KR20010043633A - 경금속 실린더 블록, 이의 제조 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내마모성이고 마찰학적으로 최적화된 하나 이상의 실린더 면을 포함하고, 일차 실리콘 침전물을 함유하는 미세 분산 표면층을 갖는 경금속 모재로 이루어지는, 경금속 실린더 블록에 관한 것이다. 상기 실린더 블록은 1 내지 10 ㎛의 입경을 갖는 구형 결정립으로 이루어지고, 10-14% AlSi 공융혼합물, 5-20% 일차 실리콘, 및 나머지 순수 Al 상을 함유한다. 경금속 실린더 블록을 제조하기 위한 본 발명의 방법에 따라, 레이저 비임은 2mm 이상의 스트립 폭으로 공급 방향에 수직하게 상기 경금속 모재 표면을 가로질러 안내된다. 상기 레이저 비임이 상기 경금속 표면에 입사되는 지점에서 경질 분말이 용융 온도까지 가열되고 확산된다. 중공 실린더 면을 코팅하기 위한 본 발명의 장치는 분말 공급 수단, 레이저 비임 장치 및 편향 거울을 구비한 초점맞춤 장치로 이루어진다. 상기 분말 공급 수단 및 레이저 비임 장치는 상기 중공 실린더의 반경 및 축 방향으로 서로 평행하게 안내된다. 상기 초점맞춤 장치는 선형 비임 게이트를 구비한다. 상기 분말 공급 수단은 레이저 비임의 진행 속도에 따라 분말의 부피 유량을 조절하는 계량 장치를 구비한다.
Description
EP 0 837 152 A1호 (Bayerische Motoren Werke AG)에는 알루미늄 합금으로 이루어지는 내연 기관 부품을 코팅하기 위한 방법이 개시되어 있다. 레이저 비임이 코팅될 부품 표면에 직접 도달하지 않도록 상기 레이저 비임을 조준하여 분말 비임에 충돌시킨다. 상기 분말 비임 에너지에 의하여, 상기 분말은 고체상에서 액체상으로 완전히 변태된다. 따라서, 상기 부품 표면에 충돌하는 때 상기 분말은 미세한 방울 형태의 코팅제로서 상기 부품 표면상에 석출되고, 상기 미세한 방울은 응고 조건하에서 응고됨으로써 부분적으로 비정질이 된다.
따라서, 상기 종래 방법에 있어서, 상기 분말은 상기 부품의 표면 층내로 합금화되는 것이 아니라, 상기 표면상에 도달하기 직전에 상 변태를 일으킨다. 즉, 상기 알루미늄 실리콘 분말이 상기 레이저 비임에 의해 액화된다. 상기 분말이 상기 표면상에서 응고되는 때, 일차 실리콘(primary silicon)으로 알려져 있는 미세 분산 실리콘이 방출된다.
냉각 속도에 따라, 크기가 1 내지 5 ㎛인 실리콘 결정이 생성된다. 그러나, 코팅될 부품의 표면상에 작용하는 레이저 비임 에너지 때문에, 필요한 급속 냉각이 실제적으로 달성될 수 없다. 따라서, 상기 모재 표면이 아주 급속하게 가열됨으로 인해 상기 도달되는 Si 용융물의 열을 아주 신속하게 방출할 수 없으므로, 결정상 및 일차 결정이 아닌 비결정상이 발생된다.
상기 BWM 특허의 실시예에 따르면, 도포된 층 두께가 3mm인 경우, 약 50%가 제거되어 평탄한 코팅 표면이 얻어진다(제 6 칼럼의 제 10행 내지 15 행). 이러한 사실로부터, 상기 방울 형태로 석출되는 재료의 두드러진 파형 부분으로 인해 제거 손실이 많을 뿐 아니라 쓸모없는 경계 영역이 많다는 문제점이 있음을 알 수 있다.
또한, EP-A-0 221 276호에는 알루미늄 합금의 표면을 레이저 에너지를 이용하여 재용융함으로써 알루미늄 합금의 내마모성을 증가시키는 것이 개시되어 있다. 결합제, 분말 실리콘, 구리 및 탄화티타늄으로 이루어지는 층이 상기 표면상에 형성된 후 레이저에 의해 용융되어 상기 표면내로 침투한다. 상기 특허에 기술된 실시예에 따르면, TIC는 5 내지 30%의 양으로 부가됨으로써 표면 경도를 상당히 증가시킨다.
