KR101079168B1 - 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명은 압축기에서 서로 마찰되는 사판, 슈, 피스톤, 회전축을 포함하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법에 있어서, (a) 상기 마찰부품의 표면에 다공성 표면 경화처리를 수행하여 다공성 표면 경화층을 형성하는 다공성 표면 경화층 형성단계; (b) 상기 다공성 표면 경화층의 표면을 산화처리하여 산화층을 형성하는 산화처리단계; (c) 이황화 텅스텐 등의 저마찰 첨가재를 포함하는 실리콘 테프론으로 이루어지는 실리콘 불소수지가 코팅되도록 상기 마찰부품의 표면에 형성된 다공성 표면 경화층 및 산화층과 촉매 열화학반응을 통해 불소수지 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계 및 (d) 상기 불소수지 코팅층에 고온의 열을 가해 경화 열처리하는 어닐링단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

마찰부품, 실리콘 불소수지, 저마찰 첨가재, 산화처리, 다공성 표면 경화층

Description

저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법{Coating method of Flourine-Silicon composite with lubrication particle alloying}

본 발명은 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기 등에서 마찰 되는 부품으로부터 발생하는 고속 운동에너지에 의하여 마찰 부품의 급격한 마모를 방지함과 동시에 작동 성능을 높이기 위해 서로 상대 마찰하는 미끄럼 부재의 내마모성 또는 내마멸성을 향상시키는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로 불소수지는 열악한 화학적 및 또는 열적환경 하에서 사용하기 위해 다양한 방법으로 부품의 표면에 코팅이 된다. 예를 들면 많은 자동차 호스, 개스킷, 밀봉재 및 가전용 제품에 불소수지가 사용되거나 코팅된다.

그러나 이들외 마찰이 발생되는 제품 혹은 그 제품의 표면에 불소 수지를 코팅해서 사용하는데에 있어서 불소수지는 마모성이 현저히 낮으며, 내 충격성 및 굴곡탄성의 향상이 요구된다.

이와 같은 불소수지의 내 충격성을 향상시키는 방법으로는, 고무 또는 엘라스토머 물질을 불소수지에 혼입시켜 내충격성의 향상을 가져올 수 있지만, 고유의 혼합성 문제로 불소수지와 엘라스토머의 혼합은 쉽게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 내마모성의 문제는 일부에서 무전해 도금의 방법으로 Ni을 포함시키는 경우가 있지만 Ni은 그 특성상 마모에 대한 저항이 거의 없는 원소이므로 Ni이 포함된 불소수지의 마모 한계 등으로 불소수지의 마찰이 발생되는 분야에서의 산업적 적용성은 아주 낮을 수밖에 없었다.

도 1은 종래 기술에 따른 마찰이 발생되는 자동차 공조장치용 사판식 압축기를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 내부에 실린더 보어, 크랭크실, 흡입실 및 토출실을 구비하는 하우징(10), 하우징(10)의 실린더 보어 내부에서 왕복하면서 냉매를 압축 및 토출시키는 피스톤(11), 외부 구동원에 의해 구동되고 하우징(10)에 회전 가능하게 결합되는 구동축(12), 구동축(12)에 대하여 동기 회전 가능하도록 지지되는 사판(13), 하우징(10) 내에서 회전될 수 있도록 구동축(12)에 결합되고 사판(13)의 경사각을 변화시키는 로터 허브(14), 피스톤(11)의 일측에 설치되어 사판(13)의 전후에서 쌍을 이루도록 외주면 일측에 설치되고 피스톤(11)의 일측에 결합되는 슈(15)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 경사판식 축방향 피스톤 펌프는 피스톤 펌프의 작동시 실린더 블록의 하부와 밸브판, 슈(15)와 리테이너, 슈(15)와 경사판 등과 같은 금속부재의 각 쌍들 사이에서 운전 초기에 있어, 냉매가 존재한 하우징(10) 안에 윤활유가 도달하기 전에 금속제의 사판(13)과 슈(15)가 습동하기 때문에, 이러 한 습동부가 건식 윤활 상태로 되어, 건식마모 혹은 마식이 발생하기 쉽다.

이에 따라 마모 혹은 마식을 방지하기 위하여 상호 미끄럼 운동하는 부위에 대한 내 마모 코팅의 방법을 통해 불소수지, Ni-P이 포함된 불소 수지 혹은 이황화 몰리브덴 도포 피막을 형성하거나, 동계 혹은 알루미늄계 금속재료를 사용하는 등 이 금속의 용사층에 관련 도금으로 내마모성과 미끄럼 특성에 기여를 하고자 하였다.

하지만, 환경파괴의 원인으로 지목된 기존 냉매의 지속적인 개발 및 자동차 사용환경의 열악화 등이 원인이 되어 압축기에 부가되는 압력은 한층 증대되고 있으나, 기존에 개발된 도금피막 및 동계, 알루미늄계 소재에 있어서 내마모성과 윤활 특성의 향상의 향상은 매우 미비한 실정이다.

또한, 냉매 환경의 변화에 의해 고하중으로 작동하는 펌프는 종래의 미끄럼 부재에 대한 윤활 작용이 불충분하고, 금속 부재의 미끄럼 면이 건조되어 급격히 마모되며 작동불량이 발생함에 따라 펌프의 수명을 극심하게 단축시키고 소음을 발생시켜 경음이 이상하게 증대하는 문제점이 있다.

또한, 기존 불소수지, Ni-P이 포함된 불소 수지 혹은 이황화 몰리브덴, 이금속의 용사층에 관련 도금등은 코팅의 방법이 복잡하고 형상에 제약을 받게되어 공정이 복잡하고 코팅 두께관리가 어려워 단가상승의 요인이 되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 마찰이 발생하는 부품의 표면에 텅스텐, 황 또는 또 다른 마찰재 성분이 첨가된 화합물과, 실리콘을 함유하는 테프론으로 구성되는 코팅층을 형성하는 방법을 제공하여 내마모성 또는 내마멸성을 향상시키는 저마찰재가 함유된 실리콘 불소수지의 코팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 압축기에서 서로 마찰되는 사판, 슈, 피스톤, 회전축을 포함하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법에 있어서, (a) 상기 마찰부품의 표면에 다공성 표면 경화처리를 수행하여 다공성 표면 경화층을 형성하는 다공성 표면 경화층 형성단계; (b) 상기 다공성 표면 경화층의 표면을 산화처리하여 산화층을 형성하는 산화처리단계; (c) 이황화 텅스텐 등의 저마찰 첨가재를 포함하는 실리콘 테프론으로 이루어지는 실리콘 불소수지가 코팅되도록 상기 마찰부품의 표면에 형성된 다공성 표면 경화층 및 산화층과 촉매 열화학반응을 통해 불소수지 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계 및 (d) 상기 불소수지 코팅층에 고온의 열을 가해 경화 열처리하는 어닐링단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 실리콘 불소수지는 실리콘 화합물로 이루어진 전구체와 불소수지를 산화성 분위기하에서 촉매 화학반응을 일으켜 실리콘산화물 또는 실리콘질화물 불소수지를 제조되는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 실리콘 불소수지는 하이드리드 규소 화합물과 같은 임의의 가교 결합체 및 백금 혹은 팔라듐 촉매와 불소수지를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 저마찰 첨가재는 텅스텐(W)과 황(S)의 화합물, 혹은 몰리브덴 산화물 혹은 그의 황화물이 함유되는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 실리콘 불소수지는 임의의 가교 결합체인 하이드리드 규소 혹은 디테트라부틸실레인 혹은 디메틸라미노실례인 등과 같은 규소화합물과 불소수지가 산화성 분위기에서 백금과 팔라듐 등의 촉매와 반응하여 산화실리콘테프론 그리고 혹은 규화실리콘테프론 화합물인 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 불소수지 코팅층은 상기 다공성 표면 경화층의 표면에 형성된 다공성층과 산화층에 형성되며, 상기 마찰 부품을 원료내에 디핑(Dipping)하거나 분사방법을 통해 무전해 도금방식으로 형성하되, 이 불소수지 코팅층은 1~50㎛ 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 불소수지 코팅층을 형성함에 있어서, 촉매로서 백금과 팔라듐을 소량 첨가하는 것을 포함함을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 실리콘 불소수지는 불소수지(PTFE; Polytetrafluoroethylene)의 원자 함량이 85at% ~ 99at%이고, 실리콘 질화물 혹은 산화물의 원자 함량이 1at% ~ 15at%의 화합으로 제조되는 것을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 저마찰 첨가재는 불소수지 코팅층의 원자 함유량 60at% ~99at%에 함유되되, 그 원자 함유량이 1at% ~40at% 로 함유되어 서로 혼합되는 것을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 찰이 극심하게 발생하는 자동차용 냉매 압축기의 피스톤 펌프 작동시 펌프의 고속 회전시에 급격한 마모로부터 사판, 슈, 피스톤, 회전축 등을 보호하기 위해 저마찰재가 혼입된 실리콘 불소수지층이 코팅되어, 경사판식 축방향 피스톤 펌프에 코팅층이 형성되어 미끄럼 부재의 내마모성 또는 내마멸성을 향상시켜서 그 유효 수명을 연장시키고 정숙성을 향상시키며 동사판부재나 타 코팅 대비 저렴한 가격에 만들수 있는 습식코팅방식으로 원가절감되는 효과가 있다.

