KR20190121943A - Oxidation resistant coating composition and coating method using the same - Google Patents
Oxidation resistant coating composition and coating method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190121943A KR20190121943A KR1020180045416A KR20180045416A KR20190121943A KR 20190121943 A KR20190121943 A KR 20190121943A KR 1020180045416 A KR1020180045416 A KR 1020180045416A KR 20180045416 A KR20180045416 A KR 20180045416A KR 20190121943 A KR20190121943 A KR 20190121943A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- oxide
- weight
- coating composition
- coating
- present
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
Abstract
Description
본 발명은 우주 발사체의 다단연소사이클 엔진에 요구되는 고온에서 우수한 내산화성을 구비한 내산화 코팅 조성물과 이 코팅 조성물을 사용하여 내산화성이 우수한 코팅층을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oxidation resistant coating composition having excellent oxidation resistance at a high temperature required for a multi-stage combustion cycle engine of a space vehicle and a method of forming a coating layer having excellent oxidation resistance using the coating composition.
우주 발사체는 보다 높은 추력과 효율을 내기 위해 발전하고 있다.Space projectiles are evolving for higher thrust and efficiency.
도 1a에 도시된 바와 같이, 가스발생기 사이클 엔진은 연료와 산화제의 일부를 주연소실과는 별도의 가스발생기에서 연소시켜 그 연소가스로 연료와 산화제를 공급하는 터보 펌프를 구동시킨 뒤의 가스는 그대로 배출되는 구조를 갖는다. 이 구조의 엔진은 새턴(Saturn) V 로켓과, KSLV 2 로켓에 적용되었으며, 연료와 산화제에 가하는 압력이 상대적으로 낮은 장점이 있으나, 추력과 효율이 낮은 단점이 있다.As shown in FIG. 1A, the gas generator cycle engine burns a portion of the fuel and oxidant in a gas generator separate from the main combustion chamber and drives a turbo pump that supplies fuel and oxidant to the combustion gas. It has a structure to be discharged. This engine has been applied to Saturn V rockets and KSLV 2 rockets, and has a relatively low pressure on fuel and oxidant, but has a low thrust and low efficiency.
이에 비해, 도 1b에 도시된 바와 같이, 폐쇄형 다단연소사이클 엔진은 추진제의 일부를 프리버너(예연소실)에서 미리 연소시켜 그 연소 가스로 터보 펌프를 구동시키며, 이때 발생한 연소 가스는 터보 펌프로 가압된 추진제와 함께 주연소실로 보내져 연소되도록 하는 구조를 가진다. 이 구조는 가스발생기에서 터빈 구동용 가스를 생성한다는 점에서는 가스발생기 사이클 엔진과 동일하지만 터빈을 통과한 가스를 연소실에서 재연소시킴으로 모든 추진제가 연소에 이용되어 비추력이 높고, 높은 연소실 압력으로 인하여 연소효율을 높일 수 있다.In contrast, as shown in FIG. 1B, the closed multi-stage combustion cycle engine burns a portion of the propellant in a preburner (pre-combustion chamber) to drive the turbopump with its combustion gas, and the combustion gas generated by the turbopump It has a structure to be sent to the main combustion chamber with the pressurized propellant to be burned. This structure is the same as the gas generator cycle engine in that the gas generator generates the gas for turbine driving, but all the propellants are used for the combustion by reburning the gas passing through the turbine in the combustion chamber, and the combustion is due to the high non-thrust and high combustion chamber pressure. The efficiency can be improved.
반면, 고성능의 다단연소사이클 엔진은 산화제 과잉 예연소기를 사용하며, 예연소기 후방에 위치한 배관, 터보펌프 터빈 및 연소기 헤드는 고온/고압 및 산화제 과잉 환경에 놓이게 되어, 작은 입자의 충격과 같은 국부적 온도 상승 요인에 의해서도 발화될 수 있는 위험성을 갖는다.High performance multistage combustion engines, on the other hand, use oxidant excess preburners, and piping, turbopump turbines and combustor heads located behind the preburner are subject to high temperature / high pressure and oxidant excess environments, resulting in localized temperatures such as small particle impacts. There is a risk of being ignited by rising factors.
