KR20160022590A - 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체 - Google Patents

금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체 Download PDF

Info

Publication number
KR20160022590A
KR20160022590A KR1020140108339A KR20140108339A KR20160022590A KR 20160022590 A KR20160022590 A KR 20160022590A KR 1020140108339 A KR1020140108339 A KR 1020140108339A KR 20140108339 A KR20140108339 A KR 20140108339A KR 20160022590 A KR20160022590 A KR 20160022590A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base material
nitriding
steel
layer
coating
Prior art date
Application number
KR1020140108339A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101613304B1 (ko
Inventor
위재용
김원수
유상호
Original Assignee
주식회사 세텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 세텍 filed Critical 주식회사 세텍
Priority to KR1020140108339A priority Critical patent/KR101613304B1/ko
Publication of KR20160022590A publication Critical patent/KR20160022590A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101613304B1 publication Critical patent/KR101613304B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising

Abstract

금속 표면 개질 방법에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체는 철 이외의 물질을 나타내는 모재와, 모재의 표면에 코팅된 질화 처리가 가능한 강재; 및 강재의 표면에 질화 처리하여 일정 두께로 형성된 질화층을 포함한다.
금속 표면 개질 방법은 철 이외의 물질을 나타내는 모재를 제공하는 단계; 모재의 표면에 질화 처리가 가능한 강재로 이루어진 코팅용 분말을 일정 속도로 분사하여 코팅층을 형성하는 단계; 및 코팅층이 형성된 모재를 열처리하여 코팅층의 표면에 일정 두께로 질화층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체{Method for Reforming Surface of Metal and Non Ferrous Metal Composite for Nitriding Preparing Thereby}
본 발명은 금속 표면 개질 방법으로서, 특히 비철 금속을 질화 처리하여 내마모성, 강도, 내식성이 향상된 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체에 관한 것이다.
철의 표면 경화법에는 철 표면에 열을 가하여 반응 가스 중에 필요한 성분을 확산 침투 시킴으로 철 표면의 화학 성분을 변화시키는 열화학적 표면 경화법과 철 표면의 화학 성분을 변화시키지 않으면서 담금질만으로 경화하는 물리적 표면 경화법이 있다.
열화학적 표면 경화법은 침탄, 질화, 침황, 침붕 등이 있고, 물리적 표면 경화법은 유도가열 담금질, 화염 담금질 등이 있다.
철의 표면 경화는 내마모성, 피로강도, 내식성, 내소착성 등의 향상에 목적이 있으며, 기계 부품, 금형, 공구 등의 내구성, 고성능화, 고경량화가 요구되는 분야에서 널리 활용되고 있다.
열화학적 표면 경화법의 일종인 질화법은 질소 원자를 철의 표면에 침투, 확산시키는 방식으로 침탄과 같은 타 표면 처리법에 비해 치수나 모양의 변형이 거의 없고 정밀하게 생산할 수 있다는 장점이 있다.
즉, 500℃ 이상으로 가열된 철 표면은 촉매 작용을 하면서 암모니아(NH3) 가스를 열분해하는데, 이 때 발생하는 질소 원자(N)가 철 표면에 흡착되어 그 내부로 확산되면서 철 표면에 질화층이 형성된다.
이러한 이유로 자동차, 조선, 항공, 사무기기, 일반기계에 이르기까지 산업 전반에 널리 응용되는 기술이다. 특히, 질화 기술 중 대표적인 것이 가스 연질화이다. 주요 특징은 에너지 및 원자재 절감효과, 높은 생산성 및 제품 외관의 품질 향상, 그리고 금속재료 산업 전반에 널리 적용될 수 있는 다양성에 있다.
가스 연질화 처리시 사용되는 반응 가스인 암모니아(NH3), 이산화탄소(CO2), 질소(N2)를 반응 챔버로 투입한 후, 550-650℃의 내부 온도를 유지하면서 일정 시간이 지속되면, 강관의 철 표면에 암모니아가 분해, 침투 확산되어 질화층을 형성한다.
질화법은 주로 철(강재, Steel)의 표면에 적용하며 Fe2-3N을 형성하기 때문에 철(Fe) 원소가 없는 비철 금속의 표면에서 질화 처리가 잘 이루어지지 않는다.
최근에는 새로운 공업 발달에 의하여 일반 강(Steel)보다 비철 금속이 경량성에서 우수함으로 인해 실용 금속으로 합금의 재료나 다양한 공업적 특성으로 사용량이 크게 증가하고 중요성이 날로 커지고 있다.
그러나 비철 금속만으로는 산업 분야에서 사용되는 강도, 내식성, 내마모성이 철강 재료보다 부족하여 실제 산업 현장이나 제품에 적용하기 부족한 점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비철 금속의 표면에 물리적 변형과 열화학적 변형을 가하여 경량성, 내마모성, 강도, 내식성이 향상된 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 비철 금속을 질화 처리하기 위하여 비철 금속의 표면에 질화 가능한 강재를 구성하여 질화 처리된 비철 금속 복합체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 금속 표면 개질 방법은,
철 이외의 물질을 나타내는 모재를 제공하는 단계;
모재의 표면에 질화 처리가 가능한 강재로 이루어진 코팅용 분말을 일정 속도로 분사하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
코팅층이 형성된 모재를 열처리하여 코팅층의 표면에 일정 두께로 질화층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 금속 표면 개질 방법에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체는,
철 이외의 물질을 나타내는 모재;
모재의 표면에 코팅된 질화 처리가 가능한 강재; 및
강재의 표면에 질화 처리하여 일정 두께로 형성된 질화층을 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 비철 금속을 질화 처리하여 내마모성, 강도, 내식성이 향상된 비철 금속 복합체를 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 비철 금속의 표면을 개질하여 열적 변형 또는 열적 충격을 최소화하고 피로균열 생성을 억제하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속 표면 개질 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비철 금속을 코팅하기 위한 콜드 스프레이 장치의 개략도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 질화 처리한 비철 금속 복합체를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속 표면 개질 방법을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비철 금속을 코팅하기 위한 콜드 스프레이 장치의 개략도를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 질화 처리한 비철 금속 복합체를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 금속 표면 개질 방법은 단일 금속 및 합금 기지를 포함하는 모재(200)를 제공하는 단계(S100), 코팅용 분말을 콜드 스프레이 방법으로 모재(200)에 코팅하는 단계(S102), 코팅층(210)이 형성된 모재(200)를 열처리하여 금속간 화합물을 형성하는 단계(S104), 코팅층(210)이 형성된 모재(200)를 질화로의 반응 챔버에 넣어 열처리를 통해 코팅층(210)의 표면에 질화 처리를 수행하는 단계(S106)를 포함한다.
