기 코팅층의 표면을 환원하는 환원과정과, 상기 열처리로 내부의 온도를 유지하는 열처리과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a coating layer forming step of forming a coating layer consisting of trivalent chromium on a coating object using a trivalent chromium plating solution, a coating layer washing step of washing the coating layer with an ultrasonic cleaner, and a heat treatment step of heat treating the washed coating layer. In the method for producing a trivalent chromium coating layer having a wear resistance, wherein the heat treatment step, the heating process by charging the coating layer in a heat treatment furnace, heating, a reduction process of reducing the surface of the coating layer in the heat treatment furnace, It characterized in that it comprises a heat treatment process for maintaining the temperature inside the heat treatment furnace.
상기 코팅층형성단계에서 상기 3가크롬도금액은, 3가크롬화합물 0.4 ~ 0.6M과, 상기 3가크롬화합물이 수용액 중에서 고분자화 반응이 억제되도록 하는 착화제 0.8 ~ 1.2M과, 3가크롬이온의 전기전도도를 높이기 위한 전도보조제 0.8 ~ 1.2M과, 수용액의 수소이온지수를 보정하는 완충제 0.8 ~ 1.2M과, 3가크롬이온이 2가로 산화되는 것을 억제하는 감극제 8 ~ 12g/l과, 도금층 표면의 광택을 높이기 위한 유기물첨가제 1 ~ 4 g/l과, 도금층의 부착력을 높이기 위한 환원제 10 ~100ppm을 포함하여 구성되며, 상기 환원제는 무기물질 또는 유기물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the coating layer forming step, the trivalent chromium plating solution is 0.4 to 0.6M of the trivalent chromium compound, 0.8 to 1.2M of the complexing agent to inhibit the polymerization reaction of the trivalent chromium compound in an aqueous solution, and trivalent chromium ion. 0.8 ~ 1.2M conduction aid to increase the electrical conductivity of the agent, 0.8 ~ 1.2M buffer for correcting the hydrogen ion index of the aqueous solution, 8-12 g / l as a polarizing agent for inhibiting trivalent chromium ion oxidation;
상기 코팅층형성단계에서, 3가크롬도금액의 온도는 30℃ 내지 50℃이며, 수소이온지수(pH)는 1 내지 4인 것을 특징으로 한다.In the coating layer forming step, the temperature of the trivalent chromium plating solution is 30 ℃ to 50 ℃, the hydrogen ion index (pH) is characterized in that 1 to 4.
상기 코팅층형성단계에서, 유효전류 인가범위는 10 내지 25A/㎠인 것을 특징으로 한다.In the coating layer forming step, the effective current application range is characterized in that 10 to 25A / ㎠.
상기 환원과정은, 상기 열처리로 내부에 수소(H2)가스, 아르곤(Ar)가스 및 SF6가스를 공급하는 과정임을 특징으로 한다.The reduction process is characterized in that the process of supplying hydrogen (H 2 ) gas, argon (Ar) gas and SF 6 gas into the heat treatment furnace.
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상기 열처리과정은, 상기 열처리로 내부 온도를 300~800℃로 30~180분 동안 유지하는 과정임을 특징으로 한다.The heat treatment process is characterized in that for maintaining the internal temperature of the heat treatment furnace at 300 ~ 800 ℃ for 30 to 180 minutes.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 마찰대상물과의 접촉 면적이 감소하고 윤활제의 소실을 방지하여 내마모성이 향상되는 이점이 있다.According to the present invention configured as described above, there is an advantage that the contact area with the friction object is reduced and wear resistance is improved by preventing the loss of lubricant.
이하에서는 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에는 본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층이 마찰대상물과 접촉한 상태를 개략적으로 나타낸 부분 종단면도가 도시되어 있다.Figure 1 is a partial longitudinal cross-sectional view schematically showing a state in which the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention in contact with the friction object.
도면과 같이, 코팅층(100)은 코팅대상물(W)의 상면에 습식 또는 건식도금법을 통해 코팅되며, 상기 코팅층의 상면은 마찰대상물(F)과 점접촉하도록 형성된다.As shown in the drawing, the
즉, 상기 코팅층의 상부(마찰대상물과 접촉하는 부위)에는 요철(120)이 다수 형성되어 있다. 상기 요철은 마찰대상물에 다수개가 점접촉하여 마찰계수를 감소시키는 역할을 수행하는 것으로, 상기 코팅층과 일체로 형성된다.That is, a plurality of
즉, 상기 코팅층은 중량%로 2% 이상 10.0% 이하의 탄소를 함유하여 형성되며, 상기 요철은 50㎛미만의 직경을 갖도록 돌출 형성된다.That is, the coating layer is formed to contain 2% or more and 10.0% or less carbon by weight, and the unevenness is formed to protrude to have a diameter of less than 50㎛.
