WO2020101138A1 - 연속주조용 몰드 및 그 코팅방법 - Google Patents

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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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Definitions

  • the present invention relates to a continuous casting mold and its coating method. More specifically, it relates to a mold for continuous casting using a laser cladding process and a coating method thereof.
  • the continuous casting mold is composed of two long side molds and short side molds, respectively. Structurally, the life of the short-side mold is shortened to about 1/2 compared to the long-side mold, so the mold is replaced according to the life of the short-side mold. Increasing the life of the mold can extend the maintenance and repair period to improve the overall casting ability of the player.
  • a coating layer for improving abrasion resistance was formed on the short side mold.
  • the conventional structure improves abrasion resistance by increasing the hardness of the entire surface of the short side mold, and there is a problem that deterioration or peeling occurs while being in contact with a high temperature liquid metal at the top of the mold.
  • the upper part of the playing mold is a non-melting liquid metal . Since the mold flux at high temperature is in contact, deterioration or peeling due to contact with a high temperature liquid rather than abrasion due to friction of solid matters. Accordingly, the upper portion of the short side mold is a portion where the molten metal and the mold flux in powder form are in contact with each other, causing a high temperature defect.
  • the present invention is to provide a continuous casting mold and its coating method. More specifically, it is intended to provide a continuous casting mold using a laser cladding process and its coating method.
  • it is intended to provide a mold for continuous casting and a coating method for forming different coating layers for each site in accordance with the requirements required at each site.
  • An object of the present invention is to provide a continuous casting mold and a coating method capable of forming a coating layer having excellent heat resistance and wear resistance.
  • the surface temperature of the mold is uniformly preheated to 200 to 250 ° (:, and the laser irradiation power of the laser is increased to provide enough heat to melt the laser cladding part on the inner surface of the mold. It is intended to provide a mold for continuous casting and a coating method for forming a cladding layer directly without a plating buffer layer.
  • different coating layers may be formed at upper and lower portions of the mold.
  • the mold coating method may include an upper coating step of forming a heat-resistant coating layer on top of the mold, and a lower coating step of forming a wear-resistant coating layer on the bottom of the mold.
  • the mold coating method may include a post-processing step of cutting the coating layer to a set thickness as a whole.
  • the upper coating step may include forming a nickel plating layer on the mold.
  • the lower coating step may include a step of reducing the thickness by processing the nickel plating layer formed on the mold under the mold, and forming a laser cladding layer on the stepped nickel plating layer.
  • the mold coating method may further include a boundary processing step of inclining the interface between the heat-resistant coating layer and the wear-resistant coating layer at the boundary between the upper and lower portions.
  • the boundary processing step may include forming a nickel plating layer on the mold and then inclining the boundary surface during processing.
  • a mold inclined processing step of inclining along the bottom from the top of the mold, a nickel plating layer inclined processing of forming a nickel plating layer on the mold and inclining the nickel plating layer along the bottom of the mold at the boundary between the top and bottom Step may include forming along the inclined surface of the nickel plating layer.
  • different coating layers may be formed at the top and the bottom.
  • the mold may include a heat resistant coating layer formed on the top and a wear resistant coating layer formed on the bottom.
  • the heat-resistant coating layer may include a nickel plating layer formed on the mold.
  • the wear-resistant coating layer may include a nickel plating layer formed by step processing on the mold, and a laser cladding layer formed on the stepped nickel plating layer.
  • the interface between the heat-resistant coating layer and the wear-resistant coating layer may be inclined at the boundary between the upper and lower portions.
  • the mold is cut obliquely along the bottom from the top to form an inclined surface, and the nickel plated layer formed on the inclined surface of the mold is cut obliquely along the bottom of the mold at the boundary between the upper and lower sides to form an inclined surface, and the inclined surface along the inclined surface of the nickel plated layer.
  • the laser coating layer is formed with the cut thickness, and the interface between the nickel plated layer and the laser cladding layer may be inclined.
  • the boundary between the heat-resistant coating layer and the abrasion-resistant coating layer may be formed at 250/900 to 350/900 points above and below the mold at the top of the mold.
  • the laser cladding layer is at least one selected from 3 and the powder. 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • It may be a structure formed by laser cladding the powder mixed with paper.
  • the thickness of the cladding layer may be 1 to 2ä.
  • the thickness of the nickel chromium layer at the bottom of the mold may be 0.5 to 0.8ä.
  • Mold coating method for continuous casting comprises the steps of preheating the mold; And forming a cladding layer on the inner surface of the preheated mold through a laser cladding process.
  • the mold In the step of preheating the mold, it may be preheated to a temperature of 200 to 2501 :.
  • Preheating the mold may include placing the five surfaces of the mold in contact with the heating means; And simultaneously heating the five surfaces of the mold through the heating means.
  • laser cladding may be performed using a metal powder or wire of a material containing nickel () and chromium (0).
  • the metal powder or the wire may be formed of a material that further includes one or more of boron (, silicon (), and slang.
  • the output of the laser may be 21 or more.
  • the mold contains a copper (()) material, and may have an oscillation wavelength of 900 to 1 or more.
  • the thickness of the cladding layer may be 0.2 to 0.8ä.
  • step of forming the cladding layer forming the cladding layer on the lower portion of the inner surface of the mold, and after forming the cladding layer, plating the upper portion of the inner surface of the mold to form a plating layer; can do.
  • a boundary line between the cladding layer and the plating layer may be located at a height of 50 to 70% upward from the bottom of the mold.
  • the plating layer may be formed of a material containing at least one of nickel (), boron band, and cobalt ().
  • the thickness of the plating layer may be 0.2 to 0.8ä.
  • Mold for continuous casting according to another embodiment of the present invention is a mold body; And a laser cladding layer formed on the inner surface of the mold body.
  • the laser cladding layer may be formed of a material containing nickel () and chromium ().
  • the laser cladding layer may be formed of a material that further includes one or more of boron), silicon (), and iron.
  • the thickness of the laser cladding layer may be 0.2 to 0. & ä.
  • a plating layer forming a boundary with the laser cladding layer may further include a.
  • the thickness of the laser cladding layer and the plating layer is the same, and may be 0.2 to 0.8ä.
  • the boundary line between the laser cladding layer and the plating layer may be located at a height of 50 to 70% upward from the bottom of the mold body.
  • the plating layer may be formed of a material containing at least one of nickel (), boron (, and cobalt ()).
  • the mold coating method for continuous casting it is possible to form a coating layer having excellent heat resistance and abrasion resistance by forming a coating layer according to characteristics required for each part of the mold.
  • a cladding layer can be directly formed on the inner surface of the mold.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a mold according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mold according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a state of a mold for continuous casting according to a mold coating method for continuous casting according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a preheating system used in the continuous casting mold coating method according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a photograph showing that the thickness of the cladding layer becomes thicker due to the sufficient amount of heat input over time, although the thickness of the coating layer is not sufficiently formed due to insufficient heat input in the initial stage.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a state of a mold for continuous casting according to a mold coating method for continuous casting according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view schematically showing a state of a mold for continuous casting according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a state of a mold for continuous casting according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a photograph showing the results of 011% experiment conducted at high temperature (500 °) according to experimental and comparative examples. 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • first, second and third are used to describe various parts, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, the 11 parts, components, regions, layers or sections described below may be referred to as the second parts, components, regions, layers or sections without departing from the scope of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross section of a mold according to the first embodiment.
  • the mold (11101 (1) may include a long side mold having a relatively long length and a short side mold having a relatively short length, depending on the length of the width direction that is perpendicular to the direction in which the molten metal proceeds.
  • Two cross-section molds are arranged in a square shape to form a mold.
  • the mold 10 of this embodiment may be a short side mold or a long side mold.
  • the vertical direction means the direction of the molten metal in the V axis direction in FIG. 1
  • the upper part means the upper part along the V axis direction
  • the lower part refers to the lower part along the 7 axis direction.
  • the thickness may mean the thickness in the X-axis direction in FIG. 1.
  • the mold 10 may include a heat-resistant coating layer formed on the top and a wear-resistant coating layer formed on the bottom.
  • the surface temperature rise of the mold 10 is different depending on the contact portion in contact with the molten metal at a high temperature.
  • the upper part 12 is exposed to a high temperature environment due to the contact of the molten metal, and the lower part 14 of the mold 10 is relatively low in temperature due to contact with the coagulation cell, but due to friction. Wear resistance is required.
  • the mold 10 of the present embodiment as described above, the heat-resistant coating layer 12 is formed on the upper portion 12 of the mold 10, and the wear-resistant coating layer 14 is formed on the lower portion 14, so that the upper heat-resistant characteristics and It is possible to form a coating layer having excellent lower wear resistance.
  • the heat-resistant coating layer of the upper portion 12 may include a nickel plating layer 13 formed on the mold 10. Only the nickel plating layer is formed on the upper part 12 of the mold 10. The nickel plating layer 13 at the mold top 12 may be finally formed to 1 to 1.5 ⁇ . If the thickness of the nickel plating layer 13 is outside the above range, a problem may occur in thermal conductivity through the nickel plating layer from the top. 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • the wear-resistant coating layer of the lower portion 14 may step the nickel plating layer 13 formed on the mold 10 and may include a metal-based laser cladding layer formed on the stepped nickel plating layer.
  • the nickel plating layer 13 may be processed to be cut to a level of 0.5 to 0.8_ in the lower portion of the mold 10 to be stepped with the upper nickel plating layer.
  • the cladding layer 15 is coated on the stepped nickel plating layer 13 to form a two-layer coating layer.
