KR20200005371A - 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법 - Google Patents

연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200005371A
KR20200005371A KR1020180079032A KR20180079032A KR20200005371A KR 20200005371 A KR20200005371 A KR 20200005371A KR 1020180079032 A KR1020180079032 A KR 1020180079032A KR 20180079032 A KR20180079032 A KR 20180079032A KR 20200005371 A KR20200005371 A KR 20200005371A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
continuous casting
heat treatment
mold
thermal
Prior art date
Application number
KR1020180079032A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102107127B1 (ko
Inventor
천은준
이수진
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020180079032A priority Critical patent/KR102107127B1/ko
Publication of KR20200005371A publication Critical patent/KR20200005371A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102107127B1 publication Critical patent/KR102107127B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/059—Mould materials or platings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • C21D10/005—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation by laser shock processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C23C4/073—Metallic material containing MCrAl or MCrAlY alloys, where M is nickel, cobalt or iron, with or without non-metal elements

Abstract

연속 주조용 몰드는 연속 주조용 공간을 형성하는 몰드 본체, 상기 몰드 본체의 표면에 코팅된 도금층, 및 상기 도금층에 코팅된 용사층을 포함하며, 상기 용사층은 상기 도금층과 접하는 저면 및 상기 연속 주조용 공간에 노출된 상면을 포함하며, 상기 용사층의 상기 상면의 경도는 상기 저면의 경도 대비 크다.

Description

연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법{CONTINUOUS CASTING MOLD, METHOD FOR MANUFACTURING OF CONTINUOUS CASTING MOLD BY LASER ASSISTED HEAT TREATMENT, AND METHOD FOR COATING THERMAL SPRAYED LAYER BY LASER ASSISTED HEAT TREATMENT}
본 기재는 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연속 주조용 몰드는 연속 주조에 사용되는 몰드이다.
연속 주조용 몰드는 금속 소재의 용탕이 연속으로 응고 및 성형되는 데에 사용되는 장치로서, 용탕이 연속 주조용 몰드를 통과할 때, 연속 주조용 몰드의 표면에 상당량의 고온 마모가 발생한다.
최근, 구리를 포함하는 몰드 본체, 몰드 본체의 내면에 코팅된 니켈 합금 도금층, 니켈 도금층의 표면에 코팅된 니켈 합금 용사층을 포함하는 연속 주조용 몰드가 개발되었다.
이러한 종래의 연속 주조용 몰드는 니켈 합금 용사층의 내부에 위치하는 결함들을 제거하기 위해, 연속 주조용 몰드를 노(furnace) 내부에 위치하여 열처리하였다.
그런데, 연속 주조용 몰드 전체가 노 내부에서 열처리됨으로써, 서로 다른 열팽창 계수에 기인한 각 층의 뒤틀림 등에 위해 몰드 본체, 니켈 합금 도금층, 니켈 합금 용사층 각각이 서로 박리되는 문제점이 있었다.
일 실시예는, 각 층 간의 박리가 억제되는 동시에 용사층의 결함 제거 및 고온 내마모성이 향상된 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법을 제공하고자 한다.
일 측면은 연속 주조용 공간을 형성하는 몰드 본체, 상기 몰드 본체의 표면에 코팅된 도금층, 및 상기 도금층에 코팅된 용사층을 포함하며, 상기 용사층은 상기 도금층과 접하는 저면 및 상기 연속 주조용 공간에 노출된 상면을 포함하며, 상기 용사층의 상기 상면의 경도는 상기 저면의 경도 대비 큰 연속 주조용 몰드를 제공한다.
상기 용사층의 상기 상면의 비커스 경도(Vickers hardness)는 1000HV 내지 1280HV일 수 있다.
상기 용사층의 상기 상면의 비커스 경도는 1280HV일 수 있다.
상기 도금층은 제1 니켈 합금을 포함하며, 상기 용사층은 제2 니켈 합금을 포함할 수 있다.
상기 제2 니켈 합금은 니켈, 탄소, 크롬, 붕소, 실리콘, 철, 몰리브덴, 및 구리를 포함할 수 있다.
상기 용사층은 상기 도금층 대비 얇은 두께를 가질 수 있다.
상기 용사층은 0.1mm 내지 1.0mm의 두께를 가질 수 있다.
또한, 일 측면은 연속 주조용 공간을 형성하는 몰드 본체를 형성하는 단계, 상기 몰드 본체의 표면에 도금층을 도금하는 단계, 상기 도금층의 표면에 용사층을 용사하는 단계, 및 상기 용사층에 레이저 빔을 조사하여 상기 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 상기 용사층을 열처리하는 단계를 포함하는 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법을 제공한다.
상기 레이저 열처리 온도는 1323K 내지 1423K일 수 있다.
상기 레이저 열처리 온도는 1423K일 수 있다.
상기 용사층을 예열 온도로 예열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 예열 온도는 470K 내지 780K일 수 있다.
상기 용사층을 용사하는 단계는 자용성 합금 파우더(self-fluxing alloy powder) 를 이용해 수행할 수 있다.
상기 자용성 합금 파우더는 니켈, 탄소, 크롬, 붕소, 실리콘, 철, 몰리브덴, 및 구리를 포함할 수 있다.
또한, 일 측면은 피처리체의 표면에 용사층을 용사하는 단계, 및 상기 용사층에 레이저 빔을 조사하여 상기 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 상기 용사층을 열처리하는 단계를 포함하는 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법을 제공한다.
