KR20100071759A - Method of forming a composite including metal and ceramic - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 금속/세라믹 복합재 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 고상 상태에서 저온 스프레이 장치를 사용하여 금속/세라믹 복합재를 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal / ceramic composite forming method. More particularly, the present invention relates to a method of forming a metal / ceramic composite using a low temperature spray apparatus in a solid state.
일반적으로 저온 스프레이 장치는 1 내지 50 ㎛ 크기 정도의 분말 입자를 질소, 헬륨, 공기 등의 고압가스를 이용하여 입자 속도를 300 내지 1200 m/sec의 속도로 가속시키면 모재와 코팅소재에 따른 임계속도에 다다르면 코팅이 시작되는 코팅 공정을 실시하는 장치를 말한다.In general, the low temperature spray apparatus accelerates the particle velocity at a speed of 300 to 1200 m / sec using high pressure gas such as nitrogen, helium, or air with a particle size of about 1 to 50 μm, and thus the critical velocity according to the base material and the coating material. It refers to a device that performs a coating process when the coating starts.
이러한 저온 스프레이 장치는 코팅소재를 용융시키지 않고 순수한 고상 상태의 공정을 통하여 실시된다. 이러한 저온 스프레이 장치를 분말 입자를 가속시키기 위해 가스를 400 내지 600℃ 범위로 예열하여 같은 압력에서 높은 가스 속도를 얻도록 한다. 저온 스프레이 장치를 사용하여 금속/세라믹 복합재를 형성하려는 많은 연구가 현재 진행되고 있으나 실질적으로 산업계에서 요구되는 수율과 품질을 만족시키기에는 부족한 것이 현실이다. This low temperature spray apparatus is carried out through a pure solid state process without melting the coating material. This low temperature spray apparatus preheats the gas in the range of 400 to 600 ° C. to accelerate the powder particles to achieve a high gas velocity at the same pressure. Many studies are currently underway to form metal / ceramic composites using low temperature spray devices, but the reality is that they are not sufficient to meet the industrial yield and quality requirements.
특히, 조대한 세라믹 입자를 사용하는 경우 저온 스프레이 장치를 사용하여 복합재 형성시 분율이 저하되며 품질 및 생산 수율이 극히 열악해지는 문제점이 있었다.In particular, in the case of using coarse ceramic particles, there is a problem in that the fraction is lowered at the time of forming a composite using a low temperature spray device and the quality and production yield are extremely poor.
본 발명의 목적은 상대적으로 조대한 세라믹 입자를 이용하여 저온 스프레이 장치를 통해서 금속/세라믹 복합재를 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method by which a relatively coarse ceramic particle can be used to effectively produce a metal / ceramic composite through a low temperature spray apparatus.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 입경의 제1 금속 분말, 세라믹 분말 및 제1 입경보다 큰 제2 입경을 갖는 제2 금속 분말을 준비한다. 이어서, 제1 금속 분말, 제2 세라믹 분말 및 제2 금속 분말을 코팅을 위해 주가스와 함께 혼합 분사하여 코팅한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a first metal powder of a first particle diameter, a ceramic powder and a second metal powder having a second particle diameter larger than the first particle diameter are prepared. Subsequently, the first metal powder, the second ceramic powder and the second metal powder are mixed and sprayed together with the main gas for coating.