이러한 위험성으로부터 엔진을 보호하고 안정적인 추력을 발생시키기 위해서는 고온/고압 산화 환경 하에서의 발화 안정성을 가질 수 있도록, 예연소기 후방에 배치되는 부품에 보호 코팅이 반드시 필요하다.In order to protect the engine from these hazards and generate a stable thrust, a protective coating is essential for the parts arranged behind the preburner so as to have ignition stability under high temperature / high pressure oxidation environments.
이를 위해, 예를 들어, 러시아는 다단연소사이클 연소기의 과산화 부분에 적합한 재질 및 코팅들을 개발하여 RD-170, 180에 적용 중이다. 또한, 미국 서머텍사는 SermeTelTM Coating이라는 용사코팅 기술을 개발하여 독자적으로 서비스를 시행하고 있다. 이 기술은 슬러리 타입의 유기 또는 무기 바인더를 금속재료에 균일하게 도포, 경화처리하여 우수한 내식 특성을 기본으로 각종 환경에서 요구되는 화학적 부식, 침식 등에 대한 특별한 저항 특성을 부여하는 내산화 코팅 기술로, 현재 주요 항공사와 각 군의 터빈 엔진 및 우주선, 인공위성의 극한 환경하의 부품을 비롯 각종 발전소의 압축기, 터빈 등에도 적용되고 있다.To this end, for example, Russia is developing materials and coatings suitable for the peroxide part of multistage combustion cycle combustors and applying them to RD-170, 180. In addition, Thermotech, USA, has developed its own thermal spray coating technology called SermeTel ™ Coating to provide its own service. This technology is an oxidation-resistant coating technology that gives a special resistance to chemical corrosion, erosion, etc. required in various environments based on excellent corrosion resistance properties by uniformly applying and curing a slurry-type organic or inorganic binder to a metal material, Currently, it is applied to the components of extreme airlines of major airlines, military aircraft, spacecraft and satellites, compressors and turbines of various power plants.
또한, NASA에서 개발된 Emisshield™ 코팅은 X-33, X-34 재사용 발사체에 적용되고 있는 것으로 알려져있다.NASA-developed Emisshield ™ coatings are also known for their X-33 and X-34 reusable projectiles.
본 발명은 우주 발사체의 다단연소사이클 엔진의 극한 환경에서도 부품을 보호할 수 있는 우수한 내산화성을 구비한 코팅 조성물과 이 코팅 조성물을 이용한 코팅층 형성 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a coating composition having excellent oxidation resistance and a method for forming a coating layer using the coating composition which can protect components even in an extreme environment of a multi-stage combustion cycle engine of a space launch vehicle.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은, Al 산화물: 7~8 중량%, Si 산화물: 40~50 중량%, Ca 탄산화물: 15~25 중량%, Zn 산화물: 10~20 중량%, Na 산화물: 3~7 중량%와 나머지 불가피한 불순물을 포함하는 코팅 조성물을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention for solving the above problems, Al oxide: 7 to 8% by weight, Si oxide: 40 to 50% by weight, Ca carbonate: 15 to 25% by weight, Zn oxide: 10 to 20% by weight, Na oxide: to provide a coating composition comprising 3 to 7% by weight and the remaining unavoidable impurities.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면은, Al 산화물: 7~8 중량%, Si 산화물: 40~50 중량%, Ca 탄산화물: 15~25 중량%, Zn 산화물: 10~20 중량%, Na 산화물: 3~7 중량%와 나머지 불가피한 불순물을 포함하는 코팅 조성물을 피코팅재에 도포하는 단계와, 상기 도포된 코팅 조성물을 건조하는 단계와, 상기 건조된 코팅 조성물을 소성하는 단계를 포함하는 코팅층 형성 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention for solving the above problems, Al oxide: 7 to 8% by weight, Si oxide: 40 to 50% by weight, Ca carbonate: 15 to 25% by weight, Zn oxide: 10 to 20% by weight, Na oxide: coating layer comprising a coating composition comprising 3 to 7% by weight and the remaining unavoidable impurities to the coating material, drying the applied coating composition, and calcining the dried coating composition It is to provide a formation method.