보다 상세하게는 상기 요철의 직경(Pd)은 접촉시에 다수개가 동시에 점 접촉하게 되며, 따라서 마찰대상물에 대한 겉보기 접촉면 직경(Ad)의 0.1 내지 50% 범위에 들도록 형성된다.More specifically, the diameter (Pd) of the concave-convex is a plurality of point contact at the same time at the time of contact, and thus is formed to be in the range of 0.1 to 50% of the apparent contact surface diameter (Ad) for the friction object.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층의 제조방법을 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2에는 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층의 제조방법을 나타낸 제조 공정도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 세부적으로 나타낸 제조 공정도가 도시되어 있다.2 is a manufacturing process diagram showing a method of manufacturing a coating layer having a wear resistance according to the present invention, Figure 3 is a manufacturing process diagram showing in detail a heat treatment step that is one step in the manufacturing method of the coating layer having a wear resistance according to the present invention. Is shown.
이들 도면과 같이, 상기 코팅층을 제조하기 위해서는 먼저 아래 [표 1]과 같은 조성을 가지는 3가크롬도금액 및 조건으로 코팅대상물에 코팅층을 형성하는 코팅층형성단계(S100)가 실시된다.As shown in these figures, in order to manufacture the coating layer, a coating layer forming step (S100) of first forming a coating layer on a coating object under a trivalent chromium plating solution and conditions having a composition as shown in Table 1 below is performed.
[표 1]TABLE 1
상기 코팅층형성단계(S100)에서는 40℃에서 33분 12초 동안 3가크롬을 코팅 하여 탄소함량이 2.0인 코팅층이 형성된 발명재1과, 50℃에서 38분 5초 동안 3가크롬을 코팅하여 탄소함량이 2.8%인 코팅층이 형성된 발명재2와, 60℃에서 44분 16초 동안 3가크롬을 코팅하여 탄소함량이 10.0%인 코팅층이 형성된 발명재3, 6가크롬이 코팅된 비교재를 토대로 다양한 비교시험을 실시하였다.In the coating layer forming step (S100), the coating material is formed with a coating layer having a carbon content of 2.0 by coating trivalent chromium for 33 minutes and 12 seconds at 40 ° C., and coating trivalent chromium for 38 minutes and 5 seconds at 50 ° C. Based on
상기 코팅층형성단계(S100) 이후에는 상기 코팅층을 초음파세척기로 세척하는 코팅층세척단계(S200)가 실시된다.After the coating layer forming step (S100), the coating layer washing step (S200) for washing the coating layer with an ultrasonic cleaner is performed.
이후 상기 코팅층세척단계(S200)에서 세척된 코팅층을 열처리하는 열처리단계(S300)가 이어진다.Then, the heat treatment step (S300) is followed to heat-treat the coating layer washed in the coating layer washing step (S200).
상기 열처리단계(S300)는 다수 과정을 포함하여 이루어진다. 즉, 상기 열처리단계는 세척된 코팅층을 열처리로에 장입한 후 가열하는 가열과정(S320)과, 상기 열처리로 내부에서 상기 코팅층을 환원하는 환원과정(S340)과, 상기 열처리로 내부의 온도를 유지하여 코팅층을 열처리하는 열처리과정(S360)을 포함하여 구성된다.The heat treatment step (S300) comprises a plurality of processes. That is, the heat treatment step is a heating step (S320) for charging and then heating the coated coating layer in a heat treatment furnace, a reduction process (S340) for reducing the coating layer in the heat treatment furnace, and maintaining the temperature inside the heat treatment furnace It is configured to include a heat treatment process (S360) for heat treatment of the coating layer.
상기 가열과정(S320)은 열처리로 내부 온도를 500℃까지 승온하는 과정이며, 이와 동시에 상기 환원과정(S340)이 진행된다.The heating process (S320) is a process of raising the internal temperature to 500 ° C heat treatment, and at the same time the reduction process (S340) is in progress.
