KR20180057556A - 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층 및 그 제조 방법 - Google Patents

치밀 구조의 자기 전도성 코팅층 및 그 제조 방법 Download PDF

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포샨 순더 메이디 일렉트리컬 히팅 어플라이언시스 메뉴팩쳐링 코., 리미티드
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Abstract

본 발명은 층상 코팅층으로서 기재 표면에 코팅된, 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층에 관한 것이다. 상기 자기 전도성 코팅층은 냉 분사 코팅 프로세스로 제조되며, 자기 전도성 코팅층의 공극율은 0.05~0.25%이다. 본 발명에 따른 자기 전도성 코팅층은 치밀도가 높고, 결합력이 강하며 쉽게 탈락되지 않는 특징을 가지고, 공극율이 0.05~0.25%이며, 자기 전도성 코팅층의 결합력과 전자기 가열 파워를 높이는 유익한 효과를 구비하며, 이 범위보다 작으면, 프로세스 과정 실시가 어려운 문제점을 야기하며, 이 범위보다 크면, 자기 전도성 코팅층의 결합력과 전자기 가열 파워가 낮아지는 문제점을 야기한다. 본 발명은 또한 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법 및 자기 전도성 코팅층을 포함한 솥체와 조리 기구에 관한 것이다.

Description

치밀 구조의 자기 전도성 코팅층 및 그 제조 방법{DENSE STRUCTURE OF THE MAGNETIC COATING LAYER AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 솥 관련 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
알루미늄 합금, 304스테인리스강 등의 재질은 가전제품에서 널리 이용되나, 이들 비자성 또는 약한 자기 전도성 재질의 솥의 전자기 가열 기능은 이상적이지 않다. 예를 들어, 알루미늄으로 제조된 IH 가열 압력 밥솥 또는 프라이팬 등에 대해, 종래의 프로세스에서는 부분적으로 열압 브레이징 또는 리베팅 방법을 이용하여 서브스트레이트(substrate) 솥의 바닥부에 한 층의 자기 전도성 430스테인리스강 박판을 제조한다. 그러나 이 두 가지 프로세스는 솥체의 고위 복합 바닥(高位複底)스테인리스 강판의 문제점을 해결할 수 없으며, 그 전자기 가열 파워가 작다. 특히 후자의 리베팅 프로세스는 알루미늄 솥의 바닥에 철판(또는 430스테인리스강) 복합 프로세스를 진행할 경우, 철판(또는 430스테인리스강)에 다수의 구멍을 뚫어야 하나, 이렇게 하게 되면 벌크의 치밀성이 떨어지고, 그의 자기유도선을 절단하는 밀도가 저하될 수 있어, 그의 전자기 가열의 와류 효과가 저하되며 가열 파워가 상응하게 저하된다. 솥 바닥부에 치밀한 자기 전도성 코팅층을 일정하게 제조하면 상기 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다.
냉 분사 코팅(cold spray) 기술을 이용하여, 이들 솥 바닥부에 치밀도가 높은 한 층의 자성의 자기 전도성 코팅층을 형성하여, 양호한 전자기 가열 효과를 구현한다. Fe、Ni、Co、Fe-Si 합금、430스테인리스강 등의 미세 분말을 원재료로 하고 냉 분사 코팅의 프로세스 파라미터를 제어하여 공극율이 낮은 치밀 구조의 자성의 자기 전도성 코팅층(0.05~0.5%)을 제조하면, 비자성 또는 약자성 솥의 전자기 가열 효율을 현저히 높일 수 있다(최대 출력 파워가 1600~2000W에 달함).
상기 냉 분사 코팅 기술에 의해 알루미늄 솥 바닥부에 제조한 자기 전도성 코팅층의 성능은 열 분사 코팅으로 제조한 자기 전도성 코팅층보다 현저히 우월하다. 또한, 부분적으로 종래의 알루미늄 합금/복합 바닥 스테인리스 강판, 또는 알루미늄 합금/스테인리스강 복합판으로 제조된 솥 또는 취사 도구를 대신하여, IH 가열 소형 가전제품의 제조 비용을 현저히 낮추고 신속하고도 고효율적인 전자기 가열의 목적을 이룰 것으로 기대된다. 여기서 IH는 Induction Heating의 약자인 바, 전자기 유도에 의한 2차 전류(와전류)가 피가열 재료를 흐를 때 발생하는 줄 열량(Joule's heat)을 이용하는 것을 가리킨다.
종래 기술에 존재하는 문제점을 감안하여, 본 발명이 해결해고자 하는 기술적 과제는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층을 제공하는 것이다. 상기 자기 전도성 코팅층은 냉 분사 코팅 기술의 프로세스 파라미터를 엄격히 제어하여 획득하며, 치밀성이 좋고, 쉽게 탈락되지 않으며, 성능이 안정적이고, 대량으로 안정적으로 적용될 수 있다. 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상술한 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상술한 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층을 포함한 솥체와 솥을 제공하는 것이다. 상기 솥은 전자기 가열 효과가 양호하다.
본 발명이 상기 기술적 과제를 해결하는 기술적 수단은 아래와 같다. 층상 코팅층으로서 기재 표면에 코팅된 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층에 있어서, 상기 자기 전도성 코팅층은 냉 분사 코팅 프로세스로 제조되며, 상기 자기 전도성 코팅층의 공극율은 0.05~0.25%이다.
바람직하게, 상기 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.1~0.6mm이다.
냉 분사 코팅(CS: Cold Spray)은 공기 역학적 분사 코팅법이라고도 하며, 일정한 가소성을 가지는 고속 고체 입자가 서브스트레이트와 충돌한 후, 강렬한 가소성 변형을 거쳐 침적 현상이 발생하여 자기 전도성 코팅층을 형성하는 방법을 가리킨다. 통상적인 조건에서, 일반적인 개념은 고체 입자가 어느 서브스트레이트와 충돌한 후, 서브스트레이트에 대한 고체 입자의 침식 작용이 발생하는 것이다.
본 발명의 유익한 효과로서, 상기 자기 전도성 코팅층은 치밀도가 높고, 결합력이 강하며, 쉽게 탈락되지 않는 특징을 가지며, 공극율이 0.05~0.25%로서 자기 전도성 코팅층의 결합력과 전자기 가열 파워를 높이는 유익한 효과를 구비하며, 이 범위보다 작으면, 프로세스 과정 실시가 어려운 문제점을 야기하며; 이 범위보다 크면, 자기 전도성 코팅층의 결합력과 전자기 가열 파워가 낮아지는 문제점을 야기한다.
나아가, 상기 자기 전도성 코팅층은 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속의 분말을 분사 코팅 대기 구조의 표면에 냉 분사 코팅하여 형성되는 코팅층이다.
나아가, 상기 작업 기체는 공기, 헬륨기체 및 질소기체 중의 하나 또는 다수이다.
나아가, 상기 자기 전도성 금속은 Fe, Ni, Co, Fe-Si 및 스테인리스강 중에서 선택된 하나 또는 다수의 혼합이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, Fe, Ni, Co, Fe-Si 및 스테인리스강은 각각 양호한 자기 전도성율 특징을 구비하며, 이들 분말에 의해 제조된 자기 전도성 코팅층은 양호한 전자기 가열 효과를 가진다.
나아가, 상기 자기 전도성 금속의 분말 입도는 1~50μm이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 비교적 작은 입도의 자기 전도성 금속 분말을 이용하므로 자기 전도성 코팅층의 치밀성과 결합력을 높이는데 유리하다. 분말 입도가 너무 높으면, 자기 전도성 코팅층의 표면이 거칠어지고, 자기 전도성 코팅층의 치밀성이 떨어지는 등의 문제점을 쉽게 야기한다.
본 발명이 상술한 다른 기술적 과제를 해결하는 기술적 수단은 아래와 같다. 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법에 있어서, 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속의 분말을 분사 코팅 대기 구조의 표면에 냉 분사 코팅하는 단계를 포함한다.
나아가, 상기 작업 기체는 공기, 헬륨기체 및 질소기체 중의 하나 또는 다수이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 공기, 헬륨기체 및 질소기체는 각각 분위기를 보호하는 특징을 가지므로, 자기 전도성 코팅층의 제조 과정에서, 자기 전도성 코팅층의 기재 분말이 대량으로 산화되지 않도록 보호하는 효과가 있다.
나아가, 상기 냉 분사 코팅의 분사 압력은 1~3.5Mpa이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 상술한 압력을 이용하므로, 자기 전도성 코팅층이 양호한 결합력을 가지도록 하는데 유리하다. 압력이 너무 높으면, 이후에 분사 코팅되는 분말이 침적되기 어렵고, 자기 전도성 코팅층의 두께가 증가될 수 없는 문제점을 야기하며; 압력이 너무 작으면, 금속 분말의 속도가 금속 분말이 침적하는 임계 속도보다 낮아 시종 서브스트레이트의 표면에 침적되지 않는 문제점을 야기한다.
나아가, 상기 냉 분사 코팅의 분사 온도는 573~1273K이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 상술한 온도를 사용하므로 자기 전도성 코팅층의 치밀성과 결합력 등을 높이는데 유리하다. 온도가 너무 높으면, 스프레이 건(spray gun)이 장기간 고온에 견뎌야 하므로 부품이 쉽게 손상되는 문제점을 야기하며; 압력이 너무 낮으면, 자기 전도성 코팅층의 결합력과 치밀성이 떨어지는 등의 문제점을 야기한다.