본 발명에 따른 코팅 조성물과 이 코팅 조성물을 사용하여 형성한 코팅층은 저가의 원료를 사용하면서도 다단연소사이클 엔진의 고온, 고산화성 분위기에서도 내산화성이 우수하여, 우주 발사체의 안전성을 높임과 동시에 내산화막 형성에 소요되는 코팅 비용을 줄일 수 있다.The coating composition according to the present invention and the coating layer formed by using the coating composition are excellent in oxidation resistance even at a high temperature and high oxidizing atmosphere of a multistage combustion cycle engine while using inexpensive raw materials, thereby enhancing the safety of the space projectile and the oxidation resistant film. It is possible to reduce the coating cost for forming.
도 1a는 가스발생기 사이클 엔진의 작동 과정을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 1b는 다단연소 사이클 엔진의 작동 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코팅층 형성 과정을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 코팅 조성물을 도포한 후 건조한 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코팅 조성물을 사용하여 소성할 때 소성 온도에 따른 코팅층 형성 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예와 비교예에 따라 형성한 코팅층의 내산화 시험 결과를 나타낸 것이다.FIG. 1A is a diagram schematically illustrating an operation of a gas generator cycle engine, and FIG. 1B is a diagram schematically illustrating an operation of a multistage combustion cycle engine.
2 is a process chart showing a coating layer forming process according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a dry state after applying the coating composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
Figure 4 shows the coating layer formation state according to the firing temperature when firing using the coating composition according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the oxidation resistance test results of the coating layer formed according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방법에 대해 상세하게 설명하겠지만 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경할 수 있음은 자명하다.Hereinafter, a method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention.
본 발명에 따른 코팅 조성물은, Al 산화물: 7~8 중량%, Si 산화물: 40~50 중량%, Ca 탄산화물: 15~25 중량%, Zn 산화물: 10~20 중량%, Na 산화물: 3~7 중량%와 나머지 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 한다.Coating composition according to the present invention, Al oxide: 7 to 8% by weight, Si oxide: 40 to 50% by weight, Ca carbonate: 15 to 25% by weight, Zn oxide: 10 to 20% by weight, Na oxide: 3 to 7 wt% and the remaining unavoidable impurities.
상기와 같이 조성을 한정한 이유는 다음과 같다.The reason for limiting the composition as described above is as follows.
상기 Al 산화물은 유약의 골격 역할을 하며 점토와 융착하는 물질로 소성온도를 낮추는 결합제 역할을 하므로, 7중량% 미만일 경우 외부응력에 취약해지고, 8중량% 초과일 경우 소성온도가 낮아져 원하는 온도대에 코팅형성이 어렵게 되므로, 7~8중량%가 바람직하다.The Al oxide acts as a skeleton of the glaze and serves as a binder that lowers the firing temperature as a material that fuses with clay, and is less vulnerable to external stress when it is less than 7% by weight, and lowers the firing temperature when it exceeds 8% by weight. Since coating formation becomes difficult, 7 to 8 weight% is preferable.
상기 Si 산화물은 유리질을 형성하는 물질로 내열 내식성을 형성하며 이것만으로 원하는 형상을 구현하기 힘들어 점토성분을 첨가해야 한다. 40중량% 미만일 경우 원하는 내열, 내식성을 취하기 어렵고, 50중량% 초과일 경우 원하는 형상을 형성하기 위해 점토 등 골격성분의 함량이 높아져야 함으로, 40~50중량%가 바람직하고, 46.5~48.5중량%가 보다 바람직하다.The Si oxide is a material that forms a glassy heat-resistant corrosion resistance and only by this it is difficult to achieve the desired shape should be added to the clay component. If it is less than 40% by weight, it is difficult to take the desired heat and corrosion resistance, and if it is more than 50% by weight, the content of the skeleton component such as clay should be increased in order to form a desired shape, 40-50% by weight is preferred, and 46.5-48.5% by weight. More preferred.
상기 Ca 탄산화물은 유약 표면의 광택과 강도를 형성하는 하는 물질로 유약의 흐름을 양호하게 하고 소성온도를 제어하는 역할을 한다. 15중량% 미만일 경우 원하는 강도를 형성하기 힘드며, 25중량% 초과일 경우 유약도포에 어려움이 있으므로, 15~25중량%가 바람직하며, 20.5~22.5중량%가 보다 바람직하다.The Ca carbonate is a substance that forms the gloss and strength of the surface of the glaze and serves to improve the flow of the glaze and to control the firing temperature. If it is less than 15% by weight it is difficult to form the desired strength, if it is more than 25% by weight it is difficult to apply the glaze, 15 to 25% by weight is preferred, and 20.5 to 22.5% by weight is more preferred.
