코팅은 부품의 내마찰성과 내마모성의 향상을 위해 사용되고 있다. 상대 운동을 하면서 다양한 메커니즘에 의해 마모가 발생하며 마모는 부품의 수명을 감소시킨다. 이를 효과적으로 방지하기 위해 표면 코팅처리가 주로 이용된다. 대표적으로 PTFE 코팅은 화학, 전기, 섬유 등의 대부분 산업분야에서 사용된다. 우수한 특징이 많지만 경도가 약하고 내마모성이 나쁜 단점이 존재한다. 이러한 단점을 보완하고자 첨가제 등을 혼합하여 내마모성을 높이는 연구가 많이 진행되고 있다.
본 연구에서는 PTFE 코팅의 우수한 특성인 초기 마찰 저감특성을 살리면서 내마모성을 강화하기 위하여 그리스 환경에서의 실험을 진행할 것이다. 실험을 통해 여러 가지 윤활환경에서의 PTFE 코팅 시편의 마멸특성을 분석하였으며 실험 결과는 다음과 같다.
1. PTFE 코팅의 뛰어난 마찰 저감 효과
PTFE 코팅은 뛰어난 마찰 저감효과를 특징으로 하고 있다. 내마모성의 향상을 위해 그리스 윤활환경을 함께 적용한 결과, PTFE 코팅만 적용한 결과에 비해 mild한 마찰 특성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다. 함께 실험에 사용한 그리스와 광유 또한 윤활제로서 마찰 저감에 영향을 미치지만, PTFE 코팅의 마찰저감 효과가 더 뛰어나다는 것을 확인할 수 있었다. 연질의 PTFE 코팅이 강한 수직하중과 접촉속도로 인해 실험 초기부터 빠르게 마모되어 마찰면으로 고르게 퍼져나가 마찰면을 형성하기 때문이다.
2. 초기 표면 가공이 PTFE 코팅에 미치는 마찰, 마멸특성
표면 조도값은 윤활제가 실험 초반의 윤활 환경을 형성하는데 있어 가장 중요한 인자이다. 표면을 가공한 시편의 마찰계수가 그렇지 않은 시편에 비해 낮은 마찰계수가 나타남을 알 수 있었지만 효과가 크지 않다는 것을 알 수 있었다. PTFE 코팅자체의 마찰저감 효과가 뛰어나기 때문에 초기 표면 조도값은 상대적으로 낮은 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 반면에 표면가공을 통해 내마모성이 획기적으로 향상되었음을 확인할 수 있었다. 거칠게 도료된 코팅이 가공 후 균일하게 자리를 잡아 실험 초반의 마찰계수 안정화와 함께 내마모성 증가효과로 이어진다는 사실을 확인할 수 있었다.