나아가, 상기 냉 분사 코팅의 기체 속도는 1~2.4m3/min이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 상술한 기체 속도를 이용하므로, 분말 입자가 충분한 속도(분말 입자가 침적되는 임계 속도보다 조금 높음)를 구비하도록 확보하는데 유리하고, 분말이 효과적으로 침적될 수 있다. 기체 속도가 너무 빠르면, 입자의 비행 속도가 너무 빨라, 기존의 자기 전도성 코팅층을 침식하게 되므로, 이후의 자기 전도성 코팅층이 침적하기 어려운 문제점을 야기하며; 기체 속도가 너무 늦으면, 분말 입자의 비행 속도가 늦고, 분말이 솥체 표면에 침적하기 어려운 문제점을 야기한다.
나아가, 상기 냉 분사 코팅의 자기 전도성 분말의 수송 속도는 5~15kg/h이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 상술한 수송 속도를 이용하므로, 분말의 유효 침적율을 높이는데 유리하다. 수송 속도가 너무 빠르면, 분말의 평균 비행 속도가 떨어지고, 분말의 침적율이 떨어지는 문제점을 야기하며; 수송 속도가 너무 늦으면, 분말의 유효 침적율이 떨어지는 문제점을 야기한다.
나아가, 상기 냉 분사 코팅의 분사 거리는 10~50mm이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 상술한 분사 거리를 이용하므로, 자기 전도성 코팅층의 침적 효율을 높이는데 유리하다. 분사 거리가 너무 멀면, 입자가 서브스트레이트 표면까지 비행시의 속도가 너무 늦어, 침적하기 어려운 문제점을 야기하며; 분사 거리가 너무 가까우면, 입자가 서브스트레이트 표면까지 비행시의 속도가 너무 빨라, 이전에 제조된 자기 전도성 코팅층을 침식하므로, 이후 자기 전도성 코팅층이 두껍게 침적되기 어려운 문제점을 야기한다.
나아가, 상기 냉 분사 코팅의 소비파워는 15~55kW이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 상술한 소비파워를 이용하므로, 보호 기체를 효과적으로 가열하는데 유리하며, 뜨거운 보호 기체는 분말이 적합한 분사 코팅 온도에 도달하도록 분말에 대해 바람직한 예열을 진행할 수 있다. 소비파워가 너무 높으면, 기체 온도가 너무 높아져, 쉽게 노즐의 밀봉환 등이 손상되는 문제점을 야기하며; 소비파워가 너무 낮으면, 보호 기체의 가열 온도가 낮아져, 분말의 예열 온도가 충분하지 않아, 자기 전도성 코팅층의 결합력이 좋지 않는 등의 문제점을 야기한다.
나아가, 상기 자기 전도성 금속은 Fe, Ni, Co, Fe-Si 및 스테인리스강에서 선택된 하나 또는 다수의 혼합이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, Fe, Ni, Co, Fe-Si 및 스테인리스강은 각각 양호한 자기 전도율 특징을 가지며, 이들 분말로 제조된 자기 전도성 코팅층은 양호한 전자기 가열 효과를 가진다.
나아가, 상기 자기 전도성 금속의 분말 입도는 1~50μm이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 비교적 작은 입도의 자기 전도성 금속 분말을 이용하므로 자기 전도성 코팅층의 치밀성과 결합력을 높이는데 유리하다. 분말 입도가 너무 높으면, 자기 전도성 코팅층의 표면이 거칠어지고, 자기 전도성 코팅층의 치밀성이 떨어지는 등의 문제점을 쉽게 야기한다.
나아가, 상기 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.1~0.6mm이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 자기 전도성 코팅층의 두께가 0.1~0.6mm이므로, 자기 전도성 코팅층이 양호한 전자기 가열 효과를 구비하도록 확보하는데 유리하고, 생산성을 높인다. 두께가 너무 두꺼우면, 생산성이 떨어지는 등의 문제점을 야기하고; 두께가 너무 얇으면, 자기 전도성 코팅층의 전자기 가열 파워가 낮아지는 문제점을 야기한다.
솥체에 있어서, 솥 본체와 상술한 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치하고, 솥 본체의 측벽 하부 및 바닥부 중의 적어도 하나에 위치한다.
나아가, 상기 솥 본체의 재질은 알루미늄 합금, 스테인리스강, 고강도 세라믹 및 고강도 유리 중의 하나 또는 다수이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 알루미늄 합금, 스테인리스강, 고강도 세라믹 및 고강도 유리는 비자기 전도성 또는 약 자기 전도성의 특징을 가지며, 그 표면에 자기 전도성 코팅층을 제조한 후, 모두 양호한 전자기 가열 효과를 가진다.