그러나, 마찰학적 관점에서, 상기 레이저 재용융 동안의 아주 높은 냉각 속도 때문에 높은 코어 입도(core fineness)가 얻어지지만, 상기 방법은 많은 양의 1차 실리콘을 생성할 수 없다. 따라서, 상기 레이저 재용융법은 윤활제 함유 셋백 영역(set-back region) 및 1차 실리콘의 지지 플래토(supporting plateau)를 구비하는 AlSi 합금으로 이루어진 왕복 피스톤 기관의 실린더 주행면을 제조하는데는 부적당하다.
EP 0 411 322호에는 AlSi 합금으로 이루어진 부품의 내마모성 표면을 형성하기 위한 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 상술한 EP 0 211 276호에 기초한 것이지만, 레이저 재용융 공정을 수행하기 전에 일차 실리콘 결정용 접종제(세균 형성제)를 상기 표면 층에 공급한다. 상기 접종제 또는 세균 형성제의 예로서 하기의 물질들이 언급되어 있다: 탄화실리콘, 탄화티타늄, 질화티타늄, 탄화붕소 및 붕화티타늄.
상기 특허의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 코팅은 실크-스크린법에 의해 피일 오프 코팅(peel-off coating) 형태로 제조되어 부품 표면에 도포된다. 상기 코팅 두께는 약 200 ㎛인 것이 바람직하고, 용융 침투 깊이는 400 내지 600 ㎛인 것이 바람직하다. 400 ㎛의 용융 침투 깊이를 달성할 수 있도록 하기 위하여 불활성 분위기하에서, 선형적으로 초점을 맞춘(linearly focussed) 레이저 비임이 사용된다. 또한, 합금화된 영역의 실리콘 함량은 25% 이고 니켈 함량은 8% 이다 (250 HV 이상의 경도).
상술한 바와 같이, 재용융 및 용융 침투에 관한 상기 방법들은 일차 실리콘의 필요한 미세 분산을 달성하기 위하여 모재에 코팅을 형성하면서 냉각 공정을 수행하여야 한다. 접종제의 부가로 인하여 알루미늄 표면상에서 반응이 일어날 수 있다. 또한, 상기 코팅 재료가 곡면에 항상 도포될 수는 없다.
EP 0 622 471 A1호는 레이저-유도 MMC 코팅을 갖는 금속 모재를 개시하고 있다. 상기 MMC 코팅은 200 ㎛ 내지 3 mm의 코팅 두께를 가지며 균질 분포 SiC 입자를 함유한다. 상기 특허의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 MMC 코팅은 40 중량%이하의 균질 분포 SiC 입자를 함유한다. 제조에 있어서, SiC 분말 및 사전합금화 AlSi 분말을 함유하는 분말 혼합물이 레이저 비임에 의해 가열되는데, 상기 분말 혼합물로부터 균질 합금을 제조하는데 필요한 열 함량은 상기 모재에 도포되는 분말에 의해 공급된다. SiC와 같은 경합금 재료를 함유하는 제품은 피스톤 링의 마모 상태에 불리하게 되는 매우 높은 경도를 갖는다. 또한, 작동가능하고 조각이 없는 주행면을 얻기 위하여 상기 세라믹 입자의 상층을 제거하여야 하기 때문에 가공이 아주 복잡하고 많은 비용이 든다.
본 발명은 경금속 모재(light metal matrix alloy)와 분말 재료로 이루어지는 하나 이상의 실린더 주행면(cylinder running face)을 갖는 내마모성이고 마찰학적으로 최적화된 경금속 실린더 블록에 관한 것이다. 상기 분말 재료는 일차 실리콘 침전(primary silicon precipitation)을 함유하는 미세 분산 표면의 형태로 상기 경금속 모재 표면에 존재하며 경화제를 함유한다.
도 1은 본 발명에 따른 코팅 장치의 원리를 예시하는 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 형성되는 표면층의 원리를 예시한다.
도 3은 상이한 표면 구조를 갖는 비교예를 예시한다.
도 4는 레이저-합금화 영역의 주물의 단면도이다.
따라서, 본 발명의 목적은 내마모성이고 마찰학적으로 최적화된 하나 이상의 주행면을 갖는 경금속 실린더 블록을 개발함에 있다. 상기 주행면은 미세 분산 일차 실리콘(finely dispersed primary silicon)을 5 내지 20% 함유하는 것이고, 이러한 일차 실리콘의 모재로의 전이 영역(transition region)은 좁은 경계 영역 폭을 가지며 결함 및 산화 개재물을 함유하지 않는다.
상기 경금속 실린더 블록의 제조를 위해 사용되는 방법은 몇 개의 공정 단계를 가지게 되며, 차후의 화학적 처리가 완전히 생략된다.
상기 목적은 청구의 범위에서 청구된 특징에 의하여 달성된다. 이하, 몇 가지의 구현예들을 설명하기로 한다. 이러한 구현예들은 본 발명에 따른 레이저 합금화 방법의 바람직한 이용을 예시하는 것이다.
우선, 알루미늄 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 경금속 엔진 블록의 내부를 코팅하기 위한 장치를 설명하기로 한다. 프로브(probe)를 엔진 블록의 실린더내부로 하강시키는 동시에 순수 실리콘 분말을 도입한다. 상기 프로브는 분말 공급 수단 및 레이저 비임 장치를 포함하는 것이다.
상기 프로브에 장착된 회전 드라이브를 분말 방출 노즐로 향하게 하고 에너지 비임을 그 내부, 즉 경금속 실린더 블록의 주행면으로 향하게 한다.
상기 장치는, 상기 주행면을 가로질러 나선형으로 회전 진입하는 레이저 비임을 이용하여, 실리콘 형태의 경질 재료 입자를 합금화하기 위한 것이다.
상기 모재 표면상에 레이저 에너지가 넓은 트랙(track)에 걸쳐서 확실히 분포되도록 하기 위하여, 상기 레이저 비임은 바람직하게 2 내지 4 mm의 트랙 폭을 갖는 선형 초점(linear focus)을 가진다. 스폿 비임(spot beam)을 이용하여 형성한 표면과 비교하여, 초점 비임은 파형 단면을 형성하는 것이 아니라, 미세 분산 일차 실리콘 입자를 갖는 평평한 영역(flat band)을 형성한다. 이러한 영역은 합금화 영역(alloyed-on zone)으로 나타내며, 상기 합금화 영역과 모재 금속의 사이에는 좁은 전이 영역만이 있을 뿐이다 (도 1 참조).
상기 분말은 상기 경금속 모재에 충돌하기 바로 전에는 입자 구조로 존재하며, 상기 레이저 빔 영역에서 0.1 내지 0.5 초 이내의 접촉 시간으로 상기 모재 금속과 접촉하는 때에만 용융 및 합금화된다. 따라서, 상기 선형 초점에 의하여 경계 영역의 퍼센트가 약 10%로 낮아질 수 있다. 상기 레이저 트랙은 상기 실린더 보어내로 나선형으로 하강하며 필요한 경우 상기 레이저 트랙들의 오버랩(overlapping)을 생략할 수 있다. 따라서, 약간의 파형 부분을 제거하기 위해 정밀 기계가공만을 필요로 하는, 평탄하고 균질한 표면층을 형성할 수 있다.
내마모성이고 마찰학적으로 최적화된 실린더 주행면을 갖는 경금속 실린더 블록을 제조에 이용되는 본 발명의 기계가공 작업의 예로는 하기의 단계들이 있다.
우선, 300 내지 750 ㎛의 평균 층두께의 일차 실리콘을 함유하는 합금화 영역을 모재에 형성한다. 상기 층 두께는 공정 파라미터, 상기 장치의 위치 정밀도 및 주조의 치수 공차와 같은 여러 가지 인자에 따라 변화한다. 따라서, 두께가 낮게 주어지는 경우, 상기 평균 층 두께를 항상 참고하여야 하며, 상기 공차 범위는 상기 장치가 부품에 집중될 수 있기 때문에 매우 좁게 유지되어야 한다.
다음에, 또 다른 가공 단계에서, 상기 300 내지 750 ㎛의 출발 층 두께는 호닝(honing)과 같은 정밀 기계가공에 의하여, 150 ㎛ 이하의 두께 부분을 제거함으로써 필요한 최종 층 두께로 감소된다. 본 발명의 방법에 의하여 얻어지는 상기 최종 층 두께 범위는 150 내지 600 ㎛ 이다. 상기 층은 청구의 범위 제 1 항 및 제 2 항에서 특히 정의한 바와 같은 구조에 특징이 있는 순수 확산층이다.
