CrN 코팅 고온 환경에서 내마모용으로 추천

CrN 코팅은 내마모 개선용으로 산업에서 많이 사용되고 있습니다. PVD 공법을 이용하여 증착시키며, 고온 환경에도 이용이 가능합니다. 마모 개선용으로 CrN 코팅을 추천 드리며, 특징에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

CrN 코팅의 일반 물성 및 특징

  • 코팅 두께: 1~40um (제품에 따라서 선택 가능)
  • 코팅 경도: 10~30GPa
  • 마찰: 0.4 (건식 기준)
  • 코팅 온도: 500℃ 이하 (스퍼터링 & 아크 방식에 따라 공정 온도 상이)
  • 최대 사용 온도: 600℃
  • 코팅 색상: 은회색

CrN 코팅 장점

  1. 내마모: CrN 코팅은 경도와 강도 측면에서 우수한 성능을 보입니다. 고강도 소재의 마모에 대한 내성을 향상시킵니다. 이는 부품의 수명을 연장하고, 마모로 인한 성능 저하를 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 산업에서 유지 보유 비용을 줄일 수 있어 많이 적용되고 있습니다. 또한, 자동차 엔진 부품도 많이 사용되어 부품의 수명을 연장시킵니다.
  2. 내식성: Cr는 화학적으로 안정적인 소재로 알려져 있으며, CrN 코팅은 이러한 Cr의 특성을 이어받아 부식에 대한 저항력을 가지고 있습니다. 이는 부품을 부식으로부터 보호하여 수명을 연장하고 유지 보수 비용을 줄일 수 있습니다. 자동차 산업에서는 특수 연료를 사용하는 나라에서는 엔진 부식이 많이 발생하는데, 개선으로 CrN 코팅을 많이 적용되고 있습니다.
  3. 열전도성: 열전도성이 뛰어나 부품에 발생하는 열을 효과적으로 분산시킵니다. 이는 열로 인한 손상을 방지하고, 부품의 정밀도와 품질을 유지하는 데 도움을 줍니다.
  4. 저 마찰: 마찰로 인한 에너지 손실을 감소시킵니다. 이는 부품의 효율성을 향상시키고, 마찰로 인한 부품의 손상을 방지합니다. 자동차 부품에 많이 사용되는 이유입니다. 저마찰도 인해 연료 효율을 높이게 됩니다. 더 좋은 저마찰 코팅을 원하시면 DLC 코팅을 추천 드립니다. 하지만 DLC 코팅은 CrN 보다는 사용 온도가 낮은 단점이 있습니다.

CrN 코팅 단점

  1. PVD 공정이 복잡하고 설비 가격이 비싸기 때문에 초기 투자 비용이 많이 들어갑니다.
  2. 적용 가능한 부품의 크기, 형태에 따라서 제한이 있을 수 있습니다.
  3. 공정 방법 및 물성에 따라 특성이 달라질 수 있기 때문에 적절한 검증을 통해서 적용할 필요가 있습니다.

CrN 코팅 공정

CrN 코팅은 PVD 방식으로 증착을 하게 됩니다. 스퍼터링 방식과 아크 방식으로 증착 가능하며 방식에 따라서 장단점이 있습니다. 아래 표를 참고하여 적용하는 것을 검토하시기 바랍니다.

구분스퍼터링아크
코팅 경도15Gpa30Gpa
코팅 두께1~3um30um
표면 조도★★★★★
코팅 속도★★★★★★★
처리 비용★★★★★★
  • 코팅 경도: 아크 방식이 코팅 에너지가 강하지 때문에 더 높은 경도의 코팅을 만들 수 있습니다.
  • 코팅 두께 및 조도: 아크 방식이 아크로 타겟을 녹여 이온화 시키기 때문에 코팅 속도가 매우 빠르지만 덩어리도 측정되는 경우도 매우 많아 조도는 안 좋게 됩니다. 아크 방식으로 코팅된 제품은 조도를 개선하는 래핑을 진행하는 경우가 많습니다.
  • 처비 비용: 아크 방식이 코팅 속도가 빠르기 때문에 단가면에서 저렴한 편입니다. 하지만 제품 형상 등에 의해 단가가 많이 달라지게 됩니다.

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