상기 제1 금속 분말은 순수 금속, 혼합 금속 또는 합금일 수 있다. 제1 금속 분말은 알루미늄, 구리, 주석, 철, 코발트 또는 이들의 합금일 수 있다. 제2 금속 분말은 제1 금속 분말과 동종일 수 있다. 제2 금속 분말을 제1 금속 분말과 이종일 수 있다. 제1 입경은 약 1㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 제2 입경은 약 20㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다. 세라믹 분말은 제1 금속 분말에 대해 약 1 내지 약 20 부피%의 함량을 가질 수 있다. 세라믹 분말은 알루미나, 실리콘 카바이드, 텅스텐 카바이드 또는 다이아몬드를 포함할 수 있다. 세라믹 분말은 금속으로 도포될 수 있다. 세라믹 분말은 약 1㎛ 내지 약 200㎛의 입경을 가질 수 있다. 제2 금속 분말은 제1 금속 분말 대비 약 1부피% 내지 50부피%의 함량을 가질 수 있다.The first metal powder may be a pure metal, a mixed metal or an alloy. The first metal powder may be aluminum, copper, tin, iron, cobalt or alloys thereof. The second metal powder may be the same as the first metal powder. The second metal powder may be heterogeneous with the first metal powder. The first particle diameter may be about 1 μm to about 50 μm. The second particle diameter may be about 20 μm to about 200 μm. The ceramic powder may have a content of about 1 to about 20 volume percent relative to the first metal powder. The ceramic powder may comprise alumina, silicon carbide, tungsten carbide or diamond. The ceramic powder may be applied with a metal. The ceramic powder may have a particle diameter of about 1 μm to about 200 μm. The second metal powder may have a content of about 1% by volume to 50% by volume relative to the first metal powder.
본 발명에 따르면, 저온분사 금속/세라믹 적층시 세라믹 적층효율을 향상시켜 경제성을 증가시킬 수 있으며 상대적으로 조대한 세라믹 적층이 가능하다.According to the present invention, it is possible to increase the economic efficiency by improving the ceramic lamination efficiency during low-temperature spray metal / ceramic lamination and relatively coarse ceramic lamination is possible.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 저온 분사 금속/세라믹 복합재 형성 방법들을 설명한다. 여기서 i) 첨부된 도면들에 도시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수, 동작 등은 개략적인 것으로 다소 변경될 수 있다. ii) 도면은 관찰자의 시선으로 도시되기 때문에 도면을 설명하는 방향이나 위치는 관찰자의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. iii) 도면 번호가 다르더라도 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다. iv) '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. v) 단수로 설명되는 경우 다수로도 해석될 수 있다. vi) 수치, 형상, 크기의 비교, 위치 관계 등이 '약', '실질적' 등으로 설명되지 않아도 통상의 오차 범위가 포함되도록 해석된다. vii) '~후', '~전', '이어서', '그리고', '여기서', '후속하여' 등의 용어가 사용되더라도 시간적 위치를 한정하는 의미로 사용되지는 않는다. viii) '제1', '제2' 등의 용어는 단순히 구분의 편의를 위해 선택적, 교환적 또는 반복적으로 사용되며 한정적 의미로 해석되지 않는다. ix) '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우 '바로'가 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 개재될 수도 있다. x) '비교예'는 단순히 비교를 위해 사용된 것으로서 반드시 종래 기술을 의미하는 것은 아니며 본 발명의 보호범위에 속하는 기술과 같이 종래에 알려지지 않은 기술일 수 있다. xi) 부분들 이 '~또는'으로 연결되는 경우 부분들 단독 뿐만 아니라 조합도 포함되게 해석되나 '~또는 ~중 하나'로 연결되는 경우 부분들 단독으로만 해석된다.Hereinafter, a method of forming a low temperature sprayed metal / ceramic composite will be described with reference to the accompanying drawings. I) The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, operations, and the like shown in the accompanying drawings may be changed to be rough. ii) Since the drawings are shown with the eyes of the observer, the direction or position for describing the drawings may be variously changed according to the positions of the observers. iii) The same reference numerals may be used for the same parts even if the reference numbers are different. iv) When 'include', 'have', 'consist', etc. are used, other parts may be added unless 'only' is used. v) When described in the singular, the plural can also be interpreted. vi) Even if numerical values, shapes, sizes comparisons, positional relations, etc. are not described as 'about' or 'substantial', they are interpreted to include a normal error range. vii) The terms 'after', 'before', 'following', 'and', 'here', and 'following' are not used to limit the temporal position. viii) The terms 'first', 'second', etc. are merely used selectively, interchangeably or repeatedly, for convenience of distinction and are not to be interpreted in a limiting sense. ix) If the positional relationship between two parts is described as 'upper', 'upper', 'lower' or 'next', etc., one or more Other parts may be interposed. x) 'Comparative Example' is merely used for comparison and does not necessarily mean a prior art, but may be a technique that is not known in the art, such as a technique falling within the protection scope of the present invention. xi) When parts are connected by 'or', they are interpreted to include not only parts but also combinations, but only when parts are connected by 'or'.
