KR20020068532A

KR20020068532A - 피스톤 링에 층을 마련하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20020068532A
Application number: KR1020027005898A
Authority: KR
Inventors: 아람메흐디; 순덴한스
Original assignee: 콘센트라 베르크스타드스 아베
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2002-08-27
Also published as: SE9904040D0; WO2001034875A1; EP1230426A1; NO20022215L; JP2003514123A; NO20022215D0; AU1427601A; SE9904040L; CN1390267A; US6600130B1; CN1198959C; SE518807C2; KR100725796B1

Abstract

본 발명은 피스톤 링 블랭크(1), 특히 대형 디젤 엔진에 사용되도록 의도되는 유형의 피스톤 링에 층을 피복하는 방법에 관한 것이다. 코팅 분말은 피스톤 링 블랭크(1)의 연속되는 부분(12, 12') 중 하나에 공급되며, 그 후에, 코팅 분말은 피스톤 링 블랭크(1)에 마지막으로 공급된 코팅 분말로부터 일정 거리에서 에너지 방사 수단(4)의 도움으로 용융되어, 피스톤 링 블랭크의 상기 부분(12, 12')에 코팅 층을 형성한다. 에너지 방사 수단은 분말 재료를 용융하는 데 필요한 열 이외에 실질적으로 어떠한 열도 발생되지 않도록 조정되는 시간 동안 코팅 분말에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

피스톤 링에 층을 마련하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PROVIDING A LAYER TO A PISTON RING}

예컨대 선박 엔진과 같은 대형 디젤 엔진에 사용하기에 바람직한 종류의 피스톤 링은 엔진의 작동 중에 극단적인 조건에 노출된다. 높은 정도의 마모, 열, 및 부식 공격으로 인하여, 피스톤 링은 빠르게 마모되어, 교체될 필요가 있다.

피스톤 링의 수명을 연장시키기 위한 많은 방법이 제안되어 왔다. 이들 방법 중 일부는 피스톤 링의 가장 많이 노출된 부분, 바람직하게는 그것의 외주에 내마모성 층을 피복하는 것에 관한 것이다. 이들 마모층은 예컨대 전해 반응에 의하여 링 재료에 화학적으로 피복되거나, 가열 수단, 흔히 에너지 빔의 작용하에 링 재료에 용접될 수 있다.

현재에는, 가공물의 영역을 가열하는 에너지 빔, 예컨대 레이저 빔에 의하여 가공물을 코팅하는 복수의 방법이 이용 가능하다. 이러한 코팅에서, 코팅 분말은 일반적으로 가공물과 함께 용융되어, 분말 및 가공물의 일부 재료와 분말 모두가용융된다. 이 방법의 한 가지 결점은 가공물의 재료가 마르텐사이트의 형성과 같은 원치 않는 변화를 겪는다는 것이다. 마르텐사이트가 코팅층 아래에 형성되는 경우, 사용 중에 층이 가공물로부터 박리되는 큰 위험이 존재한다.

이러한 코팅의 다른 결점은 가공물의 가열 및 냉각에 상이한 스테이지가 필요하다는 것이다. 그에 따라, 가공물과 코팅층의 사이 및, 가공물 양자에 응력이 발생될 수 있고, 이 응력은 코팅 및 가공물의 강도에 영향을 끼친다.

또한, 피스톤 링의 제조 시에, 특정 문제가 발생된다. 피스톤 링은 일반적으로 어느 정도 타원형 단면인 주조 파이프로부터 "슬라이스(slices)"를 절삭함으로써 형성된다. 한 가공 단계에서, 타원형 링에는 관통 슬릿이 형성되어, 가스의 통과 뿐만 아니라 엔진 작동 시에 피스톤의 라이닝과의 만족스러운 접촉을 허용할 수 있다. 그러한 타원 형상은 보다 대칭적인 형상에 비하여 취급하기가 어렵다. 재료 내의 필요 응력은 피스톤 링의 기능에 결정적인 것이지만, 코팅 형태의 강하고, 알맞게 부착된 마모층과의 합체를 어렵게 한다.