보다 상세하게는 상기 환원과정(S340)에서는 열처리로 내부에 수소(H2)가스와 아르곤(Ar)가스 및 SF6가스를 주입함으로써 상기 코팅층의 표면을 환원하게 된다.More specifically, in the reduction process S340, the surface of the coating layer is reduced by injecting hydrogen (H 2 ) gas, argon (Ar) gas, and SF 6 gas into the heat treatment furnace.
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이후 상기 환원과정(S340)을 거치면서 표면이 환원된 코팅층은 300~800℃로 유지되는 열처리로 내부에서 30~180분 동안 열처리되어 열처리과정(S360)이 완료된다.Thereafter, the coating layer whose surface is reduced while undergoing the reduction process (S340) is heat treated for 30 to 180 minutes in a heat treatment furnace maintained at 300 to 800 ° C., thereby completing the heat treatment process (S360).
이하에서는 첨부된 도 4 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 발명재 및 비교재의 비교 시험 결과를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 4 to 24 will be described the comparative test results of the invention and the comparative material of the present invention.
도 4에는 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층의 X선 회절 패턴이 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 내마모성을 가진 코팅층의 X선 회절 패턴이 도시되어 있다.Figure 4 shows the X-ray diffraction pattern of the coating layer is not subjected to the heat treatment step, which is one step in the method for producing a wear-resistant coating layer according to the present invention, Figure 5 is an X-ray diffraction pattern of the coating layer with abrasion resistance according to the present invention Is shown.
도 4 및 도 5에 사용된 장치는 Rigaku사의 모델 D/Max-2200 X선 회절시험기이며, CuKa X선과 monocrometer를 이용하고 36kV, 29mA의 조건에서 회절각 20~80°, 주사속도 5°/min로 시험하였다.4 and 5 is a model D / Max-2200 X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Corporation, using a CuK a X-ray and a monocrometer, diffraction angle of 20 to 80 ° and scanning speed of 5 ° / at 36 kV and 29 mA. Tested in min.
도 4와 같이, 열처리단계(S300)을 거치지 않은 발명재1, 발명재2 및 발명재3은 모두 비정질 또는 나노입자상이 형성되어 있음을 알 수 있다.As shown in Figure 4, it can be seen that the
그리고, 도 5와 같이 열처리단계(S300)를 거친 발명재1, 발명재2 및 발명재3에서는 크롬(Cr)의 결정화가 일어났음을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the crystallization of chromium (Cr) occurred in the
이하 아래 [표 2]를 참조하여 열처리단계를 거친 발명재 및 비교재와 그렇지 않은 발명재 및 비교재의 경도를 살펴보면,Looking at the hardness of the invention and the comparative material and the non-inventive material and the comparative material which have undergone the heat treatment step with reference to [Table 2] below,
[표 2]TABLE 2
[표 2]의 경도 값은 비커스 경도기를 사용한 측정값이며, 인가하중은 50gf를 사용하고 하중 유지 시간은 15초로 고정하였다.The hardness value of [Table 2] is the measured value using the Vickers hardness tester, the applied load was used 50gf and the load holding time was fixed to 15 seconds.
그리고, 각각의 발명재 및 비교재 당 7회씩 측정하여 최소경도값과 최대경도값을 제외한 나머지 5회에 대해 평균한 경도값을 기재하였으며, 도금층의 표면이 매우 거칠어 경도는 코팅층의 단면 중심부에서 측정하였다.In addition, the hardness value averaged for the remaining five times except for the minimum and maximum hardness values was recorded by measuring 7 times for each invention and comparative material, and the surface of the plating layer was very rough, so the hardness was measured at the center of the cross section of the coating layer. It was.
발명재의 경도는 카본 함량에 따라 700~935 kg/mm2에 해당하였으며 열처리를 통하여 1400~1530 kg/mm2이상의 경도를 달성할 수 있었다.The hardness of the invention corresponded to 700 ~ 935 kg / mm 2 according to the carbon content and through the heat treatment could achieve a hardness of 1400 ~ 1530 kg / mm 2 or more.
참고로 비교재(6가크롬 도금)의 경도는 약 800 kg/mm2였으며, 열처리 후 경도가 620 kg/mm2로 낮아졌다. 이는 열처리를 통하여 비정질 크롬이 결정화되면서 연화가 일어난 것으로 판단된다.For reference, the hardness of the comparative material (hexavalent chromium plating) was about 800 kg / mm 2 , and the hardness was lowered to 620 kg / mm 2 after the heat treatment. It is believed that softening occurred due to the crystallization of amorphous chromium through heat treatment.
도 6을 참조하여 열처리 전의 코팅층 표면을 살펴보면, 발명재1 내지 발명재3에서는 nodule이 형성되었다.Looking at the surface of the coating layer before the heat treatment with reference to Figure 6,
그리고, 발명재1 및 발명재2에서는 미세 크랙이 nodule을 관통하고 있으나, 발명재3의 경우에는 미세크랙이 nodule의 경계를 따라 진행하고 있음을 관찰할 수 있다. In the
반면 비교재에서는 nodule을 관찰할 수 없었으며, 크랙이 발생하지 않은 부 위는 매우 치밀하고 평탄한 조직을 보이고 있다..On the other hand, nodule could be observed in the comparative material, and the crack-free area showed a very dense and flat structure.
도 9와 같이 열처리단계(S300)를 실시한 발명재 표면의 nodule은 발명재1의 경우에는 평탄화가 일어났으며, 발명재2의 경우에는 nodule의 형상이 여전히 많이 남아 있음을 관찰할 수 있었다.As shown in FIG. 9, the nodule on the surface of the invention material subjected to the heat treatment step S300 was flattened in the case of
반면에 카본 함량이 발명재3의 경우에는 nodule을 따라 구형화가 일어나고 있음을 발견할 수 있었다. 비교재의 경우에는 미세조직의 변화가 거의 없었으나 크랙이 조금 더 벌어져 있음을 볼 수 있다.On the other hand, the carbon content of
이하에서는 상기 열처리단계 전/후의 코팅층에 마모 시험을 실시하여 마찰계수 변화를 도 8 및 도 9에 각각 도시하였다.Hereinafter, the friction coefficient change is shown in FIGS. 8 and 9 by performing abrasion test on the coating layer before and after the heat treatment step.
도 8은 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층의 제조방법에서 일 단계인 열처리단계를 거치지 않은 코팅층의 마모 시험 결과 마찰계수의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 9는 본 발명에 의한 내마모성을 가지는 코팅층의 마찰계수의 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 8 is a graph showing a change in the coefficient of friction of the wear test results of the coating layer not subjected to a heat treatment step in the manufacturing method of the wear-resistant coating layer according to the present invention, Figure 9 is a friction of the coating layer having a wear resistance according to the present invention It is a graph showing the change of coefficient.
마모 시험은 마모트랙에 크롬층을 형성하고, 크롬층의 마찰대상물로서 Bearing Ball(Ø6.35mm, 경도 800 kg/mm2)을 적용하였으며, 인가하중 100g, 200rpm의 회전속도로 마모트랙을 30,000회 회전하였다.In the wear test, a chromium layer was formed on the wear track, and a bearing ball (Ø6.35mm,
마모 시험 중에 마찰력을 실시간으로 측정하여 마모거리에 따른 마찰계수 변화도 함께 측정하였다. 그리고, 마모트랙은 마모시험이 끝난 후 광학현미경과 a-step(Tencor P-11 Model)을 사용하여 표면을 측정하였다.The frictional force was measured in real time during the abrasion test to measure the friction coefficient change according to the wear distance. After the wear test, the wear track was measured by using an optical microscope and a-step (Tencor P-11 Model).
도 8과 같이 열처리단계를 실시하지 않은 코팅층이 형성된 발명재1 내지 발명재3에서는 모두 높은 마찰계수 값을 보이고 있다.
다만, 발명재1 내지 발명재3의 경우 마찰계수 거동은 시간에 따라 여러 변화가 있었지만, 비교재의 경우에는 초기부터 일정한 마찰계수 값을 보이고 있다. However, in the case of
도 9과 같이 열처리단계를 실시한 코팅층이 형성된 발명재1 내지 발명재3에서는 열처리 후에도 마찰계수 값은 크게 낮아지지 않았으며 발명재3의 경우 가장 낮은 마찰계수 값을 보였다. 또한, 마모거리가 증가함에 따라 마찰계수는 완만하게 증가하는 경향을 보이고 있다.
반면에 비교재의 경우 열처리단계 전/후를 비교하면 마찰계수가 0.8에서 0.5로 낮아졌으며 열처리단계 이후에는 일정한 마찰계수 값을 나타내고 있다.On the other hand, in the case of the comparative material, before and after the heat treatment step, the friction coefficient was lowered from 0.8 to 0.5.