저온 스프레이 장치Low temperature spray device
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 예열 장치가 구비된 저온 스프레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 분말 예열 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a low-temperature spray device having a powder preheating device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view schematically showing the powder preheating device of FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분말 예열 장치가 구비된 저온 스프레이 장치(100)는, 공급되는 가스의 공급량을 컨트롤하는 가스 컨트롤부(10)와, 가스 컨트롤부(10)의 가스 공급 컨트롤을 통하여 공급된 가스를 히팅하는 가스 히터(20)와, 가스 콘트롤부(10)의 공급량 컨트롤로 가스의 일부를 공급받아 코팅 분말을 공급하는 분말 송급장치(30)와, 분말 송급장치(30)로 공급된 코팅 분말과 가스 히터(20)로 가열된 가스를 혼합하는 혼합챔버(50)와, 혼합챔버(50)와 분말 송급장치(30) 간에 장착되어 분말 송급장치(30)로 공급된 코팅 분말을 예열하는 분말 예열장치(40)와, 분말 예열장치(40)와 가스 히터(20)를 컨트롤하여 온도를 조절하는 컨트롤부(60)를 구비한다. 참조번호 70은 분사노즐을 말한다.As shown in Fig. 1 and 2, the low-
상기 가스 컨트롤부(10)는 가스의 공급량을 컨트롤한다. 즉, 이동되는 주가스(11)는 가스 히터(20)로 이동되도록 하며, 그 일부의 가스(13)는 분말 송급장치(30)로 이동되도록 한다. 가스 히터(20)는 가스 컨트롤부(10)를 통하여 공급되는 주가스(11)를 히팅하여 혼합챔버(30)로 전송한다. 분말 송급장치(30)는 코팅 분말 을 공급하는 장치를 말한다. 가스 컨트롤부(10)로부터 공급된 가스를 이용하여 코팅 분말을 분말 예열장치(40)로 전송한다.The
상기 분말 예열장치(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 분말 송급장치(30)와 혼합 챔버(50) 간에 설치되는 하우징(41)과, 하우징(41)에 장착되며 저항 가열이 실시되는 가열장치(43)와, 하우징(41) 내에 스크류 형상으로 형성되어 코팅 분말을 이송하는 코팅 분말 이송관(45)을 구비한다. 가열장치(43)는 하우징(41) 내부를 가열하기 위한 것으로 저항선으로 구비되어 저항가열을 실시함이 바람직하다. 즉, 저항선의 발열을 통하여 분말 이송관(45)으로 이송되는 코팅 분말을 간접 가열한다. As shown in FIG. 2, the
상기 분말 이송관(45)은 하우징(41) 내에 스크류 형상으로 적어도 5회전 이상으로 형성된다. 이러한 분말 이송관(45)의 스크류 형상을 통하여 하우징(41) 내에서의 코팅분말의 체류 시간이 길어지게 된다. 이에 따라 하우징(41)의 저항선을 통한 간접 가열을 통하여 분말 이송관(45)을 따라 이송되는 코팅 분말의 예열이 실시된다. 분말 이송관(45)의 재질은 고온 부식방지를 위하여 스테인레스 스틸 재질로 구비됨이 바람직하다. 이러한 분말 이송관(45)을 통하여 예열된 코팅 분말은 혼합 챔버(30)로 전송된다. 이러한 분말 예열장치(40)와 가스히터(20)는 컨트롤부(60)를 통하여 온도 조절이 실시된다. 컨트롤부(60)는 컴퓨터로 구비될 수 있다.The
상기 혼합챔버(50)는 예열된 코팅 분말과 주가스를 혼합한다. 이러한 혼합챔버(50)를 통하여 혼합된 코팅 분말과 주가스는 분사노즐(70)을 통하여 코팅 대상체(71)에 분사되어 코팅이 실시된다.The
금속/세라믹 복합재 형성 방법How to Form Metal / Ceramic Composites
본 발명의 일 실시예에 따른 금속/세라믹 복합재 형성 방법은 도 1 및 2에 도시된 저온 스프레이 장치를 사용하여 수행된다. 저온 스프레이 장치에 대해서는 이미 도 1 및 2에서 설명되었는바 중복되는 설명은 생략한다.The metal / ceramic composite forming method according to one embodiment of the present invention is performed using the low temperature spray apparatus shown in FIGS. 1 and 2. Since the low temperature spray device has already been described with reference to FIGS. 1 and 2, redundant descriptions thereof will be omitted.