상기 레이저 열처리 온도는 1323K 내지 1423K일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 층 간의 박리가 억제되는 동시에 용사층의 결함 제거 및 고온 내마모성이 향상된 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4 및 도 5는 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드의 효과 및 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법의 효과를 확인한 실험예들 및 대비예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실험예1, 실험예2, 실험예3, 대비예1, 대비예2, 대비예3에 따른 단면들의 미세 구조를 나타낸 사진들이다.
도 8은 대비예1에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 9는 실험예1에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 10은 실험예3에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 11은 대비예3에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 12는 실험예1, 실험예2, 실험예3, 대비예3에 따른 단면들의 상면으로부터의 거리에 따른 비커스 경도를 나타낸 그래프이다.
도 13은 실험예1, 실험예2, 실험예3, 대비예3에 따른 용사층들의 평균 비커스 경도를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드를 나타낸 사시도이다.
도 1은 참조하면, 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드(1000)는 턴디쉬(tundish)(20)로부터 공급된 금속 소재의 용탕(10)을 연속으로 응고 및 성형한다. 연속 주조용 몰드(1000)를 통과한 성형물은 롤러(30)에 의해 다음 공정으로 이동할 수 있다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이다.
도 2를 참조하면, 연속 주조용 몰드(1000)는 용탕(10)을 연속으로 응고 및 성형하며, 몰드 본체(100), 도금층(200), 용사층(300)을 포함한다.
몰드 본체(100)는 용탕(10)이 응고 및 성형되는 연속 주조용 공간(110)을 형성한다. 일 실시예에서 몰드 본체(100)가 형성하는 연속 주조용 공간(110)은 사각 기둥 형상이나, 이에 한정되지 않고 몰드 본체(100)가 형성하는 연속 주조용 공간(110)은 삼각 기둥, 오각 기둥, 육각 기둥 등의 다각 기둥, 원기둥, 또는 루프(loop)형 기둥 등의 다양한 형상일 수 있다.
몰드 본체(100)는 금속 재료를 포함한다. 일례로, 몰드 본체(100)는 구리(Cu) 또는 구리 합금을 포함하나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 금속 재료를 포함할 수 있다.
도금층(200)은 몰드 본체(100)의 표면에 코팅되어 있다. 도금층(200)은 연속 주조용 공간(110)과 대향하는 몰드 본체(100)의 내부 표면에 코팅된다. 도금층(200)은 전기 도금 공정을 이용해 몰드 본체(100)의 표면에 코팅될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 도금 공정을 이용해 몰드 본체(100)의 표면에 코팅될 수 있다.
도금층(200)은 금속 재료를 포함한다. 일례로, 도금층(200)은 제1 니켈 합금을 포함하나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 금속 재료를 포함할 수 있다. 도금층(200)에 포함된 제1 니켈 합금은 공지된 다양한 금속 원소를 포함하는 합금일 수 있다.
용사층(300)은 도금층(200)의 표면에 코팅되어 있다. 용사층(300)은 연속 주조용 공간(110)과 직접 대향하며, 연속 주조 공정 시 용탕(10)과 직접 접촉한다.
용사층(300)은 용사(thermal spray) 공정을 이용해 도금층(200)의 표면에 코팅될 수 있다.
용사층(300)은 용사 공정을 이용해 도금층(200)의 표면에 코팅된 후, 레이저 빔을 이용해 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 열처리되어 있다. 여기서, 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도는 1323K 내지 1423K이며, 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도는 1423K일 수 있다.
또한, 용사층(300)은 레이저 빔을 이용한 열처리 공정 전에 설정된 예열 온도로 예열될 수 있다. 여기서, 설정된 예열 온도는 470K 내지 780K일 수 있다.
용사층(300)이 레이저 빔을 이용해 열처리됨으로써, 용사층(300)을 구성하는 입자들이 녹지 않고 서로 밀집하여 확산 균질화(homogenization)되고 기공이 제거되며 온도에 따라 용사층(300)에 미세한 석출물들이 형성되기 때문에, 용사층(300)의 경도가 향상된다.
용사층(300)은 도금층(200)과 접하는 저면(310) 및 연속 주조용 공간(110)에 노출되어 용탕(10)과 접촉하는 상면(320)을 포함한다.
용사층(300)이 레이저 빔에 의해 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 열처리되어 확산 균질화되어 있음으로써, 용사층(300)의 상면(320)의 경도는 용사층(300)의 저면(310)의 경도 대비 크다.
용사층(300)의 상면(320)의 비커스 경도(Vickers hardness)는 1000HV 내지 1280HV이며, 용사층(300)의 상면(320)의 비커스 경도는 1280HV일 수 있다.
용사층(300)은 도금층(200) 대비 얇은 두께를 가진다. 일례로, 용사층(300)은 0.1mm 내지 1.0mm의 두께를 가지나, 이에 한정되지는 않는다.
용사층(300)은 제2 니켈 합금을 포함한다. 용사층(300)에 포함된 제2 니켈 합금은 니켈, 탄소, 크롬, 붕소, 실리콘, 철, 몰리브덴, 및 구리를 포함한다. 일례로, 용사층(300)에 포함된 제2 니켈 합금은 탄소 0.6중량%, 크롬 17중량%, 붕소 3.7 중량%, 실리콘 4중량%, 철 3중량%, 몰리브덴 2.5중량%, 구리 2.5 중량%, 및 나머지 니켈로 구성된 자용성 합금 파우더(self-fluxing alloy powder)가 용사되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 다른 실시예에 따른 용사층은 코발트 합금 또는 텅스텐 합금 등을 포함할 수 있다.