여기서, 모재(200)는 철 이외의 금속을 나타내는 비철 금속이고 본 발명의 일례로 알루미늄 금속 또는 그 합금을 예시하며, SACM 파우더, SUS 파우더 등의 질화강 파우더이고, 질화강 파우더는 단일 금속 분말, 분말로 만든 둘 이상의 합금 분말, 단일 금속 분말과 합금 금속 분말의 혼합물, 하나의 단일 금속 분말과 둘 이상의 합금 금속 분말의 혼합물 등 다양한 조합을 적용할 수 있다.
이외에 철 이외의 금속을 나타내는 모재(200)는 파이버 중복합체를 나타내는 폴리머 계열도 포함할 수 있다.
모재(200)는 폴리머 계열을 사용하는 경우, 해저 케이블 분야에 적용할 수 있으며 구리, 알루미늄 등을 사용하는 경우, 모터축, 자전거 분야에 적용할 수 있다.
코팅층(210)은 콜드 스프레이 방법으로 코팅하게 되는데, 이에 한정하지 않고, 질화 가능한 강재가 코팅될 수 있는 방식이면 스퍼터링, 화학증착, 물리증착, 열확산 피복, 도금 등의 다양한 방법을 적용할 수 있다.
코팅층(210)의 두께는 약 500㎛ 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 모재(200)의 표면에 질화강 파우더를 콜드 스프레이 방법으로 코팅하게 되는데 질화강에 한정하지 않고, 질화법으로 질화 처리가 가능한 강재(210)를 모두 포함하는 개념이며, 질화강을 대신하여 탄소강, 합금강, 일반강을 사용할 수도 있다.
본 발명은 금속 표면 개질 방법에 관한 것으로서 모재(200), 질화 처리가 가능한 강재(210)는 단일 성분의 금속 뿐만 아니라 합금, 금속간 화합물, 복합체, 조합물을 포함하는 광의의 금속을 의미한다.
본 발명의 표면 개질은 모재(200)의 표면에 강도, 경도, 내마모성, 피로특성을 포함한 기계적 성질 향상에 초점을 두고 있으며 이외에 다양한 표면 특성 개선을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 콜드 스프레이 장치는 코팅층(210)을 형성할 분말을 이음속 또는 초음속으로 가속하여 알루미늄 금속인 모재(200)에 제공한다.
이를 위해 콜드 스프레이 장치는 가스 압축기(100), 가스히터(110), 분말 공급기(120) 및 분사용 노즐(130)로 구성된다.
가스 압축기(100)로부터 제공된 약 5 내지 20kgf/cm2의 압축가스는 분말 공급기(120)로부터 제공되는 분말을 분사용 노즐(130)을 통해 약 300 내지 1200ms의 속도로 분출하여 코팅한다.
이음속 내지 초음속의 유동을 발생시키기 위해서는 통상적으로 수렴-발산형 노즐이 사용되고 수렴 및 발산 과정을 통하여 초음속 유동을 발생시킬 수 있다.
압축가스의 공급 경로상의 가스히터(110)는 압축가스의 운동 에너지를 증가시켜 분사용 노즐(130)에서의 분사 속도를 높이기 위해 압축가스를 가열하기 위한 장치이다.
가스 압축기(100)의 압축가스의 일부는 분사용 노즐(130)로 분말의 공급을 보다 원활히 하기 위해 분말 공급기(120)로 공급될 수 있다.
압축가스는 상용의 가스로 헬륨, 질소, 아르곤 및 공기 등이 사용될 수 있다.
콜드 스프레이의 코팅 단계에서는 모재(200)가 상온 또는 저온에서 진행할 수 있으며 바람직하게는 일정 온도 이상으로 가열한 상태에서 진행하는것이 코팅용 분말의 충돌에 따른 변형 에너지 축저과 코팅용 분말의 심도 깊은 충돌을 유도한다.
분말 공급기(120)는 코팅용 분말인 SACM 파우더, SUS 파우더 등의 질화강 파우더를 분사용 노즐(130)로 공급한다.
콜드 스프레이 장치는 압축가스의 유동에 의해 코팅용 분말을 비용융 상태로 300 내지 1200m/s 속도로 가속하여 모재(200)의 표면에 코팅용 분말을 코팅한다.
코팅 단계가 완료되면, 코팅된 코팅층(210) 및 모재(200)를 열처리하여 금속간 화합물을 형성한다. 열처리 단계는 약 500℃ 이상으로 수행되며 금속간 화합물의 공융온도 또는 포정온도 이하에서 수행한다.
이어서, 전술한 단계 S106과 같이, 코팅층(210)의 표면에 질화 처리를 수행하게 되는데 그 과정을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 질화로는 외통, 반응 챔버, 반응 챔버의 내부 온도를 가열하는 가열부, 반응 챔버의 내부에 형성되어 질화 대상물을 탑재하는 바스켓, 반응 가스를 순환시키고 배출하는 팬, 암모니아(NH3), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)를 소정 비율로 한 반응 가스를 반응 챔버로 공급하는 반응 가스 공급부를 포함하며, 질화로와 질화 처리 기술은 공지된 기술이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
