KR19990075520A - 도금강판제조시 용융도금욕내 침적되는 다층용사피막을갖는 롤 및 그의 제조방법 - Google Patents

도금강판제조시 용융도금욕내 침적되는 다층용사피막을갖는 롤 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도금욕내 침적되는 롤의 하층 표면에는 코발트계 합금 용사 피막을 갖게 하고, 상층 표면에는 알루미나계 합금 용사 피막을 갖도록 하여 침적 롤의 내마모성 및 내침식성을 높인 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층 용사 피막을 갖는 롤 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 롤의 하층은 코발트계합금 분말성분으로 니켈 : 0 ∼ 3중량%, 크롬 : 20 ∼ 25중량%, 텅스텐 : 0 ∼ 15중량%, 몰리브덴 : 20 ∼ 35중량%, 실리콘 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 나머지 중량% 의 성분으로 구성하고, 용사피막 부착량을 50 ∼ 300㎛ 의 범위가 되도록 제조하고, 롤의 몸체 (12) 상층에는 용사파우더의 조성이 알루미나 : 90 ∼ 96중량%, 타이타늄옥사이드 : 0.5 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0.5 ∼ 3중량%, 산화철 : 0.5 ∼ 2중량% 의 조성물에, 피막 부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 하며, 롤의 샤프트 (11) 상층부분은 알루미나 : 20 ∼ 30중량%, 타이타늄옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 50 ∼ 60중량%, 몰리브덴 : 10 ∼ 25중량%, 크롬 : 5 ∼ 15중량% 인 조성물에, 피막 부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 한 후, 열처리 온도를 800 ∼ 1100℃ 범위로 롤의 몸체(12) 와 샤프트 (11) 부분에 적용하여 내침식성과 내마모성을 향상시키도록 구성되었다.

Description

도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층용사 피막을 갖는 롤 및 그의 제조방법
본 발명은 용융아연, 용융 아연-알루미늄, 알루미늄 도금강판등의 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층 용사 피막을 갖는 롤 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도금욕내 침적되는 롤의 하층 표면에는 코발트계 합금 용사 피막을 갖게 하고, 상층 표면에는 알루미나계 합금 용사 피막을 갖도록 하여 침적 롤의 내마모성 및 내침식성을 높인 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층 용사 피막을 갖는 롤 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 용융 도금방식으로 대량 생산되고 있는 용융 아연도금 강판은 연속 용융 아연도금 설비에 의해서 제조된다.
이 연속식 용융 아연도금 장치에는 도 1 에 도시된 바와 같이, 도금욕중에 침적되는 롤 몸체 (2), 도금욕중의 표면근방에 위치하는 롤 샤프트 (1) 로 이루어지는 침적롤 (3) 과 도금강판을 안내하는 가이드롤 등으로 구성되어 있다.
도금욕중에 사용되는 이러한 롤 (3) 은 용융아연이 부착된 고온강판과 접촉하므로써, 용융아연에 의해서 침식이 일어나기가 쉽고, 강판과의 접촉에 의한 마찰이 발생함에 따라 롤 (3) 의 국부적인 손상에 의한 아연과 롤 (3) 과의 반응에 의한 침식생성물이 발생하여 용융 아연도금된 강판의 판면에 스크러치나 찍히는 불량이 발생하게 된다. 따라서, 용융 도금욕중의 롤 (3) 들은 고온의 부식에 강한 특성이 요구된다.
현재 사용되고 있는 연속 용융 도금욕중에 사용되는 롤 (3) 재질은 용융 도금욕내에서 내식성이 우수한 스테인레스 316L 계의 롤 (3) 을 사용하며, 롤의 샤프트 (1) 와 베어링은 내마모성과 내침식성이 우수한 스테라이트계 #6 으로 육성용접된 것을 사용한다.
그러나, 스테라이트계 #6 으로 육성용접된 롤샤프트 (1) 도 용융 도금욕 중에서는 15일 정도 경과하면, 고온 마찰과 부식에 의해 마모가 발생하며, 롤 (3) 의 회전 중심축의 불균형으로 도금강판의 떨림현상의 발생소지로 작용하고 롤 몸체 (2) 는 용융금속과의 반응에 의한 반응생성물이 롤표면에 발생하여 도금피막의 불량 요인으로 작용하게 된다.