이상과 같이, 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드(1000)는 용사층(300)의 열처리를 위해 연속 주조용 몰드(1000) 전체가 노(furnace) 내부에서 열처리되는 것이 아니라, 용사층(300)이 레이저 빔에 의해 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 열처리되어 용사층(300)의 상면(320)의 경도가 용사층(300)의 저면(310)의 경도 대비 크고, 용사층(300)의 상면(320)의 비커스 경도(Vickers hardness)가 1000HV 내지 1280HV를 가짐으로써, 연속 주조용 몰드(1000)에 포함된 각 층인 몰드 본체(100), 도금층(200), 용사층(300) 간의 열팽창 계수 차이에 의한 박리가 억제되는 동시에, 연속 주조 시 용탕(10)에 대한 용사층(300)의 결함 제거 및 고온 내마모성이 향상된다.
즉, 각 층 간의 박리가 억제되는 동시에 용사층(300)의 결함 제거 및 고온 내마모성이 향상된 연속 주조용 몰드(1000)가 제공된다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법을 설명한다.
다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법을 이용해 상술한 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드를 제조할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 3은 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4 및 도 5는 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
우선, 도 3 및 도 4를 참조하면, 몰드 본체(100)를 형성한다(S100).
구체적으로, 연속 주조 시 용탕이 연속으로 응고 및 성형되는 연속 주조용 공간(110)을 형성하는 몰드 본체(100)를 형성한다. 몰드 본체(100)가 형성하는 연속 주조용 공간(110)은 삼각 기둥, 사각 기둥 형상, 오각 기둥, 육각 기둥 등의 다각 기둥, 원기둥, 또는 루프(loop)형 기둥 등의 다양한 형상일 수 있다.
몰드 본체(100)는 구리(Cu)를 포함하나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 금속 재료를 포함할 수 있다.
다음, 몰드 본체(100)의 표면에 도금층(200)을 도금한다(S200).
구체적으로, 몰드 본체(100)의 표면에 도금층(200)을 도금한다. 도금층(200)은 전기 도금 공정을 이용해 몰드 본체(100)의 표면에 코팅될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 도금 공정을 이용해 몰드 본체(100)의 표면에 코팅될 수 있다. 도금층(200)은 니켈 등의 금속 재료를 포함한다. 일례로, 도금층(200)은 제1 니켈 합금을 포함하나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 금속 재료를 포함할 수 있다. 도금층(200)에 포함된 제1 니켈 합금은 공지된 다양한 니켈을 포함하는 합금일 수 있다.
다음, 도금층(200)의 표면에 용사층(300)을 용사한다(S300).
구체적으로, 도금층(200)의 표면에 용사층(300)을 용사(thermal spray)한다. 용사층(300)은 니켈, 탄소, 크롬, 붕소, 실리콘, 철, 몰리브덴, 및 구리를 포함하는 자용성 합금 파우더(self-fluxing alloy powder)를 이용해 도금층(200)의 표면에 용사될 수 있다.
자용성 합금 파우더는 탄소 0.6중량%, 크롬 17중량%, 붕소 3.7 중량%, 실리콘 4중량%, 철 3중량%, 몰리브덴 2.5중량%, 구리 2.5 중량%, 및 나머지 니켈로 구성된 제2 니켈 합금일 수 있다.
한편, 다른 실시예에서, 용사층은 니켈 합금 파우더 또는 코발트 합금 파우더 또는 텅스텐 합금 파우더를 이용해 도금층의 표면에 용사될 수 있다.
용사층(300) 형성 시 용사 수단을 이용해 자용성 합금 파우더, 산소, 가솔린을 동시에 도금층(200)에 용사할 수 있다. 이때, 자용성 합금 파우더의 플로우 레이트(flow rate)는 70g/m 내지 100g/m일 수 있으며, 산소의 플로우 레이트는 1000L/m 내지 1200L/m일 수 있으며, 가솔린의 플로우 레이트는 3L/m 내지 5L/m일 수 있다. 여기서 용사 수단은 공지된 다양한 용사 장치일 수 있다.
용사층(300)은 0.17mm 내지 0.2mm의 두께로 형성될 수 있다.
용사층(300)이 형성되면서 용사층(300)의 내부에는 기공 및 편석 등의 결함(50)들이 위치한다.
다음, 도 5를 참조하면, 용사층(300)을 예열 온도로 예열한다(S400).
구체적으로, 예열 수단(40)을 이용해 용사층(300)을 470K 내지 780K의 예열 온도로 예열한다.
용사층(300)의 예열은 몰드 본체(100)를 예열 수단(40)을 이용해 예열하여 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
예열 수단(40)은 공지된 다양한 예열 장치일 수 있다. 일례로, 예열 수단(40)은 고주파 유도 가열 장치일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 용사층(300)에 레이저 빔(90)을 조사하여 레이저 열처리 온도로 용사층(300)을 열처리한다(S500).
구체적으로, 용사층(300)이 470K 내지 780K의 예열 온도로 예열된 상태에서, 용사층(300)에 레이저 빔(90)을 조사하여 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 용사층(300)을 열처리한다. 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도는 1323K 내지 1423K일 수 있으며, 이 중 1423K일 수 있다.
여기서, 레이저 빔(90)을 이용한 레이저 열처리 온도는 용사층(300)의 표면 온도를 측정하는 파이로미터(pyrometer) 및 파이로미터가 측정한 용사층(300)의 표면 온도에 근거하여 레이저 빔(90)을 발진하는 발진기를 자동 제어하는 제어부에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
용사층(300)이 레이저 빔(90)을 이용해 열처리됨으로써, 용사층(300)을 구성하는 입자들이 녹지 않고 서로 밀집하여 확산 균질화(homogenization)되기 때문에, 용사층(300) 내부의 기공 및 편석 등의 결함(50)들이 제거되어 용사층(300)의 경도가 향상된다. 이때, 용사층(300)이 예열된 상태로 열처리됨으로써, 레이저 빔(90)에 의한 열 충격 및 급냉에 의해 용사층(300)에 균열이 발생되는 것이 억제된다.
용사층(300)이 레이저 빔(90)에 의해 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 열처리되어 확산 균질화되어 있음으로써, 용사층(300)의 상면(320)의 경도는 용사층(300)의 저면(310)의 경도 대비 크다.
용사층(300)의 상면(320)의 비커스 경도(Vickers hardness)는 1000HV 내지 1280HV이며, 이 중 1280HV일 수 있다.
용사층(300)은 도금층(200) 대비 얇은 두께를 가진다. 일례로, 용사층(300)은 열처리에 의해 결함(50)들이 제거되면서 0.1mm 내지 1.0mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이상과 같이, 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법은 용사층(300)의 열처리를 위해 연속 주조용 몰드 전체가 노(furnace) 내부에서 열처리되는 것이 아니라, 용사층(300)이 레이저 빔(90)에 의해 용사층(300)이 녹지 않는 레이저 열처리 온도인 1323K 내지 1423K로 열처리되어 용사층(300)의 상면(320)의 경도가 용사층(300)의 저면(310)의 경도 대비 크고, 용사층(300)의 상면(320)의 비커스 경도(Vickers hardness)가 1000HV 내지 1280HV를 가짐으로써, 연속 주조용 몰드에 포함된 각 층인 몰드 본체(100), 도금층(200), 용사층(300) 간의 열팽창 계수 차이에 의한 박리가 억제되는 동시에, 연속 주조 시 용탕 유동 및 응고에 대한 용사층(300)의 고온 내마모성이 향상된다.
즉, 각 층 간의 박리가 억제되는 동시에 용사층(300)의 결함 제거 및 고온 내마모성이 향상된 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법이 제공된다.
또한, 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법은 용사층(300)을 레이저 빔(90)을 이용해 1323K 내지 1423K의 레이저 열처리 온도로 열처리할 때, 용사층(300)을 예열 수단(40)을 이용해 470K 내지 780K로 예열함으로써, 레이저 빔(90)에 의한 열 충격 및 급냉에 의해 용사층(300)에 균열이 발생되는 것을 억제한다.
즉, 용사층(300)의 확산 균질화 처리를 위한 레이저 빔의 열처리 시 용사층(300)에 균열이 발생되는 것을 억제한 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법이 제공된다.
이하, 도 6 내지 도 13을 참조하여 상술한 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드의 효과 및 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법의 효과를 확인한 실험예들 및 대비예들을 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드의 효과 및 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법의 효과를 확인한 실험예들 및 대비예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 실험예들 및 대비예들은, 우선 몰드 본체에 대응하는 순수 구리층(Pure Cu layer)을 30mm의 두께로 형성하고, 순수 구리층(Pure Cu layer) 표면에 전기 도금을 이용해 도금층에 대응하는 순수 니켈층(Pure Ni layer)을 0.7mm의 두께로 형성하고, 순수 니켈층(Pure Ni layer) 표면에 탄소 0.6중량%, 크롬 17중량%, 붕소 3.7 중량%, 실리콘 4중량%, 철 3중량%, 몰리브덴 2.5중량%, 구리 2.5 중량%, 및 나머지 니켈로 구성된 자용성 합금 파우더, 산소, 가솔린을 동시에 용사하여 0.17mm 내지 0.20mm의 용사층에 대응하는 용사층(Thermal sprayed layer)을 형성하였다. 이때, 자용성 합금 파우더의 플로우 레이트(flow rate)는 70g/m 내지 100g/m일 수 있으며, 산소의 플로우 레이트는 1000L/m 내지 1200L/m일 수 있으며, 가솔린의 플로우 레이트는 3L/m 내지 5L/m일 수 있다.
다음, 순수 구리층(Pure Cu layer), 순수 니켈층(Pure Ni layer), 용사층(Thermal sprayed layer)이 적층된 적층체를 고주파 장치 등의 예열 수단(40)이 설치된 안착부에 안착시켜 용사층(Thermal sprayed layer)을 470K 내지 780K로 예열하고, 파이로미터(Pyrometer)를 이용해 용사층(Thermal sprayed layer)의 온도를 실시간 측정하고 발진기(Oscillator)를 포함하는 레이저 헤드(Laser head)를 스캔 방향(Sacn direction)으로 이동시키면서 레이저 빔(Laser beam)의 레이저 파워 밀도(laser power density)를 제어하여 용사층(Thermal sprayed layer)의 확산 균질화 대상 영역(Area subjected to homogenization)을 1123K 내지 1473K의 레이저 열처리 온도로 열처리하였다. 이때, 발진기(Oscillator)는 4kW 다이렉트 다이오드 레이저(4 kW direct diode laser)이며, 레이저 빔(Laser beam)의 파장은 970nm이며, 레이저 빔의 크기(dimension)는 사각 형태(square type)의 6mm * 4mm이며, 1473K 레이저 열처리 온도에 대응하는 최대 레이저 파워 밀도는 2.5 * 103W/cm2이며, 발진기(Oscillator)와 용사층(Thermal sprayed layer) 사이의 초점 거리(Focal length)는 310mm이며, 레이저 빔(Laser beam)의 스캔 속도는 1mm/s일 수 있다.
실험예들은 실험예1, 실험예2, 실험예3이며, 대비예들은 대비예1, 대비예2, 대비예3이다.
실험예1은 용사층(Thermal sprayed layer)을 레이저 빔(Laser beam)을 이용해 1323K의 레이저 열처리 온도로 열처리하였다.
실험예2는 용사층(Thermal sprayed layer)을 레이저 빔(Laser beam)을 이용해 1373K의 레이저 열처리 온도로 열처리하였다.
실험예3은 용사층(Thermal sprayed layer)을 레이저 빔(Laser beam)을 이용해 1423K의 레이저 열처리 온도로 열처리하였다.
대비예1은 용사층(Thermal sprayed layer)을 열처리 하지 않았다.
대비예2는 용사층(Thermal sprayed layer)을 레이저 빔(Laser beam)을 이용해 1273K의 레이저 열처리 온도로 열처리하였다.
대비예3은 용사층(Thermal sprayed layer)을 레이저 빔(Laser beam)을 이용해 1473K의 레이저 열처리 온도로 열처리하였다.
도 7은 실험예1, 실험예2, 실험예3, 대비예1, 대비예2, 대비예3에 따른 단면들의 미세 구조를 나타낸 사진들이다.
도 7을 참조하면, 열처리하지 않은 대비예1(As-sprayed)은 도금층인 순수 니켈층(Pure Ni layer)에 코팅된 용사층(Thermal sprayed layer)의 내부에 결함인 공동들(Voids)이 위치함을 확인하였다.
1273K로 열처리한 대비예2(1273K)는 용사층(Thermal sprayed layer)이 상면으로부터 얇은 깊이로만 열처리되어 확산 균질화된 것을 확인하였다.
1323K로 열처리한 실험예1(1323K)은 대비예2(1273K) 대비 용사층(Thermal sprayed layer)이 상면으로부터 더 깊게 열처리되어 확산 균질화된 것을 확인하였다.
1373K로 열처리한 실험예2(1373K)는 실험예1(1323K) 대비 용사층(Thermal sprayed layer)이 상면으로부터 더 깊게 열처리되어 확산 균질화된 것을 확인하였다.
1423K로 열처리한 실험예3(1423K)은 실험예2(1373K) 대비 용사층(Thermal sprayed layer)이 상면으로부터 더 깊게 열처리되어 확산 균질화된 것을 확인하였다.
1473K로 열처리한 대비예3(1473K)은 실험예들 대비 용사층(Thermal sprayed layer)에 더해 도금층이 순수 니켈층(Pure Ni layer)까지 열처리되어 확산 균질화된 것을 확인하였다. 즉, 용사층(Thermal sprayed layer) 및 순수 니켈층(Pure Ni layer)이 녹아 용사층(Thermal sprayed layer)과 순수 니켈층(Pure Ni layer) 사이가 서로 희석된 것을 확인하였다.
도 8은 대비예1에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 8을 참조하면, 열처리하지 않은 대비예1에 따른 용사층(Thermal sprayed layer)은 BSE 이미지(back-scattered electron image)와 합금 원소들의 각 분포도에서 볼 수 있듯이, 특정 원소들은 C 및 Cu 분포도에서 국부적으로 편석되어(segregated) 있다. 또한, Cr 분포도에 도시된 바와 같이, Cr계 탄화물(carbides) 및 붕화물(borides)이 특정 영역에 국부적으로 농축되어 있다. 즉, 대비예1은 합금 원소들의 매크로 편석(Macrosegregation)과 탄화물 및 붕화물의 국부적 농축(Locally concentrated carbides and borides)과 같은 미세 조직의 비 균질성을 나타냈다.
도 9는 실험예1에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 9를 참조하면, 1323K로 열처리한 실험예1에 따른 용사층(Thermal sprayed layer)은 BSE 이미지(back-scattered electron image)와 합금 원소들의 각 분포도에서 볼 수 있듯이, 확산 균질화 및 비 확산 균질화된 영역에서 상이한 미세 구조가 분명하게 관찰되었다. 확산 균질화 처리된 영역(Homogenization treated region)은 미세하게 분포된 2차 상으로 구성되었으나, 비 확산 균질화된 영역은 그렇지 않았다. 이들 2차 상은 Cr 및 C 분포도로부터 인식되는 Cr계 탄화물 및 붕화물이었다. 또한, Cu 분포도에서, 하부 구역(비 확산 균질화된 영역)에서 매크로 편석(Macrosegregation)을 여전히 관찰하였다.
도 10은 실험예3에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 10을 참조하면, 1423K로 열처리한 실험예3에 따른 용사층(Thermal sprayed layer)은 BSE 이미지(back-scattered electron image)와 합금 원소들의 각 분포도에서 볼 수 있듯이, Cr계 탄화물 및 붕화물이 3가지 상들(Rod-like, Lumpy, Extra fine)로 분류될 수 있는 것을 확인할 수 있으며, 열처리하지 않은 대비예1과 비교하여, Cu 분포도에서 합금 원소들의 매크로 편석(Macrosegregation) 및 Cr 분포도에서 탄화물 및 붕화물의 국부적 농축이 사라짐을 확인하였다.
도 11은 대비예3에 따른 단면의 EPMA 분석을 나타낸 사진들이다.