  • the stepped interface 19 between the upper part 12 and the lower part 14 forms an inclined surface, which will be described later.
  • the boundary between the upper 12 and lower 14 of the mold 10 is referred to as a boundary (in this embodiment, the boundary between the upper 12 and the lower 14) (the upper and lower lengths of the mold from the top of the pushing mold 10). It may be formed at points 250/900 to 350/900.
  • a heat-resistant coating layer is positioned on the upper portion based on the boundary (and a wear-resistant coating layer is positioned on the lower portion. The location of the boundary (is higher than the 250/900 point on the top of the mold 10). In the small case, the area of the upper portion 12, that is, the heat-resistant coating layer is not sufficiently secured, and thus deterioration or peeling may occur due to contact with the hot melt. Boundary (If the position of the beauty is greater than 350/900 at the top of the mold The lower area, that is, the area of the wear-resistant coating layer is too small, and the lower wear resistance is deteriorated.
  • the mold 10 has a boundary 19 between the upper 12 and lower 14 (the nickel plated layer 13 forming the heat-resistant coating layer and the cladding layer 15 forming the wear-resistant coating layer). It can be formed obliquely.
  • the coating layer by inclining the interface 19 between the nickel plating layer 13 and the cladding layer 15, the effect of collecting micropores is minimized compared to the structure in which the interface between the two coating layers is vertical, and peeling It can prevent and form a better interface.
  • the boundary surface 19 By forming the boundary surface 19 to be inclined instead of a vertical step, it is possible to prevent the confinement phenomenon of fine bubbles that may occur at the boundary surface.
  • the boundary surface 19 may refer to the boundary between the upper part 12 and the lower part 14 of the mold (the area where the nickel plated layer 13 and the cladding layer 15 are in contact with each other.
  • the nickel plated layer along the interface 19) ( 13) is formed to be inclined, and the cladding layer 15 is formed to be inclined along the inclined surface of the nickel plated layer at the interface 19.
  • the size of the inclined boundary surface 19 is mold 10 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • the size of the interface is smaller than 45ä, pores may be generated due to a rapid step difference. If the size of the interface is larger than 55ä, the cladding layer becomes thin and peeling may occur.
  • the coating method of the first embodiment may include an upper coating step of forming a heat-resistant coating layer on the upper part of the mold, a lower coating step of forming a wear-resistant coating layer on the lower part of the mold, and a post-processing step of cutting the coating layer to a set thickness as a whole. have.
  • the upper coating step may include forming a nickel plating layer on the mold.
  • the lower coating step may include a step of reducing the thickness by processing the nickel plating layer formed in the mold under the mold, and forming a metal-based laser cladding on the nickel plating layer.
  • the coating layer may refer to the entire coating layer formed on the mold including the nickel plating layer and the cladding layer.
  • the nickel plating layer is a dense coating layer having excellent thermal conductivity and excellent heat resistance.
  • the process of forming the nickel plating layer uses an electroplating process, and since many technologies have already been disclosed, detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the nickel plating layer may be formed on the entire surface of the mold in the upper coating step.
  • the nickel plating layer at the top of the mold serves as a coating layer to prevent high temperature deterioration.
  • the nickel plating layer formed under the mold serves as a buffer layer for forming a dense laser cladding layer when forming the cladding layer.
  • the nickel plating layer is cut to a uniform thickness under the mold to reduce the thickness of the nickel plating layer.
  • the thickness of the nickel plated layer cut under the mold may be 0.5 to 0.8ä. If the thickness of the nickel plating layer outside the above range, the thermal conductivity 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • a cladding layer is formed on the cut portion of the nickel plating layer.
  • the nickel plating layer on the mold acts as a buffer, increasing the absorption rate of the laser when forming the cladding layer, thereby increasing the bonding force between the mold made of copper and the laser cladding layer.
  • the laser cladding layer can be formed through a laser facility that supplies a coating powder and focuses the laser to form a laser cladding layer on the mold.
  • the powder for coating is melted by the laser beam irradiated in the laser equipment to form a cladding layer on the nickel plating layer.
  • the coating powder for forming the cladding layer may have a structure in which at least one species selected from 8 and ⁇ is mixed with the powder.
  • the coating powder for forming the cladding layer may have a structure in which at least one species selected from 8 and ⁇ is mixed with the powder.
  • the entire coating layer of the mold is cut to post-process the coating layer to a set thickness.
  • the thickness of the coating layer can be processed to 1 to 1.5ä.
  • a nickel plating layer having excellent thermal conductivity and heat resistance is formed on the upper part of the mold, and a laser cladding layer having excellent high temperature wear resistance is formed on the lower part.
  • a step may be caused by frictional wear at the interface of the coating layer. That is, as the low-hardness nickel plating layer is formed on the mold 10 and the high-hardness nickel-based laser cladding layer is formed on the upper part of the mold 10, a step difference occurs at the interface due to the difference in hardness.
  • the present embodiment may further include a boundary processing step of inclining the interface between the upper and lower boundaries between the nickel plated layer, which is a heat-resistant coating layer and the cladding layer, which is a wear-resistant coating layer.
  • the boundary processing step after forming a nickel plating layer on the mold, the boundary surface during processing 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • the step of slanting may include the step of slanting the laser cladding layer along the interface when forming the laser cladding layer.
  • the interface may mean an area in which the nickel plating layer and the cladding layer contact at the upper and lower boundaries.
  • the step of inclining the interface may be performed in the process of forming a nickel plating layer on the mold and then cutting the nickel plating layer below to a predetermined thickness.
  • the interface of the nickel plating layer is inclined, when the cladding layer is formed, the cladding layer is inclined along the inclined surface.
  • the coating layer by obliquely forming the interface between the nickel plating layer and the cladding layer, the effect of collecting micropores is minimized compared to a structure in which the interface is vertical, thereby preventing peeling and forming a better interface.
  • 2 shows a second embodiment of the mold.
  • the second embodiment differs in that it is a continuous inclined structure unlike the stepped processing structure of the above-described embodiment, the same reference numerals are used for the same configurations as those already described, and detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the mold 10 of this second embodiment is cut obliquely from the top to the bottom to form an inclined surface 16, and a nickel plating layer 13 formed on the inclined surface 16 of the mold 10 Silver is cut obliquely along the bottom of the mold 10 at the boundary (I 3 ) between the upper part 12 and the lower part 14 to form an inclined surface 18, and the inclined surface 18 along the inclined surface 18 of the nickel plated layer 13 ),
  • the laser cladding layer 15 is formed with a cut thickness, so that an interface between the nickel plated layer and the cladding layer may be inclined.
  • the mold 10 is cut inclined from the top to the bottom to form an inclined surface 18.
  • the inclined surface 16 is formed so that the thickness of the mold 10 becomes thinner as it goes downward along the axial direction.
  • the mold 10 of the second embodiment is also formed with a nacelle plating layer 13 on the upper part 12 and a cladding layer 15 on the nickel plating layer 13 on the lower part 14, as in the above-described embodiment. . 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • the position of the boundary (I 3 ) between the upper part 12 and the lower part 14 may be formed at 300/900 to 350/900 points above and below the mold at the top of the mold 10.
  • Boundary The heat-resistant coating layer is located on the top, and the wear-resistant coating layer is located on the basis of the beauty.
  • the mold is inclined and it is necessary to widen the nickel plating layer 13 region on the top of the mold.
  • the position of the mold 10 is less than 300/900 from the top of the mold, the upper 12, that is, the area of the heat-resistant coating layer is not sufficiently secured, which may cause deterioration or peeling due to contact with the hot melt. If the position is larger than the 350/900 point at the top of the mold, the lower area, that is, the area of the wear-resistant coating layer is too small, and the lower wear resistance is deteriorated.
  • a nickel plating layer 13 is also formed on the inclined surface 18 along the lower portion of the mold 10 at the boundary position.
  • the inclined surface 18 of the nickel plating layer 13 may be formed parallel to the angle of the inclined surface 16 of the mold. As shown in FIG. 2, the nickel plated layer in the mold lower portion 14 forms a certain thickness, and the inclined surface 18 is continuously formed along the axial direction.
  • a laser cladding layer 15 is formed on the inclined surface 18 of the nickel plating layer along the lower portion 14 of the mold 10.
  • the cladding layer 15 is gradually formed thicker from the top to the bottom along the inclined surface 18 of the nickel plating layer 13. That is, the cladding layer 15 fills the cut portion when machining the inclined surface 18 of the nickel plating layer 13.
  • the inclined surface (18) of the nickel plating layer along the lower part (14) forms a boundary surface with the cladding layer.
  • the boundary between the nickel plating layer and the cladding layer is formed to be inclined along the inclined surface 18 of the nickel plating layer, thereby minimizing the effect of trapping micropores compared to the vertical structure of the interface. It can prevent peeling and form a better interface.
  • the coating process for the mold can be more easily performed. 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • the cutting process is inclined along the bottom from the top of the mold. Then, a nickel plating layer is formed on the inclined surface of the mold. When the nickel plating layer is formed, the nickel plating layer is cut obliquely along the lower part of the mold at the boundary position. When the nickel plating layer is cut, a laser cladding layer is formed on the inclined surface.
  • post-processing is performed to cut the coating layer of the mold as a whole, cutting the nickel plating layer and the cladding layer to finish the surface and control the thickness of the coating layer.
  • the thickness of the coating layer at the bottom of the mold 10 is finally 1.5 through post-processing on the coating layer. Can form. If the thickness of the nickel plating layer 13 is outside the above range, a problem may occur in thermal conductivity through the nickel plating layer from the top, and peeling may occur when forming the laser cladding layer.
  • the coating layer can be formed on the mold while more easily inclining the interface between the nickel plating layer and the cladding layer.
  • the third and fourth embodiments of the present invention do not form a buffer layer.
  • the mold coating method for continuous casting when referring to FIG. 3, the step of preheating the mold 10 and the cladding layer 20 through a laser cladding process on the inner surface of the preheated mold 10. ).
  • the mold 10 is preheated to a predetermined temperature in order to form the cladding layer 20 on the inner surface of the mold 10 through a laser cladding process. Specifically, it can be maintained by preheating to a temperature of 200 to 250 ° (:.
  • the cladding layer 20 may be formed by laser cladding only when it is uniformly maintained above 350 ⁇ . Hence, before the laser cladding process, the mold 10 is preheated and maintained at a temperature of 200 to 250 ° (: to cause the amount of heat in the cladding area to be insufficient, so that the inflowing material lacks unmelting or adsorption power and thus falls off. Can be prevented.
  • the cladding layer 20 may be directly formed on the inner surface of the mold 10 without having to perform a laser cladding process.
  • a plating layer such as , 0 used as a plating buffer layer is exposed to a high temperature, 1 (11 ⁇ 211 (diffusion occurs due to urine 11 and peeling may occur. That is, the diffusion rate of due to the difference in atomic diffusion rate of and) Since the diffusion speed of Vodare is relatively fast, pores may occur on the surface of 01 at a certain temperature or higher.
  • the occurrence of such pores and peeling is less because the plating buffer layer is not formed.
  • the amount of heat flowing into the mold 10 is insufficient, so that the melting of the incoming powder may not be sufficient. .
  • problems may occur in the initial process portion of the laser cladding.
  • the temperature of the portion where the laser cladding starts should rise above a certain temperature, but if the preheating process of the mold 10 is not performed, sufficient heat should be supplied with only the heat of the laser.
  • the cladding layer 20 may have a non-uniform phenomenon.
  • the unmelted powder is generated, a particle agglomeration phenomenon occurs in the coating layer, which may cause cracking and peeling of the cladding layer 20.
  • the melting of the powder does not occur, it may be difficult to form a sufficient cladding layer 20.
  • the mold 10 is preheated to a temperature exceeding a temperature of 250 ° (:, specifically, 350 ° [or higher) and then performing a laser cladding process, the tissue is caused by excessive heat input.
  • the step of preheating the mold 10 may include five heating surfaces of the mold 10 and heating means. It may include the step of placing so as to contact and simultaneously heating the five surfaces of the mold 10 through the heating means.
  • Preheating the mold 10 but it may be important to preheat the entire mold 10 to a uniform temperature. Due to the characteristics of the mold 10 made of a copper plate, it may be difficult to sufficiently raise the temperature of the mold 10 due to its high thermal conductivity and low energy absorption. Moreover, due to the excellent thermal conductivity properties of the mold 10, the initial mold 10 temperature and the temperature during laser cladding may be different from each other. For this reason, when the temperature of the mold 10 is non-uniform, the bonding force characteristics of the cladding layer 20 may be changed for each location.
  • the initial thickness of the cladding layer 20 generated by the laser cladding process and the thickness of the second half It can make a difference. That is, in the initial stage, the thickness of the cladding layer 20 is not sufficiently formed because sufficient heat is not generated, but the thickness of the cladding layer 20 may be gradually thickened due to a sufficient amount of heat input over time.
  • the five surfaces of the mold 10 can be simultaneously heated through the heating means.
  • a jig made of SUS 316L or a water jacket can be used.
  • the cladding layer 20 is formed by performing a laser cladding process on the inner surface of the preheated mold 10.
  • the cladding layer 20 is formed directly on the inner surface of the mold 10 without forming a buffer layer by a plating method or the like, it prevents the occurrence of pores and cracks due to the diffusion rate difference on the surfaces of the buffer layer and the mold 10. can do.
  • it may be laser cladding using a metal powder or wire of a material containing nickel (Ni) and chromium (Cr). More specifically, the metal powder or wire may be boron (B), silicon (Si) and iron. (Fe) may further include one or more.
  • the mold 10 includes a copper (Cu) material, may have an oscillation wavelength of 900 nm or more of the laser, and the output of the laser may be 2 kf or more.
  • Cu copper
  • the output of the laser having an oscillation wavelength of 900 nm or more is 2 kW or more, it is possible to initially maintain the temperature of the mold 10 having excellent heat transfer due to high power.
  • the uniformity of the cladding layer 20 is maintained by maintaining a constant surface temperature of the entire mold 10 using a high-power laser and a preheating system, so that when used as a continuous casting mold 10, the overall uniform quality is maintained. Can be.
  • the thickness of the cladding layer 20 can be formed to 0.2 to 0.8mm.
  • the thickness of the cladding layer 20 is less than 0.2 mm, the thickness of the clad trap as the mold 10 for continuous casting may not be sufficient to secure wear resistance.
  • the thickness of the cladding layer 20 exceeds 0.8mm, there may be a problem that a lot of inflow of metal powder is used for the formation of the cladding layer 20 or a process that very slows the cladding process speed.
  • a process of laser cladding of multiple layers in a multi-layer structure should be used. 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • the mold coating method for continuous casting according to the fourth embodiment of the present invention referring to FIG. 7, after preheating the mold 10, in the step of forming the cladding layer 20, the cladding layer 20 is molded ( Forming on the lower portion of the inner surface of 10) and forming the cladding layer 20 Afterwards, a step of forming the plating layer 30 by plating the upper portion of the inner surface of the mold 10 may be performed.
  • the following two effects can be expected by forming the plating layer 30 on the upper part of the inner surface of the mold 10.
  • the deformation or abrasion of the copper plate may occur due to thermal shock even in the upper portion of the mold 10, it is possible to prevent the loss of the mold 10 through the formation of the plating layer 30 on the inner surface of the mold 10.
  • the short side mold 10 is in contact with the long side, and both the long side and the short side repeat expansion and contraction due to high temperature heat, whereby compressive stress is generated at the top of the short side copper plate, and the generated stress is Because the mold 10 may be lost, the plating layer 30 may be formed on the upper portion to prevent the mold 10 from being compressed.
  • the boundary line between the cladding layer 20 and the plating layer 30 is 50 to 70% height upward from the bottom of the mold (1 mm 2). Can be located at
  • the cladding layer 20 is formed through a laser cladding process from the bottom (0111111) to a height of 450 to 630_, and from the height of 450 to 630 ⁇ Up to 900 ⁇ ), the plating layer 30 may be formed through a plating process.
  • a boundary line between the layer 20 and the plated layer 30 can be positioned.
  • the plating layer 30 may be formed of a material containing at least one of nickel (), boron (, and cobalt ().
  • the plating layer 30 is formed of a nickel () material, or 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543 (Can be formed from 0 materials.
  • Plating materials such as nickel () 0 compared to)) have relatively high high temperature hardness and can be used for a long time. Since the difference in hardness between the cladding layer 20 formed by laser cladding, which is a hard material of the lower part of the inner surface of the mold 10, is reduced, it is possible to prevent a step that can occur from the upper direction to the lower direction.
  • the thickness of the plating layer 30 may be 0.2 to 0.8ä.
  • the thickness of the cladding layer 20 may be formed.
  • the mold for continuous casting includes a mold body 100 and a laser cladding layer 200 formed on an inner surface of the mold body 100.
  • the mold body 100 Before the laser cladding layer 200 is formed on the inner surface of the mold body, the mold body 100 is preheated and maintained at a temperature of 200 to 250 ° (:), so that the amount of heat in the cladding area is insufficient and the material flowing in is unmelted. Alternatively, it is possible to prevent the effect of dropping out due to insufficient adsorption power.
  • the laser cladding layer 200 may be directly formed on the inner surface of the mold body 100. Since the laser cladding layer 200 is formed directly on the inner surface of the mold body 100 without a separate buffer layer, it is possible to prevent the phenomenon of pores and cracks due to a difference in diffusion speed at the surface of the buffer layer and the mold.
  • the laser cladding layer 200 may be formed of a material containing nickel () and chromium (00. More specifically, the laser cladding layer 200 is at least one of boron (, silicon () and iron ( ⁇ ) In addition, the thickness of the laser cladding layer 200 may be 0.2 to 0.8 ⁇
  • the mold for continuous casting according to the fourth embodiment of the present invention when referring to FIG. It includes a laser cladding layer 200 formed on the lower portion of the inner surface of the mold body 100 and a plating layer 300 formed on the upper portion of the inner surface of the mold body 100. The plating layer 300 is above the laser cladding layer 200. Located in, and forms a boundary line with the laser cladding layer 200. 2020/101138 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/007543
  • Deformation or abrasion of the copper plate may occur due to thermal shock even in the upper portion of the mold body 100, so that the mold body 100 can be prevented from being lost through the formation of the plating layer 300 on the inner surface of the mold body 100.
  • the thicknesses of the laser cladding layer 200 and the plating layer 300 are the same, and may be 0.2 to 0.8A.
  • the boundary line between the laser cladding layer 200 and the plating layer 300 may be located at a height of 50 to 70% upward from the bottom of the mold body 100.
  • the plating layer 300 may be formed of a material containing at least one of nickel (), boron ⁇ ), and cobalt ().
  • Example 1 After placing the mold in a preheating system in which the 5 sides of the mold are in contact with the heating means, preheat the mold to a temperature of 200 to 250 ° ( :), and then using a laser having an oscillation wavelength of 90011111 or higher.
  • the metal powder having the following composition as the output was laser-clad.
  • a cladding layer having a thickness of 0.4ä was formed.
  • a cladding layer was formed on the surface of the buffer layer through a laser cladding process.
  • the laser cladding conditions were the same as in Experimental Example 1 above.
  • the thermal shock test was performed by repeatedly heating and cooling the mold for continuous casting at 500 ° ( :).
  • the wear cladding layer of the ⁇ plating layer and the non-plating layer has a very small amount of wear.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, experimental examples, and / or examples, and may be manufactured in various different forms, and those skilled in the art to which the present invention pertains may have technical or essential aspects of the present invention. It will be understood that it may be implemented in other specific forms without changing the features. Therefore, the embodiments, experimental examples, and / or examples described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. ⁇ ⁇ 0 2020/101138 1 »(71710 ⁇ 2019/007543
  • mold body 200 laser cladding layer 300: plating layer

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Abstract

상부 내열 특성과 하부 내마모성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있도록, 몰드의 상부와 하부에서 서로 상이한 코팅층을 형성한 연속주조용 몰드 코팅 방법을 제공한다. 또한, 몰드를 예열하는 단계; 및 상기 예열된 몰드의 내면에 레이저 클래딩 공정을 통해 클래딩층을 형성시키는 단계;를 포함하는 연속주조용 몰드 코팅방법을 제공한다.

Description

2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
【발명의 설명】
【발명의 명칭】
연속주조용 몰드 및 그 코팅방법
【기술분야】
본 발명은 연속주조용 몰드 및 그 코팅방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 레이저 클래딩 공정을 이용한 연속주조용 몰드 및 그 코팅방법에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
최근 들어, 연속 주조 비율이 증가하고 있으며 주조 능력을 향상시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히， 주조 능력 향상을 위해서는 몰드의 수명 연장이 필수적이다. 연속주조용 몰드의 수명을 증대시키면 사용 기간을 연장시켜 연주기의 전체적인 주조 능력을 향상시킬 수 있다.
연속주조용 몰드는 각각 2개의 장변몰드와 단변몰드로 구성된다. 구조상 단변몰드의 수명이 장변몰드에 비하여 1/2 정도로 단축되므로， 단변몰드의 수명에 맞추어 몰드 교체가 이루어진다. 몰드의 수명을 증대시키면 정비 수리기간을 연장시켜 연주기의 전체적인 주조능력을 향상시킬 수 있다.
몰드의 수명을 증가시키기 위해, 단변몰드에 내마모성 향상을 위한 코팅층을 형성하였다. 그러나 종래의 구조는 단변 몰드 전면의 경도 상승을 통하여 내마모성을 향상시키는 것으로， 몰드 상부에서 고온 액상의 금속과 접촉되면서 열화 또는 박리가 발생하는 문제가 있다.
연주 몰드의 상부는 미용융 액상 금속과 .고온의 몰드 플럭스가 접촉하고 있어, 고체의 마찰에 의한 마모보다는 고온 액상의 접촉에 의한 열화 또는 박리가 문제된다. 이에， 단변몰드의 상부는 고온의 용탕과 파우더 형태의 몰드 플럭스가 접촉하는 부위로 고온 결함이 발생된다.
또한， 최근 들어 사용이 증가하고 있는, 단변몰드의 양 측단부가 경사지게 돌출되어 있는 형태의 챔퍼몰드 (산 근 선 11101(1)의 경우， 단변 경사부와 평면부의 경계면에서 응력 집중 및 고온 열화로 인해 크랙 박리 등의 문제가 발생된다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
【발명의 내용】
【해결하고자하는 과제】
본 발명은 연속주조용몰드 및 그코팅방법을 제공하고자 한다 . 보다 구체적으로， 레이저 클래딩 공정을 이용한 연속주조용 몰드 및 그 코팅방법을 제공하고자한다 .
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는， 각 부위에서 필요한 요구조건에 맞춰 부위별로 상이한 코팅층을 형성한 연속주조용 몰드 및 그 코팅 방법을 제공하고자 한다.
상부 내열 특성과 하부 내마모성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있도록 된 연속주조용몰드 및 그코팅 방법을 제공하고자한다.
서로 상이한 코팅층 간의 경계면에서 단차가 발생되는 것을 방지할 수 있도록 된 연속주조용몰드 및 그코팅 방법을 제공하고자 한다.
또한， 본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 몰드의 표면온도를 200 내지 250° (:로 균일하게 예열하고， 레이저의 조사 출력을 높여 몰드 내면의 레이저 클래딩 부위를 녹일 수 있을 만큼의 열을 제공함으로써 도금 완충층 없이 곧바로 클래딩층을 형성시킬 수 있는 연속주조용 몰드 및 그 코팅방법을 제공하고자 한다 .
【과제의 해결 수단】
본 발명의 일 실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅 방법은 , 몰드의 상부와하부에서 서로상이한코팅층을 형성할수 있다.
상기 몰드 코팅 방법은， 상기 몰드의 상부에 내열성 코팅층을 형성하는 상부 코팅 단계， 및 상기 몰드의 하부에 내마모성 코팅층을 형성하는 하부코팅 단계를포함할수 있다.
상기 몰드 코팅 방법은, 코팅층을 전체적으로 설정된 두께로 절삭 가공하는후가공단계를포함할수 있다.
상기 상부 코팅 단계는， 상기 몰드 상에 니켈 도금층을 형성하는 단계를 포함할수 있다.
상기 하부 코팅 단계는, 상기 몰드 하부에서 몰드에 형성된 니켈 도금층을 가공하여 두께를 줄이는 단차 가공 단계, 단차 가공된 니켈 도금층상에 레이저 클래딩층을 형성하는 단계를포함할수 있다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
상기 몰드 코팅 방법은， 상기 상부와 하부 사이 경계에서 내열성 코팅층과 내마모성 코팅층 사이의 경계면을 경사지게 가공하는 경계 가공 단계를 더 포함할수 있다.
상기 경계 가공 단계는， 상기 몰드상에 니켈 도금층 형성 후 가공시 상기 경계면을 경사 가공하는 단계을 경사지게 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경계 가공 단계는， 상기 몰드의 상단에서 하단을 따라 경사지게 가공하는 몰드 경사가공단계， 몰드 상에 니켈 도금층을 형성하고 상부와 하부 사이 경계에서 몰드 하단을 따라 니켈 도금층을 경사지게 가공하는 니켈도금층 경사가공단계， 니켈 도금층의 경사면을 따라 형성하는 단계를 포함할수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 연속주조용 몰드는 , 상부와 하부에서 서로상이한코팅층이 형성될 수 있다.
상기 몰드는 상부에 형성되는 내열성 코팅층， 및 하부에 형성되는 내마모성 코팅층을포함할수 있다.
상기 내열성 코팅층은 몰드에 형성되는 니켈 도금층을 포함할 수 있다.
상기 내마모성 코팅층은몰드에 단차가공되어 형성되는 니켈 도금층， 및 상기 단차 가공된 니켈 도금층 상에 형성되는 레이저 클래딩층을 포함할 수 있다.
상기 몰드는 상부와 하부 사이 경계에서 내열성 코팅층과 내마모성 코팅층사이의 경계면이 경사지게 형성될 수 있다.
상기 몰드는 상단에서 하단을 따라 경사지게 절삭되어 경사면을 형성하고, 몰드의 경사면에 형성된 니켈 도금층은 상부와 하부 사이 경계에서 몰드 하단을 따라 경사지게 절삭되어 경사면을 형성하고， 니켈 도금층의 경사면을 따라 경사면의 절삭된 두께로 레이저 코팅층이 형성되어， 니켈도금층과 레이저 클래딩층사이 경계면은 경사지게 형성될 수 있다. 상기 내열성 코팅층과 내마모성 코팅층사이의 경계는 몰드 상단에서 몰드상하길이의 250/900 내지 350/900지점에 형성될 수 있다.
상기 레이저 클래딩층은 분말에 3와 에서 선택되는 적어도 한 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
종이 혼합된 분말을 레이저 클래딩하여 형성된 구조일 수 있다.
상기 클래딩층의 두께는 1 내지 2ä일 수 있다.
상기 몰드 하부에서의 니켈 크롬층 두께는 0.5 내지 0.8ä 일 수 있다.
상기 경계면의 크기는몰드상하 방향으로 45내지 55ä 일 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅방법은 몰드를 예열하는 단계; 및 상기 예열된 몰드의 내면에 레이저 클래딩 공정을통해 클래딩층을 형성시키는단계;를포함한다.
상기 몰드를 예열하는 단계에서， 200 내지 2501：의 온도로 예열할수 있다.
상기 몰드를 예열하는 단계는, 상기 몰드의 5면이 가열수단과 접촉되도록 배치하는 단계; 및 상기 가열수단을 통해 상기 몰드의 5면을 동시에 가열하는 단계;를포함할수 있다.
상기 클래딩층을 형성시키는 단계에서, 니켈（ ） 및 크롬（0）이 포함된 재질의 금속분말또는 와이어를사용하여 레이저 클래딩할수 있다. 상기 금속분말 또는 상기 와이어는， 보론（ ， 실리콘（ ） 및 철어 중에서 1종 이상을 더 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
상기 클래딩층을 형성시키는 단계에서, 상기 레이저의 출력은 21 이상일 수 있다.
상기 몰드는 구리（（ ） 재질을포함하고， 상기 레이저의 900에1 이상의 발진 파장을 가질 수 있다.