상기 Zn 산화물은 결정구조를 생성하여 유약을 부드럽게 하는 물질로 열팽장의 감소하는 역할을 한다. 10중량% 미만일 경우 금속 모재와 법랑의 열팽창률 차이로 코팅 형성이 힘들 수 있고, 20중량% 초과일 경우 과한 결정구조를 생성하여 코팅형성이 힘듬으로, 10~20중량%가 바람직하고, 14~16중량%가 보다 바람직하다.The Zn oxide is a material that creates a crystal structure to soften the glaze and serves to reduce thermal expansion. If it is less than 10% by weight, it may be difficult to form a coating due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal base material and the enamel. If it is more than 20% by weight, excessive formation of a crystal structure may cause difficulty in forming the coating. 16 weight% is more preferable.
상기 Na 산화물은 점토와 융착시키는 물질로 3중량% 미만일 경우 유약의 흐름성이 좋아 도포에 어려움이 생기고, 7중량% 초과일 경우 과융착으로 유약도포에 어려움이 생기므 로, 3~7중량%가 바람직하고, 5~7중량%가 보다 바람직하다.The Na oxide is a material that is fused with clay, less than 3% by weight of the flow of the glaze is difficult to apply and difficult to apply, if it is more than 7% by weight due to over-melting the difficulty in coating the glaze, 3 ~ 7% by weight Is preferable and 5-7 weight% is more preferable.
또한, 본 발명에 따른 코팅 조성물에는 원료 또는 제조 과정에 의도하지 않게 혼입되는 불순물을 포함할 수 있으며, 불순물의 함량은 1중량% 이하, 바람직하게는 0.1중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.01중량% 이하가 되도록 한다.In addition, the coating composition according to the present invention may include impurities that are unintentionally incorporated into the raw material or manufacturing process, the content of impurities is 1% by weight or less, preferably 0.1% by weight or less, more preferably 0.01% by weight It should be as follows.
본 발명에 따른 코팅층 형성방법은, Al 산화물: 7~8 중량%, Si 산화물: 40~50 중량%, Ca 탄산화물: 15~25 중량%, Zn 산화물: 10~20 중량%, Na 산화물: 3~7 중량%와 나머지 불가피한 불순물을 포함하는 코팅 조성물을 피코팅재에 도포하는 단계와, 상기 도포된 코팅 조성물을 건조하는 단계와, 상기 건조된 코팅 조성물을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The coating layer forming method according to the present invention, Al oxide: 7 to 8% by weight, Si oxide: 40 to 50% by weight, Ca carbonate: 15 to 25% by weight, Zn oxide: 10 to 20% by weight, Na oxide: 3 Applying a coating composition comprising ˜7% by weight and the remaining unavoidable impurities to the coating material, drying the applied coating composition, and calcining the dried coating composition.
상기 코팅 조성물을 피코팅재에 도포하는 단계는 브러싱(brushing), 스프레잉(spraying), 딥핑(dipping) 및 쉐이킹(shaking) 중에서 선택된 하나의 방법을 사용할 수 있으며, 피코팅재의 코팅 조성물을 도포할 수 있는 방법이라면 반드시 상기 방법에 한정되는 것은 아니다.Applying the coating composition to the coating material may be any one selected from brushing, spraying, dipping and shaking, and may apply a coating composition of the coating material. If there is a method, it is not necessarily limited to the said method.
상기 건조단계는 80℃ 미만일 경우 수분 증발이 더디고 120℃ 초과일 경우 빠른 수분 증발로 인한 크랙이 발생할 수 있으로 80~120℃ 범위로 수행하는 것이 바람직하고, 건조시간은 1시간 미만일 경우 수분 증발이 충분치 못할 수 있으므로, 크기에 따라 1시간 이상 수행하는 것이 바람직하다.When the drying step is less than 80 ℃ moisture evaporation is slow, if it is more than 120 ℃ cracks may occur due to rapid water evaporation is preferably carried out in the range of 80 ~ 120 ℃, the drying time is less than 1 hour moisture evaporation Since it may not be sufficient, it is preferable to perform at least 1 hour depending on the size.