도 11을 참조하면, 1473K로 열처리한 대비예3에 따른 용사층(Thermal sprayed layer)은 BSE 이미지(back-scattered electron image)와 합금 원소들의 각 분포도에서 볼 수 있듯이, Fe 분포도 및 B 분포도에서 수지상 조직(Dendritic structure)이 나타나는 특정 액상 특성을 확인하였다. 즉, 용사층(Thermal sprayed layer)이 1473K의 레이저 열처리 온도에 의해 녹았음을 확인하였다.
도 12는 실험예1, 실험예2, 실험예3, 대비예3에 따른 단면들의 상면으로부터의 거리에 따른 비커스 경도를 나타낸 그래프이다.
도 12의 x축은 용사층(Thermal sprayed layer), 순수 니켈층(Pure Ni layer), 순수 구리층(Pure Cu layer)이 적층된 적층체의 상면으로부터의 거리{Distance from top surface(mm)}를 나타내며, y축은 비커스 경도{Hardness(HV)}를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 용사층(Thermal sprayed layer)이 1323K의 레이저 열처리 온도로 열처리된 실험예1(1323K), 용사층(Thermal sprayed layer)이 1373K의 레이저 열처리 온도로 열처리된 실험예2(1373K), 용사층(Thermal sprayed layer)이 1423K의 레이저 열처리 온도로 열처리된 실험예3(1423K) 각각의 용사층(Thermal sprayed layer)의 상면의 비커스 경도가 용사층이 열처리되지 않은 대비예1에 따른 비커스 경도(As-sprayed level of hardness)인 750HV 대비 큰 1000HV 내지 1280HV에 포함되는 것을 확인하였다.
이와 다르게, 용사층(Thermal sprayed layer)이 1473K의 레이저 열처리 온도로 열처리되어 용사층(Thermal sprayed layer)이 녹은 대비예3(1473K)의 용사층(Thermal sprayed layer)의 상면의 비커스 경도가 용사층이 열처리되지 않은 대비예1의 비커스 경도(As-sprayed level of hardness)인 750HV 대비 작은 620HV인 것을 확인하였다. 그리고, 대비예3(1473K)에서, 용사층(Thermal sprayed layer)과 도금층인 순수 니켈층(Pure Ni layer) 사이가 희석되는 영역(Region of dilution with thermal sprayed region)의 비커스 경도가 조금 상승하는 것을 확인하여 용사층(Thermal sprayed layer)과 순수 니켈층(Pure Ni layer) 사이가 열처리에 의해 녹는 것을 확인하였다.
도 13은 실험예1, 실험예2, 실험예3, 대비예3에 따른 용사층들의 평균 비커스 경도를 나타낸 그래프이다.
도 13의 x축은 레이저 열처리 온도를 나타내며, y축은 용사층의 평균 비커스 경도를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 실험예1(1323K), 실험예2(1373K), 실험예3(1423K) 각각의 용사층의 평균 비커스 경도가 대비예1에 따른 비커스 경도{Hardness level of as-sprayed(750HV)} 대비 큰 것을 확인하였고, 대비예3(1473K)의 용사층의 평균 비커스 경도가 대비예1에 따른 비커스 경도{Hardness level of as-sprayed(750HV)} 대비 작은 것을 확인하였다.
이상과 같이, 상술한 실험예1, 실험예2, 실험예3, 대비예1, 대비예2, 대비예3을 통해 상술한 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드의 효과 및 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법의 효과를 확인하였다.
또한, 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드 및 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법은, 단순히 반복 실험 결과를 통해 용사층을 1323K 내지 1423K로 열처리하여 용사층의 상면의 비커스 경도(Vickers hardness)를 1000HV 내지 1280HV로 형성한 것이 아니다.
또한, 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드 및 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법은 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도인 1323K 내지 1423K의 레이저 열처리 온도 및 이에 따라 용사층의 상면의 비커스 경도가 1000HV 내지 1280HV인 것이 용사층이 상면으로부터 낮은 깊이로만 확산 균질화되는 레이저 열처리 온도인 1273K 및 용사층이 확산 균질화되지만 녹는 온도인 1473K 대비 임계적 의의를 가지는 수치 한정임을 실험예들 및 대비예들을 통해 확인하였다.
또한, 일 실시예에 따른 연속 주조용 몰드 및 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법은, 단순히 용사층의 레이저 열처리 온도의 수치 한정이 공지된 종래의 기술 대비, 연속 주조용 몰드에 포함된 각 층의 열팽창 계수 차이에 의한 박리를 억제하는 동시에 연속 주조 시 용탕에 대한 용사층의 결함 제거 및 고온 내마모성을 향상하기 위한 상이한 과제 및 이질적인 효과를 가지는 수치 한정인 레이저 빔을 이용한 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도가 1323K 내지 1423K이고, 이에 따른 용사층의 상면의 비커스 경도가 1000HV 내지 1280HV인 수치 한정을 가진다.
이하, 또 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법을 설명한다.
우선, 피처리체의 표면에 용사층을 용사한다.
여기서, 피처리체는 용사층을 코팅하고자 하는 공지된 다양한 층, 기판, 장치, 소자 등일 수 있다.
구체적으로, 피처리체의 표면에 용사층을 용사(thermal spray)한다. 용사층은 니켈, 탄소, 크롬, 붕소, 실리콘, 철, 몰리브덴, 및 구리를 포함하는 자용성 합금 파우더(self-fluxing alloy powder)를 이용해 피처리체의 표면에 용사될 수 있다.