조리 기구에 있어서, 전자기 유도 코일과 상술한 솥체를 포함하며, 상기 전자기 유도 코일과 상기 자기 전도성 코팅층은 서로 대응하여 설치된다. 조리 기구는 솥일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
나아가, 상기 전자기 유도 코일의 상기 솥체로의 투영은 투영 존이며, 상기 투영 존은 상기 자기 전도성 코팅층 내에 위치하고, 상기 투영 존의 존 에지는 상기 자기 전도성 코팅층의 에지로부터 1mm이상 이격된다.
나아가, 상기 전자기 유도 코일과 상기 자기 전도성 코팅층의 외면 사이의 간격은 10mm 미만이다.
상술한 기술적 수단을 이용한 유익한 효과로서, 솥 자체가 높은 강도를 가지므로, 그 표면에 자기 전도성 코팅층을 저온 분사하여 효과적으로 침적할 수 있으며, 자기 전도성 코팅층의 특징에 따라 양호한 전자기 가열 효과를 확보한다.
도 1은 본 발명의 부분 구조 개략도이다.
도 2는 실시예 2의 공극율의 검출 결과이다.
이하, 구체적인 실시예를 결합하여 본 발명의 원리와 특징을 설명하기로 한다. 예시한 실시예는 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
본 발명은 층상 코팅층으로서 기재 표면에 코팅된, 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층에 있어서, 상기 자기 전도성 코팅층은 냉 분사 코팅 프로세스로 제조되며, 자기 전도성 코팅층의 공극율은 0.05~0.25%이다. 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.1~0.6mm인 것이 바람직하다.
본 발명은 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법을 더 개시하며, 상기 방법은, 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속의 분말을 분사 코팅 대기 구조의 표면에 냉 분사 코팅하는 단계를 포함한다.
상기 작업 기체는 공기, 헬륨기체 및 질소기체 중의 하나 또는 다수이다. 상기 냉 분사 코팅의 분사 압력은 1~3.5Mpa이다. 상기 냉 분사 코팅의 분사 온도는 573~1273K이다. 상기 냉 분사 코팅의 기체 속도는 1~2.4m3/min이다. 상기 냉 분사 코팅의 자기 전도성 분말의 수송 속도는 5~15kg/h이다. 상기 냉 분사 코팅의 분사 거리는 10~50mm이다. 상기 냉 분사 코팅의 소비파워는 15~55kW이다. 상기 자기 전도성 금속은 Fe, Ni, Co, Fe-Si 및 스테인리스강에서 선택된 하나 또는 다수의 혼합이다. 상기 자기 전도성 금속의 분말 입도는 1~50μm이다. 상기 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.1~0.6mm이다.
나아가, 상술한 프로세스 조건은 아래와 같을 수도 있다. 즉, 상기 작업 기체는 공기, 헬륨기체, 질소기체 중의 하나 또는 다수이다. 상기 냉 분사 코팅의 분사 압력은 1.8~2.5Mpa이다. 상기 냉 분사 코팅의 분사 온도는 1173~1273K이다. 상기 냉 분사 코팅의 기체 속도는 1.6~2.4m3/min이다. 상기 냉 분사 코팅의 자기 전도성 분말의 수송 속도는 7~10kg/h이다. 상기 냉 분사 코팅의 분사 거리는 20~40mm이다. 상기 냉 분사 코팅의 소비파워는 20~50kW이다. 상기 자기 전도성 금속은 Fe, Ni、Co, Fe-Si 및 스테인리스강에서 선택된 하나 또는 다수의 혼합이다. 상기 자기 전도성 금속의 분말 입도는 10~40μm이다. 상기 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.15~0.4mm이다. 자기 전도성 코팅층의 공극율은 0.1~0.24%이다.
솥체에 있어서, 솥 본체와 상술한 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치하되, 솥 본체의 측벽 하부 및 바닥부에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 알루미늄 합금, 스테인리스강, 고강도 세라믹 및 고강도 유리 중의 하나 또는 다수이다.
솥체를 제조할 경우, 솥 본체의 외면에 대해 서브스트레이트 예비 처리를 진행할 수 있으며, 상기 서브스트레이트의 예비 처리 방법은 솥 본체의 기재의 외면의 이물질에 대해 탈유 및 탈지 처리를 진행하는 것이다. 선택적으로, 서브스트레이트 예비 처리 전에, 솥 본체 기재 상의 분사 코팅 대기 표면에 대해 샌드 블라스팅을 진행한다.
조리 기구에 있어서, 전자기 유도 코일과 상술한 솥체를 포함하며, 상기 전자기 유도 코일과 상기 자기 전도성 코팅층은 서로 대응하여 설치된다.