상기 경질상의 침전가는 분말 공급, 레이저 빔 공급 및 레이저 에너지 공급을 조절함으로써 조정될 수 있다. 10 ㎛이하의 침전가(precipitation value)의 경우에 있어서, 상기 경질상을 기계 가공하는 동안의 파괴 깊이가 감소됨으로써, 파괴된 경질상을 제거하는데 예전에 필요했던 필요한 기계가공 허용차가 상당히 감소될 수 있다. 상기 파괴 깊이는, 상부층에 함유되지만 견고하게 결합되지 않는 결질상으로 결정된다.
합금화에 레이저 비임을 사용함으로써, 상기 표면은 경화되어, 160 HV 이상의 표면층 경도값이 얻어질 수 있다. 우수한 경화 결과 때문에, 상기 레이저 처리 표면은 직접 호닝될 수 있다. 또한, 상기 경질 상을 노출시키기 위하여 예전에 필요했던 추가의 기계 및 화학적 처리 단계가 불필요하다. 이러한 사실로부터, 스트립 형상의 합금화 영역의 오버랩 정도에 의존하여 상기 표면 파형 부분이 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에, 상기 실린더 코팅을 파낼 필요가 없다는 것을 알 수 있다.
이하, 본 발명에 따라 엔진 블록상에 형성할 수 있는 표면 구조를 비교예를 참조로 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 코팅 장치는 분말 공급 수단(1)을 포함한다. 상기 분말 공급 수단의 단부(1a)에는, 주행면(5)을 향해 조준되는 노즐(1b)이 형성되어 있다.
레이저 비임 장치(2), 초점맞춤 장치(focussing system; 3) 및 편향 거울(deflecting mirror; 4)을 통해 에너지가 공급되므로, 레이저 비임은 주행면 표면(7)과 충돌하기 바로 전까지는 분말과 만나지 않는다.
알려져 있는 광학 법칙에 따라, 레이저 비임(6)은 X-, I- 또는 8-형상으로 선형적으로 초점이 맞추어진 다음, 예를 들어 상기 거울을 기울임으로써 주행면(7)상에 복사된다. 도입되는 에너지의 양은 상기 복사 형태에 따라 조절될 수 있으므로, 상기 침전 구조의 경계에 영향을 줄 수 있다.
거울(4)을 돌리면, 레이저 비임(6)은 주행면(7)을 가로질러 이동함으로써, 스트립 형태의 영역이 얻어진다. 이와 동시에, 레이저 비임(6)이 실린더 축(8)을 향해 나아가는 경우, 상기 두 개의 비임 이동이 오버랩됨으로써 주행면(7)상에 나선형 코팅이 형성된다. 상기 회전 이동 및 상기 실린더 축(8)을 향한 병진 이동은, 상기 나선의 와인딩(winding)들이 서로 가깝게 됨으로써 밀폐된 합금화 영역을 형성하도록 조절되어야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 선형 초점에 의해 형성된 합금화 영역(10)을 도시한다. 상기 합금화 영역(10)은 침전이 많은 영역(11)과 침전이 적은 측면 영역(12, 13)으로 이루어진다. 도 2는 레이저 처리 바로 이후의 합금화 영역의 상태를 도시한다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 침전이 적은 영역(LAL)의 퍼센트는 침전이 많은 영역의 유효 길이(LAN)보다 적다는 것을 알 수 있다. 도 3의 개개 영역들은 계면 영역(15, 16, 17)과 함께 도면 부호 LAK로 도시된다.
비교를 위하여, 도 3은 통상의 원형 초점(circular focus)을 이용하여 형성한 세 개의 합금화 영역을 도시한다. 선형 초점(linear focus)을 이용하여 형성한 코팅 폭은 원형 초점을 이용하여 형성한 것과 거의 동일하다. 도시된 바와 같이, 원형 초점을 이용하는 방법의 경우에 있어서, 침전이 많은 구조의 유효 길이(LNK)는 선형 초점을 이용하여 형성한 유효 길이(LNL)보다 상당히 짧다는 것을 알 수 있다. 또한, 원형 초점의 경우에 있어서, 침전이 적은 구조는 실린더 블록 구조의 표면으로부터 더욱 깊게 하향 연장되기 때문에, 경화된 표면층의 유효 깊이는 선형 초점의 경우보다 아주 많이 짧다. 이러한 사실은 도 3의 단면도에서 넓은 계면 영역(15, 16, 17)으로 도시된다.
침투 깊이가 동일한 경우, 도 3에 따른 비교예의 유효 깊이는 도 2에 따른 본 발명 실시예의 경우보다 짧기 때문에, 비교예의 코팅 품질은 본 발명에 비해 열등하다. 또한, 비교예와 본 발명 실시예의 기계가공 깊이가 동일한 경우, 비교예에서 제거되어야 하는 재료의 양(△HWK)은 △HWL보다 상당히 더 많은데, 이는 상기 원형 초점법은 도 2에 따른 상응하는 주행면(LNL)보다 더욱 적은 유효 재료 퍼센트(MK)를 그 주행면 영역에서 가지는 파형 표면층을 형성하기 때문이다.
본 발명에 따른 실시예의 유효 재료 퍼센트는 LNL인 반면에, MK는 개개의 값 LHK1, LNK2및 LNK3의 합으로 형성된다.
따라서, 본 발명의 경금속 실린더 블록은, 미세한 Si 일차 침전의 균일한 분포에 따라 마찰학적으로 최적화되고 선형 초점 맞춤 및 오버랩 처리를 이용하여 감소된 비용으로 형성될 수 있는 내마모성 실린더 주행면을 가진다.
이러한 사실은 도 4에서 도시된 구조에 의해 예시된다. 도 4는 200 배 배율로 확대한 단면 사진으로서, 도 4의 오른편의 A는 AlSi9Cu3타입의 주조 합금을 도시하고, 왼편의 B는 미세 분산 일차 실리콘 침전을 가지는 마찰학적으로 최적화된 표면층을 도시하는 것이다. 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 일차 Si 퍼센트는 10% 이고, 일차 상 직경은 4.4 ㎛ 이고 상기 Si 일차 상들 사이의 거리는 13 ㎛ 이다.
상기 새로운 재료의 지지용량을 고려하면, 상기 합금화 영역 B와 모재 구조 A의 결합에는 특별한 중요성이 부여되어야 한다. 도 4로부터, 전이 영역(C)은 산화물 또는 기타 결함을 전혀 함유하지 않는다는 것을 알 수 있다. 이러한 사실은, 상기 합금화 영역이 모재 구조로부터 실제 현장에서 제조됨으로써, 상이한 조성의 영역 A와 B를 갖는 균일 재료가 얻어졌기 때문이다.
Claims (18)
- 일차 실리콘 상이 함유된 미세 분산 표면 층을 갖는 경금속 모재로 이루어지는 내마모성이고 마찰학적으로 최적화된 하나 이상의 실린더 주행면을 가지는 경금속 실린더 블록에 있어서,상기 일차 실리콘은 약 1 내지 10 ㎛의 평균 입경을 가지는 균일하게 분포되고 대략적으로 둥글게 형성된 결정립으로 이루어지고, 상기 표면층은 10-14% AlSi 공융혼합물, 5-20% 일차 실리콘, 및 나머지 순수 AlSi 상을 포함하며, 상기 표면의 최소 경도가 160 HV인, 경금속 실린더 블록.
- 제 1 항에 있어서, 상기 Si-일차 상들은 상기 일차 상 직경의 1-5배에 해당하는 거리만큼 서로 떨어져서 상기 표면 층내에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 경금속 실린더 블록.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 일차 실리콘은 상기 모재에서, 2 mm 이상의 스트립 폭 및 150-650 ㎛의 평균 층 두께를 갖는 스트립 형상의 합금화 영역으로 배열되고, 상기 스트립은 상기 실린더 주행면을 가로질러 나선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 경금속 실린더 블록.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립의 폭은 2 내지 4 mm인 경금속 실린더 블록.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 몇 개의 이웃한 합금화 영역들이 존재하는 경우, 상기 스트립들은 서로 오버랩되며, 상기 오버랩 폭은 상기 스트립 폭의 5 내지 10%인 경금속 실린더 블록.
- 경금속 모재로 이루어진 내마모성이고 마찰학적으로 최적화된 하나 이상의 실린더 주행면을 가지는 경금속 실린더 블록으로서, 상기 경금속 모재는 일차 실리콘 침전을 함유하고, 침전이 많은 합금화 영역(11) 및 침전이 적은 계면 영역(12, 13)의 순수 확산층으로 이루어지는 미세 분산 표면층을 갖는 것인, 상기 경금속 실린더 블록에 있어서,상기 침전은 약 1 내지 10 ㎛의 평균 입경을 가지는 균일하게 분포되고 대략적으로 둥글게 형성된 일차 실리콘 결정립으로 이루어지고, 상기 표면층은 10-14% AlSi 공융혼합물, 5-20% 일차 실리콘, 및 나머지 순수 AlSi 상을 포함하며, 상기 표면의 최소 경도가 160 HV인, 경금속 실린더 블록.
- 경금속 모재와, 일차 실리콘 침전을 갖는 미세 분산 표면층의 형태로 상기 경금속 모재내에 존재하고 경질 재료를 함유하는 분말 재료로, 이루어진 내마모성이고 마찰학적으로 최적화된 실린더 주행면을 갖는 경금속 실린더 블록을, 중력, 저압 또는 고압 다이 캐스팅한 후 평행한 레이저 및 분말 비임을 이용하여 표면 처리하여 제조하는 방법에 있어서,상기 레이저 비임은 공급 방향을 가로지르는 방향으로 상기 모재 표면을 가로질러 2 mm 이상의 스트립 폭으로 안내되고, 상기 레이저 비임이 0.1 내지 0.5 초의 접촉시간으로 상기 경금속 모재 표면에 충돌한 지점에서만 상기 분말이 용융 및 확산 온도까지 가열되는, 경금속 실린더 블록의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 경금속 모재는 350 ㎛ 이상의 깊이의 충돌 지점에서 완전히 용융하고 상기 모재 표면상에서 플라즈마 상태로 전이되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 확산동안, 상기 용융된 분말은 500-1000 ㎛의 층 두께를 갖는 합금화 영역을 형성하는 방법.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 모재 금속에 충돌하기 바로 이전에, 상기 분말은 결정립 구조를 가지며, 레이저 비임 영역의 경금속 모재와의 접촉을 통해서만 0.1 내지 0.5 초의 접촉 시간 이내에 용융 및 합금화되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 비임 및 분말 비임의 공급 속도는,a) 350 내지 850 ㎛의 침투 깊이까지 경금속 모재내로의 침투가 일어나고;b) 상기 합금화 영역의 냉각 속도를 느리게 조절함으로써, 10 ㎛ 이하의 대략적으로 둥글게 형성된 일차 상들이 상기 일차 상 직경의 1 내지 5 배에 해당하는 거리만큼 떨어져서 형성되고;c) 110 내지 160 HV의 층 경도를 갖는 경질 상의 침전이 달성되도록, 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 공급 속도는 분당 0.8 내지 4.0 m 이고, 상기 레이저 비임의 충돌 면적은 1 내지 10 mm2이고, 레이저 광 출력은 3-4 kW인 것을 특징으로 하는 방법.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 비임은 선형 초점을 통해 중공 실린더의 내부 주행면상에서 나선형으로 회전하고, Si 분말을 부가하는 공정에서, 일차 실리콘을 함유하는 스트립 형태의 합금화 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 합금화 영역의 평균 처리 깊이는 750 ㎛인 것을 특징으로 하는 방법.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 합금화 영역의 경질 상은 기계 가공되며, 이때 제거되는 양은 전체 층 두께의 30% 이내인 것을 특징으로 하는 방법.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 합금화 층은 중간 기계가공 작업을 수행함이 없이 직접 호닝되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 중공 실린더의 주행 표면을 코팅하는 방법을 수행하기 위한 장치로서, 분말 공급 수단(1)과, 레이저 비임 장치(2)와, 편향 거울(4)을 갖는 초점맞춤 장치(3)로 이루어진 장치에 있어서,상기 분말 공급 수단(1) 및 상기 레이저 비임 장치(2)는 상기 중공 실린더의 반경 및 축 방향으로 서로 평행하게 안내되며;상기 초점맞춤 장치(2)는 2.0-2.5 mm의 비임 폭을 갖는 선형 비임 출구를 가지며;상기 분말 공급 수단에는, 레이저 비임 공급 속도에 따라 분말 부피 유량을 조정할 수 있는 계량장치가 구비된 것을 특징으로 하는 중공 실린더의 주행면을 코팅하는 방법을 수행하기 위한 장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 초점맞춤 장치(3)는 중심 초점 영역보다 상부 및 하부 표면 영역에서 더욱 높은 에너지를 출력할 수 있도록 X-, I-또는 8-자의 초점 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
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