KR101014769B1 - 진공챔버의 표면처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공챔버의 표면처리 방법에 관한 것으로서, 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 사용하여 진공챔버의 표면을 쇼트 블라스트(shot blast) 처리하되, 상기 쇼트볼에 대해 0.4~0.6mm 입자크기의 구형 볼과 0.2~0.4mm 입자크기의 삼각형 볼로 이루어진 혼합 구성의 것을 사용함으로써 용접부위를 포함하는 표면전체에 고른 응력과 표면을 곱게 하는 쇼트피닝효과를 제공 및, 이를 통해 표면에 피로강도를 크게 증진시킬 수 있으면서도 광택처리할 수 있으며, 용접 그을음이나 탄화물 또는 이물질 등을 용이하게 제거할 수 있어 고품질의 진공챔버를 제작할 수 있게 하는 진공챔버의 표면처리 방법에 관한 것이다.

Description

진공챔버의 표면처리 방법{METHOD FOR TREATING SURFACE OF VACUUM CHAMBER}

본 발명은 진공챔버를 제조함에 있어 용접에 의한 그을음이나 오염물 등을 제거하는데 사용되는 표면처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 이용하여 쇼트 블라스트(shot blast) 처리함으로써 어닐링의 열처리 없이도 진공챔버의 표면 전체에 고른 응력이 미칠 수 있도록 하면서 쇼트피닝효과를 통해 피로강도를 크게 증대시킬 수 있도록 하며, 표면을 깨끗하게 처리할 수 있도록 한 진공챔버의 표면처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공정장비의 챔버류 등은 내화학성을 위하여 주로 스테인리스 재질로 형성된다.

특히 반도체나 전지 또는 LCD 제조를 위한 CVD(화학적 기상증착)나 각종 스퍼터링 공정용으로 많이 사용되는 진공챔버는 진공상태 하에서의 정밀한 작업이 요구되는 특성으로 고청정이 요구되는 공정장비이다.

종래, 진공챔버를 제조함에 있어서는 스테인리스소재 원단을 구비하되 용접을 통한 조립을 통해 외형을 완성하게 되는데, 이때 용접작업에 의해 진공챔버에는 용접그을음이나 탄화물 등의 오염물이 발생되고, 이를 제거하기 위해 표면처리작업을 수행하게 된다.

이러한 진공챔버의 표면처리작업에 있어서는 주로 금강사(모래) 또는 그라스 비드(beads)를 이용한 샌드블라스트 작업을 실시하고 있고, 이후에 표면 평탄화 및 광택 처리를 위해 전해연마를 실시하는 방식이 사용되고 있다.

그런데, 이와 같이 진공챔버의 표면처리에 있어 금강사 또는 그라스 비드를 이용한 샌드블라스트는 금강사나 그라스 비드의 가루입자가 진공챔버의 표면에 박히는 단점이 있었고, 이로 인해 표면경도가 낮아져 손톱으로만 긁어도 쉽게 스크래치가 발생되는 등의 문제점이 있다.

또한, 샌드블라스트 처리에 따라 금강사나 그라스 비드의 입자가 박히므로 광택효과를 위한 전해연마 이후에도 패턴 자욱(음영)이 검게 나타나는 문제점이 있고, 이로 인해 도 1에서 보여주는 바와 같이 밝기가 고르지 못하는 등 광택 처리에 의한 광택효율이 크게 떨어짐에 의해 미관의 고급스러움을 제공하지 못하는 문제점이 있으며, 전해연마 이후에도 여전히 금강사나 그라스 비드의 가루입자가 제거되지 않고 진공챔버의 표면에 박혀 있는 문제점이 있다.

더구나, 진공챔버에 박혀 있는 금강사나 그라스 비드의 입자는 부도체로 마찰 정전기를 띄게 되고, 이로 인해 오염물이 쉽게 부착되는 문제점 및 오염물을 제거하는데 어려움이 발생되는 문제점이 있다.

나아가, 진공챔버는 공정에 사용될 때, 진공의 온/오프가 반복적으로 수행되는 경우가 많은데, 이렇게 진공의 온/오프가 수행되면 진공챔버는 수축과 팽창이 이루어지며, 이러한 수축과 팽창의 반복이 진행됨에 따라 진공챔버는 많은 피로응력을 받게 되고, 이로 인해 용접부위에 응력이 집중됨에 의해 크랙이 발생하여 진공챔버가 깨지는 문제점 및 수명이 짧게 되는 문제점이 있다.

이러한 용접부위에 집중되는 응력을 해소하기 위하여 어닐링(annealing) 등의 열처리를 이용하는 경우도 있는데, 이 열처리는 열에 의한 변형의 문제가 있는 관계로 진공챔버와 같이 고정밀성을 요구하는 공정장비에는 적합하지 않을 뿐만 아니라 조립된 완성품의 공정장비에는 효율성이 떨어지므로 어닐링의 열처리가 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 이용하여 쇼트 블라스트(shot blast) 처리함으로써 어닐링의 열처리 없이도 진공챔버의 표면 전체에 고른 응력이 미칠 수 있도록 하면서 쇼트피닝효과를 통해 피로강도를 크게 증대시킬 수 있도록 하며, 표면을 깨끗하게 처리할 수 있도록 한 진공챔버의 표면처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 진공챔버의 표면에 연마재(금강사나 그라스 비드) 입자가 박히는 단점과 이로 인해 쉽게 스크래치가 발생되는 문제점, 패턴 자욱이 나타나는 문제점과 광택 처리의 미흡함이 발생되는 문제점, 오염물 제거에 어려움이 있는 문제점, 용접부위의 응력 집중에 의해 크랙이 발생하여 진공챔버가 깨지는 문제점 및 수명이 짧은 문제점 등을 개선하여 고품질의 진공챔버를 제조할 수 있도록 하는 진공챔버의 표면처리 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공챔버의 표면처리방법은, 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 사용하여 진공챔버의 표면을 쇼트 블라스트(shot blast) 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 쇼트볼은 쇼트피닝 효과 및 미려한 외관을 얻기 위한 구형 볼; 용접 그을음이나 탄화물의 용이한 제거를 위한 삼각형 볼; 의 혼합 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 쇼트볼은 0.4~0.6mm 입자크기의 구형 볼; 0.2~0.4mm 입자크기의 삼각형 볼; 의 혼합 구성으로 하되, 상기 구형 볼과 삼각형 볼을 9 : 1의 대비로 혼합 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 쇼트볼은, 스테인리스 소재로 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 쇼트볼을 사용한 쇼트 블라스트 처리단계 이후에, 진공챔버의 평탄화 및 광택효과의 향상을 위해 전해연마를 실시하는 단계를 추가 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 사용하여 쇼트 블라스트 처리함에 따라 진공챔버와의 충돌시 쇼트볼의 입자가 깨지지 않으면서 진공챔버의 표면을 고르게 타격하므로 용접부위를 포함하는 표면전체에 고른 응력과 표면을 곱게 하는 쇼트피닝효과를 제공 및, 이를 통해 표면에 피로강도를 크게 증진시킬 수 있으면서도 광택처리할 수 있으며, 용접 그을음이나 탄화물 또는 이물질 등을 용이하게 제거할 수 있다.

본 발명은 진공챔버와 동일한 물성 및 특성을 갖는 쇼트볼을 사용함에 따라 열처리에 의한 풀림(어닐링)효과를 진공챔버의 표면에 제공할 수 있어 어닐링 처리없이도 용접부위의 응력을 제거할 수 있으며, 입자가 깨지지 않으므로 진공챔버의 표면에 박히는 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 분진 등 오염물 발생이 없고 쇼트 블라스트 처리에 따른 패턴 자욱이 남지 않으므로 표면을 더욱 깨끗하게 처리할 수 있으며, 표면 엠보싱효과를 제공할 수 있어 고급스럽고 통일감있는 밝기의 외관을 얻게 할 뿐만 아니라 표면 경화효과의 제공으로 스크래치 등의 긁힘을 방지할 수 있다.

본 발명은 진공챔버의 사용시 진공 형성을 위한 반복적인 온/오프 동작에도 수축과 팽창에 의해 발생되는 용접부위의 응력 집중을 매우 효과적으로 방지할 수 있어 용접부위에 크랙이 발생하여 진공챔버가 깨지는 경우를 방지할 수 있고, 진공챔버의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

본 발명은 쇼트볼을 이용한 쇼트 블라스트 처리에 이어서 전해연마를 병행함에 따라 쇼트볼에 의해 표면 처리된 진공챔버의 엠보싱 면을 더욱 고르게 평탄화시킬 수 있고, 이러한 표면 평탄화를 통해 빛의 난반사를 최소화시킬 수 있어 광택효과를 크게 증진시킬 수 있으며, 진공챔버의 표면을 더욱 매끄러우면서도 깨끗하게 처리 및 우수한 광택화의 진행과 진공챔버에 뛰어난 내식성을 부여할 수 있다.

도 1은 종래 표면처리방식이 적용된 전해연마 이후의 광택 상태를 보인 사진이고,
도 2는 본 발명에 의한 진공챔버의 표면처리 방법을 설명하기 위해 나타낸 개략 블록 흐름도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 이해를 돕기 위해 나타낸 것으로서, 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 이용하여 쇼트 블라스트 처리한 후 전해연마를 행한 상태를 보인 제품사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 진공챔버의 표면처리 방법은 도 2에서와 같이, 용접을 통한 조립을 통해 외형을 완성시킨 진공챔버의 표면에 대해 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 이용하여 쇼트 블라스트(shot blast) 처리하는 단계(S1)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 쇼트 블라스트 처리단계(S1) 이후에는 진공챔버의 평탄화 및 광택효과의 향상을 위해 전해연마를 실시하는 단계(S2)를 추가적으로 실시할 수 있다.

상기 쇼트 블라스트 처리단계(S1)는 진공챔버가 스테인리스 소재로 구성되는 경우, 스테인리스 소재의 쇼트볼을 사용하여 쇼트 블라스트 처리하도록 구성된다.

일 예로, 진공챔버가 SUS304, SUS316, SUS340 등 스테인리스의 다양한 종류 중에서 어느 하나로 제작되는 경우, 쇼트볼 또한 진공챔버의 재질과 동일한 물성 및 특성을 갖는 재질을 사용함으로써 표면처리효율을 크게 향상시킬 수 있도록 구성한 것이다.

상기 쇼트볼은 쇼트피닝(shot peening) 효과 및 미려한 외관을 얻기 위해 구형 볼을 사용하고, 이와 함께 용접 그을음이나 탄화물의 용이한 제거를 위해 삼각형 볼을 혼합하여 사용함이 바람직하다.

여기서, 상기 삼각형 볼은 삼각형태만의 구조를 한정하는 의미가 아니라 뾰족한 각의 형태를 취하는 구조적인 해석이 요구된다 할 것이다.

상기 쇼트볼은 쇼트 블라스트에 의한 표면처리효율을 위해 0.4~0.6mm 입자크기의 구형 볼과 0.2~0.4mm 입자크기의 삼각형 볼의 혼합 구성으로 하되, 구형 볼과 삼각형 볼을 9(90%함량) : 1(10%함량)의 대비(부피비율)로 혼합 구성되게 한다.

이때, 원심력이나 압축공기에 의해 분사되는 쇼트볼 중에서 구형 볼은 동일재질을 갖는 진공챔버와 충돌하면서 진공챔버의 표면을 고르게 타격함으로써 용접부위를 포함하는 표면전체에 고른 응력과 표면을 곱게 하는 쇼트피닝효과를 제공하며, 이를 통해 표면에 피로강도를 크게 증진시킬 수 있으면서도 기존 샌딩방식 처리에 비해 아주 우수한 광택처리를 가능하게 한다.

또한, 쇼트볼 중에서 삼각형 볼은 입자구조의 특성에 의해 동일재질의 진공챔버와 충돌하면서 진공챔버의 표면을 절삭 처리하는 기능을 발휘함으로써 용접 그을음이나 탄화물 또는 이물질 등을 제거하게 된다.

나아가, 구형 볼과 삼각형 볼의 혼합 구성으로 이루어진 쇼트볼은 진공챔버와 같은 동일 소재의 금속입자로 표면 엠보싱효과를 통해 고급스럽고 통일감있는 밝기의 외관을 얻게 할 뿐만 아니라 표면 경화효과의 제공으로 스크래치 등의 긁힘을 방지할 수 있다.

특히, 진공챔버와 동일한 물성 및 특성을 갖는 쇼트볼을 사용함에 따라 열처리에 의한 풀림(어닐링)효과를 진공챔버의 표면에 제공할 수 있어 어닐링 등의 처리없이도 용접부위의 응력을 제거할 수 있으며, 입자가 깨지지 않으므로 진공챔버의 표면에 박히는 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 분진 등 오염물 발생이 없고 쇼트 블라스트 처리에 따른 패턴 자욱이 남지 않으므로 표면을 더욱 깨끗하게 처리할 수 있다.

덧붙여, 쇼트볼의 사용에 의해 용접부위에 응력이 집중되는 것을 방지하여 주므로 진공챔버의 사용시 진공의 온/오프에 의한 수축과 팽창이 반복되어도 용접부위에 크랙이 발생하여 진공챔버가 깨지는 경우를 방지할 수 있어 진공챔버의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

한편, 상기 쇼트 블라스트 처리단계(S1) 이후에 추가적으로 실시할 수 있는 전해연마 단계(S2)는, 진공챔버의 표면을 추가 연마하는 단계로서, 쇼트볼의 타격에 의해 표면 처리된 진공챔버의 엠보싱 면을 더욱 고르게 평탄화시킬 수 있으며, 이러한 표면 평탄화를 통해 빛의 난반사를 최소화할 수 있어 광택효과를 크게 증진시킬 수 있다.

이때, 진공챔버 표면의 우수한 평탄화에 의해 오염물 등의 이물질 부착이 어렵게 되고, 이물질이 부착되어도 쉽게 탈리되는 이점을 제공할 수 있다.

특히, 전해연마의 수행에 따라 표면에 존재하는 기공변질층을 없앨 수 있고 표면을 더욱 매끄러우면서도 깨끗하게 처리할 수 있으며, 진공챔버의 표면에 다량의 크롬(Cr)을 농축시키면서 철(Fe)의 함량을 줄일 수 있어 우수한 광택화를 진행 및 진공챔버에 뛰어난 내식성을 부여할 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 이해를 돕기 위해 나타낸 것으로서, 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 이용하여 쇼트 블라스트 처리한 후 전해연마를 행한 상태를 보인 제품사진으로, 도 1에서 보인 종래 방식에 비해 고급스러우면서도 통일감있는 밝기를 얻을 수 있음을 보여주고 있고 전체적으로 광택성이 뛰어남을 확인할 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

Claims (5)

1. 진공챔버의 표면처리 방법에 있어서,
   상기 진공챔버와 동일한 소재의 쇼트볼을 사용하여 진공챔버의 표면을 쇼트 블라스트(shot blast) 처리하는 단계를 포함하며,
   상기 쇼트볼은,
   쇼트피닝 효과 및 미려한 외관을 얻기 위한 구형 볼;
   용접 그을음이나 탄화물의 용이한 제거를 위한 삼각형 볼; 의 혼합 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공챔버의 표면처리 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 쇼트볼은,
   0.4~0.6mm 입자크기의 구형 볼;
   0.2~0.4mm 입자크기의 삼각형 볼; 의 혼합 구성으로 하되,
   상기 구형 볼과 삼각형 볼을 9 : 1의 대비로 혼합 구성한 것을 특징으로 하는 진공챔버의 표면처리 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 쇼트볼은,
   스테인리스 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 진공챔버의 표면처리 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 쇼트볼을 사용한 쇼트 블라스트 처리단계 이후에, 진공챔버의 평탄화 및 광택효과의 향상을 위해 전해연마를 실시하는 단계를 추가 실시하는 것을 특징으로 하는 진공챔버의 표면처리 방법.

Images