도 1 및 2에서 설명된 저온 스프레이 장치를 통해 저온 분사 공정을 수행할 수 있으며 이러한 저온 분사 공정은 고상 상태의 공정으로서 금속의 소성 변형을 통하여 코팅이 이루어진다.The low temperature spraying process may be performed through the low temperature spraying apparatus described in FIGS. 1 and 2, and the low temperature spraying process is a solid state process, and the coating is performed through plastic deformation of a metal.
이러한 저온 분사 공정은 수십 mm의 상대적으로 두꺼운 두께의 코팅이 가능하며 금속 소재의 상변태나 산화가 일어나지 않아 원래 분말의 특징을 그대로 유지할 수 있다는 장점이 있다.This low temperature spraying process can be coated with a relatively thick thickness of several tens of millimeters, there is an advantage that the characteristics of the original powder can be maintained as the phase transformation or oxidation of the metal material does not occur.
따라서 저온 분사 공정을 사용한 금속/세라믹 복합재 형성은 히트 싱크 (heat sink), 다이아몬드 연마 휠 등 다양한 산업 분야에 적용이 가능하다. 특히 최근 절삭 및 연마에 사용되는 다이아몬드 공구, 톱날, 자동차 부품 등에 적용의 필요성이 증가하고 있다.Therefore, metal / ceramic composite formation using a low temperature spraying process can be applied to various industrial fields such as heat sinks and diamond grinding wheels. In particular, the necessity of application to diamond tools, saw blades, automotive parts, and the like, which are recently used for cutting and polishing, is increasing.
그러나 이러한 저온 분사 공정은 단점으로서 금속과 세라믹 복합 재료를 코팅시 세라믹 분율이 상대적으로 저하될 수 있다. 따라서 세라믹 분율을 향상시키는 것이 중요하다.However, this low temperature spraying process has a disadvantage that the ceramic fraction may be relatively lowered when coating the metal and ceramic composite material. Therefore, it is important to improve the ceramic fraction.
구체적으로 금속에 세라믹 부피분율이 10%인 분말을 사용하여 코팅시, 코팅층에서의 세라믹의 부피분율은 10% 보다 낮은 값을 보이며, 세라믹의 크기가 증가할수록 그 저하 현상은 심하게 나타나며 이러한 현상은 하기의 실험을 통해 알 수 있다.Specifically, when coating the metal with a powder having a ceramic volume fraction of 10%, the volume fraction of the ceramic in the coating layer is lower than 10%, and as the size of the ceramic increases, the deterioration phenomenon is severe. This can be seen through the experiment.
세라믹 분말의 부피 분율 관련 실험을 위해 약 5㎛ 내지 약 50㎛의 금속 입자를 준비하였으며 금속 입자의 평균 입경은 약 25㎛로 하였다. 여기에 금속 분말 대비 부피비가 약 10%이고 다이아몬드인 세라믹 분말을 입자 크기를 변화시키면서 혼합시켜 도 1 및 2에 도시된 저온 스프레이 장치를 사용하여 금속/세라믹 복합재를 형성하였다.For the experiment related to the volume fraction of the ceramic powder, metal particles of about 5 μm to about 50 μm were prepared, and the average particle diameter of the metal particles was about 25 μm. Here, the ceramic powder, which is about 10% by volume relative to the metal powder and diamond, was mixed while changing the particle size to form a metal / ceramic composite using the low temperature spray apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
하기의 [표 1]은 본 실험에서 형성된 금속/세라믹 복합재 내에서 세라믹 입자 크기에 따른 세라믹 부피 분율을 나타낸다.Table 1 below shows the ceramic volume fraction according to the ceramic particle size in the metal / ceramic composite formed in this experiment.
[표 1] TABLE 1
[표 1]을 참조하면, 세라믹 입자의 크기가 커지면 세라믹 부피 분율이 작아져 적층 효율이 작아지고, 세라믹 입자의 크기가 작아지면 세라믹 부피 분율이 커져 적층 효율이 커진다.Referring to [Table 1], when the size of the ceramic particles increases, the ceramic volume fraction decreases, and the lamination efficiency decreases. When the size of the ceramic particles decreases, the ceramic volume fraction increases, the lamination efficiency increases.
따라서 [표 1]의 결과에 따르면 100㎛ 이상의 세라믹 적층은 거의 불가능하다. 이러한 점은 다이아몬드 연마휠 제작과 같이 약 3 부피% 내지 약 15 부피%의 다이아몬드 부피 분율을 요구시 되며 약 1㎛에서 약 200㎛의 다양한 크기의 다이아몬드 입자의 사용이 필요한 경우, 조립한 다이아몬드 입자는 적층 효율이 낮아져 문제가 된다.Therefore, according to the results of [Table 1], it is almost impossible to laminate ceramics larger than 100 μm. This requires a diamond volume fraction of about 3% by volume to about 15% by volume, such as in the manufacture of a diamond abrasive wheel, and when diamond particles of various sizes ranging from about 1 μm to about 200 μm are required, the assembled diamond particles Lamination efficiency becomes low and becomes a problem.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 금속/세라믹 복합재 형성 방법에 따르면, 제1 입경의 제1 금속 분말, 세라믹 분말 및 제1 입경보다 큰 제2 입경을 갖는 제2 금속 분말을 준비한다. 그리고 제1 금속 분말, 제2 세라믹 분말 및 제2 금속 분말을 코팅을 위해 주가스와 함께 혼합 분사하여 코팅하여 금속/세라믹 복합재 형성한다.Therefore, according to the metal / ceramic composite forming method according to an embodiment of the present invention, a first metal powder, a ceramic powder of a first particle size and a second metal powder having a second particle size larger than the first particle size are prepared. The first metal powder, the second ceramic powder, and the second metal powder are mixed and sprayed together with the main gas for coating to form a metal / ceramic composite.
상기 제1 금속 분말은 순수 금속, 혼합 금속 또는 합금일 수 있다. 구체적으로 제1 금속 분말은 알루미늄, 구리, 주석, 철, 코발트 또는 이들의 합금일 수 있다. 그리고 제2 금속 분말은 제1 금속 분말과 동종일 수 있다. 이와 다르게 제2 금속 분말을 제1 금속 분말과 이종일 수도 있다.The first metal powder may be a pure metal, a mixed metal or an alloy. Specifically, the first metal powder may be aluminum, copper, tin, iron, cobalt, or an alloy thereof. And the second metal powder may be the same as the first metal powder. Alternatively, the second metal powder may be different from the first metal powder.
제1 금속 분말은 제1 입경을 갖고, 여기서 제1 입경은 약 1㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 이는 제1 입경은 약 1㎛ 미만인 경우 제1 금속 분말을 제공하는 비용이 상대적으로 많으며, 반면에 약 50㎛를 초과하는 경우 적층 효율이 저하될 여지가 있기 때문이다.The first metal powder has a first particle diameter, where the first particle diameter may be about 1 μm to about 50 μm. This is because, when the first particle diameter is less than about 1 μm, the cost of providing the first metal powder is relatively high, whereas when the first particle diameter is larger than about 50 μm, the lamination efficiency may be reduced.
제2 금속 분말은 제2 입경을 갖고, 여기서 제2 입경은 약 20㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다. 제2 금속 분말은 입경이 큰 세라믹 분말들의 적층율을 높이기 위해서 추가로 요구되는 것이다. 제2 입경에 제한을 둔 이유는 제2 입경이 약 20㎛ 미만인 경우 입경이 큰 세라믹 분말들의 적층율이 효과적으로 증대되지 않으며, 반면에 약 200㎛를 초과하는 경우 최종적으로 형성된 금속/세라믹 복합재의 표면 프로파일이 열화되기 때문이다. 또한, 제2 금속 분말은 제1 금속 분말 대비 약 1부피% 내지 50부피%의 함량을 가질 수 있는데 이 이유는 상술한 범위에서 조립질 세라믹 분말의 적층율이 현저히 증가하기 때문이다.The second metal powder has a second particle diameter, where the second particle diameter may be about 20 μm to about 200 μm. The second metal powder is additionally required to increase the lamination rate of the ceramic powder having a large particle size. The reason for limiting the second particle diameter is that the lamination rate of ceramic powders having a large particle size is not effectively increased when the second particle diameter is less than about 20 μm, whereas the surface of the finally formed metal / ceramic composite is larger than about 200 μm. This is because the profile is degraded. In addition, the second metal powder may have a content of about 1% by volume to 50% by volume relative to the first metal powder because the lamination rate of the coarse ceramic powder is significantly increased in the above-described range.
여기서 세라믹 분말은 제1 금속 분말에 대해 약 1 내지 약 20 부피%의 함량을 갖는데 이는 상기 부피%에서 세라믹의 적층율이 높아 금속/세라믹 복합재내에서 세라믹 분율이 높게 유지될 수 있기 때문이다. 그리고 세라믹 분말은 알루미나, 실리콘 카바이드, 텅스텐 카바이드 또는 다이아몬드일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 상술한 세라믹 분말들은 단독 또는 혼합으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 금속과의 접착력 향상을 위해 세라믹 분말은 금속으로 도포될 수 있다. Here, the ceramic powder has a content of about 1 to about 20% by volume relative to the first metal powder, because the stacking rate of the ceramic at the volume% is high, so that the ceramic fraction may be maintained in the metal / ceramic composite. The ceramic powder may be alumina, silicon carbide, tungsten carbide or diamond, but is not limited thereto. The above-described ceramic powders may be used alone or in combination. In addition, according to an embodiment of the present invention, the ceramic powder may be applied as a metal in order to improve adhesion to the metal.
세라믹 분말은 약 1㎛ 내지 약 200㎛의 입경을 가질 수 있다. 여기서 약 1㎛ 내지 약 100㎛의 범위까지는 제1 금속 분말에 의해서 효과적으로 증착되며 약 100㎛ 내지 약 200㎛의 범위까지는 제2 금속 분말에 의해서 효과적을 증착되기 때문에 전체적으로 세라믹 분말의 증착율이 높아진다.The ceramic powder may have a particle diameter of about 1 μm to about 200 μm. In this case, the deposition rate of the ceramic powder is increased as a result of being effectively deposited by the first metal powder in the range of about 1 μm to about 100 μm and by the second metal powder in the range of about 100 μm to about 200 μm.
금속/세라믹 복합재 형성 실험 Metal / Ceramic Composite Formation Experiment
종래의 방법에 따라 제1 금속 분말과 세라믹 분말만을 이용하여 코팅을 실시하였다. 구체적으로 알루미늄 크기 50×100×5(ｔ) 시편에 하기의 [표 2]의 저온 분사 공정 조건을 사용하여 코팅을 실시하였다. 도 3에 도시된 제1 금속 분말은 약 5㎛ 내지 약 45㎛의 입도를 갖는 Cu20%Sn(무게비) 분말로 평균 입도는 약 19㎛이었다. 그리고 제1 금속 분말 대비 부피비 약 10%의 다이아몬드인 도 4에 도시된 세라믹 분말을 제1 금속 분말과 혼합하여 [표 2]의 공정 조건을 사용하여 코팅을 실시 하였다. 사용된 세라믹 분말의 평균 입경은 약 64㎛이었다.Coating was performed using only the first metal powder and the ceramic powder according to a conventional method. Specifically, coating was performed on the
[표 2]TABLE 2
도 5는 종래의 방법에 따라 코팅을 수행하였을 경우 형성된 복합재의 단면 조직 사진이다.Figure 5 is a cross-sectional texture picture of the composite formed when the coating is performed according to the conventional method.
도 5를 참조하면, 다이아몬드 입자의 상대적으로 적음을 알 수 있다. 이는 분사 과정에서 다이아몬드 입자가 반발하여 제거되었기 때문이다.Referring to Figure 5, it can be seen that the relatively small number of diamond particles. This is because diamond particles were removed by repulsion during the spraying process.
종래의 방법과 동일하게 수행하되 본 발명에 따른 방법으로 약 80㎛의 입경을 갖는 알루미늄인 제2 금속 분말을 제1 금속 분말 대비 약 5%의 부피가 되도록 혼합하여 복합재를 형성하였다.In the same manner as in the conventional method, but the composite according to the present invention by mixing a second metal powder of aluminum having a particle size of about 80㎛ to a volume of about 5% of the first metal powder.
도 6은 본 발명의 방법에 따라 코팅을 수행하였을 경우 형성된 복합재의 단면 조직 사진이다.Figure 6 is a cross-sectional tissue picture of the composite formed when the coating is performed according to the method of the present invention.
도 6을 참조하면, 다이아몬드 입자가 도 4와 비교하였을 경우 상대적으로 많음을 알 수 있다. 이는 제2 금속 분말인 알루미늄 입자가 다이아몬드의 분율 상승에 기여를 했기 때문이다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the diamond particles are relatively large when compared with FIG. 4. This is because aluminum particles, which are the second metal powders, contributed to the increase in the fraction of diamond.
하기의 [표 3]에 상술한 종래와 본 발명의 방법에 사용된 사용 분말과 최종 적으로 형성된 코팅층에서의 다이아몬드 분율을 표시하였다.Table 3 below shows the diamond fraction in the powder used and the coating layer finally used in the conventional and inventive methods described above.
[표 3][Table 3]
[표 3]을 참조하면, 기존 분말에 알루미늄 입자 약 5%를 혼합하여 코팅을 수행한 경우 종래에 알루미늄 입자를 사용하지 않은 경우 보다 다이아몬드 분율이 2배 이상 상승됨을 알 수 있다.Referring to [Table 3], when the coating is performed by mixing about 5% of the aluminum particles with the existing powder, it can be seen that the diamond fraction is more than doubled when the aluminum particles are not used in the related art.
이상, 본 발명의 실시예들을 설명하였지만 실시예들은 단지 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 보호범위를 설명하기 위한 '예'들이며 본 발명의 보호범위를 한정하지 않는다. 또한, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위와 기술적으로 균등한 범위까지 확대될 수 있다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described, the examples are merely examples for describing the protection scope of the present invention described in the claims and do not limit the protection scope of the present invention. In addition, the protection scope of the present invention can be extended to the technically equivalent range of the claims.
도 1은 저온 스프레이 장치를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic view for explaining a low temperature spray device.
도 2는 도 1에 설명된 분말 예열 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a schematic view of the powder preheating device described in FIG. 1.
도 3은 금속/세라믹 복합재 형성에 사용된 다이아몬드 입자를 촬영한 사진이다.3 is a photograph of diamond particles used to form the metal / ceramic composite.
도 4는 금속/세라믹 복합재 형성에 사용된 제1 금속 입자인 구리주석합금을 촬영한 사진이다.4 is a photograph of a copper tin alloy which is a first metal particle used to form a metal / ceramic composite.
도 5는 종래의 방법에 의해서 형성된 금속/세라믹 복합재를 촬영한 사진이다.5 is a photograph of a metal / ceramic composite formed by a conventional method.
도 6은 본 발명의 방법에 의해서 형성된 금속/세라믹 복합재를 촬영한 사진이다.6 is a photograph of a metal / ceramic composite formed by the method of the present invention.
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