자용성 합금 파우더는 탄소 0.6중량%, 크롬 17중량%, 붕소 3.7 중량%, 실리콘 4중량%, 철 3중량%, 몰리브덴 2.5중량%, 구리 2.5 중량%, 및 나머지 니켈로 구성된 제2 니켈 합금일 수 있다.
한편, 다른 실시예에서, 용사층은 니켈 합금 파우더 또는 코발트 합금 파우더 또는 텅스텐 합금 파우더를 이용해 피처리체의 표면에 용사될 수 있다.
용사층은 0.17mm 내지 0.2mm의 두께로 형성될 수 있다.
용사층이 형성되면서 용사층의 내부에는 기공 및 편석 등의 결함들이 위치할 수 있다.
다음, 용사층을 예열 온도로 예열한다.
구체적으로, 예열 수단을 이용해 용사층을 470K 내지 780K의 예열 온도로 예열한다.
용사층의 예열은 피처리체를 예열 수단을 이용해 예열하여 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
예열 수단은 공지된 다양한 예열 장치일 수 있다. 일례로, 예열 수단은 고주파 유도 가열 장치일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 용사층에 레이저 빔을 조사하여 레이저 열처리 온도로 용사층을 열처리한다.
구체적으로, 용사층이 470K 내지 780K의 예열 온도로 예열된 상태에서, 용사층에 레이저 빔을 조사하여 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 용사층을 열처리한다. 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도는 1323K 내지 1423K일 수 있으며, 이 중 1423K일 수 있다.
여기서, 레이저 빔을 이용한 레이저 열처리 온도는 용사층의 표면 온도를 측정하는 파이로미터(pyrometer) 및 파이로미터가 측정한 용사층의 표면 온도에 근거하여 레이저 빔을 발진하는 발진기를 자동 제어하는 제어부에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
용사층이 레이저 빔을 이용해 열처리됨으로써, 용사층을 구성하는 입자들이 녹지 않고 서로 밀집하여 확산 균질화되기 때문에, 용사층 내부의 기공 및 편석 등의 결함들이 제거되어 용사층의 경도가 향상된다. 이때, 용사층이 예열된 상태로 열처리됨으로써, 레이저 빔에 의한 열 충격 및 급냉에 의해 용사층에 균열이 발생되는 것이 억제된다.
용사층이 레이저 빔에 의해 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 열처리되어 확산 균질화되어 있음으로써, 용사층의 상면의 경도는 용사층의 저면의 경도 대비 크다.
용사층의 상면의 비커스 경도(Vickers hardness)는 1000HV 내지 1280HV이며, 이 중 1280HV일 수 있다.
용사층은 도금층 대비 얇은 두께를 가진다. 일례로, 용사층은 열처리에 의해 결함들이 제거되면서 0.1mm 내지 1.0mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이상과 같이, 또 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법은 용사층의 열처리를 위해 용사층이 코팅된 피처리체 전체가 노(furnace) 내부에서 열처리되는 것이 아니라, 용사층이 레이저 빔에 의해 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도인 1323K 내지 1423K로 열처리되어 용사층의 상면의 경도가 용사층의 저면의 경도 대비 크고, 용사층의 상면의 비커스 경도(Vickers hardness)가 1000HV 내지 1280HV를 가짐으로써, 용사층이 코팅된 피처리체에 포함된 각 층인 피처리체를 구성하는 층들 및 용사층 간의 열팽창 계수 차이에 의한 박리가 억제되는 동시에, 용사층이 코팅된 피처리체의 고온 내마모성이 향상된다.
즉, 각 층 간의 박리가 억제되는 동시에 용사층의 결함 제거 및 고온 내마모성이 향상된 레이저 열처리를 이용한 용사층의 코팅 방법이 제공된다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 레이저 열처리를 이용한 용사층의 코팅 방법은 용사층을 레이저 빔을 이용해 1323K 내지 1423K의 레이저 열처리 온도로 열처리할 때, 용사층을 예열 수단을 이용해 470K 내지 780K로 예열함으로써, 레이저 빔에 의한 열 충격 및 급냉에 의해 용사층에 균열이 발생되는 것을 억제한다.
즉, 용사층의 확산 균질화 처리를 위한 레이저 빔의 열처리 시 용사층에 균열이 발생되는 것을 억제한 레이저 열처리를 이용한 용사층의 코팅 방법이 제공된다.
본 이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
몰드 본체(100), 도금층(200), 용사층(300), 저면(310), 상면(320)

Claims (16)

  1. 연속 주조용 공간을 형성하는 몰드 본체;
    상기 몰드 본체의 표면에 코팅된 도금층; 및
    상기 도금층에 코팅된 용사층
    을 포함하며,
    상기 용사층은 상기 도금층과 접하는 저면 및 상기 연속 주조용 공간에 노출된 상면을 포함하며,
    상기 용사층의 상기 상면의 경도는 상기 저면의 경도 대비 큰 연속 주조용 몰드.
  2. 제1항에서,
    상기 용사층의 상기 상면의 비커스 경도(Vickers hardness)는 1000HV 내지 1280HV인 연속 주조용 몰드.
  3. 제2항에서,
    상기 용사층의 상기 상면의 비커스 경도는 1280HV인 연속 주조용 몰드
  4. 제1항에서,
    상기 도금층은 제1 니켈 합금을 포함하며,
    상기 용사층은 제2 니켈 합금을 포함하는 연속 주조용 몰드.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 니켈 합금은 니켈, 탄소, 크롬, 붕소, 실리콘, 철, 몰리브덴, 및 구리를 포함하는 연속 주조용 몰드.
  6. 제1항에서,
    상기 용사층은 상기 도금층 대비 얇은 두께를 가지는 연속 주조용 몰드.
  7. 제6항에서,
    상기 용사층은 0.1mm 내지 1.0mm의 두께를 가지는 연속 주조용 몰드.
  8. 연속 주조용 공간을 형성하는 몰드 본체를 형성하는 단계;
    상기 몰드 본체의 표면에 도금층을 도금하는 단계;
    상기 도금층의 표면에 용사층을 용사하는 단계; 및
    상기 용사층에 레이저 빔을 조사하여 상기 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 상기 용사층을 열처리하는 단계
    를 포함하는 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 레이저 열처리 온도는 1323K 내지 1423K인 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 레이저 열처리 온도는 1423K인 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법.
  11. 제8항에서,
    상기 용사층을 예열 온도로 예열하는 단계를 더 포함하는 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 예열 온도는 470K 내지 780K인 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법.
  13. 제8항에서,
    상기 용사층을 용사하는 단계는 자용성 합금 파우더(self-fluxing alloy powder) 를 이용해 수행하는 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 자용성 합금 파우더는 니켈, 탄소, 크롬, 붕소, 실리콘, 철, 몰리브덴, 및 구리를 포함하는 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법.
  15. 피처리체의 표면에 용사층을 용사하는 단계; 및
    상기 용사층에 레이저 빔을 조사하여 상기 용사층이 녹지 않는 레이저 열처리 온도로 상기 용사층을 열처리하는 단계
    를 포함하는 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 레이저 열처리 온도는 1323K 내지 1423K인 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법.
KR1020180079032A 2018-07-06 2018-07-06 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법 KR102107127B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180079032A KR102107127B1 (ko) 2018-07-06 2018-07-06 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180079032A KR102107127B1 (ko) 2018-07-06 2018-07-06 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200005371A true KR20200005371A (ko) 2020-01-15
KR102107127B1 KR102107127B1 (ko) 2020-05-06

Family

ID=69157062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180079032A KR102107127B1 (ko) 2018-07-06 2018-07-06 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102107127B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200087563A (ko) * 2019-01-11 2020-07-21 한국기계연구원 용사 코팅체 및 멀티 레이저 빔 열처리를 이용한 용사 코팅체의 제조 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030056643A (ko) * 2001-12-28 2003-07-04 대우종합기계 주식회사 오스템퍼링 열처리방법
JP2009142839A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Mishima Kosan Co Ltd 連続鋳造用鋳型
KR101942932B1 (ko) * 2017-07-20 2019-04-17 주식회사 포스코 주형 및 이의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030056643A (ko) * 2001-12-28 2003-07-04 대우종합기계 주식회사 오스템퍼링 열처리방법
JP2009142839A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Mishima Kosan Co Ltd 連続鋳造用鋳型
KR101942932B1 (ko) * 2017-07-20 2019-04-17 주식회사 포스코 주형 및 이의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200087563A (ko) * 2019-01-11 2020-07-21 한국기계연구원 용사 코팅체 및 멀티 레이저 빔 열처리를 이용한 용사 코팅체의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102107127B1 (ko) 2020-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yasa et al. Manufacturing by combining selective laser melting and selective laser erosion/laser re-melting
US4157923A (en) Surface alloying and heat treating processes
Aghasibeig et al. Laser cladding of a featureless iron-based alloy
JP2018135585A (ja) 金属部材及びクラッド層の製造方法
US9796044B2 (en) Manufacturing process for hard facing aluminum injection molds
Makarov et al. Wear-resistant nickel-based laser clad coatings for high-temperature applications
Choudhary et al. Laser surface polishing of NiCrSiBC–60WC ceramic-metal matrix composite deposited by laser directed energy deposition process
JP2017154159A (ja) 金属間化合物合金、金属部材及びクラッド層の製造方法
US20080299412A1 (en) Method for Manufacturing Metal Components and Metal Component
KR102107127B1 (ko) 연속 주조용 몰드, 레이저 열처리를 이용한 연속 주조용 몰드의 제조 방법, 및 레이저 열처리를 이용한 용사층 코팅 방법
RU2542199C1 (ru) Способ получения композиционных покрытий из порошковых материалов
JP7243405B2 (ja) 冷却ロール、双ロール式連続鋳造装置、薄肉鋳片の鋳造方法、及び、冷却ロールの製造方法
US20150158082A1 (en) Composite components formed with loose ceramic material
WO2021240696A1 (ja) 連続鋳造用鋳型及び連続鋳造用鋳型の製造方法
CN113751703B (zh) 金属粉末
US20120244344A1 (en) Composite components formed by coating a mold with ceramic material
US20120240755A1 (en) Ballistic applications of composite materials
US20180207749A1 (en) Method of manufacturing an object from granular material coated with a metallic material and a related article of manufacture
KR102373015B1 (ko) 레이저를 이용한 비정질 합금의 표면처리
Lee et al. Study of high speed steel AISI M4 powder deposition using direct energy deposition process
JPS58192661A (ja) 連続鋳造用鋳型製造法
JP2005254317A (ja) 自溶性合金の被覆方法及び装置並びにこれを用いた連続鋳造用鋳型及びその製造方法
KR101458375B1 (ko) 산화크롬이 용사된 그레이트바 및 이의 제조 방법
KR101942932B1 (ko) 주형 및 이의 제조방법
Moore et al. Surface alloying using high-power continuous lasers

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
GRNT Written decision to grant