표면처리는 산화, 마모 등을 방지하기 위해 부품 표면에 다른 금속이나 세라믹 등의 얇은 막을 씌워 표면의 질을 향상시키는 기술이다. 주된 목적은 부품의 원소재가 가지고 있는 물리적, 화학적, 감성적 한계를 극복하기 위함이다. 표면처리를 하면 모재 상태로 사용했을 때보다 수명이 3~5배 늘어난다. 대표적인 표면처리 공정은 증착법이며 여기에는 TD 코팅, PVD 코팅, DLC 코팅이 있다. 코팅 효과를 극대화하기 위해 대상물 표면은 절삭 Burr가 없고 매끄러워야 하며 오염물이 묻지 않도록 주의해야 한다.
TD
TD(Toyota Diffusion) 코팅은 일본 토요타 자동차에서 개발한 침탄 처리 방식이다. 1050°C의 바나듐 염욕에서 제품에 있는 탄소 성분과 결합하여 강의 표면에 VC(Vanadium Carbide) 탄화물층을 형성하는 공법이다. 합금강 자체에 포함되어 있는 탄소가 설정 조건에 따라 바나듐과 결합한다. 초경합금보다 높은 경도와 내마모성을 보이고, 스테인리스강보다 내식성이 우수하다. 밀착력이 우수하고 고경도, 내마모, 내충격 특성이 있다. 높은 경도를 요구하는 딥드로잉 프레스금형과 단조금형에 널리 사용하고 있다 . 마찰계수가 작아서 윤활제 사용이 감소하므로 작업장 환경 개선에 도움이 된다. 초고온 염욕에 담가야 하기 때문에 변형이 생길 수 있다. 경도는 HV3500 이상이다.
크로마이징
크로마이징(Chromizing) 코팅은 크롬 분말을 가스 활동으로 모재 표면에 증착 확산시키는 방식이다. TD 코팅과 유사한 경도를 보이고 내마모성과 내식성이 우수하다.
PVD
PVD(Physical Vapor Deposition) 코팅은 물리증착법으로 강력한 전압과 플라즈마를 이용해서 모재 표면에 CrN(질화 크롬), TiN(질화 티타늄) 등을 증착시키는 방식이다. 내식성과 내마모성이 좋다. PVD는 초경공구의 재연삭과 재코팅을 가능하게 하여 절삭성능을 재현한다. 딥드로잉, 블랭킹, 트리밍, 피어싱, 다이캐스팅 및 열간단조와 냉각단조에 적용하고 있다. PLC 코팅을 하면 수명과 가공품질을 향상시키며, 윤활제 사용이 줄어들어 작업장 환경을 개선시킨다. 거의 모든 성형 공정에 적용할 수 있으며 내산화 특성이 있다. 고급 시계 케이스에 많이 적용하고 있다. 경도는 HV1500~2500이다.
DLC
DLC(Diamond Like Carbon) 코팅은 다이아몬드의 높은 경도와 흑연의 윤활성을 결합시킨 방식이다. 대상물 표면에 다이아몬드와 유사한 구조의 탄소막을 형성시킨다. DLC 코팅은 윤활성이 좋아 사출금형 캐비티에 적용하면 유동이 좋아져 미세패턴 전사에 유리하다. 내식성이 좋아 가스 발생에 의한 표면 오염을 방지한다. 내마모성, 이형성, 절연성에도 우수한 성질을 나타낸다. 금속, 플라스틱, 세라믹 등 여러 재료에 적용 가능하며 경도는 HV2000~2500이다. 코팅 두께는 1~3㎛이다.