KR20080018918A - 금속 구성요소 표면 코팅 방법 - Google Patents

금속 구성요소 표면 코팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080018918A
KR20080018918A KR1020077030740A KR20077030740A KR20080018918A KR 20080018918 A KR20080018918 A KR 20080018918A KR 1020077030740 A KR1020077030740 A KR 1020077030740A KR 20077030740 A KR20077030740 A KR 20077030740A KR 20080018918 A KR20080018918 A KR 20080018918A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal component
coating
powder material
powder
substrate
Prior art date
Application number
KR1020077030740A
Other languages
English (en)
Inventor
드렉 레이볼드
티모씨 알. 더피
마가레트 엠. 플로이드
Original Assignee
허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 filed Critical 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Publication of KR20080018918A publication Critical patent/KR20080018918A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/02Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
    • C23C24/04Impact or kinetic deposition of particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

금속 구성요소의 표면(10)을 코팅하는 방법은, 코팅을 형성하도록 상기 금속 구성요소 상에 분말 물질을 냉간 가스-동적 분사하는 단계를 포함하며, 상기 분말 물질은, 상기 분말 물질의 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70% 사이에서 상기 금속 구성요소 표면(10)에 충격을 가하도록 충분히 가열된다. 분말 물질을 이용하여 금속 구성요소의 표면(10)을 코팅하는 또다른 방법은, 상기 분말 물질의 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70%로 상기 금속 구성요소 표면(10)을 가열하는 단계; 및 코팅을 형성하도록 상기 금속 구성요소 표면(10) 상에 상기 분말 물질을 냉간 가스-동적 분사하는 단계;를 포함한다.

Description

금속 구성요소 표면 코팅 방법{METHOD FOR COATING TURBINE ENGINE COMPONENTS WITH HIGH VELOCITY}
본 발명은 고강도 및 경도를 갖는 금속 및 합금을 구비한 가스 터빈 엔진 구성요소 등의 제품을 코팅하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이러한 금속 및 합금의 용융점 아래의 온도에서 코팅하는 방법에 관한 것이다.
냉간 기체-동적 분사법(cold gas-dynamic spraying)은 각종 물질을 기재 상에 코팅하기 위해 종종 사용되는 기술이다. 일반적으로, 냉간 기체-동적 분사법은 초음파 노즐을 통해 그리고 대상 표면을 향해 입자를 가속하도록 가압된 담체를 사용한다. 냉간 기체-동적 분사법은 "냉간 가스"법으로 불리는데, 그 이유는 입자들을 그들의 용융점 아래의 온도에서 혼합 및 도포하며, 입자들이 대상 표면에 충돌할 때 입자들이 주위 온도 근방에 있기 때문이다. 높은 입자 온도보다는 변환된 운동에너지가 입자를 소성 변형시키며, 이로써 입자에 대상 표면과의 접착부를 형성시킨다. 구성요소 표면에 접착하는 것은 불충분한 열에너지로 고형 상태 프로세스로서 발생하여 액적을 용융하도록 고형 분말을 전이시킨다. 따라서, 냉간 가스- 동적 분사 기술은 물질을 노출하는 기술을 이용하여 도포될 수 없는 각종 물질을 이용하는 구성요소를 강화 및 보호하는 내마모성 또는 내부식성 코팅, 및 고온에 대한 코팅을 제조할 수 있다.
여러 가지의 상이한 시스템 및 실시는 냉간 가스-동적 분사법을 수행하는데 이용된다. 예를 들면, "Gas-Dynamic Spraying Method for Applying a Coating"이라는 명칭의 미국 특허 제 5,302,414 호는 5 내지 약 50 미크론의 입자 크기를 갖는 물질을 가속하고 0.05 내지 17 g/s-cm2의 질량 유동 밀도를 갖는 입자를 제공하도록 공기, 질소 및 헬륨 등의 처리 가스와 입자를 혼합하도록 설계된 장치를 개시한다. 초음속 속도가 가스 유동에 부여되며, 사전결정된 프로파일을 이용하여 고밀도 및 저온에서 제트를 형성한다. 그 결과, 가스 및 분말 혼합물은 300 내지 1200 m/s 범위의 입자 속도를 보장하기에 충분한 가속을 부여하도록 초음속 제트 내로 도입된다. 약 300 내지 약 400℃의 범위로 담체 가스에 열을 인가하지만, 노즐 내의 팽창은 분사 물질을 냉각시킨다. 따라서, 분사 물질은 대상의 기재면에 도달할 때에 주위 온도 근방으로 복귀한다.