상기 소성 단계는 1150~1220℃에서 5~15분 동안 가열하는 단계와 가열로에서 취출하여 공랭하는 단계로 수행하는 것이 바람직하다.The firing step is preferably carried out in the step of heating for 5-15 minutes at 1150 ~ 1220 ℃ and the step of air cooling to take out from the heating furnace.
상기 소성 온도가 1150℃ 미만일 경우 일부 녹지 않은 성분이 존재할 수 있고, 1220℃ 초과일 경우 코팅 조성물이 탈 수 있으므로, 1150~1220℃ 범위로 수행하는 것이 바람직하고, 1160~1200℃ 범위가 보다 바람직하다.When the calcination temperature is less than 1150 ° C, some undissolved components may be present, and if the coating composition may burn off when it is above 1220 ° C, it is preferable to carry out in the range of 1150 ~ 1220 ° C, more preferably 1160 ~ 1200 ° C range .
또한, 소성 시간은 5분 미만일 경우 일부 녹지 않은 성분이 존재하고 15분 초과일 경우 코팅 조성물이 증발할 수 있으므로 크기에 따라 5~15분 동안 수행하는 것이 바람직하다.In addition, when the firing time is less than 5 minutes, some insoluble components are present and if the coating composition is more than 15 minutes may evaporate, it is preferably carried out for 5-15 minutes depending on the size.
[실시예]EXAMPLE
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코팅층 형성 과정을 나타낸 공정도이다. 도시된 바와 같이, 코팅층 형성 과정은 먼저 유약 제조하는 단계와, 유약을 피코팅재에 도포하는 단계와, 소성하는 단계와 냉각하는 단계를 포함하여 이루어진다.2 is a process chart showing a coating layer forming process according to a preferred embodiment of the present invention. As shown, the coating layer forming process first comprises the step of preparing the glaze, the step of applying the glaze to the coating material, the step of firing and cooling.
먼저, 유약은 아래의 표 1과 같은 조성이 되도록 준비하였다.First, the glaze was prepared to have the composition shown in Table 1 below.
다음으로, 유약의 도포는 스테인리스강으로 이루어진 원형의 디스크 형상의 피코팅재를 초음파 세정을 하고 샌드 블라스팅 처리를 한 후, 준비된 유약을 사용하여 브러싱(brushing), 스프레잉(spraying), 딥핑(dipping) 및 쉐이킹(shaking) 중에서 선택된 하나의 방법을 사용하여 피코팅재의 표면에 도포한다.Next, the coating of the glaze is ultrasonically cleaned and sandblasted on a circular disk-shaped coating material made of stainless steel, and then brushed, sprayed, and dipping using the prepared glaze. And shaking is applied to the surface of the material to be coated using one method selected.
도포된 유약은 대기에서 100분 동안 건조한 후 120℃에서 60분 동안 건조하였다.The applied glaze was dried for 100 minutes in the air and then for 60 minutes at 120 ℃.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 코팅 조성물을 도포한 후 건조한 상태를 나타낸 것이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유약을 전술한 바와 같이 도포 및 건조한 후에는 외관상 결함이 관찰되지 않았다.Figure 3 shows a dry state after applying the coating composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention. As shown in Figure 3, after applying and drying the glaze according to an embodiment of the present invention as described above, no apparent defects were observed.
다음으로, 소성 공정을 수행하였는데, 소성 시 가열온도는 1130℃, 1150℃, 1170℃, 1250℃로 구분하여 수행하였고, 그 결과 도 4에 나타난 바와 같이, 1150℃는 비교적 양호한 결과를 나타내었고, 1170℃에서 소성한 것이 결함 없이 가장 우수한 외관을 나타내었으며, 1250℃에서는 코팅층의 박리가 관찰되었고, 1130℃에서는 코팅층의 부풀음이 일부 관찰되었다. 따라서 소성 시 가열온도는 1150~1220℃가 바람직하고, 보다 바람직한 가열온도는 1160~1200℃라고 할 수 있다.Next, the firing process was carried out, the heating temperature during firing was carried out divided into 1130 ℃, 1150 ℃, 1170 ℃, 1250 ℃, as a result, as shown in Figure 4, 1150 ℃ showed a relatively good result, Firing at 1170 ° C. showed the best appearance without defects, peeling of the coating layer was observed at 1250 ° C., and swelling of the coating layer was partially observed at 1130 ° C. Therefore, the heating temperature at the time of baking is preferably 1150-1220 ° C, and more preferably the heating temperature is 1160 ~ 1200 ° C.
