KR20040088559A - 피스톤 링의 용사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 용사 프로세스에 의해 코팅 재료로 코팅되는 피스톤 링(1)으로서, 상기 코팅 재료가 아래쪽에 있는 표면 안으로 적어도 부분적으로 확산하기에 유효한 시간 동안 고온에서 상기 코팅 재료가 열처리되고, 추가의 코팅 재료 층이 도포되고 연속하여 각 코팅 재료 층이 열처리되어, 상기 피스톤 링 표면상에 동일한 코팅 재료의 복수개의 층이 마련되는 것인 피스톤 링에 관한 것이다.

Description

피스톤 링의 용사 방법{THERMAL SPRAYING OF A PISTON RING}

예를 들면, 선박용 디젤 엔진에 사용하도록 의도된 피스톤 링과 같은 고온 용례에는 매우 특별한 요구 조건, 특히 강도, 내부식 특성, 내마모성, 연성(ductility), 및 재료의 탄성에 대한 요구 조건을 충족시켜야 한다.

디젤 엔진에 사용하는 경우, 피스톤 링은 한편에서는 관련된 피스톤 홈에 맞닿고, 다른 한편에서는 엔진의 실린더 보어에 맞닿도록 배치된다. 따라서, 링은 엔진이 작동할 때 큰 마찰이 발생하게 되는 실린더 보어에 대한 계면에서 특히 내마모성을 가져야 한다.

또한, 피스톤 링은 고유의 장력 또는 탄성을 가져, 실린더 보어에 맞닿도록 피스톤 링이 외측으로 지속적으로 압박될 것이다. 게다가, 엔진의 폭발 행정시에 매번 피스톤 링은 실린더 링에 맞닿도록 반경 방향 외측으로 향하는 상당한 힘에 의해 압박되고, 그 결과로 응력의 증가를 가져온다. 엔진의 높은 작동 온도로 인해, 그리고 특히 생성되는 열 충격으로 인해, 그러한 과정 중에 피스톤 링과 실린더 라이너 사이의 접촉부로부터, 대부분의 재료는 그들의 항복 강도가 약간 느슨해져 연화 현상을 보인다.

오늘날, 피스톤 링은 주철 블랭크(cast-iron blank)로 제조되는 것이 일반적이며, 이러한 주철 블랭크는 강도 및 탄성에 관해 재료에 부여되는 요구 조건을 거의 충족시키지만, 특히 가열되었을 경우에 실린더 보어를 향한 면에서의 내마모성에 대해서는 일반적으로 그렇지 못하다. 주철은 고온에서의 요구되는 열적 안정성을 갖고 있지 않다. 따라서, 주철제 피스톤 링 블랭크에는 마모에 가장 크게 노출되는 표면에 내마모성 층을 통상 마련하고 있다.

그러나, 블랭크 재료와 마모성 층의 재료 간에 충분히 강력한 접합을 달성하는 데에는 어려움이 발생할 수 있어, 마모성 층의 재료가 블랭크 재료로부터 벗겨질 위험 때문에 문제를 유발한다. 이러한 것이 발생하게 되면, 블랭크 재료의 표면에서의 비교적 연질 재료는 실린더 보어와 접촉하는 영역에서 마모에 노출되게 되며, 그 결과로 피스톤 링의 수명을 상당히 단축시키는 결과를 초래한다.

또 다른 문제점은, 표면들 간의 접합이 비교적 강력하다하더라도 코팅이 점진적으로 마모될 수 있다는 점이다. 피스톤 링에서의 마모는 마모성 층이 손상되지 않은 채로 있는 한은 천천히 진행되지만, 그 마모성 층이 일단 손상되면 급속하게 진행된다. 결과적으로, 피스톤 링을 교환해야할 시기를 결정하는 데에는 어려움이 있을 수 있다.