본 발명은 내마모성의, 부착성이 우수한 마모층을 피스톤 링 블랭크에 피복하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 피스톤 링 블랭크, 구체적으로 대형 디젤 엔진에 사용되도록 의도되는 유형의 피스톤 링에 층을 피복하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 측면으로부터 본 실시예이고,

도 2는 분말 이송 수단과 레이저 장치가 배치되어 있는 피스톤 링 블랭크의 외측 부분을 보여주는 도 1의 실시예의 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 방법에 의하여 도포되는 마모층과 종래 기술의 마모층 각각에 대하여 수행한 마모 시험의 다이어그램이다.

본 발명의 목적은 서두부에 따른 방법에 의하여 달성되며, 여기서 코팅 분말은 피스톤 링 블랭크의 연속 부분의 하나에 공급되고, 그 후에 코팅 분말은 에너지 방사 수단의 도움으로 용융되어 피스톤 링 블랭크의 상기 부분 상에 코팅층을 형성한다.

에너지 빔은 코팅 분말에 대해 작용될 수 있으며, 그것의 에너지는 분말에 의해 흡수되어 열로 변환되고, 이 열로 인하여 분말이 용융된다. 정확하게 선정된 에너지 방사를 사용함으로써, 분말은 피스톤 링 블랭크에 대한 영향을 최소로 하면서 용융된다. 이 용융은 코팅층의 만족스러운 용접을 겨우 달성할 정도이므로, 피스톤 링 블랭크 내의 열 영향 구역(Heat Affected Zone; HAZ)을 최소화할 수 있다. 결국, 이로 인하여. 피스톤 링에 견고하게 부착되는 강한 코팅층을 갖춘 피스톤 링이 형성된다.

바람직하게는, 에너지 방사는 분말 재료를 용융하는 데 필요한 열 이외에 실질적으로 어떠한 열도 발생되지 않도록 조정되는 시간 동안 코팅 분말에 가해질 수 있다. 에너지 방사는 코팅 분말의 조성과, 분말의 양에 따라 조정될 수 있으며, 이 경우에 본 발명의 방법은 적용 시간에 의해 제어될 수 있으므로, 실질적으로 분말 재료를 용융하는 데 필요한 열량만이 발생된다.

분말을 용융하는 데 사용되는 에너지 방사는 바람직하게는 레이저 방사일 수 있지만, 예컨대 플라즈마 방사도 가능하다.

본 발명의 제2 특징에 따르면, 전술한 목적은 특히 대형 디젤 엔진에 사용하도록 의도되는 종류의 피스톤 링 블랭크에 층을 피복하는 장치에 의해 달성된다. 이 장치는 코팅 분말을 피스톤 링 블랭크의 연속 부분의 하나에 공급하도록 피스톤 링 블랭크의 근처에 배치되는 분말 이송 수단과, 상기 부분의 코팅 분말을 용융하도록 피스톤 링 블랭크의 근처에 배치되는 에너지 방사 수단을 포함한다.

장치는, 분말 재료를 용융하는 데 필요한 열 이외에 실질적으로 어떠한 열도발생되지 않도록 조정되는 시간 동안 에너지 방사가 코팅 분말에 가해질 수 있도록 맞추어지는 것이 바람직하다.

에너지 방사 수단은 바람직하게는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 수단이다. 이러한 유형의 수단은 잘 알려져 있으며, 비교적 제어하기 쉽다.

본 발명의 방법에 따르면, 피스톤 링 블랭크는 분말 이송 수단과 에너지 방사 수단에 대해 계속적으로 이동하는 것이 바람직하다. 피스톤 링 블랭크의 각 부분을 지나서, 피스톤 링 블랭크의 새로운 부분이 계속적으로 전진하며, 이로 인하여 방법이 연속적으로 수행될 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 장치는 피스톤 링 블랭크와, 분말 이송 수단 및 에너지 방사 수단 사이의 상대 운동을 위한 구동 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 구동 수단은 먼저 피스톤 링 블랭크의 부분이 분말 이송 장치를 통과하고 뒤이어 에너지 방사 수단을 통과하도록 적절하게 배치된다. 본 발명의 방법에 따르면, 분말은 가열 전에 에너지 빔에 의하여 피복된다. 결과로서, 피스톤 링 재료는 코팅 분말을 용융시킴으로써 코팅 층을 형성하는 데 필요한 온도 이상으로 가열되지 않는다. 전술한 바와 같이, 피스톤 링 재료를 이처럼 최소로 가열하는 이유는 열 영향 구역(HAZ)과 그에 따른 피스톤 링 블랭크 내의 마르텐사이트의 형성이 감소되기 때문이다.

이 방법은 피스톤 링 블랭크의 동일 구역에서 적절하게 개시 및 종료되는데, 이는 시작 및 정지 구역이 편평하지 않거나 불규칙하게 될 위험이 있기 때문이다. 이들 구역을 서로 인접하게 배치함으로써, 피스톤 링 블랭크로 피스톤 링을 제조할때에 필요한 슬릿을 형성하도록 상기 구역을 정확하게 선정하는 것이 가능하다. 그에 따라, 완성된 피스톤 링에 사용되는 재료는 코팅 가장자리의 불규칙 또는 응력이 없다.

피스톤 링 블랭크는 방법이 진행됨에 따라 실질적으로 그 자체의 축선에 대해 회전하는 것이 바람직하다. 적절하게, 구동 수단은 피스톤 링 블랭크를 실질적으로 그 자체의 축선에 대해 회전시키도록 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 분말 이송 수단과 레이저 장치는 모두 고정식으로 배치될 수 있고, 피스톤 링 블랭크는 그들을 지나서 계속적으로 이송된다.

에너지 방사는 피스톤 링 블랭크에 마지막으로 공급된 코팅 분말에 대해 일정 거리로 적용할 수 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 코팅 분말 내에서 열로 변환되는 에너지 양은 균일하게 된다. 따라서, 코팅층의 품질은 전체 피스톤 링을 따라 균일하다.

바람직하게는, 에너지 방사의 폭은 실질적으로 피스톤 링 블랭크의 폭과 일치하며, 장치에서, 에너지 방사 수단은 피스톤 링 블랭크의 폭과 실질적으로 일치하는 폭의 레이저 빔을 발생시키도록 상응하게 맞춰져 있다. 코팅 방법 도중의 넓은 에너지 빔은 피스톤 링 부분의 중앙 뿐만 아니라 가장자리에서 코팅층의 균일한 품질에 기여한다.

코팅 분말은 피스톤 링 블랭크와 실질적으로 동일한 열팽창 계수를 갖는 유형으로 되도록 선정하는 것이 바람직하며, 이는 가열 및 냉각 시에 재료 내에 응력의 발생을 방지한다. 필요한 강도를 얻기 위하여, 분말 재료는 적합하게는 Cr₃C₂및 Mo를 포함하는 금속 매트릭스를 형성하는 종류일 수 있다. 그에 따라, 분말 재료는 30 내지 50 중량%의 Cr, 5 내지 15 중량%의 Mo, 1.5 내지 5 중량%의 C, 30 내지 50 중량%의 Ni 및 1.5 내지 5 중량%의 W를 적합하게 함유한다.

적합하게는, 피스톤 링 부분은 복수의 가열 요소에 의하여 전 가열 또는 후 가열된다. 블랭크의 전 가열 및 후 가열은 과도하고 빠른 온도 변화로부터 생기는 두 재료 내의 응력을 감소시키는 기능을 한다. 복수의 가열 요소를 배치함으로 인한 장점은, 무엇보다도 가열 요소들이 개별적으로 제어될 수 있으며, 결과적으로 가열이 잘 제어될 수 있다는 것이다. 추가로, 이러한 가열은 방법이 진행됨에 따라 발생된다.

이들 가열 요소는 피스톤 링 블랭크의 원주 둘레에 균일하게 분배되는 것이 바람직하며, 이는 링 내의 응력을 최소화한다.

바람직하게는, 가열 요소는 유도 코일로 이루어질 수 있다. 이러한 코일의 사용은 피스톤 링 블랭크의 표면이 내부보다 큰 정도로 가열될 때에 특히 유리하다. 결과로서, 피스톤 링 블랭크는 실제의 코팅에 필요한 이상의 온도로 가열되지 않으므로, 재료 내의 마르텐사이트의 형성은 감소된다.

