TiCN 코팅 특성 및 장단점

TiCN 코팅(티타늄 탄소 질화물 코팅)은 고강도 및 고온 환경에서 내마모성과 내부식성을 향상시키기 위해 사용되는 표면 코팅 기술입니다. 이 글에서는 TiCN 코팅의 장단점과 다양한 적용 분야에 대해 정리하도록 하겠습니다.

TiCN 일반적인 특성 (물성)

TiCN 코팅의 일반적인 물성입니다. 용도에 맞게 경도 및 두께 조절이 가능합니다.

  • 코팅 경도: Hv1,000~3,000
  • 코팅 두께: 제품 및 용도에 따라 설정 가능
  • 내열 온도: 400℃

TiCN 코팅 장점

  1. 높은 경도: 경도가 높기 때문에 툴이나 부품의 내구성을 높여서 수명을 연장하고 생산성을 향상시킬 수 있습니다.
  2. 내열성 및 열전도성: 고온 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있으며, 열과 마찰로 인한 손상을 방지하여 부품의 정밀도와 품질을 유지할 수 있습니다.
  3. 내식성: 부식에 대한 저항력이 뛰어나다는 특징이 있습니다. 이는 기계 가공 작업 중 발생할 수 있는 부식을 방지하여 부품의 수명을 연장시키고 유지 보수 비용을 줄일 수 있습니다.
  4. PVD 코팅 중에서 Ti 원재료 가격이 저렴한 편이기 때문에 원가 부담을 낮출 수 있습니다.

TiCN 코팅 단점

  1. 코팅 과정이 복잡하고 비용이 상대적으로 높을 수 있습니다. 따라서 대량 생산에는 적합하지만 소규모 생산이나 개별 주문에는 비용 부담이 있을 수 있습니다.
  2. 이 코팅은 특정한 용도에 특화되어 있기 때문에, 적용 가능성 평가를 미리 진행 후 적용하는 것이 좋습니다.

TiCN 적용 산업

  1. 금형 코팅: 금형은 다양한 제품을 생산하는 데 필수적인 도구입니다. 금형은 반복적인 사용과 고강도 소재의 가공으로 인해 마모가 발생할 수 있습니다. 이에 따라 금형의 내마모성을 향상시키기 위해 TiCN 코팅이 적용됩니다. 이를 통해 금형의 수명을 연장하고 생산성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 사용 후 코팅을 박리하여 재 코팅을 할 수 있기 때문에 금형을 계속 사용할 수 있기 때문에 고가의 금형 제작비가 많이 절감됩니다.
  2. 절삭 공구: 절삭공구는 금속을 절단하거나 가공하는 도구로서 고강도 소재의 가공에 사용됩니다. TiCN 코팅은 절삭공구의 내구성과 성능을 향상시키는 데 사용됩니다. 이를 통해 절삭 속도와 정밀도를 향상시킬 수 있습니다.
  3. 항공 우주 산업: 항공기 엔진 부품이나 우주선의 구성품은 극한의 환경에서 작동해야 합니다. 이러한 환경에서의 내열성과 내마모성이 요구됩니다. TiCN 코팅은 항공 우주 산업에서 엔진 부품, 구성품에 적용되어 이러한 요구사항을 충족시키는 역할을 합니다.
  4. 자동차 산업: 자동차 부품은 고온과 고압, 그리고 마찰로 인해 내구성이 요구됩니다. TiCN 코팅은 엔진 부품, 변속기 부품 등 자동차 부품에 적용되어 내열성과 내부식성을 향상시킵니다. 이를 통해 부품의 수명을 연장하고 성능을 향상시킬 수 있습니다.

항공 우주 및 자동차 산업에서 내구 및 마찰 저감을 위해서 DLC 코팅도 많이 사용하고 있습니다. 자세한 내용은 아래 포스팅 참고하면 좋습니다.

TiCN 코팅 공정

TiCN 코팅은 PVD 공정을 이용하여 증착할 수 있습니다. 스퍼터링과 아크 공법을 이용하여 만들 수 있습니다. 공법에 따라서 장단점이 있기 때문에 아래표 참고하시기 바랍니다. 일반적인 물성표이며, 용도에 따라 조정이 가능합니다.

구분아크스퍼터링
경도Hv2,500Hv1,500
코팅 두께Max. 30um1~3um
공정 온도500℃ 미만250℃ 미만
표면 조도★★★★★★★
증착 속도★★★★★★★
비용★★★★★★★
스퍼터링과 아크 코팅 공법에 대해서 자세히 알고 싶은 분들은 아래 포스팅 참고하시기 바랍니다.

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