산비 특성에 따른 인산-망간 화성처리 피막의 내마모 특성 평가

초록

인산-망간 화성처리는 인산염 화성처리의 한 종류로 탄소강 표면의 화성처리를 통해 인산-망간염 화합물 형태의 피막을 형성, 내마모성과 내식성을 향상시키는 효과가 있어 높은 내마모성을 요구로 하는 자동차 Shaft, Gear, Piston에 사용되는 등 산업에 전반적으로 활용되고 있다. 이러한 특성을 가진 인산-망간 화성처리에서 화성처리액의 전산도, 유리산도는 피막 형성에 중요한 역할을 하고 있다. 전산도는 화성처리액 제조 시 화학 반응을 통한 인산-망간염 화합물의 산가와 인산(H3PO4)의 산가를 합한 값이며, 유리산도는 미 반응물로 남은 인산(H3PO4)의 산가를 의미한다. 나아가 위의 전산도를 유리산도로 나눈 값을 산비라고 하며, 산비가 지나치게 높거나 낮으면 피막 형성 및 반응속도에 문제가 되고 이는 인산-망간 화성처리의 주요 목적인 내마모특성을 저하시키는 요인이 된다. 따라서 전산도와 유리산도 간의 최적 산비에 대한 연구는 피막의 최적 내마모특성을 확보하기 위한 필수적인 연구라고 할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 전산도와 유리산도 간의 산비에 따른 인산-망간 화성처리를 바탕으로 각 산비 조건에 따른 피막특성을 SEM과 EDAX로 확인 하였으며, XRD를 통해 인산-망간 화성피막의 상(Phase)을 분석하였다. 더불어 내마모특성을 확인하고자 내마모시험을 통해 산비 조건에 따른 피막의 마찰계수를 확인하여 분석결과를 토대로 인산-망간 화성처리의 최적 산비를 도출하였다.