일반기술

고강도 내마모 나노구조 용사코팅기술

본 기술은 나노조직의 고 경도 WC-Co 분말소재를 적용하여 저온 스프레이 공정으로 고경도의 나노코팅층을 형성하기 위하여 분말 예열장치를 갖는 저온스프레이 시스템을 통하여 예열과정을 선행하여 분사함으로써 고경도와 내마모성 및 인성을 동시에 추구함으로 인하여 코팅부품의 수명을 연장할 수 있도록 나노조직의 고경도 WC-Co 코팅제조 방법에 관한 것이다.본 기술을 포함한 기술군은 현재 주로 내마모성과 내식성에 대한 기계적 수리 및 금속코팅을 포함한 저부가가치 산업과 항공기 산업, 가스터빈, 프린트롤, 생체재료 부분과 같은 고부가가치 산업에 적용되고 있으며, 최근 반도체, 액정제조장치 등의 그 응용분야가 확대되어 제품화 되고 있다.기존의 나노조직의 WC-Co 분말소재는 고속용사시, 마이크로 분말소재에 비하여 분말에 노출되는 열원이 높아서 WC의 분해에 의한 W2C나 W3Co3C, W6Co6C와 같은 취약한 카바이드로의 분해가 용이하여 양호한 코팅층을 얻기가 거의 불가능하다는 문제점을 내포함과 동시에, WC-Co 분말소재는 인성이 부족하여 저온 스프레이 공정으로 는 코팅하기가 용이하지 않다는 등의 문제점을 내포하고 있다. 본 기술은 경도가 매우높은 나노분말 조직의 WC-Co 분말소재를 예열과정을 거쳐 저온 스프레이로 분사함으로써 내마모성 및 고 인성을 갖는 고 경도의 코팅을 이루어 코팅부품의 수명을 향상시킬 수 있다는 이유 등으로 그 중요성이 증가하고 있다.본 기술은 크게 분말예열장치, 저온스프레이 시스템으로 구성되며 각 구성에 대한 내용은 다음과 같다.첫째, 저온스프레이 시스템은 주 가스공급관 상에 가스컨트롤러와 가스히터를 구비하며, 상기 가스컨트롤러에서 분기되는 분말송급 가스공급관 상에는 분말송급장치를 구비하며, 주 가스공급관과 분말송급 가스공급관은 초음속 노즐에 연결되어 주 컨트롤러에 의해 상기 가스히터와 분말송급장치가 제어되도록 설계하였다.둘째, 상기 분말송급장치와 초음속 노즐사이에 분말예열장치를 설치하여 주 컨트롤러에 의해 분말예열장치의 예열온도를 조절하도록 하였다.본 기술이 위 응용분야의 기존 기술보다 뛰어난 장점 및 특징은 다음과 같다.특징 : 1. Flocculation법을 이용한 나노구조 초경분말 제조공정 및 코팅기술 개발- 기존 마이크론 구조 코팅대비 내나모 특성 80%이상 향상2. 분무건조법에 의한 나노구조 고상윤활분말 제조 및 코팅기술 개발3. 각 입자 내 4성분 혼합, 균일한 성분 분포 및 코팅의 치밀한 미세구조4. 기공률 : 1.7%, 경도 : 220~240 Hv, 접합강도 : 26~32Mpa5. 마찰계수 : 0.23~0.34(RT), 기존 NASA 개발 코팅대비 3배 향상장점 : 경도가 매우높은 나노분말 조직의 분말소재를 예열과정을 거쳐 저온 스프레이롤 분사함으로써 나노조직을 지닌 고경도 코팅에 의한 내마모성 증대와, 나노조직을 지닌 고 인성, 고경도 코팅에 의한 롤 등의 코팅부품의 수명을 향상할 수 있다.