이러한 문제점으로 인해, 연속 용융 아연도금 설비를 몇시간 동안 세우고 롤을 교환하게 되어 도금강판 생산성의 저하요인으로 작용하였다. 따라서, 용융 도금욕중에서의 고온 내식성과 내마모성을 향상시킨 각종 표면처리한 롤로서 교환주기를 연장하여 제품의 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 연구가 진행되고 있다.
침적롤의 표면처리 방법으로서는 단층형과 다층형의 용사형태가 있다.
이들 중 코발트를 주성분으로 하는 단층형 용사피막의 경우에 있어서는 용융 도금욕내의 아연이나 알루미늄에 대해서 반응이 없는 것으로 선정되었으나, 대기중에서 용사되어 형성된 피막임으로 용사피막층내에 다량의 공기가 혼재하게 되므로, 비록 용사피막재료가 용융금속과 야금학적인 반응을 일으키지 않는 물질계라도 공기부를 통하여 용융금속이 용사피막층 내부로 침투하여 모재금속과 반응함으로써, 반응생성물에 의한 부피팽창이 일어나 용사피막층이 박리되거나 파괴되는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 탄화물이나 질화물, 붕화물 등의 비산화물계 세라믹에 크롬이나 니켈, 코발트 등의 금속을 일정한 비율로 혼합하여 조성된 써메트 용사피막을 형성한 경우에 있어서는 용사피막중에 포함된 금속성분에 용융금속이 부착 반응되어 최종처리되므로 제품의 품질을 저하시키고, 열충격성이 약해 도막이 쉽게 벗겨지는 문제점도 발생한다.
또, 다층형의 용사피막에 있어서는, 하층에 롤표면과의 밀착성을 강화시키고자 금속형 합금을 용사처리하고, 상층은 세라믹계통의 용사피막처리를 실시하여 밀착성과 내마모성을 향상시키고자 다단계의 적층 피막을 형성하는데, 이로 인하여 추가적인 용사처리 비용의 상승과 함께 용사피막층간의 결합력의 약화로 제특성을 발휘하지 못하는 문제점으로 인하여 피막간의 원소분포와 적정의 용사두께에 대한 연구가 진행되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결한 것으로서, 본 발명의 목적은 용융 도금욕내 침적되는 침적롤의 부위에 따라서 용사피막의 재질과 종류를 달리하여, 내침식성과 내마모성을 향상시킨 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층 용사 피막을 갖는 롤 및 그의 제조방법을 제공함에 있는 것이다.
도 1 은 일반적인 용융 도금욕내 침적되는 롤의 단면형상을 나타낸 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 롤의 용사피막층의 단면을 나타낸 것이다.
도 3 은 본 발명에 따른 롤의 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1, 11 : 샤프트 2, 12 : 몸체
3, 13 : 롤 14 : 알루미나계 합금 용사피막층
15 : 코발트계 합금 용사피막층 16 : 써메트 용사피막층
17 : 모재
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다층 용사 피막을 갖는 롤은 도 2 에 도시된 바와 같이, 롤 (13) 은 모재 (17) 의 하층에 코발트계 합금 용사피막층 (15) 을 형성하고, 롤 몸체 (12) 상층에는 알루미나계 합금 용사피막층 (14) 을 형성하며, 롤 샤프트 (11) 에는 써메트 용사피막층 (16) 을 형성하였다.
상기한 롤피막구조를 더욱 상세히 하면, 하층은 코발트계 합금 분말성분으로 니켈 : 0 ∼ 3중량%, 크롬 : 20 ∼ 25중량%, 텅스텐 : 0 ∼ 15중량%, 몰리브덴 : 20 ∼ 35중량%, 실리콘 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 나머지 중량% 의 성분으로 구성하고, 용사피막 부착량을 50 ∼ 300㎛ 의 범위가 되도록 제조한다.