또한, 실리콘이 함유된 불소수지의 내 충격성 강화로 압축기 등의 마찰재 부 품의 초기 기동시 발생되는 충격에 의한 코팅층의 비 정상 마모를 극소화 시켜서 마찰 부품이 단속 기동 될 때 발생되는 코팅층의 비정상 마모를 극소화 시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에서 압축기(200)를 구성하는 사판(210), 슈(220), 피스톤(230), 회전축(240) 등의 부품은 마찰부품(250)의 대표적인 실례로 표시하도록 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법의 공정을 보인 순서도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법의 요부 구성을 보인 단면도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법으로 코팅층을 형성한 압축기 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법으로 코팅층을 형성한 압축기의 부분 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법은 압축기에서 서로 마찰되는 사판(210), 슈(220), 피스톤(230), 회전축(240) 등과 같은 마찰부품(250)은 산화처리된 다공성 표면 경화층(260)에 이황화 텅스텐등의 저마찰 첨가재를 포함하고, 실리콘을 함유한 전구체와 불소수지간의 촉매 화학반응에 의해 실리콘이 함유된 불소수지 코팅층(270)을 형성하여 실리콘을 함유한 불소수지 코팅층(270)이 마찰 부품(250)의 표면에 보다 강력하게 부착됨으로써, 마찰 부품(250)의 내마모성이 향상됨은 물론, 불소수지의 마모성과 충격성을 증가시켰으며, 다공성 표면 경화층(260)의 자기윤활특성에 의해 불소수지 코팅층(270)이 어느 정도 마모되더라도 부품사이의 마찰시에 마모작용이 최소화되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 압축기의 마찰부품의 코팅방법은 압축기(200)에서 서로 마찰되는 마찰부품(250)의 사판(210), 슈(220), 피스톤(230), 회전축(240) 등에 불소수지 코팅층(270)을 형성하는 코팅방법으로서, 사판(210), 슈(220), 피스톤(230), 회전축(240)의 표면에 다공성 표면 경화처리를 수행하여 다공성 표면 경화층(260)을 형성하는 다공성 표면 경화층 형성단계(S110), 다공성 표면 경화층(260)에 산화처리를 하는 산화처리단계(S120), 산화처리된 다공성 표면 경화층(260) 상에 이황화 텅스텐 등의 저마찰 첨가재를 포함하는 실리콘테프론으로 불소수지 코팅층(270)을 형성하는 코팅층 형성단계(S130) 및 불소수지 코팅층(270)에 고온의 열을 가해 경화 열처리하는 어닐링단계(S140)를 거치는 공정으로 구성된다.

여기서, 어닐링이라 함은 금속이나 유리를 일정한 온도로 가열한 다음에 천천히 식혀 내부 조직을 고르게 하고 응력(물질의 한 점에서 단위면적에 작용하는 힘의 극한)을 제거하는 열처리 조작을 말한다.

아울러, 다공성 표면 경화(260)을 형성하는 다공성 표면 경화 처리 단계(S110)를 수행하기 전에 마찰부품(250)의 표면을 세정하는 표면 세정단계를 더 수행하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

이와 같은 본 발명의 다공성 표면 경화층 형성단계(S110)에서는 철계 부품의 경우, 질화 처리를 통해서 얻을 수 있는데, 마찰 부품(250)을 질화 열처리로 그 온도가 약 300℃ ~ 600℃의 범위에 있도록 하고 약 30분에서 1시간 정도 NH3와 CO2, CH4, N2O, HF를 투입하여 진행된다.

그리고, 산화처리단계(S120)에서는 N2O, CO2 혹은 H2O를 함께 공급하거나, 마찰 부품(250)의 표면이 산화되는 정도에 따라 N2O, CO2 혹은 H2O를 별도로 각각 공급하면서 마그네타이트(Magnetite; Fe3O4) 피막이 전체 산화피막의 60% 이상을 차지하도록 한다.

또한, 실리콘이 함유된 불소수지는 실리콘을 함유하는 전구체와 불소수지를 산화 분위기에서 백금 혹은 팔라듐과 같은 촉매에 의한 화학반응에 의하거나, 하이드리드 규소 화합물과 같은 임의의 가교 결합체 및 촉매와 불소수지를 혼합하여 실리콘 산화물 혹은 실리콘 질화물과 테프론간의 화학 결합을 유도하여 불소수지내 실리콘 기제의 중량비가 95:5 내지 35:65의 범위 내에서 실리콘 불소수지를 제조하도록 한다.

즉, 실리콘이 함유된 불소수지는 불소수지(PTFE; Polytetrafluoroethylene)의 원자 함량이 85at% ~ 99at%이고, 실리콘 질화물 혹은 산화물의 원자 함량이 1at% ~ 15at%의 화합으로 실리콘 불소수지, 다시말해 불소수지 코팅층(270)을 제조한다.

여기서, at%는 원자 함량 백분율을 나타내는 것이며, 백금 혹은 팔라듐과 같은 촉매는 화합을 위한 반응만 활성화시키게 되어 그 반응물에는 남아있지않는 것이 특징이다.

또한, 실리콘이 함유된 불소수지는 임의의 가교 결합체인 하이드리드 규소 혹은 디테트라부틸실레인 혹은 디메틸라미노실례인 등과 같은 규소화합물과 불소수지가 산화성 분위기에서 백금과 팔라듐 등의 촉매와 반응하여 산화실리콘테프론 그리고 혹은 규화실리콘테프론 화합물에 의해 제조될 수도 있을 것이다.

다음으로, 불소수지 코팅층(270)은 다공성 표면 경화층(260)의 표면에 형성된 다공성층(262)과 산화층(264)에 형성되는 것으로, 다공성 표면 경화층(260)이 형성된 마찰부품(250)을 저마찰 첨가재가 포함된 실리콘 불소수지 원료내에 디핑(Dipping) 혹은 분사하여 무전해 도금방식으로 불소수지 코팅막을 형성하며, 특히 불소수지 코팅층(270)을 형성함에 있어서, 그 조성성분에 백금과 팔라듐을 소량첨가할 수도 있을 것이다.

즉, 본 발명의 압축기 마찰부품의 코팅방법은 실리콘 화합물 혹은 산화물이 화학 결합된 실리콘 불소수지는 실리콘을 함유하는 전구체와 불소수지를 산화성 분위기 하에서 촉매 반응에 의해 제작되며, 마찰 부품(250)의 세정과 다공성 표면 경화 형성단계(S110), 산화처리단계(S120), 저마찰 첨가재를 함유한 실리콘 불소수지를 상온에서 코팅하는 코팅층 형성단계(S130) 및 400도씨 이하에서 진행되는 어닐 링단계(S140)를 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 불소수지 코팅층(270)에 첨가되는 저마찰 첨가재는 텅스텐(W)과 황(S)의 화합물, 혹은 몰리브덴 산화물 혹은 그의 황화물이 총 중량의 5중량% ~ 40중량%정도가 함유되어 고체윤활제 역할을 하며 이때, 불소수지 코팅층(270)의 두께는 1~50㎛ 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 저마찰 첨가재는 불소수지 코팅층(270)의 원자 함유량 60at% ~99at%에 함유되되, 그 원자 함유량이 1at% ~40at% 로 함유되어 서로 혼합되며, 백금 및 팔라듐 등과 같은 촉매에 의해 활성화되는 것이다.

그리고, 산화처리단계(S120)에 의해 그 표면이 산회처리되어 산화층이 형성된 다공성 표면 경화층(260)은 마찰부품(250)의 표면에 형성되는 것으로, 미세 기공이 있는 다공성층(262)과 이 다공성층(262)의 표면에 형성되는 산화층(264)에 의해 불소수지 코팅층(270)이 보다 우수하게 결합되도록 함에 의해 불소수지 코팅층(270)이 쉽게 박리되거나 마모되지 않도록 하는 역할을 한다.

또한, 불소수지 코팅층(270)은 마찰 부품의 비정상적인 극한조건하에서의 마찰때문에 마모가 되더라도 저마찰제 성분인 이황화 텅스텐 등이 다공성 표면 경화층(260)의 다공성층(262)과 친밀하게 형성된 산화층(264)과의 열화학적 결합을 하여 잔류하게 하는 효과가 있다.

그리고, 철계 부품의 다공성 표면 경화처리인 질화처리의 경우, 내소착성과 윤활특성이 우수한 입실론상 역시 자체가 자기 윤활특성을 지니고 있어서, 극한 환경 하에서의 마찰부품(250)의 수명을 연장할 수 있다.

한편, 불소수지 코팅층(270)을 형성한 후에는 어닐링(Annealing)단계(S140)을 수행하는데, 100℃ ~ 400℃이하의 온도에서 수행되도록 함이 바람직하다.

아울러, 산화처리단계(S120)에 의해 형성되는 산화층(264)에 해당하는 마그네타이트층과 금속층은 압축기 회전부채가 특별한 비정상 조건하에서의 마모(무윤활 상태 혹은 고압 하중 등)때문에 불소수지 코팅층(270)이 완전 마모되어 상대재인 슈(220) 부품과 회전부채인 사판(210)이 직접접촉하는 환경에 드러나게 되더라도 자기 윤활 성분이 강한 불소수지 코팅층(270)이 다공성 표면 경화층(260)과 친밀하게 형성된 산화층(264)과 열화학적 결합을 하여 잔류하게 된다.

또한, 본 발명의 마찰부품(250)의 코팅방법에 있어서 서로 미끄럼 이동하는 복수 쌍의 미끄럼 부재중 적어도 한 쌍의 미끄럼 부재는 불소수지 코팅층(270)으로 피복 형성됨이 바람직하다.

이와 같은 코팅 방법에 의해 제작된 본 발명의 압축기는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(202) 내에 배치되고 그 양단부에서 베어링(204)에 의해 하우징(202) 내에서 회전가능하게 지지되며, 동력원에 의해 회전구동되는 회전축(240)과, 이 회전축(240)의 중심 축선에 대해서 경사진 상태로 환형 지지부재에 의해 하우징(202)에 고정된 사판(210)을 포함하여 구성된다.

또한, 하우징(202) 내에 배치되고 그 축방향으로 미끄럼 이동가능하고 이와 함께 회전가능한 회전축(240) 상에 장착되며 내부에 펌프실을 형성한 복수의 실린더(206)를 각각 갖는 실린더 블록(208)과, 실린더(206)에 미끄럼 이동가능하게 끼워진 단부를 각각 갖는 복수의 피스톤(230)과, 피스톤(230)에 선회가능하게 연결된 일 단부와 사판(210)의 일 측면과 미끄럼 접촉관계로 배치된 다른 단부를 각각 갖는 복수의 슈(220)를 포함하여 구성된다.

또한, 지지부재와 미끄럼 이동가능하게 접촉하는 외주부와 복수의 유지 구멍을 갖는 환형 슈 홀더 및 그 일 측면이 실린더 블록(208)의 하부면 상에서 지지되는 다른 측면과 함께 하우징(202)의 내부면 상에서 지지 되도록 배치되고, 회전축(240)을 관통하는 밸브판을 구비하고, 하우징(202)에 형성된 흡입 통로와 배출 통로가 실린더(206)에 각각 형성된 펌프실과 선택적으로 연통하도록 구성된다.

아울러, 경사판식 축방향 피스톤 펌프에 있어서, 서로 미끄럼 이동가능하게 접촉하는 복수 쌍의 미끄럼 부재중 적어도 한 쌍은 불소수지 코팅층(270)에 의해 피복구성되며, 미끄럼 부재는 전술한 밸브판과, 실린더 블록(208)과, 슈(220)와, 경사판과, 슈 홀더 및 지지부재중 하나이다.

아울러, 본 발명은 마찰부품의 코팅방법에 의해 압축기 펌프의 고속 회전시에 급격한 마모로부터 사판(210), 슈(220), 피스톤(230), 회전축(240) 등을 보호하기 위해 서로 상대 회전하는 미끄럼 부재의 내마모성 또는 내마멸성을 향상시키는 저마찰 첨가재가 혼입된 실리콘 불소층이 코팅된 경사판식 축방향 피스톤 펌프를 제공하는 것이다.

