KR20090112657A

KR20090112657A - 금속의 표면 처리 방법

Info

Publication number: KR20090112657A
Application number: KR1020097015067A
Authority: KR
Inventors: 가즈오 사와구치
Original assignee: 가부시키가이샤 엘티티 바이오파마; 가즈오 사와구치
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-11-10
Publication date: 2009-10-28
Also published as: CA2676647A1; CN101589174A; EP2123794A1; WO2008090662A1; US20090314824A1; EP2123794A4; JPWO2008090662A1

Abstract

간단하고 용이하게, 또한 능률적으로, 다양한 모재 금속의 표면에 다양한 금속을 합금 상태로서 확실하게 접합한다.

금속의 표면 처리 방법은, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하여, 모재 금속(1)의 표면에 이종 금속막 (3)을 형성하는 쇼트 피닝 공정과, 쇼트 피닝 공정으로 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하는 전자선 조사 공정으로 이루어진다.

Description

금속의 표면 처리 방법{METAL SURFACE TREATMENT METHOD}

본 발명은, 모재(母材)금속의 표면에 이종(異種) 금속을 접합하여 금속 표면을 처리하는 방법에 관한 것이다.

금속은, 표면 처리를 하여, 그 표면 상태를 용도에 최적인 상태로 처리하고 있다. 예를 들면, 표면을 경화하거나, 혹은 마찰 계수를 작게 하여 내마모성을 향상시키고, 표면에 절연층을 더 형성하여 금속 표면을 절연하고 있다. 금속의 표면 처리 방법으로서 도금, 용사(溶射), 침탄(浸炭) 등의 방법이 개발되고 있다. 도금은, 각종 약품을 사용하기 때문에 폐수 처리에 수고가 드는 결점이 있다. 또한, 용사는, 금속 분말을 용융 상태로 가열하여 모재 금속의 표면에 분사하므로 장치가 대규모가 되고, 간단하게 표면 처리하는 것이 어렵다. 또한, 침탄은, 특정의 원소 밖에는 모재 금속에 침투하지 못하고, 또한 처리에도 수고가 드는 결점이 있다. 이러한 표면 처리의 결점을 해소하는 방법으로서, 모재 금속의 표면에 금속 분말을 공급하고, 금속 분말에 전자 빔을 조사하여 금속 분말을 모재 금속에 합금화하는 방법이 개발되고 있다.(특허문헌 1 참조)

특허문헌 1 :일본 공개특허공보 2000-216310호

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

특허문헌 1은, 모재 금속의 표면에 몰리브덴을 주로 하는 금속 분말층을 형성하고, 이 금속 분말층에 레이저 혹은 전자 빔을 조사하여, 분말층을 융점 이상으로 가열하는 방법을 기재한다. 이 방법은, 몰리브덴을 주로 하는 금속의 접합계면 근방에서 양호한 접합경계층을 형성하여, 모재 금속의 표면에 금속 분말층의 금속을 접합한다. 이러한 방법은, 모재 금속의 표면에 몰리브덴을 함유한 금속 분말층을 특정의 두께로 균일하게 형성하는 것이 어렵다. 금속 분말층이 균일하게 형성되지 않으면 전자 빔을 조사하여 이상적인 상태로 표면층을 형성할 수 없다. 금속 분말층의 두께에 불균일이 있으면, 전자 빔의 조사 에너지의 조정이 어렵다. 금속 분말층의 두께에 따라서, 이것을 모재 금속에 접합하기 위한 전자 빔의 에너지 밀도가 다르기 때문이다. 또한, 이 특허문헌 1은, 몰리브덴을 주로 하는 금속의 분말을 용사하여 모재 금속의 표면에 분사하는 기술도 기재하고 있다. 이 방법은, 표면부가 융점 이상으로 가열된 입자가 모재 금속의 표면에 충돌하여, 모재 금속의 표면에 몰리브덴을 주로 하는 금속이 용접된다. 다만, 용사에 의한 표면 처리는, 몰리브덴 등의 금속을 강하게 모재 금속의 표면에 결합하는 것이 어렵다.

본 발명은, 또한 이러한 결점을 해결하는 것을 목적으로 개발된 것이다. 본 발명의 중요한 목적은, 간단하고 용이하게, 게다가 능률적으로, 다양한 모재 금속의 표면에 다양한 금속을 확실하게 접합할 수 있는 금속의 표면 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 청구항 1의 금속의 표면 처리 방법은, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하고, 모재 금속(1)의 표면에 이종 금속막(3)을 형성하는 쇼트 피닝 공정과, 쇼트 피닝 공정에서 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔(4)를 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하는 전자선 조사 공정으로 이루어진다.

본 발명의 청구항 2의 금속의 표면 처리 방법은, 전자선 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 합금 상태로 결합한다.

본 명세서에서, '합금 상태'란, 모재 금속과 이종 금속이 합금이 되는 상태에 더하여, 모재 금속과 이종 금속이 전자 빔의 에너지로 서로 용융 상태가 되어 결합된 상태를 포함한 의미로 사용한다.

본 발명의 청구항 3의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝한 후, 전자선 조사 공정에서, 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속입자(2)를 용융하여 이종 금속막(3)을 모재 금속(1)에 결합한다.

본 발명의 청구항 4의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)보다 융점이 높은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝한 후, 전자선 조사 공정에서, 전자 빔(4)을 조사하여 모재 금속(1)을 용융하여 이종 금속막(3)을 모재 금속(1)에 결합한다.

본 발명의 청구항 5의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 다른 금속으로 이루어진 복수의 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 분사한다.

본 발명의 청구항 6의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 평균 입자지름이 다른 금속입자를 모재 금속(1)의 표면에 분사한다.

본 발명의 청구항 7의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에, 전자선 조사 공정에서 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하여 모재 금속(1)의 표면에 표면층(5)을 형성함과 동시에, 쇼트 피닝 공정과 전자선 조사 공정을 복수회 반복하여, 복수의 표면층(5)을 적층한다.

본 발명의 청구항 8의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)가, W, C, B, Ti, Ni, Cr, Si, Mo, Ag, Au, Ba, Be, Ca, Co, Cu, Fe, F 및 불화물, Mg, Mn, Nb, Pt, S 및 황화물, Ta, V중의 적어도 어느 하나를 함유하고 있다.

본 발명의 청구항 9의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)를, 복수 금속의 합금과 금속을 함유한 화합물로 하고 있다.

본 발명의 청구항 10의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름을, 0.03㎛이상으로 하고 있다.

본 발명의 청구항 11의 금속의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름을, 500㎛이하로 하고 있다.

본 발명의 청구항 12의 금속의 표면 처리 방법은, 모재 금속(1)을, Fe, Al, Cu, 철합금, 알루미늄합금, 동합금, Ag, Au, Ba, Ca, Co, F 및 불화물, Mg, Mn, Ni, Nb, Pt, S 및 황화물, Ta, Ti, V를 함유한 금속, 은합금, 금합금, 칼슘합금, 코발트합금, 크롬합금, 마그네슘합금, 망간합금, 니켈합금, 니오브합금, 탄탈합금, 티탄합금, 바나듐합금, 소결금속 중의 어느 하나로 하고 있다.

본 발명의 청구항 13의 금속의 표면 처리 방법은, 전자선 조사 공정에서, 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)에, 진공중 또는 기체중에서 전자 빔(4)을 조사한다.

또한, 본 발명의 청구항 14의 금속의 표면 처리 방법은, 전자선 조사 공정에서 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하고, 모재 금속 (1)의 표면에 표면층(5)을 형성한 후, 표면층(5)의 표면을 연마 공정으로 연마한다.

또한, 본 발명의 청구항 15의 금속의 표면 처리 방법은, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)을 향하여 가속하여 충돌시키고, 에너지 빔의 에너지로 소실하는 바인더(6)를 통해 부착하여 모재 금속(1)의 표면에 금속 분말층(9)을 형성하는 가막(假膜) 공정과, 가막 공정에서 금속 분말층(9)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔 또는 레이저 빔(4)으로 이루어진 에너지 빔을 조사하여, 바인더(6)를 소실하여 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 결합하여 표면층(5)을 형성하는 빔 조사 공정으로 이루어진다.

본 발명의 청구항 16의 금속의 표면 처리 방법은, 빔 조사 공정 후, 표면층 (5)의 표면을 연마 공정으로 연마한다.

또한, 본 발명의 청구항 17의 금속의 표면 처리 방법은, 연마 공정에서, 표면층(5)에 연마입자를 쇼트 블러스트하여 연마한다.

본 발명의 청구항 18의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 가압 유체의 에너지로 가속한다.

본 발명의 청구항 19의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 전계 및/또는 자계에서 가속한다.

본 발명의 청구항 20의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 모재 금속 (1)보다 융점이 낮은 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 21의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 모재 금속 (1)보다 융점이 높은 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 22의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 다른 금속으로 이루어진 복수종의 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 23의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 평균 입자지름이 다른 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 24의 금속의 표면 처리 방법은, 빔 조사 공정에서, 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 합금 상태로 결합한다.

본 발명의 청구항 25의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정과 빔 조사 공정을 복수회 반복하여, 모재 금속(1)의 표면에 복수의 표면층(5)을 적층하여 형성한다.

본 발명의 청구항 26의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 가속하여 모재 금속(1)의 표면에 충돌시키는 이종 금속입자(2)가, W, C, B, Ti, Ni, Cr, Si, Mo, Ag, Au, Ba, Be, Ca, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Nb, Pt, Ta, V, F, S, 및 이들의 금속의 불화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 붕화물 중의 적어도 어느 하나를 함유하고 있다.

본 발명의 청구항 27의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이황화몰리브덴과 황화텅스텐과 질화붕소 중의 어느 하나를 함유한 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 28의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 복수 금속의 합금과 금속을 함유한 화합물인 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 29의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 평균 입자지름을 0.03㎛이상으로 하는 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 30의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 평균 입자지름을 500㎛이하로 하는 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시킨다.

본 발명의 청구항 31의 금속의 표면 처리 방법은, 모재 금속(1)을, Fe, Al, Cu, 철합금, 알루미늄합금, 동합금, Ag, Au, Ba, Ca, Co, Mg, Mn, Ni, Nb, Pt, Ta, Ti, V를 함유한 금속, 은합금, 금합금, 칼슘합금, 코발트합금, 크롬합금, 마그네슘합금, 망간합금, 니켈합금, 니오브합금, 탄탈합금, 티탄합금, 바나듐합금, 소결금속, F, S, 및 이들의 금속의 불화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 붕화물 중의 어느 하나로 하고 있다.

