KR20150118665A - 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재 및 이를 이용한 표면 코팅방법 - Google Patents

저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재 및 이를 이용한 표면 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CrN 매트릭스 내 Cu 함량 및 결정립의 크기를 조절하여 저마찰 특성 및 기계적 특성을 향상시키면서 생산 비용을 저감시킬 수 있는 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재 및 이를 이용한 표면 코팅방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실싱PDp 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법은 불순물의 영향을 최소화할 수 있도록 챔버 내부를 진공 상태로 만드는 진공형성 단계; 코팅하고자 하는 시편을 가열하여 표편과 내부의 온도분포를 균일하게 하는 히팅 단계; 질소 분위기에서 크롬을 반응시켜 상기 시편의 표면에 CrN층을 증착시키는 버퍼층 증착단계; 및 상기 CrN층이 증착된 시편을 상기 챔버에 넣고 Cr-Cu-N 코팅층을 증착시키는 코팅 단계;를 포함한다.

Description

저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재 및 이를 이용한 표면 코팅방법{COATING MATERIAL HAVING IMPROVED MECHANICAL PROPERTIES AND LOW FRICTION FOR SLIDING PART OF VEHICLE AND COATING METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차 습동 부품용 코팅제 및 코팅방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, CrN 매트릭스 내 Cu 함량 및 결정립의 크기를 조절하여 저마찰 특성 및 기계적 특성을 향상시키면서 생산 비용을 저감시킬 수 있는 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재 및 이를 이용한 표면 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로, 산업용 제품, 특히 자동차용 부품은 대부분 제조 후 장기간 사용하게 되는 제품으로써, 제품이 마모되거나 윤활성의 저하시 소음과 연료손실 등이 발생하고, 연료의 리크 문제와 더불어 효율이 떨어지게 되는 중대한 결함으로 이어질 수 있게 된다.
이를 바꾸어 설명하면, 엔진 등 자동차 습동 부품의 윤활성 향상과 표면층의 압축응력 향상시, 회전체의 강성이 증가하여 동력전달을 극대화시킬 수 있게 되고, 제품 경량화 작업시 전체 동력 발생과 제품의 사용 효율에 지대한 영향을 미치게 된다. 이에, 캠샤프트, 타펫, 연료분사노즐 및 브란쟈 등과 같은 주요 자동차 부품에 대해서 내구 특성과 저마찰 특성 등을 확보하기 위해 상당한 연구와 개발이 진행되고 있다.
종래, DLC(Diamond Like Carbon)코팅의 경우, 내화학성, 저마찰 특성 등과 함께 비교적 높은 코팅 경도를 갖게 되므로, 그 특성을 활용할 경우 부품의 기계적 특성을 향상시킬 수 있게 된다. 그러나 상기한 DLC코팅은 제조공정이 복잡하고, 생산단가가 비싸 적용이 어려우며, 무엇보다 적용되는 소재가 제한된다는 큰 단점이 있었다.
또한, 일본에서 공지된 DLC 코팅 기술의 경우, 코팅층의 밀착력과 제품 수명 저하의 문제점을 해결하기 위해 DLC 층 코팅 직전에 Si층을 0.1~1㎛ 정도 우선 코팅하는 공정이 있으며, 일본의 공지된 다른 DLC 기술의 경우도 Si을 넣기 위해 프로판가스와 테트라메틸실렌(Tetra Methyl Silane; TMS)가스를 첨부하여 코팅을 하기도 한다.
그러나, 상기한 종래의 DLC 코팅 기술들은 고진공에서 스퍼터링하여 표면의 흡착력을 증가시켜 밀착력을 증가시키는 것으로 설명하고 있으나, 공정 제어에 어려움이 있고, 특히 TMS가 분위기 가스와 반응하여 분체를 다량 형성시켜 클러스터를 만들며 이것이 제품의 표면에 내려앉아 제품의 불량요인으로 작용하는 문제점이 있다. 즉, 제품이 들어있는 챔버 내에서 플라즈마를 발생시킬 때에, 첨가되는 가스와의 반응으로 분체가 발생하고 이것이 제품의 표면에 앉아 제품의 코팅불량 혹은 밀착력과 품질이 낮아지게 되는 것이다.
상기와 같이, 고진공에서 DLC 코팅한 경우 제품의 표면에 분체가 생성된 것을 확인할 수 있고, 이처럼 분체가 형성되면 제품의 밀착력 평가와 마모 시험시 표면에서 코팅막이 부서지고 뜯겨져 나가게 되어 성능이 떨어지는 결과를 보이게 되는데, 이것이 분체가 생성되면 품질이 급격히 나쁘게 되는 주요 원인으로 작용하는 문제점을 가지고 있었다.
현재 자동차의 습동 부품 등의 코팅재로 사용되는 DLC는 상온에서의 저마찰 및 기계적 특성은 만족하나 고온에서의 저마찰 및 기계적 특성이 저하되는 단점을 가지고 있었다.
이를 극복하기 위한 방안으로 Ti-Ag-N 또는 Ti-Ag-Mo-N 코팅재가 제시되고 있으나, 이러한 Ti-Ag-N 또는 Ti-Ag-Mo-N 코팅재의 경우 저마찰 및 내열특성은 우수하지만, 연질금속(Soft metal)인 Ag의 함량이 증가함에 따라 고온에서 저마찰 특성이 향상됨에도 불구하고 경도 특성이 저하되어 열악한 내구 특성을 지니는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 고가의 Ag 함량이 증가함에 따라 생산 비용이 증가되는 문제점을 가지고 있었다.
종래, 물리기상증착(PVD, Physical Vapor Deposition)장비를 이용하여 Ti-N으로 조성된 제1코팅층과 Ti-Ag-N으로 조성된 제2코팅층이 반복적으로 교대되도록 적층되어 형성하여 Ti-Ag-N 코팅층이면서도 저마찰성 뿐만 아니라 내구성과 내열성을 향상시키는 코팅층 및 코팅방법에 대해서는 "멀티레이어 코팅층 및 코팅방법 (공개특허 10-2014-0028581)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다.
그러나, 연질금속인 Ag의 함량이 증가함에 따라, 경도 특성이 저하되는 문제점을 해결하지 못하였으며, 생산비용이 증가되는 문제점을 해결하지 못하였다.
공개특허 10-2014-0028581 (2014. 03. 10.)
상온 및 고온에서 저마찰 특성 및 기계적 특성을 향상시키면서도 생산 비용을 저감시킬 수 있는 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재 및 이를 이용한 표면 코팅방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법은 불순물의 영향을 최소화할 수 있도록 챔버 내부를 진공 상태로 만드는 진공형성 단계; 코팅하고자 하는 시편을 가열하여 표편과 내부의 온도분포를 균일하게 하는 히팅 단계; 질소 분위기에서 크롬을 반응시켜 상기 시편의 표면에 CrN층을 증착시키는 버퍼층 증착단계; 및 상기 CrN층이 증착된 시편버에 Cr-Cu-N 코팅층을 증착시키는 코팅 단계;를 포함한다.
상기 진공형성 단계는, 상기 챔버의 진공도가 10-3Torr가 되도록 로터리 펌프를 이용하여 상기 챔버 내부를 진공 상태로 형성하는 1차 진공형성 과정; 및 터보 분자 펌프(TMP; turbo molecular pump)를 이용하여 상기 챔버의 진공도를 5×10-5Torr로 유지시키는 2차 진공형성 과정;을 포함한다.
상기 히팅 단계는, 질소의 반응 및 결합을 향상시킬 수 있도록, 상기 시편을 300 ~ 450℃의 온도로 40 ~ 60분간 가열하는 것을 특징으로 한다.
상기 버퍼층 증착단계는, 상기 시편과 코팅층 간의 격자상수 차이를 감소시켜 상기 코팅층의 접합력을 향상시킬 수 있도록, 상기 CrN층은 0.1㎜ 이하의 두께로 증착되는 것을 특징으로 한다.
상기 코팅 단계는, 상기 시편이 수용된 상기 챔버 내부로 아르곤(Ar) 가스 및 질소(N2) 가스를 유입시킨 후 증착효율이 향상되도록 상기 시편에 바이어스 전압을 인가하고, 크롬(Cr) 타겟이 장착된 아크건 및 Cu 타겟이 장착된 스퍼터 건에 각각 전원을 인가하여 상기 코팅층을 증착시키는 것을 특징으로 한다.
상기 코팅 단계에서, 분위기 가스로 공급되는 상기 아르곤 가스 / 질소 가스의 질량비는 0.7 ~ 1.4 인 것을 특징으로 한다.
상기 코팅 단계에서, 공정 압력은 10 ~ 30 mTorr, 스퍼터 파워는 0.5 ~ 1.0A인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법은 상기 히팅 단계와 버퍼층 증착단계 사이에, 상기 시편 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재는 CrN을 모재로 하고, Cu가 0.5 ~ 5 at% 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재는 결정립의 크기는 20㎚ 이하로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기존 DCL, Ti-Ag-N 및 CrN 코팅재에 비하여 상온 및 400℃ 이상의 고온 환경 하에서 저마찰 및 기계적 특성이 향상시키면서 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존 코팅재를 대체하여 엔진 등 습동 부품 등에서 저마찰 및 기계적 특성을 향상시킴으로써, 연비 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기존 코팅재와 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재의 결정립을 보여주는 전자현미경 확대도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재와 비교재의 마찰계수를 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재와 비교재의 경도를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재의 Cu 함량에 따른, 마찰계수를 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재의 Cu 함량에 따른, 경도를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 단계에서, 공정 압력에 따른 경도와 마찰계수를 보여주는 도면이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 단계에서, 분위기 가스로 공급되는 상기 아르곤 / 질소 가스 비에 따른 경도와 마찰계수를 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 기존 코팅재(A)와 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재(B)의 결정립을 보여주는 전자현미경 확대도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재는 CrN을 모재로 저마찰 특성을 향상시킬 수 있도록 연질 금속인 Cu가 0.5 ~ 5 at%가 포함되며, 이때 결정립의 크기는 20㎚ 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
이에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재는 기존 코팅재에 비하여 경도를 향상시킴과 동시에 구리의 나노 복합화에 따라 저마찰 특성이 향상된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재와 비교재의 마찰계수를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재와 상온에서 비교재인 Ti-Ag-Mo-N 및 CrN 코팅재에 비하여 저마찰 특성이 각각 42%, 25% 향상되었었음을 알 수 있다.
또한, 400℃ 이상의 고온 조건에서도 비교재에 비해 낮은 마찰계수를 보여 고온 조건에서 비교재들에 비해 저마찰 특성이 향상된 것을 알 수 있으며, 특히 비교재 DLC 코팅재 대비 약 43%, CrN 코팅재 대비 약 39% 향상된 저마찰 특성을 보여줌을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재와 비교재의 경도를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재는 27 GPa 이상의 초고경도 특성을 구현할 수 있으며, 비교재인 DLC, Ti-Ag-Mo-N 및 CrN 코팅재에 비하여 내마모성 및 내구성 등 기계적 특성이 향상되었음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재는 Cu가 0.5 ~ 5 at% 포함된 것이 바람직하며, Cu 함량(at%) 및 스퍼터 파워(A)에 따른, 마찰계수 및 경도와의 관계는 아래 표 1에 나타내었다.
Cu 함량(at%) 스퍼터 파워 (A) 상온 마찰계수 고온 마찰계수 경도 (GPa)
0 0 0.6 0.65 20
0.5 0.5 0.37 0.41 27.2
2 0.65 0.35 0.4 28.1
3.5 0.8 0.36 0.39 30.5
5 1 0.35 0.4 31
6.5 1.2 0.43 0.49 33.9
8 1.5 0.52 0.51 29.5
9.5 1.8 0.61 0.54 27.1
11 2 0.62 0.55 24.5
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재의 Cu 함량에 따른, 마찰계수를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재의 Cu 함량에 따른, 경도를 설명하기 위한 도면이다.
상기 표 및 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, Cu를 첨가함에 따라 결정립의 미세화에 따라 경도가 증가됨을 알 수 있으며, Cu의 함량은 0.5 ~ 5 at%인 경우 저마찰 및 고경도 특성을 동시에 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법은 하이브리드 물리기상증착(Hybrid Physical Vapor Deposition) 장비와 Cr 타겟, Cu 타겟 및 아르곤 가스와 질소 가스를 이용한 코팅방법으로, 챔버 내 진공을 형성시키는 진공형성 단계와 고온에서 질소(N)의 반응 및 결합이 원활하게 진행되도록 유도하기 위해 시편을 가열하는 히팅 단계와 상기 시편(모재)와 Cr-Cu-N 간의 격자상수 차이를 감소시켜 코팅층 계면간의 접합강도를 향상시키기 위해 상기 시편의 표면에 CrN층을 증착시키는 버퍼층 증착단계 및 Cr-Cu-N 코팅층을 증착시키는 코팅 단계를 포함한다.
상기 진공형성 단계는 상기 챔버 내 진공을 형성시켜 분위기 내 불순물의 영향을 최소화하여 코팅층 특성 향상시키기 위한 과정으로, 상기 진공형성 단계는 1차로 로타리 펌프를 이용해 10-3Torr까지 진공도를 형성시키는 1차 진공형성 과정과 2차로 터보 분자 펌프(TMP; turbo molecular pump)를 통해 5×10-5Torr의 진공도를 유지시키는 2차 진공형성 과정을 포함한다.
이후, 상기 히팅 단계에서는 300 ~ 450℃ 이상으로 온도가 유지되도록 설정한 후 히팅 유지시간은 40 ~ 60분으로 제어하여 상기 시편의 표면과 내부의 온도분포를 균일하게 하게 함으로써, 질소의 반응 및 결합을 향상시켜 코팅층의 특성을 향상시키는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 히팅 온도가 300℃ 미만인 경우 질소의 반응 및 결합이 저하되고, 450℃를 초과하는 경우 비용이 히팅 비용이 증가되는 문제점이 있기 때문이며, 히팅 유지시간이 40분 미만인 경우 상기 시편의 표면과 내부의 온도 분포를 균일하게 유지하기 어려우며, 60분을 초과하는 경우 히팅 시간이 증가함에 따라 생산성이 저하되기 때문이다.
상기 버퍼층 증착단계는 아크 이온플레이팅 방법으로 버퍼층을 증착시키는 과정으로, 질소 분위기 내에서 아크 소스를 이용하여 Cr를 반응시켜 CrN층을 0.1mm이하로 증착시킨다.
이후, 상기 코팅 단계는 상기 버퍼층이 증착된 시편의 표면에 Cr-Cu-N 코팅층을 증착시키도록 상기 챔버 내부에 분위기 가스로 아르곤(Ar) 가스를 유입하여 Cu 원소의 스퍼터링(Sputtering)이 가능하도록 하고, 질소(N2)가스를 상기 챔버 내로 유입하여 합성이 이루어지도록 한다.
이때, 상기 시편에 바이어스 전압을 인가하여 증착 효율을 향상시키고, Cr 타겟이 장착된 아크 건과 Cu 타겟이 장착된 스퍼터 건에 각각 전원을 인가함으로써, Cr-Cu-N 코팅층을 증착시키는 것으로, 상기 바이어스 전압은 100 ~ 250V 인 것이 바람직하다. 그 이유는 코팅층의 저마찰 및 기계적 특성을 동시 만족할 수 있기 때문이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 단계에서, 공정 압력에 따른 경도와 마찰계수를 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 코팅 단계에서, 공정 압력은 10 ~ 30 mTorr 이고 상기 스퍼터 파워는 0.5 ~ 1.0A 인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 공정 압력이 10 mTorr 미만인 경우 Cu 결정립이 형성되지 않으며, 공정 압력이 30 mTorr를 초과하는 경우 Cu 함량이 초과되거나 결정립의 크기가 조대화되어 코팅층의 저마찰 및 기계적 특성이 저하되기 때문이다.
이러한, 공정 압력에 따른 경도와 상온 마찰계수와의 관계는 아래 표 2와 같다.
공정압력 (mTorr) 경도 (GPa) 상온 마찰계수
5 23.2 0.45
10 26.8 0.36
15 27.9 0.34
20 29.1 0.35
25 30.2 0.36
30 31.6 0.35
35 29.4 0.39
40 27.1 0.42
45 25.5 0.43
50 23.1 0.47
또한, 코팅 단계에서, 분위기 가스로 공급되는 상기 아르곤 / 질소 가스 비에 따른 경도와 마찰계수와의 관계는 아래 표 3과 같으며, 그 그래프는 도 7에 도시된 바와 같다.
아르곤/질소 가스비(질량비) 경도 (GPa) 상온 마찰계수
0 22.5 0.64
0.25 24.2 0.57
0.5 25.1 0.53
0.75 28.2 0.36
1 30.4 0.34
1.25 29.7 0.32
1.5 28.3 0.35
1.75 24.3 0.49
2 23.9 0.55
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 코팅 단계에서, 분위기 가스로 공급되는 상기 아르곤 가스 / 질소 가스의 질량비는 0.7 ~ 1.4 인 경우, 코팅층의 저마찰 및 기계적 특성을 동시에 향상됨을 알 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법은 상기 히팅 단계와 버퍼층 증착단계 사이에, 상기 시편 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 클리닝 단계는 상기 시편의 표면상에 존재하는 이물질 제거하여 코팅층 특성 향상시키기 위해 상기 시편을 초음파 세척기를 이용하여 에탄올과 아세톤으로 세척 후 상기 챔버 내에서 이온 건을 이용하여 20min이상 표면을 식각 및 세척을 실시한다. 이에, 코팅층의 특성을 향상시킴과 동시에 상기 시편과 상기 버퍼층의 결합력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구번위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 불순물의 영향을 최소화할 수 있도록 챔버 내부를 진공 상태로 만드는 진공형성 단계;
    코팅하고자 하는 시편을 가열하여 표편과 내부의 온도분포를 균일하게 하는 히팅 단계;
    질소 분위기에서 크롬을 반응시켜 상기 시편의 표면에 CrN층을 증착시키는 버퍼층 증착단계; 및
    상기 CrN층이 증착된 시편에 Cr-Cu-N 코팅층을 증착시키는 코팅 단계;를 포함하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공형성 단계는,
    상기 챔버의 진공도가 10-3Torr가 되도록 로터리 펌프를 이용하여 상기 챔버 내부를 진공 상태로 형성하는 1차 진공형성 과정; 및
    터보 분자 펌프(TMP; turbo molecular pump)를 이용하여 상기 챔버의 진공도를 5×10-5Torr로 유지시키는 2차 진공형성 과정;을 포함하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 히팅 단계는,
    질소의 반응 및 결합을 향상시킬 수 있도록, 상기 시편을 300 ~ 450℃의 온도로 40 ~ 60분간 가열하는 것을 특징으로 하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 버퍼층 증착단계는,
    상기 시편과 코팅층 간의 격자상수 차이를 감소시켜 상기 코팅층의 접합력을 향상시킬 수 있도록, 상기 CrN층은 0.1㎜ 이하의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅 단계는,
    상기 시편이 수용된 상기 챔버 내부로 아르곤(Ar) 가스 및 질소(N2) 가스를 유입시킨 후 증착효율이 향상되도록 상기 시편에 바이어스 전압을 인가하고, 크롬(Cr) 타겟이 장착된 아크건 및 Cu 타겟이 장착된 스퍼터 건에 각각 전원을 인가하여 상기 코팅층을 증착시키는 것을 특징으로 하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 코팅 단계에서,
    분위기 가스로 공급되는 상기 아르곤 가스 / 질소 가스의 질량비는 0.7 ~ 1.4 인 것을 특징으로 하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅 단계에서,
    공정 압력은 10 ~ 30 mTorr, 스퍼터 파워는 0.5 ~ 1.0A인 것을 특징으로 하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 히팅 단계와 버퍼층 증착단계 사이에, 상기 시편 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 단계;를 더 포함하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 표면 코팅방법.
  9. CrN을 모재로 하고, Cu가 0.5 ~ 5 at% 포함된 것을 특징으로 하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재.
  10. 청구항 9에 있어서,
    결정립의 크기는 20㎚ 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는, 저마찰 및 기계적 특성이 향상된 자동차 습동 부품용 코팅재.
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US10737462B2 (en) 2016-08-24 2020-08-11 Hyundai Motor Company Method for coating surface of moving part of vehicle and moving part of vehicle manufactured by the same

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