상기 전자기 유도 코일의 상기 솥체로의 투영은 투영 존이며, 상기 투영 존은 상기 자기 전도성 코팅층 내에 위치하고, 상기 투영 존의 존 에지는 상기 자기 전도성 코팅층의 에지로부터 1mm 이상 이격된다. 상기 전자기 유도 코일과 상기 자기 전도성 코팅층 외면 사이의 간격은 10mm 미만이다.
이하, 일부 구체적인 실시예를 통해 구체적으로 설명한다.
냉 분사 코팅 시스템을 이용하는 바, 압축 공기가 자기 전도성 금속 분말을 임계 속도로 가속시켜 노즐을 거쳐 분사시킨다. 자기 전도성 금속 분말은 솥체의 외면에 정면 충돌한 후 물리적 변형이 발생한다. 자기 전도성 금속 분말은 충돌한 후 납작하게 변형되어 솥체 외면에 견고하게 부착되어, 치밀성이 매우 좋은 한 층의 자기 전도성층을 형성함으로써, 솥이 자기 전도성 성능을 갖도록 한다.
도면 중 도 1은 대표도이다. 도 1을 참고하면 도 1은 본 발명에 따른 냉 분사 코팅에 의한 자기 전도성 코팅층을 포함하는 솥의 부분 구조 개략도이다. 솥 본체(1)의 바닥부 또는 바닥부와 원호 과도 위치에 자기 전도성 코팅층(2)이 분사 코팅된다. 솥 본체(1)와 자기 전도성 코팅층(2) 사이는 주로 기계적 결합 방식으로 결합되며, 양자는 전자기 가열이 가능한 솥/취사 도구를 구성한다.
실시예 1
솥체에 있어서, 솥 본체와 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 알루미늄 합금이다.
냉 분사 코팅 프로세스를 이용하여 솥 본체에 자기 전도성 코팅층을 제조하되, 아래 단계를 포함한다.
1. 솥 본체 외면의 분사 코팅 대기 표면에 대해 탈유 및 탈지 처리를 진행한다.
2. 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속 분말을 솥 본체의 외면에 냉 분사 코팅하며, 상기 자기 전도성 금속 분말이 솥 본체의 표면에 자기 전도성 코팅층을 형성한다. 구체적인 프로세스 파라미터는 아래와 같다.
(1) 자기 전도성 분말은 순도가 99.0-99.8%인 Fe 분말에서 선택되고, 분말 입도는 10~20μm이며; 작업 기체는 고순도 질소기체를 이용하고, 질소기체의 순도는 99.99%이며, 분사 코팅 거리는 25~30mm이며; 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)는 1223~1273K이며; 소비파워는 20~35kW이며; 자기 전도성 분말의 수송 속도는 7~8kg/h이며; 분사 압력은 1.8~2.0Mpa이며; 기체 속도는 1.6~1.8m3/min이다.
(2) 제조된 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.15~0.2mm이고, 공극율은 0.14~0.16%이며; 상기 솥체를 장착한 솥의 전자기 가열 최대 파워는 1800W에 달한다.
실시예 2
솥체에 있어서, 솥 본체와 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 304스테인리스강이다.
냉 분사 코팅 프로세스를 이용하여 솥 본체에 자기 전도성 코팅층을 제조하되, 아래 단계를 포함한다.
1. 솥 본체의 외면의 분사 코팅이 불필요한 위치에 대해 차폐 도구를 사용하여 가림 처리를 진행한다.
2. 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속 분말을 솥 본체의 표면에 냉 분사 코팅하며, 상기 자기 전도성 금속 분말이 솥 본체의 표면에 자기 전도성 코팅층을 형성한다. 구체적인 프로세스 파라미터는 아래와 같다.
(1) 자기 전도성 분말은 순도가 99.0-99.8%인 Fe분말에서 선택되고, 분말 입도는 10~20μm이며; 작업 기체는 고순도 질소기체를 이용하고, 질소기체의 순도는 99.99%이며, 분사 코팅 거리는 25~30mm이며; 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)는 1173~1223K이며; 소비파워는 25~30kW이며; 자기 전도성 분말의 수송 속도는 8~9kg/h이며; 분사 압력은 2~2.1Mpa이며; 기체 속도는 1.8~2.0m3/min이다.
(2) 제조된 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.3~0.4mm이고, 공극율은 0.10~0.12%이며; 상기 솥체를 장착한 솥의 전자기 가열 최대 파워는 1840W에 달한다.
실시예 3
솥체에 있어서, 솥 본체와 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 알루미늄 합금이다.
냉 분사 코팅 프로세스를 이용하여 솥 본체에 자기 전도성 코팅층을 제조하되, 아래 단계를 포함한다.
솥 본체 외면의 분사 코팅이 불필요한 위치에 대해 차폐 도구를 사용하여 가림 처리를 진행한다. 상기 솥 본체는 알루미늄 합금 내솥이다.
작업 기체를 통해 자기 전도성 금속 분말을 솥 본체의 표면에 냉 분사 코팅하며, 상기 자기 전도성 금속 분말이 솥 본체의 표면에 자기 전도성 코팅층을 형성한다. 구체적인 프로세스 파라미터는 아래와 같다.
자기 전도성 분말은 순도가 99.0-99.5%인 Fe-Si 합금 분말을 선택하고, 분말 입도는 20~40μm이며; 작업 기체는 고순도 질소기체를 이용하고, 질소기체의 순도는 99.99%이며, 분사 코팅 거리는 25~40mm이며; 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)는 1173~1223K이며; 소비파워는 25~30kW이며; 자기 전도성 분말의 수송 속도는 7~9kg/h이며; 분사 압력은 1.8~2.1Mpa이며; 기체 속도는 1.8~2.0m3/min이다.
(2) 제조된 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.2~0.3mm이고, 공극율은 0.15~0.18%이며; 상기 솥체를 장착한 솥의 전자기 가열 최대 파워는 1780W에 달한다.
실시예 4
솥체에 있어서, 솥 본체와 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 알루미늄 합금이다.
냉 분사 코팅 프로세스를 이용하여 솥 본체에 자기 전도성 코팅층을 제조하되, 아래 단계를 포함한다.
1. 솥 본체 외면의 분사 코팅이 불필요한 위치에 대해 차폐 도구를 사용하여 가림 처리를 진행한다. 상기 솥 본체는 알루미늄 합금 내솥이다.
2. 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속 분말을 솥 본체의 표면에 냉 분사 코팅하며, 상기 자기 전도성 금속 분말이 솥 본체의 표면에 자기 전도성 코팅층을 형성한다. 구체적인 프로세스 파라미터는 아래와 같다.
(1) 자기 전도성 분말은 순도가 99.0-99.5%인 Ni 분말에서 선택되고, 분말 입도는 20~40μm이며; 작업 기체는 고순도 질소기체를 이용하고, 질소기체의 순도는 99.99%이며, 분사 코팅 거리는 30~40mm이며; 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)는 1223~1273K이며; 소비파워는 30~50kW이며; 자기 전도성 분말의 수송 속도는 8~10kg/h이며; 분사 압력은 2.3~2.5Mpa이며; 기체 속도는 2.0~2.2m3/min이다.
제조된 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.3~0.4mm이고, 공극율은 0.15~0.18%이며; 상기 솥체를 장착한 솥의 전자기 가열 최대 파워는 1750W에 달한다.
실시예 5
솥체에 있어서, 솥 본체와 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 고붕소 유리이다.
냉 분사 코팅 프로세스를 이용하여 솥 본체에 자기 전도성 코팅층을 제조하되, 아래 단계를 포함한다.
1. 솥 본체 외면의 분사 코팅이 불필요한 위치에 대해 차폐 도구를 사용하여 가림 처리를 진행한다. 상기 솥 본체는 고붕소 유리 내솥이다.
2. 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속 분말을 솥 본체의 외면에 냉 분사 코팅하며, 상기 자기 전도성 금속 분말이 솥 본체의 표면에 자기 전도성 코팅층을 형성한다. 구체적인 프로세스 파라미터는 아래와 같다.
(1) 자기 전도성 분말은 순도가 99.0-99.5%인 Fe 합금 분말에서 선택되고, 분말 입도는 20~40μm이며; 작업 기체는 고순도 헬륨기체를 이용하고, 헬륨기체의 순도는 99.9%이며, 분사 코팅 거리는 25~40mm이며; 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)는 1223~1273K이며; 소비파워는 30~40kW이며; 자기 전도성 분말의 수송 속도는 7~9kg/h이며; 분사 압력은 2.1~2.4Mpa이며; 기체 속도는 2.0~2.4m3/min이다.
(2) 제조된 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.2~0.3mm이고, 공극율은 0.18~0.2%이며; 상기 솥체를 장착한 솥의 전자기 가열 최대 파워는 1850W에 달한다.
실시예 6
솥체에 있어서, 솥 본체와 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 고강도 산화 알루미늄 세라믹 재질이다.
냉 분사 코팅 프로세스를 이용하여 솥 본체에 자기 전도성 코팅층을 제조하되, 아래 단계를 포함한다.
1. 솥 본체 외면의 분사 코팅이 불필요한 위치에 대해 차폐 도구를 사용하여 가림 처리를 진행한다. 상기 솥 본체는 고강도 산화 알루미늄 세라믹 내솥이다.
2. 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속 분말을 솥 본체의 외면에 냉 분사 코팅하며, 상기 자기 전도성 금속 분말이 솥 본체의 표면에 자기 전도성 코팅층을 형성한다. 구체적인 프로세스 파라미터는 아래와 같다.
(1) 자기 전도성 분말은 순도가 99.0-99.5%인 430스테인리스강 분말에서 선택되고, 분말 입도는 10~20μm이며; 작업 기체는 고순도 헬륨기체를 이용하고, 헬륨기체의 순도는 99.9%이며, 분사 코팅 거리는 25~40mm이며; 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)는 1123~1173K이며; 소비파워는 20~30kW이며; 자기 전도성 분말의 수송 속도는 7~9kg/h이며; 분사 압력은 1.8~2.0Mpa이며; 기체 속도는 1.7~2.0m3/min이다.
(2) 제조된 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.2~0.3mm이고, 공극율은 0.2~0.22%이며; 상기 솥체를 장착한 솥의 전자기 가열 최대 파워는 1760W에 달한다.
실시예 7
솥체에 있어서, 솥 본체와 자기 전도성 코팅층을 포함하며, 상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치한다. 상기 솥 본체의 재질은 304스테인리스강이다.
냉 분사 코팅 프로세스를 이용하여 솥 본체에 자기 전도성 코팅층을 제조하되, 아래 단계를 포함한다.
1. 솥 본체 외면의 분사 코팅이 불필요한 위치에 대해 차폐 도구를 사용하여 가림 처리를 진행한다. 상기 솥 본체는 304스테인리스강 내솥이다.
2. 작업 기체를 통해 자기 전도성 금속 분말을 솥 본체의 외면에 냉 분사 코팅하며, 상기 자기 전도성 금속 분말은 솥 본체의 표면에 자기 전도성 코팅층을 형성한다. 구체적인 프로세스 파라미터는 아래와 같다.
(1) 자기 전도성 분말은 순도가 99.0-99.5%인 Ni 분말에서 선택되고, 분말 입도는 10~40μm이며; 작업 기체는 고순도 질소기체를 이용하고, 질소기체의 순도는 99.99%이며, 분사 코팅 거리는 20~40mm이며; 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)는 1173~1123K이며; 소비파워는 20~35kW이며; 자기 전도성 분말의 수송 속도는 8~9kg/h이며; 분사 압력은 2.1~2.4Mpa이며; 기체 속도는 2.0~2.1m3/min이다.
(2) 제조된 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.2~0.3mm이고, 공극율은 0.22~0.24%이며; 상기 솥체를 장착한 솥의 전자기 가열 최대 파워는 1780W에 달한다.
비교예 1
실시예 1의 기초 위에 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)를 423~573K로 조절하였으며, 나머지는 모두 실시예 1과 동일하다.
비교예 2
실시예 1의 기초 위에 분사 코팅 온도(즉, 기체 가열 온도)를 573~632K로 조절하였으며, 나머지는 모두 실시예 1과 동일하다.
비교예 3
실시예 1의 기초 위에 분사 코팅 거리를 40~50mm로 조절하였으며, 나머지는 모두 실시예 1과 동일하다.
비교예 4
실시예 1의 기초 위에 분사 코팅 거리를 50~60mm로 조절하였으며, 나머지는 모두 실시예 1과 동일하다.
비교예 5
실시예 1의 기초 위에 분말 입도를 50~80μm로 조절하였으며, 나머지는 모두 실시예 1과 동일하다.
비교예 6
실시예 1의 기초 위에 분말 입도를 80~100μm로 조절하였으며, 나머지는 모두 실시예 1과 동일하다.
비교예 7
실시예 1의 기초 위에 분사 압력을 0.8~1.0Mpa로 조절하였으며, 나머지는 모두 실시예 1과 동일하다.
이하, 각 실시예 및 각 비교예에 대해 공극율, 결합력 및 전자기 가열 파워를 각각 검출하였다.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 공극율의 측정 결과이다. 공극율의 계산 방법은, 공극의 면적과 검출 대상 샘플 면적의 백분율이다. 검출 결과, 공극율은 0.12%이며, 이는 코팅층의 공극이 적고, 매우 치밀하며, 치밀성이 좋음을 설명한다.
공극율, 결합력 및 전자기 가열 파워의 검출 결과는 표 1과 같다.