본 발명의 청구항 32의 금속의 표면 처리 방법은, 빔 조사 공정에서, 금속 분말층(9)을 형성한 모재 금속(1)에, 진공중 또는 기체중에서, 에너지 빔을 조사한다.

본 발명의 청구항 33의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 부착하는 바인더(6)에 수용성 또는 유기용매 용해성의 바인더(6)를 사용한다.

본 발명의 청구항 34의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 부착하는 바인더(6)에 오일을 사용한다.

본 발명의 청구항 35의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 부착하는 바인더(6)에, 당류 또는 셀룰로오즈류를 사용한다.

본 발명의 청구항 36의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 부착하는 바인더(6)에, 아라비아고무, 트라간트, 가라야고무, 캬라멜, 전분, 가용성 전분, 덱스트린, α전분, 알긴산나트륨, 젤라틴, 로커스트핀검, 카제인 등이고, 반합성품으로는, 리그닌술폰산염, 카르복시메틸셀릴로오스나트륨염, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸화전분나트륨염, 히드록시에틸화전분, 전분인산에스테르나트륨염, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 에스테르검의 어느 하나로 이루어진 천연물, 폴리비닐알코올, 폴리비닐메틸에테르, 폴리아크릴 아미드, 폴리아크릴산나트륨염, 수용성 공중합체, 부분감화초산비닐과 비닐에테르의 공중합체, 아크릴산, 메타크릴산, 마레인산 및 그 에스테르 또는 염의 중합체 또는 공중합체, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 비닐피롤리돈-초산비닐공중합체, 폴리초산비닐, 쿠마론 수지, 석유 수지, 페놀 수지 중의 어느 하나로 이루어진 합성물의 어느 하나를 단독으로 혹은 복수종을 혼합한 것을 사용한다.

본 발명의 청구항 37의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 부착하는 바인더(6)에, 자외선을 조사하여 경화하는 조사 경화 수지를 사용한다.

본 발명의 청구항 38의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 모재 금속 (1)의 표면에 바인더(6)를 도포하고, 이종 금속입자(2)를 바인더(6)의 도포된 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시켜 금속 분말층(9)을 형성한다.

본 발명의 청구항 39의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 모재 금속 (1)의 표면에 이종 금속입자(2)를 가속하여 충돌시키는 동시에, 바인더(6)와 이종 금속입자(2)의 양쪽을 모재 금속(1)의 표면을 향하여 가속하여 금속 분말층(9)을 형성한다.

본 발명의 청구항 40의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 분말 상태의 바인더(6)와 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 정전력으로 부착하고, 그 후, 가열하여 바인더(6)로 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 결합하여 금속 분말층(9)을 형성한다

본 발명의 청구항 41의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 자외선 경화형의 바인더(6)를 개재하여 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 부착하고, 자외선 경화형의 바인더(6)에 자외선을 조사하여 바인더(6)를 경화시켜 모재 금속(1)의 표면에 금속 분말층(9)을 형성한다.

본 발명의 청구항 42의 금속의 표면 처리 방법은, 가막 공정에서, 금속 분말층(9)의 표면에 코팅제를 분무한다.

[발명의 효과]

본 발명의 청구항 1에 관한 금속의 표면 처리 방법은, 간단하고 용이하게, 게다가 능률적으로, 다양한 모재 금속의 표면에 다양한 금속을 확실하게 접합할 수 있는 특징이 있다. 그것은, 본 발명의 표면 처리 방법이, 모재 금속의 표면에 이종 금속입자를 쇼트 피닝하여 이종 금속막을 형성하고, 이종 금속막을 형성한 모재 금속의 표면에 전자 빔을 조사하여 이종 금속막과 모재 금속을 결합하기 때문이다. 특히, 본 발명의 표면 처리 방법은, 모재 금속의 표면에 쇼트 피닝으로 이종 금속막을 설치하고, 그 표면에 전자 빔을 조사하는 것을 특징으로 한다. 쇼트 피닝은, 도금하여 이종 금속막을 형성하는 방법과 같이 폐수를 처리할 필요가 없다. 또한, 용사와 비교하여 간단한 장치로 능률적으로 이종 금속막을 형성할 수 있다. 또한, 이종 금속입자를 쇼트 피닝하여 형성되는 이종 금속막은, 쇼트 피닝하는 이종 금속입자의 입자지름으로 막두께를 컨트롤할 수 있다. 큰 입자지름의 이종 금속입자가 쇼트 피닝되면, 모재 금속의 표면에 지름이 큰 이종 금속입자가 부착되어, 이종 금속막의 막두께가 두꺼워지기 때문이다. 이 때문에, 본 발명의 표면 처리 방법은, 이종 금속입자의 입자지름으로 이종 금속막의 막두께를 자유롭게 컨트롤하여, 용도에 최적인 표면 처리막을 형성할 수 있다. 또한, 이종 금속입자를 쇼트 피닝하는 방법은, 모재 금속의 표면에 균일한 막두께로 이종 금속막을 형성할 수 있다. 그것은, 쇼트 피닝으로 형성되는 이종 금속막은, 모재 금속의 표면에 이종 금속입자가 단층으로 부착하기 때문이다. 쇼트 피닝으로 모재 금속의 표면에 분사되는 이종 금속입자는, 모재 금속에는 부착되지만, 먼저 부착하고 있는 이종 금속입자에는 부착하지 않는다. 이 때문에, 모재 금속의 표면에 이종 금속입자를 불균일하게 분사해도, 모재 금속의 표면에는 단층으로 이종 금속입자가 부착되어, 균일한 막두께의 이종 금속막이 형성된다. 이것은, 전자 빔을 조사하여 이종 금속막과 모재 금속을 결합하는 방법에서 특히 중요하다. 그것은, 일정한 에너지 밀도로 모재 금속의 표면을 주사하는 전자 빔이, 균일한 막두께의 이종 금속막을, 균일한 조건으로 모재 금속과 접합시키기 때문이다. 모재 금속의 표면에 조사되는 전자 빔은, 이종 금속막의 막두께로 최적인 에너지 밀도가 변화한다. 두꺼운 이종 금속막은, 조사하는 전자 빔의 에너지 밀도를 높게, 얇은 이종 금속막은, 조사하는 전자 빔의 에너지 밀도를 낮게 하여, 이상적인 상태로 결합된다. 두꺼운 이종 금속막에 에너지 밀도가 낮은 전자 빔을 조사하면, 이종 금속막의 금속과 모재 금속이 완전하게 결합되지 않는다. 반대로, 얇은 이종 금속막에 에너지 밀도가 높은 전자 빔을 조사하면, 이종 금속막이 열로 소실한다. 본 발명의 표면 처리 방법은, 모재 금속의 표면에 쇼트 피닝으로 이종 금속막을 형성하기 때문에, 이종 금속막을 균일하게, 또한 용도에 최적인 막두께로서 형성할 수 있고, 이 균일한 막두께의 이종 금속막에 전자 빔을 조사하여, 이종 금속과 모재 금속을 이상적인 상태로 결합하고, 확실하게 접합할 수 있다.

또한, 본 발명의 금속의 표면 처리 방법은, 윤활성, 내마모성, 내부식성, 이형성 등 다양한 특성을 가진 금속 표면으로 할 수 있으므로, 이러한 목적에 따른 제품의 금속 표면에 적용할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 청구항 15에 관한 금속의 표면 처리 방법은, 간단하고 용이하게, 게다가 능률적으로, 다양한 모재 금속의 표면에 다양한 금속을 확실하게 접합할 수 있는 특징이 있다. 그것은, 본 발명의 표면 처리 방법이, 모재 금속과 다른 금속입자인 이종 금속입자를 가속하여 충돌시켜, 에너지 빔의 에너지로 소실하는 바인더를 개재하여 모재 금속의 표면에 금속 분말층을 형성하고, 금속 분말층을 형성한 모재 금속의 표면에 전자 빔 또는 레이저 빔으로 이루어진 에너지 빔을 조사하여, 바인더를 소실하여 금속 분말층과 모재 금속을 결합하기 때문이다.

특히, 본 발명의 청구항 15에 관한 표면 처리 방법은, 에너지 빔으로 소실하는 바인더로 이종 금속입자를 부착하고, 모재 금속의 표면에 금속 분말층을 형성하는 것에 더하여, 이종 금속입자를 가속하여, 이것을 모재 금속의 표면에 충돌시켜 금속 분말층을 형성하고 있다. 이 모재 금속의 표면에 충돌되는 이종 금속입자는, 모재 금속의 표면에 접촉하여 빈틈 없이 조밀하게 늘어선다. 이 상태로 이종 금속입자를 부착하여 이루어지는 금속 분말층은, 각각의 이종 금속입자가 서로 접근하여 이종 금속입자의 사이의 바인더를 적게 할 수 있고, 또한 이종 금속입자와 모재 금속 표면의 사이의 바인더도 적게 할 수 있다. 모재 금속을 향하여 가속되어 모재 금속의 표면에 충돌하는 이종 금속입자는, 운동의 에너지로 미경화한, 또는 경화한 바인더내에 침입한다. 이종 금속입자가 바인더내에 침입하는 깊이는, 이종 금속입자의 운동의 에너지로 특정된다. 이종 금속입자의 운동의 에너지는, 모재 금속에 충돌하는 속도의 제곱과 질량의 곱에 비례한다. 질량은 체적과 비중의 곱으로 특정된다. 금속제의 이종 금속입자는 비중이 크고, 작은 입자지름이어도 질량이 크고, 운동의 에너지가 커진다. 큰 운동의 에너지로 모재 금속의 표면에 충돌하는 이종 금속입자는, 모재 금속 표면의 바인더에 깊게 침입한다. 바인더에 깊게 침입하는 이종 금속입자는, 모재 금속의 표면에 접촉하여 표면에 늘어서도록 조밀하게 집합하여, 밀집결합하는 상태로 금속 분말층이 된다.

