KR20120061805A - 코팅 조성물 - Google Patents

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KR20120061805A
KR20120061805A KR1020127002233A KR20127002233A KR20120061805A KR 20120061805 A KR20120061805 A KR 20120061805A KR 1020127002233 A KR1020127002233 A KR 1020127002233A KR 20127002233 A KR20127002233 A KR 20127002233A KR 20120061805 A KR20120061805 A KR 20120061805A
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에디 니섬
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헌프렌코 프리시즌 엔지니어즈 리미티드
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Abstract

본 발명은 기판을 코팅하기 위한 코팅 조성물로, 중량% 1.5이상 3이하의 탄소; 중량% 10이상 15이하의 크롬; 중량% 1이상 3이하의 철; 중량% 15미만의 니켈; 중량% 1이상 3미만의 실리콘; 중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및 나머지 중량%의 코발트를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다.

Description

코팅 조성물 {Coating Composition}
본 발명은 코팅 조성물에 관련된 것으로, 특히 유리 가공 산업에서 사용되는 금속 기판을 코팅하기 위한 것이다. 본 발명은 코팅 조성물로 칠해진 물건에 확장할 수 있으며, 특히 표면에 코팅 조성물을 결합하는 유리 가공 산업을 위한 플런저에서 적용이 가능하다.
원하는 모양과 크기로 유리를 가공하는 기술은 오랫동안 개발되어져 왔는데, 이러한 가공 기술은 유리의 점성이 가공될 수 있을 정도로 충분히 낮은 값을 가질 수 있는 온도까지 가열하는 것을 필요로 한다. 유리의 가공온도는 유리가 사용되는 유형에 따라 달라지나, 일반적으로 약 500?600℃이다.
유리를 단지나 병과 같은 용기로 가공하는 것은 대규모 공장에서 이루어진다. 공장에서 유리용기를 만드는 두 가지 주요 방법은 “프레스 앤드 블로우” 방식과 “블로우 앤드 블로우” 방식으로 알려진 방식들이다. 두 방식 모두에서 유리는 가공온도보다 높은 온도에서 몰드 안으로 밀려들어간다. 프레스 앤드 블로우 방식에서는, 처음으로 유리는 부분적으로 가공된 용기를 만들기 위해 플런저를 사용하여 몰드 안으로 압축되어 들어가며, 그런 후에 가스를 부분적으로 가공된 용기에 불어내어 최종 용기를 만들어 낸다.
프레스 앤드 블로우 기술에서 사용되는 플런저는 일반적으로 금속기판(일반적으로 주철이나 강철)으로 만들어지는데, 그 표면에는 코팅물질이 피복된다. 표면 코팅물질은 유리가공 단계에서 겪게 되는 높은 온도를 견딜 수 있도록 설계되며, 또한 조건에 맞는 윤활과 마모능력을 제공한다.
플런저를 코팅하는데 사용되는 것으로 알려진 표면코팅 물질은 종종 높은 니켈 함유량을 갖는 텅스텐 카바이드에 근본으로 두고 있다. 그러나, 그러한 물질들은 높은 작동온도에서 문제점을 보여줄 수 있으며, 가공된 유리 용기에 니켈 공동(nickel voids)과 같은 문제점을 야기할 수 있다. 그러한 용기들은 폐기한 후 다시 만들 수 밖에 없다. 더욱이 산업계에서는 유리용기 가공을 위한 고속 기계 장치에 대한 요구가 있는데, 유리 용기 가공을 위해서는 여전히 높은 작동 온도가 요구되고 있는 바, 종래 사용되던 코팅 물질들에서 나타나고 있는 문제점들을 더 악화시키고 있을 뿐이다.
본 발명은 유리가공산업에서 사용되는 플런저에 사용되는 코팅 물질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 기판을 피복하기위한 코팅물질에 관한 것이며, 코팅합성물은
중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
중량% 10이상 15이하의 크롬;
중량% 1이상 3이하의 철;
중량% 15미만의 니켈;
중량% 1이상 3미만의 실리콘;
중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
나머지 중량%의 코발트; 를 포함한다.
유리한 장점으로, 상기에서 언급한 구성물을 가지는 피복은 적은 양의 니켈을 가지며, 그리하여 이전 기술과 관련된 문제들을 피하게 된다. 그러나, 이러한 코팅은 우수한 열저항, 마모성 그리고 윤활능력을 가지고 있으며, 그리하여 기존 조성물에 비하여 뛰어난 성질을 갖는다.
기판은 금속기판이고, 주철 또는 강철인 것이 바람직하다.
코팅 조성물은 가용성 합성물(fusible composition)인 것이 바람직하다.