상기 클래딩층을 형성시키는 단계에서, 상기 클래딩층의 두께는 0.2 내지 0.8ä일 수 있다.
상기 클래딩층을 형성시키는 단계에서， 상기 클래딩층을 상기 몰드의 내면 중 하부에 형성시키고， 상기 클래딩층을 형성시키는 단계 이후， 상기 몰드의 내면 중 상부를 도금하여 도금층을 형성시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 도금층을 형성시키는 단계에서， 상기 몰드의 전체 높이 100%를 기준으로, 상기 클래딩층과 상기 도금층의 경계선은 상기 몰드의 하단으로부터 상방으로 50 내지 70%의 높이에 위치할수 있다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
상기 도금층을 형성시키는 단계에서， 상기 도금층은， 니켈（ ）, 보론대）, 코발트（ ） 중에서 1종 이상을포함하는 재질로 형성될 수 있다. 상기 도금층을 형성시키는 단계에서, 상기 도금층의 두께는 0.2 내지 0.8ä일 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 연속주조용 몰드는 몰드본체 ; 및 상기 몰드본체의 내면에 형성된 레이저 클래딩층;을포함한다.
상기 레이저 클래딩층은 니켈（ ） 및 크롬（ ）이 포함된 재질로 형성될 수 있다.
상기 레이저 클래딩층은 보론대）， 실리콘（ ） 및 철作 중에서 1종 이상을더 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
상기 레이저 클래딩층의 두께는 0.2내지 0. &ä일 수 있다.
상기 몰드본체의 내면 중 하부에 형성된 레이저 클래딩층의 상방에 위치하며， 상기 레이저 클래딩층과 경계선을 형성하는 도금층;을 더 포함할 수 있다.
상기 레이저 클래딩층 및 상기 도금층의 두께는 동일하며, 0.2 내지 0.8ä일 수 있다.
상기 몰드본체의 전체 높이 100%를 기준으로， 상기 레이저 클래딩층과 상기 도금층의 경계선은 상기 몰드본체의 하단으로부터 상방으로 50내지 70%의 높이에 위치할수 있다.
상기 도금층은， 니켈（ ）， 보론（ ， 코발트（ ） 중에서 1종 이상을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
【발명의 효과】
본 일 실시예에 의한 연속주조용 몰드코팅방법에 따르면 , 몰드의 각 부위별로 요구되는 특성에 맞춰 코팅층을 형성함으로써， 내열 특성과 내마모성이 우수한코팅층을 형성할수 있게 된다.
이에, 용융된 용탕의 접촉으로 인해 고온 환경에 노출되는 몰드의 상부에 대해서는 내열 특성을 갖는 코팅층을 통해 열화나 박리를 방지할 수 있게 된다. 또한, 온도가 상대적으로 낮은 반면 마찰에 의한 마모가 일어나는 몰드의 하부에 대해서는 내마모성을 갖는 코팅층을 통해 마모를 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
방지할수 있게 된다.
서로 상이한 코팅층의 경계면에서의 단차 발생과 이에 따른 박리를 방지하여 우수한 경계면을 형성할 수 있고， 몰드의 수명을 연장할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅방법에 따르면， 별도의 도금 완충층 없이，몰드 내면에 직접 클래딩층을 형성시킬 수 있다.
【도면의 간단한설명】
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 몰드를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 몰드를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅방법에 따른 연속주조용몰드의 모습을도식화하여 나타낸 도면이다.
도 4는 예열 및 초기 레이저 클래딩 공정 시， 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅방법에서 이용되는 예열 시스템을 나타낸 도면이다.
도 6은 초기에는 충분한 입열이 일어나지 않기 때문에 코팅층의 두께가 충분히 형성되지 않으나 시간이 지남에 따라 충분한 입열량 때문에 클래딩층의 두께가 점점 두꺼워지는모습을 나타낸사진이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅방법에 따른 연속주조용몰드의 모습을도식화하여 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 연속주조용 몰드의 모습을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 연속주조용 몰드의 모습을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 10은 실험예 및 비교예에 따른 고온（500° 에서 수행한 끄 011 %실험 결과를보여주는사진이다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
【발명을실시하기 위한구체적인 내용】
제 1 , 제 2 및 제 3 등의 용어들은 다양한 부분， 성분， 영역， 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분， 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역， 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서， 이하에서 서술하는 저 11 부분， 성분， 영역， 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제 2부분， 성분, 영역, 층또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며， 다른 특성， 영역, 정수， 단계， 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느부분이 다른부분의 "위에” 또는 "상에 " 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에’’ 있다고 언급하는 경우, 그사이에 다른부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만， 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와동일한의미를 가진다.
보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고， 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는실시예에 한정되지 않는다.
Figure imgf000009_0001
2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
도 1은 제 1실시예에 따른몰드의 단면을도시하고 있다.
몰드 (11101(1)는 용탕이 진행하는 방향에 대해 직각 방향인 폭방향의 길이에 따라 상대적으로 길이가 긴 장변몰드와， 상대적으로 길이가 짧은 단변몰드를 포함할 수 있다. 두 개의 장변몰드와 두 개의 단면몰드가 사각형태로 배치되어 몰드를 이룬다.
본 실시예의 몰드 (10)는 단변몰드 또는 장변몰드일 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해， 상하방향은 도 1에서 V축 방향으로 용탕 진행 방향을 의미하며, 상부라 함은 V축 방향을 따라 위쪽 부분을 의미하고, 하부라 함은 7축 방향을 따라 아래쪽 부분을 의미한다. 또한, 두께라 함은 도 1에서 X축 방향으로의 두께를 의미할수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이， 본 실시예의 몰드 (10)는, 상부 ( 12)와 하부 ( 14)에서 서로 상이한 코팅층이 형성될 수 있다. 몰드 ( 10)는 상부에 형성되는 내열성 코팅층， 및 하부에 형성되는 내마모성 코팅층을 포함할 수 있다.
몰드 ( 10)는 고온의 용탕과 주편과의 접촉에 있어서 접촉부위에 따라 몰드 ( 10) 표면 온도 상승이 각각 다르다. 몰드 ( 10) 상부 ( 12)의 경우 용융된 용탕의 접촉으로 인하여 고온 환경에 노출이 되며 상대적으로 몰드 ( 10) 하부 ( 14)는 응고셀과의 접촉으로 인하여 온도는 상대적으로 낮은 반면 마찰에 의한마모성이 요구된다.
이에 본실시예의 몰드 (10)는상기와 같이, 몰드 ( 10)의 상부 ( 12)에는 내열성 코팅층 ( 12)이 형성되고， 하부 ( 14)에는 내마모성 코팅층 ( 14)이 형성됨으로써， 상부 내열 특성과 하부 내마모성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있게 된다.
따라서, 몰드 ( 10) 상부에서 고온의 용탕과 접촉되어 발생되는 코팅층의 탈락 또는 하부의 응고된 주편 마찰에 의한 마모 현상을 동시에 방지하여 몰드 ( 10)의 수명을보다 연장할수 있게 된다.
상부 ( 12)의 내열성 코팅층은 몰드 ( 10)에 형성되는 니켈 도금층 ( 13)을 포함할 수 있다. 몰드 ( 10)의 상부 (12)에는 니켈 도금층만이 형성된다. 몰드 상부 ( 12)에서 니켈 도금층 (13)은 최종적으로 1 내지 1.5·로 형성될 수 있다. 니켈 도금층 ( 13)의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우 상부에서 니켈 도금층을통한 열전도에 문제가발생될 수 있다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
하부 (14)의 내마모성 코팅층은 몰드 (10)에 형성되는 니켈 도금층 (13)을 단차 가공하고， 단차 가공된 니켈 도금층 상에 형성되는 금속계 레이저 클래딩층을 포함할 수 있다. 니켈 도금층 (13)은 절삭 가공되어 몰드 (10) 하부에서 0.5 내지 0.8_의 두께로 상부의 니켈 도금층과 단차지도록 가공될 수 있다. 단차진 니켈 도금층 (13) 상에 클래딩층 (15)이 코팅되어 2단코팅층을 이룬다.
니켈 도금층 (13)은 상부 (12)와 하부 (14) 사이 단차진 경계면 (19)이 경사면을 이루는 데， 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.
몰드 (10)의 상부 (12)와 하부 (14) 사이를 경계 ( 라 한다. 본 실시예에서, 상부 (12)와 하부 (14) 사이의 경계 (미는 몰드 (10) 상단으로부터 몰드 상하 길이의 250/900 내지 350/900 지점에 형성될 수 있다. 경계 ( 를 기준으로 상부에는 내열성 코팅층이 위치하고, 하부에는 내마모성 코팅층이 위치한다. 경계 ( 의 위치가 몰드 (10) 상단에서 250/900 지점보다 작은 경우에는 상부 (12) 즉, 내열성 코팅층의 영역이 충분히 확보되지 않아 고온 용탕과의 접촉으로 인한 열화 또는 박리가 발생할 수 있다. 경계 (미의 위치가 몰드 상단에서 350/900 지점보다 큰 경우에는 하부 영역 즉， 내마모성 코팅층의 영역이 너무 작아하부 내마모성이 저하된다.
