KR100208222B1 - Method for thick film coating of inner diameter spray and apparatus therewith - Google Patents

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오승택
양성철
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오상수
만도기계주식회사
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Abstract

본 발명은 저온가열된 압축공기와 금속 또는 세라믹재질의 코팅재 분말을 혼합한 후 압축-팽창 노즐을 통과시켜 저온상태에서 초음속으로 이송하도록 하여 내경부의 표면에 압착코팅하는 내경 분사 후막 코팅방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention is compressed and mixed with the coating powder of the low-temperature heated compressed air as a metal or ceramic-diameter injection thick-film coating method and a device for pressing the surface of the inner diameter coating that passed through the expansion nozzle transfer from a low temperature to supersonic relate to.
본 발명은 저온가열된 압축공기와 금속 또는 세라믹재질의 코팅재 분말을 혼합한 후 압축-팽창 노즐을 통과시켜 저온상태에서 초음속으로 이송하도록 하여 내경부의 표면에 압착코팅하는 내경 분사 후막 코팅방법 및 장치를 제공함으로써 내경이 작은 구경의 튜브나 금형다이의 내경 표면에 후막으로 코팅층을 형성할 수 있으며, 코팅밀도나 접착력도 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. The present invention is compressed and mixed with the coating powder of the low-temperature heated compressed air as a metal or ceramic-diameter injection thick-film coating method and a device for pressing the surface of the inner diameter coating that passed through the expansion nozzle transfer from a low temperature to supersonic the inner diameter is capable of forming a coating layer in a thick film on the inner diameter surface of the tube or mold die of a small diameter by providing, and can also be obtained an effect of improving coating adhesion and density.

Description

내경 분사 후막 코팅방법 및 장치 Injection bore thick-film coating method and apparatus

본 발명은 내경 분사 후막 코팅방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 좁은 내경을 갖는 봉재의 내면에 후막으로 압착코팅할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to the inner diameter of the thick film spray coating method and apparatus, and more particularly, to a method and apparatus capable of compression coated with a thick film on the inner surface of the rod material having a small inner diameter.

일반적으로 중심부가 개방된 봉재형상의 모재 내면에 금속이나 세라믹 재질의 코팅층을 형성하는 방법, 특히 코팅층의 접착력이 우수한 코팅방법으로는 고온분사코팅(thermal spray coating), 플라즈마 분사코팅(plasma spray coating) 방법이 공지되어 있다. In general, how the base inner surface of the rod material shape of the heart is opened to form a coating layer of a metal or ceramic material, in particular in the adhesion of the coating layer excellent coating method, a high temperature spray coating (thermal spray coating), plasma spray coating (plasma spray coating) this method is known.

더욱 상세히 설명하면, 코팅재를 용융시키고 고속으로 이송시켜 봉재 내경부 표면에 압착코팅할 수 있도록 봉재의 내경에 삽입가능한 플라즈마 총(gun) 내부에 플라즈마 이온을 만들기 위한 장치가 설치된다. If described in detail, it is to melt the coating material and the installation is an apparatus for making a high-speed plasma ions within the rod material was inserted into the inner diameter of the rod material plasma gun (gun) possible to crimp applied to the inner-diameter surface to the feed.

이 플라즈마 총은 노즐부에 형성된 양극부(anode)와 전극부(electrode)에 형성된 음극부(cathode)에 고전압을 가한 후 불활성 가스를 주입시켜 플라즈마 총 내에서 방전을 일으켜 불활성 가스를 플라즈마 상태의 이온화된 가스로 만들어 가스화염이 노즐을 통하여 분사될 때 노즐 선단부에 분말상태의 코팅재를 공급하여 고온에서 용융된 코팅재가 내경의 표면에 압착코팅되도록 되어 있다. The plasma gun has an anode portion (anode) and an electrode portion (electrode) cathode portion (cathode) by injecting an inert gas was added to the high voltage ionization of the inert gas causes a discharge plasma state in the plasma gun to the formed formed in the nozzle unit the time can be made of a gas is a gas flame jet through the nozzle the coating melt at a high temperature by supplying a coating material in powder form to the nozzle front end is squeezed so that the coating on the surface of the bore.

그런데 이와같은 종래의 플라즈마 총을 이용한 내경 압착코팅방법에서는 프라즈마 총의 노즐 끝단부와 모재 표면간에 재질에 따라 용사거리(spray distance)가 어느정도(30 However, such a bore in the squeeze coating method using a conventional plasma gun for a range depending on the material between the nozzle tip end and the base metal surface of the plasma gun (spray distance) the extent (30 150 150 ) 있어야 하기 때문에 내경이 작은 구경의 내면에는 코팅할 수 없는 문제가 있다. ), The inner surface of the small diameter bore, because there must be a problem that can not be coated.

즉, 현재의 기술력으로는 50 That is, with the current technology 50 이하의 작은 구경의 내면에는 플라즈마 총을 이용하여 코팅할 수 없으며, 또한 내경이 50 The inner surface of the small diameter of less than there can not be coated using a plasma gun, and the inner diameter 50 100 100 의 구경도 이송거리가 짧기 때문에 코팅밀도나 코팅층의 접착력이 적당한 용사거리를 유지한 것에 비해 떨어지는 문제가 있다. Because of the aperture also has short conveyance distance has less problem as compared to the adhesion of the coating density or the coating layer being kept in a suitable range for.

따라서 본 발명은 이와같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 튜브나 금형 다이 등의 직경이 작은 내경을 갖는 내경부 표면에 후막 코팅할 수 있으며, 30 Thus, the present invention is such as to solve the conventional drawbacks, and can be a thick film applied to the inner-diameter surface having a diameter such as a tube or mold die having a small inner diameter, 30 50 50 의 내경을 갖는 내경부 표면에도 후막 코팅할 수 있으며, 50 A thick film can be coated to the inner diameter surface having an inner diameter, and 50 100 100 의 직경을 갖는 내경부 표면에도 코팅밀도, 접착력이 향상된 코팅층을 형성할 수 있는 내경 분사 후막 코팅방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. In the inner diameter surface having a diameter there is provided a bore injection thick film coating method and apparatus capable of forming a coating density, coating adhesion is improved.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 저온가열된 압축공기와 금속 또는 세라믹재질의 코팅재 분말을 혼합한 후 압축-팽창 노즐을 통과시켜 저온상태에서 초음속으로 이송하도록 하여 내경부의 표면에 압착코팅하는 내경 분사 후막 코팅방법을 제공한다. The present invention for realizing the object, is compressed and then mixed with the coating powder of the compressed air as a metal or ceramic material is heated low temperature - so as to by-pass the expansion nozzle transfer from a low temperature to supersonic for pressing the coating to the surface of the inner diameter portion inner diameter provides a sprayed thick film coating.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 압축공기 저장부는 코팅재 분말을 저장하는 코팅재 분말 저장부 및 압축-팽창 노즐을 갖는 초음속 노즐부에 각각 압축공기를 공급할 수 있도록 배관되어 연결되며, 상기 초음속 노즐부에 공급되는 압축공기 저장부와 초음속 노즐부 사이에 압축공기 가열부가 매개되어 초음속 노즐부에 공급되는 압축공기를 25 According to a preferred embodiment of the invention compressed air storage unit comprises coating a powder coating material a powder storage unit and compressed to store - are connected the pipes to supply the respective compressed air to the unit supersonic nozzle having an expansion nozzle, is supplied to the supersonic nozzle unit and compressed air storage unit and the additional compressed air is heated between the supersonic nozzle section 25 mediated compressed air supplied to the supersonic nozzle section 400 400 의 저온상태의 온도범위로 가열할 수 있도록 설치되언 내경 분사 후막 코팅장치를 제공한다. To be heated to the temperature range from low temperature to provide a thick film coating device installed doeeon diameter jet.

제1도는 본 발명에 따른 내경 후막 코팅장치를 보인 구성도. First turning block diagram showing the internal diameter thick-film coating apparatus according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 초음속 노즐부의 노즐 개념도. A second conceptual view showing a nozzle portion to turn the supersonic nozzle in accordance with the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 혼합분말의 이송속도와 관련된 마하수, 압력, 온도의 변화를 나타낸 그래프. The third turning graph showing a Mach number, change in pressure, temperature related to the feed rate of the powder mixture according to the invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Description of the Related Art

10 : 압축공기 저장부 20 : 코팅재 분말 분말 저장부 10: Compressed air storage unit 20: the powder coating powder storage unit

30 : 압축공기 가열부 40 : 초음속 노즐부 30: compressed air heating unit 40: a supersonic nozzle unit

50 : 배관부 60 : 모재 50: pipe portion 60: base material

62 : 코팅층 70 : 연장부 62: coating layer 70: extending portion

이하 본 발명의 구성 및 작용효과를 첨부도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다. Described in detail with the following structures, operations and effects of the present invention and the accompanying drawings as follows.

제1도는 본 발명에 따른 영구자석 후막 코팅장치를 보인 구성도로서, 압축공기 저장부(10), 코팅재 분말 저장부(20), 압축공기 가열부(30), 초음속 노즐부(40) 및 이를 연결하는 배관부(50)로 구성된다. First turning a schematic view showing a permanent magnet thick-film coating apparatus according to the present invention, the compressed air reservoir 10, the coating powder storage unit 20, the compressed air heating unit 30, the supersonic nozzle section 40, and it It consists of a pipe portion (50) for connection.

압축공기 저장부(10)는 상기 코팅재 분말 저장부(20) 및 초음속 노즐부(40)에 각각 압축공기를 공급할 수 있도록 배관되어 연결되며, 초음속 노즐부(40)에 공급되는 압축공기 저장부(10)와 초음속 노즐부(40) 사이에는 압축공기 가열부(30)가 매개되어 초음속 노즐부(40)에 공급되는 압축공기를 25 The compressed air reservoir 10 is connected to the pipe to enable the delivery of each of the compressed air in the coating powder storage unit 20 and the supersonic nozzle section 40, the compression supplied to the supersonic nozzle section 40, the air storage portion ( 10) and the supersonic nozzle section 40 between, the compressed air is intermediate the compressed air heating unit 30 is supplied to the supersonic nozzle section 40, 25 400 400 의 저온상태의 온도범위로 가열할 수 있도록 되어 있다. It is to be heated to the temperature range of low temperature status.

한편, 초음속 노즐부(40)의 선단에서 저온으로 가열된 압축공기와 코팅재 분말이 혼합되며, 단면적이 상대적으로 좁은 노즐을 통과하면서 혼합분말이 초음속으로 가속되어 이송된다. On the other hand, the compressed air and coating powder is heated at a low temperature at the front end of the supersonic nozzle section 40 are mixed, the mixed powder is accelerated to a supersonic transport with a cross-section through the relatively narrow nose.

한편, 초음속 노즐부(40)의 단부에 압축-팽창 노즐을 통과한 코팅재의 초음속 분사속도가 일정하게 유지되는 연장부가 모재의 길이에 따라 내경부의 표면에 접근할 수 있을 정도의 길이로 형성된다. On the other hand, the end of the supersonic nozzle section 40 compression-of passing through the expansion nozzle coating supersonic jet velocity along the length of the additional base extension to be held constant is formed to the extent that access to the surface of the inside diameter length .

제2도는 본 발명에 따른 초음속 노즐부의 노즐 개념도이며, 제3도는 본 발명에 따른 혼합분말의 이송속도와 관련된 마하수, 압력, 온도의 변화를 나타낸 그래프이다. The second turning portion is a conceptual view showing the nozzle a supersonic nozzle in accordance with the present invention, a third turning graph showing a Mach number, change in pressure, temperature related to the feed rate of the powder mixture according to the invention.

제2도에 도시된 바와 같이, 만약 목(thoat) 부위에서 음속흐름이 존재한다고 가정할 때 이때의 단면적은 A * 이고, 임계 마하수 M * =1, 속도 V * =음속이라 하고, 어느 부분의 면적, 마하수, 속도를 각각 A, M, V라 한다면, The As 2 shown in Figure, if assuming that the speed of sound the flow present in the neck (thoat) portion wherein the cross-sectional area of the A * and the critical Mach number M * = 1, the speed V * = sound speed as, and in which parts If the area, Mach number, velocity, respectively a, M, V d,

ρ * V * A=ρVA이고, and ρ * V * A = ρVA,

M=f(A/A * )의 함수관계를 갖게 된다. It will have the function of the M = f (A / A * ).

따라서, A/A * =1이면, M=1이 된다. Thus, if A / A * = 1, becomes M = 1.

한편, 출구에서는 단면적(A)가 노즐(A * )보다 크게 하면 M1이 되어 혼합분말의 이송속도가 초음속으로 됨을 알 수 있다. On the other hand, if the outlet cross-sectional area (A) is significantly more nozzles when M1 (A *) can be seen that the feed rate of the powder mixture to supersonic.

즉, 코팅재 분말의 초음속 이송속도는 압축공기의 압력, 온도, 밀도 및 노즐 단면적에 따라 결정되며, 코팅재 분말의 밀도, 혼합분말의 공급속도, 코팅재 분말의 온도 팽창율 등의 변수를 조절하여 저온상태에서 초음속으로 가속하여 모재 표면에 충돌시켜 후막으로 압착코팅시킨다. That is, the supersonic feed rate of the coating material powder is pressure of the compressed air, the temperature, is determined by the density and the nozzle cross-section, by controlling the variables such as density of the coating powder, feed rate, temperature of the coating powder expansion coefficient of the mixed powder at a low temperature state It accelerates to supersonic speed collide on the base material surface to compression coated with a thick film.

이와같이 본 발명에 따르면 용사거리(spray distance)를 유지하지 않아도 되므로 종래의 플라즈마 분사 코팅방법에서는 할 수 없는 내경이 작은 30 Thus for the range according to the present invention (spray distance) because the do not need to keep a conventional plasma spray coating method can not be a small inside diameter 30 50 50 구경의 튜브나 금형다이에도 코팅할 수 있으며, 50 It can be coated in the aperture tube or mold die, 50 100 100 의 구경도 코팅밀도나 코팅층의 접착력이 우수하게 코팅할 수 있다. Of the aperture it can also be coated with the excellent adhesion of the coating density or the coating layer.

또한, 기존의 코팅방법은 아르곤, 수소 등의 불활성 가스를 사용하며, 40 In addition, conventional coating method uses an inert gas such as argon, hydrogen, and 40 80kw의 전력이 소모되는 반면에 압축공기를 사용하며 5 Using compressed air while the 80kw of power dissipated, and 5 10kw의 전력을 소모하므로 제조비용의 절감 효과를 가져올 수 있다. The power consumption of 10kw so may lead to savings in production costs.

이상, 상기 내용은 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다. Or more, the details, those skilled in the art that only illustrates the preferred embodiments It should be noted that the modifications and changes can be added to the invention without having to change the subject matter of the present invention.

따라서 본 발명에 따르면, 내경이 작은 구경의 튜브나 금형다이의 내경 표면에 후막으로 코팅층을 형성할 수 있으며, 코팅밀도나 접착력도 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. Therefore, according to the present invention, the internal diameter of the coating layer can be formed as a thick film on the inner diameter surface of the tube or mold die a small aperture, it is possible to obtain an effect of improved coating density and adhesion.

Claims (6)

  1. 저온가열된 압축공기와 금속 또는 세라믹재질의 코팅재 분말을 혼합한 후 압축-팽창 노즐을 통과시켜 저온상태에서 초음속으로 이송하도록 하여 내경부의 표면에 압착코팅하는 내경 분사 후막 코팅방법. After mixing the powder coating material of the compressed air and low-temperature heating of metal or ceramic material compression-passing the expansion nozzle bore crimp coating sprayed thick film coating method to the surface of the inner diameter portion so as to transfer from a low temperature to supersonic.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축공기의 온도는 25 The method of claim 1 wherein the temperature of the compressed air 25 400 400 의 저온상태의 온도범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 내경 분사 후막 코팅방법. Injection bore thick-film coating method to that maintained in the temperature range of low temperature according to claim.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축-팽창 노즐을 통과한 후 코팅재가 내경부의 표면에 접근할 수 있도록 음속이 일정하게 유지되는 영역을 통과하는 것을 특징으로 하는 내경 분사 후막 코팅방법. The method of claim 1, wherein the compression-after passing through the expansion nozzle bore, characterized in that the coating material passes through a region where the acoustic velocity is maintained constant to allow access to the surface of the inner diameter thick-film spray coating method.
  4. 압축공기 저장부(10)는 코팅재 분말을 저장하는 코팅재 분말 저장부(20) 및 압축-팽창 노즐을 갖는 초음속 노즐부(40)에 각각 압축공기를 공급할 수 있도록 배관되어 연결되며, 상기 초음속 노즐부(40)에 공급되는 압축공기 저장부(10)와 초음속 노즐부(40) 사이에 압축공기 가열부(30)가 매개되어 초음속 노즐부(40)에 공급되는 압축공기를 저온상태의 온도범위로 가열할 수 있도록 설치된 내경 분사 후막 코팅장치. The compressed air reservoir 10 is the coating powder storage unit 20 and compressed to store coating powder are connected is piping to supply the respective compressed air to the supersonic nozzle section 40 having an expansion nozzle, the supersonic nozzle unit compressed air is heated to between 40 compressed air storage unit 10 and the supersonic nozzle section 40 to be supplied to the portion 30 is intermediate the compressed air supplied to the supersonic nozzle section 40 at a temperature range of low temperature injection bore thick-film coating apparatus is installed to be heated.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압축공기 가열부는 압축공기를 25 Claim 4, wherein the method, the compressed air heating unit 25 to the compressed air 400 400 의 온도범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 내경 분사 후막 코팅장치. An inner diameter of spraying a thick film coating device, characterized in that to maintain the temperature range.
  6. 제4항에 있어서, 상기 초음속 노즐부의 단부에 압축-팽창 노즐을 통과한 코팅재가 내경부의 표면에 접근할 수 있도록 음속이 일정하게 유지되는 연장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 내경 분사 후막 코팅장치. The method of claim 4, wherein the compression on the ends of said supersonic nozzle-diameter injection thick film coating device, characterized in that the the coating material passes through the expansion nozzle is added extension that sound speed is maintained constant is formed to allow access to the surface of the inner diameter portion.
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