KR101193429B1

KR101193429B1 - 주조형의 표면 처리 방법 및 그것을 사용한 주조형

Info

Publication number: KR101193429B1
Application number: KR1020117000903A
Authority: KR
Inventors: 유이치 후루카와; 후미오 가와하라; 히데노리 마츠오카; 히토시 가바사와
Original assignee: 가부시키가이샤 멕 인터내셔날; 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2012-10-24
Also published as: CN102105243A; JP2010036194A; EP2314399B1; CA2730893C; EP2314399A4; US20120288622A1; CA2730893A1; CN102105243B; JP5036656B2; EP2314399A1; WO2010013770A1; US8413708B2; US8256493B2; US20110133053A1; KR20110018944A

Abstract

주조형의 표면을 카본 나노 코일, 카본 나노 튜브, 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류를 함유하는 탄소막으로 피복하고, 추가로 그 표면에 플러렌류를 도포하는 표면 처리 방법. 주조형의 캐비티면 등의 알루미늄 등의 성형 재료의 용탕이 접촉하는 면에 대하여 이 표면 처리 방법을 실시하면, 성형 재료의 용탕이 형에 들러붙는 것이 억제되고, 제품의 이형 저항이 저감되어 이형 효과가 향상된다. 종래의 탄소막보다 이형 효과가 보다 더 장기 수명화한다.

Description

주조형의 표면 처리 방법 및 그것을 사용한 주조형{METHOD FOR TREATING SURFACE OF CASTING MOLD AND CASTING MOLD USING SAME}

본 발명은 주조형(鑄造型)의 표면 처리 방법과, 그 표면 처리 방법에 의하여 표면에 탄소막을 형성한 주조형에 관한 것이다.

주조형을 이용하여 제품을 성형 가공하는 주조 성형 기술은, 일정한 형상, 일정한 품질의 제품을 대량으로 생산할 수 있는 기술로서, 여러 가지 재료를 사용한 제품의 제조에 이용되고 있다. 주조 성형 공정에 있어서는, 일반적으로 주조형의 성형면에 이형제가 도포되어, 성형된 제품을 주조형으로부터 떼어낼 때에 제품이 주조형으로부터 형 이탈되기 쉬워진다. 그러나, 성형 가공을 반복하면, 주조형에 재료가 들러붙거나 주조형으로부터 제품이 형 이탈되기 어려워진다.

예를 들어, 알루미늄 합금 등을 다이캐스트 주조법에 의하여 주조 성형하는 경우에는, 알루미늄 용탕을 금속의 캐비티 내에 고속, 고압으로 충전한다. 이로써 주조형이 알루미늄 용탕과 접촉하는 부분에 용탕의 들러붙음이 발생되거나 제품을 주조형으로부터 꺼낼 때의 이형 (離型) 저항이 커지거나 한다.

주조형의 표면을 탄소막으로 피복함으로써 상기 문제에 대처할 수 있다. 탄소막에 의하여 용탕과 주조형의 기재가 직접 접촉하는 것이 방지되어, 주조형에 대한 용탕의 들러붙음이나 이형 저항의 증대를 억제할 수 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 알루미늄 다이캐스트용의 주조형의 표면에 플러렌을 주성분으로 하는 탄소 재료를 문질러 도포하고, 주조형의 표면에 플러렌을 주성분으로 하는 탄소막을 형성함으로써 이형 저항을 작게 하여 들러붙음을 억제하고 있다.

일본 공개특허공보 2007-144499호

특허문헌 1 의 기술에 의하여 주조형의 표면에 형성된 플러렌을 주성분으로 하는 탄소막은, 주조 성형 공정을 행할 때마다 도포할 필요는 없으나, 어느 정도의 주조 횟수를 거치면 이형 저항 저감의 효과가 없어진다. 이형 저항 저감의 효과가 없어지면, 주조형을 다시 플러렌을 주성분으로 하는 탄소막으로 피복하고, 주조형의 이형 효과를 회복시키기 위한 메인터넌스 작업을 행할 필요가 발생한다. 생산 효율 향상의 관점에서, 메인터넌스 작업의 빈도는 보다 적은 것이 바람직하고, 이형 저항 저감 효과, 들러붙음 방지와 같은 이형 효과가 보다 더 장기 수명화될 것이 요구되고 있다.