그리고, 롤의 몸체 (12) 상층에는 용사파우더의 조성이 알루미나 : 90 ∼ 96중량%, 타이타늄옥사이드 : 0.5 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0.5 ∼ 3중량%, 산화철 : 0.5 ∼ 2중량% 의 조성물에, 피막 부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 하였고, 역시 롤의 샤프트 (11) 상층부분은 알루미나 : 20 ∼ 30중량%, 타이타늄옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 50 ∼ 60중량%, 몰리브덴 : 10 ∼ 25중량%, 크롬 : 5 ∼ 15중량% 인 조성물에, 피막 부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 한 후, 열처리 온도를 800 ∼ 1100℃ 범위로 롤의 몸체(12) 와 샤프트 (11) 부분에 적용하여 내침식성과 내마모성을 향상시키도록 구성되었다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층용사 피막을 갖는 롤 및 그의 제조방법에 관해 이하 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 통상의 연속 용융 아연도금강판의 제조시 용융 도금욕내 침적되는 침적롤의 몸체 (13) 및 샤프트 (11) 부분에 대해서 하층을 코발트계 금속 파우다로 1차 용사처리한 후에 상층을 알루미나계와 금속이 혼합된 써메트로 2차 용사 처리한 다음, 적정의 열처리온도를 가하여 이층형의 용사처리 피막을 형성하여 용융 도금욕내에 적용하였다. 즉, 스테인레스 316L 50ø X 300mm 크기의 봉강을 유분이나 수분을 제거하기 위하여 아세톤으로 10 분간 초음파 세척한 다음 수세처리한 후 150℃ 분위기에서 20 분간 건조를 실시한다. 이것을 용사기에 장착한 다음 아세틸렌 가스분위기의 가스분사압력이 100kg/cm2이고, 용사처리의 거리가 10cm 로 되게 하여 용사처리를 실시하였다.
그리고, 모재와의 밀착성을 향상시키기 위하여 코발트계합금 분말성분으로 니켈 : 0 ∼ 3중량%, 크롬 : 20 ∼ 25중량%, 텅스텐 : 0 ∼ 15중량%, 몰리브덴 : 20 ∼ 35중량%, 실리콘 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 나머지 중량% 로 구성되는 용사재료를 용사피막 부착량이 50 ∼ 300㎛ 의 범위가 되도록 제조한 후, 용사피막중에 포함된 공기를 제거하기 위하여 열처리 로 (爐) 내에서 분위기온도 900℃ 에서 1 시간 실시하였고, 다음에 롤의 부위에 따라서 알루미나 성분과 금속간의 성분비를 달리하여 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 용사처리 한 후에 용사피막내의 공기를 제거하였으며, 또 용사피막의 홀을 감소시키고 입계간의 융착반응을 일으키게 하여 치밀하고 견고한 피막을 얻고자 1000℃ 분위기 온도에서 30 분간 열처리를 실시하였다.
기존의 단층형 용사처리피막은 대기중에서 용사피막이 형성되었으므로 용사피막내에 기공과 산화물이 혼재하고, 용사피막재료가 용융 금속인 아연이나 알루미늄과 반응하거나 반응하지 않더라도 기공을 통하여 모재부에 침입 반응하여 금속간 화합물을 형성시켜 용사피막을 박리시키거나 침식한다. 또한, 산화물내의 금속이 혼재된 것의 경우 용사피막중에 혼재된 금속과 산화물이 기공을 확대 환원함으로써 부피팽창에 의한 피막의 파괴가 일어난다. 그리고, 기존의 롤은 몸체부위에만 텅스텐카바이드 용사처리를 실시함으로써 실제적으로 구동되고 있는 샤프트 부분은 스테라이트 #6 육성용접만을 실시하는데 이렇게 될 경우에 실제 연속작업에 있어서, 롤의 교체시기가 몸체는 양호한데 반하여 샤프트부분이 침식 및 마모되는 현상이 발생하게 되어, 이로 인하여 실제적인 롤의 교체주기에 대한 향상효과가 미약하게 된다.
그러나 본 발명에 의한 롤 (13) 은 교체주기를 향상시켜 생산성을 향상하고자 이층형의 용사피막을 형성하였으며, 또한 몸체 (12) 와 샤프트 (11) 부분의 특성을 고려하여 용사피막처리를 달리하므로써, 기존보다 2배이상의 효과를 가져 왔다.
이층형의 용사피막의 재료로써 세라믹계 분말을 그대로 사용하지 않고 금속성분이 혼합된 용사재료를 사용하는 것은 세라믹 분말을 그대로 사용할 경우에는 용사피막층의 형성이 곤란하며 설사 용사피막층이 형성된다고 하더라도 피막의 밀착성과 입자간의 결합력이 양호하지 못해 세라믹 분말과의 입자간 결합력을 높이기 위해 코발트, 니켈, 크롬 등과 같이 내식성이 양호하면서도 융점이 고온인 재료를 세라믹 분말의 바인더로써 혼합하여 용사하게 된다.
또한, 롤 (13) 의 용융 도금욕내의 부하의 정도 및 특성에 따라서 롤 (13) 의 몸체 (12) 는 알루미나가 90% 이상인 용사분말을 사용하는데, 이는 강판과 롤 (13) 사이의 마찰력의 작용이 크지않으므로 알루미나의 함량을 높혀서 용사피막의 마모보다는 스테인레스 316L의 재질로 만들어진 몸체 (12) 와 용융금속간의 반응을 억제하는 장벽효과가 더 중요하게 작용하기 때문이며, 롤 (13) 의 샤프트 (11) 부분은 강한 마찰력이 걸리면서 회전하기 때문에 하층과 상층 사이의 강한 밀착성과 내마모 특성이 요구되므로 상대적으로 알루미나 성분의 함량이 적은 써메트 용사분말을 사용하게 된다.
이렇게 이층형으로 형성된 피막은 기존의 용사피막이 가지는 기공과 공기를 분위기 온도가 800 ∼ 1100℃ 에서 30 분에서 3 시간 정도로 가열하여 줌으로써 피막내의 공기를 방출시키고 금속성분간의 용융에 의한 바인더로 작용하여 융착효과를 발휘함으로써 피막형성 후 모재와 피막과의 밀착성을 크게 향상시켜 기공으로 침투하는 용융금속을 현저하게 억제하는 효과가 있으며, 분위기 온도가 800℃ 이하인 경우에 있어서는, 모재와 하층 피막간의 융착효과가 미약하여 국부적인 침입이 일어나는 것으로 나타났고 또, 분위기 온도가 1100℃ 이상이 되면 용융금속내의 기공의 감소나 융착효과는 향상이 되나 과도한 반응으로 인하여 모재와의 합금층형성으로 가공열화가 발생하였다.
그리고, 용사피막의 부착량에 있어서 하층의 경우는 50 ∼ 300㎛ 의 범위가 되도록 제조하는데 이는 50㎛ 이하가 되면, 모재와의 밀착성이 열악하여 내침식특성이 약한 것으로 나타났고, 부착량이 300㎛ 이상이 되면 밀착성과 내침식특성은 좋아지나 경제성이 문제가 되었다.
또한, 상층의 경우 용사 피막의 부착량을 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 제조하는데 부착량이 50㎛ 이하가 되면, 하층의 용사피막을 완전히 피복하지 못하는 것으로 나타나 세라믹피막의 차단효과가 미약한 것으로 나타났고, 500㎛ 이상이 되면 성능의 변화는 크게 나타나지 않아 경제성이 나빠지는 것으로 평가되었다.
본 발명에 의한 방법으로 용융 도금욕내 침적되는 롤의 부위에 따라서 용사피막의 재질과 종류를 달리하여 하층은 코발트계 합금 분말성분으로 니켈 : 0 ∼ 3중량%, 크롬 : 20 ∼ 25중량%, 텅스텐 : 0 ∼ 15중량%, 몰리브덴 : 20 ∼ 35중량%, 실리콘 : 0 ∼ 3중량%, 탄소 : 0 ∼ 2.5중량%, 코발트 : 나머지 중량% 로 구성되는 성분으로 하여 용사피막 부착량이 50 ∼ 300㎛ 의 범위가 되도록 제조한 다음, 롤의 몸체는 용사파우더의 조성이 알루미나 : 90 ∼ 96중량%, 타이타늄옥사이드 : 0.5 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0.5 ∼ 3중량%, 산화철 : 0.5 ∼ 2중량% 로 조성된 범위로 피막부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 하였고, 롤의 샤프트부분은 알루미나 : 20 ∼ 30중량%, 타이타늄옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 50 ∼ 60중량%, 몰리브덴 : 10 ∼ 25중량%, 크롬 : 5 ∼ 15중량% 인 조성의 범위로 피막부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 하고, 800 ∼ 1100℃ 온도로 열처리 하였다.
상기 본 발명에 의한 바와 같이 기존의 텅스텐카바이드 용사피막보다 내침식성과 내마모성을 향상시켰고, 또한, 롤 (13) 의 몸체 (12) 와 샤프트 (11) 부위를 동시에 적용함으로써 일정부위가 열화하여 생산성이 떨어지는 것을 개선함으로써 생산성과 조업안정화 및 제품품질이 향상됨으로써 수요자의 불만해소에 크게 기여할 것으로 기대된다.
또한, 스테인레스 316L 봉강에 이층형의 용사피막을 처리한 후에 용융아연도금욕내에 적용하여 그 특성을 평가하였으며, 비교재로서 무처리된 제품, 텅스텐카바이드가 용사처리된 제품을 사용하였고, 특성평가 및 비교항목으로는 내침식성을 평가하였다.
내침식성은 도금욕의 성분이 아연 -0.3중량% 알루미늄인 용융 도금욕내에서 10일간 침적하여 전체 침적면적중에서 용융금속과 반응하여 피막이 훼손되거나 박리된 면적의 정도로 평가하였으며, 그 결과를 표 1 에 나타내었다.
각종 용사처리피막의 평가결과
내용실시예 적용부위 용사피막의 조성 열처리 온도(℃) 침적시험 (침식면적)(％)
하층 상층
조성 부착량(㎛) 조성 부착량(㎛)
1 몸체 USCO1 50 USAL1 200 800 5
2 USAL2 150 900 6
3 150 USAL1 150 800 4
4 USAL2 300 900 2
5 USCO2 100 USAL1 100 800 5
6 USAL2 300 1000 3
7 150 USAL1 100 800 5
8 USAL2 200 1000 4
9 샤프트 USCO1 50 USALCO1 150 800 5
10 USALCO2 350 900 3
11 150 USALCO1 300 800 4
12 USALCO2 350 900 2
13 USCO2 100 USALCO1 100 900 4
14 USALCO2 300 1000 3
15 150 USALCO1 100 900 4
16 USALCO2 300 1000 2
비교예 1 몸체 - - WC 500 - 50
2 샤프트 - - - - - 70
USCO1의 합금조성 - Ni : 2중량%, Cr : 25중량%, W : 5중량%, Mo : 20중량%, Si : 0.5중량%, C : 1중량%, Co : 나머지 중량%
USCO2의 합금조성 - Ni : 3중량%, Cr : 20중량%, W : 5중량%, Mo : 25중량%, Si : 0.5중량%, C : 1중량%, Co : 나머지 중량%
USAL1의 합금조성 - Al2O3: 95중량%, TiO2: 2중량%, SiO2: 1.5중량%, FeO : 1.5중량%
USAL2의 합금조성 - Al2O3: 95중량%, TiO2: 1.5중량%, SiO2: 2.5중량%, FeO : 1.0중량%
USALCO1의 합금조성 - Al2O3: 25중량%, TiO2: 2중량%, SiO2: 1.5중량%, Co : 55중량%, Mo : 10중량%, Cr : 6.5중량%
USALCO2의 합금조성 - Al2O3: 25중량%, TiO2: 1.5중량%, SiO2: 2중량%, Co : 55중량%, Mo : 11중량%, Cr : 5.5중량%
이하 상기 표 1 에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
실시예 1
스테인레스 316L 50ø X 300mm 크기인 봉강에 하층을 코발트계합금 분말성분으로 니켈 : 2중량%, 크롬 : 25중량%, 텅스텐 : 5중량%, 몰리브덴 : 20중량%, 실리콘 : 0.5중량%, 탄소 : 1중량%, 코발트 : 나머지 중량% 로 구성되는 조성으로 하여 피막부착량이 50㎛ 로 처리한 다음, 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 95중량%, 타이타늄옥사이드 : 2중량%, 실리콘옥사이드 : 1.5중량%, 산화철 : 1.5중량% 인 조성으로 피막부착량이 200㎛ 로 실시하여 열처리를 800℃ 에서 60분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 2
실시예 1 과 동일하되 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 95중량%, 타이타늄옥사이드 : 1.5중량%, 실리콘옥사이드 : 2.5중량%, 산화철 : 1.0중량% 인 조성으로 피막부착량이 150㎛ 로 실시하여 열처리를 900℃ 에서 60분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 3
실시예 1 과 동일하되 하층과 상층의 피막부착량이 각각 150㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
실시예 4
실시예 2 와 동일하되 하층과 상층의 피막부착량이 각각 150㎛, 300㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
실시예 5
스테인레스 316L 50ø X 300mm 크기인 봉강에 하층을 코발트계합금 분말성분으로 니켈 : 3중량%, 크롬 : 20중량%, 텅스텐 : 5중량%, 몰리브덴 : 25중량%, 실리콘 : 0.5중량%, 탄소 : 1중량%, 코발트 : 나머지 중량% 로 구성되는 조성으로 하여 피막부착량이 100㎛ 로 처리한 다음, 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 95중량%, 타이타늄옥사이드 : 2중량%, 실리콘옥사이드 : 1.5중량%, 산화철 : 1.5중량% 인 조성으로 피막부착량이 100㎛ 로 실시하여 열처리를 800℃ 에서 60 분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 6
실시예 5 와 동일하되 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 95중량%, 타이타늄옥사이드 : 1.5중량%, 실리콘옥사이드 : 2.5중량%, 산화철 : 1.0중량% 인 조성으로 피막부착량이 300㎛ 로 실시하여 열처리를 1000℃ 에서 60 분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 7
실시예 5 와 동일하되 하층과 상층의 피막부착량이 각각 150㎛, 100㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
실시예 8
실시예 6 과 동일하되 하층과 상층의 피막부착량이 각각 150㎛, 200㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
실시예 9
스테인레스 316L 50ø X 300mm 크기인 봉강에 하층을 코발트계합금 분말성분으로 니켈 : 2중량%, 크롬 : 25중량%, 텅스텐 : 5중량%, 몰리브덴 : 20중량%, 실리콘 : 0.5중량%, 탄소 : 1중량%, 코발트 : 나머지 중량% 로 조성하여 피막부착량을 50㎛ 로 처리한 다음, 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 25중량%, 타이타늄옥사이드 : 2중량%, 실리콘옥사이드 : 1.5중량%, 코발트 : 55중량%, 몰리브덴 : 10중량%, 크롬 : 6.5중량% 로 조성하고 피막부착량을 150㎛ 로 실시하여 열처리를 800℃ 에서 60 분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 10
실시예 1 과 동일하되 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 25중량%, 타이타늄옥사이드 : 1.5중량%, 실리콘옥사이드 : 2.0중량%, 코발트 : 55중량%, 몰리브덴 : 11중량%, 크롬 : 5.5중량% 로 조성하고 피막부착량을 350㎛ 로 실시하여 열처리를 900℃ 에서 60 분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 11
실시예 9 와 동일하되 하층과 상층의 피막부착량이 각각 150㎛, 300㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
실시예 12
실시예 10 과 동일하되 하층의 피막부착량이 150㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
실시예 13
스테인레스 316L 50ø X 300mm 크기인 봉강에 하층을 코발트계합금 분말성분으로 니켈 : 3중량%, 크롬 : 20중량%, 텅스텐 : 5중량%, 몰리브덴 : 25중량%, 실리콘 : 0.5중량%, 탄소 : 1중량%, 코발트 : 나머지 중량% 로 조성하고 피막부착량을 100㎛ 로 처리한 다음, 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 25중량%, 타이타늄옥사이드 : 2중량%, 실리콘옥사이드 : 1.5중량%, 코발트 : 55중량%, 몰리브덴 : 10중량%, 크롬 : 6.5중량% 로 조성하여 피막부착량을 100㎛ 로 실시하여 열처리를 900℃ 에서 60 분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 14
실시예 13 과 동일하되 상층을 용사파우더의 조성이 알루미나 : 25중량%, 타이타늄옥사이드 : 1.5중량%, 실리콘옥사이드 : 2.0중량%, 코발트 : 55중량%, 몰리브덴 : 11중량%, 크롬 : 5.5중량% 로 조성하고 피막부착량을 300㎛ 로 실시하여 열처리를 1000℃ 에서 60 분간 처리했을 때의 제품이다.
실시예 15
실시예 13 과 동일하되 하층과 상층의 피막부착량이 각각 150㎛, 100㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
실시예 16
실시예 14 와 동일하되 하층의 피막부착량이 150㎛ 로 처리했을 때의 제품이다.
<비교예 1>
롤 몸체의 경우와 마찬가지로 스테인레스 316L 50ø X 300mm 크기인 봉강에 텅스텐카바이드를 500㎛ 정도로 용사처리했을 때의 제품이다.
<비교예 2>
롤 샤프트의 경우와 마찬가지로 스테인레스 316L 50ø X 300mm 크기인 봉강에 스테라이트 #6 을 육성 용접한 제품이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층용사 피막을 갖는 롤 및 그의 제조방법을 제공함으로서, 기존의 텅스텐카바이드 용사피막보다 내침식성과 내마모성을 향상시켰고, 또한, 롤의 몸체와 샤프트 부위를 동시에 적용함으로써 일정부위가 열화하여 생산성이 떨어지는 것을 개선함으로써 생산성 향상과 조업안정화 및 제품의 품질 향상에 큰 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층용사 피막을 갖는 롤에 있어서,
    상기 롤 (13) 의 몸체 (12) 는 하층이 코발트계 합금 용사피막층 (15) 을 갖고, 상층은 알루미나계 합금 용사피막층 (14) 으로 이루어지며, 롤샤프트 (11) 는 하층이 코발트계 합금 용사피막층 (15) 을 갖고, 상층은 써메트 용사피막층 (16) 을 갖는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층 용사피막을 갖는 롤.
  2. 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층용사 피막을 갖는 롤의 제조방법에 있어서,
    상기 롤 (13) 의 하층에 피막되는 성분은 코발트계합금 분말성분인 니켈 : 0 ∼ 3중량%, 크롬 : 20 ∼ 25중량%, 텅스텐 : 0 ∼ 15중량%, 몰리브덴 : 20 ∼ 35중량%, 실리콘 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 나머지 중량% 로 구성하고, 용사 피막 부착량이 50 ∼ 300㎛ 의 범위가 되도록 처리하고, 상기 롤 (13) 의 몸체 (12) 상층에는 용사파우더의 조성이 알루미나 : 90 ∼ 96중량%, 타이타늄옥사이드 : 0.5 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0.5 ∼ 3%, 산화철 : 0.5 ∼ 2중량% 로 조성하여, 용사 피막부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 처리하며, 상기 롤 (13) 의 샤프트 (11) 상층부분에는 알루미나 : 20 ∼ 30중량%, 타이타늄옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 실리콘옥사이드 : 0 ∼ 3중량%, 코발트 : 50 ∼ 60중량%, 몰리브덴 : 10 ∼ 25중량%, 크롬 : 5 ∼ 15중량% 로 조성하고, 용사 피막부착량이 50 ∼ 500㎛ 의 범위가 되도록 처리한 후, 800 ∼ 1100℃ 의 온도로 30분 ∼ 3시간 열처리하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 도금강판 제조시 용융 도금욕내 침적되는 다층 용사피막을 갖는 롤의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101990067B1 (ko) * 2017-12-14 2019-06-17 (주)삼열에너지 내마모성이 우수한 롤의 제조방법

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