피스톤 링에 코팅을 도포하는 데에 용사(thermal spraying)법이 통상 사용되고 있다. 일반적으로, 코팅을 도포하는 데에 용사법을 사용하는 것과 관련한 한 가지 문제점으로는, 얻어지는 코팅이 느슨한 입자 부분을 포함하고 있다는 점이다. 이들 느슨한 입자는 예를 들면 코팅된 피스톤 링과 실린더 라이너 사이에 "세 물체 마모(three-body-wearing)"에 대한 위험을 증가시킨다. 세 물체 마모는 대게 전술한 점진적인 마모의 진행의 개시제가 된다.

작동 시에, 특히 피스톤 링과 실린더 보어 또는 라이너 재료 사이의 일부 접촉 영역은 높은 온도, 상당한 온도차, 그리고 높은 부식성 환경의 영향에 노출된다. 이들 응력 유발 요인의 영향에 견딜 수 있기 위해, 피스톤 링은 또한 전술한 내마모성 외에도 상당한 연성 및 열적 안정성을 나타내야 한다. 연성은 본 명세서에서는 크랙이 발생하기 전에 재료에서의 가능한 최대 변형으로 이해될 것이다.

따라서, 피스톤 링을 위해 마모, 열충격, 부식 및 산화에 견딜 수 있는 코팅을 달성하는 것이 요구되고 있다. 코팅과 기재 사이에 강력한 접합을 제공하기 위해, 기재를 코팅이 도포된 후에 후속 가열(post-heat) 또는 소결하는 각종 방법이 공지되어 있다. 미국 특허 제5,268,045호에는, 코팅될 공작물을 전기 화학적으로 세척하고, 오버레이 코팅(overlay coating)을 마련하기 위해 금속 또는 금속들을 용사법으로 코팅하며, 그리고 상기 금속 또는 금속들을 공작물의 표면 안으로 확산하도록 고온에서 통상 2시간 동안 후속 열처리를 행하는 종래 기술의 코팅 방법의 예가 제공되어 있다.

그러한 과정 중에, 코팅은 그것의 용융 온도에 이를 것이며, 또한 아래쪽에 있는 기재가 영향을 받아 그 기재에 응력을 유발할 우려가 있다. 이는 특히 피스톤 링 블랭크에 문제가 된다. 종래 기술의 기법과 관련한 다른 문제점으로는 본 명세서에 보다 상세하게 설명할 것이다. 따라서, 피스톤 링 블랭크에서의 응력의 유발을 최소화시키고, 또 코팅 내의 느슨한 입자의 위험을 감소시키면서 피스톤 링에 코팅을 도포하는 방법을 찾는 것이 바람직하다. 현재까지는, 전술한 문제점을 극복한 피스톤 링을 위한 코팅을 도포하는 방법은 알려져 있지 않다.

본 발명은 피스톤 링 및 피스톤 링에 코팅 재료를 도포하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 이하의 단계, 즉 용사 프로세스(thermal spray process)에 의해 상기 코팅 재료를 도포하고, 상기 피스톤 링의 상기 코팅 재료를 열처리하는 것을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따라 피스톤 링에 코팅 재료를 도포하는 방법을 사용하기 위한 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 방법을 사용하여 얻어진 코팅의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 코팅을 포함하고 있는 피스톤 링의 일부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 도 3의 피스톤 링을 부분 확대도로 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 목적은, 내마모성, 탄성, 내부식성, 경도, 열적 안정성 및 연성과 관련하여 필요한 요구 조건을 충족시키는, 특히 피스톤 링을 위해 의도된 코팅을 도포하는 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 종래 기술에서 발견되는 전술한 결점을 겪지 않는 코팅된 피스톤 링을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 특징 및 이점은 후술되는 발명의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.

본 발명은, 피스톤 링 표면에 코팅 재료를 도포하는 방법으로, 이하의 단계, 즉 용사 프로세스(thermal spray process)로 상기 코팅 재료를 도포하는 단계와, 상기 코팅 재료가 아래쪽의 표면 안으로 적어도 부분적으로 확산하기에 유효한 시간 동안 고온에서 상기 코팅 재료를 열처리하는 단계와, 상기 피스톤 링의 표면상에 동일한 코팅 재료의 복수개의 층을 마련하기 위해, 추가적인 코팅 재료 층을 도포하고 연속하여 각 코팅 재료 층을 열처리하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 따르면, 코팅 재료와 피스톤 링 표면 간에 강력한 접합뿐만 아니라, 코팅 내에서의 내부적으로 강력한 접합이 얻어진다.