본 실시예에서， 몰드 (10)는 상부 (12)와 하부 (14) 사이 경계 (미에서 내열성 코팅층을 이루는 니켈 도금층 (13)과 내마모성 코팅층을 이루는 클래딩층 (15) 사이의 경계면 (19)이 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같이， 니켈 도금층 (13)과 클래딩층 (15) 사이 경계면 (19)을 경사지게 형성하여 코팅층을 형성함으로써, 두 코팅층 사이 경계면이 수직인 구조와 비교하여 미세기공이 포집되는 효과를 최소화하여, 박리를 방지하고 보다 우수한 경계면을 형성할 수 있다. 경계면 (19)을 수직한 단차 대신 경사지게 형성함으로써， 경계면에서 발생가능한 미세 기포의 구속 현상을 방지할수 있게 된다.
경계면 (19)은 몰드의 상부 (12)와 하부 (14)의 경계 (미에서 니켈 도금층 (13)과 클래딩층 (15)이 접하는 영역을 의미할 수 있다. 경계면 (19)을 따라 니켈 도금층 (13)이 경사지게 형성되고， 클래딩층 (15)이 경계면 (19)에서 니켈도금층의 경사면을 따라 경사지게 형성된다.
본 실시예에서， 경사지게 형성되는 경계면 (19)의 크기는 몰드 (10) 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
상하 방향으로 45 내지 55ä 일 수 있다. 경계면의 크기가 45ä보다 작은 경우에는 급격한 단차로 기공이 발생될 수 있다. 경계면의 크기가 55ä보다 큰 경우에는클래딩층이 얇아져 박리가 일어날수 있다.
이와 같이， 니켈 도금층과 클래딩층 사이 경계면을 경사지게 형성하여 코팅층을 형성함으로써， 경계면이 수직인 구조와 비교하여 미세기공이 포집되는 효과를 최소화하여, 박리를 방지하고 보다 우수한 경계면을 형성할수 있다. 이하본 제 1실시예에 따른몰드코팅과정을설명하면 다음과 같다. 본 제 1 실시예의 코팅 방법은， 몰드의 상부에 내열성 코팅층을 형성하는 상부 코팅 단계， 몰드의 하부에 내마모성 코팅층을 형성하는 하부 코팅 단계， 및 코팅층을 전체적으로 설정된 두께로 절삭 가공하는 후가공단계를포함할수 있다.
상부 코팅 단계는， 몰드상에 니켈 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한， 하부 코팅 단계는, 몰드 하부에서 몰드에 형성된 니켈 도금층을 가공하여 두께를 줄이는 단계， 니켈 도금층 상에 금속계 레이저 클래딩을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이하 설명에서 코팅층이라 하면 니켈 도금층과 클래딩층을 포함하여 몰드에 형성된 전체 코팅층을 지칭할 수 있다.
니켈 도금층은 열전도가 우수하며 내열성이 우수한 치밀한 코팅층이다.
니켈 도금층을 형성하는 공정은 전기 도금 공정을 이용한 것으로， 이미 많은 기술이 개시되어 있으므로 이하상세한설명은 생략한다.
니켈 도금층은 상부 코팅 단계에서， 몰드의 전면에 형성될 수 있다. 몰드 상부에서 니켈 도금층은 고온 열화 방지를 위한 코팅층으로 작용한다. 몰드 하부에 형성된 니켈 도금층은 클래딩층 형성시 치밀한 레이저 클래딩층을 형성하기 위한완충층으로 작용한다.
몰드 전면에 니켈 도금층이 코팅되면， 몰드 하부에서 니켈 도금층을 균일한 두께로 절삭하여 니켈 도금층의 두께를 줄인다. 본 실시예에서 , 몰드 하부에서 절삭 가공된 니켈 도금층의 두께는 0.5 내지 0.8ä 일 수 있다. 하부에서 니켈 도금층의 두께가 상기 범위를 벗어나게 되면 열전도가 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
저하되어 몰드 역할을 제대로 수행할 수 없게 된다. 또한, 하부에서 레이저 클래딩층 형성시 열에 의해 박리가 일어날수 있다.
하부 코팅 단계에서， 니켈 도금층의 절삭된 부분에 클래딩층이 형성된다. 몰드 상에 니켈도금층이 완충 작용을 하여， 클래딩층 형성시 레이저의 흡수율을 증가시켜 구리 재질의 몰드와 레이저 클래딩층 간의 결합력을증가시킨다.
레이저 클래딩층 형성은 코팅용 분말을 공급하고 레이저를 집속시켜 몰드 위에 레이저 클래딩층을 형성하는 레이저설비를 통해 이루어질 수 있다. 레이저설비에서 조시된 레이저빔에 의해 코팅용 분말은 용융되어 니켈 도금층상에 클래딩층을 형성한다.
본 실시예에서， 클래딩층 형성을 위한 코팅용 분말은 분말에 8와 ^에서 선택되는 적어도 한 종을 혼합된 구조일 수 있다. 이와 같이, 니켈크롬 분말에 ^ 또는/및 ^를 혼합하여 용사 코팅함으로써， 경도 향상을 위해 초경합금 등을 사용하지 않고서도 보라이드 계통의 경도 상승 미세 구조를 형성할수 있어 경도를높일 수 있게 된다.
몰드의 상부와 하부에 각각 코팅층이 형성되면， 몰드의 코팅층 전체를 절삭하여 설정된 두께로 코팅층을 후가공한다. 후가공을 통해 코팅층의 두께는 1 내지 1.5ä로 가공될 수 있다. 이와 같이， 몰드의 상부에는 열전도와 내열성이 우수한 니켈 도금층이 형성되고 하부에는 고온 내마모성이 우수한 레이저 클래딩층이 분할 형성된다.
여기서， 몰드의 상부와 하부에 각각 상이한 특성의 코팅층이 형성됨에 따라 코팅층의 경계면에서 마찰 마모에 의하여 단차가 발생할 수 있다. 즉， 몰드 (10) 상부에 저경도의 니켈 도금층， 하부에는 고경도의 니켈계 레이저 클래딩층이 형성됨에 따라 경도 차이에 의해 경계면에서 단차가발생하게 된다.
이에, 본실시예는상부와하부사이 경계에서 내열성 코팅층인 니켈 도금층과 내마모성 코팅층인 클래딩층 사이의 경계면을 경사지게 가공하는 경계 가공 단계를 더 포함할수 있다.
경계면을 수직한 단차 대신 경사지게 형성함으로써， 경계면에서 발생가능한미세 기포의 구속 현상을 방지할수 있게 된다.
경계 가공 단계는， 몰드 상에 니켈 도금층 형성 후 가공시 경계면을 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
경사 가공하는 단계， 레이저 클래딩층 형성 시 경계면을 따라 레이저 클래딩층을 경사지게 형성하는 단계를포함할수 있다.
경계면은 상부와 하부의 경계에서 니켈 도금층과 클래딩층이 접하는 영역을 의미할 수 있다. 경계면을 경사 가공하는 단계는 몰드 상에 니켈 도금층을 형성한 후 하부의 니켈 도금층을 소정 두께로 절삭 가공하는 과정에서 이루어질 수 있다. 니켈도금층의 경계면이 경사지게 가공되면， 클래딩층 형성시 경계면에서는 경사면을 따라 클래딩층을 경사지게 형성한다.
이와 같이, 니켈 도금층과 클래딩층 사이 경계면을 경사지게 형성하여 코팅층을 형성함으로써， 경계면이 수직인 구조와 비교하여 미세기공이 포집되는 효과를 최소화하여， 박리를 방지하고 보다 우수한 경계면을 형성할수 있다. 도 2는몰드의 제 2실시예를 나타내고 있다.
본 제 2 실시예는 위에서 언급한 실시예의 단차 가공 구조와 달리 연속적인 경사구조란 점에서 차이가 있으므로， 이하, 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며， 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 제 2 실시예의 몰드 ( 10)는 상단에서 하단을 따라 경사지게 절삭되어 경사면 ( 16)을 형성하고， 몰드 (10)의 경사면 ( 16)에 형성된 니켈 도금층 ( 13)은 상부 (12)와 하부 ( 14) 사이 경계 (I3)에서 몰드 ( 10) 하단을 따라 경사지게 절삭되어 경사면 ( 18)을 형성하고， 니켈 도금층 ( 13)의 경사면 (18)을 따라 경사면 ( 18)의 절삭된 두께로 레이저 클래딩층 ( 15)이 형성되어, 니켈 도금층과 클래딩층 사이 경계면이 경사지게 형성될 수 있다.
몰드 ( 10)는상단에서 하단으로 경사지게 절사 가공되어 경사면 ( 18)을 형성한다. 도 2에서 축 방향을 따라 하부로 갈수록 몰드 ( 10)의 두께가 얇아지도록 경사면 ( 16)이 형성된다.
본 제 2 실시예의 몰드 ( 10) 또한 업급한 실시예와 같이 상부 ( 12)에 나켈 도금층 ( 13)이 형성되고, 하부 ( 14)에는 니켈 도금층 ( 13) 상에 클래딩층 ( 15)이 형성된다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
이에, 몰드 (10) 상부에서 고온의 용탕과 접촉되어 발생되는 코팅층의 탈락 또는 하부의 응고된 주편 마찰에 의한 마모 현상을 동시에 방지하여 몰드의 수명을보다 연장할수 있게 된다.
본 제 2 실시예에서， 상부 (12)와 하부 (14) 사이의 경계 (I3) 위치는 몰드 (10)의 상단에서 몰드 상하 길이의 300/900 내지 350/900 지점에 형성될 수 있다. 경계 (미를 기준으로 상부에는 내열성 코팅층이 위치하고, 하부에는 내마모성 코팅층이 위치한다. 본 제 2 실시예의 경우 몰드가 경사지게 가공되어 몰드 상부에서 니켈도금층 (13) 영역을 보다 넓힐 필요가 있다. 경계 ( 의 위치가 몰드 (10) 상단에서 300/900 지점보다 작은 경우에는 상부 (12) 즉， 내열성 코팅층의 영역이 충분히 확보되지 않아 고온 용탕과의 접촉으로 인한 열화 또는 박리가 발생할 수 있다. 경계 ( 의 위치가 몰드 상단에서 350/900 지점보다 큰 경우에는 하부 영역 즉， 내마모성 코팅층의 영역이 너무 작아하부 내마모성이 저하된다.