“가용성 합성물”이라는 것은 합성물이 적절한 조건의 온도에서 용융되어 공급될 수 있는 것으로, 냉각이 이루어진 이후에, 단일 고체물로 형성 될 수 있는 것을 의미한다. 이러한 단일 고체물은 용융 물질(fused material)로 불릴 수 있다.
붕소는 코팅조성물에서 약 1.5이상 2.0이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
탄소는 코팅조성물에서 약 2이상 2.75이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
크롬은 코팅조성물에서 약 11이상 13이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
철은 코팅조성물에서 약 1.75이상 2.5이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
니켈은 코팅조성물에서 약 8이상 15이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 좀 더 바람직하게는 10이상 13이하의 중량%의 양으로 존재한다.
실리콘은 코팅조성물에서 약 1.5이상 2.25이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
텅스턴은 코팅조성물에서 약 15이상 50이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
코발트는 코팅조성물에서 약 10이상 60이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 좀 더 바람직하게는 약 14.5이상 57.25이하의 중량%의 양으로 존재한다. 코발트는 코팅합성물에서 약 20이상 40이하 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
코팅 조성물은 분말형태인 것이 바람직하다..
본 발명의 다른 일 실시예는 물건에 관한 것으로, 그 물건은 코팅합성물로부터 만들어진 코팅이 있는 운송부를 포함하며, 상기 코팅합성물은
중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
중량% 10이상 15이하의 크롬;
중량% 1이상 3이하의 철;
중량% 15미만의 니켈;
중량% 1이상 3미만의 실리콘;
중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
나머지 중량%의 코발트; 를 포함한다.
운송부는 금속을 포함하는 것이 바람직하며, 주철이나 강철을 포함하는 것이 바람직하다.. 운송부는 아마도 주철이나 강철 막대일 것이다.
한편, 상술한 물건은 유리가공산업에서 사용되는 플런저인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 유리가공산업에서 사용되는 플런저에 관한 것으로, 플런저는 코팅 조성물로부터 만들어진 피복이 포함된 금속 운송부를 포함하며, 상기 코팅 합성물은
중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
중량% 10이상 15이하의 크롬;
중량% 1이상 3이하의 철;
중량% 15미만의 니켈;
중량% 1이상 3미만의 실리콘;
중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
나머지 중량%의 코발트; 를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 운송부에 코팅 조성물을 용융시키는 방법으로 물건을 만드는 방법에 관한 것으로, 그 물건은 코팅합성물로부터 만들어진 코팅이 있는 운송부를 가지고 있으며, 코팅합성물은
중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
중량% 10이상 15이하의 크롬;
중량% 1이상 3이하의 철;
중량% 15미만의 니켈;
중량% 1이상 3미만의 실리콘;
중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
나머지 중량%의 코발트; 를 포함한다.
가급적으로 코팅합성물은 초고속화염용사법(High Velocity Oxy Fuel, HVOF) 용접으로 운송부분에 결합된다.
여기서 결합된 모든 특징들은 상기의 어떠한 실시예와 조합으로 이루어질 수 있다.
발명에 대한 더 많은 이해를 위해서, 그리고 유사하게 수행되는 구체적인 예를 보여주기 위해, 참고사항들이 실시예의 방법으로 아래에 이어지는 도면과 예시된 공식들로부터 만들어 질수 있다.
서론에서 검토한 바와 같이 플런저는 유리가공산업에서 이용될 수 있다. 그러나본 발명에서 가용성 성분이 융합된 코팅합성물은 이전 기술에 비해 열저항, 마모, 윤활력 등의 여러 이점을 제공한다.
도1은 유리 가공에 사용되며, 본 발명이 적용되는 가용성 합성물을 가지는 플런저의 부분 단면도이다.
도1은 약간 테이퍼진 형태로 길게 연장 형성되는 샤프트 부재 (104)와 단면이 원형인 기본부 (106)으로 이루어진 플런저 (102)를 도시한다. 플런저(102)는 코팅물질(110)이 융합된 강철 중심인 (108)을 포함한다. 코팅합성물은 0.3mm에서 0.8mm의 두께를 가진다. 코팅합성물은 본 발명에서 가용성 합성물이고 본 발명의 기술분야에서 널리 사용되고 있는 초고속화염용사법(High Velocity Oxy Fuel, HVOF) 용접에 의해 강철 중심부에 결합된다.
플런저는 초고속화염용사법(High Velocity Oxy Fuel, HVOF) 용접에 이해 가용성 물질이 융합된 AISI-SAE 8620 Heat Treatable Low Alloy (HTLA) 강철로 만들어진다.
플런저의 접촉기면과 코팅 합금에 적용된 가용성 물질은 중량측정, 부피측정, IR 연소 그리고 유도결합플라즈마 질량분석법 (inductively coupled plasma mass spectrometry techniques, ICP-MS)에 의해 분석한 결과 아래 구성을 갖는다.
붕소: 1.97 중량%
탄소: 2.58 중량%
코발트: 33.23 중량%
크롬: 11.68 중량%
철: 1.82 중량%
니켈: 13.00 중량%
실리콘: 1.72 중량%
텅스텐: 34.00 중량%
상기에서 언급한 코팅 물질이 용융 결합된 플런저는 기존 플런저에 비하여 더 높은 온도와 속도에서 작동할 수 있으며, 이는 높은 온도와 빠른 속도의 측면에서 더 높은 수율과 값싼 비용면에서 이점이 있다.
추가로, 플런저는 유리에서의 니켈 공동(nickel voids)과 같이, 니켈이 포함된 코팅 물질과 관련된 문제점을 극복한 코팅 물질로 피복된다.
본 출원과 함께 제출되거나 본 출원 이전에 제출된 그리고 본 명세서와 관련하여 공개된 자료 및 출원에 관련하여 주의가 요구되며, 그러한 자료 및 출원들은 본 출원에 대해서 참조자료로 활용할 수 있다.
본 명세서에 나타난( 어떠한 참조 청구항, 이론 그리고 그림을 포함하는), 그리고/또는 개시된 어떠한 방법 또는 과정의 모든 단계의 특징들은 적어도 특징 그리고/또는 단계가 상호 배타적인 경우의 결합을 제외하고는 어떠한 결합으로도 결합될 수 있다.
본 명세서에 나타난(어떠한 참조 청구항, 이론 그리고 그림들) 각 특징들은 명백히 다른 것으로 규정된 것이 아니라면 같거나 동등하거나 또는 유사한 목적을 가진 것들로 대체될 수 있다. 그러므로, 명백히 다른 것으로 규정된 것이 아니라면, 각각 나타난 특징들은 그와 동등하거나 유사한 특징들의 일반적인 실시예에 불과하다.
본 발명은 선행 실시예로 부터 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 나타난(어떠한 참조 청구항, 이론 그리고 그림들) 각 특징들에 대한 어떠한 새로운 발명 또는 새로운 조합에 적용될 수 있으며, 어떠한 방법 또는 과정의 단계에 대한 새로운 기술 또는 새로운 조합에 적용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
    중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
    중량% 10이상 15이하의 크롬;
    중량% 1이상 3이하의 철;
    중량% 15미만의 니켈;
    중량% 1이상 3미만의 실리콘;
    중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
    나머지 중량%의 코발트; 를 포함하는, 기판 코팅을 위한 코팅 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 가용성 조성물인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 붕소는 중량% 1이상 2이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  4. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 탄소는 중량% 2이상 2.75이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  5. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 크롬은 중량% 11이상 13이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 철은 중량% 1.75이상 2.5이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 니켈은 중량% 8이상 15이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  8. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 실리콘 중량% 1.5이상 2.25이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  9. 제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 텅스텐은 중량% 15이상 50이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  10. 제1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물에 함유되는 코발트 중량% 10이상 60이하인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 가루 형태인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  12. 중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
    중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
    중량% 10이상 15이하의 크롬;
    중량% 1이상 3이하의 철;
    중량% 15미만의 니켈;
    중량% 1이상 3미만의 실리콘;
    중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
    나머지 중량%의 코발트; 를 포함하는 코팅 조성물에 의해 피복이 형성되어있는 캐리어부를 포함하는 물건.
  13. 제12항에 있어서, 상기 캐리어부는 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 물건.
  14. 유리 가공에 이용되는 플런저로,
    상기 플런저는 코팅 조성물에 의해 코팅이 형성되어 있는 금속 캐리어부를 포함하며,
    상기 코팅 조성물은,
    중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
    중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
    중량% 10이상 15이하의 크롬;
    철은 1이상 3이하의 철;
    중량% 15미만의 니켈;
    중량% 1이상 3미만의 실리콘;
    중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
    나머지 중량%의 코발트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 플런저.
  15. 캐리어부에 코팅 조성물을 용융 피복하는 단계를 포함하는 물건 제조 방법으로, 상기 코팅 조성물은,
    중량% 1이상 2.5이하의 붕소;
    중량% 1.5이상 3이하의 탄소;
    중량% 10이상 15이하의 크롬;
    철은 1이상 3이하의 철;
    중량% 15미만의 니켈;
    중량% 1이상 3미만의 실리콘;
    중량% 10이상 55미만의 텅스텐; 및
    나머지 중량%의 코발트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물건 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 초고속화염용사법(High Velocity Oxy Fuel, HVOF) 용접에 의해 상기 캐리어부에 용융 피복되는 것을 특징으로 하는 물건 제조 방법.
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