피스톤 링에 도포될 때 코팅 재료가 노출되는 가열 온도를 제어함으로써, 코팅 재료는 상기 코팅 내의 입자와 피스톤 링 표면 간의 접촉부에서의 좁은 열결부(neck)[미세 용접부(microweld)]을 생성하여, 상기 입자들 간에 강력한 접합이 얻어진다. 코팅 및 피스톤 링의 재료에 따라, 접촉부에서의 좁은 연결부는 상기 재료를 코팅 재료의 용융점 아래 또는 그 용융점에 근사한 가열 온도에 노출시킴으로써 생성된다. 피스톤 링을 위해 의도된 코팅 재료는 통상 매트릭스 재료와 보강 재료를 포함한다. 피스톤 링 상의 코팅 재료의 고온 열처리는 코팅의 보강 재료의 용융 온도의 60 내지 80% 범위에서 이루어지는 것이 적절하지만, 이에 한정되지는 않는다. 따라서, 매트릭스 재료는 재료에서의 좁은 연결부의 형성을 야기하는 짧은 기간의 시간 동안 그 용융 온도에 근사한 열에 노출될 것이다. 본 발명의 방법에 의해, 코팅 입자들 사이에 개기공(open pore)을 포함하는 코팅을 제공한다. 또, 본 발명의 방법에 따르면, 피스톤 링의 코팅 내에서의 느슨한 입자를 감소시키는 목적을 충족시킨다.

바람직하게는, 상기 피스톤 링은 이 피스톤 링에 상기 코팅 재료를 도포하고 열처리하는 동안에 용사 장치 및 열처리 장치에 대해 이동한다. 이러한 이동을 제어함으로써, 열에 노출되는 시간을 원하는 방식으로 제어할 수 있다. 바람직하게는, 상기 피스톤 링은 상기 코팅 재료를 연속적으로 도포하고 열처리하는 동안에 용사 장치 및 열처리 장치에 대해 피스톤 링의 축선을 중심으로 회전할 수 있다.

피스톤 링의 원하는 고온 열처리를 제공하기 위해, 유도(induction)를 사용하는 것이 바람직하다. 유도에 의한 열처리는 비용 효율을 고려한 것이지만, 당업자들에게 공지된 다른 대안적인 방법 또한 사용될 수 있다.

본 발명의 방법에 있어서의 다른 이점은, 얻어지는 피스톤 링의 코팅이 균일하게 분포된 기공을 갖는다는 것이다. 바람직하게는, 상기 얻어지는 피스톤 링의 코팅은 1 내지 15 체적%의 기공율을 갖는다. 코팅 재료는 변형되는 기공을 갖고 있어, 유발된 응력에 의해 야기되는 변형 및 결점을 흡수할 가능성을 갖게 된다.

개기공은 또한 사용 중에 피스톤 링에 윤활 효과를 제공하여 마찰을 감소시키도록 윤활 물질을 위한 버퍼로서 사용될 수도 있다. 그러나, 폐기공(closed pore)은 외부에서 공급되는 윤활제를 용이하게 받아들일 수 없고, 따라서 요구되더라도 피스톤 링에서 보다 적게 사용된다.

또, 각각의 코팅 재료 층은 통상 0.005 내지 0.10㎜의 두께를 갖는다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 있어서의 층의 두께는 약 0.01㎜이다. 본 발명의 방법에 따른 층의 두께는 열에 노출되는 동안에 코팅 층의 입자들 간의 접촉점에서의 원하는 좁은 연결부를 생성하기 위해 0.005 내지 0.10㎜사이인 것이 적절하다.