반응 가스 공급부는 반응 챔버를 예열하는 동안, 예를들어 1~1.5시간에 걸쳐 질소(N2)를 반응 챔버 내로 공급한다. 예열이 끝나면, 반응 가스 공급부는 암모니아(NH3), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)를 소정 비율로 하여 반응 챔버로 공급한다.
반응 가스 공급부가 반응 가스를 반응 챔버의 내로 공급한 후, 가열부는 반응 챔버의 내부 온도를 일정 온도로 유지하면서 소정 시간이 지속되면, 코팅층(210)의 표면에 소정 두께의 질화층(220)이 형성된다. 이러한 과정에서 팬은 반응 챔버 내의 반응 가스를 순환시키거나 외부로 배출한다.
암모니아(NH3), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)의 반응 가스들이 반응 챔버의 내부로 공급되면, 팬은 회전하면서 반응 챔버의 내부의 반응 가스들이 반응 챔버 내에 균일하게 분포되게 한다.
질화가 이루어지는 동안, 반응 챔버의 내부 온도는 보통 550 내지 650℃로 유지되고, 질화 시간은 3-4 시간 정도가 소요된다.
질화가 진행되는 동안, 반응 챔버 내에서는, 고온의 코팅층(질화강)(210)의 표면은 2NH3 ⇔ 3H2 + 2N의 반응이 일어나며, 그 결과 질소 원자가 코팅층(210)의 표면에서 질화가 일어난다.
본 발명의 모재(200)는 철 이외의 금속을 나타내는 비철 금속이나, 질화 처리 온도(550 내지 650℃)를 고려하여 700℃ 이하에서 녹지 않는 비철 금속이면 어떠한 것도 가능하다.
질화 공정은 암모니아 가스만 질화로로 투입하여 질화 과정을 수행하는 가스 질화법 또는 질소, 이산화탄소 및 암모니아를 질화로에 투입하여 질화 과정을 수행하는 가스 연질화법 중에서 선택된 어느 하나의 방법을 이용하여 수행할 수 있다.
단계 S106을 완료하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 질화 처리한 비철 금속 복합체(200, 210, 220)가 형성된다.
본 발명의 비철 금속 복합체(200, 210, 220)는 질화층(220)의 표면에 내식성 향상을 위해서 산질화 처리를 더 포함할 수 있다.
산질화 처리는 금속 표면에 질화 공정으로 질화층(220)을 생성하고 질화층(220) 위에 산화층을 형성시켜 내마모성, 내습동성, 내식성을 더 높이는 금속 표면 개질 방법이다.
산질화 처리는 단계 S106의 질화 공정 중 또는 질화 공정 이후에 순차적으로 Cl, NaCl, Na 중 하나가 포함된 수용액 증기에 노출 및 훈증하여 산화 처리한다.
수용액은 Cl, NaCl, Na 중 하나가 포함된 어떠한 물질의 수용액도 사용될 수 있다.
산화 공정은 질화로의 내부에 코팅층(210)을 형성한 모재(200)를 투입한 후, 350 내지 600℃의 범위가 되도록 승온하고 최종 온도를 유지하면서 염소, 염화나트륨, 나트륨 중 하나가 포함된 수용액 증기 0.1 내지 10 중량%를 투입하고 1 내지 60분 동안 처리한다.
본 발명의 산화 공정은 질화 공정 이후에 순차적으로 Cl, NaCl, Na 중 하나가 포함된 수용액 증기에 노출 및 훈증하여 질화층(220)의 표면에 산화층을 추가로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 산화 공정은 질화 공정 중에 코팅층이 형성된 모재를 Cl, NaCl, Na 중 하나가 포함된 수용액 증기에 노출 및 훈증하여 질화층(220)에 산화물을 잔존시킬 수 있다.
산화 공정에서 350 내지 600℃의 범위를 벗어나게 되면, 질화층(220)과 산화층이 견고하게 접착되지 못하는 문제가 발생할 수 있고 수용액의 처리 시간이 1 내지 60분을 벗어나게 되면, 박리 현상, 수용액 기화 등 원활하지 못한 문제가 발생될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 가스 압축기
110: 가스히터
120: 분말 공급기
130: 분사용 노즐
200: 모재
210: 코팅층, 질화 가능한 강재
220: 질화층

Claims (9)

  1. 철 이외의 물질을 나타내는 모재;
    상기 모재의 표면에 코팅된 질화 처리가 가능한 강재; 및
    상기 강재의 표면에 질화 처리하여 일정 두께로 형성된 질화층
    을 포함하는 비철 금속 복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 질화 처리가 가능한 강재는 질화강, 탄소강, 합금강, 일반강 중 하나인 비철 금속 복합체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모재는 질화 처리 온도에서 녹지 않는 비철 금속을 사용하는 비철 금속 복합체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 질화층의 표면에 Cl, NaCl, Na 중 하나가 포함된 수용액 증기에 노출 및 훈증하여 산화 처리하여 일정 두께로 형성된 산화층
    을 더 포함하는 비철 금속 복합체.
  5. 철 이외의 물질을 나타내는 모재를 제공하는 단계;
    상기 모재의 표면에 질화 처리가 가능한 강재로 이루어진 코팅용 분말을 일정 속도로 분사하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 코팅층이 형성된 모재를 열처리하여 상기 코팅층의 표면에 일정 두께로 질화층을 형성하는 단계
    를 포함하는 금속 표면 개질 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 코팅용 분말을 코팅용 분사 노즐에 주입하는 단계;
    상기 분사 노즐 내에 흐르는 압축가스의 유동에 의해 상기 코팅용 분말을 일정 속도로 가속하여 상기 모재의 표면에 상기 코팅용 분말을 코팅하는 단계
    를 포함하는 금속 표면 개질 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 질화층을 형성하는 단계 이후에,
    상기 질화층과 상기 코팅층이 형성된 모재를 Cl, NaCl, Na 중 하나가 포함된 수용액 증기에 노출 및 훈증하여 산화 처리하여 상기 질화층의 위에 산화층을 추가로 형성하는 단계
    를 더 포함하는 금속 표면 개질 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 질화층을 형성하는 단계는,
    상기 코팅층이 형성된 모재에 질화 처리 공정을 수행시 상기 코팅층이 형성된 모재를 Cl, NaCl, Na 중 하나가 포함된 수용액 증기에 노출 및 훈증하여 상기 질화층에 산화물을 잔존시키는 단계
    를 더 포함하는 금속 표면 개질 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 질화 처리가 가능한 강재는 질화강, 탄소강, 합금강, 일반강 중 하나인 금속 표면 개질 방법.
KR1020140108339A 2014-08-20 2014-08-20 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체 KR101613304B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140108339A KR101613304B1 (ko) 2014-08-20 2014-08-20 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140108339A KR101613304B1 (ko) 2014-08-20 2014-08-20 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160022590A true KR20160022590A (ko) 2016-03-02
KR101613304B1 KR101613304B1 (ko) 2016-04-18

Family

ID=55582418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140108339A KR101613304B1 (ko) 2014-08-20 2014-08-20 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101613304B1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100867819B1 (ko) 2007-09-06 2008-11-10 현대자동차주식회사 연료전지용 금속분리판의 표면층 및 이의 형성방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101613304B1 (ko) 2016-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3931276B2 (ja) 真空浸炭窒化方法
US9260775B2 (en) Low alloy steel carburization and surface microalloying process
CN107245691B (zh) 金属材料复合热处理表面强化方法
US7794551B1 (en) Carburization of metal articles
JPWO2015046593A1 (ja) 鋼部材の窒化処理方法
US7655100B2 (en) Method for preparation of steel material
WO2005075705A1 (ja) 金属材の表面処理方法
EP2888379B1 (en) Method for heat treating a steel component
KR101613304B1 (ko) 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체
CN101238236B (zh) 离子渗氮方法
JP5378715B2 (ja) 鋼材の表面処理方法および表面処理装置
EP2888377B1 (en) Method for heat treating a steel component and a steel component
Caliari et al. An investigation into the effects of different oxy-nitrocarburizing conditions on hardness profiles and corrosion behavior of 16MnCr5 steels
JP7397029B2 (ja) 鋼製部品の浸炭方法及び鋼製部品の製造方法
CN111593296A (zh) 一种马氏体不锈钢表面硬化剂及其制备方法和应用方法
US2458655A (en) Process of case-hardening metals
US4249964A (en) Process for the chemical and thermal treatment of steel parts to improve the strength properties thereof
CN114410933B (zh) 一种基于预喷丸处理的渗碳层深度提升的方法
WO2015125767A1 (ja) 機械部品の製造方法
JP2010222649A (ja) 炭素鋼材料の製造方法および炭素鋼材料
JP2009108411A (ja) ステンレス鋼製の加工品の表面硬化方法及び該方法の実施のための溶融塩
US7622009B2 (en) Steel material
JPH04232247A (ja) チタン及びチタン合金からなる部材に窒化物層を施す方法
CN109811295A (zh) 一种精密零件的真空渗碳炉750℃低温渗碳工艺
US9738964B2 (en) Method for the nitro carburization of a deep-drawn part or a stamped-bent part made of austenitic stainless steel

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190404

Year of fee payment: 4