명칭 공극율 결합력/ MPa 전자기 가열 파워/W
실시예 1 0.15% 28.6 1800
실시예 2 0.12% 32.3 1840
실시예 3 0.17% 24.9 1780
실시예 4 0.15% 26.5 1750
실시예 5 0.18% 29.2 1850
실시예 6 0.20% 30.5 1760
실시예 7 0.23% 27.1 1780
비교예 1 0.29% 21.6 1570
비교예 2 0.26% 22.7 1630
비교예 3 0.32% 20.4 1520
비교예 4 0.45% 17.7 1460
비교예 5 0.41% 18.5 1420
비교예 6 0.68% 17.2 1370
비교예 7 0.81% 15.6 1290
표 1의 데이터에서 볼 수 있듯이, 냉 분사 코팅의 프로세스 파라미터를 엄격히 제어함으로써, 비 자기 전도성 재질의 솥 또는 취사 도구의 표면에 치밀도가 높은 한 층의 자성 자기 전도성 코팅층을 제조할 수 있다. 비자성 재질 솥의 자기 전도성 성능을 효과적으로 구현하거나 또는 약한 자기 전도성 재질 솥의 전자기 가열 기능을 높일 수 있다. 그리고 상기 자기 전도성 코팅층의 결합력은 강하다. 자기 전도성 코팅층의 원재료는 자기 전도성 성능이 양호한 Fe, Ni, Co, Fe-Si 또는 430스테인리스강 등의 미세 분말이며, 바람직한 자기 전도성 코팅층의 특징으로는 공극율이 0.1~0.25%이다.
본 발명에 대한 설명에서, 용어 '위', '아래', '내' 및 '외' 등으로 나타낸 방위 또는 위치 관계는 도면을 토대로 나타낸 방위 또는 위치 관계이며, 본 발명을 설명하고 설명을 간소화하기 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 소자가 반드시 특정 방위를 가지거나 또는 특정 방위로 구성되고 동작함을 가리키거나 또는 암시하지 않음을 이해해야 하며, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 또한, 용어 '제1', '제2'는 설명의 목적으로만 이용되며, 상대적인 중요성을 나타내거나 또는 암시하는 것으로 이해되어서는 안된다.
이상 설명은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 사상과 원칙 내에서 진행한 그 어떤 수정, 균등 교체 및 개량 등은 모두 본 발명의 보호 범위에 포함되어야 한다.
도면에서, 각 도면 부호가 대표하는 부재의 리스트는 아래와 같다.
1: 솥 본체 2: 자기 전도성 코팅층

Claims (17)

  1. 층상 코팅층으로서 기재 표면에 코팅된, 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층에 있어서,
    상기 자기 전도성 코팅층은 냉 분사 코팅 프로세스로 제조되며, 상기 자기 전도성 코팅층의 공극율은 0.05~0.25%인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기 전도성 코팅층의 두께는 0.1~0.6mm인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층.
  3. 제1항 또는 제2항에 따른 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법에 있어서,
    작업 기체를 통해 자기 전도성 금속의 분말을 분사 코팅 대기 구조의 표면에 냉 분사 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 작업 기체는 공기, 헬륨기체 및 질소기체 중의 하나 또는 다수인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 냉 분사 코팅의 분사 압력은 1~3.5Mpa인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 냉 분사 코팅의 분사 온도는 573~1273K인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 냉 분사 코팅의 기체 속도는 1~2.4m3/min인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 냉 분사 코팅의 자기 전도성 분말의 수송 속도는 5~15kg/h인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 냉 분사 코팅의 분사 거리는 10~50mm인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 냉 분사 코팅의 소비파워는 15~55kW인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  11. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 전도성 금속은 Fe, Ni, Co, Fe-Si 및 스테인리스강에서 선택된 하나 또는 다수의 혼합인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  12. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 전도성 금속의 분말 입도는 1~50μm인 것을 특징으로 하는 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층의 제조 방법.
  13. 솥체에 있어서,
    솥 본체와 제1항 또는 제2항에 따른 치밀 구조의 자기 전도성 코팅층을 포함하며,
    상기 자기 전도성 코팅층은 솥 본체의 외면에 위치하고, 솥 본체의 측벽 하부, 및 바닥부 중의 적어도 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 솥체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 솥 본체의 재질은 알루미늄 합금, 스테인리스강, 고강도 세라믹 및 고강도 유리 중의 하나 또는 다수인 것을 특징으로 하는 솥체.
  15. 조리 기구에 있어서,
    전자기 유도 코일과 제13항 또는 제14항에 따른 솥체를 포함하며,
    상기 전자기 유도 코일과 상기 자기 전도성 코팅층은 서로 대응하여 설치된 것을 특징으로 하는 조리 기구.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전자기 유도 코일의 상기 솥체로의 투영은 투영 존이며, 상기 투영 존은 상기 자기 전도성 코팅층 내에 위치하고, 상기 투영 존의 존 에지는 상기 자기 전도성 코팅층의 에지로부터 1mm 이상 이격된 것을 특징으로 하는 조리 기구.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 전자기 유도 코일과 상기 자기 전도성 코팅층의 외면 사이의 간격은 10mm 미만인 것을 특징으로 하는 조리 기구.
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