본 발명에 따른 바람직한 방법에 있어서, 상기 코팅 재료는 용사 프로세스에 공급될 때 분말 형태이다. 대안적으로, 상기 코팅 재료는 효율적이고 제어된 제조 프로세스를 달성하기 위해 용사 프로세스에 공급될 때 와이어 형태를 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 용사 프로세스에 의해 코팅 재료로 코팅되는 피스톤 링으로서, 상기 코팅 재료가 아래쪽에 위치한 표면 안으로 적어도 부분적으로 확산하기에 유효한 시간 동안 고온에서 상기 코팅 재료가 열처리되고, 추가적인 코팅 재료 층이 도포되고 연속하여 각 코팅 재료 층이 열처리되어, 상기 피스톤 링표면상에 동일한 코팅 재료의 복수개의 층을 마련한 피스톤 링을 제공한다.

본 발명의 피스톤 링의 바람직한 실시예에 따르면, 코팅 재료와 피스톤 링 표면 간의 강력한 접합뿐만 아니라, 코팅 내에서의 내부적으로 강력한 접합이 얻어진다. 피스톤 링에 도포될 때 코팅 재료가 노출되는 열을 제어함으로써, 코팅 재료는 상기 코팅 내의 입자와 피스톤 링 표면 간의 접촉점에서의 좁은 연결부(미세 용접부)를 생성하여, 상기 입자들 간에 강력한 접합이 얻어진다. 코팅 및 피스톤 링의 재료에 따라, 접촉점에서의 좁은 연결부는 상기 재료를 상기 코팅 재료의 용융점보다 낮은 열에 노출시킴으로써 생성된다. 피스톤 링 상의 코팅 재료의 고온 열처리는 코팅의 보강 재료의 용융 온도의 60 내지 80% 범위에서 이루어지는 것이 적절하지만 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 방법에 의해, 코팅 입자들 사이에 개기공을 포함하는 코팅이 제공된다. 또, 본 발명의 방법에 따르면, 피스톤 링의 코팅 내에서의 느슨한 입자를 감소시키는 목적을 충족시킨다.

또, 본 발명에 따르면, 코팅 재료는 Cr₂O₃및 Al₂O₃로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 화합물을 포함한다. 이들 화합물 및 금속 합금은 고품질의 피스톤 링 코팅을 생성한다는 것이 입증되었다. 바람직한 실시예에 따른 코팅은 부분적으로는 금속 형태이며 부분적으로는 보강재 형태인 혼합물을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 코팅 재료는 서멧(cermet)이다. 서멧은 세라믹과, 금속 또는 합금을 조합한 코팅 재료의 일종이다. 흔히 사용되는 예로는, 니켈/크롬 매트릭스 내의 크롬 탄화물(세라믹 성분)이 있다. 당업자라면 본 발명에 따라 피스톤 링에 코팅을 마련하기 위해 (본 명세서에서 언급하지 않은) 기타 세라믹 화합물, 합금 및 서멧을 예상할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 따라, 각각의 코팅 재료 층이 통상 0.005 내지 0.10㎜의 두께를 갖고 있는 피스톤 링이 제공된다. 바람직하게는, 본 발명의 피스톤 링에 있어서의 층의 두께는 약 0.01㎜이다. 본 발명의 피스톤 링에 따른 층의 두께는 제조 중에 코팅 층의 입자들 간의 접촉점에서의 원하는 좁은 연결부를 생성하기 위해 0.005 내지 0.10㎜사이인 것이 적절하다.

이하, 본 발명에 있어서의 현재의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조로 보다 상세하게 설명될 것이다.

본 발명에 따른 현재의 바람직한 방법이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에따른 피스톤 링의 바람직한 실시예와 함께 설명될 것이다.

이하, 도 1을 참조하면, 피스톤 링(1)이 코팅을 마련하기 위해 배치되어 있다. 코팅 제조 장치는 또한 용사 장치(3) 및 가열 장치(5)를 구비하고 있다. 보호 커버(2)가, 예를 들면 용사물로부터 주변 요소를 보호하기 위해 마련되어 있는 데, 이는 바람직하지만 반드시 그럴 필요는 없다. 또, 인덕터(inductor)가 열처리 장치(5)를 구성한다. 인덕터(5)는 피스톤 링(1)의 크기에 따라 다수의 방식으로 부착될 수 있다. 본 실시예에서는 1개 보다 많은 인덕터(5)가 도시되어 있다. 세척된 피스톤 링(1)이 코팅 장치에 배치된다. 피스톤 링(1)은 코팅 장치에 회전 가능하게 배치된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 코팅 재료(4)는 피스톤 링(1)의 원하는 부분에 용사법에 의해 도포된다. 적절하게는 용사 장치(3)는, 당업자에게 공지된 것으로 여겨지는 예를 들면 플라즈마, 아크, HVOF 또는 화염 용사 기법을 사용한다.

피스톤 링(1)은 용사 중에 회전되어, 코팅 재료가 즉시 고온에서 열처리될 수 있다. 바람직한 방법에 따르면, 코팅될 피스톤 링 표면의 외주 속도는 코팅 재료를 도포하고 열처리할 때에 약 20m/min이다. 따라서, 당해의 피스톤 링의 직경에 따라 회전 속도를 조절하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 따른 코팅은 부분적으로는 금속 형태이고 부분적으로는 보강재 형태인 혼합물을 포함한다. 코팅 재료는 짧은 기간의 시간 동안 상기 코팅에서의 보강재의 용융 온도의 60 내지 80%로 가열되는 것이 바람직하다. 코팅 재료(4)를 도포하고 그 코팅 재료(4)를 가열하는 사이클을 통상의 직경을 갖는 피스톤 링에 대해 1분 동안 약 20회 달성할수 있을 것이다.

각 사이클에 의해 피스톤 링 표면에 도 3에 도시되어 있는 새로운 코팅 층(24)이 얻어질 것이다. 도 3에서, 단지 3개의 층(24)만이 원리를 예시하기 위해 도시되어 있지만, 통상은 10개 이상의 층, 바람직하게는 50개 이상의 층이 도포될 것이다. 물론, 층(24)의 개수는 예를 들면 층(24)의 두께 및 피스톤 링(1)의 크기 등에 의존한다. 통상의 피스톤 링(1)의 경우, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 각 코팅 층(24)은 통상 0.01㎜의 두께를 갖는다. 피스톤 링(1)에 도포되는 코팅의 전체 두께는 약 0.8㎜가 바람직하다. 그러나, 이러한 수치는 단지 사용되는 속성의 개념을 알게 하고자 예시로서 주어진 것이며, 당업자라면 층(24)의 두께, 코팅을 제조하는 동안의 피스톤 링의 회전 속도, 그리고 층(24)의 개수 등과 같은 속성을, 코팅되는 피스톤 링(1)의 특정 요구 조건에 따라 조정하는 것이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

또, 본 발명에 있어서, 코팅 재료(4)는 예를 들면 Cr₂O₃및 Al₂O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 화합물을 포함한다. 이들 화합물 및 금속 합금은 고품질의 피스톤 링 코팅을 생성하는 것으로 입증되었다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 코팅 재료는 서멧이다. 서멧은 적어도 세라믹과 적어도 금속 또는 합금을 조합한 코팅 재료의 일종이다. 흔히 사용되는 예로는, 니켈/크롬 매트릭스 내의 크롬 탄화물(세라믹 성분)이 있다. 당업자라면 본 발명에 따라 피스톤 링에 코팅을 마련하기 위해 (본 명세서에서 언급하지 않은) 기타 세라믹 화합물, 합금 및 서멧을 예상할 수 있을 것이다.

본 발명의 피스톤 링(1)의 바람직한 실시예에 있어서, 코팅 재료(4)와 피스톤 링 표면(22) 간의 강력한 접합뿐만 아니라, 코팅 내에서의 내부적으로 강력한 접합이 얻어진다. 피스톤 링(1)에 도포될 때 코팅 재료(4)가 노출되는 열을 제어함으로써, 코팅 재료는 상기 코팅 내의 입자와 피스톤 링 표면 간의 접촉점에서의 좁은 연결부(미세 용접부)를 생성하도록 강제될 수 있어, 상기 입자들 간에 강력한 접합이 얻어진다. 피스톤 링 상의 코팅 재료의 고온 열처리는 코팅 재료의 보강재의 용융 온도의 60 내지 80% 범위에서 이루어지는 것이 적절하지만 이에 한정되지는 않는다.

이는 또한 하나의 층(24) 내의 입자(21) 간의 접합 상태를 개략적으로 확대하여 도시하고 있는 도 4에 도시되어 있다. 본 발명의 방법에 의해, 코팅의 입자들 사이에 개기공을 포함하고 있는 코팅이 피스톤 링에 마련된다. 코팅 및 피스톤 링(1)의 재료에 따라, 접촉점에서의 좁은 연결부(23)는 상기 재료를 그 재료의 용융점보다 낮은 열에 노출시킴으로써 생성된다. 접촉점에서의 좁은 연결부(23)는 코팅에 추가적인 강도를 제공한다. 따라서, 코팅을 고온에 노출시키는 단계는 단지 용사법에 의해 통상적으로 얻어지는 기계적 접합에 비해 상당히 강력한 접합을 생성할 것이다.

도 2에는, 다른 용례에 대해서는 유리할 수 있지만 피스톤 링에 대해서는 그렇지 않은, 기재의 코팅 층 또는 전체 코팅에 과도한 열을 가한 효과가 도시되어 있다. 기재를 코팅하는 동안에 과도한 열을 가하게 되면, 코팅 재료가 용융될 수있다. 도 2에서의 도시된 코팅된 부분의 크기를 비교할 수 있도록, 그 코팅된 부분은 도 4에서의 크기와 대략 동일한 크기를 갖고 있다. 도 2의 코팅에서는 기공이 상당히 감소하였고, 기공의 분포가 균일하지 않으며, 또 기공이 폐쇄되어 있는 것을 확인할 수 있다.

폐기공은 어떠한 윤활 효과도 거의 제공할 수 없다. 또, 거의 없거나 불균일하게 분포된 기공을 갖는 코팅에 의해 제공되는 연성은 일반적으로 피스톤 링 코팅에 사용하기에 충분하지 않다. 그러한 코팅에서의 접합이 강력하다하더라도, 전술한 바와 같은 다른 특성은 피스톤 링에 적용되는 조건을 충족시키지 못한다. 본 발명에 따라 열처리하는 중에 코팅의 복수의 층 내에서 및 층들 사이에 좁은 연결부가 형성됨으로써, 우수한 연성 특성 및 내마모성을 갖고 강력하게 접합된 코팅을 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.

또, 코팅을 도포하는 데에 과도한 열이 사용되는 경우, 피스톤 링의 다른 특성들이 부정적인 영향을 받을 위험이 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 피스톤 링 블랭크에 대한 손상을 제한하고, 피스톤 링에 대한 접합이 양호하며, 개기공 및 충분한 기공율을 갖는 코팅을 피스톤 링에 마련하는 방법이 제공된다.

본 발명을 특정 실시예를 참조로 상세하게 설명하였지만, 당업자에게는 다양한 변형 및 수정이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것은 명백할 것이다. 따라서, 플라즈마, HVOF 및 아크 용사법 등의 각종 방법 및 기타 관련 방법이 본 발명의 조성물을 피스톤 링에 도포하는 데에 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 코팅을 피스톤 링(1)에 도포하고 그 코팅을 가열하기 위한 장치 및 방법은 물론 당해의 요구에 따라 조정될 수 있으며, 단지 예시로서 제시된 전술한 방법에 의해 한정되지는 않는다.

Claims (26)

1. 피스톤 링(1)의 표면(22)에 코팅 재료를 도포하는 방법으로서,

   용사 프로세스에 의해 상기 코팅 재료를 도포하는 단계와,

   상기 코팅 재료가 아래쪽에 있는 표면 안으로 적어도 부분적으로 확산하기에 유효한 시간 동안 고온에서 상기 코팅 재료를 열처리하는 단계와,

   상기 피스톤 링의 표면(22)상에 동일한 코팅 재료의 복수개의 층(24)을 마련하기 위해, 추가적인 코팅 재료 층(24)을 도포하고 연속하여 각 코팅 재료 층(24)을 열처리하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 링(1)에 상기 코팅 재료(4)를 도포하고 열처리하는 동안에, 상기 피스톤 링(1)을 용사 장치(3) 및 열처리 장치(5)에 대해 이동시키는 것인 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코팅 재료(4)를 연속적으로 도포하고 열처리하는 동안에, 상기 피스톤 링(1)을 그 축선을 중심으로 하여 용사 장치(3) 및 열처리 장치(5)에 대해 회전시키는 것인 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 링(1)의 열처리는유도(induction)에 의해 제공되는 것인 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 얻어지는 피스톤 링의 코팅은 균일하게 분포된 기공을 갖는 것인 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 얻어지는 피스톤 링의 코팅은 1 내지 15 체적%의 기공율을 갖는 것인 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 얻어지는 피스톤 링의 코팅은 개기공(23)을 포함하는 것인 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 코팅 재료 층(24)은 통상 0.005 내지 0.4㎜의 두께를 갖는 것인 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 용사 프로세스에 공급될 때 분말 형태인 것인 방법.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 용사 프로세스에 공급될 때 와이어 형태인 것인 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리는 적어도 상기 코팅에서의 입자(21)들 간의 접촉점에 좁은 연결부(23)를 생성하는 것인 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 Cr₃C₂, Cr₂O₃, 및 Al₂O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 화합물인 것인 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 서멧인 것인 방법.
14. 용사 프로세스에 의해 코팅 재료로 코팅되는 피스톤 링(1)으로서,

    상기 코팅 재료가 아래쪽에 있는 표면 안으로 적어도 부분적으로 확산하기에 유효한 시간 동안 고온에서 상기 코팅 재료가 열처리되고,

    추가의 코팅 재료 층(24)이 도포되고 연속하여 각 코팅 재료 층(24)이 열처리되어, 상기 피스톤 링의 표면(22)상에 동일한 코팅 재료의 복수개의 층(24)이 마련되는 것인 피스톤 링.
15. 제14항에 있어서, 상기 피스톤 링(1)에 상기 코팅 재료(4)를 도포하고 열처리하는 동안에, 상기 피스톤 링(1)은 용사 장치(3) 및 열처리 장치(5)에 대해 이동되는 것인 피스톤 링.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 코팅 재료를 연속적으로 도포하고 열처리하는 동안에, 상기 피스톤 링(1)은 그 축선을 중심으로 하여 회전되는 것인 피스톤 링.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 링(1)의 열처리는 유도에 의해 제공되는 것인 피스톤 링.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 링의 코팅은 균일하게 분포된 기공을 갖는 것인 피스톤 링.
19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 링의 코팅은 1 내지 15 체적%의 기공율을 갖는 것인 피스톤 링.
20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 링의 코팅은 개기공(23)을 포함하는 것인 피스톤 링.
21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 코팅 재료 층(24)은 통상 0.005 내지 0.4㎜의 두께를 갖는 것인 피스톤 링.
22. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 용사 프로세스에 공급될 때 분말 형태인 것인 피스톤 링.
23. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 용사 프로세스에 공급될 때 와이어 형태인 것인 피스톤 링.
24. 제14항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 코팅에서의 입자(21)들 간의 접촉점에 좁은 연결부(23)를 포함하는 것인 피스톤 링.
25. 제14항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 Cr₃C₂, Cr₂O₃, 및 Al₂O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 화합물인 것인 피스톤 링.
26. 제14항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 재료는 서멧인 것인 피스톤 링.