KR20090052698A - Method for manufacturing thin plate using spray coating - Google Patents

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이창희
윤상훈
강기철
나현택
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 분사코팅법을 이용한 박판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 압연법에서 박판을 제조할 때 극박물에 대한 한계를 노출하는 것과는 달리, 분사코팅을 이용하여 원하는 형태로 박판을 형성함으로써 극박물도 용이하게 제조가능한 박판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin plate using the spray coating method, and more particularly, in the conventional rolling method, in contrast to exposing the limits for ultra-thin materials, the thin plate in a desired form using a spray coating It relates to a method for producing a thin plate can be easily produced by forming an ultra-thin.

본 발명의 제조방법은 지지체를 준비하는 단계; 상기 지지체 표면에 중간층을 도포하는 단계; 상기 중간층이 도포된 지지체에 분사코팅을 실시하여 박판이 적층된 지지체를 얻는 단계; 및 상기 박판이 코팅된 지지체에서 중간층의 일부 또는 전부를 제거함으로써 박판을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The production method of the present invention comprises the steps of preparing a support; Applying an intermediate layer to the support surface; Spray coating the support on which the intermediate layer is applied to obtain a support on which a thin plate is laminated; And separating the thin plate by removing some or all of the intermediate layer from the thin plate coated support.

분사코팅, 열용사, 저온분사, 중간층, 박판 Spray Coating, Thermal Spray, Low Temperature Spray, Interlayer, Thin Plate

Description

분사코팅법을 이용한 박판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING THIN PLATE USING SPRAY COATING}Manufacturing method of thin plate using spray coating method {METHOD FOR MANUFACTURING THIN PLATE USING SPRAY COATING}

본 발명은 분사코팅법을 이용한 박판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 압연법에서 박판을 제조할 때 극박물에 대한 한계를 노출하는 것과는 달리, 분사코팅을 이용하여 원하는 형태로 박판을 형성함으로써 극박물도 용이하게 제조가능한 박판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin plate using the spray coating method, and more particularly, in the conventional rolling method, in contrast to exposing the limits for ultra-thin materials, the thin plate in a desired form using a spray coating It relates to a method for producing a thin plate can be easily produced by forming an ultra-thin.

박판은 그 두께가 얇은 판을 의미하는 것으로서, '박판'이라는 용어에 부합하는 판의 두께를 일률적으로 정하기는 어렵겠으나 대략 수십mm 이하의 두께를 가진 판을 의미한다고 볼수 있다.The thin plate means a thin plate, and it is difficult to uniformly determine the thickness of the plate in accordance with the term 'thin plate', but it may be considered to mean a plate having a thickness of about several tens of mm or less.

상기와 같은 박판, 그중에서도 특히 금속박판을 제조하기 위한 기술은 박판의 두께에 따라 크게 두가지로 나눌 수 있다. Such a thin plate, in particular, a technique for manufacturing a metal thin plate can be divided into two largely depending on the thickness of the thin plate.

첫번째, 수 마이크로미터 이하의 두께를 가진 박막(thin film) 형태의 박판 을 제조하는 기술로서 주로 CVD, PVD, sol-gel법과 같은 증착법을 이용하는 기술을 들 수 있다. 상기 기술은 수 마이크로 미터 이하의 두께를 가진 매우 얇은 박판을 제조할 수 있으며, 그 두께 제어가 정밀하다는 점에서 유리하나, 제조된 박판은 지지체로부터 분리되기 어려우며, 만일 분리된다 하더라도 분리되면 매우 취약하여, 단독으로 구조체 등의 용도로 사용될 수는 없으므로, 본 발명이 대상으로 하는 박판을 제조하기 위한 기술의 범주에서는 제외된다.First, as a technique for manufacturing a thin film plate having a thickness of several micrometers or less, a technique using a deposition method such as CVD, PVD, and sol-gel method is mainly used. The above technique is capable of producing very thin sheets having a thickness of several micrometers or less, and is advantageous in that the thickness control is precise, but the prepared sheets are difficult to separate from the support, and even if separated, they are very fragile. Since it cannot be used alone for the purpose of a structure, etc., it is excluded from the scope of the technique for manufacturing the thin plate targeted by this invention.

두번째, 통상 수mm 정도 이상의 두께를 가지는 박판을 제조하기 위한 기술로서, 금속 잉곳(슬라브, 브룸, 빌렛 등을 모두 포함하는 의미임)에 대하여 압연을 실시하여 상기 금속 잉곳을 원하는 두께를 가진 박판으로 제조하는 방법을 들 수 있다. 상기 방법에서는 필요한 경우 금속 잉곳은 금속이 연화되는 온도까지 가열될 수도 있으며, 또한, 수회에 걸쳐서 열간압연과 냉간압연을 반복함으로써 원하는 두께까지 제조될 수도 있다. 압연은 한쌍 또는 그 이상의 상하 마주보는 롤 사이로 금속 잉곳을 통과시킴으로써 상기 두 롤 사이에 작용하는 압축력에 의해 롤의 두께가 감소되도록 하는 방식으로 이루어진다. 그런데, 상기와 같은 압연법에 의할 경우 통상적으로는 제조되는 금속박판의 두께를 3mm 이상으로만 제조가능할 뿐 그보다 작은 두께로 금속박판을 제조할 때에는 롤에 가해지는 압하력을 크게 하는 등의 이유로 설비가 대형화, 복잡화 될 우려가 있다. 또한, 성형성이 낮은 금속을 가공하기 위해서는 상기 금속 잉곳을 고온으로 가열하여야 하기 때문에 에너지 비용이 많이 소요된다는 문제가 있을 뿐아니라, 금속의 성형성이 아주 낮을 경우에는 압연시 크랙이 발생하거나 설비에 과다한 부하가 발생하는 등 여러가지 문제가 있을 수 있다.Secondly, as a technique for manufacturing a thin plate having a thickness of about several mm or more, a metal ingot (which means all slabs, blooms, billets, etc.) is rolled to the thin plate having a desired thickness. The manufacturing method is mentioned. In the method, the metal ingot may be heated to a temperature at which the metal softens, if necessary, and may also be manufactured to a desired thickness by repeating hot rolling and cold rolling several times. Rolling is done in such a way that the thickness of the roll is reduced by the compression force acting between the two rolls by passing the metal ingot between one or more pairs of up and down facing rolls. However, in the case of the rolling method as described above, the thickness of the metal sheet to be manufactured is usually only 3 mm or more, but when manufacturing the metal sheet with a smaller thickness, the reduction force applied to the roll is increased. There is a fear that facilities will be enlarged and complicated. In addition, in order to process a metal with low formability, the metal ingot has to be heated to a high temperature, which causes a high energy cost. In addition, when the formability of the metal is very low, cracks may occur during rolling or installation. There may be various problems such as excessive load.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일측면에 따르면, 두께 3mm이하의 박판도 용이하게 제조될 수 있을 뿐만 아니라, 제조된 박판이 지지체로부터 용이하게 분리되어 박판을 회수하기가 용이한 박판의 제조방법이 제공된다.The present invention is to solve the problems of the prior art, according to one aspect of the present invention, not only can be easily manufactured thin plate thickness of 3mm or less, but also the prepared thin plate is easily separated from the support to recover the thin plate There is provided a method for producing a thin plate which is easy.

상기 본 발명의 과제를 해결하기 위한 제조방법은 지지체를 준비하는 단계; 상기 지지체 표면에 중간층을 도포하는 단계; 상기 중간층이 도포된 지지체에 분사코팅을 실시하여 박판이 적층된 지지체를 얻는 단계; 및 상기 박판이 코팅된 지지체에서 중간층의 일부 또는 전부를 제거함으로써 박판을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method for solving the problem of the present invention comprises the steps of preparing a support; Applying an intermediate layer to the support surface; Spray coating the support on which the intermediate layer is applied to obtain a support on which a thin plate is laminated; And separating the thin plate by removing some or all of the intermediate layer from the thin plate coated support.

이때, 상기 분사코팅법은 열용사 코팅법 또는 저온분사코팅법인 것이 바람직하다.At this time, the spray coating method is preferably a thermal spray coating method or low temperature spray coating method.

또한, 상기 분사코팅법이 열용사 코팅법일 경우 상기 중간층은 수용성 세라믹으로 이루어진 것이 바람직하다.In addition, when the spray coating method is a thermal spray coating method, the intermediate layer is preferably made of a water-soluble ceramic.

그리고, 상기 수용성 세라믹으로 이루어진 중간층은 수분을 가하여 제거하는 것이 효과적이다.In addition, it is effective to remove the intermediate layer made of the water-soluble ceramic by adding moisture.

또한, 상기 분사코팅법이 저온분사 코팅법일 경우 상기 중간층은 저융점 금속으로 이루어진 것이 바람직하다.In addition, when the spray coating method is a low temperature spray coating method, the intermediate layer is preferably made of a low melting point metal.

그리고, 상기 저융점 금속으로 이루어진 중간층은 용융시켜 제거하는 것이 바람직하다.In addition, the intermediate layer made of the low melting point metal is preferably removed by melting.

상기와 같은 과정에 의해 제조된 박판의 물성을 더욱 향상시키기 위해서는, 상기 박판을 분리하는 단계 이후에 얻어진 박판에 대하여 뜨임(tempering) 처리를 더 하는 것이 바람직하다.In order to further improve the physical properties of the thin plate manufactured by the above process, it is preferable to further temper the thin plate obtained after the step of separating the thin plate.

본 발명에 따르면, 박판의 두께가 얇은 경우에도 종래의 압연법에 비하여 용이하게 박판을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 박판이 지지체로부터 용이하게 분리될 수 있어 박판 단독으로도 사용될 수 있어, 그 용도가 넓다는 효과가 있다.According to the present invention, even when the thickness of the thin plate is not only easier to manufacture the thin plate compared to the conventional rolling method, but also the thin plate can be easily separated from the support can be used as a thin plate alone, its use is Wide is effective.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

우선, 본 발명에서 일컫는 '박판'이라는 용어의 의미에 대하여 부연한다. 박판이라 함은 일반적으로는 총 너비에 비하여 두께가 얇은 판형태의 물체를 말하지만, 본 발명의 박판은 이들의 두께가 얇은 이상 반드시 평평한 판 형태를 가지고 있을 필요는 없으며, 얇은 판으로 이루어진 관형태나, 아니면 다른 특별한 형태를 가지고 있되, 그 두께가 얇은 것이라면 모두 본 발명에서 의미하는 '박판'에 해당한다는 점에 유의할 필요가 있다. 또한, 본 발명에서 의미하는 박판은 반드시 금속재질에 한정하지 않고, 써메트(cermet)와 같이 분사코팅에 의해 코팅될 수 있는 재질 등에 의해서 제조된 박판까지 포함하는 의미이다. 반드시 이에 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 박판 제조에 사용될 수 있는 재료의 예로서는 순금속 Fe, Al, Ni, Ti, Cu 및 Fe계, Al계, Ni계, Ti계, Cu계 합금 등을 들 수 있다.First, the meaning of the term 'thin plate' referred to in the present invention is elaborated. The thin plate generally refers to a plate-shaped object that is thinner than the total width. However, the thin plate of the present invention does not necessarily have a flat plate shape as long as its thickness is thin. Or, if it has another special form, but the thickness is thin, it should be noted that all corresponds to the 'thin plate' means in the present invention. In addition, the thin plate means in the present invention is not necessarily limited to a metal material, it is meant to include a thin plate manufactured by a material that can be coated by spray coating, such as cermet. Although not necessarily limited to this, examples of materials that can be used to manufacture the thin plate of the present invention include pure metals Fe, Al, Ni, Ti, Cu and Fe-based, Al-based, Ni-based, Ti-based, Cu-based alloys, and the like. .

본 발명의 발명자들은 보다 용이한 방법으로 얇은 두께의 박판을 제조하기 위하여 깊이 연구한 결과, 지지체 상에 박판을 분사코팅하는 방법으로 박판을 제조할 경우 매우 얇은 두께의 박판을 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.The inventors of the present invention have studied in depth to produce a thin plate in a simpler way, and found that when the thin plate is manufactured by spray coating the thin plate on a support, a thin plate having a very thin thickness can be produced. And the present invention.

즉, 본 발명의 박판 제조방법은 원하는 형상을 가진 지지체 상에 박판을 이루는 재료를 분사코팅함에 의해 구현될 수 있다. 다만, 이러할 경우 한가지 큰 문제가 발생될 수 있다. 즉, 분사코팅이라 함은 고속으로 분사되는 재료가 서로간에 결합하거나 지지체에 강하게 결합함으로써 지지체 표면에 코팅되는 방식을 의미하는데 이러할 경우 지지체와 코팅층의 결합강도가 높아 코팅된 박판이 지지체로부터 분리되기 어렵게 될 수 있다. 이러할 경우 얇은 두께의 박판을 간편하게 제조한다는 본 발명의 과제는 용이하게 달성되기 어렵다.That is, the thin plate manufacturing method of the present invention can be implemented by spray coating a material forming a thin plate on a support having a desired shape. However, this may cause one big problem. In other words, the spray coating means a method in which the sprayed materials at high speed are coated on the surface of the support by bonding to each other or strongly bonded to the support, in which case the bonding strength of the support and the coating layer is high so that the coated thin plate is difficult to be separated from the support. Can be. In this case, the problem of the present invention of easily manufacturing a thin plate of thin thickness is not easily achieved.

본 발명에서는 이러한 점을 해결하기 위하여, 지지체 표면에 중간층을 코팅한 후, 분사코팅을 실시한다. 즉, 중간층이 먼저 지지체에 코팅된 후 그 위에 박판을 형성하는 코팅재료를 분사코팅하면 지지체/중간층/코팅재(박판)의 형태로 적층이 이루어지기 때문에, 이후 상기 적층체 중 중간층의 일부 또는 전부를 제거할 경우 코팅된 박판이 지지체로부터 용이하게 분리될 수 있기 때문이다.In the present invention, in order to solve this problem, after coating the intermediate layer on the surface of the support, spray coating is performed. That is, since the intermediate layer is first coated on the support and then spray-coated a coating material for forming a thin plate thereon, the stack is formed in the form of a support / intermediate layer / coating material (thin plate), and then some or all of the intermediate layer of the laminate is subsequently removed. This is because the coated thin plate can be easily separated from the support when removed.

따라서, 상기 중간층은 간단한 조작만으로 용이하게 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 여기서 간단한 조작이라 함은 열 또는 수분 등을 공급하는 경우를 의미하는 것으로서, 상기 분사코팅의 조건에 따라 상기 중간층의 종류는 달라지게 된다.Therefore, it is preferable that the intermediate layer can be easily removed by simple operation. Here, the simple operation means a case of supplying heat or moisture, and the kind of the intermediate layer is changed according to the conditions of the spray coating.

