스프링 표면처리 기술 종류 및 특성 분석 산업별 맞춤 솔루션
1. 도금 처리 (Plating)
아연 도금 (Galvanizing)
전해 도금 : 5~25μm 두께, 경제적 방식
용융 아연 도금: 40~100μm, 우수한 내식성 (ASTM B633 준수)
특징 : 백녹 발생 가능성, 500시간 이상 중성염분분무시험 통과
니켈 도금
경질 니켈 : 500~800HV 경도, 마모저항성 향상
화학 니켈(무전해 니켈): 10~50μm, 균일 도금 (AMS 2404 규격)
적용 : 의료기기, 고주기 피로 응용 분야
크롬 도금
경크롬 : 0.05~0.5mm 두께, 800~1000HV 경도
장점 : 내마모성 ↑, 마찰계수 ↓ (0.1~0.2 수준)
* 아연 도금 비교 분석표
항목 | 전해 도금 | 용융 도금 |
|---|---|---|
항목 | 전해 도금 | 용융 도금 |
두께 | 5~25μm | 40~100μm |
내식성 | 500시간 염수시험 | 1,000시간 이상 |
비용 | ₩1,500/개 | ₩3,200/개 |
적용 사례 | 자동차 서스펜션 | 해양 플랜트 장비
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2. 화학 처리
인산염 처리 (Phosphating)
망간인산염 : 5~20g/㎡, 유기윤활제 흡수력 향상
아연인산염 : 미세기공 구조 형성, 도료 접착력 ↑
적용 : 자동차 서스펜션 스프링 (JIS K 3151 기준)
블랙 옥사이드
알칼리 흑연화 처리 : 1~3μm 두께, 300~400℃ 열처리 병행
장점 : 광택 제거, 광반사 방지
3. 기계적 처리
샷 피닝 (Shot Peening)
조건 : 0.2~0.8mm 강구, 200~600% 커버리지
효과 : 피로수명 200~300% 증가 (SAE J442 기준)
적용 : 항공기 엔진 밸브 스프링
터보 블라스팅
세라믹 입자(100~400 mesh) 사용
표면 거칠기 Ra 0.8~3.2μm 조절 가능
* 코팅 기술표
특성 | DLC 코팅 | PTFE 코팅 |
|---|---|---|
경도 | 2,000~4,000HV | 15~25HB |
마찰 계수 | 0.1~0.15 | 0.05~0.1 |
적용 온도 | -200~600℃ | -100~260℃ |
수명 | 500만 사이클 | 300만 사이클 |
4. 코팅 기술
에폭시 코팅
2액형 시스템: 50~150μm 두께, 500시간 이상 염수분무시험
UV 경화형: 20~50μm, 초경량 요구 사양에 적합
PTFE 코팅
Dry Film Lubricant: 마찰계수 0.05~0.1 수준
적용: 반복 운동이 필요한 리드 스프링
DLC 코팅 (Diamond-Like Carbon)
Vickers 경도 2000~4000HV
내마모성 기존 대비 10배 향상
5. 열처리 파생 기술
불소화 처리 (Fluorination)
표면 에너지 20dyne/cm 이하로 저감
스틱슬립 현상 방지
질화 처리 (Nitriding)
가스 질화: 0.1~0.5mm 경화층, 800~1200HV
플라즈마 질화: 400℃ 저온 공정 가능
6. 특수 공정
나노 복합 코팅
SiO₂/TiO₂ 나노입자 함유 코팅
초발수성(접촉각 >150°) 구현
레이저 표면 개질
표면 재용융으로 기공률 0.5% 이하 감소
피로강도 40% 이상 향상