이하 열처리단계를 실시하지 않은 발명재 및 비교재와 열처리단계를 실시한 발명재 및 비교재의 표면에 고체윤활제(MoS2)를 도포한 후 측정한 마찰계수의 변화를 도 10 및 도 11에 나타내었다.10 and 11 show changes in the coefficient of friction measured after the application of the solid lubricant (MoS 2 ) to the surfaces of the invention and the comparative material and the comparative material and the non-heat treatment step.
먼저 도 10와 같이 열처리단계를 실시하지 않은 발명재의 경우, 발명재3은 마찰계수가 마찰계수가 0.2~0.25 사이로 급격히 낮아졌으며 마모거리가 증가하여도 비교적 균일한 값을 보이고 있다.First, in the case of the invention material that is not subjected to the heat treatment step as shown in Figure 10, the
반면에 비교재는 고체윤활제를 도포하더라도 마찰계수의 저하가 0.8에서 0.6으로 비교적 적었으며, 마찰계수는 0.6을 일정하게 유지하였다. On the other hand, the comparative material had a relatively small decrease in the coefficient of friction from 0.8 to 0.6 even when the solid lubricant was applied, and the coefficient of friction remained constant at 0.6.
도 11과 같이 열처리단계를 실시한 발명재의 경우, 발명재3은 마찰계수는 급 격히 감소하여 분석조건 내에서 0.1 이하의 값을 유지하였으며 매우 일정한 거동을 보이고 있다. 반면에 발명재1 내지 발명재2에서는 큰 효과를 기대하기 어려웠다.In the case of the invention material subjected to the heat treatment step as shown in Fig. 11,
이는 발명재3의 경우 열처리단계 이후에 nodule형상을 따라 구형화가 일어나 고체윤활제(MoS2) 분말이 nodule사이에 저장될 수 있고 구형의 형상이 마찰대상물과의 접촉량을 균일하게 유지시킬 수 있었던 것으로 볼 수 있다.This means that in the case of
도 12 내지 도 14에는 도 10의 시험에 사용된 마모트랙의 주사 전자 현미경 사진과, 탐침형 조도기를 이용한 마모트랙의 깊이 및 폭의 변화 그래프, 그리고, 마모트랙의 마찰대상물인 볼의 광학 현미경 사진이 도시되어 있다.12 to 14 are scanning electron micrographs of wear tracks used in the test of FIG. 10, graphs of changes in depth and width of wear tracks using a probe roughness, and optical micrographs of balls as friction objects of wear tracks. Is shown.
도 12와 같이, 발명재1 외에는 모두 불균일한 마모형태를 보이고 있으며 마모트랙의 폭도 불균일해 보인다. 이는 표면의 조도가 거칠어 마찰대상물과의 접촉시 접촉면이 불균일하기 때문인 것으로 판단된다.As shown in FIG. 12, all but the
그러나 비교재의 경우 표면이 비교적 평탄함에도 불구하고 마모트랙이 불균일해 보이는 것은 마모입자들이 표면의 크랙 주위와 크랙 사이에 불균일하게 분포되어 있었음을 나타낸다.However, in the case of the comparative material, even though the surface is relatively flat, the wear tracks appear to be nonuniform, indicating that the wear particles were unevenly distributed between the cracks and the cracks on the surface.
도 13과 같이, 발명재1과 비교재에서는 코팅층의 마모가 발생되었으나, 발명재2 및 발명재3에서는 마찰대상물인 볼에서 떨어져나온 마모 입자가 마모트랙에 쌓인 것으로 나타났다. 이것은 경도 차이에 기인하는 것으로 판단된다.As shown in FIG. 13, the wear of the coating layer occurred in the
즉, 마찰대상물인 ball의 경도값은 800Hv이고, 발명재1과 비교재의 코팅층 경도는 700, 800Hv인 반면에 발명재2와 발명재3의 코팅층의 경도는 860, 940Hv이 다.That is, the hardness value of the ball friction object is 800Hv, the coating layer hardness of the
따라서 발명재1과 비교재는 마찰대상물과 함께 코팅층의 마모가 발생하지만, 발명재2 및 발명재3에서는 주로 마찰대상물인 볼에서만 마모가 발생한 후 이러한 마모 입자가 마모트랙에 쌓이게 된 것이다.Therefore, the
발명재2와 발명재3은 전술한 바와 같이, 코팅층의 경도가 마찰대상물인 볼의 경도보다 높아 볼의 마모가 많을 것으로 예상되었으며, 도 14과 같이 마모흔의 반경이 큼을 알 수 있다. As described above, the
그러나 발명재1 및 비교재는 매우 대조적인 결과를 보여주고 있다. 이는 발명재1의 경도와 비교재의 경도가 볼의 경도보다 작거나 유사한 경우이므로 볼의 마모가 작았던 것으로 예상되며, 비교재의 경우는 볼의 마모가 작게 나타났다.However,
그러나, 발명재1과 같이 가장 경도가 작은 코팅층에 대한 볼의 마모흔이 상대적으로 높은 경도를 가지는 발명재2 및 발명재3의 코팅층에 대한 볼의 마모흔이 유사할 만큼 많이 일어난 것은 특이하다.However, it is peculiar that abrasion traces of the balls with respect to the coating layer of
추측하건데 이는 연한 재료와 경한 재료가 마찰대상물로 마모시험하였을 때 경한 재료의 마모가 많이 일어나는 현상으로 설명이 가능하다. It can be assumed that this can be explained by the fact that the wear of the hard material is high when the soft material and the hard material are subjected to the abrasion test.