그래서, 본 발명에서는, 주조형의 표면을 피복하는 카본 나노 코일, 카본 나노 튜브 및 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류를 함유하는 탄소막 (이하, 나노 카본 탄소막이라고 한다) 의 표면에, 플러렌류를 도포하는 주조형의 표면 처리 방법을 제공한다.

본 발명의 표면 처리 방법을 이용하여 주조형의 표면 처리를 행하면, 주조형의 표면을 피복하는 나노 카본 탄소막의 표면에 플러렌류가 도포되고, 나노 카본 탄소막의 간극이나 요철에 플러렌류가 비집고 들어간다. 이로써, 주조형의 표면에 형성된 탄소막에서는, 탄소막의 표면측의 플러렌류 함유량이 주조형측의 플러렌류 함유량보다 많아진다. 즉, 탄소막의 표면 근방에 있어서는 플러렌류가 많이 함유되어 있다.

상기와 같이 나노 카본 탄소막의 표면 근방에 플러렌류가 함유된 탄소막에 의하여 주조형의 표면을 피복하고, 이 주조형을 이용하여 주조 성형을 행하면, 이형 효과를 길게 지속시키는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 표면 처리 방법은, 카본 나노 코일, 카본 나노 튜브 및 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류를 함유하는 탄소막을 주조형의 표면에 형성하는 나노 카본 탄소막 형성 공정과, 나노 카본 탄소막의 표면에 플러렌류를 도포하는 플러렌류 도포 공정을 포함하는 주조형의 표면 처리 방법이라고 할 수도 있다. 즉, 본 발명의 표면 처리 방법은, 플러렌류 도포 공정 전에, 나노 카본류를 함유하는 탄소막을 주조형의 표면에 형성하는 공정을 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 의하면, 이형 효과가 보다 장기 수명화된 탄소막을 주조형의 표면에 형성할 수 있다. 이형 효과의 장기 수명화에 의하여, 주조형의 메인터넌스를 경감할 수 있어, 주조 성형 공정에 있어서 생산 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1 은 실시예 및 비교예에서 사용한 이형 저항 계측 시험 장치를 설명하는 도면으로서, 이형제 도포를 나타내고 있다.
도 2 는 실시예 및 비교예에서 사용한 이형 저항 계측 시험 장치를 설명하는 도면으로서, 용탕의 주입 (鑄入) 을 나타내고 있다.
도 3 은 실시예 및 비교예에서 사용한 이형 저항 계측 시험 장치를 설명하는 도면으로서, 인장에 의한 이형 하중 측정을 나타내고 있다.
도 4 는 실시예 및 비교예의 나노 카본 탄소막 형성 공정의 처리 프로파일.
도 5 는 실시예 및 비교예의 이형 저항 계측 시험 결과를 나타내는 도면.
도 6 은 실시예에서 형성된 탄소막 표면의 SEM 이미지.
도 7 은 비교예에서 형성된 탄소막 표면의 SEM 이미지.
도 8 은 도 7 의 일부를 확대 스케일로 촬영한 SEM 이미지.
도 9 는 실시예 및 비교예에서 사용한 다이캐스트 장치의 금형.

발명을 실시하기 위한 형태

본 발명의 표면 처리 방법에서는, 나노 카본 탄소막에 의하여 미리 표면이 피복되어 있는 주조형을 입수하고, 그 주조형에 추가로 플러렌류를 도포해도 된다. 또, 주조형에 나노 카본류를 함유하는 탄소막을 형성하는 공정과, 나노 카본류를 함유하는 탄소막의 표면에 플러렌류를 도포하는 공정을 포함하고 있어도 된다.

본 발명의 표면 처리 방법에 의하여 형성되는 탄소막은, 카본 나노 코일, 카본 나노 튜브 및 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류와, 플러렌류를 함유한다. 본 발명의 표면 처리 방법에 의하여 형성되는 탄소막은, 반드시 탄소만으로 구성되어 있을 필요는 없다.

플러렌이란 폐각 (閉殼) 구조를 갖는 탄소 클러스터로서, 통상은 탄소수가 60 ～ 130 인 짝수이다. 구체예로서는, C₆₀, C₇₀, C₇₆, C₇₈, C₈₀, C₈₂, C₈₄, C₈₆, C₈₈, C₉₀, C₉₂, C₉₄, C₉₆ 및 이것들보다 많은 탄소를 갖는 고차의 탄소 클러스터를 들 수 있다. 본 발명에 있어서의 플러렌류는, 상기 플러렌 외에 플러렌 분자에 다른 분자나 관능기를 화학적으로 수식한 플러렌 유도체를 함유한다. 플러렌류의 도포 공정에 있어서는, 상기 플러렌류와 다른 물질을 혼합한 것을 이용하여 플러렌류의 도포를 행해도 된다.

이하에 설명하는 실시예의 주요한 특징을 이하에 나열하여 기록한다.

(특징 1) 플러렌류 도포 공정에서는, 나노 카본 탄소막에 플러렌류의 분말을 직접 도포한다.

(특징 2) 나노 카본 탄소막 형성 공정에서는, 나노 카본 탄소막을 형성함과 함께, 나노 카본 탄소막과 피처리 기재 사이에 질화층이나 침황층 (浸黃層) 을 형성한다.

실시예

(이형 저항 계측 시험)

실시예 1 및 비교예 1 ～ 3 에 의하여 강재 표면에 탄소막을 형성하고, 자동 인장 시험 장치 Lub 테스터 U (메크 인터내셔널 제조) 를 이용하여 처리 표면의 이형 저항을 계측하였다. Lub 테스터 U 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 시험대 (1) 상에 링체 (2) 를 올려놓고 알루미늄 용탕을 링체 (2) 내에 흘려 넣고, 알루미늄을 응고시킨 후, 도 3 에 나타내는 바와 같이 추 (3) 를 올려놓고, 링체 (2) 를 끌어당기면서 마찰 저항을 측정하는 장치이다. 시험대 (1) 는 SKD61 (합금 공구강 강재 : JIS G 4404) 제로서, 치수는 200 ㎜ × 200 ㎜ × 30 ㎜ 이고, 이 시험대 (1) 에 하기에 나타내는 표면 처리를 실시하였다.

실시예 1

상기 시험대 (1) 의 표면에, 하기 방법에 의하여 나노 카본 탄소막을 형성하였다. 또한, 하기 방법은 일본 공개특허공보 2008-105082 에 개시된, 카본 나노 코일, 카본 나노 튜브, 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류를 함유하는 탄소막 (나노 카본 탄소막) 을 SKD61 제의 강재에 형성하는 방법이다.

나노 카본 탄소막 형성 공정 :

시험대 (1) 를 분위기로에 넣고, 진공 펌프로 감압하여 공기를 퍼지한 후에 질소 가스 (N₂)를 유통시켜 N₂ 분위기로 하였다. 다음으로, 도 4 에 나타내는 처리 프로파일에 따라서, 반응 가스 (황화수소 (H₂S) 가스, 아세틸렌 (C₂H₂)가스, 암모니아 (NH₃)가스) 를 유통시키면서, 0.5 h 에서 480 ℃ 까지 승온시켰다. 승온 개시부터 0.5 h 후에 480 ℃ 에 도달한 시점에서는 황화수소 가스의 공급을 정지하고, 추가로 0.5 h 후에는 아세틸렌 가스의 공급을 정지하였다. 암모니아 가스 유통하, 480 ℃ 에서 추가로 4.5 h 유지한 후, 암모니아 가스의 공급을 정지시키고, 질소 가스로 전환하여 강온을 개시하였다. 이로써, 시험대 (1) 의 표면에 나노 카본 탄소막이 형성되고, 시험대 (1) 의 기재와 나노 카본 탄소막 사이에 질화층 및 침황층이 형성된다.

나노 카본 탄소막 형성 공정을 행한 시험대 (1) 에 대하여, 실시예 1 에서는 추가로 하기의 플러렌류 도포 공정을 실시하였다. 또한, 실시예 1 에서는 나노 카본 탄소막의 표면 상에 플러렌류의 도포를 행하였다.

플러렌류 도포 공정 :

시험대 (1) 를 일단 300 ℃ 로 가열한 후, 플러렌 C₆₀ 의 분말 (프론티아 카본사 제조 nanom purple ST) 을 부착시킨 천을 이용하여, 시험대 (1) 의 표면에 형성된 나노 카본 탄소막 상에 플러렌 C₆₀ 분말을 도포하였다. 천에 플러렌 분말을 충분히 부착시키고, 10 ～ 300 g/㎠ 정도의 압력으로 평균화하면서 나노 카본 탄소막 표면 전체에 플러렌 분말을 도포하였다. 또한, 천을 이용하여 플러렌 분말을 도포하는 동안에, 시험대 (1) 의 온도는 300 ℃ 미만 ～ 100 ℃ 정도로 되어 있었다. 이 방법을 사용하면, 플러렌 도포량은 시험대의 도포 표면에 대하여 1 ㎎/㎠ 정도가 된다.

(비교예 1)

실시예 1 과 동일한 재질, 동일한 형상, 동일한 크기의 시험대 (1) 에 대하여, 실시예 1 에서 설명한 플러렌류 도포 공정만을 행하였다.

(비교예 2)

실시예 1 과 동일한 재질, 동일한 형상, 동일한 크기의 시험대 (1) 에 대하여, 실시예 1 에서 설명한 나노 카본 탄소막 형성 공정만을 행하고, 플러렌류 도포 공정은 행하지 않았다.

(비교예 3)

실시예 1 과 동일한 재질, 동일한 형상, 동일한 크기의 시험대 (1) 에 대하여, 실시예 1 에서 설명한 나노 카본 탄소막 형성 공정과 플러렌류 도포 공정의 순서를 바꾼 표면 처리를 행하였다. 즉, 처음에 시험대 (1) 에 대하여 실시예 1 에서 설명한 플러렌류 도포 공정을 실시하여 플러렌류 탄소막을 형성하였다. 다음으로, 플러렌류 탄소막을 형성한 시험대 (1) 에 대하여, 실시예 1 에서 설명한 나노 카본 탄소막 형성 공정을 실시하여 플러렌류 탄소막의 표면에 나노 카본 탄소막을 형성하였다.

이형 저항 계측 시험 :

실시예 1 및 비교예 1 ～ 3 에 의하여 표면 처리가 행해진 시험대 (1) 의 이형 저항을 자동 인장 시험 장치를 이용하여 측정하였다. 링체 (2) 는 SKD61 제로서, 시험대 (1) 와의 접촉면에 있어서 내경 70 ㎜, 외경 90 ㎜ 이고, 링체 (2) 의 높이는 50 ㎜ 이다. 링체 (2) 의 내경은 시험대 (1) 와의 접촉면으로부터 높이 방향을 향하여 약간 넓게 되어 있다. 알루미늄 용탕에는, ADC12 (알루미늄 합금 다이캐스트 JIS H 5302) 를 사용하였다. 도 1 에 나타내는 바와 같이 시험대 (1) 에 형성된 탄소막 상에, 종래부터 이용되고 있는 실리콘 에멀션계 이형제를 도포하고, 도 2 에 나타내는 바와 같이 링체 (2) 를 탑재하고, 링체 (2) 의 내부에 650 ℃ 의 알루미늄 용탕 (ADC12) 을 90 ㏄ 붓고, 40 초간 방랭하여 고화시켰다. 또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이 9 ㎏ 의 철제 추 (3) 를 올려놓고 푸시 풀 (4) 을 사용하여 일정 속도 50 ㎜/s 로 링체 (2) 를 화살표 방향으로 끌어당기면서 이형 하중을 계측하였다. 실시예 1 및 비교예 1 ～ 3 의 표면 처리를 행한 시험대를 이용하여 상기 이형 저항 계측 시험을 반복하고, 이형 하중의 변화를 조사하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다.

도 5 에서는, 이형 하중을 세로축으로 하고, 이형 저항 계측 시험의 실시 횟수를 주입 횟수로서 가로축에 나타냈다. 비교예 1 ～ 3 의 표면 처리를 행한 시험대에 있어서는, 어느 정도의 주입 횟수에 대해서는 거의 일정하게 5 ～ 8 ㎏f 정도의 이형 하중을 유지할 수 있으나, 일정한 주입 횟수에 이르면 급격하게 이형 하중이 20 ㎏f 를 초과하여 현저하게 증대하였다. 한편, 실시예 1 의 표면 처리를 행한 시험대에 있어서는, 주입 횟수가 50 회를 초과해도 비교예 1 ～ 3 과 같이 이형 하중이 현저하게 증대되는 현상이 발생되지 않고, 5 ～ 8 ㎏f 정도의 낮은 이형 하중이 유지되었다.

이형 하중이 현저하게 증대될 때까지의 주입 횟수가 많을수록, 이형 효과의 수명이 길다고 할 수 있다. 도 5 에 나타내는 결과로부터, 실시예 1 과 같이, 나노 카본 탄소막 형성 공정을 먼저 행하고, 플러렌류 도포 공정을 후에 행하는 표면 처리 방법에 의하여 형성되는 탄소막은, 비교예 1 ～ 3 과 같이 어느 일방의 공정만 행하는 표면 처리 방법이나, 2 가지의 공정 순서를 바꾸어 행하는 표면 처리 방법에 의하여 형성된 탄소막과 비교하여, 이형 효과를 보다 더 장기 수명화할 수 있다는 것을 알았다.

또, 비교예 1 과 실시예 1 은, 주입 횟수가 적은 동안 (5 회 정도까지) 에는, 이형 하중은 거의 동일한 정도로 되어 있고, 비교예 2 또는 비교예 3 보다 약간 낮았다. 비교예 1 및 실시예 1 은 플러렌류가 최표면층에 피복되어 있기 때문에, 이 플러렌류에 유래하여 이형 저항이 저감되어 있는 것으로 추찰된다. 또한 비교예 2 는, 주입 횟수가 적은 범위에서의 이형 하중은 비교예 1 보다 약간 크지만, 이형 하중이 현저하게 증대될 때까지의 주입 횟수가 비교예 1 의 경우의 2 배 이상으로 되고 있다. 이것은, 비교예 2 에서 형성된 나노 카본 탄소막은, 비교예 1 에서 플러렌류를 도포하여 형성된 탄소막보다 박리되기 어렵기 때문인 것으로 추찰된다.

도 6 은 실시예 1 에 의하여 탄소막을 형성한 시험대 (1) 의 SEM 이미지이고, 도 7, 도 8 은 비교예 2 에 의하여 탄소막을 형성한 시험대 (1) 의 SEM 이미지이다. 모두, 이형 저항 계측 시험을 행하기 전의 상태에서 촬영하였다. 도 8 은 도 7 의 일부를 확대한 사진으로서, 사진 중의 우하 영역의 선분은 2 ㎛ 의 길이를 나타내고 있다. 이로써, 비교예 2 에 의하여 나노 카본 탄소막 형성 공정을 행함으로써, 시험대 (1) 상에 섬유 형상의 나노 카본류를 함유하는 나노 카본 탄소막이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 도 6 은 도 7 의 나노 카본 탄소막에 대하여 플러렌 도포 공정을 추가로 실시한 것에 상당한다. 도 6 과 도 7 을 비교하면, 도 6 에 나타내는 실시예 1 의 탄소막에서는 표면의 요철이 적게 되어 있다. 즉, 나노 카본 탄소막의 표면에 플러렌류를 도포함으로써, 나노 카본 탄소막의 요철이 메워져 탄소막 표면이 매끄럽게 된 것을 나타내고 있다.

도 5 의 이형 저항 계측 시험의 결과와, 도 6, 도 7, 도 8 의 SEM 이미지 결과를 함께 고려하면, 실시예 1 에 있어서는, 시험대 표면에 형성된 나노 카본 탄소막의 간극에 플러렌류가 비집고 들어가, 표면의 요철을 완화시킴과 함께, 이형 저항을 작게 하는 효과가 높은 플러렌류가 시험대 표면으로부터 박리되기 어려운 나노 카본 탄소막에 의하여 포착되었기 때문에, 보다 낮은 이형 하중이, 보다 긴 주입 횟수에 대하여 유지된 것으로 추찰된다.

(들러붙음 시험)

실시예 2 및 비교예 4 에 있어서는, 도 9 에 나타내는 알루미늄 주조품용의 다이캐스트 금형의 성형면에 표면 처리를 행하고, 알루미늄 주조품의 다이캐스트 주조 성형 공정에 있어서의 들러붙음 시험을 행하였다. 다이캐스트 금형은 SKD61 제의 자동차용 트랜스 액슬의 하우징용 금형을 이용하고, 주조하는 알루미늄 합금에는 ADC12 를 이용하였다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 들러붙음 시험에 사용하는 다이캐스트 금형은, 고정형 (11) 과 가동형 (12) 에 의하여 구성되어 있다. 고정형 (11) 과 가동형 (12) 을 몰드 클램핑하였을 때, 고정형 (11) 과 가동형 (12) 사이에 발생되는 공간이 캐비티 (13) 이고, 캐비티 (13) 는 고정형 (11) 의 캐비티면 (21) 과 가동형 (12) 의 캐비티면 (22) 에 의하여 둘러싸여 있다. 고정형 (11) 에는 용탕 주입로 (14), 플런저 (15), 용탕 투입구 (16) 가 설치되어 있다. 가동형 (12) 에는 주조 성형 후의 제품을 꺼내는 코어 핀 (17) 과 플레이트 (18) 가 설치되어 있다. 가동형 (11) 과 고정형 (12) 의 캐비티면 (21, 22) 에, 하기에 나타내는 실시예 2 및 비교예 4 의 표면 처리를 행하였다.

실시예 2

SKD61 제의 자동차용 트랜스 액슬의 하우징용 다이캐스트 금형인 고정형 (11) 및 가동형 (12) 의 캐비티면 (21, 22) 에 대하여, 실시예 1 과 동일하게 나노 카본 탄소막 형성 공정을 행하고, 이어서 플러렌류 도포 공정을 실시하였다.

(비교예 4)

실시예 2 와 동일한 재질, 동일한 형상, 동일한 크기의 고정형 (11) 및 가동형 (12) 의 캐비티면 (21, 22) 에 대하여, 실시예 1 의 나노 카본 탄소막 형성 공정만을 행하고, 플러렌류 도포 공정은 행하지 않았다.

들러붙음 시험 :

실시예 2 및 비교예 4 에서 표면 처리를 실시한 자동차용 트랜스 액슬의 하우징용 다이캐스트 금형을 이용하여 알루미늄 주조품의 다이캐스트 주조 성형을 반복하여 실시하여, 다이캐스트 금형에 알루미늄 용탕에 의한 들러붙음이 발생되어 있는지의 여부를 조사하였다.

고정형 (11) 및 가동형 (12) 의 캐비티면 (21, 22) 에, 종래부터 이용되고 있는 실리콘 에멀션계 이형제를 도포하고, 고정형 (11) 과 가동형 (12) 을 형체압 2000 t 로 몰드 클램핑하였다. 도 9 상태에서 알루미늄 용탕 (ADC12) 을 용탕 투입구 (16) 로부터 용탕 주입로 (注入路) (14) 에 투입하고, 캐비티 (13) 에 670 ℃ 의 알루미늄 용탕을 주조압 46 ㎫, 사출 속도 3 m/s 로 플런저 (15) 에 의하여 주입 (注入) 하여 주조 성형을 행하였다. 고정형 (11) 과 가동형 (12) 을 개방한 후에, 코어 핀 (17) (SKD61 제) 을 캐비티면 (22) 으로부터 돌출시키는 방향으로 작동시켜 알루미늄 주조품을 꺼냈다. 상기 이형제 처리 도포로부터 주조품을 꺼낼 때까지를 들러붙음 시험 1 쇼트로 하여 반복하였다.

