KR101922159B1 - Coating material for piston-skirt and coating method for piston-skirt using the same - Google Patents
Coating material for piston-skirt and coating method for piston-skirt using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101922159B1 KR101922159B1 KR1020140152091A KR20140152091A KR101922159B1 KR 101922159 B1 KR101922159 B1 KR 101922159B1 KR 1020140152091 A KR1020140152091 A KR 1020140152091A KR 20140152091 A KR20140152091 A KR 20140152091A KR 101922159 B1 KR101922159 B1 KR 101922159B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coating
- alloy powder
- piston skirt
- powder
- skirt portion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/08—Metallic material containing only metal elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/134—Plasma spraying
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
Abstract
피스톤 스커트부 코팅재 조성물 및 이를 이용한 피스톤 스커트부의 코팅방법에 관한 것으로, 피스톤 스커트부의 상대 마모 특성을 극대화할 수 있도록 조성된 플라즈마 용사 코팅재 조성물에 있어서, 50중량% 초과 75중량% 이하의 Fe-16Mo-2C-0.25Mn 합금 분말 및 25중량% 이상 50중량% 미만의 Mo-Mo2C 분말로 구성된 조성물과, 상기 필수적인 성분들 이외에, 20중량% 이하의 Ni계 합금 분말, Cu계 합금 분말 및 Al계 합금 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 조성물을 플라즈마 용사 코팅을 적용하여 피스톤 스커트 표면에 코팅을 실시함으로써 가혹한 환경에서 동작하는 피스톤 스커트부의 내마모성과 내스커핑성을 향상시킬 수 있도록 한다.The present invention relates to a coating composition for a piston skirt portion and a coating method for a piston skirt portion using the same. More particularly, the present invention relates to a plasma spray coating composition which is capable of maximizing relative wear characteristics of a piston skirt portion, 2C-0.25Mn alloy powder and 25% by weight or more and less than 50% by weight of Mo-Mo2C powder; and a composition comprising 20% by weight or less of Ni-based alloy powder, Cu-based alloy powder and Al- By applying a plasma spray coating to the surface of the piston skirt, thereby improving the wear resistance and skirting performance of the piston skirt portion operating in harsh environments.
Description
본 발명은 피스톤 스커트부 코팅재 조성물 및 이를 이용한 피스톤 스커트부의 코팅방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a piston skirt portion coating composition and a coating method of a piston skirt portion using the same.
디젤 엔진의 실린더 블록 내에서 왕복 운동을 하는 피스톤은 연소실로부터 고온, 고압의 압력을 받아 피스톤 로드, 크로스 헤드 그리고 커넹팅 로드를 통해 크랭크 축을 회전시키는 역할을 한다. 그런데, 최근 디젤 엔진의 성능이 향상됨에 따라, 이러한 피스톤은 최대 180bar 이상의 연소실 압력과 높은 열부하를 받는 가혹한 환경에 노출되어 사용되고 있으며, 이로 인해 내구성의 문제와 실린더 라이너와의 마찰 마모의 문제가 야기되고 있다. 이에 따라, 열악한 사용 조건에서도 피스톤이 제 기능을 발휘할 수 있는 대책 마련이 요구되며, 특히 피스톤이 상하 왕복 운동을 할 때, 피스톤의 가이드 역할을 하는 피스톤 스커트와 실린더 라이너 사이에서 발생하는 마찰 손실을 저감할 수 있는 대책의 마련이 요구된다.
The reciprocating piston in the cylinder block of the diesel engine receives high temperature and high pressure from the combustion chamber and serves to rotate the crankshaft through the piston rod, the crosshead and the adjusting rod. However, recently, as the performance of diesel engines has improved, such pistons have been exposed to harsh environments subjected to combustion chamber pressures of up to 180 bar and high heat loads, resulting in problems of durability and frictional wear of cylinder liners have. Accordingly, it is required to provide a countermeasure for the piston to exhibit its function even in a poor use condition. In particular, when the piston reciprocates in the vertical direction, the friction loss occurring between the piston skirt serving as a guide of the piston and the cylinder liner is reduced It is necessary to prepare countermeasures.
이와 관련하여, 특허문헌 1에서는 화염용사 방법에 의해 피스톤 스커트의 외면에 몰리브덴(Mo) 코팅피막을 형성시킴으로써 피스톤 스커트의 운동면의 마모를 저감하고 있다. 그러나, 상기 기술은 피스톤 스커트의 운동면의 마모는 효과적으로 저감할 수 있으나, 이와 접하는 실린더 라이너는 여전히 마모가 심하게 발생하는 문제가 있으며, 나아가, 몰리브덴(Mo)은 고가의 원소로써 경제성이 낮은 문제가 있었다.
In this connection, in Patent Document 1, a molybdenum (Mo) coating film is formed on the outer surface of the piston skirt by the flame spraying method, thereby reducing wear on the motion surface of the piston skirt. However, although the above-described technique can effectively reduce wear on the moving surface of the piston skirt, the cylinder liner in contact therewith still has a problem that abrasion is severely generated. Further, molybdenum (Mo) there was.
본 발명의 일 측면은, 고가의 원소인 몰리브덴(Mo)의 함량을 최소화하여 경제성이 우수하면서도, 피스톤 스커트의 상대 마모 특성을 극대화할 수 있는 피스톤 스커트부 코팅재 조성물 및 이를 이용한 피스톤 스커트부의 코팅방법을 제공하고자 하는 것이다.
An aspect of the present invention is to provide a piston skirt portion coating composition which can minimize the content of molybdenum (Mo), which is an expensive element, and which is economical and maximizes the relative wear characteristics of the piston skirt, and a coating method of a piston skirt portion using the same .
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 중량%로, 50% 초과 75% 이하의 Fe-16Mo-2C-0.25Mn 합금 분말 및 25% 이상 50% 미만의 Mo-Mo2C 분말을 포함하는 피스톤 스커트부 코팅재 조성물을 제공한다.
In order to achieve the above objects, an aspect of the invention is, in weight percent, of 50% or less than 75% Fe-16Mo-2C- 0.25Mn alloy powder and at least 25% less than 50% of Mo-Mo 2 C And a piston skirt portion coating composition containing a powder.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은, 피스톤 스커트부의 외면을 블라스팅하는 단계; 및 상기 블라스팅 후, 플라즈마 용사 코팅에 의해 피스톤 스커트부의 외면에 상기 코팅재 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 피스톤 스커트부의 코팅방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a piston, comprising: blasting an outer surface of a piston skirt; And coating the coating material composition on the outer surface of the piston skirt portion by plasma spray coating after the blasting, thereby providing a coating method of the piston skirt portion.
본 발명에 따르면, 고가의 원소인 몰리브덴(Mo)의 함량을 최소화하여 경제성이 우수할 뿐만 아니라, 피스톤 스커트의 상대 마모 특성을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, it is possible to minimize the content of molybdenum (Mo), which is an expensive element, and thus to have excellent economical efficiency and to maximize the relative wear characteristics of the piston skirt.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 코팅피막의 단면 조직 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 왕복운동 마모 시험 후 상대마모 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional photograph of a coating film produced according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the result of relative wear after reciprocating wear test according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일 측면인 피스톤 스커트부 코팅재 조성물에 대하여 상세히 설명한다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 합금 분말의 명칭은 해당 분말에 포함된 합금원소의 종류 및 이들의 기준 함량(중량%)으로 나타내었으며, 예를 들면, Fe-16Mo-2C-0.25Mn 합금 분말이란, 16중량%의 몰리브덴(Mo), 2중량%의 탄소(C), 0.25중량%의 망간(Mn), 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 합금 분말을 의미한다. 다만, 상기 합금원소의 함량은 기준 함량으로 다소간의 오차를 배제하는 것은 아니다.
Hereinafter, the piston skirt portion coating composition which is one aspect of the present invention will be described in detail. Throughout this specification, the name of the alloy powder is represented by the kind of the alloy element contained in the powder and the reference content (% by weight) thereof. For example, the Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder means 16 Means alloy powder composed of molybdenum (Mo), 2 wt% carbon (C), 0.25 wt% manganese (Mn), iron (Fe) and unavoidable impurities. However, the content of the alloying element is not the same as the reference content and does not exclude some errors.
Fe-16Mo-2C-0.25Mn 합금 분말: 50중량% 초과 75중량% 이하Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder: more than 50 wt% and not more than 75 wt%
Fe-16Mo-2C-0.25Mn 합금 분말은 코팅피막의 경도 및 마모저항성을 향상시키고, 마찰 표면에 얇은 막을 형성시켜 미끄러짐 특성을 주기 위해 첨가되는 성분이다. 상기 Fe-16Mo-2C-0.25Mn 합금 분말의 함량이 50중량% 미만인 경우에는 코팅 표면에 얇은 막의 형성이 부족하여 미끄러짐 특성을 저해할 우려가 있다. 반면, 상기 Fe-16Mo-2C-0.25Mn 합금 분말의 함량이 75중량%를 초과하는 경우에는 코팅피막 표면에 높은 경도의 Fe계 합금이 많이 노출됨에 따라 마찰접촉 시 상대재의 마모량을 증가시킬 우려가 있다.
Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder is a component added to improve the hardness and abrasion resistance of the coating film, and to form a thin film on the friction surface to impart a slip characteristic. When the content of the Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder is less than 50% by weight, the formation of a thin film on the coated surface is insufficient, which may hinder slip characteristics. On the other hand, when the content of the Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder is more than 75% by weight, the Fe-based alloy having high hardness is exposed to the surface of the coating film, have.
Mo-Mo2C 분말: 25중량% 이상 50중량% 미만Mo-Mo 2 C powder: 25 wt% or more and less than 50 wt%
Mo-Mo2C 분말은 Mo에 미량(약 2.0~2.4중량%)의 카바이드가 함유된 합금 분말로써, 높은 긁힘(scuffing) 저항성 및 낮은 마찰 특성을 유지하면서 마모(abrasion)에 대한 저항력을 향상시키기 위해 첨가되는 성분이다. 더욱이, 순수(99.0중량% 이상) Mo 분말과 비교하여, 피스톤 스커트부의 상대 마모 특성을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 상기 Mo-Mo2C 분말의 함량이 25중량% 미만인 경우에는 건식 마모접촉 시 스커핑 및 마모 저항성이 저해할 우려가 있다. 반면, 상기 Mo-Mo2C 분말의 함량이 40중량%을 초과하는 경우에는 긁힘 및 마모 저항성의 증가는 거의 없으나 상대재의 마모량이 증가할 우려가 있다.
The Mo-Mo 2 C powder is an alloy powder containing a trace amount of carbide (about 2.0-2.4 wt%) in Mo, enhancing resistance to abrasion while maintaining high scuffing resistance and low friction characteristics . Furthermore, the relative wear characteristics of the piston skirt portion can be further improved as compared with pure water (not less than 99.0 wt%) Mo powder. When the content of the Mo-Mo 2 C powder is less than 25% by weight, scrub and abrasion resistance may be deteriorated by dry abrasion contact. On the other hand, when the content of the Mo-Mo 2 C powder is more than 40% by weight, scratches and abrasion resistance hardly increase but the wear amount of the counter material may increase.
한편, 본 발명의 피스톤 스커트부 코팅재 조성물은 상기 필수적인 성분들 이외에, Ni계 합금 분말, Cu계 합금 분말 및 Al계 합금 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
The piston skirt portion coating composition of the present invention may further include at least one selected from the group consisting of a Ni-based alloy powder, a Cu-based alloy powder and an Al-based alloy powder in addition to the essential components.
Ni계 합금 분말: 20중량% 이하Ni-based alloy powder: 20 wt% or less
Ni계 합금 분말은 코팅의 경제성 향상을 위해 첨가되는 성분이며, 부가적으로 상기 Ni계 합금 분말은 경질 상을 많이 포함하고 있기 때문에 마모 저항성의 향상에도 도움을 준다. 다만, 상기 Ni계 합금 분말의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 코팅피막 표면에 높은 경도의 Ni계 합금이 많이 노출됨에 따라 마찰접촉 시 상대재의 마모량을 증가시킬 우려가 있다. 이때, 상기 Ni계 합금 분말은 Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C 합금 분말, Ni-20.5Cr-10W-9Mo-4Cu-1Fe-0.75C-0.75B 및 Ni-5Mo-5Al으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
The Ni-based alloy powder is added to improve the economical efficiency of the coating. In addition, since the Ni-based alloy powder contains a large amount of the hard phase, the Ni-based alloy powder also improves the abrasion resistance. However, when the content of the Ni-based alloy powder exceeds 20% by weight, the Ni-based alloy having a high hardness is exposed to the surface of the coating film, thereby increasing the amount of abrasion of the counterpart material during friction contact. In this case, the Ni-based alloy powder is a Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C alloy powder, Ni-20.5Cr-10W-9Mo-4Cu-1Fe-0.75C- 5Mo-5Al, and the like.
Cu계 합금 분말 또는 Al계 합금 분말: 20중량% 이하Cu-based alloy powder or Al-based alloy powder: 20% by weight or less
Cu계 합금 분말 또는 Al계 합금 분말은 코팅의 경제성 향상과 함께 부가적으로 우수한 마손부식(fretting corrosion) 저항성을 부여하기 위해 첨가되는 성분이다. 또한, 상기 합금 분말은 가공이 쉽고 우수한 마감성을 가지고 있어 양호한 가공성을 가지는 장점이 있다. 다만, 그 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 마찰접촉시 코팅피막 자체의 마모량을 증가시킬 우려가 있다. 이때, 상기 Cu계 합금 분말 또는 Al계 합금 분말은 Cu-10Al-1Fe 합금 분말, Cu-9.5Al-1Fe 및 Al-12Si으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
The Cu-based alloy powder or the Al-based alloy powder is a component added to improve the economical efficiency of coating and additionally impart excellent resistance to fretting corrosion. In addition, the alloy powder is advantageous in that it is easy to process and has good finishability and good processability. However, when the content is more than 20% by weight, there is a fear of increasing the abrasion amount of the coating film itself during the friction contact. At this time, the Cu-based alloy powder or Al-based alloy powder may be at least one selected from the group consisting of Cu-10Al-1Fe alloy powder, Cu-9.5Al-1Fe and Al-12Si.
이하, 본 발명의 다른 일 측면인 피스톤 스커트부의 코팅방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of coating the piston skirt portion, which is another aspect of the present invention, will be described in detail.
먼저, 피스톤 스커트부의 외면을 알루미나(Al2O3) 매체를 이용하여 블라스팅을 실시한다. 이는 코팅에 앞서 피스톤 스커트부의 외면을 세정함과 동시에 조도를 부여함으로써 코팅피막의 밀착력을 향상시키기 위함이다.
First, the outer surface of the piston skirt portion is blasted using alumina (Al 2 O 3 ) medium. This is to improve the adhesion of the coating film by cleaning the outer surface of the piston skirt portion prior to coating and simultaneously giving the roughness.
이후, 피스톤 스커트부의 외면에 상술한 코팅재 조성물을 코팅한다. 이때, 본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 코팅재 조성물의 코팅은 플라즈마 용사 코팅에 의할 수 있다.
Then, the outer surface of the piston skirt portion is coated with the coating composition described above. According to an embodiment of the present invention, the coating of the coating composition may be performed by a plasma spray coating.
상기 플라즈마 용사 코팅은 모재의 열변형 없이 코팅할 수 있는 냉간코팅기술로서, 플라즈마 아크 중에 코팅 분말을 공급하고, 이를 모재에 고속으로 충돌시킴으로써 치밀한 코팅피막을 형성하는 기술이다.
The plasma spray coating is a technique for coating a base material without thermal deformation, and is a technique for forming a dense coating film by supplying a coating powder in a plasma arc and impacting the base material at high speed.
이러한 본 발명의 플라즈마 용사 코팅은 기존의 화염 용사 코팅과는 구별되어야 한다. 상기 화염 용사 코팅은 선재로 된 코팅재료를 화염 속으로 이송하여 용융시킨 후, 모재에 고속으로 충돌시킴으로써 코팅피막을 형성하는 기술이다.
Such plasma spray coating of the present invention should be distinguished from conventional flame spray coating. The flame spray coating is a technique for transferring a coating material made of wire into a flame to melt it, and then colliding the base material at a high speed to form a coating film.
기존의 화염 용사 코팅에 의해 코팅피막을 형성할 경우, 코팅피막 내 다수의 공극이 형성되어 코팅피막이 치밀하지 못할 뿐만 아니라, splat/splat 사이에 다수의 산화물이 형성되어 취성이 크며, 이로 인해 쉽게 균열이 발생하는 문제가 있다.
When the coating film is formed by the conventional flame spray coating, a large number of voids are formed in the coating film to form not only the coating film is dense, but also a large number of oxides are formed between the splat / splat and the brittleness is large. There is a problem that occurs.
그러나, 본 발명의 플라즈마 용사 코팅을 이용할 경우 다음과 같은 이유로 코팅피막 형성에 매우 유리하다. 즉, 플라즈마 용사 코팅은 코팅재료로 분말을 이용하기 때문에 다양한 조성의 코팅 재질 설계가 가능하며, 플라즈마 화염 속에서 분말이 용융된 상태에서 모재에 초고속으로 충돌시킴으로써 치밀한 코팅피막을 형성할 수 있으며, splat/splat 사이에 산화물의 형성이 크게 감소되는 장점이 있다.
However, when the plasma spray coating of the present invention is used, it is very advantageous for forming a coating film for the following reason. In other words, since the plasma spray coating uses the powder as the coating material, it is possible to design coating materials of various compositions. In the plasma flame, when the powder is melted, the plasma coating can form a dense coating film by colliding with the base material at a very high speed, / splat is greatly reduced in the formation of oxides.
상술한 바와 같이 플라즈마 용사 코팅에 의해 코팅피막을 형성하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 방법을 통하여 달성할 수 있으며, 본 발명에서는 그 구체적인 공정 조건에 대해서는 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 전류, 가스 유량, 플라즈마 건과 코팅재료와의 거리 등을 들 수 있는데, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 조건을 변경하여 본 발명의 코팅피막을 얻는데 특별한 어려움이 없을 것이다.
The method of forming a coating film by plasma spray coating as described above can be achieved by a method known in the art, and the specific process conditions are not particularly limited in the present invention. For example, the current, the gas flow rate, the distance between the plasma gun and the coating material, and the like are known to those skilled in the art. In order to obtain the coating film of the present invention There will be no difficulty.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코팅 전, 피스톤 스커트부를 80~100℃로 예열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기의 온도범위 내에서 피스톤 스커트부를 예열할 경우, 피스톤 스커트부와 코팅피막의 밀착력을 보다 극대화할 수 있는 이점이 있다.
According to an embodiment of the present invention, it may further include preheating the piston skirt portion to 80 to 100 ° C before the coating. When the piston skirt portion is preheated within the above-mentioned temperature range, there is an advantage that the adhesion force between the piston skirt portion and the coating film can be maximized.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention in more detail and do not limit the scope of the present invention.
(( 실시예Example ))
먼저, 하기 표 1의 조성을 갖는 피스톤 스커트부 코팅재 조성물을 준비한 후, 직경 25.4mm의 원판형 디스크에 상기 조성물을 플라즈마 용사 코팅하여 시편을 제작하였다. 각 시편의 코팅피막의 두께는 450㎛이었다.
First, a piston skirt portion coating composition having the composition shown in the following Table 1 was prepared, and then the composition was plasma spray coated on a disk having a diameter of 25.4 mm to prepare a specimen. The thickness of the coating film of each specimen was 450 μm.
15%의 Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C 합금 분말59.5% of Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder, 25.5% of Mo-Mo2C powder,
15% Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C alloy powder
15%의 Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C 합금 분말51% of Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder, 34% of Mo-Mo2C powder,
15% Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C alloy powder
15%의 Cu-10Al-1Fe 합금 분말59.5% of Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder, 25.5% of Mo-Mo2C powder,
15% Cu-10Al-1Fe alloy powder
15%의 Cu-10Al-1Fe 합금 분말51% of Fe-16Mo-2C-0.25Mn alloy powder, 34% of Mo-Mo2C powder,
15% Cu-10Al-1Fe alloy powder
이후, 제조된 코팅피막의 단면 조직을 관찰하여, 이를 이를 하기 도 1에 나타내었다. 하기 도 1 (a) 내지 (f)는 각각 발명예 1 내지 6에 대한 코팅피막의 단면 조직 사진이다.
Then, the cross-sectional structure of the coating film thus formed is observed and is shown in Fig. 1 (a) to 1 (f) are cross-sectional photographs of coating films for Inventive Examples 1 to 6, respectively.
도 1을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에서 제안하는 분말의 조성 및 코팅방법에 의해 형성된 코팅피막은 매우 치밀한 구조를 가짐을 알 수 있다.
As can be seen from FIG. 1, the coating film formed by the composition and coating method of the powder proposed in the present invention has a very dense structure.
이후, 상대 마모 특성 평가를 위해, 왕복운동 마모 시험기(Reciprocating friction wear test system)을 이용하여, 각 시편을 실린더 라이너 재질(Tarkall-C) 의 평판과 접촉시킨 채로, 왕복 운동을 시켰으며, 디스크와 평판의 중량 변화를 측정한 후, 그 결과를 하기 도 2에 나타내었다. 시험 조건은 다음과 같다.Then, for the evaluation of the relative wear characteristics, a reciprocating friction wear test system was used to reciprocate each specimen in contact with a flat plate of a cylinder liner material (Tarkall-C) The change in weight of the plate was measured, and the results are shown in Fig. The test conditions are as follows.
1. 하중: 80N1. Load: 80N
2. 온도: 상온(약 25℃)2. Temperature: Normal temperature (about 25 ℃)
3. 윤활유: 사용 안함3. Lubricating oil: Not used
4: 시간: 3600sec4: Time: 3600sec
5. 주파수(oscillating frequency): 20Hz5. Oscillating frequency: 20 Hz
6. 이동거리(stroke): 15mm
6. Travel distance (stroke): 15 mm
도 2를 통해 알 수 있듯이, 발명예 1 내지 6의 경우, 종래예 1과 비교할 때, 상대 마모 특성이 현저하게 향상되었음을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 2, in the case of Inventive Examples 1 to 6, it can be seen that the relative wear characteristics are remarkably improved as compared with the conventional example 1. [
Claims (6)
By weight%, greater than 50% Fe-16Mo-2C-0.25Mn piston skirt part coating composition comprising the alloy powder and at least 25% less than 50% of Mo-Mo 2 C powder of 75% or less.
상기 조성물은 중량%로, 20% 이하의 Ni계 합금 분말을 더 포함하고,
상기 Ni계 합금 분말은 Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C 합금 분말, Ni-20.5Cr-10W-9Mo-4Cu-1Fe-0.75C-0.75B 및 Ni-5Mo-5Al으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 피스톤 스커트부 코팅재 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises 20% or less of a Ni-based alloy powder in weight percent,
The Ni-based alloy powder was a Ni-16Cr-32.5Mo-3.4Si-1.5Co-1.5Fe-0.08C alloy powder, Ni-20.5Cr-10W-9Mo-4Cu-1Fe-0.75C-0.75B and Ni- 5Al. ≪ / RTI >
상기 조성물은 중량%로, 20% 이하의 Cu계 합금 분말 또는 Al계 합금 분말을 더 포함하고,
상기 Cu계 합금 분말 또는 Al계 합금 분말은 Cu-10Al-1Fe 합금 분말, Cu-9.5Al-1Fe 및 Al-12Si으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 피스톤 스커트부 코팅재 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises 20% or less of a Cu-based alloy powder or an Al-based alloy powder in terms of% by weight,
Wherein the Cu-based alloy powder or Al-based alloy powder is at least one selected from the group consisting of Cu-10Al-1Fe alloy powder, Cu-9.5Al-1Fe and Al-12Si.
상기 블라스팅 후, 피스톤 스커트부의 외면에 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 코팅재 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 피스톤 스커트부의 코팅방법.
Blasting the outer surface of the piston skirt portion; And
Coating the coating material composition according to any one of claims 1 to 3 on the outer surface of the piston skirt part after the blasting.
상기 코팅재 조성물의 코팅은 플라즈마 용사 코팅에 의하는 것을 특징으로 하는 피스톤 스커트부의 코팅방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the coating of the coating composition is by a plasma spray coating.
상기 코팅 전, 피스톤 스커트부를 80~100℃로 예열하는 단계를 더 포함하는 피스톤 스커트부의 코팅방법.5. The method of claim 4,
Further comprising the step of preheating the piston skirt portion to 80 to 100 占 폚 before the coating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140152091A KR101922159B1 (en) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | Coating material for piston-skirt and coating method for piston-skirt using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140152091A KR101922159B1 (en) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | Coating material for piston-skirt and coating method for piston-skirt using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160053412A KR20160053412A (en) | 2016-05-13 |
| KR101922159B1 true KR101922159B1 (en) | 2018-11-27 |
Family
ID=56023265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140152091A KR101922159B1 (en) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | Coating material for piston-skirt and coating method for piston-skirt using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101922159B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200069746A (en) | 2018-12-07 | 2020-06-17 | 현대자동차주식회사 | Coating composition of piston-skirt section for internal combustion engine and coating method using the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2221343T5 (en) * | 1999-01-19 | 2009-06-12 | Sulzer Metco Ag | CEPA DEPOSITED BY PLASMA PROJECTION ON SLIDING SURFACES OF THE ENGINE BLOCK CYLINDER. |
| DE102006045481B3 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-06 | H.C. Starck Gmbh | metal powder |
| KR20110105547A (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-27 | 현대중공업 주식회사 | The vessel engine piston skirt which becomes molybdenum coating |
-
2014
- 2014-11-04 KR KR1020140152091A patent/KR101922159B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200069746A (en) | 2018-12-07 | 2020-06-17 | 현대자동차주식회사 | Coating composition of piston-skirt section for internal combustion engine and coating method using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160053412A (en) | 2016-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101737369B1 (en) | Piston ring having a thermally sprayed coating and method for producing same | |
| KR101818653B1 (en) | Wear protection layer for piston rings | |
| JP6112203B2 (en) | Iron-based thermal spray coating, cylinder block for internal combustion engine using the same, and sliding mechanism for internal combustion engine | |
| JP4790135B2 (en) | Wear-resistant sliding member | |
| US20130005618A1 (en) | Spray material on an iron base and method of manufacturing a spray material as well as thermal spray layer and spraying method | |
| KR101718840B1 (en) | Sliding member having a thermally sprayed coating and method for producing same | |
| AU2010246513B2 (en) | Spray material, a thermal spray layer, as well as a cylinder with a thermal spray layer | |
| RU2635119C2 (en) | Wear-resistant coating for piston rings | |
| US20110101621A1 (en) | Wear-resistant component | |
| KR101922159B1 (en) | Coating material for piston-skirt and coating method for piston-skirt using the same | |
| US9261191B2 (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
| WO1981000117A1 (en) | Sliding material | |
| JP5981013B1 (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
| US20110081540A1 (en) | Wear-resistant component | |
| JP5826958B1 (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
| CN111041399A (en) | Process method for high-wear-resistance vehicle diesel engine cylinder sleeve suitable for high detonation pressure | |
| JP6387228B2 (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
| CN111286647B (en) | Aluminum alloy for piston and piston for vehicle engine | |
| WO2015056450A1 (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
| Haridasan et al. | Investigation on the influence of substrate materials on the tribological behaviour of detonation gun sprayed alumina coating | |
| KR20080110068A (en) | Coating method of engine block liner outside using thermal spray technology | |
| JP2015078752A (en) | Piston ring for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |