KR101285724B1 - 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막 및 이의 형성 방법 - Google Patents

마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막 및 이의 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막은, 기계연마된 대상물의 표면에 형성된 마이크로 크기의 요철과, 상기 요철의 표면에 형성된 나노 크기의 돌기를 포함하는 마이크로-나노 표면구조층과, 상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 형성된 저마찰층을 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법은, 내마모 처리 대상물의 표면을 기계 연마하는 연마단계와, 기계 연마된 대상물의 표면에 마이크로 크기의 요철과 나노 크기의 돌기를 포함하는 마이크로-나노 표면구조층을 형성하는 마이크로-나노 표면구조층형성단계와, 상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 저마찰층을 형성하는 저마찰층형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막 및 이의 형성 방법{Tribological coatings on surface textured with micro and nano scales and Method for fabricating of the same}
본 발명은 대상물의 표면에 마이크로 크기의 요철을 형성하고, 마이크로 크기의 요철에 나노 크기의 돌기가 형성된 마이크로-나노 표면구조층과, 상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 저마찰층을 형성하여 마찰 및 마모 특성이 향상되도록 한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막 및 이의 형성 방법 및 이의 형성 방법을 제공하는 것에 있다.
21 세기에 들어 에너지 기술에 대한 관심과 필요성이 대두되면서 대체에너지 개발과 에너지 간 전환 효율 향상을 통한 에너지 사용 효율 극대화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
예를 들면 자동차 연소 엔진의 연비 증가에 대한 연구, 베어링, 기어, 타펫 및 피스톤 등의 구동 부품에 대한 마찰계수 감소 연구 등을 통해 에너지 사용 효율을 높이고자 하고 있다.
이러한 부품의 내마모성을 향상시키기 위하여 표면의 고경도 박막을 증착하는 방법이 사용되어 왔으며, 고경도 박막의 증착에 따라 부품의 수명은 연장 가능하게 되었다.
즉, 대한민국 특허청 등록특허 제0706387호에는 전처리된 모재의 표면에 Cr2N층 및 DLC층을 차례로 코팅하여 내마모성이 향상되도록 한 "내마모 및 저마찰 특성을 동시에 향상시키는 엔진 밸브캡의 코팅 방법"이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 방법에 의해 제조된 제품의 표면은 매우 평탄하여 마찰대상물과의 접촉면이 넓고 마찰운동시에 만들어진 마모입자는 접촉면에 존재하면서 경화되어 마찰대상물 또는 코팅층을 손상시키게 된다.
더 나아가 이러한 마모입자는 마찰대상물의 표면에 게재되어 마찰 및 마모를 일으키게 되면 마찰도 높아지게 되고, 마모속도도 증가하게 된다.
이에 따라 최근에는 자연모사를 이용한 모재 표면에 마이크로 크기의 표면 형상 가공된 베어링, 기어, 타펫 및 피스톤 등의 구동 부품의 구동시 마찰 저감 기술은 자동차의 연비 및 성능 향상을 도모할 수 있기에 구동 부품의 마찰 및 마모를 최소화하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다.
그 일례로서, 오일 또는 마모 잔해물을 국부적으로 가둠으로서 윤활 향상을 도모하기 위한 화학적/기계적 방법에 의한 다양한 표면 형상 가공(chemical etching, laser texturing, shot-peening, mechanical dimpling/grooving, 등) 기술을 들 수 있다.
이러한 laser texturing을 통한 표면 형상 가공된 구동 부품의 경우 오일 분위기에서 마찰 및 마모 특성을 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있으나[I. Etsion, Tribology Letters, Vol. 17 (2004) pp. 733 ~ 737], 실제 적용을 하기에는 생산성이 저하되며 제조 원가를 상승시키게 되어 바람직하지 못하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대상물의 표면에 마이크로 크기의 요철을 형성하고, 마이크로 크기의 요철에 나노 크기의 돌기가 형성된 마이크로-나노 표면구조층과, 상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 저마찰층을 형성하여 마찰 및 마모 특성이 향상되도록 한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막 및 이의 형성 방법 및 이의 형성 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막 및 이의 형성 방법은, 기계연마된 대상물의 표면에 형성된 마이크로 크기의 요철과, 상기 요철의 표면에 형성된 나노 크기의 돌기를 포함하는 마이크로-나노 표면구조층과, 상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 형성된 저마찰층을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 요철과 돌기는 대상물과 일체로 형성됨을 특징으로 한다.
상기 요철은 방전가공 또는 마이크로 샌드 블라스팅 공정에 의해 형성됨을 특징으로 한다.
상기 돌기는 이온빔 식각 공정에 의해 형성됨을 특징으로 한다.
상기 저마찰층은 DLC(Diamond-like carbon), 질화물, 탄화물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성됨을 특징으로 한다.
상기 저마찰층은 이온빔 식각 공정에 의해 형성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법의 형성 방법은, 내마모 처리 대상물의 표면을 기계 연마하는 연마단계와, 기계 연마된 대상물의 표면에 마이크로 크기의 요철과 나노 크기의 돌기를 포함하는 마이크로-나노 표면구조층을 형성하는 마이크로-나노 표면구조층형성단계와, 상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 저마찰층을 형성하는 저마찰층형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 연마단계에서 대상물의 표면거칠기(Ra)는 0.4㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로-나노 표면구조층형성단계는, 방전가공 또는 마이크로 샌드 블라스팅 공정을 이용하여 대상물의 표면에 마이크로 크기의 요철을 형성하는 요철형성과정과, 상기 요철의 외면에 이온빔 식각 공정을 이용하여 돌기를 형성하는 돌기형성과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로-나노 표면구조층형성단계는, 1.0×10-5Torr 내지 5.0×10-2Torr의 진공 분위기에서 실시됨을 특징으로 한다.
상기 마이크로-나노 표면구조층형성단계는 아르곤(Ar)가스가 방전 가스로 사용됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면 구조를 가진 내마모 박막에서는, 대상물의 표면에 마이크로 크기의 요철을 형성하고, 마이크로 크기의 요철에 나노 크기의 돌기가 형성된 마이크로-나노 표면구조층과, 상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 저마찰층이 형성되도록 구성하였다.
따라서, 대상물과 접촉면적을 낮출 수 있게 되므로 마찰계수가 감소하게 되는 이점이 있다.
그리고, 본 발명에서는 요철형성과정과 돌기형성과정의 조건을 변경하여 요철과 돌기의 형상을 제어할 수 있게 된다.
따라서, 다양한 마찰 환경과 요구되는 내마모성에 맞추어 요철과 돌기를 형성함으로써 다양한 분야에 폭넓게 적용 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법에 따르면, 제조 과정이 간소하여 생산성이 향상되는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 과정을 나타낸 개요도.
도 2 는 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 3 은 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에서 일 단계인 마이크로-나노 표면구조층형성단계를 세부적으로 나타낸 공정 순서도.
도 4 는 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에서 일 단계인 연마단계 이후의 대상물 표면 상태를 나타낸 주사 전지현미경 사진.
도 5 는 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에서 요철형성과정이 완료된 대상물의 표면 상태를 나타낸 주사 전자현미경 사진.
도 6 은 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에서 돌기형성과정을 위한 이온빔 식각장치의 구성을 나타낸 개략도.
도 7 은 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에서 돌기형성과정의 실시 시간 변화에 따른 대상물의 표면 상태 변화를 나타낸 표면조직사진.
도 8 은 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에서 요철형성과정을 실시하지 않고 돌기형성과정을 실시한 비교예의 표면 조직 사진.
도 9 는 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에서 저마찰층형성단계 실시 전 대상물의 표면 상태를 나타낸 표면 조직 사진.
도 10 은 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법에 따라 제조된 내마모 표면에 대하여 건식환경과 오일조건에서의 마찰계수를 측정한 그래프.
도 11 은 도 10의 결과를 나타낸 표면들의 조직 사진.
이하에서는 본 발명에 의한 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막(이하 '내마모 박막(10)이라 칭함)을 첨부된 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 내마모 박막(10)의 형성 과정을 나타낸 개요도이다.
도면과 같이, 상기 내마모 박막(10)은 대상물(W)의 표면에 마이크로 크기의 요철(12)을 형성하고, 상기 요철(12)의 표면에 나노 크기의 돌기(14)를 형성하여 마이크로-나노 표면구조층(16)을 완성하고, 상기 마이크로-나노 표면구조층(16)의 외측에 형성된 저마찰층(18)을 포함하여 구성된다.
상기 요철(12)과 돌기(14)는 대상물(W)과 일체로 형성된 것으로, 보다 구체적으로는 상기 요철(12)은 방전가공 또는 마이크로 샌드 블라스팅 공정을 적용하여 상기 대상물(W)의 표면에 마이크로 크기로 형성된 것이며, 상기 돌기(14)는 이온빔 식각 공정을 통해 요철(12)의 표면에 나노 크기를 갖도록 형성된 것이다.
따라서, 상기 요철(12)과 돌기(14)는 대상물(W)과 일체로 형성된다.
상기 저마찰층(18)은 요철(12) 및 돌기(14)의 마찰력을 낮추기 위한 구성으로, DLC(Diamond-like carbon), 질화물, 탄화물 중 어느 하나 이상을 박막으로 코팅하여 형성된다.
이하 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 3은 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법에서 일 단계인 마이크로-나노 표면구조층(16)형성단계를 세부적으로 나타낸 공정 순서도이다.
먼저 도 2와 같이, 상기 내마모 박막(10)은 내마모 처리 대상물(W)의 표면을 기계 연마하는 연마단계(S100)와, 기계 연마된 대상물(W)의 표면에 마이크로 크기의 요철(12)과 나노 크기의 돌기(14)를 포함하는 마이크로-나노 표면구조층(16)을 형성하는 마이크로-나노 표면구조층형성단계(S200)와, 상기 마이크로-나노 표면구조층(16)의 외측에 저마찰층(18)을 형성하는 저마찰층형성단계(S300)을 순차적으로 실시하여 완성된다.
상기 연마단계(S100)는 대상물(W)의 표면을 기계 가공하여 0.4㎛ 이하의 대상물(W)의 표면거칠기(Ra)를 갖도록 하는 과정으로 첨부된 도 4와 같이 표면을 가지며, 본 발명의 실시예에서는 600mesh의 사포에 기계적 힘을 가하여 진행하였다.
이에 따라 대상물(W)의 표면에는 일정한 방향으로 언더컷이 나타나 있는 것을 알수 있다.
상기 연마단계(S100) 이후에는 마이크로-나노 표면구조층형성단계(S200)가 실시된다. 상기 마이크로-나노 표면구조층형성단계(S200)는 전술한 요철(12)과 돌기(14)를 포함하는 마이크로-나노 표면구조층(16)을 형성하기 위한 단계로서, 요철형성과정(S220)과 돌기형성과정(S240)을 포함하여 구성된다.
상기 요철형성과정(S220)은 기계 연마된 대상물(W)의 표면에 마이크로 크기의 요철(12)을 형성하기 위한 과정으로, 방전가공 또는 마이크로 샌드 블라스팅 공정을 이용하게 되며, 본 발명의 실시예에서 요철형성과정(S220)은 방전가공(Electrical Discharge Machining)법을 적용하여 첨부된 도 5와 같은 표면 상태를 만들었다.
이와 같이, 방전가공법을 적용하여 요철형성과정(S220)을 실시한 결과, 0.4㎛이던 표면거칠기는 2.21㎛로 높아져 방전가공법을 이용한 표면 거칠기의 조절은 가능함을 확인하였다.
상기 요철형성과정(S220) 이후에는 돌기형성과정(S240)이 실시된다. 상기 돌기형성과정(S240)은 이온빔 식각 공정을 이용하여 요철(12) 표면에 돌기(14)를 형성하는 과정으로, 첨부된 도 6과 같은 구조의 이온빔 식각장치(100)를 채택하여 실시하였다.
상기 이온빔 식각장치의 구성을 개략적으로 살펴보면, 아크 플라즈마 발생을 위해 반지름 55㎜의 graphite 음극(110)이 사용되었으며, 촉발 전극(120)의 물리적 접촉을 통해 아크방전이 일어난다.
음극(110)에서 발생된 플라즈마는 거대입자의 필터 역할을 하는 플라즈마 덕트(130)를 통하여 공정 챔버(140)로 이송되며, 플라즈마 덕트(130)는 내경 120㎜ T형으로 5개의 전자석을 이용하여 자장을 형성하고, 플라즈마 덕트(130)와 공정 챔버(140)는 전기적으로 절연되어 있으며, 평균 중심 자장밀도는 250 Gauss이다.
일반적으로 자장에 구속되는 이온의 반경은 전자의 회전 반경 및 플라즈마 덕트(130)의 내경보다 크지만, 플라즈마 내 이온-전자 간 상호 인력의 작용에 따른 Bolzman relation에 의해 이온이 전자를 따라 같이 수송된다.
플라즈마 덕트(130) 내 이온 수송시 플라즈마 덕트(130) 벽과 충돌해 손실되는 이온을 줄여 이온의 수송 효율을 증가시키기 위해 플라즈마 덕트(130)에 10V의 DC 양전압이 인가되었다.
아크 전류는 25 ~ 40 A, 운전압력은 약 1 mTorr이며 방전 가스로는 아르곤(Ar)이 사용되었다. 운전압력이 1 mTorr인 경우, graphite 음극(110)에서 생성된 탄소 이온들은 플라즈마 덕트(130) 내 수송과정에서 중성 아르곤(Ar) 입자들과의 충돌에 의해 중성화되어 대상물(W)까지 도달할 확률이 낮아 탄소 이온에 의한 증착효과는 무시할 수 있으며 이때 기판에 도달하는 플라즈마는 주로 Ar 플라즈마이다.
이온빔 식각에 사용된 대상물(W)은 SCM415 이며, 플라즈마 덕트 출구로부터 150㎜ 떨어진 위치의 장착되었다. 대상물(W)에는 이온빔 가속을 통한 식각을 위해 -400 V, -600 V, -800 V의 비대칭 펄스(-85%, +15%)의 전압이 인가되었으며, 패러데이 컵으로 측정한 결과 -600 V 인가시 기판에 입사하는 평균 이온전류 밀도는 4.5 mA/㎠이다.
상기와 같이 구성되는 이온빔 식각장치를 이용하여 돌기형성과정(S240)이 완료되면, 첨부된 도 7과 같이 나노 크기의 돌기(14)가 형성된다.
도 7은 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법에서 돌기형성과정(S240)의 실시 시간 변화에 따른 대상물(W)의 표면 상태 변화를 나타낸 표면조직사진으로서, 돌기형성과정(S240)의 실시 시간이 증가함에 따라 돌기(14)가 급격히 발생함을 보여준다.
특히, 이온빔의 조사 시간, 가속 전압의 크기 중 적어도 하나를 조절하여 돌기(14)의 형상 조절할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 돌기(14)를 형성하는 조건으로서 공정 챔버(140) 내부의 압력 범위는 1.0×10-5Torr 내지 5.0×10-2Torr의 진공 분위기이며, 이온빔의 가속 전압 크기는 400V 내지 10.0kV 범위 이내이다.
한편, 첨부된 도 8에는 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법에서 요철형성과정(S220)을 실시하지 않고 돌기형성과정(S240)을 실시한 비교예의 표면 조직 사진이도시되어 있다.
이 실험 결과와 같이, 대상물(W)의 재료로서 SCM 415를 채택하였으며, 아크전류 40A, 대상물(W) 전압 -800V 조건으로 20분간 처리한 결과, 250㎚의 Ra 값을 나타내었으며, 대부분 철(Fe)로 구성되었음에도 불구하고 이온빔 식각 후 250㎚의 Ra 값을 갖는 현상은 ferrite와 pearlite 조직간의 sputtering yield 차이에 의하 현상으로 예상된다.
따라서, 상기 마이크로-나노 표면구조층(16) 형성을 위해서는 요철형성과정(S220)과 돌기형성과정(S240)을 순차적으로 반드시 실시해야 함이 바람직하다.
도 9는 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법에서 저마찰층형성단계(S300) 실시 전 대상물(W)의 표면 상태를 나타낸 표면 조직 사진이다.
그리고, 상기 요철형성과정(S220) 완료시 2.7±0.59㎛ 의 표면거칠기는 돌기형성과정(S240) 완료시 4.3±0.25㎛의 표면거칠기(Ra)로 증가하였다.
즉, 상기 요철형성과정(S220) 실시 전/후의 표면거칠기(Ra)를 비교해보면, 요철형성과정(S220) 실시 전 표면거칠기 증가 속도인 1.5㎚/min에 비하여 약 26배 증가한 결과이다.
따라서, 요철형성과정(S220)을 실시하여 형성된 다양한 각도의 요철(12) 표면에 이온이 전기장에 의해 수직으로 입사할 경우 입사각 차이에 의해 식각 효율 차이가 발생하여 표면 거칠기는 효율적으로 증가된 것으로 볼 수 있다.
이하 첨부된 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 내마모 표면 구조에서 마찰 환경 변화에 따른 마찰계수의 변화를 살펴본다.
도 10은 본 발명에 의한 내마모 표면 구조의 형성 방법에 따라 제조된 내마모 박막(10)에 대하여 건식환경과 오일조건에서의 마찰계수를 측정한 그래프로서, 상기 마이크로-나노 표면구조층(16)의 외측에 저마찰층(18)을 형성하고, 건식환경 및 오일조건에서 ball-on-disk시험 결과를 나타내었다.
그 결과, 건식환경에서의 마찰계수는 연마단계(S100)만 실시한 경우 한 경우, 기계연마된 표면의 표면거칠기가 0.4 였었으므로, 이를 감안하면 0.12에서 시작하였고, 점차 증가하여 0.17까지 상승하였다.
반면, 자동차용 엔진 오일 환경에서의 마찰 계수는 0.1에서 0.12 사이에서 일정하게 유지하여 전체적으로 균일하게 분포하고 있다.
그리고, 마찰 계수의 범위는 표면 texture조건에 따라 0.08 내지 0.12 정도에서 일정하게 유지되었으며, 기계연마의 경우 건식환경에서의 마찰계수의 거동에 비해 훨씬 안정한 모습을 보이고 있고, 마찰계수 0.08 정도의 낮은 값을 나타내었다.
그리고, 도 11은 도 10의 결과를 나타낸 표면들의 조직 사진으로서, 도면과 같이, 건식환경에서는 기계연마의 경우 한쪽으로 표면 texture가 step형식으로 형성되었기 때문에 코팅된 저마찰층(18)(본 발명의 실시예에서 DLC박막)이 쉽게 떨어져 나오는 것을 보여준다.
또한 저마찰층(18)이 떨어져 나간 부분에 steel ball의 잔류물(debris)이 축적되어 마찰 계수를 올리고 있음을 예상할 수 있다.
하지만 마이크로-나노 표면구조층형성단계(S200)에 의해 형성된 요철(12) 및 돌기(14) 구조에서는 마찰 테스트 후의 표면 사진에서 나타난 것처럼 잔류물(debris)이 패턴 사이에 축적되며, 패턴 사이에서 형성된 잔류물은 steel ball과의 반응이 일어나지 않고 윤활 거동에 도움을 주는 것을 보여준다.
오일의 경우 마찰 테스트 후 기계연마 시편표면에서 저마찰층(18)이 국부적으로 떨어져나감을 알 수 있으나, 떨어져나간 잔류물(debris)이 윤활유에 의하여 제거되기 때문에 마찰계수가 특별히 변화하지 않음을 예상할 수 있다.
또한, 정삭 후 이온 빔 식각 시편 표면에서는 표면 texture 패턴에 의하여 ball이 지지되어 패턴 표면만 국부적으로 마모가 되는 것으로 판단된다.
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.
10. 내마모 박막 12. 요철
14. 돌기 16. 마이크로-나노 표면구조층
18. 저마찰층 S100. 연마단계
S200. 마이크로-나노 표면구조층형성단계 S220. 요철형성과정
S240. 돌기형성과정 S300. 저마찰층형성단계
W . 대상물

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 기계연마되고 SCM415로 이루어진 대상물의 표면에 방전가공 또는 마이크로 샌드 블라스팅 공정을 실시하여 형성된 요철과, 상기 요철의 표면에 이온빔 식각 공정을 실시하여 형성된 돌기를 포함하는 마이크로-나노 표면구조층과,
    상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 화학기상증착(CVD) 또는 물리기상증착(PVD) 공정으로 형성된 저마찰층을 포함하여 구성되며,
    상기 요철과 돌기는 대상물과 일체로 형성됨을 특징으로 하는 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 마이크로-나노 표면구조층은 4.3±0.25㎛의 표면거칠기(Ra)를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 저마찰층은 DLC(Diamond-like carbon), 질화물, 탄화물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막.
  6. 삭제
  7. SCM415로 이루어진 내마모 처리 대상물의 표면을 기계 연마하는 연마단계와,
    기계 연마된 대상물의 표면에 방전가공 또는 마이크로 샌드 블라스팅 공정을 이용하여 대상물의 표면에 요철을 대상물과 일체로 형성하는 요철형성과정과, 상기 요철의 외면에 이온빔 식각 공정을 이용하여 돌기를 요철과 일체로 형성하는 돌기형성과정을 순차적으로 실시하여 마이크로-나노 표면구조층을 형성하는 마이크로-나노 표면구조층형성단계와,
    상기 마이크로-나노 표면구조층의 외측에 화학기상증착(CVD) 또는 물리기상증착(PVD) 공정으로 저마찰층을 형성하는 저마찰층형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 연마단계에서 대상물의 표면거칠기(Ra)는 0.4㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 및 나노 표면구조를 가진 내마모 박막의 형성 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 마이크로-나노 표면구조층형성단계는,
    1.0×10-5Torr 내지 5.0×10-2Torr의 진공 분위기에서 실시됨을 특징으로 하는 마이크로 및 나노 표면 구조를 가진 내마모 표면 구조의 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 마이크로-나노 표면구조층형성단계는 아르곤(Ar)가스가 방전 가스로 사용됨을 특징으로 하는 마이크로 및 나노 표면 구조를 가진 내마모 표면 구조의 형성 방법.
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KR20070016818A (ko) * 2005-08-05 2007-02-08 현대자동차주식회사 내마모 및 저마찰 특성을 동시에 향상시키는 엔진 밸브캡의 코팅 방법

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