분사된 입자가 대상의 기재면에 충돌할 때, 충격력은 입자 및 기재면 상의 임의의 산화막을 분쇄하여 기재에 접착한다. 이에 따라, 냉간 가스-동적 분사법은 기재 또는 분말의 원치 않는 산화를 방지함으로써, 많은 다른 처리보다 더 청결한 코팅을 형성한다. 이러한 기술은 또한 비평형 코팅의 형성을 가능하게 한다. 보다 상세하게는, 분사된 물질이 가열되지 않거나, 또는 서로 혹은 기재와 반응하지 않기 때문에, 다른 기술을 이용하여 제조할 수 없는 코팅이 형성될 수 있다.
냉간 가스-동적 분사법과는 달리, 열 분사법은 적어도 몇몇의 분사 물질을 용융점에 유도함으로써 강하고 균일한 코팅을 형성하는 가열 방법을 구비한다. 몇몇의 열 분사법은 또한 분사된 물질을 이온화하거나 또는 분사된 물질을 고체상으로부터 액체상 또는 기체상으로 변경하는데 도움을 주도록 플라즈마를 이용한다. 용융된 분사 물질은 대상의 기재면 상에 두고 기재면에 접착하는 액체 스플랫(liquid splats)을 형성한다. 몇몇의 열 분사법은 분사하는 물질 입자의 파편을 용융하기에 충분한 열만을 공급함으로써, 표면 용융만을 발생시킨다. 미국 특허 제 2,714,563 호에 기재된 하나의 기술은 분사하는 물질을 발사하도록 폭발성의 가스 혼합물을 폭발시키는 폭발 용사(detonation gun)를 이용한다. 분사하는 물질이 높은 폭발 온도에 매우 간단히 노출되더라도, 입자의 용융은 여전히 발생한다.
열 분사는 비교적 낮은 용융 온도를 갖는 기재를 코팅하기 위한 실용적인 방법은 아닌데, 그 이유는 고온 액체 또는 입자가 기재와 반응하거나 또는 기재면을 분쇄하여 강도를 낮추는 것이 불리할 수 있기 때문이다. 냉간 가스-동적 분사법은 종종 바람직한 분사법인데, 그 이유는 분사된 물질을 비교적 낮은 온도에서 기재와 접착할 수 있기 때문이다. 냉간 가스-동적 분사법을 이용하여 분사되는 코팅 물질은 전형적으로 주위 온도에 대해 약 100℃의 네트 게인(net gain)을 초래하기만 한다. 소성 변형은 기재에 분사된 물질을 야금술적으로 접착하는데 용이하게 한다. 그 결과, 분사된 분말과 구성요소 표면 사이의 야금술적인 반응이 최소화된다. 또한, 분사된 입자가 그들의 온도 아래에서 잘 유지되기 때문에, 산화 또는 다른 반 응에 영향을 받기가 쉽지 않다.
다수의 물질이 냉간 가스-동적 분사법을 이용하여 기재에 도포될 수 있지만, 특히 고강도 또는 고경도를 갖는 몇 가지의 금속 및 합금으로부터 코팅을 형성하는데에는 비교적 비용이 많이 들 수 있다. 예를 들면, NiCrAlY 및 CoCrAlY 등의 합금 시스템의 분말은 소성 변형하고 조밀한 코팅을 형성하는데 충분한 속도로 기재와 충돌하도록 높은 가스압 또는 속도를 필요로 한다. 아울러, 25 미크론 미만의 매우 미세한 분말이 요구될 수 있다. 초음속 가스 속도를 형성하는 것은 공기 또는 질소 등의 덜 비싼 가스보다는 드라이버로서 헬륨 가스의 사용을 필요로 할 수 있다.
따라서, 고강도 또는 고경도를 갖는 물질로부터 내마모성 및 내산화성 코팅을 효과적으로 그리고 비용 효율적으로 제조할 수 있는 분사법에 대한 필요성이 있다. 또한, 이러한 물질을 용융점 아래의 온도에서 균일하고 전체적으로 도포할 수 있는 분사법에 대한 필요성이 있다.
본 발명은 금속 구성요소의 표면을 코팅하는 제 1 방법을 제공한다. 제 1 방법은 코팅을 형성하도록 금속 구성요소 표면 상에 분말 물질을 냉간 가스-동적 분사하는 단계를 포함하며, 분말 물질의 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70%에서 금속 구성요소 표면에 충격을 가하도록 분말 물질을 충분히 가열한다.
또한, 본 발명은 분말 물질을 이용하여 금속 구성요소의 표면을 코팅하는 제 2 방법을 제공한다. 제 2 방법은 기재의 용융 온도의 약 30% 내지 약 70%로 그리고 그 다음 분말 물질의 용융 온도(K)로 금속 구성요소 표면을 가열하는 단계; 및 코팅을 형성하도록 금속 구성요소 표면 상에 분말 물질을 냉간 가스-동적 분사하는 단계를 포함한다.
제 1 방법 및 제 2 방법의 일 실시예에 있어서, 분말 물질 및/또는 금속 구성요소 표면은 분말 물질의 용융 온도(K)의 대략 50%로 가열된다. 분말 및 기재가 가열될 수 있지만, 온도는 냉간 가스-동적 분사법의 전술한 이점을 유지하기에 충분히 낮다. 바람직한 방법의 다른 독립적인 특징 및 이점은 본 발명의 원리를 예로서 도시한 첨부된 도면과 함께 취해진 하기의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 냉간 가스-동적 분사 장치의 개략도이다.
본 발명의 하기의 설명은 단지 예이며 본 발명의 적용 및 사용에 대해 본 발명을 제한할 의도는 아니다. 또한, 본 발명의 배경기술 또는 상세한 설명에 제공된 임의의 이론에 의해 한정을 의도하는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 예시적인 냉간 가스-동적 분사(이하, "냉간 분사") 시스 템(100)을 개략적으로 도시한다. 시스템(100)은 일반적인 설계로 도시하며, 추가적인 특징 및 구성요소는 필요에 따라서 시스템(100) 내에서 실시될 수 있다. 냉간 분사 시스템(100)의 주요 구성요소로는, 분말 물질을 제공하기 위한 분말 공급기(22); 약 300 내지 400℃의 온도에서 분말 물질을 가열 및 가속하기 위한 담체 가스 공급부(24); 혼합 챔버(26); 및 수렴-발산 노즐(28)이 있다. 일반적으로, 시스템(100)은 적절히 가압된 가스를 갖는 금속 분말 혼합물을 혼합 챔버(26)로 이송한다. 입자는 특별히 설계된 초음속 노즐(28)을 통해 공기, 헬륨 또는 질소 등의 가압된 담체 가스에 의해 가속되어 코팅될 제품 상의 대상 표면(10)을 향해 지향된다.
냉간 분사법은 다른 기술을 이용하여 도포하기 어려운 구성요소로 제품을 코팅할 수 있다. 예를 들면, 요소, 구성요소 또는 복합 물질이 비교적 낮은 온도에서 부착되기 때문에, 물질을 덜 안정된 물리적 상태로 변경하지 않고 비교적 순수 또는 사전 반응된 고형물과 같은 물질을 부착하므로, 물질이 코팅되는 기재를 분해하거나 또는 그와 반응할 가능성이 있다.
특별한 코팅 물질을 위한 냉간 분사법을 최적화하는 경우, 분사 물질의 밀도, 탄성계수, 강도, 경도, 입자 크기 및 소정의 충격 속도를 고려해야 한다. 밀도 및 탄성계수 등의 몇 가지의 특성이 소정의 물질에 대해 변경가능하지 않지만, 냉간 분사법은 분사 물질의 특성에 상응함으로써 강하고 내구성 있는 코팅을 형성할 수 있다.
분사 물질의 강도 또는 경도를 고려하여 냉간 분사법을 채택하는 일 방법은 물질의 온도를 변경하는 것이다. 예를 들면, 입자의 온도를 상승시키는 것은 입자를 연화하므로, 기재면과의 충돌시에 쉽게 변형할 것이다. 따라서, 온도를 상승시킴으로써 입자를 연화하는 것은, 입자를 연화하지 않고 사용된 것보다 낮은 충격 속도로 입자를 기재에 접착하는 것과 입자를 입자에 접착하는 것 모두를 개선한다. 또한, 물질을 연화하는 것은 분말 입자 크기를 다른 분말에 요구된 <25 미크론으로부터 증대시킬 수 있다. 예시적인 입자는 약 5 내지 약 120 미크론 범위의 입자 크기를 갖는다. 또한, 허용가능한 입자 크기를 증대시키는 것은 효과적인 코팅을 위해 열 분사를 일반적으로 요구하는 물질을 사용할 수 있게 하므로, 본 발명의 방법을 수행하는 것보다 비용이 더 든다. 이에 따라, 본 방법은 보다 저렴한 비용 및 보다 광범위하게 이용가능한 분말 물질의 이점을 제공한다.
주의 깊은 입자 온도 제어는 입자 속도를 증대시키고 동등한 접착을 성취하는데 필요한 여분의 또는 값비싼 추진 가스를 불필요하게 이용하지 않고 상당한 연화를 허용한다. 또한, 입자 산화, 만곡(distortion) 또는 바람직하지 못한 반응 혹은 상변화를 초래하지 않는 입자 온도를 주의 깊게 선택하는 것은 종래의 냉간 분사법에 의해 제공되는 이점을 유지한다. 분사 물질 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70% 사이에서 기재와 충돌하도록 분사 물질 입자를 가열하는 것은 입자를 상당히 연화하여 보다 낮은 충격 속도에서의 접착을 개선한다. 예시적인 실시예에 있어서, 분사 물질 입자는 물질 용융 온도(K)의 약 40% 내지 60% 사이, 보다 바람직하게 분사 물질 용융 온도(K)의 약 50%에서 기재와 충돌하도록 가열된다.
도 1을 참조하면, 가열 기호(△30)는 혼합 챔버(26) 내의 담체 가스와 입자 가 혼합되어 노즐(28)로부터 발사되기 전에 입자를 연화하도록 분말 공급기(22) 내의 분사 물질에 열을 인가하는 것을 의미한다. 전기 저항성 가열 장치, 유도 가열 장치 및 가스 연소 장치를 포함하는 다양한 예시적인 장치를 이용하여 정적인 방식으로 입자에 열을 인가할 수 있다.
분말 공급기(22) 내의 물질을 분사하는 열의 정적인 적용이 비해, 가열 기호(△32)는 분말 공급기(22)로부터 혼합 챔버(26)로 입자가 이동됨에 따라 분사 물질에 동적으로 열이 인가될 수 있음을 나타낸다. 이 점에 있어서 분사 물질 입자를 연화하기 위한 예시적인 방법은 내열성 장치, 유도 가열 장치 및 가스 연소 장치 등의 열원을 통해 입자 이송관을 나선형으로 형성하는 단계를 구비한다.
전술한 바와 같이, 분사 물질은 사전결정된 온도에서 기재와 충돌하도록 가열된다. 분사된 물질이 분사 노즐을 나와 대상의 기재면을 향해 이동함에 따라 얼마간의 냉각이 발생한다. 이에 따라, 소정의 충격 온도를 얻기 위해, 분사 물질은 분사 노즐로부터 분사되기 전에 충격 온도보다 높게 가열된다. 예를 들면, 분사 물질이 200 내지 400℃ 사이인 30 내지 70% 용융 온도(K) 범위를 가지면, 200 내지 400℃보다는 높게 분사 물질을 가열할 필요가 있다. 분사 노즐로부터 분사되기 전에 분사 물질 온도가 200 내지 400℃ 사이인 경우, 분사 물질은 실내 온도 내지 100℃ 사이의 범위의 온도에서 대상의 기재면에 도달한다. 낮은 용융점의 분사 물질을 위해, 기재와 충돌하기 전에 입자 온도를 약간만 상승시키는 것이 유익하다.
대부분의 물질에 대해, 대상의 기재와 충돌시에 냉간 분사된 코팅 물질을 위한 평균 온도는 100℃ 미만이다. 알루미늄 등의 물질에 대해서는 용융 온도(K)의 40% 미만이다. 그러나, 니켈, 철 또는 티타늄 등의 다른 물질에 대해서는, 100℃의 온도가 접착을 상당히 개선하지는 않는다.
최적의 가열 온도는 효과적인 연화를 발생하는 범위를 판단함으로써 결정되는 한편, 바람직하지 못한 반응 또는 상변화가 방지된다. 이상적으로, 분말 또는 기재는 알루미늄을 위한 약 225℃로 상당한 연화를 발생시키는 온도로 가열된다. 그러나, 분말 또는 가재, 상변화 및 잠재적인 화학 반응 등의 다른 요인도 고려되어야 한다. 예를 들면, 몇 가지의 알루미늄 합금에 대해 바람직하지 못한 상변화가 약 150℃ 이상에서 발생할 수 있지만, 산화가 알루미늄에 대해 문제가 되지는 않는다. 잠재적인 상변화는 열처리 후에 냉간 분사 프로세스가 이루어지면 중요한 고려사항이 아닐 수 있지만, 비교적 낮은 온도에서 산화하는 구리 등의 물질에 대한 산화 또는 화학 반응을 회피하도록 예열 온도를 제어하는 것이 중요하다.
분사 물질이 유익한 연화를 받는 예견된 온도는 다수의 다른 금속 합금에 대해서는 복잡하다. 특정의 결정 구조체, 즉 fcc, bcc, hcp를 유지하는데 그리고 가열이 부식, 경도, 상도, 상승된 온도 강도 등에 따른 특성에 악영향을 주지 않는다는 것을 보장하는데 중요할 수 있다. 특정의 결정 구조체를 갖는 다른 물질과 합금 사이의 각종 차이점에도 불구하고, 용융 온도(K)의 약 40% 내지 약 60% 사이인 충격시의 온도는 코팅시의 분말 용융을 효과적으로 방지하는 한편, 비교적 낮은 가스 속도를 이용하는 효과적인 코팅을 용이하게 한다. 분말 혼합물에 대해, 온도는 가장 낮은 용융 온도를 갖는 구성요소에 대한 용융 온도의 약 40% 내지 약 60% 사이여야 한다. 예를 들면, 알루미늄-12% 실리콘 합금과 티타늄 탄화물의 혼합물에 대해, 혼합물은 A1 12%Si에 대한 용융 온도(K)의 약 50%, 즉 약 150℃로 가열되어야 하며, 온도는 티타늄 탄화물에 대한 용융 온도(K)의 약 50%인 약 1430℃보다 훨씬 낮다.
분사 물질 입자를 연화하고 입자대 기재 및 입자 대 입자 접착을 개선하기 위한 또다른 예시적인 방법은 기재면을 가열하는 것이다. 도 1에서, 가열 기호(△34)는 코팅 물질 입자를 충돌하는 대상의 기재면(10)에 적어도 열이 인가되는 것을 나타낸다. 최적의 기재 및 입자의 연화를 얻기 위해, 대상의 기재면은 기재 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70% 사이로 우선 가열된 다음, 온도는 분사 물질 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70% 사이로 조절된다. 기재가 큰 열 질량을 가지며 신속하게 가열 또는 냉각될 수 없는 경우, 분사 물질 또는 기재 용융 온도(K)의 70% 이상이 평균이 아니라면, 기재 용융 온도 및 분사 물질 용융 온도(K)의 평균의 약 50%로 기재를 가열한다. 양자의 온도로 가열하는 것이 실제적이지 않은 경우에 있어서, 보다 낮은 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70%로 기재를 단순히 가열하는 것이 허용가능하다. 예시적인 실시예에 있어서, 대사의 기재면은 기재 및 분사 물질 용융 온도(K)의 약 40% 내지 약 60% 사이 그리고 보다 바람직하게 그들의 용융 온도(K)의 약 50%로 가열된다. 이러한 방식으로 기재 및 분사 물질 양자를 연화하는 것은 초기에 기재를 연화한 다음, 분사된 코팅을 연화함으로써 보다 낮은 충격 속도로의 접착을 개선한다. 충돌하는 입자를 연화하는 것과 더불어, 적어도 대상의 기재면(10)을 가열하는 것은 기재를 연화하여 적어도 초기에 분사된 분말 입자를 깊숙이 박아 넣는다.
입자가 전술한 방법을 이용하여 예열되지 않더라도, 대상의 기재면(10)을 가열하는 것은 초기에 분사된 입자를 기재 온도에 신속하게 이르게 하므로, 분사된 입자의 후속 층이 초기 분사된 입자에 접착하도록 연화한다. 이에 따라, 두껍고 밀집한 코팅이 이루어지는 한편, 분사 물질의 요구된 충격 속도를 감소시킬 수 있다.
다수의 가열 방법은 각종 상이한 대상의 기재면을 가열하도록 맞춰질 수 있다. 예를 들면, 적절한 가열 방법은 기재 형상 및 물리적 특성을 고려하고, 전체의 기재를 가열하던지 국부적인 기재 영역에만 가열하는 것이 보다 유익한지의 여부를 고려하여 선택된다. 본 방법은 금속 기재에 특이 유용한데, 그 이유는 강하거나 또는 고강도의 금속 분사 물질의 0.5Tm 근방에 근거한 온도 범위로 가열되기 때문이다. 몇 가지 예시적인 가열 장치로는 가스 연소 장치, 전기 히터, 열 램프 및 유도 가열 장치가 있다.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 각종 변경이 이루어질 수 있고 동등물로 치환될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 아울러, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어남이 없이 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 소재에 대해 많은 수정이 가해질 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기한 최선책으로 개시된 특정 실시예에 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위 내에 있는 모든 실시예를 포함한다.

Claims (10)

  1. 금속 구성요소의 표면(10)을 코팅하는 방법에 있어서,
    코팅을 형성하도록 상기 금속 구성요소 상에 분말 물질을 냉간 가스-동적 분사하는 단계를 포함하며, 상기 분말 물질은, 상기 분말 물질의 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70% 사이에서 상기 금속 구성요소 표면(10)에 충격을 가하도록 충분히 가열되는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분말은 상기 분말 물질의 용융 온도(K)의 약 50%에서 상기 금속 구성요소 표면에 충격을 가하기에 충분히 가열되는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분말 물질은 5 내지 120 미크론의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉간 가스-동적 분사 단계는 분말 공급기(22)와 혼합 챔버(26)를 포함하는 시스템(100)을 이용하여 수행되며, 상기 혼합 챔버(26)는 상기 분말 공급기(22)와 연통하고 상기 분말 물질을 담체 가스와 혼합시키는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉간 가스-동적 분사 단계는 분말 공급기(22), 상기 분말 물질을 담체 가스와 혼합하는 혼합 챔버(26), 및 상기 분말 물질을 상기 혼합 챔버(26)에 공급하는 튜브를 포함하는 시스템(100)을 이용하여 수행되며,
    상기 분말 물질은 상기 튜브 내에서 가열되는 한편, 상기 혼합 챔버(26)로 이송되는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  6. 분말 물질을 이용하여 금속 구성요소의 표면(10)을 코팅하는 방법에 있어서,
    상기 분말 물질의 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70%로 상기 금속 구성요소 표면(10)을 가열하는 단계; 및
    코팅을 형성하도록 상기 금속 구성요소 표면(10) 상에 상기 분말 물질을 냉간 가스-동적 분사하는 단계;를 포함하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분말 물질의 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70%로 상기 금속 구성요소 표면(10)을 가열하는 단계 전에,
    상기 금속 구성요소의 용융 온도(K)의 약 30% 내지 약 70%로 상기 금속 구성요소 표면(10)을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 금속 구성요소 표면(10)은 상기 금속 구성요소의 용융 온도(K)의 약 50%로 가열되는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 금속 구성요소 표면(10) 상에 상기 분말 물질을 냉간 가스-동적 분사하기 전에 상기 분말 물질을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 분말 물질은 5 내지 120 미크론의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 구성요소 표면 코팅 방법.
KR1020077030740A 2005-05-31 2006-05-23 금속 구성요소 표면 코팅 방법 KR20080018918A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/142,055 2005-05-31
US11/142,055 US20060269685A1 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Method for coating turbine engine components with high velocity particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080018918A true KR20080018918A (ko) 2008-02-28

Family

ID=36942598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077030740A KR20080018918A (ko) 2005-05-31 2006-05-23 금속 구성요소 표면 코팅 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060269685A1 (ko)
EP (1) EP1888814A1 (ko)
KR (1) KR20080018918A (ko)
RU (1) RU2007148804A (ko)
WO (1) WO2006130395A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044612A1 (de) * 2006-09-19 2008-03-27 Linde Ag Verfahren zum Kaltgasspritzen
DE102011085143A1 (de) * 2011-10-25 2013-04-25 Mtu Aero Engines Gmbh K3-Beschichtungsverfahren zur Bildung gut haftender und rissfester Beschichtungen sowie entsprechend beschichtendes Bauteil
US20140178600A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Coating method and device
JP6066760B2 (ja) * 2013-02-19 2017-01-25 三菱重工業株式会社 成膜方法
JP6066759B2 (ja) 2013-02-19 2017-01-25 三菱重工業株式会社 成膜方法
CN106694872A (zh) * 2016-11-18 2017-05-24 华中科技大学 一种适用于零件与模具的复合增材制造方法
CN108188401A (zh) * 2018-03-22 2018-06-22 顺德职业技术学院 高频感应加热辅助冷喷涂沉积金属3d打印方法与设备
EP3677702B1 (en) * 2019-01-07 2023-06-14 Rolls-Royce plc Method of spray coating

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2739356C2 (de) * 1977-09-01 1984-09-27 Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm Verfahren zum Auftragen von Metall-Spritzschichten auf die Innenfläche eines Hohlkörpers
US4576874A (en) * 1984-10-03 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Spalling and corrosion resistant ceramic coating for land and marine combustion turbines
WO1987003012A1 (en) * 1985-11-12 1987-05-21 Osprey Metals Limited Production of metal spray deposits
US5128172A (en) * 1990-10-12 1992-07-07 Whittick Thomas E Continuous coating process with inductive heating
US5169689A (en) * 1991-10-02 1992-12-08 General Electric Company Method of producing thermal barrier coatings on a substrate
RU2062820C1 (ru) * 1994-05-20 1996-06-27 Иосиф Сергеевич Гершман Способ получения покрытий
DE19520885C2 (de) * 1995-06-08 1999-05-20 Daimler Benz Ag Verfahren zum thermischen Spritzen von Schichten aus Metallegierungen oder Metallen und seine Verwendung
EP0915184B1 (de) * 1997-11-06 2003-06-25 Sulzer Markets and Technology AG Verfahren zur Herstellung einer keramischen Schicht auf einem metallischen Grundwerkstoff
RU2201472C2 (ru) * 1998-12-24 2003-03-27 Общество С Ограниченной Ответственностью Обнинский Центр Порошкового Напыления Способ газодинамического нанесения покрытий и сопловой блок для его осуществления
US6994894B2 (en) * 2000-04-20 2006-02-07 Vanderbilt University Method and system for thick-film deposition of ceramic materials
US6479108B2 (en) * 2000-11-15 2002-11-12 G.T. Equipment Technologies, Inc. Protective layer for quartz crucibles used for silicon crystallization
US6915964B2 (en) * 2001-04-24 2005-07-12 Innovative Technology, Inc. System and process for solid-state deposition and consolidation of high velocity powder particles using thermal plastic deformation
US6743488B2 (en) * 2001-05-09 2004-06-01 Cpfilms Inc. Transparent conductive stratiform coating of indium tin oxide
US6706319B2 (en) * 2001-12-05 2004-03-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Mixed powder deposition of components for wear, erosion and abrasion resistant applications
US6921558B2 (en) * 2001-12-18 2005-07-26 Illinois Tool Works, Inc. Method for powder coating plastic articles and articles made thereby
US6861101B1 (en) * 2002-01-08 2005-03-01 Flame Spray Industries, Inc. Plasma spray method for applying a coating utilizing particle kinetics
US6896933B2 (en) * 2002-04-05 2005-05-24 Delphi Technologies, Inc. Method of maintaining a non-obstructed interior opening in kinetic spray nozzles
DE10224780A1 (de) * 2002-06-04 2003-12-18 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kaltgasspritzen
US7108893B2 (en) * 2002-09-23 2006-09-19 Delphi Technologies, Inc. Spray system with combined kinetic spray and thermal spray ability
US6777035B1 (en) * 2003-02-10 2004-08-17 Ford Motor Company Method for spray forming metal deposits
US6805949B1 (en) * 2003-03-25 2004-10-19 Ford Motor Company Method for enhancing adhesion of metal particles to ceramic models
US7125586B2 (en) * 2003-04-11 2006-10-24 Delphi Technologies, Inc. Kinetic spray application of coatings onto covered materials
US20050214474A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Taeyoung Han Kinetic spray nozzle system design
US20060040048A1 (en) * 2004-08-23 2006-02-23 Taeyoung Han Continuous in-line manufacturing process for high speed coating deposition via a kinetic spray process

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007148804A (ru) 2009-07-20
WO2006130395A1 (en) 2006-12-07
US20060269685A1 (en) 2006-11-30
EP1888814A1 (en) 2008-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1705266B1 (en) Applying bond coat to engine components using cold spray
KR20080018918A (ko) 금속 구성요소 표면 코팅 방법
US7654223B2 (en) Cold spray apparatus having powder preheating device
EP1659195B1 (en) Cold gas dynamic spraying of high strength copper
EP1674595B1 (en) Structural repair using cold sprayed aluminum material
US6139913A (en) Kinetic spray coating method and apparatus
US8080278B2 (en) Cold gas spraying method
EP1666636A1 (en) Vacuum cold spray process
Yoon et al. Deposition behavior of bulk amorphous NiTiZrSiSn according to the kinetic and thermal energy levels in the kinetic spraying process
EP3105363B1 (en) Plasma-kinetic spray apparatus&amp;method
US6464933B1 (en) Forming metal foam structures
WO2006115662A1 (en) Magnesium repair and build up
KR101361729B1 (ko) 물질의 적층을 위한 방법과 장치
Gabel Kinetic metallization compared with HVOF
US10329670B2 (en) Apparatus and method for cold spraying and coating processing
US8747946B2 (en) Pre-treatment apparatus and method for improving adhesion of thin film
US7351450B2 (en) Correcting defective kinetically sprayed surfaces
US20070248766A1 (en) Method And Apparatus For Thermal Spray Coating
Djordjevic et al. SIMATTM application for aerospace corrosion protection and structural repair
KR20090052698A (ko) 분사코팅법을 이용한 박판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid