우연히 대한 지엠피에 들렸다가 “표면처리 세계” 잡지를 보게 되었습니다. 잡지의 내용을 보면서 10 년 전과 비교하여 표면처리 산업의 기술은 크게 변하지 않았구나 하고 생각 했습니다.

1978년 한국과학원 재료공학과를 졸업하고 기계연구원의 표면 처리실을 창명하고 혼자서 연구실을 만들기 시작했는지 35년이 흘렀습니다.

저는 건식 표면처리를 싫어합니다. 그것은 장치가 핵심기술이라서 장치와 타겟을 외부로부터 사들여야 하는데 핵심기술은 서로가 공유하기 때문입니다. 습식 표면처리를 지금까지 해왔고 하고 있는 이유는 싸고 쉽게 청정하게 좋은 표면처리를 할 수 있는 가능성이 있는 분야이기 때문입니다.

지난 시간동안 많은 중소기업과 대기업에 작은 기술들을 전수했습니다. 그중에는 1980년대 초에 3가 크롬도금액을 개발하여 영국 캐닝에 소개하였고, 일반크롬도금 속도의 10배 이상의 초고속 경질크롬도금 기술도 이때에 개발 되었으며, 1990년초 노조문제로 인건비가 높아 베트남으로 옮겨야하는 특수 네일 스크류 업체의 아연도금 크로메이트 대체 유무기 복합 세라믹 코팅기술(염수분무 1,000 시간 이상)전수로 회사가 일본과 경쟁해서 이긴 강선 제조업체와 반도체 엣칭장비용 알루미늄 GDP 캐소드 등 양극산화 피막처리 기술을 전수시켜 현재까지 그 기술이 적용되어 대기업에 납품되고 있습니다.

도금 폐수속의 질소 제거 문제로 말썽 많았던 2000년대 초 벤처기업에게 전해처리 장치 및 불용성 세라믹 전극 개발 아이디어를 주어 이제는 100억대의 중소기업으로 화학비료공장과 화력발전소 등에 국산화 납품하는 업체로 성장한 업체가 있습니다.

그리고 1990년대에 자동차 부품 생산하는 대형 열간 단조 공장이 노조문제로 인건비 절감을 위해 열간 단조 금형 수명을 3-5배 올려달라는 코팅 기술도 성공적으로 개발한 예도 있습니다. 특히 선택적 카바이드나 보라이드 형성 습식 표면처리 기술도 이때에 개발 되었습니다.

이외에도 현대자동차 도장라인의 3M 보다 성능 좋은 연마재 개발 등 파급효과가 큰 작은 기술 들도 많이 개발 적용 하였습니다. 지금까지 제가 지원해준 100가지 이상의 상용화 된 기술들은 기업에서 필요하다고 요청해서 해결해 준 경우입니다.

표면처리를 연구하는 연구원으로 35년 동안 항상 생각해 온 제가 원하는 표면처리 기술은 폐수처리가 필요 없는 기술(그래서 도포형 크로메이트 기술 개발-1990년대), 전처리가 필요 없는 기술(알루미늄 상의 무 본달 도전성 피막처리 기술), VOC가 발생되지 않는 기술, 기계가공 공장에서도 처리할 수 있는 냄새 없는 습식 표면처리 기술이 합쳐진 고경도 고내식성 고기능성 기술입니다.

최근 선진국에서 이와 유사한 특성을 가지는 습식 코팅 기술을 개발 했습니다. 그리고 더욱 중요한 부분은 처리 단가가 처리물품 평균 1 키로당 500원 이하이며, 처리액은 모두 수용성으로 저렴하며 10년을 보관해도 성능이 변하지 않는 다고 합니다.

기술을 좀 더 자세히 소개드리면, 습식 코팅 층의 두께는 물을 용매로 하기 때문에 물의 양을 조절함으로써 마음대로 점도 조절 가능하여 두께가 1㎛ ~ 0.5mm까지 스프레이나 딥핑 또는 브러쉬로 코팅가능하다고 합니다. 그리고 공장 바닥이나 공장 벽에 코팅 작업 중에 묻어 있는 액은 물로 씻어서 회수 가능하며, 열을 가하지 않으면 반응이 일어나지 않으므로 점도 조정에 실패한 경우에도 코팅 층을 물로 씻은 후 재사용 가능하다고 합니다.

또한 코팅 후 공기 중에서 열처리를 300 ℃ 이상 에서 30분하면 경도가 Hv 1,200이상인 코팅 층이 되고, 코팅 층을 쇠줄로 밀어도 쇠줄이 마모되고, 마찰계수는 기본 0.1이하이고 간단히 더 낯출 수 있으며, 급열 급냉 (700℃ 가열 물 궨칭)을 10 회 이상 반복해도 박리나 밀착성에 아무 이상이 없으며, 물 접촉각은 기본이 10도 이하이고 초 발수 영역까지 2차 처리로 가능하다고 합니다. 그리고 거의 모든 금속에 이러한 코팅이 가능 하다고 합니다. 내식성은 기본으로 80 ㎛ 코팅시 염수분무 400시간 이상이고 이차 내식성 처리로 해수에 사용하는 볼트 수준인 염수분무 시험 만 시간 까지도 된다고 합니다.

이 기술의 이름을 새로운 합성 습식(NIW) 코팅으로 말하고 있습니다. 이 기술은 본 처리 후 2차 공정으로 금속을 도금하거나 코팅할 수 있어서 방직기 부품, 에어컨의 영구 탈취 판, 고온 초고속 열전달 판, 캔 말이 금형 코팅, 다이캐스팅 금형 내벽 코팅 등 극한의 성능을 필요로 하는 부품에 사용할 수 있습니다. 초고속 회전체나 고열 마모 부품 등에 사용 가능 합니다.

본 기술은 부품의 하지 처리로 쓸 경우에 경도가 높은 장벽층 작용을 해서 모재를 보호하는 측면에서 상당히 유리 합니다. 코팅 층은 하지금속과 열화학 반응에 의해 결합하므로 결합력이 강한 특징이 있습니다. 소결 부품의 오일레스 베아링과 같이 코팅층 내에 오일을 장시간 보유 할 수 있는 특성도 있기 때문에 유압 실린더 로드나 베아링 등에도 사용 가능성이 있습니다.

특별히 각종 금속의 주물품이나 다이캐스팅 부품의 경우 눈에 보이지 않는 기공들이 많이 있어서 도장 후 표면에 발생되는 부풀음과 밀착불량에 의한 부식 발생 등 불량율이 80%에 이르는 경우가 많이 있습니다. 이러한 부품의 경우 본 기술을 적용할 경우 기공을 없애 줄 뿐 아니라, 도장 밀착성과 내식성 및 경도를 상승시켜 저렴하게 불량 없는 환경친화형 고품위 도장 제품을 생산 할 수 있습니다.

본 기술은 소개드리는 이유는 표면처리의 신기술을 소개함으로 인하여, 우리나라에도 이와 경쟁되는 더 우수한 기술이 하루 빨리 개발되어, 꼭 필요한 곳에 적용되어 세계시장에서의 부품의 성능이 1등이 되는 히든 챔피언 기업이 하루 빨리 나왔으면 하는 바램이 있어서입니다.

기술에 대해 더 자세히 알고 싶으신 분은 첨부 메일로 문의 바랍니다. nepalhan@hanmail.net