[비교예][Comparative Example]
비교예는 러시아의 VIAM사가 개발하여 RD-170, RD-8에 적용되어 600~900℃에서 부식을 방지하는 용도로 사용되고 있는 코팅용 조성물(EV-300)이며, 아래 표 2는 러시아의 VIAM사가 제공하는 조성 범위를 나타낸 것이다.Comparative Example is a coating composition (EV-300) developed by the Russian VIAM company applied to RD-170, RD-8 to prevent corrosion at 600 ~ 900 ℃, Table 2 below is VIAM of Russia It shows the composition range to provide.
비교예는 실시예와 동일한 조건으로 피코팅재에 도포 및 건조하였고, 소성 공정은 1250℃에서 가장 양호한 표면결과를 나타내어 1250℃에서 소성 후 냉각하는 방법으로 수행하였다.The comparative example was applied and dried on the coated material under the same conditions as in the example, and the firing process was performed by cooling after firing at 1250 ° C., showing the best surface result at 1250 ° C. FIG.
이상과 같이 제조된 코팅층의 고온, 고산화 분위기에서의 내산화성을 평가하기 위하여, 내산화 시험을 수행하였다.In order to evaluate the oxidation resistance in the high temperature and high oxidation atmosphere of the coating layer prepared as described above, an oxidation resistance test was performed.
내산화 시험은 2mm, 5mm, 10mm의 두께로 코팅된 시편을 각 3개씩 준비한 후, 압력 1bar, 온도 430℃, 30분간 산소환경에 노출시킨 후, 내산화시험 전후의 질량변화량을 측정하는 방법으로 이루어졌다.The oxidation resistance test is a method of preparing three specimens each coated with a thickness of 2 mm, 5 mm, and 10 mm, exposing it to an oxygen environment at a pressure of 1 bar, temperature of 430 ° C. for 30 minutes, and then measuring the amount of mass change before and after the oxidation test. Was done.
도 5는 본 발명의 실시예와 비교예에 따라 형성한 코팅층의 내산화 시험 결과를 나타낸 것이다. 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예의 질량 변화량은 우주 발사체에 요구되는 성능 범위를 충족할 뿐 아니라 비교예와 동등한 수준을 나타내었다.Figure 5 shows the oxidation resistance test results of the coating layer formed according to the Examples and Comparative Examples of the present invention. As shown in Figure 5, the mass change amount of the embodiment of the present invention not only satisfies the performance range required for the space projectile, but also showed a level equivalent to that of the comparative example.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 코팅 조성물은 저가의 원료를 사용하면서도 우주 발사체의 다단연소사이클 엔진에 요구되는 우수한 고온 내산화성을 구현할 수 있다.That is, the coating composition according to the embodiment of the present invention can realize excellent high temperature oxidation resistance required for a multistage combustion cycle engine of a space projectile while using a low cost raw material.
Claims (4)
상기 도포된 코팅 조성물을 건조하는 단계; 및
건조된 코팅 조성물을 소성하는 단계;를 포함하는, 내산화 코팅층 형성 방법.Al oxide: 7-8 wt%, Si oxide: 40-50 wt%, Ca carbonate: 15-25 wt%, Zn oxide: 10-20 wt%, Na oxide: 3-7 wt% and the remaining unavoidable impurities Applying a coating composition comprising a coating material;
Drying the applied coating composition; And
Calcining the dried coating composition.
상기 건조 단계는 80~100℃에서 60분 이상 수행하는, 내산화 코팅층 형성 방법.The method of claim 2,
The drying step is carried out at 80 ~ 100 ℃ 60 minutes or more, oxidation resistant coating layer forming method.