장치는 바람직하게는 코팅 방법 도중에 피스톤 링을 위한 서스펜션 장치를 구비한다. 서스펜션 장치는 하나 이상의 지지 수단을 구비하며, 이 지지 수단에 대하여 피스톤 링 블랭크의 구역이 맞닿는다.

유리하게는, 서스펜션 장치는 피스톤 링을 회전시키는 장치일 수 있다. 피스톤 링 블랭크가 어느 정도 타원형인 경우, 스프링 하중식 지지 수단을 구비하는 장치를 사용하는 것이 특히 유리하며, 이 지지 수단은 피스톤 링 블랭크의 내측에 대해 반경 방향 외측으로 작용한다. 이 때문에, 지지 수단은 어떠한 어려움도 없이 타원 형상을 따른다. 지지 수단과 가열 요소는 서로 간섭하지 않고 피스톤 링 블랭크의 외주에, 예컨대 이하의 실시예와 같은 방식으로 용이하게 배치될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 실시예를 도시하고 있다. 외측에 마모층이 코팅되는 피스톤 링 블랭크(1)는 본 발명에 따른 코팅용 장치에 배치되어 있다. 장치는 코팅 분말용 저장조(도시 생략)와 결합되는 분말 이송 수단(3)을 구비한다. 분말 이송 수단(3)에 인접해서 레이저 장치(4)도 배치되어 있다.

어느 정도 타원 형상인 피스톤 링 블랭크(1)는 서스펜션 장치(5)에 의하여 지지된다. 서스펜션 장치(5)는 피스톤 링 블랭크와 맞닿는 3개의 지지 수단(6, 7,8)을 구비한다. 이 실시예에서, 지지 수단(6, 7, 8)은 실질적으로 원통형이며, 각각의 원통 축선에 대해 회전 가능하다. 지지 수단 중 하나(6)는 구동 수단(도시 생략), 예컨대 모터 유닛에 연결되고, 이 구동 수단은 원통형 지지 수단(6)을 반시계 방향으로 회전시키도록 구동한다. 지지 수단(6)과 피스톤 링 블랭크(1) 사이의 마찰로 인하여, 피스톤 링 블랭크(1)도 반시계 방향으로 회전된다. 지지 수단은 강성의 아암 구조물(9, 10)에 배치되며, 이 아암 구조물은 베이스 부분(11)에 배치된다. 제1 아암 구조물(9)은, 이 아암 구조물(9)과 결합된 지지 수단(6, 8)을 반경 방향 외측으로 압박하는 헬리컬 스프링(도시 생략)을 매개로 베이스 부분(11)에 배치되는데, 이것은 이 경우에 아암 구조물(9)이 시계 방향으로 스프링 하중을 받는 것을 의미한다. 지지 수단(7)을 갖춘 다른 아암 구조물(10)은 헬리컬 스프링을 매개로 반시계 방향으로 상응하게 스프링 하중을 받는다.

그에 따라, 3개의 지지 수단(6, 7, 8) 모두는 그것의 타원 형상으로 인하여 야기되는 어떠한 불편도 없이 피스톤 링 블랭크에 대하여 맞닿는다. 레이저 장치(4)가 지지 수단(8)의 바로 반대쪽에 배치되는 것도 주목된다. 이 지지 수단(8)은 수직 방향으로 이동되는 것이 방지되어, 레이저 장치(4)와 그 아래에 배치된 피스톤 링 블랭크(1)의 부분(12) 사이의 거리를 일정하게 할 수 있다. 이 때문에, 지지 수단(8)을 수반하는 아암 구조물(9)에는 수평으로 위치된 아암 부분(16)이 마련되어 있다. 이 부분(16)은 안내 요소(15)에 의하여 수직 방향으로의 이동이 방지된다. 이 경우에, 안내 요소는 쌍으로 배치된 4개의 안내 롤러(15)이다. 아암 부분(16)은 안내 롤러(15)의 쌍 사이에서 수평 방향으로 자유로이 이동할 수 있지만, 수직 방향으로의 이동은 방지된다. 결과로서, 최상부의 지지 수단(8)은 항상 동일한 높이로 위치되며, 레이저 장치(4)까지의 거리는 일정하다.

4개의 가열 요소(13)가 피스톤 링 블랭크의 둘레에 대칭으로 배치된다. 여기서, 가열 요소(13)는 피스톤 링 블랭크가 통과하여 회전할 수 있는 유도 루프이다. 피스톤 링 블랭크는 그것이 유도 루프(13)를 통과하여 회전할 때 계속적으로 가열된다. 유도 루프(13)는 피스톤 링 블랭크(1)의 외주 둘레에 균일하게 배치되는데, 이는 피스톤 링 블랭크(1)의 온도 차이에 의한 가능한 응력을 최소화한다. 유도 루프(13)의 전력 공급은, 모든 루프(13)에 동일한 양의 전력이 공급되는 중앙식 또는 각각의 루프(13)가 독립적으로 제어될 수 있는 개별식으로 제공될 수 있다. 전원 공급은 도 1에 도시되어 있지 않다.

물론, 지지 수단(6, 7, 8)과, 가열 요소(13)의 구조 및 이들 각각의 수는 본 발명의 범위 내에서 변경될 수도 있다. 어떠한 서스펜션 장치의 구조가 지지 수단(6, 7, 8)과 가열 요소(13) 양자를 적당한 위치에 간단하게 배치하는 것을 가능하게 하는 가도 주목해야 한다.

도 2는 분말 재료가 분말 이송 수단(3)의 도움으로 피스톤 링 블랭크(1)의 가상 영역(12')의 외면(2)에 도포되는 방법을 보여준다. 피스톤 링 블랭크(1)의 회전 방향으로 바로 근처에서, 레이저 빔이 에너지 방사 수단(4)을 매개로 다른 가상 영역(12)에 적용된다. 레이저 방사는 분말 재료를 용융시키고, 이는 상기 영역(12)에 보이는 코팅을 형성한다.

이제, 본 발명에 따른 방법의 실시예를 도 1에 도시된 본 발명의 장치의 실시예의 기능과 관련하여 설명한다.

전체 코팅 방법 중에, 피스톤 링 블랭크(1)는 서스펜션 장치(5)에 배치되어 있다. 현수되기 전에, 피스톤 링 블랭크는 적절한 유형의 노에서 통상의 방법으로 가열될 수 있는 것이 바람직하다. 서스펜션 장치에서, 링은 3개의 지지 수단(6, 7, 8)에 대하여 맞닿는다. 지지 수단(6)은 구동 수단에 연결되며, 이 구동 수단은 피스톤 링 블랭크(1)를 실질적으로 그 자체의 축선에서 반시계 방향으로 구동한다. 회전이 진행됨에 따라, 코팅 분말이 피스톤 링의 일부분(12)에 도포된다. 회전으로 인하여 상기 부분(12)은 분말을 용융시키는 에너지 빔의 근처로 빠르게 이송되고, 이로 인하여 원하는 코팅층이 형성된다. 한편, 피스톤 링의 다음 부분(12')은 분말 이송 수단 아래에 배치된다.

이 때문에, 코팅 방법은 연속적으로 수행될 수 있다. 가열 요소(13)에서의 가열은 링 내의 응력을 감소시키고, 링의 각 부분(12, 12')으로부터 에너지 빔까지의 거리는 장치의 스프링 하중식 지지 수단(7, 8)의 도움으로 일정하게 유지된다. 코팅 방법은 피스톤 링 블랭크의 하나의 동일 부분 또는 영역에서 개시 및 종료된다. 이 영역은 피스톤 링이 마지막으로 블랭크로부터 형성될 때 제거된다.

도 3은 종래의 코팅층(3a)과 본 발명의 코팅층(3b)에 대해 수행한 마모 시험의 결과를 보여주고 있다. 다이어그램으로부터, 본 발명에 따른 코팅층이 종래의 층보다 훨씬 내성이 있는 것으로 밝혀졌다. 종래의 층은 비교적 빠르게 마모 한계에 도달하며, 그 마모 한계에서 실제 층이 간단하게 파괴된다. 이러한 한계는 주어진 조건하에서 본 발명에 따라 코팅된 층의 경우에는 관찰도 되지 않는다.

레이저 장치가 피스톤 링 블랭크의 일부에 작용할 수 있는 작용 시간은 예컨대 링의 직경에 따라 변경되며, 피스톤 링 블랭크의 회전 속도에 의해 제어될 수 있다. 기초 재료를 균일한 속도로 유지하여 층이 링의 전체 외면에 걸쳐 균일하게 되는 것을 보장하는 것도 중요하다.

가능하게는, 피스톤 링은 코팅 방법 전 및 후에 각각 보통의 노에서 전 가열 및/또는 후 가열될 수 있다.

이 용례에서, 분말 재료는 종래의 분말 재료 이외에, 크림 점도(creamy consistency)를 얻도록 결합재와 혼합된 재료를 지칭하는데, 이 재료는 피스톤 링 블랭크에 분말 재료를 도포할 때 유리할 수 있다.

Claims

피스톤 링 블랭크(1), 특히 대형 디젤 엔진에 사용되도록 의도되는 유형의 피스톤 링에 층을 피복하는 방법으로서,

코팅 분말은 분말 이송 수단(3)의 도움으로 피스톤 링 블랭크(1)의 연속되는 가상의 부분(12, 12') 중 하나에 공급되며,

그 후에, 코팅 분말은 피스톤 링 블랭크(1)에 마지막으로 공급된 코팅 분말에 대해 일정 거리에서 에너지 방사 수단(4)의 도움으로 용융되어, 피스톤 링 블랭크의 상기 부분(12, 12')에 코팅 층을 형성하며,

에너지 방사 수단은 분말 재료를 용융하는 데 필요한 열 이외에 실질적으로 어떠한 열도 발생되지 않도록 조정되는 시간 동안 코팅 분말에 적용될 수 있는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항에 있어서, 상기 에너지 방사는 레이저 방사인 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 링 블랭크(1)는 분말 이송 수단(3)과 에너지 방사 수단(4)에 대해 계속적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제3항에 있어서, 피복 방법은 피스톤 링 블랭크(1)의 하나의 동일 영역에서 개시 및 종료되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤 링 블랭크(1)는 방법이 진행됨에 따라 실질적으로 그 자체의 축선에 대해 회전하는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 에너지 방사의 폭은 피스톤 링 블랭크(1)의 폭과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제2항 또는 제6항에 있어서, 레이저 방사는 이중 초점의 광학 기구에 의하여 확장되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제2항 또는 제6항에 있어서, 레이저 방사는 라인 초점 광학 기구에 의하여 확장되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 분말 재료는 피스톤 링 블랭크(1)의 열팽창 계수와 실질적으로 동일한 열팽창 계수를 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 분말 재료는 용융 시에 Cr₃C₂및 Mo를 포함하는 금속 매트릭스를 형성하는 유형의 것으로 선택되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제10항에 있어서, 분말 재료는 약 30 내지 50 중량%의 Cr, 5 내지 15 중량%의 Mo, 1.5 내지 5 중량%의 C, 30 내지 50 중량%의 Ni 및 1.5 내지 5 중량%의 W를 포함하는 유형의 것으로 선택되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저 방사는 연속적인 CO₂레이저에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 분말의 이송은 분말에 대해 캐리어 가스, 특히 질소를 이용함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤 링 블랭크의 연속적인 부분(12, 12')은 방법이 진행됨에 따라 연속적으로 전 가열 및/또는 후 가열되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제14항에 있어서, 피스톤 링의 상기 부분(12, 12')의 전 가열 및/또는 후 가열은 피스톤 링(1)의 원주 둘레에서 규칙적인 간격을 두고 수행되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 전 가열 및/또는 후 가열은 복수의 가열 요소(13)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 전 가열 및/또는 후 가열은 유도에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤 링 블랭크(1)는 방법 중에 서스펜션 장치(5)에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 피복 방법.
피스톤 링 블랭크(1), 특히 대형 디젤 엔진에 사용되도록 의도되는 유형의 피스톤 링에 층을 피복하는 장치로서,

이 장치는, 코팅 분말을 피스톤 링 블랭크(1)의 연속적인 가상 부분(12, 12')의 하나에 공급하도록 피스톤 링 블랭크(1)의 근처에 배치되는 분말 이송 수단(3)과, 상기 부분(12, 12')의 코팅 분말을 용융하도록 피스톤 링 블랭크(1)에 마지막으로 공급된 코팅 분말로부터 일정 간격을 두고 피스톤 링 블랭크(1)에 대해 배치되는 에너지 방사 수단(4)을 포함하며,

장치는, 분말 재료를 용융하는 데 필요한 열 이외에 실질적으로 어떠한 열도발생되지 않도록 조정되는 시간 동안 에너지 방사가 코팅 분말에 적용할 수 있도록 맞추어지는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항에 있어서, 에너지 방사 수단(4)은 레이저 빔을 발생시키는 레이저 장치인 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 장치는 피스톤 링 블랭크(1)와, 분말 이송 수단(3) 및 에너지 방사 수단(4) 사이의 상대 운동을 위한 구동 수단을 구비하며, 이 구동 수단은 피스톤 링 블랭크의 부분(12, 12')이 먼저 분말 이송 수단(3)을 통과하고, 뒤이어 에너지 방사 수단(4)을 통과하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제21항에 있어서, 상기 구동 수단은 피스톤 링 블랭크(1)를 실질적으로 그것의 축선에서 회전시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 구동 수단은 상기 상대 운동을 제어하도록 배치되어, 코팅층의 피복은 피스톤 링 블랭크(1)의 동일 영역에서 개시 및 종료되는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 에너지 방사 수단(4)은 피스톤링 블랭크(1)의 폭과 실질적으로 일치하는 폭의 에너지 빔을 발생시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제20항 또는 제24항에 있어서, 레이저 장치(4)는 이중 초점의 광학 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제20항 또는 제24항에 있어서, 레이저 장치(4)는 라인 초점의 광학 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 분말 재료는 피스톤 링 블랭크(1)의 열팽창 계수와 실질적으로 동일한 열팽창 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 분말 재료는 용융 시에 Cr₃C₂및 Mo를 포함하는 금속 매트릭스를 형성하는 유형인 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제28항에 있어서, 분말 재료는 약 30 내지 50 중량%의 Cr, 5 내지 15 중량%의 Mo, 1.5 내지 5 중량%의 C, 30 내지 50 중량%의 Ni 및 1.5 내지 5 중량%의 W를포함하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 에너지 방사 수단(4)은 연속적인 CO₂레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 분말 이송 수단(3)은 분말에 캐리어 가스로서 질소를 공급하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤 링 부분의 전 가열 및/또는 후 가열을 위하여 피스톤 링 블랭크의 근처에 복수의 가열 요소(13)가 배치되는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제32항에 있어서, 가열 요소(13)는 피스톤 링(1)의 원주 둘레에 규치적인 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제32항 또는 제33항에 있어서, 가열 요소(13)는 유도 코일인 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤 링 블랭크의 부분(12,12')과 가열 요소(13) 사이의 상대 운동을 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 방법 중에 피스톤 링 블랭크를 현수하기 위한 서스펜션 장치(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제36항에 있어서, 서스펜션 장치(5)는 피스톤 링 블랭크(1)의 영역에 대하여 맞닿는 하나 이상의 지지 수단(6, 7, 8)을 구비하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제37항에 있어서, 하나 이상의 지지 수단(6)은 피스톤 링 블랭크(1)의 회전을 위하여 구동 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제36항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 서스펜션 장치의 지지 수단(7, 8)은 피스톤 링 블랭크(1)에 대해 반경 방향 외측으로 스프링 하중을 가하는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
제19항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤 링 블랭크(1)는 그 외측(2)에 원주 둘레에서 연장되는 홈이 형성되어 있으며, 이 홈에 코팅 분말이 이송되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 피복 장치.
코팅층이 마련되어 있는 피스톤 링으로서,

청구항 1에 기재된 방법에 따른 층이 코팅되어 있는 피스톤 링 블랭크(1)로 제조되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
코팅층이 마련되어 있는 피스톤 링으로서,

청구항 19에 따른 장치에 의하여 층이 코팅된 피스톤 링 블랭크(1)로 제조되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.