본 발명의 방법에 따르지 않고, 이종 금속입자를 바인더에 혼합하여 교반하여, 이것을 모재 금속에 표면에 도포하여 이종 금속막을 형성할 수도 있다. 그러나, 이러한 방법으로 형성되는 이종 금속막은, 도 19에 도시하는 바와 같이, 금속 분말 입자(92)가 응집하여 크고 작은 다양한 응집입체(90)를 형성하고, 이 응집입체(90)는 불균일하고, 밀도가 성긴 상태로, 게다가 모재 금속(91)의 표면에 밀착하지 않고 바인더(96)를 개재하여 모재 금속(91)에 부착된다. 이 상태의 이종 금속막 (93)에 에너지 빔이 조사되면 에너지 빔의 에너지와 응집한 응집입체의 크기나 부위에 따라 표면 상태가 현저하게 다른 상태가 된다. 즉, 모재 금속의 표면에 응집한 응집입자체가 접근하는 부분은, 에너지 빔으로 응집입자체가 용해되어 합금층을 형성하여 볼록부가 되고, 또한, 응집입자체가 표면에 접근하여 존재하지 않는 부분은, 에너지 빔이 모재 금속의 표면에 조사되어, 모재 금속을 용융하여 도려내고, 비산하여 오목부로 한다. 따라서, 에너지 빔을 조사한 후의 모재 금속의 표면은, 요철 형상이 되며, 또한 성긴 합금층이 형성되어 균일하고 양호한 표면 처리는 할 수 없다. 이러한 표면 상태의 모재 금속이 마찰면에 사용되면, 접촉하는 상대재를 공격하여, 상대재를 현저하게 파손시키는 폐해가 발생한다.

이에 대해서, 본 발명의 청구항 15에 관한 표면 처리 방법의 가막 공정에서 형성되는 이종 금속막은, 이종 금속입자를 모재 금속의 표면에 고밀도로 집합한 상태로 형성되고, 그것은, 본 발명이, 이종 금속입자를 모재 금속을 향해 가속하여, 이것을 모재 금속의 표면에 충돌시켜 금속 분말층을 형성하기 때문이다. 모재 금속의 표면에 충돌한 이종 금속입자는, 충돌의 충격으로 분산하여 응집하지 않고, 모재 금속의 표면에 밀결합된다. 가속하여 모재 금속의 표면에 충돌되는 이종 금속입자는, 미경화의 바인더내에 침입하여 모재 금속의 표면에 밀결합된다. 또한, 이종 금속입자는 경화한 바인더의 표면에 충돌해도, 운동의 에너지로 바인더내에 침입하고, 모재 금속의 표면에 밀결합된다. 경화한 바인더의 경도가, 모재 금속과 비교하여 충분히 작기 때문이다.

이상 상태, 즉 이종 금속입자를 모재 금속의 표면에 밀결합하고 있는 금속 분말층에 조사되는 에너지 빔은, 이종 금속입자를 용융하여 모재 금속의 표면과 열결합해서 이루어지는 표면층을 형성한다.

또한, 본 발명의 청구항 15의 표면 처리 방법은, 바인더로 모재 금속의 표면에 이종 금속입자로 이루어진 금속 분말층을 형성하기 때문에, 모재 금속의 표면에 두껍게 금속 분말층을 형성할 수 있고, 금속 분말층에 에너지 빔을 더 조사하는 공정에서는, 금속 분말층의 비산량을 줄일 수 있기 때문에, 모재 금속의 표면에 요구되는 막두께의 표면 처리막을 형성할 수 있는 특징이 있다.

그리고 또한, 본 발명의 청구항 15의 표면 처리 방법은, 도금과 같이 폐수를 처리할 필요가 없고, 또한, 용사에 의한 표면 처리 방법에 비교해서 간단한 장치로 능률적으로 표면을 처리할 수 있는 방법이라는 특징도 있다. 이종 금속입자를 더 가속하여, 이것을 충돌시켜서 형성되는 금속 분말층은, 이종 금속입자의 입자지름으로 막두께를 컨트롤할 수도 있다. 큰 입자지름의 이종 금속입자를 모재 금속의 표면에 가속, 충돌시키고 바인더를 개재하여 금속 분말층을 형성하면, 입자지름이 큰 이종 금속입자에 의해서 금속 분말층의 막두께를 두껍게 할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 표면 처리 방법은, 이종 금속입자의 입자지름으로 금속 분말층의 막두께를 자유롭게 컨트롤하여, 용도에 최적인 표면 처리막을 형성할 수 있다. 또한 이종 금속입자를 모재 금속의 표면에 가속하여, 충돌시켜 바인더로 부착하는 방법은, 입체적으로 요철이 있는 모재 금속의 표면에도, 균일한 막두께로 금속 분말층을 형성할 수 있다.

특히, 본 발명의 청구항 14와 청구항 16의 금속의 표면 처리 방법은, 이종 금속막과 모재 금속을 결합하거나, 또는 금속 분말층과 모재 금속을 결합하여 표면층을 형성한 후, 표면층의 표면을 연마 공정으로 연마하고, 또한 본 발명의 청구항 17의 표면 처리 방법은, 연마 공정에서, 표면층에 연마입자를 쇼트 블러스트한다. 쇼트 블러스트하여 연마된 표면층은, 평활면이 되어 마찰 저항을 보다 작게 할 수 있다. 또한, 평활면이 되므로, 표면층에 접촉하는 피접촉면의 마모도 줄일 수 있다. 특히, 이러한 방법에 의하면, 에너지 빔을 주사하여 발생하는 빔의 조사자국을 평활화하고, 적정한 면 거칠기로 정돈하여 깨끗한 표면으로 마무리할 수 있다. 특히, 이러한 방법은, 에너지 빔을 조사하여 발생하는 조사 자국을 연마하여 소정의 평활도로 컨트롤하여, 이상적인 표면도로 할 수 있다. 서로 미끄러지는 상태로 접촉하는 미끄러짐면은 완전한 평활면이 이상이라고는 할 수 없다. 예를 들면, 평활도를 0.01㎛로 하는 미끄러짐면을 서로 접촉시키면, 접촉면은 진공 상태가 되어 거의 미끄러질 수 없게 된다. 이로부터, 마찰 계수를 최소치로 컨트롤하려면, 모재 금속 표면이 가지는 마찰 계수와 그 표면 거칠기가 중요하게 된다. 이로부터, 에너지 빔을 조사하여, 빔을 주사함으로써 에너지 빔의 조사 자국이 생기는 본 발명의 방법은, 그 후의 연마 공정으로 표면의 거칠기를 컨트롤하여 최적인 표면 거칠기로 조정할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 표면 처리 방법은, 빔 조사 공정 후에 연마 공정을 형성하고, 이 연마 공정으로 마무리 표면 거칠기를 컨트롤하여, 이상적인 미끄러짐면으로 할 수 있는 특징이 있다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 다만, 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 금속의 표면 처리 방법을 예시하는 것이며, 본 발명은, 표면 처리 방법을 이하의 방법이나 조건에 특정하지 않는다.

또한, 이 명세서는, 특허 청구의 범위를 이해하기 쉽도록, 실시예에 나타나는 부재에 대응하는 번호를, '특허청구범위' 및 '과제를 해결하기 위한 수단'의 란에 나타나는 부재로 부기하고 있다. 다만, 특허청구범위에 나타나는 부재를, 실시예의 부재로 특정하는 것은 절대 아니다.

본 발명의 금속의 표면 처리 방법은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 쇼트 피닝 공정에서, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자 (2)를 쇼트 피닝하여, 모재 금속(1)의 표면에 이종 금속막(3)을 형성하고, 쇼트 피닝 공정에서 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에, 도 2에 도시한 전자선 조사 공정으로, 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합한다.

[쇼트 피닝 공정]

모재 금속(1)의 표면에, 도 1에 도시한 쇼트 피닝 공정에서, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하여, 모재 금속(1)의 표면에 이종 금속막(3)을 형성한다. 모재 금속(1)은, 용도에 최적인 금속, 예를 들면 Fe, Al, Cu, 철합금, 알루미늄합금, 동합금, Ag, Au, Ba, Ca, Co, F 및 불화물, Mg, Mn, Ni, Nb, Pt, S 및 황화물, Ta, Ti, V를 함유한 금속, 은합금, 금합금, 칼슘합금, 코발트합금, 크롬합금, 마그네슘합금, 망간합금, 니켈합금, 니오브합금, 탄탈합금, 티탄합금, 바나듐합금, 소결금속 등이 사용된다. 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)로는, W, C, B, Ti, Ni, Cr, Si, Mo, Ag, Au, Ba, Be, Ca, Co, Cu, Fe, F 및 불화물, Mg, Mn, Nb, Pt, S 및 황화물, Ta, V 중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 사용한다. 쇼트 피닝은, 복수의 다른 이종 금속입자를 혼합한 것을 사용할 수도 있다. 또한, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)는, 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자를 사용하고, 또한, 반대로 모재 금속(1)보다 융점이 높은 금속입자를 사용한다. 또한, 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자와 높은 금속입자의 양쪽을 혼합한 것을 사용한다.

이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하여 모재 금속(1)에 결합하는 방법은, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 힘차게 충돌시키고, 이종 금속입자(2)의 운동의 에너지로 모재 금속(1)에 물리적으로 결합시킨다. 따라서, 모재 금속(1)과 이종 금속입자(2)에는 다양한 금속을 사용할 수 있다.

쇼트 피닝 공정은, 평균 입자지름을 0.03㎛ 내지 500㎛로 하는 이종 금속입자(2)를, 분사 압력 0.3MPa 이상, 바람직하게는 0.5MPa 이상으로 모재 금속(1)의 표면을 향하여 분사한다. 모재 금속(1)에 분사하는 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름은, 이종 금속막(3)의 막두께를 특정한다. 따라서, 모재 금속(1)에 분사되는 이종 금속입자(2)는, 이종 금속막(3)의 막두께를 고려하여 최적치의 것이 사용되지만, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 50㎛, 더 바람직하게는 0.3㎛내지 10㎛로 한다. 또한, 이종 금속입자(2)에는, 이종 금속막이 되지 않는 반송 담체 입자의 표면에, 이종 금속막이 되는 이종 금속의 미세 금속 입자를 부착하고 있는 것도 사용할 수 있다. 이 이종 금속입자(2)는, 반송 담체 입자의 평균 입자지름을 100㎛ 내지 1mm로 하고, 미세 금속 입자를 0.03㎛ 내지 30㎛로 한다. 이 이종 금속입자(2)는, 미세 금속 입자를 작게 하여, 즉 얇은 이종 금속막을 효율적으로 모재 금속(1)의 표면에 부착할 수 있다. 그것은, 큰 반송 담체 입자의 운동의 에너지가 크고, 이것이 미세 금속 입자를 모재 금속(1)의 표면에 힘차게 충돌시키기 때문이다.

[전자선 조사 공정]

이 공정은, 이종 금속막(3)을 형성하고 있는 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔 (4)을 조사하고, 전자 빔(4)의 에너지로 이종 금속막(3)을 국부 가열하여 모재 금속(1)과 결합한다. 도 2는, 전자선 조사 공정에 사용하는 전자선 조사 장치(10)를 도시한다. 이 전자선 조사 장치(10)는, 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)을 밀폐 챔버(11)에 넣고, 밀폐 챔버(11)를 진공으로 하여 전자 빔(4)을 조사한다. 한편, 밀폐 챔버(11)는, 목적에 따라 질소 가스 등의 기체 분위기로 해도 좋다. 전자 빔(4)은, 이종 금속막(3)을 모재 금속(1)에 결합할 수 있는 최적인 에너지 밀도로서 모재 금속(1)의 표면에 조사된다. 전자선 조사 장치(10)는, 히터(18)를 가열하여 전자를 방사하는 전자총(12)과, 전자총(12)으로부터 방사되는 전자선을 전자 빔 (4)에 자계에서 집속하는 집속 코일(13)과, 집속된 전자 빔(4)을 자계에서 모재 금속(1)의 표면에 주사하는 편향 코일(14)를 구비한다.

전자총(12)은, 히터(18)가 가열되어 열전자를 방출하는 캐소드(15)와, 캐소드(15)로부터 방출되는 전자의 수, 즉 전자 빔(4)의 전류치를 컨트롤하는 바이어스 전극(16)과, 전자 빔(4)을 가속하는 애노드(17)를 구비한다. 캐소드(15)와 바이어스 전극(16)은 부전압, 애노드(17)는 고전압의 정전압이 전원(19)으로부터 공급된다. 전자총(12)으로부터 방사되는 전자 빔(4)은, 집속 코일(13)로 모재 금속(1)의 표면에 소정 면적의 스폿에 집속된다. 또한, 편향 코일(14)로 전자 빔(4)을 주사하여, 모재 금속(1)의 전체면에 전자 빔(4)을 조사한다.

전자 빔(4)의 에너지는, 애노드(17)의 가속 전압과, 바이어스 전극(16)의 부전압에 의한 전자 빔(4)의 전류치와, 편향 코일(14)에 의한 주사 속도로 컨트롤할 수 있다. 애노드(17)의 가속 전압을 높게 하고, 바이어스 전극(16)의 부전압을 작게 하며, 전자 빔(4)을 집속하는 스폿의 면적을 작게 하고, 전자 빔(4)의 주사 속도를 늦게 하여, 조사 영역의 에너지 밀도를 더 높게 할 수 있다.

전자선 조사 장치(10)가 모재 금속(1)의 표면에 조사하는 전자 빔(4)의 에너지는, 이종 금속막(3)의 재질과 막두께, 모재 금속(1)의 종류에 의해 최적치로 더 설정된다. 전자 빔의 에너지는, 바람직하게는 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 합금 상태로 결합하는 크기로 한다. 이 방법에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)이 합금 상태로 결합하여 이루어지는 표면층(5)이 모재 금속(1)의 표면에 형성된다.

다만, 전자 빔의 에너지는, 모재 금속(1)의 표면에 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하고, 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)을 용융하여 이종 금속막(3)을 모재 금속(1)에 결합하는 크기로 컨트롤 할 수도 있다. 이 방법에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 용융하는 이종 금속막 (3)이 모재 금속(1)의 표면에 결합하여 표면층(5)이 형성된다.

또한, 전자선 조사의 에너지는, 모재 금속(1)의 표면에 모재 금속(1)보다 융점이 높은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하고, 전자 빔(4)을 조사하여 모재 금속(1)을 용융하여 이종 금속막(3)을 모재 금속(1)에 결합하는 크기로 컨트롤할 수도 있다. 이 방법에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 용융하는 모재 금속 (1)의 표면에 이종 금속막(3)이 매설되는 상태로 결합하여 이루어지는 표면층(5)이, 모재 금속(1)의 표면에 형성된다.

또한 쇼트 피닝 공정에서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 평균 입자지름이 다른 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 분사하여, 요철이 있는 이종 금속막 (3)을 형성할 수 있다. 이 이종 금속막(3)에 전자 빔을 조사하면, 이종 금속막(3)은, 도면에 도시하는 바와 같이, 표면에 요철이 있는 상태로 모재 금속(1)에 결합되어, 표면을 요철면으로 하는 표면층(5)이 형성된다.

또한, 도시하지 않지만, 쇼트 피닝 공정에서, 다른 금속으로 이루어진 복수의 이종 금속입자를 모재 금속의 표면에 분사하여, 다른 금속으로 이루어진 이종 금속막을 형성할 수도 있다. 이 이종 금속막에 전자 빔을 조사하면, 복수종의 금속입자로 이루어진 표면층을 모재 금속의 표면에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 표면 처리 방법은, 쇼트 피닝 공정과 전자선 조사 공정을 복수회 반복하여, 모재 금속(1)의 표면에, 복수의 표면층(5)을 적층할 수도 있다. 이 방법은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 쇼트 피닝 공정에서, 모재 금속(1)의 표면에 형성한 이종 금속막(3)에, 전자선 조사 공정으로 전자 빔을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하여, 모재 금속(1)의 표면에 표면층(5)을 형성한 후, 이 표면층(5)의 표면에 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하여 이종 금속막(3)을 형성하고, 이 이종 금속막(3)에 전자 빔을 조사하여 이종 금속막(3)을 표면층(5)에 더 결합시켜, 모재 금속(1)의 표면에 2층의 표면층(5)을 적층한다. 또한, 이들 공정을 반복하는 것에 의해서, 다층의 표면층을 모재 금속의 표면에 적층할 수 있다. 이와 같이, 모재 금속(1)의 표면에 복수의 표면층(5)을 적층하는 방법은, 모재 금속(1)의 표면에 두꺼운 막을 형성할 수 있다. 또한, 모재 금속(1)의 표면에 적층되는 복수의 표면층(5)은, 동일한 금속으로 할 수도, 다른 금속으로 할 수도 있다. 동일한 금속으로 이루어진 표면층을 모재 금속의 표면에 적층하는 방법은, 동일 금속으로 이루어진 막이 두꺼운 표면층을 모재 금속의 표면에 형성할 수 있다. 또한, 다른 금속으로 이루어진 표면층을 모재 금속의 표면에 적층하는 방법은, 성질이 다른 복수의 금속막을 적층 상태로 모재 금속의 표면에 형성할 수 있다.

본 발명의 금속의 표면 처리 방법은, 상술한 쇼트 피닝 공정과 전자선 조사 공정을 복수회 반복하여 행할 수 있으므로, 모재 금속의 표면에 형성되는 표면층 전체의 막두께를 두껍게 할 수 있다. 따라서, 이 막두께를 조정하는 것에 의해서, 여러 가지 광범위한 제품의 금속 표면을 목적에 따라 가공할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 하나의 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법의 쇼트 피닝 공정을 도시한 개략도이다.

[도 2] 본 발명의 하나의 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법의 전자선 조사 공정을 도시한 개략도이다.

[도 3] 본 발명의 하나의 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 4] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 5] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 6] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 7] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 8] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법의 가막 공정을 도시한 개략도이다.

[도 9] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법의 가막 공정을 도시한 개략 단면도이다.

[도 10] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법의 가막 공정을 도시한 개략 단면도이다.

[도 11] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법의 가막 공정을 도시한 개략 단면도이다.

[도 12] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법의 가막 공정을 도시한 개략 단면도이다.

[도 13] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다

[도 14] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 15] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 16] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 17] 본 발명의 다른 실시예에 관한 금속의 표면 처리 방법을 도시한 개략 단면도이다.

[도 18] 볼 온 디스크 마모 시험의 일례를 도시한 개략 사시도이다.

[도 19] 종래의 표면 처리 방법으로 모재 금속에 이종 금속막을 형성하는 일례를 도시한 확대 단면도이다.

[부호의 설명 ]

1…모재 금속

2…이종 금속입자

3…이종 금속막

4…전자 빔

5…표면층

6…바인더

7…노즐

8…도전 용기

9…금속 분말층

10…전자선 조사 장치

11…밀폐 챔버

12…전자총

13…집속 코일

14…편향 코일

15…캐소드

16…바이어스 전극

17…애노드

18…히터

19…전원

90…응집입자체

91…모재 금속

92…금속 분말 입자

93…이종 금속막

96…바인더

실시예 1

(1) 쇼트 피닝 공정

모재 금속(1)인 순동 또는 동합금의 표면에, 이황화몰리브덴으로 이루어진 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝한다. 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름은 10㎛, 쇼트 피닝의 분사 압력은 1MPa로 한다. 이 쇼트 피닝으로 모재 금속(1)의 표면에 이 황화 몰리브덴의 이종 금속막(3)을 형성한다.

(2) 전자선 조사 공정

표면에 이황화몰리브덴의 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)을 밀폐 챔버(11)에 넣고, 밀폐 챔버(11)를 배기하여 진공으로서 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔(4)을 조사한다. 전자선 조사의 조건은 이하와 같이 설정한다. 밀폐 챔버(11)의 진공도는 7Pa이하로 한다.

전자 빔의 스폿의 직경…0.3mm

가속 전압…………………30kV

빔 전류……………………100mA

전자 빔의 주사 면적……30mm×30mm

전체면의 주사 시간………2초

전자 빔(4)을 평행하게 주사하여, 전체 주사 면적에 균일하게 전자선 조사하면, 모재 금속(1)의 표면에 구리와 이황화몰리브덴을 합금 상태로 하는 윤활성이 뛰어난 표면층이 생긴다. 이 표면층은, 단순히 이황화몰리브덴을 쇼트 피닝하여 모재 금속(1)의 표면에 부착한 표면 처리와 비교하여, 철과 이황화몰리브덴이 합금 상태가 되어 강하게 결합하여, 극히 뛰어난 윤활성과 내마모성을 실현한다.

또한, 이상의 쇼트 피닝 공정과 전자선 조사 공정을 복수회 반복하여, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)의 철과 합금 상태가 되어 강하게 결합하고 있는 이황화몰리브덴의 표면층을 두껍게 형성할 수 있다.

실시예 2

(1) 쇼트 피닝 공정

모재 금속(1)의 Ti 표면에, 텅스텐의 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝한다. 이종 금속입자(2)인 텅스텐의 평균 입자지름은 20㎛, 쇼트 피닝의 분사 압력은 1MPa로 한다. 이 쇼트 피닝으로 모재 금속(1)의 표면에 텅스텐의 이종 금속막(3)을 형성한다.

(2) 전자선 조사 공정

표면에 텅스텐의 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)을 밀폐 챔버(11)에 넣고, 밀폐 챔버(11)를 배기하여 진공으로서 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔(4)을 조사한다. 전자선 조사의 조건은 이하와 같이 설정한다. 밀폐 챔버(11)의 진공도는 7Pa이하로 한다.

전자 빔의 스폿의 직경…0.3mm

가속 전압…………………30kV

빔 전류……………………110mA

전자 빔의 주사 면적……30mm×30mm

전체면의 주사 시간………1초

전자 빔(4)을 평행하게 주사하여, 전체 주사 면적에 균일하게 전자선 조사하면, 모재 금속(1)의 표면에 티탄과 텅스텐을 합금 상태로 하는 내마모성이 뛰어난 표면층이 생긴다. 이 표면층은, 단순히 텅스텐을 쇼트 피닝하여 모재 금속(1)의 표면에 부착한 표면 처리와 비교하여, 텅스텐과 티탄이 합금 상태가 되어 강하게 결합하고, 극히 뛰어난 내마모성을 실현한다.

또한, 이 방법도, 이상의 쇼트 피닝 공정과 전자선 조사 공정을 복수회 반복하여, 모재 금속의 표면에, 모재 금속의 티탄과 합금 상태가 되어 강하게 결합하고 있는 텅스텐의 표면층을 두껍게 형성할 수 있다.

실시예 3

(1) 쇼트 피닝 공정

모재 금속(1)에 SKD-11를 사용하여, SiC으로 이루어진 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝한다. 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름은 3㎛, 쇼트 피닝의 분사 압력은 1MPa로 한다. 이 쇼트 피닝으로, 모재 금속(1)의 표면에 SiC의 이종 금속막(3)을 형성한다.

(2) 전자선 조사 공정

표면에 SiC의 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)을 밀폐 챔버(11)에 넣고, 밀폐 챔버(11)를 배기하여 진공으로서, 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔(4)을 조사한다. 전자선 조사의 조건은 이하와 같이 설정한다. 밀폐 챔버(11)의 진공도는 7Pa이하로 한다.

전자 빔의 스폿의 직경…0.3mm

가속 전압…………………30kV

빔 전류……………………100mA

전자 빔의 주사 면적……30mm×30mm

전체면의 주사 시간………2초

전자 빔(4)을 평행하게 주사하여, 전체 주사 면적에 균일하게 전자선 조사하 면, 모재 금속(1)의 표면에 SKD-11과 SiC를 합금 상태로 하는 표면층이 생긴다. 이 표면층과 모재 금속인 SKD-11의 마찰 계수를 볼온 디스크 시험 방법으로 측정하면, 모재 금속과, 얻어진 표면층의 마찰 계수는, 1:0.2가 되었다. 이로부터, 마찰 계수가 낮은 표면층이 얻어진 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 금속의 표면 처리 방법은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 가막 공정에서, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)을 향하여 가속하여 충돌시키고, 에너지 빔의 에너지로 소실하는 바인더(6)를 개재하여 부착하여 모재 금속(1)의 표면에 금속 분말층(9)을 형성하고, 가막 공정에서 금속 분말층(9)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에, 도 2에 도시한 빔 조사 공정에서, 전자 빔(4) 또는 레이저 빔으로 이루어진 에너지 빔을 조사하여 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 결합할 수도 있다.

[가막 공정]

모재 금속(1)의 표면에, 도 8에 도시한 가막 공정에서, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 바인더(6)로 부착하여 금속 분말층(9)을 형성한다. 이종 금속입자(2)는, 모재 금속(1)을 향하여 가속하고, 모재 금속(1)의 표면에 충돌시켜, 바인더(6)로 모재 금속(1)의 표면에 부착한다.

모재 금속(1)은, 용도에 최적인 금속, 예를 들면 Fe, Al, Cu, 철합금, 알루미늄합금, 동합금, Ag, Au, Ba, Ca, Co, Mg, Mn, Ni, Nb, Pt, Ta, Ti, V를 함유한 금속, 은합금, 금합금, 칼슘합금, 코발트합금, 크롬합금, 마그네슘합금, 망간합금, 니켈합금, 니오브합금, 탄탈합금, 티탄합금, 바나듐합금, 소결금속, F, S, 및 이들 금속의 불화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 붕화물 등이 사용된다.

이종 금속입자(2)에는, W, C, B, Ti, Ni, Cr, Si, Mo, Ag, Au, Ba, Be, Ca, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Nb, Pt, Ta, V, F, S, 및 이들의 금속의 불화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 붕화물 중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 사용한다. 금속 분말층(9)의 이종 금속입자(2)는, 복수의 다른 이종 금속입자를 혼합한 것을 사용할 수도 있다. 또한, 금속 분말층(9)의 이종 금속입자(2)는, 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자를 사용하고, 또한, 반대로 모재 금속(1)보다 융점이 높은 금속입자를 사용할 수도 있다. 또한, 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자와 융점이 높은 금속입자의 양쪽을 혼합한 것을 사용할 수도 있다. 모재 금속 표면의 마찰 저항을 작게 하고, 내마모성을 더 향상하려면, 이종 금속입자로서 이황화몰리브덴과 황화텅스텐과 질화붕소 중의 어느 하나를 사용하거나, 혹은 이들의 혼합물을 사용한다.

이종 금속입자(2)의 금속 분말층(9)을 모재 금속(1)에 형성하려면, 모재 금속(1)의 표면에 바인더(6)를 도포하고, 바인더(6)를 마련한 모재 금속(1)의 표면을 향하여 이종 금속입자(2)를 가속하여, 이것을 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다. 모재 금속(1)의 표면에 충돌하는 이종 금속입자(2)는, 운동의 에너지로 바인더(6)의 내부에 침입하여, 모재 금속(1)의 표면에 밀결합하여 금속 분말층이 된다.

이종 금속입자(2)는, 가압 유체의 에너지로 가속되거나, 혹은 전계로 가속되어, 모재 금속(1)의 표면에 충돌된다. 이종 금속입자(2)를 가속하는 가압 유체는, 가압 공기 또는 가압 액체이다. 가압 공기로 이종 금속입자(2)를 가속하려면, 쇼트 피닝이 적합하다. 쇼트 피닝은, 가압된 공기로 이종 금속입자(2)를 가속하여, 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다. 쇼트 피닝은, 미리 바인더(6)를 도포하고 있는 모재 금속(1)의 표면에 이종 금속입자(2)를 가속하여 충돌시킨다. 쇼트 피닝으로 가속하여 모재 금속(1)에 충돌되는 이종 금속입자(2)는, 미경화인 바인더(6)속에 침입하거나, 혹은 경화한 바인더속에 침입하여, 모재 금속(1)의 표면에 밀결합하여 금속 분말층(9)을 형성한다. 이 방법은, 공기의 압력을 0.3MPa 이상, 바람직하게는 0.5MPa 이상으로 하여 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면을 향하여 가속한다. 공기압은, 바인더를 미경화인 상태로 하거나, 혹은 경화한 상태로 하거나 하여 변화시킨다. 미경화인 바인더를 향하여 이종 금속입자를 가속하는 공기압은, 경화한 바인더에 이종 금속입자를 가속하는 공기압보다 낮게 할 수 있다. 그것은, 미경화인 바인더는, 이종 금속입자를 부드럽게 내부에 침입시킬 수 있고, 경화한 바인더는 이종 금속입자를 내부에 침입시키는 데에, 큰 운동의 에너지를 필요로 하기 때문이다. 바인더는 경화하더라도 모재 금속보다 경도가 낮고, 유체로 가속된 이종 금속입자를 내부에 침입시켜, 모재 금속의 표면에 밀결합할 수 있다.

가압된 액체로 이종 금속입자를 가속하려면, 도 9에 도시하는 바와 같이, 이종 금속입자(2)를 액상 내지 페이스트상의 바인더(6)에 혼합하여, 이종 금속입자 (2)를 혼합하고 있는 바인더(6)를 가압하여 노즐(7)로부터 분사하여, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다. 바인더(6)와 함께 모재 금속(1)를 향하여 가속되는 이종 금속입자(2)는, 바인더(6)보다 비중이 크고, 바인더(6)보다 큰 운동의 에너지로 바인더(6)내에 침입하여, 모재 금속(1)의 표면에 부착되어 금속 분말층(9)이 된다.

도 10과 도 11은, 이종 금속입자(2)를 전계로 가속하여 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다.

도 10의 방법은, 이종 금속입자(2)와 모재 금속(1)에 고전압을 인가한다. 이종 금속입자(2)는, 노즐(7)로부터 대전하여 분사된다. 대전한 이종 금속입자(2)는, 정전계에 가속되어 모재 금속(1)에 충돌한다. 이 방법은, 바인더(6)를 도포하고 있는 모재 금속(1)의 표면에, 바인더(6)가 미경화인 상태로, 전계에서 가속된 이종 금속입자(2)를 충돌시켜 금속 분말층(9)을 형성한다. 이 방법은, 바인더와 이종 금속입자의 양쪽을 전계에서 가속하여 모재 금속의 표면에 충돌시켜, 금속 분말층을 형성할 수도 있다.

도 11의 방법은, 이종 금속입자(2)를 혼합하고 있는 바인더(6)에 모재 금속 (1)을 침지하고, 바인더(6)를 충전하고 있는 도전 용기(8)와 모재 금속(1)에 전압을 인가한다. 바인더(6)에 혼합되는 이종 금속입자(2)는 대전하여, 정전력으로 모재 금속(1)의 표면을 향해 가속된다.

또한, 도 12는, 자계에서 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌하는 방법을 나타낸다. 이러한 도면의 방법은, 이종 금속입자(2)를 전계와 자계의 양쪽에 가속하여 모재 금속(1)의 표면에 충돌시킨다. 이 방법은, 이종 금속입자(2)를 노즐(7)로부터 대전하여 분사시킨다. 분사되는 이종 금속입자(2)는, 자계에서 가속되고 또한 자계에서 집속되어 모재 금속(1)의 표면에 충돌된다. 이 방법은, 노즐(7)로부터 분사되는 이종 금속입자(2)를 자계에서 빔 상태로 집속하여 모재 금속(1)의 표면에 충돌할 수 있다. 따라서, 이종 금속입자(2)의 빔을 모재 금속(1)의 표면에 주사하여 모재 금속(1)의 표면 전체면에, 가속된 이종 금속입자(2)를 충돌할 수 있다.

바인더(6)는, 에너지 빔의 조사로 소실한다. 즉, 바인더(6)는, 전자 빔이나 레이저 빔의 에너지로 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 용융 상태로 결합하기에 앞서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 가결합하는 것이다. 따라서, 바인더(6)는, 전자 빔이나 레이저 빔의 조사로 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 용융하여 결합할 때까지, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 결합하면 충분하다. 바인더(6)는, 에너지 빔으로 소실하지만, 반드시 바인더의 모든 성분을 완전하게 소실할 필요는 없다. 에너지 빔으로 바인더에 포함되는 성분의 일부, 예를 들면, 바인더에 실리콘을 함유하고, 이 실리콘을 이종 금속입자와 모재 금속의 합금 성분에 포함시킬 수도 있다.

바인더(6)는, 수용성 또는 유기용매 용해성의 것이며, 예를 들면, 당류나 셀룰로오스류를 사용한다. 더 구체적으로는, 바인더(6)에는, 아라비아고무, 트라간트, 가라야고무, 캬라멜, 전분, 가용성 전분, 덱스트린, α전분, 알긴산나트륨, 젤라틴, 로카스트핀검, 카제인 등이며, 반합성품으로는, 리그닌술폰산염, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨염, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸화전분나트륨염, 히드록시에틸화전분, 전분인산에스테르나트륨염, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 에스테르검중의 어느 하나로 이루어진 천연물, 폴리비닐알코올, 폴리비닐메틸에테르, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산나트륨염, 수용성 공중합체, 부분감화초산비닐과 비닐 에테르의 공중합체, 아크릴산, 메타크릴산, 마레인산 및 그 에스테르 또는 염의 중합체 또는 공중합체, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 비닐피롤리돈초산비닐 공중합체, 폴리초산비닐, 쿠마론 수지, 석유 수지, 페놀 수지 중의 어느 하나로 이루어진 합성물의 어느 하나를 단독으로 혹은 복수종을 혼합한 것을 사용한다. 또한 바인더(6)로는, 자외선을 조사하여 경화하는 조사 경화 수지를 사용할 수도 있고, 또한, 오일과 같이 이종 금속입자를 부착하는 작용이 있는 액체도 사용할 수 있다. 윤활유의 오일은, 점도를 높게 하여 금속 분말층을 두껍게, 또한, 점도를 낮게 하여 금속 분말층을 얇게 할 수 있다. 오일은, 접착제와 같이 경화하지 않지만, 그 점착력으로 이종 금속입자를 모재 금속의 표면에 부착한다.

가막 공정은, 분말상의 바인더(6)와 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 정전력으로 부착하고, 그 후, 가열하여 바인더(6)와 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 결합하여 금속 분말층(9)을 형성할 수도 있다. 이 바인더(6)에는, 가열하면 용융하는 핫 멜트의 바인더를 사용한다. 핫 멜트의 바인더는, 가열하여 용융한 후, 냉각하여 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 결합한다. 분말의 바인더(6)와 이종 금속입자(2)를 정전력으로 모재 금속(1)의 표면을 향해 가속하면, 이종 금속입자(2)의 비중이 바인더(6)보다 크고, 이종 금속입자(2)의 운동의 에너지가 커진다. 따라서, 바인더(6)와 이종 금속입자(2)의 분말을 정전력으로 가속하여 모재 금속(1)의 표면에 부착하면, 무거운 이종 금속입자(2)가 가벼운 바 인더(6)의 내부에 침입하여, 모재 금속(1)의 표면에 밀결합하여 금속 분말층(9)이 된다.

바인더(6)를 개재하여 모재 금속(1)의 표면에 결합되는 금속 분말층(9)은, 바인더(6)의 점도와 바인더(6)를 도포하는 막두께로, 금속 분말층(9)의 막두께를 컨트롤할 수 있다. 바인더(6)의 점도를 높게 하여 금속 분말층(9)의 막두께를 두껍게 할 수 있다. 또한, 모재 금속(1)의 표면에 도포하는 도막을 두껍게 하고, 금속 분말층(9)의 막두께를 두껍게 할 수도 있다. 바인더(6)의 점도는, 용제로의 희석량으로 컨트롤할 수 있다. 바인더(6)는, 용제량을 많게 하여 얇게 희석하여 점도를 낮게 할 수 있다.

가막 공정은, 평균 입자지름을 0.03㎛ 내지 500㎛로 하는 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면을 향해 가속하여 충돌시킨다. 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름은, 금속 분말층(9)의 막두께에 영향을 미친다. 모재 금속(1)에 분사되는 이종 금속입자(2)는, 금속 분말층(9)의 막두께를 고려하여 최적치의 것이 사용되지만, 바람직하게는 0.1㎛이상, 더 바람직하게는 0.3㎛이상이며, 바람직하게는 50㎛이하, 더 바람직하게는 10㎛이하로 한다.

또한, 이종 금속입자에는, 금속 분말층이 되지 않는 반송 담체 입자의 표면에, 금속 분말층이 되는 이종 금속의 미세 금속 입자를 부착하고 있는 것도 사용할 수 있다. 이 이종 금속입자는, 반송 담체 입자의 평균 입자지름을 100㎛ 내지 1mm로 하고, 미세 금속 입자를 0.03㎛ 내지 30㎛로 한다. 이 이종 금속입자는, 미세 금속 입자를 작게 하여, 즉 얇은 금속 분말층을 효율적으로 모재 금속의 표면에 부 착할 수 있다. 그것은, 큰 반송 담체 입자의 운동의 에너지가 크고, 이것이 미세 금속 입자를 모재 금속의 표면에 힘차게 충돌시키기 때문이다.

[빔 조사 공정]

이 공정은, 금속 분말층(9)을 형성하고 있는 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔 또는 레이저 빔으로 이루어진 에너지 빔을 조사하고, 에너지 빔의 에너지로 금속 분말층(9)을 국부 가열하여 모재 금속(1)과 결합한다. 도 2는, 빔 조사 공정에 사용하는 전자선 조사 장치(10)를 도시한다. 이 전자선 조사 장치(10)는, 금속 분말층(9)을 형성한 모재 금속(1)을 밀폐 챔버(11)에 넣고, 밀폐 챔버(11)를 진공으로 하여 전자 빔(4)을 조사한다. 한편, 밀폐 챔버(11)는, 목적에 따라 질소 가스 등의 기체 분위기하로 해도 좋다. 전자 빔(4)은, 금속 분말층(9)을 모재 금속(1)에 결합할 수 있는 최적인 에너지 밀도로서 모재 금속(1)의 표면에 조사된다. 전자선 조사 장치(10)는, 히터(18)를 가열하여 전자를 방사하는 전자총(12)과, 전자총(12)으로부터 방사되는 전자선을 전자 빔(4)에 자계에서 집속하는 집속 코일(13)과, 집속된 전자 빔(4)을 자계에서 모재 금속(1)의 표면에 주사하는 편향 코일(14)을 구비한다.

전자총(12)은, 히터(18)가 가열되어 열전자를 방출하는 캐소드(15)와, 캐소드(15)로부터 방출되는 전자의 수, 즉 전자 빔(4)의 전류치를 컨트롤하는 바이어스 전극(16)과, 전자 빔(4)을 가속하는 애노드(17)을 구비한다. 캐소드(15)와 바이어스 전극(16)은 부전압, 애노드(17)는 고전압의 정전압이 전원(19)으로부터 공급된다. 전자총(12)으로부터 방사되는 전자 빔(4)은, 집속 코일(13)로 모재 금속(1)의 표면에 소정의 면적의 스폿에 집속된다. 또한, 편향 코일(14)로 전자 빔(4)을 주사하여, 모재 금속(1)의 전체면에 전자 빔(4)을 조사한다.

전자 빔(4)의 에너지는, 애노드(17)의 가속 전압과, 바이어스 전극(16)의 부전압에 의한 전자 빔(4)의 전류치와, 편향 코일(14)에 의한 주사 속도로 컨트롤할 수 있다. 애노드(17)의 가속 전압을 높게 하고, 바이어스 전극(16)의 부전압을 작게 하여, 전자 빔(4)을 집속하는 스폿의 면적을 작게 하고, 또한 전자 빔(4)의 주사 속도를 늦게 하여, 조사 영역의 에너지 밀도를 높게 할 수 있다.

전자선 조사 장치(10)가 모재 금속(1)의 표면에 조사하는 전자 빔(4)의 에너지는, 금속 분말층(9)의 재질과 막두께, 모재 금속(1)의 종류에 의해 최적치로 더 설정된다. 전자 빔의 에너지는, 바람직하게는 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 합금 상태로 결합하는 크기로 한다. 이 방법에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 합금 상태로 결합하여 이루어지는 표면층(5)이 모재 금속(1)의 표면에 형성된다.

다만, 전자 빔(4)의 에너지는, 모재 금속(1)의 표면에 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하고, 전자 빔(4)을 조사하고 금속 분말층(9)을 용융하여 금속 분말층(9)을 모재 금속(1)에 결합하는 크기로 컨트롤할 수도 있다. 이 방법에서는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 용융하는 금속 분말층(9)이 모재 금속(1)의 표면에 결합하여 표면층(5)이 형성된다.

또한, 전자선 조사의 에너지는, 모재 금속(1)의 표면에 모재 금속(1)보다 융점이 높은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하고, 전자 빔(4)을 조사하고 모재 금속(1)을 용융하여 금속 분말층(9)을 모재 금속(1)에 결합하는 크기로 컨트롤할 수도 있다. 이 방법에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 용융하는 모재 금속 (1)의 표면에 금속 분말층(9)이 매설되는 상태로 결합하여 이루어지는 표면층(5)이, 모재 금속(1)의 표면에 형성된다.

또한 가막 공정에서, 도 16에 도시하는 바와 같이, 평균 입자지름이 다른 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 분사하여, 요철이 있는 금속 분말층(9)을 형성할 수 있다. 이 금속 분말층(9)에 전자 빔을 조사하면, 금속 분말층(9)은, 도면에 도시하는 바와 같이, 표면에 요철이 있는 상태로 모재 금속(1)에 결합되고, 표면을 요철면으로 하는 표면층(5)이 형성된다.

또한, 도시하지 않지만, 가막 공정에서, 다른 금속으로 이루어진 복수의 이종 금속입자를 모재 금속의 표면에 분사하고, 다른 금속으로 이루어진 금속 분말층을 형성할 수도 있다. 이 금속 분말층에 전자 빔을 조사하면, 복수종의 금속입자로 이루어진 표면층을 모재 금속의 표면에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 표면 처리 방법은, 가막 공정과 빔 조사 공정을 복수회 반복하여, 모재 금속(1)의 표면에, 복수의 표면층(5)을 적층할 수도 있다. 이 방법은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 가막 공정으로 모재 금속(1)의 표면에 형성한 금속 분말층(9)에, 빔 조사 공정으로 에너지 빔을 조사하고 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 결합하여, 모재 금속(1)의 표면에 표면층(5)을 형성한 후, 이 표면층(5)의 표면에 바인더(6)를 개재하여 금속 분말층(9)을 형성하고, 이 금속 분말층(9)에 에너지 빔을 조사하여 금속 분말층(9)을 표면층(5)에 더 결합시키고, 모재 금속(1) 의 표면에 2층의 표면층(5)을 적층한다. 이러한 공정을 더 반복하는 것에 의해서, 다층의 표면층을 모재 금속의 표면에 적층할 수 있다. 이와 같이, 모재 금속(1)의 표면에 복수의 표면층(5)을 적층하는 방법은, 모재 금속(1)의 표면에 두꺼운 막을 형성할 수 있다. 또한, 모재 금속(1)의 표면에 적층되는 복수의 표면층(5)은, 동일한 금속으로 할 수도, 다른 금속으로 할 수도 있다. 동일한 금속으로 이루어진 표면층을 모재 금속의 표면에 적층하는 방법은, 동일 금속으로 이루어진 후막이 두꺼운 표면층을 모재 금속의 표면에 형성할 수 있다. 또한, 다른 금속으로 이루어진 표면층을 모재 금속의 표면에 적층하는 방법은, 성질이 다른 복수의 금속막을 적층 상태로 모재 금속의 표면에 형성할 수 있다.

본 발명의 금속의 표면 처리 방법은, 상술한 가막 공정과 빔 조사 공정을 복수회 반복하여 행할 수 있으므로, 모재 금속의 표면에 형성되는 표면층 전체의 막두께를 두껍게 할 수 있다. 따라서, 이 막두께를 조정하는 것에 의해서, 여러 가지 광범위한 제품의 금속 표면을 목적에 따라 가공할 수 있다.

이상의 방법은, 금속 분말층(9)에 전자 빔(4)을 조사하여, 금속 분말층(9)을 모재 금속(1)의 표면에 결합하지만, 전자 빔 대신에 레이저 빔을 조사하여, 금속 분말층을 모재 금속의 표면에 결합할 수도 있다. 즉, 전자 빔의 에너지 대신에 레이저 빔의 에너지로 금속 분말층을 모재 금속의 표면에 결합할 수도 있다. 레이저 빔은, 전자의 에너지에 대신하여, 전자파의 에너지로 이종 금속입자와 모재 금속의 양쪽 모두 또는 한쪽을 용융하여, 금속 분말층을 모재 금속의 표면에 강하게 결합한다.

[연마 공정]

연마 공정은, 모재 금속에 금속 분말층을 결합하여 형성되는 표면층의 표면을 연마하여 평활하게 한다. 이 연마 공정은 본 발명에 필수의 공정은 아니지만, 표면층을 연마함으로써 표면을 소정의 평활도로 컨트롤하여 보다 마찰 저항을 작게 할 수 있다. 또한, 표면층이 접촉하는 피접촉면의 마모도 줄일 수 있다. 연마 공정은, 모재 금속의 표면층에 연마입자를 쇼트 블러스트하여 처리된다. 연마입자에는 실리콘 카바이트, 실리카, 알루미나, 혹은 이들 혼합물인 무기의 미분말, 또한 W, C, B, Ti, Ni, Cr, Si, Mo, Ag, Au, Ba, Be, Ca, Co, Cu, Fe, F 및, 불화물, Mg, Mn, Nb, Pt, S 및 황화물, Ta, V 중의 적어도 어느 하나를 함유한 금속입자도 사용할 수 있다. 연마 공정으로 쇼트 블러스트에 사용되는 연마입자는 평균 직경을 1㎛보다 크게, 또한 50㎛보다 작게 한다.

실시예 4

(1) 가막 공정

철공구강(SKD-11)으로 이루어진 모재 금속의 표면에 페이스트상의 바인더를 도포한다. 바인더에는, 아라비아 고무를 사용한다. 바인더가 미경화인 상태로, 이종 금속입자로서 이황화 몰리브덴의 분말을 쇼트 피닝한다. 쇼트 피닝되는 이황화 몰리브덴의 분말은, 가압 공기로 모재 금속의 표면을 향하여 가속되고, 모재 금속의 철공구강의 표면에 충돌하여 금속 분말층이 된다. 이종 금속입자의 이황화 몰리브덴 분말은, 평균 입자지름을 10㎛, 쇼트 피닝하는 공기의 압력을 0.1MPa로 한다. 그 후, 바인더를 경화시킨다. 이 가막 공정에서, 모재 금속의 표면에, 막두께를 200㎛로 하는 이황화 몰리브덴의 금속 분말층을 형성한다.

(2) 빔 조사 공정

바인더를 경화시킨 후, 이황화 몰리브덴의 금속 분말층을 형성한 모재 금속을 밀폐 챔버에 넣는다. 밀폐 챔버를 배기하여 진공으로서, 모재 금속의 표면에 전자 빔을 조사한다. 전자선 조사의 조건은, 이하와 같이 설정한다. 밀폐 챔버의 진공도는 7Pa이하로 한다.

전자 빔의 스폿의 직경…0.3mm

가속 전압…………………30kV

빔 전류……………………100mA

전자 빔의 주사 면적……30mm×30mm

전체면의 주사 시간………87초

전자 빔을 평행하게 주사하여, 전체 주사 면적에 균일하게 전자 빔을 조사하면, 이황화몰리브덴과 철공구강(SKD-11)이 용융하여 결합하고, 모재 금속의 표면에 윤활성이 뛰어난 이황화 몰리브덴의 표면층이 생긴다. 그 후, 전자 빔을 조사하는 상태로 비산하여 표면에 부착하는 이종 금속입자를 비벼 제거하여 표면거칠기를 조정한다.

이상의 공정으로, 약 10㎛의 이황화 몰리브덴의 표면층이 생긴다. 이 표면층은, SKD-11의 금속과 이황화몰리브덴이 합금 상태가 되어 강하게 결합하여, 극히 작은 마찰 계수로 할 수 있는 동시에, 극히 뛰어난 내마모성도 실현된다. 이상의 방법으로 표면 처리된 철공구강은, 다만, 3황화 몰리브덴을 쇼트 피닝하는 방법과 비교하여, 표면층을 극히 강고하게 결합할 수 있다.

이상의 방법으로 표면 처리된 철공구강은, 표면의 마찰 계수가 극히 작은 값이 된다.

실시예 5

실시예 4에서 표면 처리된 표면층을, 이하의 연마 공정으로 연마하여 최적인 평활도로 마무리하는 것 이외에, 실시예 4와 동일하게 하여 모재 금속을 표면 처리한다. 이 표면층은, 연마 공정에서, 에너지 빔의 조사자국이 평활화된다. 연마 공정은 표면층에 연마입자를 쇼트 블러스트하여, 표면을 평활하게 연마한다. 쇼트 블러스트에 의한 연마 행정은, 제1 쇼트 블러스트에서, 평균 직경 50㎛의 실리콘 카바이트를 0.5MPa로 가압된 공기로 분사하고, 제2 쇼트 블러스트에서 20㎛의 실리콘 카바이트를 1.2MPa로 가압된 공기로 분사하여 행한다. 제3 쇼트 블러스트는, 플라스틱 입자의 표면에 다이아몬드의 분말을 부착하고 있는 입자체를 1MPa의 공기로 더 분사하여 행한다.

연마된 표면층은, 볼 온 디스크 마모 시험에서의 표면의 마찰 계수가 0.27로 가장 마찰 계수가 작다고 여겨지는 DLC의 0.2에 필적하는 극히 작은 값이 된다.

다만, 볼 온 디스크 마모 시험은, 이하의 조건으로 도 18에 도시하는 바와 같이 하여 행한다.

[측정 조건]

미끄러짐 속도…0.1m/sec

가중………………5N

측정 시간………900sec

상대방 강철구…………SUJ2(3/8인치)

실시예 6

이종 금속입자를 이황화몰리브덴으로부터 이황화텅스텐으로 하는 것 이외에, 실시예 4와 동일하게 하여 모재 금속의 표면에 약 10㎛의 이황화텅스텐의 표면층을 형성한다. 이 표면층은, SKD-11의 금속과 이황화 텅스텐이 합금 상태가 되어 강하게 결합하여, 극히 작은 마찰 계수로 할 수 있고, 또한, 극히 뛰어난 내마모성도 실현된다. 이상의 방법으로 표면 처리된 철공구강은, 다만, 이황화텅스텐을 쇼트 피닝하는 방법과 비교하여, 표면층을 극히 강고하게 결합할 수 있다.

이상의 방법으로 표면 처리된 철공구강도, 표면의 마찰 계수가 극히 작아진다.

실시예 7

실시예 6에서 표면 처리된 표면층을, 실시예 5와 동일한 연마 공정으로 연마하여 최적인 평활도로 마무리하는 것 이외에, 실시예 6과 동일하게 하여 모재 금속을 표면 처리한다. 이 표면층은, 연마 공정에서, 에너지 빔의 조사 자국이 평활화되어, 표면의 마찰 계수가 0.3으로 가장 마찰 계수가 작다고 여겨지는 DLC의 0.2에 가까운 극히 작은 값이 된다.

실시예 8

이종 금속입자를 이황화몰리브덴으로부터 질화붕소로 하는 것 이외에, 실시예 4와 동일하게 하여 철공구강의 표면에 약 10㎛의 질화붕소의 표면층을 형성한 다. 이 표면층도, SKD-11의 금속과 질화붕소가 합금 상태가 되어 강하게 결합하여, 극히 작은 마찰 계수로 할 수 있고, 또한, 극히 뛰어난 내마모성도 실현한다. 이상의 방법으로 표면 처리된 철공구강은, 다만, 질화붕소를 쇼트 피닝하는 방법과 비교하여, 표면층을 극히 강고하게 결합할 수 있다.