경계 위치에서 몰드 (10) 하부를 따라 니켈 도금층 (13) 역시 경사면 (18)이 형성된다. 니켈 도금층 (13)의 경사면 (18)은 몰드의 경사면 (16) 각도에 맞춰 평행하게 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 몰드 하부 (14)에서 니켈 도금층이 일정 두께를 형성하면서 경사면 (18)은 축 방향을따라 연속적으로 형성된다.
몰드 (10)의 하부 (14)를 따라 니켈 도금층의 경사면 (18)에 레이저 클래딩층 (15)이 형성된다.
클래딩층 (15)은 니켈 도금층 (13)의 경사면 (18)을 따라 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 두껍게 형성된다. 즉, 클래딩층 (15)은 니켈 도금층 (13)의 경사면 (18) 가공시 절삭된 부분을 메우게 된다. 몰드 (10) 경계 (I3) 위치에서 하부 (14)를 따라 니켈 도금층의 경사면 (18)이 클래딩층과의 경계면을 이룬다.
이와 같이， 본 제 2 실시예 또한, 니켈 도금층과 클래딩층 사이의 경계면이 니켈도금층의 경사면 (18)을 따라 경사지게 형성됨으로써， 경계면이 수직인 구조와 비교하여 미세기공이 포집되는 효과를 최소화하여， 박리를 방지하고보다우수한 경계면을 형성할수 있다.
본 제 2 실시예에 따라 몰드에 대한 코팅 공정을 보다 용이하게 실시할수 있게 된다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
이하, 본 제 2실시예의 몰드코팅 과정을설명하면, 다음과 같다. 본 제 2 실시예의 코팅 방법은， 먼저， 몰드의 상단에서 하단을 따라 경사지게 절삭 가공한다. 그리고， 몰드의 경사면에 니켈 도금층을 형성한다. 니켈 도금층이 형성되면， 경계 위치에서 몰드 하부를 따라 니켈 도금층을 경사지게 절삭 가공한다. 니켈 도금층이 절삭 가공되면 그 경사면에 레이저 클래딩층을 형성한다.
레이저 클래딩층이 형성되면， 몰드의 코팅층을 전체적으로 절삭하는 후가공을 실시하여, 니켈 도금층과 클래딩층을 절삭하여 표면을 마무리하고 코팅층의 두께를조절한다.
본 제 2 실시예에서, 코팅층에 대한 후가공을 통해 최종적으로 몰드 ( 10) 하단에서 코팅층의 두께를 1.5
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형성할 수 있다. 니켈 도금층 ( 13)의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우 상부에서 니켈 도금층을 통한 열전도에 문제가 발생되고， 레이저 클래딩층 형성시 박리가 발생될 수 있다.
이에, 전체적으로 몰드를 경사가공하여 니켈 도금층 및 클래딩층을 형성함으로써， 보다 용이하게 니켈 도금층과 클래딩층 사이 경계면을 경사지게 형성하면서 몰드에 코팅층을 형성할수 있게 된다.
이와 같이, 몰드의 상부에는 고열의 주편과의 접촉에 의하여 열충격 및 박리가 발생할 수 있으므로， 니켈 도금층만을 형성하여 박리를 방지할 수 있다. 몰드 상부는 주편이 응고되기 전이며, 몰드플럭스에 의하여 주편에 마모를 많이 발생시키지 않으므로 니켈도금층만을사용할수 있다. 몰드의 하부에는 니켈 도금이 상온 경도 및 고온 경도가 낮아 응고되는 주편의 표면으로부터 마모가 많이 발생하기 때문에 레이저 클래딩층을 이용하여 상온 및 고온 내마모성을 확보할 수 있다. 이에, 몰드의 수명을 연장할수 있게 된다.
또한, 몰드 상부에서 발생하는 박리와 하부에서 일어나는 마모를 방지하는 상이한 종류의 코팅층을 형성하더라도 경계면에서의 경사 가공을 통하여 경계면에서 발생할 수 있는 기공이나 결함의 형성을 방지할 수 있다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
II . 제 3실시예 및 제 4실시예
연속주조용몰드코팅방법
본 발명의 제 3 및 제 4 실시예는 제 1 및 제 2 실시예와는 다르게 완충층을 형성시키지 않는다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅방법은 도 3을 참고할 때, 몰드 (10)를 예열하는 단계 및 예열된.몰드 (10)의 내면에 레이저 클래딩 공정을통해 클래딩층 (20)을 형성시키는 단계를포함한다.
먼저， 몰드 (10)를 예열하는 단계에서는 몰드 (10) 내면에 레이저 클래딩 공정을 통해 클래딩층 (20)을 형성시키기 위해서 몰드 (10)를 일정 온도로 예열시킨다. 구체적으로， 200 내지 250° (:의 온도로 예열하여 유지할 수 있다.
동판으로 형성된 몰드 (10)의 레이저 클래딩 공정 시， 초기 온도가
350^ 이상으로 균일하게 유지되어야 레이저 클래딩에 의해 클래딩층 (20)이 형성될 수 있다. 따라사 레이저 클래딩 공정 전, 몰드 (10)를 예열하여 200 내지 250° (:의 온도로 유지시켜 놓음으로써 클래딩 부위에 열량이 부족하여 유입되는 소재가 미용융 또는 흡착력이 부족하여 탈락이 발생하는 현상을 방지할수 있다.
이에 따라 별도의 완충층을 형성시킨 다음 레이저 클래딩 공정을 수행할 필요 없이 몰드 (10) 내면에 직접 클래딩층 (20)을 형성시킬 수 있다. 도금 완충층으로 사용되는 ， 0) 등의 도금층은 높은 온도에 노출되는 경우 1( 1½11(뇨11 에 의하여 확산이 일어나며, 박리 현상이 일어날 수 있다. 즉, 과 의 원자 확산 속도 차이에 의하여 의 확산속도보다어의 확산속도가상대적으로 빠르기 때문에 01의 표면에 일정 온도 이상에서 기공이 발생할수 있다.
결과적으로， 도금이 ( 와의 접촉 계면에서 확산에 의하여 기공이 발생하는데 발생한 기공은 외부 압력 등에 의하여 크랙으로 전파되며， 이렇게 생성된 크랙은 박리의 발생 원인이 될 수 있다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
하지만, 본 발명의 제 3 및 제 4 실시예에 의하면 도금 완충층을 형성하지 않기 때문에 이러한기공 및 박리의 발생이 적다.
도 4를 참고할 때, 만약， 몰드 ( 10)의 예열 과정을 거치지 않고, 레이저 클래딩 공정을 수행할 경우， 몰드 ( 10)로 유입되는 열량이 부족하여 유입되는 분말의 용융이 충분하지 않게 될 수 있다.
특히， 레이저 클래딩 초기 공정 부분에 문제가 발생할 수 있다. 즉， 레이저 클래딩을 시작하는 부위의 온도가 일정 온도 이상으로 올라가야 하는데 몰드 ( 10)의 예열 과정을 거치지 않게 되면 레이저만의 열량으로 충분히 열량을 공급해야 한다.
초기에는 레이저로 열량을충분히 공급할수 없으므로 미용융 분말이 발생하고, 이로 인하여 클래딩층 (20)이 불균일한 현상이 발생할 수 있다. 미용융 분말이 발생하면 코팅층 내의 입자 뭉침 현상이 발생하고， 이로 인해 클래딩층 (20)의 균열 및 박리가 발생할 수 있다. 또한, 분말의 용융이 일어나지 못하기 때문에 충분한클래딩층 (20)을 형성하기 어려울수 있다. 도 4를 참고할 때, 반면, 몰드 (10)를 250° (:의 온도를 초과하는 온도로, 구체적으로, 350。〔 이상으로 예열한 다음 레이저 클래딩 공정을 수행할 경우, 입열량 과다에 의하여 조직 변형 및 응력 균열이 발생하고 박리가진행될 수 있다. 또한, 몰드 (10) 전체의 변형이 발생할수 있다. 구체적으로, 몰드 ( 10)를 예열하는 단계는 몰드 ( 10)의 5면이 가열수단과 접촉되도록 배치하는 단계 및 가열수단을 통해 상기 몰드 ( 10)의 5면을동시에 가열하는 단계를포함할수 있다.
몰드 (10)를 예열하되， 몰드 ( 10) 전체를 균일한온도로 예열하는 것이 중요할 수 있다. 동판으로 이루어진 몰드 (10) 특성상 높은 열전도율과 낮은 에너지 흡수율 때문에 몰드 ( 10)의 온도를 충분히 올리기 어려울 수 있다. 게다가 몰드 ( 10)의 우수한 열전도 특성으로 인하여 초기의 몰드 ( 10) 온도와 레이저 클래딩 중의 온도는 서로 상이할 수 있다. 이러한 이유에 의하여 몰드 ( 10)의 온도가 불균일할 경우， 클래딩층 (20)의 접합력 특성이 위치마다 달라지게 될 수 있다.