들러붙음 시험을 반복한 후, 고정형 (11) 의 캐비티면 (21) 및 가동형 (12) 의 캐비티면 (22) 의 총표면적에 대하여, 알루미늄 용탕의 들러붙음이 발생된 부분의 표면적을 조사하여 표 1 에 나타내었다. 표 1 에 있어서의 들러붙음 면적은, 비교예 4 에서 발생된 들러붙음이 발생된 표면적을 1 로 하여 환산한 비율을 나타낸다.

	쇼트수	들러붙음 표면적
실시예 2	100	0.2
비교예 4	50	1

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 2 에서 표면 처리를 행한 다이캐스트 금형을 사용한 경우, 쇼트수는 비교예 4 의 2 배로 되어 있음에도 불구하고, 들러붙음 표면적은 비교예의 0.2 배로 작게 되어 있었다. 즉, 본 발명에 관련된 표면 처리 방법을 행하여 탄소막을 형성한 주조형을 사용하면, 알루미늄의 주조 성형에 있어서 주조형에 발생하는 알루미늄 용탕의 들러붙음을 대폭 삭감할 수 있었다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 주조형의 표면 처리 방법을 실시하면, 이형 저항을 저감하는 효과가 오래 지속되고, 용탕의 들러붙음이 억제된다. 이것은, 박리되기 어려운 나노 카본 탄소막으로 피복된 주조형의 표면에, 이형 저항을 작게 하는 효과가 높은 플러렌류를 도포함으로써, 나노 카본 탄소막의 간극에 플러렌류가 비집고 들어가 표면의 요철을 완화시킴과 함께, 플러렌류가 나노 카본 탄소막에 의하여 포착되기 때문인 것으로 추찰된다. 이형 효과의 장기 수명화에 의해, 주조형의 이형 효과를 회복시키기 위한 메인터넌스 작업을 경감할 수 있어, 주조형을 사용한 주조 성형 공정에 있어서 생산 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 있어서의 나노 카본 탄소막을 형성하는 방법은, 상기 실시예에 기재한 분위기로를 사용하는 방법에 한정되지 않는다. 또, 플러렌류를 도포하는 방법은, 상기 실시예에 기재한 플러렌류의 분말을 나노 카본 탄소막에 직접 도포하는 방법에 한정되지 않는다.

이상으로, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 이들은 예시에 지나지 않으며, 특허 청구의 범위를 한정하는 것은 아니다. 특허 청구 범위에 기재된 기술에는, 이상에서 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다.

본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종 조합에 의하여 기술적 유용성을 발휘하는 것으로서, 출원시 청구항에 기재된 조합에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이고, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.

Claims

주조형의 표면을 피복하는 카본 나노 코일, 카본 나노 튜브 및 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류를 함유하는 탄소막의 표면에, 플러렌류를 도포하는 주조형의 표면 처리 방법으로서,
상기 나노 카본류를 함유하는 탄소막은, 유기 화합물을 함유하는 반응 가스와 함께 상기 주조형을 열처리함으로써 상기 주조형의 표면에 형성되는 주조형의 표면 처리 방법.
카본 나노 코일, 카본 나노 튜브 및 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류를 함유하는 탄소막을 주조형의 표면에 형성하는 나노 카본 탄소막 형성 공정과,
상기 탄소막의 표면에 플러렌류를 도포하는 플러렌류 도포 공정을 포함하는 주조형의 표면 처리 방법으로서,
상기 나노 카본 탄소막 형성 공정은, 유기 화합물을 함유하는 반응 가스와 함께 상기 주조형을 열처리하는 공정을 포함하는 주조형의 표면 처리 방법.
카본 나노 코일, 카본 나노 튜브 및 카본 나노 필라멘트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 나노 카본류를 함유하는 탄소막으로 표면이 피복되어 있는 주조형으로서,
상기 탄소막에는 플러렌류가 함유되어 있고, 상기 탄소막의 표면측의 플러렌류 함유량이, 상기 주조형측의 플러렌류 함유량보다 많게 되어 있는 주조형.