이상의 방법으로 표면 처리된 철공구강도, 표면의 마찰 계수가 극히 작은 값이 된다.

실시예 9

실시예 8에서 표면 처리된 표면층을, 실시예 5와 동일한 연마 공정으로 연마하여 최적인 평활도로 마무리하는 것 이외에, 실시예 8과 동일하게 하여 모재 금속을 표면 처리한다. 이 표면층은, 연마 공정에서, 에너지 빔의 조사 자국이 평활화되고, 표면의 마찰 계수가 0.3으로, 가장 마찰 계수가 작다고 여겨지는 DLC의 0.2에 가까운 작은 값이 된다.

실시예 10

전자 빔에 대신하여 레이저 빔을 조사하는 것 이외에, 실시예 8과 동일하게 하여 모재 금속에 약 10㎛의 질화붕소의 표면층을 형성한다. 이 표면층도, 다만 질화붕소를 쇼트 피닝하여 모재 금속의 표면에 부착한 표면 처리와 비교하여, SKD-11의 금속과 질화붕소가 용융하여 합금 상태가 되어 강하게 결합하고, 극히 뛰어난 작은 마찰 계수와 극히 뛰어난 내마모성을 실현한다. 이상의 실시예는, 이종 금속입자를 바인더를 개재하여 모재 금속의 표면에 금속 분말층을 형성하고, 그 금속 분말층에 에너지 빔을 조사하여 표면층을 형성하고, 그 후에 연마 공정으로 표면층 을 연마하지만, 본 발명은, 바인더를 사용하지 않고, 이종 금속입자를 쇼트 피닝하여 모재 금속의 표면에 부착하고, 이것에 전자선 조사 또는 레이저 빔으로 이루어진 에너지 빔을 조사하여 표면층을 형성하고, 그 후, 에너지 빔의 조사로 생기는 조사 자국을 연마하여 표면층의 평활도를 최적치로 컨트롤할 수도 있다.

본 발명은, 모재 금속을 표면 처리함으로써, 모재 금속 단체에서는 실현할 수 없고, 또한 도금 등의 표면 처리로는 실현할 수 없는 내마모성이나 작은 마찰 계수를 실현하여, 여러 가지 용도, 특히 내마모성이나 작은 마찰 저항이 요구되는 여러 가지 용도에 이상적인 상태로 사용할 수 있다.

Claims

모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝하여, 모재 금속(1)의 표면에 이종 금속막(3)을 형성하는 쇼트 피닝 공정과, 쇼트 피닝 공정에서 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하는 전자선 조사 공정으로 이루어지는 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 전자선 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 합금 상태로 결합하는 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝한 후, 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속입자(2)를 용융하여 이종 금속막(3)을 모재 금속(1)에 결합하는 전자선 조사 공정으로 이루어진 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)보다 융점이 높은 금속입자인 이종 금속입자(2)를 쇼트 피닝한 후, 전자 빔(4)을 조사하여 모재 금속(1)을 용융하여 이종 금속막(3)을 모재 금속(1)에 결합하는 전자선 조사 공정으로 이루어진 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 쇼트 피닝 공정에서, 다른 금속으로 이루어진 복수의 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 분사하는 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 쇼트 피닝 공정에서, 평균 입자지름이 다른 금속입자를 모재 금속(1)의 표면에 분사하는 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 쇼트 피닝 공정에서 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에, 전자선 조사 공정으로 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하여, 모재 금속(1)의 표면에 표면층(5)을 형성하는 동시에, 쇼트 피닝 공정과 전자선 조사 공정을 복수회 반복하여, 복수의 표면층(5)을 적층하는 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)가, W, C, B, Ti, Ni, Cr, Si, Mo, Ag, Au, Ba, Be, Ca, Co, Cu, Fe, F 및 불화물, Mg, Mn, Nb, Pt, S 및 황화물, Ta, V의 적어도 어느 하나를 함유한 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)가, 복수 금속의 합금과 금속을 함유한 화합물인 금속의 표면 처 리 방법.
제 1 항에 있어서, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름이 0.03㎛이상인 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 쇼트 피닝 공정에서, 쇼트 피닝에 사용하는 이종 금속입자(2)의 평균 입자지름이 500㎛이하인 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 모재 금속(1)이 Fe, Al, Cu, 철합금, 알루미늄합금, 동합금, Ag, Au, Ba, Ca, Co, F 및 불화물, Mg, Mn, Ni, Nb, Pt, S 및 황화물, Ta, Ti, V를 함유한 금속, 은합금, 금합금, 칼슘합금, 코발트합금, 크롬합금, 마그네슘합금, 망간합금, 니켈합금, 니오브합금, 탄탈합금, 티탄합금, 바나듐합금, 소결금속중의 어느 하나인 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 전자선 조사 공정에서, 이종 금속막(3)을 형성한 모재 금속(1)에, 진공중 또는 기체중에서 전자 빔(4)을 조사하는 금속의 표면 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전자선 조사 공정으로 전자 빔(4)을 조사하여 이종 금속막(3)과 모재 금속(1)을 결합하고, 모재 금속(1)의 표면에 표면층(5)을 형성한 후, 표면층(5)의 표면을 연마 공정으로 연마하는 금속의 표면 처리 방법.
모재 금속(1)의 표면에, 모재 금속(1)과 다른 금속입자인 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)을 향하여 가속하여 충돌시키고, 에너지 빔의 에너지로 소실하는 바인더(6)를 통해 부착하여 모재 금속(1)의 표면에 금속 분말층(9)을 형성하는 가막(假膜) 공정과, 가막 공정에서 금속 분말층(9)을 형성한 모재 금속(1)의 표면에 전자 빔 또는 레이저 빔(4)으로 이루어진 에너지 빔을 조사하여, 바인더(6)를 소실하여 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 결합하여 표면층(5)을 형성하는 빔 조사 공정으로 이루어지는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 빔 조사 공정 후, 표면층(5)의 표면을 연마 공정으로 연마하는 금속의 표면 처리 방법.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 연마 공정이, 상기 표면층(5)에 연마입자를 쇼트 블러스트하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 가압 유체의 에너지로 가속하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 전계 및/또는 자계에서 가속하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 모재 금속(1)보다 융점이 낮은 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 모재 금속(1)보다 융점이 높은 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 다른 금속으로 이루어진 복수종의 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 평균 입자지름이 다른 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 빔 조사 공정에서, 금속 분말층(9)과 모재 금속(1)을 합금 상태로 결합하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정과 상기 빔 조사 공정을 복수회 반복하여, 모재 금속(1)의 표면에 복수의 표면층(5)을 적층하여 형성하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 가속하여 모재 금속(1)의 표면에 충돌시키는 이종 금속입자(2)가, W, C, B, Ti, Ni, Cr, Si, Mo, Ag, Au, Ba, Be, Ca, Co, Cu, Fe, Mg, Mn , Nb, Pt, Ta, V, F, S, 및 이들의 금속의 불화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 붕화물 중의 적어도 어느 하나를 함유한 금속의 표면 처리 방법.
제 26 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이황화몰리브덴과 황화텅스텐과 질화붕소 중의 어느 하나를 함유한 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 복수 금속의 합금과 금속을 함유한 화합물인 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 평균 입자지름을 0.03㎛이상으로 하는 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 평균 입자지름을 500㎛이하로 하는 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시키는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 모재 금속(1)이 Fe, Al, Cu, 철합금, 알루미늄합금, 동합금, Ag, Au, Ba, Ca, Co, Mg, Mn, Ni, Nb, Pt, Ta, Ti, V를 함유한 금속, 은합금, 금합금, 칼슘합금, 코발트합금, 크롬합금, 마그네슘합금, 망간합금, 니켈합금, 니오브합금, 탄탈합금, 티탄합금, 바나듐합금, 소결금속, F, S, 및 이들의 금속의 불화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 붕화물중의 어느 하나인 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 빔 조사 공정에서, 금속 분말층(9)을 형성한 모재 금속(1)에, 진공중 또는 기체중에서 에너지 빔(4)을 조사하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 부착하는 바인더(6)에 수용성 또는 유기용매 용해성의 바인더(6)를 사용하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 부착하는 바인더(6)에 오일을 사용하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 부착하는 바인더(6)에, 당류 또는 셀룰로오스류를 사용하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)에 부착하는 바인더(6)에, 아라비아 고무, 트라간트, 가라야고무, 캬라멜, 전분, 가용성 전분, 덱스트린, α전분, 알긴산나트륨, 젤라틴, 로카스트핀 검, 카제인 등이고, 반합성품에는, 리그닌술폰산염, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨염, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸화전분나트륨염, 히드록시에틸화전분, 전분인산에스테르나트륨염, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 에스테르검 중의 어느 하나로 이루어진 천연물, 폴리비닐알코올, 폴리비닐메틸에테르, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산나트륨염, 수용성 공중합체, 부분감화초산비닐과 비닐에테르의 공중합체, 아크릴산, 메타크릴산, 마레인산 및 그 에스테르 또는 염의 중합체 또는 공중합체, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 비닐피롤리돈-초산비닐중합체, 폴리초산비닐, 쿠마론 수지, 석유 수지, 페놀 수지 중의 어느 하나로 이루어진 합성물의 어느 하나를 단독으로 혹은 복수종을 혼합한 것을 사용하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1) 에 부착하는 바인더(6)에, 자외선을 조사하여 경화하는 조사 경화 수지를 사용하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 모재 금속(1)의 표면에 바인더(6)를 도포하고, 이종 금속입자(2)를 바인더(6)의 도포된 모재 금속(1)의 표면에 가속하여 충돌시켜 금속 분말층(9)을 형성하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 모재 금속(1)의 표면에 이종 금속입자(2)를 가속하여 충돌시키는 동시에, 바인더(6)와 이종 금속입자(2)의 양쪽을 모재 금속(1)의 표면을 향하여 가속하여 금속 분말층(9)을 형성하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 분말상의 바인더(6)와 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 정전력으로 부착하고, 그 후, 가열해 바인더(6)로 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 결합하여 금속 분말층(9)을 형성하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 자외선 경화형의 바인더(6)를 개재하여 이종 금속입자(2)를 모재 금속(1)의 표면에 부착하고, 자외선 경화형의 바인더(6)에 자외선을 조사하여 바인더(6)를 경화시켜 모재 금속(1)의 표면에 금속 분 말층(9)을 형성하는 금속의 표면 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 가막 공정에서, 금속 분말층(9)의 표면에 코팅제를 분무하는 금속의 표면 처리 방법.