또한, 경사판 혹은 그의 상대재인 슈 등에 대해서 저마찰 첨가재가 혼입된 실리콘 불소를 주성분으로 하는 불소계 피막접착형 고체 윤활제에 관한 것으로, 특히 우수한 윤활 성능을 지니고 있으면서, 동시에 내충격성과 방청성이 뛰어난 다기능성 피막접착형 고체 윤활제 코팅 피복물에 관한 것이다.

또한, 불소수지 코팅층(270)에 백금, 팔라듐을 소량 첨가하여 촉매역활을 함으로써 모재와 불소수지와 실리콘의 화학결합을 유도하고 저마찰 첨가재와 실리콘 불소수지 간 밀착력을 향상시키는 것이 특징이다.

이렇게 코팅 피막을 형성함으로써 마찰 부품(250) 표면의 마찰계수를 저감하고 내 마모성과 내 충격성을 증대시키는 윤활 기능과 운전중 불쾌한 이음을 줄여서 쾌적한 운전 환경을 조성함은 물론, 습식 공정의 공정 제어 용이로 인해서 원가도 절감할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 마찰이 발생되는 자동차 공조장치용 사판식 압축기를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법의 공정을 보인 순서도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법의 요부 구성을 보인 단면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법으로 코팅층을 형성한 압축기 측단면도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기의 마찰부품의 코팅방법으로 코팅층을 형성한 압축기의 부분 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200:압축기 202:하우징

204:베어링 206:실린더

208:실린더 블록 210:사판

220:슈 230:피스톤

240:회전축 마찰부품:250

260: 다공성 표면 경화층 270: 불소수지 코팅층

Claims (9)

1. 압축기에서 서로 마찰되는 사판, 슈, 피스톤, 회전축을 포함하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법에 있어서,

   (a) 상기 마찰부품의 표면에 다공성 표면 경화처리를 수행하여 다공성 표면 경화층을 형성하는 다공성 표면 경화층 형성단계;

   (b) 상기 다공성 표면 경화층의 표면을 산화처리하여 산화층을 형성하는 산화처리단계;

   (c) 이황화 텅스텐 등의 저마찰 첨가재를 포함하는 실리콘 테프론으로 이루어지는 실리콘 불소수지가 코팅되도록 상기 마찰부품의 표면에 형성된 다공성 표면 경화층 및 산화층과 촉매 열화학반응을 통해 불소수지 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계 및

   (d) 상기 불소수지 코팅층에 고온의 열을 가해 경화 열처리하는 어닐링단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘 불소수지는 실리콘 화합물로 이루어진 전구체와 불소수지를 산화성 분위기하에서 촉매 화학반응을 일으켜 실리콘산화물 또는 실리콘질화물 불소수지를 제조되는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 불소수지 코팅방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘 불소수지는 하이드리드 규소 화합물과 같은 임의의 가교 결합체 및 백금 혹은 팔라듐 촉매와 불소수지를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 저마찰 첨가재는 텅스텐(W)과 황(S)의 화합물, 혹은 몰리브덴 산화물 혹은 그의 황화물이 함유되는 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘 불소수지는 임의의 가교 결합체인 하이드리드 규소 혹은 디테트라부틸실레인 혹은 디메틸라미노실례인 등과 같은 규소화합물과 불소수지가 산화성 분위기에서 백금과 팔라듐 등의 촉매와 반응하여 산화실리콘테프론 그리고 혹은 규화실리콘테프론 화합물인 것을 특징으로 하는 마찰부품의 표면에 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 불소수지 코팅층은 상기 다공성 표면 경화층의 표면에 형성된 다공성층과 산화층에 형성되며, 상기 마찰 부품을 원료내에 디핑(Dipping)하거나 분사방법을 통해 무전해 도금방식으로 형성하되, 이 불소수지 코팅층은 1~50㎛ 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 불소수지 코팅층을 형성함에 있어서, 촉매로서 백금과 팔라듐을 소량 첨가하는 것을 포함함을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘 불소수지는 불소수지(PTFE; Polytetrafluoroethylene)의 원자 함량이 85at% ~ 99at%이고, 실리콘 질화물 혹은 산화물의 원자 함량이 1at% ~ 15at%의 화합으로 제조되는 것을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 저마찰 첨가재는 불소수지 코팅층의 원자 함유량 60at% ~99at%에 함유되되, 그 원자 함유량이 1at% ~40at% 로 함유되어 서로 혼합되는 것을 특징으로 하는 저마찰 첨가재가 함유된 실리콘 불소수지 코팅방법.

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