제2항에 있어서,
상기 소성 단계는 1150~1220℃에서 5~15분 동안 가열한 후 공랭하는, 내산화 코팅층 형성 방법.The method according to claim 2 or 3,
The method of claim 2,
The firing step is air-cooled after heating for 5 to 15 minutes at 1150 ~ 1220 ℃, oxidation resistant coating layer forming method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180045416A KR102163244B1 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Oxidation resistant coating composition and coating method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180045416A KR102163244B1 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Oxidation resistant coating composition and coating method using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190121943A true KR20190121943A (en) | 2019-10-29 |
| KR102163244B1 KR102163244B1 (en) | 2020-10-12 |
Family
ID=68423920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180045416A KR102163244B1 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Oxidation resistant coating composition and coating method using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102163244B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3850647A (en) * | 1972-09-29 | 1974-11-26 | Ceramic Coating Co | Cermet protective coating |
| JPS5654445B2 (en) | 1973-05-11 | 1981-12-25 | ||
| KR20030062846A (en) * | 2002-01-21 | 2003-07-28 | 김창호 | Coating composite of internal wall of converter and its preparations method |
| KR20140014658A (en) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | (주)밴엔지니어링 | Kitchen appliances having porcelain enamel coating layer and manufacturing method thereof |
| JP5654445B2 (en) * | 2008-03-28 | 2015-01-14 | プラックセアー エス．ティ．テクノロジー、 インコーポレイテッド | High temperature resistant coating composition |
| CN107129261A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-05 | 旭化成株式会社 | Powder, its formed body and cladding |
-
2018
- 2018-04-19 KR KR1020180045416A patent/KR102163244B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3850647A (en) * | 1972-09-29 | 1974-11-26 | Ceramic Coating Co | Cermet protective coating |
| JPS5654445B2 (en) | 1973-05-11 | 1981-12-25 | ||
| KR20030062846A (en) * | 2002-01-21 | 2003-07-28 | 김창호 | Coating composite of internal wall of converter and its preparations method |
| JP5654445B2 (en) * | 2008-03-28 | 2015-01-14 | プラックセアー エス．ティ．テクノロジー、 インコーポレイテッド | High temperature resistant coating composition |
| KR20140014658A (en) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | (주)밴엔지니어링 | Kitchen appliances having porcelain enamel coating layer and manufacturing method thereof |
| CN107129261A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-05 | 旭化成株式会社 | Powder, its formed body and cladding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102163244B1 (en) | 2020-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4485151A (en) | Thermal barrier coating system | |
| US6827969B1 (en) | Field repairable high temperature smooth wear coating | |
| US4942732A (en) | Refractory metal composite coated article | |
| US6413578B1 (en) | Method for repairing a thermal barrier coating and repaired coating formed thereby | |
| US3779006A (en) | Flame shield for a gas turbine engine | |
| US4889776A (en) | Refractory metal composite coated article | |
| JP6980022B2 (en) | Thermal barrier coating system compatible with overlays | |
| US5223045A (en) | Refractory metal composite coated article | |
| JP5734706B2 (en) | Pulse detonation system | |
| US20050111966A1 (en) | Construction of static structures for gas turbine engines | |
| RU2159386C1 (en) | Composition for making cermet coat | |
| JP6169814B2 (en) | Articles with damping coating | |
| US4927714A (en) | Refractory metal composite coated article | |
| CN107208246A (en) | Heat insulating coat, turbine component, the manufacture method of gas turbine and heat insulating coat | |
| US4478275A (en) | Abrasion resistant heat pipe | |
| KR20190121943A (en) | Oxidation resistant coating composition and coating method using the same | |
| KR101125329B1 (en) | Method for forming thermal barrier coating on hot-gas-path components of gas turbine during operation | |
| CN107324847B (en) | For CfThe anti-deposition antioxidant coating of/SiC ceramic matrix composite material | |
| WO2018047523A1 (en) | Coating method, coating film, and turbine shroud | |
| RU2078849C1 (en) | Powder charge and method to produce out of it protective metal-ceramic coating on pieces of dispersion-hardening nickle alloys | |
| JPS5811796A (en) | Heat protective heat resistant alloy structure and coating of surface of heat resistant alloy | |
| JPH04231451A (en) | Thermal spray material and sprayed heat-resistant member | |
| US2991200A (en) | Refractory coating composition and method of coating surfaces therewith | |
| JP2747088B2 (en) | Thermal spray coating material and thermal spray coating heat resistant member | |
| RU2679774C1 (en) | Method of producing heat-resistant glass-ceramic coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |