KR20150133884A - 슬라이딩 부재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이딩 부재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구조와 제조 공정을 개선함으로써, 표면 윤활성과 내마모성이 우수한 윤활성 고체 피막을 단시간내에 보다 저렴한 비용으로 코팅할 수 있고, 이를 통해, 제조시간과 제조원가를 줄일 수 있고, 기계적 성능이 우수한 슬라이딩 부재를 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다른 부재와 마찰 접촉하면서 슬라이딩 운동하는 슬라이딩 부재에 있어서, 표면에 미세 요철들이 형성되어 있는 모재와; 모재의 표면에 코팅되는 윤활성 고체 피막을 포함하며, 윤활성 고체 피막은, 모재의 미세 요철들을 따라 코팅되어 미세 요철들에 대응되는 특정 크기의 조도(粗度)를 가지며, 미세 요철들의 요홈부에 대응되는 부분에 오일 포켓(Oil Pocket)들이 형성된다.

Description

슬라이딩 부재 및 그 제조방법{SLIDING MEMBER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 슬라이딩 부재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구조와 제조 공정을 개선함으로써, 표면 윤활성과 내마모성이 우수한 윤활성 고체 피막을 단시간내에 보다 저렴한 비용으로 코팅할 수 있고, 이를 통해, 제조시간과 제조원가를 줄일 수 있고, 우수한 기계적 성능을 얻을 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

공조장치용 압축기는 다수의 슬라이딩 부재를 갖추고 있다. 그 일례로서, 사판식 압축기에서의 사판(Swash Plate), 미끄럼 베어링, 슈(Shoe) 및 피스톤(Piston) 등이 있다(이하부터는, 슬라이딩 부재로서, 압축기의 사판을 일례로 하여 설명하기로 한다).

사판은, 일정한 각도를 유지한 채 회전운동하면서 압축기의 피스톤들을 직선 왕복운동시키는 것으로, 피스톤들의 슈(Shoe)부분과 슬라이딩운동하도록 구성된다.

이러한 사판은, 피스톤들과 슬라이딩운동하므로, 높은 표면 윤활성과 높은 내마모성능이 요구된다. 그래야만, 피스톤들과의 슬라이딩운동이 원활하고, 피스톤들과의 슬라이딩 과정에서 쉽게 마모되지 않기 때문이다.

한편, 사판의 표면 윤활성과 내마모성을 높이기 위한 방법으로서, 사판의 표면에 윤활성 고체 피막을 형성하는 기술이 있다.

이 기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 사판(1)의 금속모재(3)(이하 "모재"라 약칭함)를 전처리하여 모재(3)의 표면에 미세 요철(凹凸)(5)을 형성하고, 미세 요철(5)이 형성된 모재(3)의 표면에 윤활성 고체 피막재(7), 예를 들면, 불소수지를 분사한 다음, 최종적으로 윤활성 고체 피막재(7)가 분사된 모재(3)를 소성 처리하여 윤활성 고체 피막재(7)를 경화시키는 기술이다.

이러한 기술은, 사판(1)의 표면에 윤활성 고체 피막(7a)을 형성함으로써, 사판(1)의 표면 윤활성과 내마모성을 높인다. 따라서, 피스톤에 대한 사판(1)의 슬라이딩 성능을 높이고, 아울러 피스톤에 대한 사판(1)의 내마모성능을 높인다. 그 결과, 사판(1)의 기계적 성능을 높이고, 사판(1)의 수명을 연장시킨다.

한편, 이러한 종래의 기술은, 후처리 공정을 통하여 윤활성 고체 피막(7a)의 표면에 오일 포켓(Oil Pocket)(8)을 형성하기도 한다.

오일 포켓(8)은, 윤활성 고체 피막(7a)의 표면에 "홈"들을 가공함에 따라 형성되는 것으로, 오일(Oil)이 저장될 수 있게 하고, 저장된 오일이 사판(1)의 슬라이딩 면부분에 공급될 수 있게 한다. 특히, 사판(1)과 피스톤들 간의 슬라이딩부분에 공급될 수 있게 한다.