즉, 마모입자는 연한 재료의 표면에 박힌 상태로 마찰대상물의 표면을 마모시키기 때문이며, 일반적으로 마모입자는 매우 심한 가공경화 현상을 겪기 때문에 코팅층의 표면보다 경도가 높아지게 된다.That is, the wear particles wear the surface of the friction object in the state of being embedded in the surface of the soft material, and in general, since the wear particles undergo a very severe work hardening phenomenon, the hardness is higher than the surface of the coating layer.
따라서, 비교재의 코팅층에 존재하는 크랙은 마찰대상물에서 떨어져나온 마모입자를 내부에 수용하고 있을 수 있게 됨으로써 마모입자에 의한 볼의 마모가 유 발되지 않도록 한 것으로 판단된다.Therefore, the cracks present in the coating layer of the comparative material may be accommodated inside the wear particles falling off the friction object to prevent the wear of the ball caused by the wear particles.
도 15 내지 도 16에는 도 11의 시험에 사용된 마모트랙의 주사 전자 현미경 사진과, 탐침형 조도기를 이용한 마모트랙의 깊이 및 폭의 변화 그래프, 그리고, 마모트랙의 마찰대상물인 볼의 광학 현미경 사진이 도시되어 있다.15 to 16 are scanning electron micrographs of wear tracks used in the test of FIG. 11, graphs of changes in depth and width of wear tracks using a probe roughness, and optical micrographs of balls as friction objects of wear tracks. Is shown.
도 15을 살펴보면, 발명재2와 발명재3은 각각 열처리단계 전과 후의 마모상태와 유사하나 발명재1과 비교재는 열처리단계 전/후의 마모상태가 뚜렷한 차이를 보이고 있다.15,
발명재1은 마모트랙이 불균일하며 뚜렷하지 않으며, 비교재는 큰 결정립을 발견할 수 있고 마모트랙을 따라 유사한 방향으로 결정립이 배열해 있음을 알 수 있다. 따라서, 비교재에서는 크랙이 여전히 많이 존재하며 크랙 주위와 크랙 사이에 마모입자들의 분포가 불균일하게 나타나고 있다.
도 16을 살펴보면, 발명재1과 발명재2의 코팅층에서는 마모 깊이가 매우 얇았으며, 발명재3은 오히려 높아졌음을 알 수 있다. 그리고, 비교재는 심한 마모가 일어났음을 알 수 있다.Looking at Figure 16, it can be seen that the wear depth of the coating layer of the
이것은 비교재의 경우 열처리단계 이후 경도가 약 600Hv로 낮아졌기 때문이며, 모든 표면의 거칠기가 매우 높아 정확하게 마모 깊이를 측정하는 것이 용이치 않았으나 경향은 파악할 수 있었다.This is because the hardness of the comparative material was lowered to about 600 Hv after the heat treatment step, and it was not easy to accurately measure the wear depth because the roughness of all surfaces was very high, but the trend could be identified.
도 17을 살펴보면, 발명재의 경도가 1,500Hv로 증가하여 볼의 마모량이 증가할 것으로 예측되었으나, 볼의 마모흔의 반경이 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 이는 앞선 실험 결과와 같이 발명재가 열처리단계를 거치게 되면 코팅층 표면에 많은 크랙이 발생하게 되고, 이러한 크랙은 마모입자를 수용하여 마모트랙과 볼의 직접적인 접촉을 방지한 것으로 예상된다.Looking at Figure 17, the hardness of the invention was predicted to increase the wear amount of the ball to increase to 1,500Hv, it was confirmed that the radius of the wear scar of the ball is reduced. It is expected that many cracks are generated on the surface of the coating layer when the invention material undergoes a heat treatment step, as described in the previous test results.