즉, 분사코팅은 코팅되는 분말이 가열 및 용융되는 정도에 따라 열용사 코팅과 저온분사코팅으로 나뉠 수 있는데, 먼저, 분사되는 코팅재의 전부 또는 일부가 고온에 노출되어 용융된 상태로 분사되는 열용사(thermal spray) 코팅의 경우에는 상기 중간층은 수용성 세라믹인 것이 바람직하다. 상기 열용사 코팅의 경우에는 중간층이 가급적 열에는 손상되지 않아 코팅되는 박판의 표면형상이 원하는 형상으로 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하므로, 비교적 고온에서 안정한 세라믹을 코팅하고 상기 세라믹에 박판용 코팅재가 코팅되도록 하는 것이 바람직하다.That is, the spray coating may be divided into a thermal spray coating and a low temperature spray coating according to the degree to which the powder to be coated is heated and melted. First, all or a part of the coating material to be sprayed is exposed to a high temperature and sprayed in a molten state. In the case of a thermal spray coating, the intermediate layer is preferably a water soluble ceramic. In the case of the thermal spray coating, it is preferable that the intermediate layer is not damaged by heat as much as possible so that the surface shape of the coated thin plate can be maintained in a desired shape, so that the ceramic is coated at a stable temperature at a relatively high temperature and the thin coating material is coated on the ceramic. It is desirable to.

이후, 상기 세라믹을 간편한 방법에 의해 제거함으로써 제조된 박판이 용이하게 지지체로부터 분리될 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 본 발명의 발명자들의 연구결과에 따르면 이를 위해서는 상기 세라믹은 수용성 세라믹인 것이 바람직하다. 상기 세라믹은 수용성이면 특별히 그 종류를 제한하지 않으나, 그 예를 들면 NaCl 을 들 수 있다. Then, it is preferable to remove the ceramic by a simple method so that the prepared thin plate can be easily separated from the support. According to the results of the inventors of the present invention, the ceramic is preferably a water-soluble ceramic. The ceramic is not particularly limited as long as it is water-soluble, and examples thereof include NaCl.

이때, 상기 수용성 세라믹이 박판 코팅층과 지지체가 직접 접촉하지 않도록 하는 중간층의 역할을 충분히 수용할 수 있도록 하기 위해서는 상기 수용성 세라믹의 두께는 분사 공정에서 보편적으로 쓰이는 분말 구상당 입자 직경에 따라 차이가 나지만 100㎛ 이상인 것이 바람직하다. 상기 수용성 세라믹의 두께가 너무 얇을 경우에는 박판 코팅층과 지지체가 직접 접촉함으로써 박판의 분리가 어렵게 될 우려가 있으며, 반대로 너무 두꺼울 경우(즉, 예를 들면 10mm 이상)에는 더 이상의 효과를 기대하기 어려울 뿐만 아니라, 두껍고도 균일한 코팅층을 형성하는데 어려움이 따를 수도 있다.In this case, in order to sufficiently accommodate the role of the intermediate layer in which the water-soluble ceramic is not in direct contact with the thin coating layer and the support, the thickness of the water-soluble ceramic is different depending on the particle diameter per powder sphere commonly used in the spraying process. It is preferable that it is micrometer or more. When the thickness of the water-soluble ceramic is too thin, there is a possibility that the thin plate is difficult to separate by the direct contact between the thin coating layer and the support, on the contrary, if too thick (ie, 10 mm or more), it is difficult to expect further effects. However, it may be difficult to form a thick and uniform coating layer.

이때, 상기 수용성 세라믹은 입자를 용융시킬 수 있는 열용사 공정을 이용하 여 지지체 표면에 코팅될 수 있다. 또한, 상기 세라믹 코팅층을 제거하기 위해서는 상기 박판이 코팅된 적층체에 수분을 공급하면 되기 때문에 매우 간편하게 박판을 얻을 수 있다.In this case, the water-soluble ceramic may be coated on the surface of the support using a thermal spraying process capable of melting the particles. In addition, in order to remove the ceramic coating layer, the thin plate can be obtained very simply because water is supplied to the laminate coated with the thin plate.

상기 열용사 코팅과는 달리, 저온분사(cold spray)코팅시에는 상기 중간층은 융점이 낮은 저융점 금속인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 상기 저융점 금속의 융점은 350℃ 이하인 것이 바람직하며, 이에 한정하지 않지만 그 예로서는 주석(융점 : 232℃), 납(융점 : 327℃) 등을 들 수 있다. 상기 저융점 금속은 통상의 용융 도금, 증기 증착 등의 통상의 도금 방법 또는 열용사법 및 저온분사 법의 통상의 분사공정을 사용하여 지지체 표면에 도포될 수 있다. 저온 분사시 지지체 표면에 저융점 코팅층을 도포하는 이유는 열용사와는 달리 저온분사 되는 코팅분말은 용융되지 않은 상태이므로 피사체(여기서는 중간층이 코팅된 지지체)에 고속으로 충돌하더라도 분말들끼리의 결합이 용이하지 않기 때문에, 중간층이 상기 분말들 사이의 결합력을 제공해주는 메탈 본드의 역할까지 수행할 수 있도록 하기 위함이다. 그 뿐만 아니라, 상술하였듯이 지지체/중간층/박판 코팅층 중에서 중간층은 용이하게 제거되어야 하는데, 저융점 금속을 사용할 경우 매우 낮은 온도에서 용융되어 상기 적층체 중에서 제거될 수 있기 때문에, 간편하게 박판을 얻을 수 있을 수 있다.Unlike the thermal spray coating, in the cold spray coating, the intermediate layer is preferably a low melting point metal having a low melting point. More specifically, it is preferable that melting | fusing point of the said low melting metal is 350 degrees C or less, Although it is not limited to this, Tin (melting point: 232 degreeC), lead (melting point: 327 degreeC) etc. are mentioned as an example. The low melting point metal may be applied to the surface of the support using conventional plating methods such as hot dip plating, vapor deposition, or common spraying processes of thermal spraying and low temperature spraying. The reason why the low melting point coating layer is applied to the surface of the support during low temperature spraying is that unlike the thermal spraying, the coating powder that is sprayed at low temperature is not molten. Since it is not easy, the intermediate layer can serve as a metal bond to provide a bonding force between the powders. In addition, as described above, the intermediate layer should be easily removed from the support / intermediate layer / thin plate coating layer. When using a low melting point metal, the intermediate layer may be melted at a very low temperature and removed from the laminate, so that a thin plate may be easily obtained. have.

이때, 상기 저융점 금속층의 두께는 분사 공정에서 보편적으로 쓰이는 분말 구상당 입자 직경에 따라 차이가 나지만 100㎛ 이상인 것이 바람직하다. 만일, 상기 저융점 금속층의 두께가 너무 얇을 경우에는 박판 코팅층과 지지체가 직접 접촉함으로써 박판의 분리가 어렵게 될 우려가 있으며, 반대로 너무 두꺼울 경우(즉, 예를 들면 10mm 이상)에는 더 이상의 효과를 기대하기 어려울 뿐만 아니라, 두껍고도 균일한 코팅층을 형성하는데 어려움이 따를 수도 있다.At this time, the thickness of the low melting point metal layer is different depending on the particle diameter per powder spherical commonly used in the spraying process, but preferably 100 μm or more. If the thickness of the low melting point metal layer is too thin, the thin plate coating layer and the support may be in direct contact with each other, making the separation of the thin plate difficult. On the contrary, if the thickness is too thick (ie, 10 mm or more), further effects are expected. In addition to being difficult to do, it may be difficult to form a thick and uniform coating layer.

또한, 상기 저융점 금속층을 제거하기 위해서는 상술한 바와 같이 저융점 금속의 온도보다 높은 온도로 상기 적층체를 가열하여 적층체 중에서 저융점 금속이 흘러내리도록 하는 것이 바람직하다. 다만, 온도가 너무 높을 경우에는 상기 박판 또는 지지체가 손상될 수 있기 때문에, 적층체를 가열하는 온도는 박판 또는 지지체가 열적으로 손상되는 온도보다 낮은 온도인 것이 바람직하다(즉, 최소한 박판이 열적으로 손상되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 둘 중 하나라도 손상되지 않도록 하는 것이 가장 바람직하다). In addition, in order to remove the low melting point metal layer, as described above, it is preferable to heat the laminate to a temperature higher than the temperature of the low melting point metal so that the low melting point metal flows out of the laminate. However, if the temperature is too high, the thin plate or the support may be damaged, so the temperature for heating the laminate is preferably lower than the temperature at which the thin plate or the support is thermally damaged (that is, at least the thin plate is thermally It is desirable not to damage, most preferably not to damage either).

여기서 상기 '열적으로 손상되는 온도'라 함은 제조되는 박판의 종류나 용도, 그리고 지지체의 종류 등에 따라 달라지기 때문에 일괄적으로 정의하기는 곤란하다. 즉, 상기 제조되는 박판의 내부조직이 크게 문제되지 않으며 다만 그 형상만 박형으로 유지되면 충분한 경우에는 박판의 용융온도를 상기 '열적으로 손상되는 온도'로 정할 수 있으며, 또한, 박판이 여러 조성의 원소로 이루어진 경우 예를 들면 써멧(cermet)인 경우에는 이들 중 하나의 원소가 화학적으로 반응하는 온도를 상기 '열적으로 손상되는 온도'로 정할 수 있고, 그 외에 내부 미세조직이 재결정되는 온도를 상기 '열적으로 손상되는 온도'로 정할 수 있다. 또한, 지지체 역시 경우에 따라 이들 중 하나로 정의되는 온도를 상기 '열적으로 손상되는 온도'로 정할 수 있기 때문에, 그 온도를 일률적으로 정의할 수는 없는 것이다. 다만, 여기서 통상적으로는 용융온도를 상기 '열적으로 손상되는 온도'로 정의한다.Here, the term 'thermally damaged temperature' is difficult to define collectively because it depends on the type or use of the thin plate to be manufactured, and the type of the support. That is, the internal structure of the manufactured thin plate is not a big problem, but if only its shape is kept thin, the melting temperature of the thin plate may be set as the 'thermally damaged temperature', and the thin plate may have various compositions. In the case of an element, for example, cermet, the temperature at which one element is chemically reacted may be defined as the 'thermally damaged temperature', and the temperature at which the internal microstructure is recrystallized is also described above. It can be defined as 'thermally damaged temperature'. In addition, since the support may also be defined as the 'thermally damaged temperature' as the temperature defined by one of these cases, the temperature cannot be defined uniformly. However, the melting temperature is generally defined herein as the 'thermally damaged temperature'.

따라서, 본 발명의 박판 제조방법은, 지지체를 준비하는 단계; 상기 지지체 표면에 중간층을 도포하는 단계; 상기 중간층이 도포된 지지체에 분사코팅을 실시하여 박판이 적층된 지지체를 얻는 단계; 및 상기 박판이 코팅된 지지체에서 중간층의 일부 또는 전부를 제거함으로써 박판을 분리하는 단계를 포함한다.Therefore, the method of manufacturing a thin plate of the present invention comprises the steps of preparing a support; Applying an intermediate layer to the support surface; Spray coating the support on which the intermediate layer is applied to obtain a support on which a thin plate is laminated; And separating the thin plate by removing some or all of the intermediate layer from the thin plate coated support.

이때, 상술한 바와 같이 상기 분사코팅을 열용사 방법으로 실시하는지 아니면 저온분사 방법으로 실시하는지 여부에 따라 중간층의 도포 및 제거방식이 달라지는데, 이를 결정하기 위한 각 분사방법의 개략적인 설명과 바람직한 조업조건을 하기에서 설명한다. 하기하듯이 열용사 코팅이나 저온분사 코팅 그 자체는 이미 개발되어 실시중인 기술로서 그 조건을 특별히 기재하지 않더라도 이미 통용되고 있는 코팅 조건으로부터 본발명에 필요한 조건을 적용하여 용이하게 실시할 수 있다. At this time, as described above, the method of applying and removing the intermediate layer is different depending on whether the spray coating is performed by a thermal spraying method or a low temperature spraying method. Will be described below. As described below, the thermal spray coating or the low-temperature spray coating itself is a technology that has already been developed and implemented, and can be easily carried out by applying the conditions necessary for the present invention from the coating conditions already in common even if the conditions are not specifically described.

다만, 이하에서는 열용사 코팅법과 저온분사코팅법으로 나누어 본 발명의 효 과에 영향을 미치는 보다 바람직한 공정변수에 대하여 간략히 설명하고자 한다.However, hereinafter will be briefly described the more preferable process parameters affecting the effect of the present invention divided into thermal spray coating method and low temperature spray coating method.

(열용사 코팅 조건)(Thermal spray coating conditions)

열용사 코팅이라 함은 연료가스와 산소와의 연소반응에 의해 발생하는 열을 이용하여 코팅되는 분말의 일부 또는 전부를 용융시킨 후 상기 용융된 분말을 피사체 표면에 분사하여 코팅하는 방법이다. 이러한 방법을 사용할 경우 코팅 분말이 일단 용융된 후 코팅되기 때문에 분사 속도가 높지 않아도 충분히 강한 결합력으로 결합될 수 있다는 장점이 있다.Thermal spray coating is a method of melting part or all of the powder to be coated using heat generated by a combustion reaction between fuel gas and oxygen, and then spraying the molten powder onto the subject surface to coat the coating. In this method, since the coating powder is melted and then coated, the coating powder may be combined with a sufficiently strong bonding force even if the spraying speed is not high.

도 1에 열용사 코팅을 실시하기 위한 장비를 나타내었다. 도면에서 확인할 수 있듯이, 열용사 장치는 가스공급장치(1), 조절패널(2), 가스가열장치(3), 분말송급장치(4) 및 노즐(5)을 포함하고 있다. 상기 가스공급장치(1)에서 공급되는 가스는 조절패널(2)에서 가스량 조절이 이루어져 가스가열장치(3)과 분말송급장치(4)로 나뉘어져 공급된다. 상기 가스가열장치(3)는 가스를 고온으로 가열하여 가스의 팽창으로 인한 속도 상승을 유도하고 상기 분말송급장치(4)는 조절패널(2)로부터 공급되는 가스에 분말을 공급함으로써 가스에 의해 분말이 노즐(5)쪽으로 공급될 수 있도록 하는 역할을 한다. 노즐 출구(6)에서 가스가 분사되며 도 2에서 볼 수 있듯이, 아크 점화 혹은 직접 점화 등의 방법에 따른 고온의 가스 유동장(7)을 형성하여 유동장내에 분말을 실어서 용융상태로 비행 상태를 부여한 후 피사체(8)에 충돌시켜 분말이 코팅된 피사체를 얻을 수 있다.Figure 1 shows the equipment for carrying out the thermal spray coating. As can be seen from the figure, the thermal spraying apparatus includes a gas supply device 1, a control panel 2, a gas heating device 3, a powder supply device 4 and a nozzle (5). Gas supplied from the gas supply device 1 is controlled by the gas amount control panel 2 is divided into a gas heating device 3 and the powder supply device (4) is supplied. The gas heating device 3 heats the gas to a high temperature to induce a speed increase due to the expansion of the gas, and the powder supply device 4 supplies the powder to the gas supplied from the control panel 2 to supply powder by gas. It serves to be supplied to the nozzle (5). As the gas is injected from the nozzle outlet 6 and as shown in FIG. 2, a hot gas flow field 7 is formed by arc ignition or direct ignition, and the powder is loaded in the flow field to impart a flying state in a molten state. After hitting the subject 8, a powder-coated subject may be obtained.

노즐(5)의 직전에서는 상기 분말송급장치(4)에서 송급된 분말과 가스의 혼합물과 가스가열장치(3)에서 가열되어 공급된 고속의 가스가 만나 가스/분말 혼합물을 형성하여 노즐(5)을 통하여 고속의 가스/분말 제트(jet)류로 분사된다. 이러한 고속의 가스형성은 도 3에서 볼 수 있듯이 노즐의 구조적 특성에 의하여 가능하다. 노즐(5)를 통하여 분사된 가스에 의해 이송되는 분말은 가스의 속도에 근접한 높은 속도로 피사체와 충돌하게 되며, 분말이 가지고 있던 열에너지 혹은 운동에너지가 피사체/분말 사이의 결합에 필요한 에너지로 변환되게 되고 따라서 분말이 코팅된 피사체를 얻을 수 있는 것이다.Immediately before the nozzle 5, the mixture of the powder and gas supplied from the powder feeder 4 and the high-speed gas heated and supplied from the gas heater 3 meet to form a gas / powder mixture to form the nozzle 5 Through a high velocity gas / powder jet. This high speed gas formation is possible by the structural characteristics of the nozzle as shown in FIG. The powder transported by the gas injected through the nozzle 5 collides with the subject at a high speed close to the velocity of the gas, and the thermal or kinetic energy of the powder is converted into the energy necessary for the coupling between the subject / powder. Thus, a powder-coated subject can be obtained.

이때, 상기 열용사 코팅시 제반조건은 통상 알려진 열용사 코팅 방법에 준하여 실시하면 되는 것이나, 본 발명과 같이 박판 제조에 특히 유리한 열용사 코팅의 조건으로는, 하기하는 바와 같이 가스의 온도, 가스의 압력, 분말 입자의 직경 등을 제어하는 것이 보다 바람직하다. 이하, 상기 조건들에 대하여 상세히 설명한다.At this time, the general conditions for the thermal spray coating may be carried out in accordance with a known thermal spray coating method, but as the conditions of the thermal spray coating which is particularly advantageous for thin plate manufacturing as in the present invention, the temperature of the gas, the gas It is more preferable to control the pressure, the diameter of the powder particles, and the like. Hereinafter, the above conditions will be described in detail.

가스의 온도Temperature of gas

열용사를 이용한 코팅시, 가스 및 분말과 중간층의 종류에 따라 조금씩 차이날 수 있으나 대체로 분사용 가스는 500~15000℃의 온도로 예열하여 사용하는 것이 바람직하다. 이는 열용사 공정상에서 발생할 수 있는 열원의 온도범위를 나타내는 것으로서, 분사용 가스의 온도가 너무 낮을 경우에는 분말이 충분히 용융되기 어렵기 때문에 코팅층 형성이 어려우며, 반면 너무 높을 경우에는 분말이 열에 의하여 손실될 뿐만 아니라 산화 정도가 매우 심하여 코팅층의 기계적 성질이 저하되는 결과를 초래하기 때문에 상기 분사용 가스의 가열온도는 500~15000℃인 것이 바람직하다.When coating using thermal spraying, the gas and powder and the intermediate layer may be slightly different depending on the type of injection gas is preferably used preheated to a temperature of 500 ~ 15000 ℃. This indicates the temperature range of the heat source that may occur in the thermal spraying process, and when the temperature of the injection gas is too low, it is difficult to form a coating layer because the powder is difficult to melt sufficiently, whereas when too high, the powder may be lost by heat. In addition, since the degree of oxidation is so severe that the mechanical properties of the coating layer is reduced, the heating temperature of the injection gas is preferably 500 to 15000 ° C.

가스의 유량Gas flow rate

열 용사에서는 분말을 가속하는 가스로서 수소, 아르곤 등 또는 이들의 혼합가스를 사용할 수 있는데, 통상적인 분사노즐을 사용하였을 때 노즐 직전에서의 분사용 가스의 압력은 가스의 단위 시간당 유량으로써 설명될 수 있다. 상기 유량은 분사체가 비행하는 적절한 비행속도와 비행시간을 결정하는 인자로서, 분사체가 적층되기 까지의 시간동안 용융된 상태를 유지하기 위해서는 아르곤(Ar) 0~125 SCFH범위의 유량범위가 바람직하다. 수소의 경우는 열원으로 작용하기 때문에 분말의 가열온도에 따라 적절한 양을 사용하면 될 뿐 유량을 특별히 제한할 필요는 없다. 아르곤 가스의 유량범위가 기준 미만일 경우 분말의 비행 속도가 현저하게 낮아서 고온의 가스 유동장내에서 장시간 체류하게 된다. 따라서 열데미지에 의한 분말 입자의 상변화 등의 현상이 일어나게 되는 결과를 초래하게 된다. 반대로 기준 이상의 압력 범위일 경우 가스 유동장 내에서 충분한 체류시간을 확보하지 못하여 용융이 되기 전에 모재에 충돌 하는 결과를 초래하여 코팅층이 효율적으로 적층되지 못한다.In thermal spraying, hydrogen, argon, or a mixture thereof may be used as a gas for accelerating the powder. When using a conventional injection nozzle, the pressure of the injection gas immediately before the nozzle may be described as the flow rate per unit time of the gas. have. The flow rate is a factor that determines the proper flight speed and flight time for the injector to fly, and in order to maintain the molten state for the time until the injector is stacked, argon (Ar) is preferably in the range of 0 to 125 SCFH. Since hydrogen acts as a heat source, it is only necessary to use an appropriate amount depending on the heating temperature of the powder, and there is no need to specifically limit the flow rate. If the flow rate range of the argon gas is less than the reference, the flight speed of the powder is significantly low, so that it stays in the hot gas flow field for a long time. Therefore, a phenomenon such as phase change of powder particles due to thermal damage occurs. On the contrary, if the pressure range is higher than the standard, sufficient residence time in the gas flow field may not be secured, resulting in a collision with the base metal before melting, and thus the coating layer may not be efficiently laminated.

분말 입자의 직경Diameter of powder particles

분말의 직경은 코팅성을 결정하는 중요한 인자이다. 열용사의 경우, 입자의 직경이 너무 작을 경우 높은 온도의 환경인 가스 유동장 내에서 열데미지에 의한 입자의 손상이 심각할 수 있으며 입자의 직경이 너무 클 경우는 가스 유동장내에서 비행하는 동안 입자가 충분히 녹지 못하여 적층이 잘 되지 않는 현상이 발생한다. 따라서, 입자의 직경은 일정한 범위의 것을 사용하는 것이 바람직한데, 효과적인 입자 구상당 직경의 범위는 5~200㎛인 것이 바람직하다.The diameter of the powder is an important factor in determining the coatability. In the case of thermal spraying, if the diameter of the particle is too small, the damage of the particle due to heat damage in the gas flow field, which is a high temperature environment, can be serious, and if the particle diameter is too large, It does not melt enough and the lamination is not good. Therefore, although the diameter of particle | grains is preferable to use the thing of a fixed range, it is preferable that the range of the diameter per effective particle spherical form is 5-200 micrometers.

(저온분사코팅 조건)(Low Temperature Spray Coating Conditions)

저온분사코팅은 상기 열용사코팅과는 달리 분사되는 분말을 용융시키지 않은 대신, 고속으로 분말을 가속된 분말의 운동에너지를 이용하여 분말이 피사체에 코팅되도록 하는 방법이다. 도 4에 상기 저온 분사 코팅 방식을 보다 상세하게 설명하기 위하여 일반적으로 사용되는 저온분사 코팅장치의 개략적인 형태를 나타내었다.Low-temperature spray coating is a method of coating the powder on the subject by using the kinetic energy of the powder accelerated to a high speed instead of melting the powder to be sprayed, unlike the thermal spray coating. 4 shows a schematic form of a low temperature spray coating apparatus which is generally used to explain the low temperature spray coating method in more detail.

도 4에서 볼 수 있듯이, 상기 저온 분사 코팅기는 가스공급장치, 조절패널, 가스가열장치, 분말송급장치 및 드 라발 노즐(de Laval Nozzle)을 포함하고 있다. 상기 가스공급장치에서 공급되는 가스는 조절패널에서 가스량 조절이 이루어져 가스가열장치과 분말송급장치로 나뉘어져 공급된다. 상기 가스가열장치는 가스를 고 온으로 가열하여 가스의 팽창으로 인한 속도 상승을 유도하고, 상기 분말송급장치은 조절패널로부터 공급되는 가스에 분말을 공급함으로써 가스에 의해 분말이 드 라발 노즐쪽으로 공급될 수 있도록 하는 역할을 한다. 분말송급장치 직후에는 분말을 가열할 수 있는 분말가열장치가 구비될 수도 있다. 상기 분말가열장치는 분말이 통과하는 관 외부에 발열체 등을 장착하여 분말을 가열하기 위한 장치로서 분말의 온도를 높여서 분말이 피사체에 충돌하여 코팅될 때 분말의 변형능과 인성을 높이는 역할을 한다. 드 라발 노즐의 직전에서는 상기 분말송급장치에서 송급된 분말과 가스의 혼합물과 가스가열장치에서 공급된 가열된 고속의 가스가 만나 고속의 가스/분말 혼합물을 형성하여 상기 드 라발 노즐을 통하여 고속의 가스/분말 제트(jet)류로 분사된다. 드 라발 노즐은 노즐 길이 방향으로 볼 때 노즐의 내경이 감소(converge)하였다가 다시 증가(diverge)하는 형태를 갖춘 것으로서 가스의 속도를 음속이상의 초음속으로 증가시키는데 사용되는 노즐을 의미한다. 상기 드 라발 노즐을 통하여 초음속으로 분사된 가스에 의해 이송되는 분말은 가스의 속도에 근접한 높은 속도로 피사체와 충돌하게 되며, 분말이 가지고 있던 운동에너지가 피사체/분말 사이의 결합에 필요한 에너지로 변환되게 되어 따라서 분말이 코팅된 피사체를 얻을 수 있는 것이다.As shown in FIG. 4, the low temperature spray coater includes a gas supply device, a control panel, a gas heating device, a powder supply device, and a de Laval nozzle. The gas supplied from the gas supply device is controlled by the amount of gas in the control panel, and divided into a gas heating device and a powder supply device. The gas heating device heats the gas to a high temperature to induce a speed increase due to the expansion of the gas, and the powder feeding device supplies the powder to the gas supplied from the control panel so that the powder can be supplied to the DeLaval nozzle by the gas. Play a role. Immediately after the powder feeding device, a powder heating device for heating the powder may be provided. The powder heating device is a device for heating the powder by mounting a heating element on the outside of the tube through which the powder passes, and serves to increase the temperature of the powder to increase the deformation and toughness of the powder when the powder collides with the subject. Immediately before the de Laval nozzle, a mixture of the powder and gas supplied from the powder feeder and the heated high-speed gas supplied from the gas heater meet to form a high-speed gas / powder mixture to form a high-speed gas through the DeLaval nozzle. Sprayed by powder jets. DeLaval nozzle is a nozzle that is used to increase the speed of the gas to the supersonic speed above the speed of sound as it has a form that the inner diameter of the nozzle is reduced (converge) and then diverged again when viewed in the nozzle length direction. The powder transported by the gas injected at supersonic speed through the de Laval nozzle collides with the subject at a high speed close to the velocity of the gas, and the kinetic energy of the powder is converted into the energy required for the coupling between the subject / powder. Thus, a powder-coated subject can be obtained.

이때, 상기 저온분사 코팅시 제반조건은 통상 알려진 저온분사 코팅 방법에 준하여 실시하면 되는 것이나, 본 발명과 같이 박판 제조에 특히 유리한 저온분사 코팅의 조건으로는, 하기하는 바와 같이 가스의 온도, 가스의 압력, 분말 입자의 직경 등을 제어하는 것이 보다 바람직하다. 이하, 상기 조건들에 대하여 상세히 설명한다.In this case, the conditions for the low temperature spray coating may be carried out according to a known low temperature spray coating method, but the conditions of the low temperature spray coating, which are particularly advantageous for thin plate production as in the present invention, are as follows. It is more preferable to control the pressure, the diameter of the powder particles, and the like. Hereinafter, the above conditions will be described in detail.

가스의 온도Temperature of gas

분사체의 종류와 중간체의 종류에 따라 약간씩 달라질 수는 있으나 대체로 저온분사 코팅시 분사용 가스는 200~850℃의 온도로 가스 예열장치에서 가열되는 것이 바람직하다. 상기 분사용 가스는 노즐 출구에서 단열 팽창하여 분말 입자에 운동에너지를 부여하는 역할을 수행하므로, 상기 분사용 가스의 온도가 너무 낮을 경우에는 충분한 분말의 가속효과를 얻기 어려우며, 반대로 상기 분사용 가스의 온도가 너무 높을 경우에는 분사되는 분말이 용융하거나 손상되어 바람직하지 않다.Although it may vary slightly depending on the type of injector and the kind of intermediate, in general, the injection gas is preferably heated in a gas preheater at a temperature of 200 to 850 ° C. during low temperature spray coating. Since the injection gas serves to adiabaticly expand at the nozzle outlet to impart kinetic energy to the powder particles, when the temperature of the injection gas is too low, it is difficult to obtain a sufficient acceleration effect of the powder. If the temperature is too high, the powder to be sprayed melts or is damaged, which is undesirable.

가스의 압력Gas pressure

저온분사 코팅시에는 수소, 헬륨, 아르곤 또는 이들의 혼합가스를 사용할 수 있는데, 이때 가스의 압력을 10~30bar로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 가스 압력은 분사된 입자가 충분한 에너지를 가지고 코팅층이 형성될 수 있도록 함과 동시에 부착된 이후에도 상기 부착상태가 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 중요한 인자이다. 상기 가스의 압력이 10bar 미만일 경우에는 분사되는 입자가 적층될 수 있을 정도의 충분한 속도 (critical velocity)를 가지지 못하여 모재에 부착하지 못하게 되며, 반대로 상기 가스의 압력이 30bar를 초과할 경우에는 모재에 부착할 때에는 용이하게 부착될 수 있으나, 입자로부터 전해지는 충격에 의한 반발 에너지를 견디지 못하고 박리되어 버리는 현상이 발생할 수 있다.In the low temperature spray coating, hydrogen, helium, argon, or a mixed gas thereof may be used. In this case, the pressure of the gas is preferably adjusted to 10 to 30 bar. The gas pressure is an important factor that allows the sprayed particles to have a sufficient energy to form a coating layer and at the same time to maintain the adhesion state even after being attached. When the pressure of the gas is less than 10bar, the particles to be sprayed do not have a critical velocity enough to stack, and thus do not adhere to the base material. On the contrary, when the pressure of the gas exceeds 30bar, it adheres to the base material. When it can be attached easily, but may not be able to withstand the repulsion energy due to the impact transmitted from the particles may be a phenomenon that peels off.

분사체 입자의 직경Diameter of injector particles

분사체의 직경은 코팅성을 결정하는 중요한 인자이다. 저온 분사의 경우, 만일 입자의 직경이 너무 작을 경우에는 입자가 가진 운동에너지가 충분하지 않아 코팅시 적층율이 떨어지게 되며, 반대로 입자의 직경이 너무 클 경우에는 가스가 입자를 충분히 가속시키지 못하여 입자가 코팅되기 어렵게 된다. 따라서, 입자의 직경은 일정한 범위의 것을 사용하는 것이 바람직한데, 효과적인 입자 구상당 직경의 범위는 5~200㎛인 것이 바람직하다.The diameter of the spray is an important factor in determining the coatability. In the case of low temperature spraying, if the diameter of the particle is too small, the kinetic energy of the particle is insufficient, so that the lamination rate during coating decreases. On the contrary, when the particle diameter is too large, the gas does not accelerate the particle sufficiently and the particle becomes difficult. It becomes difficult to coat. Therefore, although the diameter of particle | grains is preferable to use the thing of a fixed range, it is preferable that the range of the diameter per effective particle spherical form is 5-200 micrometers.

이상에서 살펴본 바와 같은 적절한 코팅 방법을 선택하고, 그에 맞는 공정변수를 채용할 경우 본 발명에서 제조하고자 하는 박판을 제조하기 위한 코팅층을 용이하게 형성할 수 있다.When selecting an appropriate coating method as described above, and employing the appropriate process parameters it can easily form a coating layer for producing a thin plate to be prepared in the present invention.

상기와 같은 과정에 의해 제조된 금속 박판은 그 자체로도 사용가능하지만, 박판 제조를 위해 분말이 코팅된 후 냉각되면서 수축이 될 수 있는데, 냉각시 하부에 존재하는 중간층과의 열팽창율이 상이하므로 수축시 응력이 발생될 수 있다. 따라서, 경우에 따라서는 정해진 용도에 사용하기에 부적합할 정도로 박판이 취약해질 우려가 있으므로 상기 박판에 가해진 잔류응력을 제거하는 열처리가 후속되는 것이 보다 바람직하다. The metal sheet produced by the above process can be used as such, but may be contracted while being cooled after the powder is coated to manufacture the sheet, since the thermal expansion rate with the intermediate layer present at the bottom during cooling is different. Stress may be generated during shrinkage. Therefore, in some cases, there is a possibility that the thin plate is weak enough to be unsuitable for use in a predetermined use, and therefore, it is more preferable to perform a heat treatment to remove the residual stress applied to the thin plate.

상기 열처리 조건은 사용되는 재료의 종류에 따라 달라지므로 그 온도와 처리시간 및 분위기를 일률적으로 특정하는 것이 어렵다. 다만, 각 재료별로 설정된 뜨임(tempering) 조건에 맞추어 실시하는 것이 바람직하다. 상기, 뜨임 이라 함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 각 재료의 종류에 맞추어 그 온도와 유지시간등을 용이하게 변경하여 실시할 수 있는 것으로 본 명세서에서 특별히 그 조건을 정의할 필요는 없다.Since the heat treatment conditions vary depending on the type of material used, it is difficult to uniformly specify the temperature, treatment time and atmosphere. However, it is preferable to carry out according to the tempering conditions set for each material. The term "tempering" means that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can easily change the temperature and the holding time, etc. according to each type of material, and specifically define the conditions in the present specification. There is no need to do it.

다만, 본 발명에서 사용가능한 재료의 경우에는 상기 뜨임 열처리는 재료의 물성에 따라 조금씩 달라질 수 있지만 200~1500℃의 온도에서 1~24시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 상기 뜨임 열처리 온도가 너무 높을 경우에는 재료의 상변태가 일어나는 등의 과정에 의해 재료에 변형이 발생할 우려가 있어 바람직하지 않으며, 반대로 온도가 너무 낮을 경우에는 잔류 응력 제거효과를 얻기 어렵다. 또한, 뜨임 열처리 시간이 너무 짧을 경우에는 충분한 잔류 응력 제거효과를 얻을 수 없으며, 반대로 열처리 시간이 너무 길 경우에는 더이상의 효과를 얻을 수 있는데도 유지시간만 길어지기 때문에 제조비용의 상승을 초래할 수 있다.However, in the case of the material usable in the present invention, the tempering heat treatment may vary slightly depending on the physical properties of the material, but is preferably performed at a temperature of 200 to 1500 ° C. for 1 to 24 hours. If the tempering heat treatment temperature is too high, there is a possibility that deformation may occur in the material by a process such as phase transformation of the material, which is not preferable. On the contrary, when the temperature is too low, it is difficult to obtain a residual stress removing effect. In addition, when the tempering heat treatment time is too short, it is not possible to obtain a sufficient residual stress removal effect, on the contrary, if the heat treatment time is too long, even if longer effects can be obtained because the maintenance time is long, it may cause an increase in manufacturing cost.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, it is necessary to note that the following examples are intended to illustrate and illustrate the present invention, but not to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

(실시예)(Example)

열용사 코팅Thermal spray coating

하기와 같은 과정을 통하여 열용사 코팅법을 이용하여 원통형 박판을 제조하였다.A cylindrical thin plate was manufactured by using a thermal spray coating method through the following process.

박판제조에 사용된 지지체로는 두께 1cm인 STS 430 재질의 스테인레스 강판을 사용하였다. 상기 지지체의 표면에 NaCl 분말을 열용사 방법에 의해 약 100㎛의 두께로 코팅하여 열용사 코팅에 필요한 피사체를 제조하였다.As a support for the thin plate manufacturing, a stainless steel sheet made of STS 430 having a thickness of 1 cm was used. NaCl powder was coated on the surface of the support to a thickness of about 100 μm by a thermal spraying method to prepare a subject required for thermal spraying coating.

그 후 구상당 직경이 50~80㎛ 범위의 입도 분포를 가진 알루미늄 분말을 분사하였다. 코팅 장비는 상기 도 1에 도시한 것과 유사한 형태의 장비로서 미국의 Sultz-Meco 사의 APS (Arc Plasma Spray) 장비를 이용하였으며, 수소와 아르곤을 분사 가스로 사용하였다. 사용된 가스의 온도는 12000~15000℃ 범위에서 제어하였으며, 가스유량은 아르곤의 경우 100 SCFH로 하였으며, 수소는 5 SCFH로 하였다.Thereafter, aluminum powder having a particle size distribution in the range of 50-80 μm in diameter was sprayed. The coating equipment was a type of equipment similar to that shown in FIG. 1, using an APS (Arc Plasma Spray) equipment manufactured by Sultz-Meco, USA, and hydrogen and argon were used as injection gases. The temperature of the used gas was controlled in the range of 12000 ~ 15000 ℃, the gas flow rate was 100 SCFH for argon, hydrogen was 5 SCFH.

또한, 노즐과 기판과의 거리는 약 100mm로 정하였으며, 알루미늄 입자가 빈틈없이 코팅될 수 있도록 하기 위하여 노즐을 200mm/s의 속도로 이동시키면서 전면 코팅을 수행하였다. In addition, the distance between the nozzle and the substrate was set to about 100 mm, and the front coating was performed while moving the nozzle at a speed of 200 mm / s so that aluminum particles could be coated without gaps.

상기 방법으로 제조한 지지체/NaCl/박판 코팅층 적층체의 사진을 도 5에 나타내었다. 도 5에서 볼 수 있듯이 지지체 위에 중간층인 NaCl이 선 적층 된 상태이며 그 위에 알루미늄이 코팅되어 둥근 원통형의 박판을 형성하고 있다. 그리고 도 6은 NaCl 층에 수분을 가하여 용해시킨 후 그 위의 알루미늄 박판을 분리시킨 후의 사진이다.  A photograph of the support / NaCl / thin coating layer laminate prepared by the above method is shown in FIG. 5. As shown in FIG. 5, NaCl, which is an intermediate layer, is linearly stacked on a support, and aluminum is coated thereon to form a round cylindrical thin plate. And Figure 6 is a photograph after separating the thin aluminum plate after dissolving by adding water to the NaCl layer.

도면에서 볼 수 있듯이, 지지체의 형태와 유사한 형태를 갖춘 원통형 박판이 본 발명에 의해 용이하게 제조될 수 있음을 알 수 있다.As can be seen in the drawings, it can be seen that a cylindrical thin plate having a form similar to that of the support can be easily produced by the present invention.

(저온분사 코팅)(Low temperature spray coating)

하기와 같은 과정을 통하여 저온분사 코팅법을 이용하여 원통형 박판을 제조하였다.A cylindrical thin plate was manufactured by using a low temperature spray coating method through the following procedure.

박판제조에 사용된 지지체로는 두께 1cm STS 430 재질의 스테인레스 강판을 사용하였다. 상기 지지체의 표면에 저융점 금속인 납을 열용사 방법에 의해 약 100㎛의 두께로 코팅하여 열용사 코팅에 필요한 피사체를 제조하였다As a support for the thin plate manufacturing, a stainless steel plate made of 1 cm thick STS 430 material was used. Lead, which is a low melting point metal, was coated on the surface of the support to a thickness of about 100 μm by a thermal spraying method to prepare a subject for thermal spraying coating.

그 후 구상당 직경이 50~80㎛ 범위의 입도 분포를 가진 구리 분말을 분사하 였다. 코팅 장비는 상기 도 4에 도시한 것과 유사한 형태의 장비로서 독일의 CGT 사의 CGT 3000 저온분사 장비를 이용하였으며, 질소와 헬륨을 분사 가스로 사용하였다. 사용된 가스의 온도는 200~500℃ 범위에서 제어하였으며, 가스의 압력은 10~25bar 범위에서 제어하였다.Thereafter, a copper powder with a particle size distribution in the range of 50-80 μm in diameter was sprayed. The coating equipment used was a CGT 3000 low temperature spraying equipment of CGT, Germany, as a type of equipment similar to that shown in FIG. 4, and nitrogen and helium were used as injection gases. The temperature of the gas used was controlled in the range of 200 ~ 500 ℃, the pressure of the gas was controlled in the range of 10 ~ 25bar.

도 7에서 볼 수 있듯이, 지지체의 형태와 유사한 형태를 갖춘 평평한 박판이 본 발명에 의해 용이하게 제조될 수 있음을 알 수 있다.As can be seen in Figure 7, it can be seen that a flat sheet having a form similar to that of the support can be easily produced by the present invention.

본 실시예에서 나타낸 것은 실험적 범위에서 다소 작은 원통형의 지지체 또는 판형 지지체 위에 형성된 박판에 관한 것이지만, 지지체의 크기와 형상을 변경함에 따라 박판의 형태는 자유롭게 변경가능하다는 것에 유의할 필요가 있다. 그러므로, 대형의 평평한 형태의 대형 박판이나 보다 복잡한 형태의 박판 역시 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있다.Although shown in the present embodiment relates to a thin plate formed on a somewhat smaller cylindrical support or plate-shaped support in the experimental range, it is to be noted that the shape of the thin plate can be freely changed as the size and shape of the support is changed. Therefore, large flat sheets of large flat shape or thin plates of more complicated shapes can also be produced by the method of the present invention.

도 1은 열용사 코팅 장치의 구성을 나타낸 배치도,1 is a layout view showing the configuration of a thermal spray coating apparatus,

도 2는 열용사시 분사되는 분말을 가열하는 과정을 나타낸 모식도,Figure 2 is a schematic diagram showing a process of heating the powder is sprayed during thermal spraying,

도 3은 열용사 코팅에서 사용되는 노즐의 일례를 간단하게 도시한 모식도,3 is a schematic diagram schematically showing an example of a nozzle used in a thermal spray coating;

도 4는 저온분사 코팅 장치의 구성을 나타낸 배치도,4 is a layout view showing the configuration of a low temperature spray coating apparatus;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 관형 박판이 적층된 적층체를 촬영한 사진, 5 is a photograph of a laminate in which the tubular thin plates manufactured according to one embodiment of the present invention are stacked;

도 6은 도 5의 적층체에서 박판을 분리한 결과를 촬영한 사진, 그리고6 is a photograph of the result of removing the thin plate from the laminate of FIG. 5, and

도 7은 본 발명의 또다른 일 실시예에 의해 제조된 평판형 박판이 적층된 적층체를 촬영한 사진이다.FIG. 7 is a photograph of a laminate in which plate-shaped thin plates manufactured according to another embodiment of the present invention are stacked. FIG.

Claims (7)

지지체를 준비하는 단계; Preparing a support; 상기 지지체 표면에 중간층을 도포하는 단계; Applying an intermediate layer to the support surface; 상기 중간층이 도포된 지지체에 분사코팅을 실시하여 박판이 적층된 지지체를 얻는 단계; 및 상기 박판이 코팅된 지지체에서 중간층의 일부 또는 전부를 제거함으로써 박판을 분리하는 단계;Spray coating the support on which the intermediate layer is applied to obtain a support on which a thin plate is laminated; Separating the thin plate by removing some or all of the intermediate layer from the thin plate coated support; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판의 제조방법.Method for producing a thin plate comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 분사코팅법은 열용사 코팅법 또는 저온분사코팅법인 것을 특징으로 하는 박판의 제조방법.The method of claim 1, wherein the spray coating method is a thermal spray coating method or a low temperature spray coating method. 제 2 항에 있어서, 상기 분사코팅법이 열용사 코팅법일 경우 상기 중간층은 수용성 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박판의 제조방법.The method of claim 2, wherein the intermediate layer is made of a water-soluble ceramic when the spray coating method is a thermal spray coating method. 제 3 항에 있어서, 상기 수용성 세라믹으로 이루어진 중간층은 수분을 가하여 제거하는 것을 특징으로 하는 박판의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the intermediate layer made of the water-soluble ceramic is removed by adding water. 제 2 항에 있어서, 상기 분사코팅법이 저온분사 코팅법일 경우 상기 중간층은 저융점 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박판의 제조방법.The method of claim 2, wherein the intermediate layer is made of a low melting point metal when the spray coating method is a low temperature spray coating method. 제 5 항에 있어서, 상기 저융점 금속으로 이루어진 중간층을 용융시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 박판의 제조방법.The method of manufacturing a thin plate according to claim 5, wherein the intermediate layer made of the low melting point metal is melted and removed. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박판을 분리하는 단계 이후에 얻어진 박판에 대하여 뜨임(tempering) 처리를 더 하는 것을 특징으로 하는 박판의 제조방법.The method for manufacturing a thin plate according to any one of claims 1 to 6, further comprising a tempering treatment on the thin plate obtained after the separating of the thin plate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170072624A (en) * 2015-12-17 2017-06-27 재단법인 포항산업과학연구원 Method of forming a composite including metal and ceramic
KR101853110B1 (en) * 2012-12-20 2018-04-27 재단법인 포항산업과학연구원 Method for coating with metals having high melting temperature

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