따라서, 사판(1)과 피스톤들 간에 발생되는 마찰력을 저감시킨다. 이로써, 피스톤에 대한 사판(1)의 슬라이딩 성능을 높이고, 피스톤에 대한 사판(1)의 내마모성능을 높이다.

그런데, 이러한 종래의 기술은, 윤활성 고체 피막재(7)를 경화시키기 위해서 소성 공정을 이용하는 구조이므로, 대규모의 소성 설비를 갖춰야 한다는 단점이 있다.

특히, 윤활성 고체 피막재(7)의 소성 방식은, 대류열을 이용해야 하는 구조이므로, 소성 설비가 커질 수 밖에 없다는 단점이 있다. 그리고 이러한 단점 때문에 소성 설비를 위한 설치비용이 소요되고, 소성 설비를 위한 대규모의 설치공간이 필요하다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 사판(1)의 제조 비용이 증가할 수 밖에 없다는 결점이 있다.

또한, 종래의 기술은, 소성 방식을 통해 윤활성 고체 피막재(7)를 경화시키는 구조이므로, 윤활성 고체 피막재(7)의 경화 과정에서, 피막재(7)의 표면부터 경화된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 피막재(7)의 건조 및 경화효율이 낮다는 문제점이 있다.

특히, 윤활성 고체 피막재(7)에는, 각종 용제와 증발성 기체들이 포함되어 있고, 이러한 용제와 증발성 기체들은, 윤활성 고체 피막재(7)의 건조 및 경화과정에서 윤활성 고체 피막재(7)의 표면을 통해 외부로 증발되어야 하는데, 소성 방식에 의해 먼저 경화된 피막재(7)의 표면 때문에 외부로 증발할 수 없다는 문제점이 있다.

그리고 이러한 문제점 때문에, 윤활성 고체 피막(7a)의 내측부분에는 증발하지 못한 각종 용제와 증발성 기체들이 기포(A)형태로 남아 있다는 결점이 있다.

그리고 이러한 결점 때문에 윤활성 고체 피막(7a)의 두께가 두꺼워지고, 윤활성 고체 피막(7a)의 건조 및 경화효율이 낮아지며, 모재(3)에 대한 윤활성 고체 피막(7a)의 부착성능이 현저하게 저하된다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 사판(1)의 표면 윤활성과 내마모 성능이 현저하게 저하되고, 심지어 윤활성 고체 피막(7a)이 모재(3)로부터 박리될 우려도 있다는 문제점이 지적되고 있다.

한편, 이를 감안하여, 윤활성 고체 피막재(7)의 소성 처리 시에, 소성 온도를 제어하여 가능한 한 피막재(7)의 표면 경화를 지연시키고, 이를 통해, 피막재(7) 내부의 용제들과 증발성 기체들의 증발효율을 높이는 방법도 있다.

그런데, 이러한 방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 피막재(7)의 표면 경화를 지연시키고, 증발성 기체의 증발효율을 높이기 위해서, 소성 온도를 오랜 시간동안 단계적으로 승온시켜야 하므로, 경화 처리 시간(t1)이 지연될 수 밖에 없다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 사판(1)의 제조시간이 지연되어 제조효율이 떨어지고, 그 결과, 제조원가가 증가될 수 밖에 없는 결점이 지적되고 있다.

이 밖에도, 종래의 기술은, 윤활성 고체 피막(7a)의 윤활성능을 높이기 위해서 윤활성 고체 피막(7a)의 표면에 오일 포켓(8)을 형성하는 구조이므로, 오일 포켓(8)을 형성하기 위한 후처리 공정을 추가적으로 시행해야 한다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 후처리 공정을 위한 후처리 설비가 필요하고, 사판(1)의 제조공정이 증가된다는 문제점이 있다. 그리고 이러한 문제점 때문에 사판(1)의 제조시간이 지연되고, 제조원가가 증가된다는 결점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 대규모의 소성 설비없이도 윤활성 고체 피막을 효율좋게 경화 처리할 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 대규모의 소성 설비없이도 윤활성 고체 피막을 효율좋게 경화 처리할 수 있도록 구성함으로써, 윤활성 고체 피막의 경화 처리비용을 현저하게 저감시킬 수 있으며, 이를 통해, 원가 절감의 효과를 기대할 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 윤활성 고체 피막의 건조 및 경화 과정에서, 피막의 두께 방향 전체를 편차없이 균일한 속도로 건조 및 경화시킬 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 윤활성 고체 피막의 두께 방향 전체를 균일한 속도로 건조 및 경화시킬 수 있도록 구성함으로써, 피막의 표면부터 경화되는 현상을 방지할 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피막의 표면부터 경화되는 현상을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 윤활성 고체 피막의 경화 과정에서 피막 내부의 용제와 증발성 기체들이 효율좋게 증발될 수 있게 하는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 윤활성 고체 피막의 건조 및 경화과정에서 피막 내부의 증발성 기체들이 효율좋게 증발될 수 있도록 구성함으로써, 증발성 기체들로 인한 피막 내부의 "기포 발생"을 원천적으로 방지할 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피막 내부의 "기포 발생"을 원천적으로 방지할 수 있도록 구성함으로써, "기포"로 인한 윤활성 고체 피막의 "두꺼워짐 현상"과, 피막의 "경화효율 저하현상" 및, 모재에 대한 피막의 "부착성능 저하현상"을 원천적으로 방지할 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피막의 "두꺼워짐 현상"과, 피막의 "경화효율 저하현상" 및, 피막의 "부착성능 저하현상"을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 윤활성 고체 피막의 표면 윤활성과 내마모 성능을 현저하게 개선시킬 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 윤활성 고체 피막의 건조 및 경화 과정에서, 기포의 발생없이 단시간내에 윤활성 고체 피막을 효율좋게 건조 및 경화시킬 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기포의 발생없이 단시간내에 윤활성 고체 피막을 건조 및 경화시킬 수 있도록 구성함으로써, 제조시간이 단축될 수 있고, 이를 통해 제조효율이 향상될 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 후처리 공정 없이도 윤활성 고체 피막의 표면에 오일 포켓을 형성할 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 후처리 공정 없이도 윤활성 고체 피막의 표면에 오일 포켓을 형성할 수 있도록 구성함으로써, 오일 포켓을 형성하기 위한 후처리 설비가 필요없고, 아울러 전체적인 제조공정을 단축시킬 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 오일 포켓을 형성하기 위한 후처리 설비가 필요없고, 전체적인 제조공정을 줄일 수 있도록 구성함으로써, 제조시간을 단축시킬 수 있고, 이를 통해 원가 절감의 효과를 기대할 수 있는 슬라이딩 부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 슬라이딩 부재는, 다른 부재와 마찰 접촉하면서 슬라이딩 운동하는 슬라이딩 부재에 있어서, 표면에 미세 요철들이 형성되어 있는 모재와; 상기 모재의 표면에 코팅되는 윤활성 고체 피막을 포함하며, 상기 윤활성 고체 피막은, 상기 모재의 미세 요철들을 따라 코팅되어 상기 미세 요철들에 대응되는 특정 크기의 조도(粗度)를 가지며, 상기 미세 요철들의 요홈부에 대응되는 부분에 오일 포켓(Oil Pocket)들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 윤활성 고체 피막은, 불소수지 재질이며, 상기 모재의 표면에 5.0 ∼ 25.0㎛ 범위의 두께로 코팅되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 윤활성 고체 피막의 표면 조도는, Ra 0.60 ∼ 1.50의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 슬라이딩 부재는, 압축기용 사판, 미끄럼 베어링, 슈 및 피스톤 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 슬라이딩 부재 제조방법은, 다른 부재와 마찰 접촉하면서 슬라이딩 운동하는 슬라이딩 부재를 제조하는 방법에 있어서, a) 준비된 모재의 표면에 미세 요철들을 형성하는 단계와; b) 상기 모재의 표면에 윤활성 고체 피막재를 일정한 두께로 도포하는 단계와; c) 상기 모재에 도포된 상기 윤활성 고체 피막재가 상기 미세 요철들을 따라 특정 크기의 조도(粗度)를 가지며 경화될 수 있도록 상기 윤활성 고체 피막재에 근적외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 c) 단계에서, 상기 윤활성 고체 피막재가 상기 미세 요철들을 따라 경화되는 과정에서, 상기 미세 요철의 요홈부에 대응되는 부분에 오일 포켓(Oil Pocket)들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 a) 단계에서, 상기 모재의 표면 조도가 Ra 0.60 ∼ 1.50의 범위를 갖도록 상기 미세 요철을 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 b) 단계에서, 상기 모재의 표면에 상기 윤활성 고체 피막재가 5.0 ∼ 25.0㎛ 범위의 두께로 도포되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 슬라이딩 부재 및 그 제조방법에 의하면, 근적외선 조사를 통해 윤활성 고체 피막을 경화시키는 구조이므로, 대규모의 소성 설비없이도 윤활성 고체 피막을 효율좋게 경화 처리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 대규모의 소성 설비없이도 윤활성 고체 피막을 효율좋게 경화 처리할 수 있으므로, 윤활성 고체 피막의 경화 처리비용을 현저하게 저감시킬 수 있으며, 이를 통해, 원가 절감의 효과를 기대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 근적외선 조사를 통해 윤활성 고체 피막을 경화시키는 구조이므로, 윤활성 고체 피막의 건조 및 경화 과정에서, 피막의 두께 방향 전체를 편차없이 균일한 속도로 건조 및 경화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 윤활성 고체 피막의 두께 방향 전체를 균일한 속도로 건조 및 경화시킬 수 있는 구조이므로, 피막의 표면부터 경화되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피막의 표면부터 경화되는 현상을 방지할 수 있는 구조이므로, 윤활성 고체 피막의 경화 과정에서 피막 내부의 용제와 증발성 기체들이 효율좋게 증발될 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 윤활성 고체 피막의 건조 및 경화과정에서 피막 내부의 증발성 기체들이 효율좋게 증발될 수 있게 하므로, 증발성 기체들로 인한 피막 내부의 "기포 발생"을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피막 내부의 "기포 발생"을 원천적으로 방지할 수 있는 구조이므로, "기포"로 인한 윤활성 고체 피막의 "두꺼워짐 현상"과, 피막의 "경화효율 저하현상" 및, 모재에 대한 피막의 "부착성능 저하현상"을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피막의 "두꺼워짐 현상"과, 피막의 "경화효율 저하현상" 및, 피막의 "부착성능 저하현상"을 방지할 수 있는 구조이므로, 윤활성 고체 피막의 표면 윤활성과 내마모 성능을 현저하게 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 윤활성 고체 피막의 건조 및 경화 과정에서, 기포의 발생없이 단시간내에 윤활성 고체 피막을 효율좋게 건조 및 경화시킬 수 있으므로, 슬라이딩 부재의 제조시간을 단축시킬 수 있고, 이를 통해 슬라이딩 부재의 제조효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 윤활성 고체 피막의 건조 및 경화 과정에서, 윤활성 고체 피막의 표면에 오일 포켓이 자동으로 형성되는 구조이므로, 별도의 후처리 공정 없이도 오일 포켓을 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 별도의 후처리 공정 없이도 윤활성 고체 피막의 표면에 오일 포켓을 형성할 수 있는 구조이므로, 오일 포켓을 형성하기 위한 후처리 설비가 필요없고, 아울러 전체적인 제조공정을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 오일 포켓을 형성하기 위한 후처리 설비가 필요없고, 전체적인 제조공정을 줄일 수 있는 구조이므로, 제조시간을 단축시킬 수 있고, 이를 통해 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 종래의 슬라이딩 부재 제조방법을 나타내는 도면,
도 2는 종래의 슬라이딩 부재 제조공정 중, 윤활성 고체 피막의 소정 공정을 나타내는 그래프로서, 소성 온도에 대한 윤활성 고체 피막의 경화과정을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 슬라이딩 부재를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 슬라이딩 부재의 각 단계를 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 슬라이딩 부재 제조방법의 각 단계를 순차적으로 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 슬라이딩 부재 제조공정 중, 근적외선을 통한 윤활성 고체 피막의 경화 공정을 나타내는 그래프로서, 근적외선에 대한 윤활성 고체 피막의 경화과정을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 슬라이딩 부재 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 슬라이딩 부재는, 모재(10)를 갖는다. 모재(10)는, 강도가 높고 내구성이 우수한 재질, 예를 들면, 금속재질로 구성된다.

이러한 모재(10)는, 표면에 형성된 다수의 미세 요철(12)을 갖추고 있다. 미세 요철(12)은, 샌드 블라스팅(Sand Blasting)공법을 통해 형성되며, 이렇게 형성된 미세 요철(12)은, 후술하는 윤활성 고체 피막(20)의 부착성을 높이다.

그리고 본 발명의 슬라이딩 부재는, 모재(10)의 표면에 코팅되는 윤활성 고체 피막(20)을 구비한다.

윤활성 고체 피막(20)은, 다른 슬라이딩 부재와 직접적으로 마찰 접촉하면서 슬라이딩하는 부분으로서, 불소수지 재질로 구성된다.

이러한 윤활성 고체 피막(20)은, 액상의 불소수지를 모재(10)의 표면, 특히, 모재(10)의 요철(12)부분에 분사하여 도포한 다음, 근적외선을 조사하여, 이를 경화시킴으로써 형성된다.

이렇게 구성된 윤활성 고체 피막(20)은, 표면 윤활성이 매우 높고, 비교적 낮은 표면 마찰계수를 갖는다. 따라서, 다른 슬라이딩 부재와의 슬라이딩 운동시에 슬라이딩효율을 높이다.

한편, 이러한 윤활성 고체 피막(20)은, 근적외선 공법에 의해 경화되는 구조이므로, 기포의 발생없이 효율좋게 경화되며, 이렇게 경화된 윤활성 고체 피막(20)은, 일정량 수축되면서 모재(10)의 표면에 얇은 두께로 높은 부착성을 가지며 코팅된다. 특히, 모재(10)의 표면에 형성된 미세 요철(12)들을 따라 얇은 두께로 높은 부착성을 가지며 코팅된다.

그리고 얇은 두께와 높은 부착성을 가지며 코팅되는 윤활성 고체 피막(20)은, 미세 요철(12)들의 형상을 그대로 유지하면서 코팅되며, 이렇게 코팅된 윤활성 고체 피막(20)은, 특정 크기의 표면 조도(粗度)를 갖는다.

그리고 특정 크기의 표면 조도를 갖는 윤활성 고체 피막(20)은, 모재(10)의 미세 요철(12) 중 요홈부(12a)에 대응되는 표면부분에 오일 포켓(22)이 형성되며, 이렇게 형성된 오일 포켓(22)은, 오일을 저장할 수 있게 된다.

따라서, 오일 포켓(22)에 저장된 오일이 슬라이딩 부재의 슬라이딩면 부분에 공급될 수 있게 한다. 이로써, 윤활성 고체 피막(20)의 윤활성능을 높인다. 그 결과, 슬라이딩 부재의 표면 윤활성을 높여, 슬라이딩 부재의 슬라이딩 성능을 개선시킨다.

이 밖에도, 윤활성 고체 피막(20)은, 모재(10)의 표면에 기포없이 얇은 두께로 높은 부착성을 가지며 코팅되므로, 슬라이딩 부재의 표면 경도를 높인다. 따라서, 슬라이딩 부재의 내마모성능을 높여 슬라이딩 부재의 수명을 현저하게 개선시킨다.

한편, 이러한 윤활성 고체 피막(20)은, 모재(10)의 표면에 5.0 ∼ 25.0㎛ 범위의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다.

이는, 윤활성 고체 피막(20)이, 5.0㎛ 미만의 두께로 코팅될 경우에는, 피막의 두께가 너무 얇아서 박리의 우려가 많기 때문이며, 25.0㎛를 초과한 두께로 코팅될 경우에는, 오일 포켓(22)의 형성이 어려워 표면 윤활성이 떨어지기 때문이다.

또한, 윤활성 고체 피막(20)의 표면 조도는, Ra 0.60 ∼ 1.50의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

이는, 윤활성 고체 피막(20)의 표면 조도가 Ra 0.60 미만일 경우에는, 표면 조도가 너무 작아서 오일 포켓(22)의 형성이 어렵기 때문이며, 표면 조도가 Ra 1.50을 초과할 경우에는, 표면 조도가 너무 크고 거칠어서 윤활성 고체 피막(20)의 내구성을 오히려 더 떨어뜨리기 때문이다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 슬라이딩 부재의 제조방법을 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 슬라이딩 부재 제조방법은, 준비된 모재(10)를 전처리하여 모재(10)의 표면에 미세 요철(12)을 형성한다(S101). 이때, 미세 요철(12)은, 샌드 블라스팅 공법을 이용하여 형성한다.

바람직하게는, 모재(10)의 표면에 미세 요철(12)을 형성할 시에, 상기 모재(10)의 표면 조도가 Ra 0.60 ∼ 1.50의 범위를 갖도록 형성하는 것이 좋다.

이는, 후술하는 윤활성 고체 피막(20)이 모재(10)의 표면에 코팅될 시에, 그 표면 조도가 상기 모재(10)의 표면 조도(Ra 0.60 ∼ 1.50)에 대응될 수 있도록 하기 위함이다.

그리고 미세 요철(12)의 형성이 완료되면, 모재(10)의 표면을 세정제로 세정한다(S103). 따라서, 모재(10)의 표면에 존재하는 각종 이물질들을 제거 처리한다. 이때에 사용되는 세정제는 알코올계 세정액인 것이 바람직하다.

그리고 모재(10)의 세정이 완료되면, 모재(10)의 표면에 윤활성 고체 피막재(20a)를 도포한다(S105). 이때에 사용되는 윤활성 고체 피막재(20a)는 액상의 불소수지로서, 모재(10)의 표면에 골고루 분사하여 도포한다.

바람직하기로는, 윤활성 고체 피막재(20a)가 모재(10)의 표면에 5.0 ∼ 25.0㎛ 범위의 두께로 도포되는 것이 좋다.

한편, 윤활성 고체 피막재(20a)의 도포가 완료되면, 모재(10)에 도포된 윤활성 고체 피막재(20a)에 근적외선을 조사한다(S107).

그러면, 윤활성 고체 피막재(20a)가 가열되면서 빠르게 건조 및 경화된다(S109).

이때, 근적외선은, 침투율이 높은 단파(短波)형태의 열파장이므로, 윤활성 고체 피막재(20a)의 내부로 깊숙이 침투하게 되는데, 이러한 근적외선의 침투에 따라 윤활성 고체 피막재(20a)는 두께 방향 전체가 편차없이 동시에 가열된다. 이로써, 윤활성 고체 피막재(20a)의 두께 방향 전체가 편차없이 균일한 속도로 건조 및 경화된다.

그리고 윤활성 고체 피막재(20a)의 두께 방향 전체가 균일한 속도로 건조 및 경화됨에 따라, 윤활성 고체 피막재(20a)의 내부에 존재하는 각종 용제들과 증발성 기체들이 효율좋게 증발된다.

특히, 피막재(20a)의 두께 방향 전체가 균일한 속도로 건조 및 경화되므로, 피막재의 표면부터 경화되지 않는다. 따라서, 피막재의 표면부터 경화되는 종래의 기술에 비해 용제들과 증발성 기체들의 증발효율이 현저하게 향상된다.

그 결과, 윤활성 고체 피막재(20a)의 건조 및 경화 과정 시에, 용제와 증발성 기체로 인한 "기포"의 발생이 전혀없다. 이로써, "기포"로 인한 피막의 "두꺼워짐 현상"과, 피막의 "경화효율 저하현상" 및, 피막의 "부착성능 저하현상"이 원천적으로 방지된다.

또한, 근적외선의 침투에 따라 윤활성 고체 피막재(20a)의 두께 방향 전체가 균일한 속도로 건조 및 경화되므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 윤활성 고체 피막재(20a)의 건조 및 경화 시간(t2)이 대폭적으로 단축된다.

특히, 윤활성 고체 피막재(20a)의 건조 및 경화를 위해, 소성 온도를 오랜 시간동안 단계적으로 승온시켜야 하는 종래의 기술(도 2참조)과 달리, 단 한번의 승온만으로도 윤활성 고체 피막재(20a)를 효율좋게 건조 및 경화시킬 수 있으므로, 윤활성 고체 피막재(20a)의 건조 및 경화 시간(t2)이 대폭적으로 줄어든다.

따라서, 슬라이딩 부재의 제조시간이 단축되며, 이를 통해 슬라이딩 부재의 제조효율이 현저하게 향상된다.

이 밖에도, 윤활성 고체 피막재(20a)는, 근적외선의 침투에 따라 기포의 발생없이 건조 및 경화되는 과정에서 일정량 수축하는데, 이러한 수축현상에 따라 상기 윤활성 고체 피막(20)은, 모재(10)의 표면에 얇은 두께로 높은 부착성을 가지며 코팅된다. 특히, 모재(10)의 표면에 형성된 미세 요철(12)들을 따라 얇은 두께로 높은 부착성을 가지며 코팅된다.

그리고 얇은 두께와 높은 부착성을 가지며 코팅되는 윤활성 고체 피막(20)은, 미세 요철(12)들의 형상을 그대로 유지하면서 코팅되며, 이렇게 코팅된 윤활성 고체 피막(20)은, 특정 크기의 표면 조도를 갖는다.

그리고 특정 크기의 표면 조도를 갖는 윤활성 고체 피막(20)은, 모재(10)의 미세 요철(12) 중 요홈부(12a)에 대응되는 표면부분에 오일 포켓(22)이 형성되며, 이렇게 형성된 오일 포켓(22)은, 오일을 저장할 수 있게 된다.

다시, 도 4와 도 5를 참조하면, 윤활성 고체 피막재(20a)에 대한 근적외선 조사 후에, 윤활성 고체 피막재(20a)의 건조 및 경화가 완료되면, 모재(10)의 표면에 윤활성 고체 피막(20)이 형성되면서 슬라이딩 부재(30)가 제조된다(S111).

그리고 이렇게 제조된 슬라이딩 부재(30)는, 높은 경도의 윤활성 고체 피막(20)과, 오일을 저장할 수 있는 오일 포켓(22)을 갖추게 된다. 이로써, 높은 표면 윤활성과 우수한 내마모성능을 지니게 된다. 그 결과, 기계적 성능이 향상되고, 수명이 연장된다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 근적외선 조사를 통해 윤활성 고체 피막(20)을 경화시키는 구조이므로, 대규모의 소성 설비없이도 윤활성 고체 피막(20)을 효율좋게 경화 처리할 수 있다.

또한, 대규모의 소성 설비없이도 윤활성 고체 피막(20)을 효율좋게 경화 처리할 수 있으므로, 윤활성 고체 피막(20)의 경화 처리비용을 현저하게 저감시킬 수 있으며, 이를 통해, 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 근적외선 조사를 통해 윤활성 고체 피막(20)을 경화시키는 구조이므로, 윤활성 고체 피막(20)의 건조 및 경화 과정에서, 피막(20)의 두께 방향 전체를 편차없이 균일한 속도로 건조 및 경화시킬 수 있다.

또한, 윤활성 고체 피막(20)의 두께 방향 전체를 균일한 속도로 건조 및 경화시킬 수 있는 구조이므로, 피막(20)의 표면부터 경화되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 피막(20)의 표면부터 경화되는 현상을 방지할 수 있는 구조이므로, 윤활성 고체 피막(20)의 경화 과정에서 피막(20) 내부의 용제와 증발성 기체들이 효율좋게 증발될 수 있게 한다.

또한, 윤활성 고체 피막(20)의 건조 및 경화과정에서 피막(20) 내부의 증발성 기체들이 효율좋게 증발될 수 있게 하므로, 증발성 기체들로 인한 피막(20) 내부의 "기포 발생"을 원천적으로 방지할 수 있다.

또한, 피막(20) 내부의 "기포 발생"을 원천적으로 방지할 수 있는 구조이므로, "기포"로 인한 윤활성 고체 피막(20)의 "두꺼워짐 현상"과, 피막(20)의 "경화효율 저하현상" 및, 모재(10)에 대한 피막(20)의 "부착성능 저하현상"을 원천적으로 방지할 수 있다.

또한, 피막(20)의 "두꺼워짐 현상"과, 피막(20)의 "경화효율 저하현상" 및, 피막(20)의 "부착성능 저하현상"을 방지할 수 있는 구조이므로, 윤활성 고체 피막(20)의 표면 윤활성과 내마모 성능을 현저하게 개선시킬 수 있다.

또한, 윤활성 고체 피막(20)의 건조 및 경화 과정에서, 기포의 발생없이 단시간내에 윤활성 고체 피막(20)을 효율좋게 건조 및 경화시킬 수 있으므로, 슬라이딩 부재의 제조시간을 단축시킬 수 있고, 이를 통해 슬라이딩 부재의 제조효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 윤활성 고체 피막(20)의 건조 및 경화 과정에서, 윤활성 고체 피막(20)의 표면에 오일 포켓(22)이 자동으로 형성되는 구조이므로, 별도의 후처리 공정 없이도 오일 포켓(22)을 형성할 수 있다.

또한, 별도의 후처리 공정 없이도 윤활성 고체 피막(20)의 표면에 오일 포켓(22)을 형성할 수 있는 구조이므로, 오일 포켓(22)을 형성하기 위한 후처리 설비가 필요없고, 아울러 전체적인 제조공정을 단축시킬 수 있다.

또한, 오일 포켓(22)을 형성하기 위한 후처리 설비가 필요없고, 전체적인 제조공정을 줄일 수 있는 구조이므로, 제조시간을 단축시킬 수 있고, 이를 통해 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 모재 12: 미세 요철
12a: 요홈부 20: 윤활성 고체 피막
20a: 윤활성 고체 피막재 22: 오일 포켓(Oil Pocket)
30: 슬라이딩 부재

Claims (8)

1. 다른 부재와 마찰 접촉하면서 슬라이딩 운동하는 슬라이딩 부재에 있어서,
   표면에 미세 요철(12)들이 형성되어 있는 모재(10)와;
   상기 모재(10)의 표면에 코팅되는 윤활성 고체 피막(20)을 포함하며,
   상기 윤활성 고체 피막(20)은,
   상기 모재(10)의 미세 요철(12)들을 따라 코팅되어 상기 미세 요철(12)들에 대응되는 특정 크기의 조도(粗度)를 가지며, 상기 미세 요철(12)들의 요홈부(12a)에 대응되는 부분에 오일 포켓(Oil Pocket)(22)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 윤활성 고체 피막(20)은,
   불소수지 재질이며, 상기 모재(10)의 표면에 5.0 ∼ 25.0㎛ 범위의 두께로 코팅되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 윤활성 고체 피막(20)의 표면 조도는, Ra 0.60 ∼ 1.50의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   압축기용 사판, 미끄럼 베어링, 슈 및 피스톤 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
5. 다른 부재와 마찰 접촉하면서 슬라이딩 운동하는 슬라이딩 부재를 제조하는 방법에 있어서,
   a) 준비된 모재(10)의 표면에 미세 요철(12)들을 형성하는 단계와;
   b) 상기 모재(10)의 표면에 윤활성 고체 피막재(20a)를 일정한 두께로 도포하는 단계와;
   c) 상기 모재(10)에 도포된 상기 윤활성 고체 피막재(20a)가 상기 미세 요철(12)들을 따라 특정 크기의 조도(粗度)를 가지며 경화될 수 있도록 상기 윤활성 고체 피막재(20a)에 근적외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 c) 단계에서,
   상기 윤활성 고체 피막재(20a)가 상기 미세 요철(12)들을 따라 경화되는 과정에서, 상기 미세 요철(12)의 요홈부(12a)에 대응되는 부분에 오일 포켓(Oil Pocket)(22)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재 제조방법.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 a) 단계에서,
   상기 모재(10)의 표면 조도가 Ra 0.60 ∼ 1.50의 범위를 갖도록 상기 미세 요철(12)을 형성하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재 제조방법.
8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 b) 단계에서,
   상기 모재(10)의 표면에 상기 윤활성 고체 피막재(20a)가 5.0 ∼ 25.0㎛ 범위의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재 제조방법.

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