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엔진 접동부품에의 DLC코팅 적용기술

전문가 제언: ？전문가 제언？

○ 지구온난화 대비책의 한 방법으로 자동차의 배출가스 삭감을 위하여 자동차 배기가스 규제가 일층 강화되고 있다. 자동차배기가스 삭감하는 방법으로 차체 경량화, 연비향상은 2016년에는 선진 각국이 15∼17km/ℓ, 2020년에는 20∼25km/ℓ연비를 향상할 목적으로 개발하고 있다. 자동차엔진 접동부품의 DLC 코팅은 접동부품의 마찰 저항을 감소시키므로 연비를 향상시킬 수 있는 한 방법이다. 본고는 DLC 코팅과 코팅된 재료의 평가방법 개발에 대한 중요한 기술이다.

○ 진공 중에서 DLC 코팅방법은 그라파이트 원료를 사용 시에는 아크이온플레이팅, 비평형마그네트론 스퍼터링(UBMS), 여과식아크이온플레이팅법으로 코팅(ta-C)하고, 공급원료를 탄화수소계(CH4, C6H6, C2H2)를 사용할 경우에는 고주파(RF)플라스마CVD, 펄스방식직류(DC)플라스마CVD, 이온화증착, 프라스마이온주입.성막(PBII&D) 등으로 코팅(a-C:H)한다. 본고는 PCVD법으로 W미립자를 기재에 피닝한 후 탄화수소를 공급하여 WC:a-C:H막을 형성하는 특징이 있다.

○ 각종 코팅방법과 성막 특성은 스퍼터 법으로 그라파이트를 처리온도∼250℃ 수소프리 막(a-C), 경도 1000∼3500 HK, RF-PCVD는 성막원료 CH4처리온도 ∼200℃, H2 30∼40%막(a-C:H), 경도 1500∼2000HK, 이온화 증착법은 원료 C6H6, 처리온도 ∼300℃, H2∼15at%막(a-C:H), 경도 2000∼2500HK, PIG-PCVD는 원료C2H2, 처리온도 ∼250℃, H2 20∼39at%막(a-C:H), 경도 1000∼2500HK 등에 비하여 본고의 PCVD법은 기재에 W 분말을 피닝한 후 탄화수소 원료를 사용하여 DLC코팅한결과 우수한 밀착.내마모성 특성이 있는 WC:a-C:H막을 생성하였다.

○ 우리나라도 자동차에 관련된 부품과 부품제조에 필요한 금형에 DLC코팅이 필요하다. 자동차접동부품으로 실린더링 이외도 많이 있겠지만 자동차부품제조용 Al합금다이캐스팅 금형이나 플라스틱 제품 금형에도 DLC코팅이 필요하다. 중소기업에서도 DLC코팅할 수 있고 코팅재료의 평가기술도 개발할 수 있다고 생각되어 정부기술연구소와 학계가 연계하여 DLC코팅 사업을 개발. 확대시키기를 제언한다.

저자: KANO Makoto
자료유형: 니즈학술정보