도 18을 살펴보면, 열처리단계가 실시된 코팅층의 표면에 고체윤활제를 도포한 후 마모시험하여 마모흔을 분석한 결과, 발명재3과 비교재의 마찰대상물인 볼의 마모가 현격히 감소한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 18, after applying a solid lubricant to the surface of the coating layer subjected to the heat treatment step, the wear test was performed by analyzing abrasion traces. As a result, wear of the ball, which is the friction object of
그리고, 도 19를 참조하여 열처리단계 전/후와 고체윤활제를 도포한 코팅층에 대한 마찰대상물인 볼의 마모흔 체적을 종합해보면, 비교재는 열처리단계의 실시 여부 및 고체윤활제 도포 여부에 대한 편차가 크지 않았으나, 열처리단계를 거친 후 고체윤활제를 도포한 코팅층의 마찰대상물(볼)에서 가장 적은 마모가 발생한 것을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 19, when comparing the volume of the wear traces of the ball to be rubbed with respect to the coating layer coated with the solid lubricant before and after the heat treatment step, the comparative material has a large variation in whether the heat treatment step is performed and whether the solid lubricant is applied. However, it can be seen that the least wear occurred in the friction object (ball) of the coating layer coated with the solid lubricant after the heat treatment step.
반면, 발명재의 마찰대상물들은 높은 마모율을 보이고 있다. 특히 열처리단계를 거친 후 발명재의 경도가 높아졌음에도 불구하고 볼의 마모는 열처리단계전보다 낮은 것을 보여준다.On the other hand, the friction objects of the invention show a high wear rate. In particular, despite the increase in hardness of the invention material after the heat treatment step shows that the wear of the ball is lower than before the heat treatment step.
이는 열처리 후 발명재 표면에 형성된 크랙과 깊은 관련이 있다. 즉, 코팅층의 표면에 크랙이 존재하게 되면 마모시험시 발생한 마모입자가 접촉면에 쌓이지 않고 크랙으로 빠지기 때문에 마모입자에 의한 마모 속도가 감소하기 때문이다.This is intimately associated with cracks formed on the surface of the invention after heat treatment. That is, if cracks are present on the surface of the coating layer, the wear particles generated during the abrasion test do not accumulate on the contact surface and fall into the cracks, thereby reducing the wear rate by the wear particles.
본 실시예에 사용된 발명재는 고체윤활제에 의한 볼의 마모 감소보다는 열처리단계를 수행한 발명재에 대한 마찰대상물의 마모율 감소에 더 효과적이었으며, 열처리단계 및 고체윤활제 도포를 복합적으로 실시한 코팅층에 대한 마찰대상물의 마모가 낮아졌다.Inventive material used in the present embodiment was more effective in reducing the wear rate of the friction object to the invention material subjected to the heat treatment step than the reduction of the wear of the ball by the solid lubricant, and friction against the coating layer that is a combination of the heat treatment step and the solid lubricant application The wear of the object was lowered.
특히 발명재3의 경우 마모율이 급격히 낮아져서 비교재에 대한 마찰대상물의 마모율보다 낮아진 것을 확인할 수 있었다.In particular, in the case of the
따라서, 열처리단계가 실시된 발명재3의 미세조직의 특징은 표면에 존재하던 nodule이 더욱 발달하여 구형화된 것이며, 다수의 크랙이 존재하여 구형화된 요철 사이에 고체윤활제가 저장되어 마모시험 중 지속적으로 고체윤활제가 공급되어 마모입자가 빠져나갈 수 있는 경로도 많아졌으므로 저마찰 특성과 상대재의 저마모 특성이 동시에 만족되는 것으로 판단된다.Therefore, the characteristics of the microstructure of
이를 정리하면, 발명재3에 코팅된 코팅층은 198:198:6.5의 부피비로 H2, Ar, SF6 분위기에서 500℃에서 1시간 열처리한 후 고체윤활제를 도포한 경우 마찰계수는 0.1 수준의 안정된 값을 얻을 수 있었으며, 마찰대상물인 볼에 의한 마모는 전혀 발생하지 않았다.In summary, the coating layer coated on
또한 탄소함유량이 10.0% 함유된 발명재3을 열처리단계를 실시하게 되면, 도 20 및 도 21과 같이 코팅층 상면에는 구슬과 같은 요철들이 배열되며, 이러한 코팅층이 구비된 마모트랙을 고체윤활제로 도포한 후 볼을 이용하여 마모실험을 하게 되면 도 22와 같이 마찰계수 0.1의 수준을 마모트랙이 200만회 회전하더라도 유지할 수 있는 내마모성을 가지게 된다.In addition, when the heat treatment step of the
뿐만 아니라, 도 23 및 도 24과 같이 200만회 회전 마모시험 후 발명재의 마찰대상물(볼)에는 마모가 일어나지 않았고 오히려 마모트랙 부분이 다른 부분보다 높아진 것을 알 수 있다. 이는 마모대상물에서 떨어져 나온 마모입자들이 마모트랙 에 전이된 것으로 판단된다.In addition, as shown in FIGS. 23 and 24, after the 2 million rotational wear test, the friction object (ball) of the invention did not wear, but rather, the wear track portion was found to be higher than the other portions. It is believed that the wear particles falling from the wear object are transferred to the wear track.
또한, 볼의 마모흔 직경이 800㎛이고 사용한 볼의 직경이 6.35mm이므로 마모체적은 3.2×0-12m3에 해당한다. 이를 마모율로 환산하면 4.1×0-17m3/Nm에 해당하여 동일한 조건에서 마모시험하였을 때 비교재에 대한 마찰대상물의 마모율 3.0×10-14m3/Nm에 비해 약 1,000배가 낮은 것을 알 수 있다.In addition, since the wear scar diameter of the ball is 800㎛ and the diameter of the used ball is 6.35mm, the wear volume corresponds to 3.2 × 0 -12 m 3 . In terms of wear rate, when the wear test was performed under the same conditions as 4.1 × 0 -17 m 3 / Nm, it was found that the wear rate of the friction material for the comparative material was about 1,000 times lower than that of the friction material 3.0 × 10 -14 m 3 / Nm. have.
이는 매우 획기적인 것으로 코팅층의 경도가 높으면 통상적으로 상대재인 볼이 쉽게 마모되나, 본 발명의 실시예에서 얻은 시험결과는 코팅층의 경도를 높이더라도 코팅층의 마모를 발생시키지 않으면서, 상대재인 볼의 마모율도 현저히 낮출 수 있는 것을 증명한다.This is a very breakthrough. If the hardness of the coating layer is high, the counterpart material is usually easily worn. However, the test results obtained in the examples of the present invention do not cause wear of the coating layer even if the hardness of the coating layer is increased. Prove that you can significantly lower.
따라서 중량%로 2.0% 내지 10.0%의 탄소가 함유된 코팅층을 열처리하게 되면, 경도가 1,500Hv이상 증가하고 열처리를 통하여 표면에 직경이 50㎛ 미만인 구슬같은 요철이 형성되며, 이러한 요철 표면에 고체윤활제를 도포하게 되면 마찰계수가 0.1 수준으로 낮아져 코팅층의 마모를 억제하면서 마찰대상물의 마모도 낮출 수 있게 된다. Therefore, when heat-treating the coating layer containing 2.0% to 10.0% of carbon by weight, the hardness is increased by more than 1,500Hv and through the heat treatment to form a bead-like irregularities of less than 50㎛ diameter, the solid lubricant on the surface When the coating is lowered to the friction coefficient to 0.1 level to suppress the wear of the coating layer it is possible to lower the wear of the friction object.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.
본 발명에 의한 요철을 가진 내마모성 3가크롬코팅층에서는, 표면에 열처리 된 요철이 다수 형성된다.In the wear-resistant trivalent chromium coating layer having irregularities according to the present invention, a large number of irregularities heat-treated on the surface are formed.
따라서, 다수 요철은 마찰대상물과 좁은 접촉면적을 가지게 되므로 마찰계수가 감소하게 되는 이점이 있다.Therefore, many unevennesses have a narrow contact area with the friction object, thereby reducing the coefficient of friction.
또한, 다수 요철 사이에는 윤활제가 저장 가능한 공간이 형성되므로 윤활제의 소실이 방지되는 이점이 있다.In addition, since a space capable of storing the lubricant is formed between the plurality of irregularities, the loss of the lubricant is prevented.
뿐만 아니라, 상기한 이점으로 인해 내마모성이 오랜 기간 유지되어 내구성이 향상되는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the wear resistance is maintained for a long time due to the above-described advantages and durability is improved.
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Patent Citations (2)
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