만약， 예열이 불균일하게 이루어질 경우, 도 8과 같이， 레이저 클래딩 공정에 의해 생성되는 클래딩층 (20)의 초기 두께와후반부의 두께가 차이가 나게 될 수 있다. 즉, 초기에는 충분한 입열이 일어나지 않기 때문에 클래딩층 (20)의 두께가 충분히 형성되지 않으나 시간이 지남에 따라 충분한 입열량 때문에 클래딩층 (20)의 두께가 점점 두꺼워질 수 있다.
따라서 도 6과 같은, 예열 시스템에 몰드 (10)를 배치시키고, 몰드 (10)의 5면이 가열수단과 접촉되도록 한 후, 가열수단을 통해 몰드 (10)의 5면을 동시에 가열할 수 있다. 몰드 (10)의 변형을 방지하기 위해 SUS 316L 재질의 지그또는 Water Jacket을사용할수 있다.
다음으로， 클래딩층 (20)을 형성시키는 단계에서는 예열된 몰드 (10) 내면에 레이저 클래딩 공정을수행하여 클래딩층 (20)을 형성시킨다.
도금 등의 방식으로 완충층을 형성시키지 않고， 몰드 (10) 내면에 바로 클래딩층 (20)을 형성시키기 때문에 완충층과 몰드 (10)의 표면에서 확산속도차이에 의한기공 및 크랙이 발생되는 현상을 방지할수 있다. 구체적으로, 니켈 (Ni ) 및 크롬 (Cr)이 포함된 재질의 금속분말 또는 와이어를 사용하여 레이저 클래딩할 수 있으며, 보다 구체적으로， 금속분말 또는 와이어는 보론 (B) , 실리콘 (Si ) 및 철 (Fe) 중에서 1종 이상을 더 포함할수 있다.
몰드 (10)는 구리 (Cu) 재질을 포함하고， 레이저의 900nm 이상의 발진 파장을가질 수 있으며， 레이저의 출력은 2kf 이상일 수 있다.
900nm 이상의 발진 파장을 갖는 레이저의 출력이 2kW 이상일 경우, 고줄력에 의하여 열전달이 우수한 몰드 ( 10)의 온도를 초기에 유지할 수 있다. 고출력의 레이저와 예열 시스템을 이용하여 전체 몰드 (10)의 표면온도를 일정하게 유지하게 함으로써 클래딩층 (20)의 균일성이 유지되어 연속주조용 몰드 (10)로서 사용시, 전체적으로 균일한 품질을 유지할 수 있다.
클래딩층 (20)의 두께는 0.2 내지 0.8mm로 형성시킬 수 있다. 클래딩층 (20)의 두께가 0.2mm 미만일 경우， 연속주조용 몰드 (10)로서의 클래덫을두께가내마모성을 확보하기에 충분하지 않은두께일 수 있다. 반면， 클래딩층 (20)의 두께가 0.8mm를 초과할 경우， 클래딩층 (20)의 형성을 위해 금속분말의 유입을 많이 하든가또는 클래딩 공정 속도를 매우 낮추는 공정을 사용해야 하는 문제가 존재할 수 있다. 또는 여러 층을 복층 구조로 레이저 클래딩하는 공정을 사용해야 하는데 모든 공정에 있어서 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
박리나 크랙 등의 문제점이 발생할 수 있는 문제가 있다. 본 발명의 제 4실시예에 의한 연속주조용 몰드 코팅방법은 도 7을 참고할 때, 몰드 ( 10)를 예열한 이후, 클래딩층 (20)을 형성시키는 단계에서， 클래딩층 (20)을 몰드 ( 10)의 내면 중 하부에 형성시키고， 클래딩층 (20)을 형성시키는 단계 아후， 몰드 ( 10)의 내면 중 상부를 도금하여 도금층 (30)을 형성시키는 단계를 수행할 수 있다.
레이저 클래딩 공정을 수행한 후， 몰드 ( 10)의 내면 중 상부에 도금층 (30)을 형성시킴으로써 다음과 같은 두 가지 효과를 기대할 수 있다. 첫 번째로， 몰드 ( 10) 상부에서도 열충격에 의하여 동판의 변형이나 마모가 발생 가능하므로 몰드 ( 10)의 내면 중 상부에 도금층 (30) 형성을 통하여 몰드 ( 10)의 손실을 방지할 수 있다.
두 번째로, 단변 몰드 ( 10)는 장변과의 접촉이 이루어지고 있으며， 장변， 단변 모두 고온의 열에 의하여 팽창과 수축을 반복하고 있는데 이에 의하여 단변 동판의 상부에 압축 응력이 발생하고, 발생한 응력에 의하여 몰드 ( 10)의 손실이 발생할 수 있으므로 상부에는 도금층 (30)을 형성함으로써 압축응력에 대한 몰드 ( 10) 손실을 방지할수 있다.
도금층 (30)을 형성시키는 단계에서， 몰드 ( 10)의 전체 높이 100%를 기준으로， 클래딩층 (20)과 도금층 (30)의 경계선은 몰드 ( 1⑴의 하단으로부터 상방으로 50 내지 70%의 높이에 위치할 수 있다.
이를 테면, 몰드 ( 10)의 전체 높이가 900ä일 때, 하단 (0111111)으로부터 450 내지 630_의 높이까지는 레이저 클래딩 공정을 통하여 클래딩층 (20)을 형성시키고, 450 내지 630·의 높이부터 상단 (900·)까지는 도금 공정을 통해 도금층 (30)을 형성시킬 수 있다.
주편의 응고에 의한 마모가 몰드 ( 10)의 하단으로부터 상방으로 50 내지 70%의 높이에서 시작되므로 마모에 의한 수명 단축이나 마모에 의한 단차 발생 등의 문제점 발생을 방지하기 위해 상기와 같은 높이에 클래딩층 (20)과 도금층 (30)의 경계선을 위치시킬 수 있다.
도금층 (30)은 니켈 ( )， 보론 ( , 코발트 ( ) 중에서 1종 이상을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
구체적으로, 도금층 (30)은 니켈 ( ) 재질로 형성되거나， 묘 또는 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543 (:0 재질로 형성될 수 있다. 니켈 ( ) 대비 氏 0) 등의 도금 소재가 상대적으로 고온 경도가 높기 때문에 장기적으로 사용이 가능하며, 몰드 (10) 내면 중 하부의 경한 재료인 레이저 클래딩에 의해 형성된 클래딩층 (20)과 경도 차이가줄어들기 때문에 상부에서 하부 방향으로 발생 가능한단차를 미연에 방지할수 있다.
도금층 (30)의 두께는 0.2 내지 0.8ä일 수 있다. 클래딩층 (20)의 두께와동일한두께로 형성될 수 있다. 연속주조용몰드
본 발명의 일 실시예에 의한 연속주조용 몰드는 도 8을 참고할 때 , 몰드본체 ( 100) 및 몰드본체 ( 100)의 내면에 형성된 레이저 클래딩층 (200)을 포함한다.
몰드 본체의 내면에 레이저 클래딩층 (200)을 형성시키기 이전에 몰드본체 ( 100)를 예열하여 200 내지 250° (:의 온도로 유지시켜 놓음으로써 클래딩 부위에 열량이 부족하여 유입되는 소재가 미용융 또는 흡착력이 부족하여 탈락이 발생하는 효과를 방지할수 있다.
이에 따라 몰드본체 ( 100)의 내면에 레이저 클래딩층 (200)이 바로 형성될 수 있다. 별도의 완충층 없이 몰드본체 ( 100) 내면에 바로 레이저 클래딩층 (200)을 형성시키기 때문에 완충층과 몰드의 표면에서 확산 속도 차이에 의한기공 및 크랙이 발생되는 현상을 방지할수 있다.
레이저 클래딩층 (200)은 니켈 ( ) 및 크롬 (00이 포함된 재질로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로， 레이저 클래딩층 (200)은 보론 ( ， 실리콘 ( ) 및 철 (比) 중에서 1종 이상을 더 포함하는 재질로 형성될 수 있다. 또한， 레이저 클래딩층 (200)의 두께는 0.2내지 0.8·일 수 있다. 본 발명의 제 4 실시예에 의한 연속주조용 몰드는 도 9를 참고할 때 , 몰드본체 (100)의 내면 중 하부에 형성된 레이저 클래딩층 (200) 및 몰드본체 ( 100)의 내면 중 상부에 형성된 도금층 (300)을 포함한다. 도금층 (300)은 레이저 클래딩층 (200)의 상방에 위치하며, 레이저 클래딩층 (200)과경계선을 형성한다. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
몰드본체 ( 100) 상부에서도 열충격에 의하여 동판의 변형이나 마모가 발생 가능하므로 몰드본체 ( 100)의 내면 중 상부에 도금층 (300) 형성을 통하여 몰드본체 ( 100)의 손실을 방지할 수 있다.
구체적으로， 레이저 클래딩층 (200) 및 도금층 (300)의 두께는 동일하며 , 0.2 내지 0 .8ä일 수 있다.
몰드본체 ( 100)의 전체 높이 100%를 기준으로, 레이저 클래딩층 (200)과 도금층 (300)의 경계선은 몰드본체 ( 100)의 하단으로부터 상방으로 50 내지 70%의 높이에 위치할 수 있다.
도금층 (300)은 니켈 ( )， 보론犯)， 코발트 ( ) 중에서 1종 이상을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
이외의 연속주조용 몰드에 대한 설명은 중복되는 서술을 피하기 위해 연속주조용 몰드 제조방법에서 언급한 내용으로 대신하기로 한다. 이하 본 발명의 구체적인 실험예를 기재한다. 그러나 하기 실험예는 본 발명의 구체적인 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실험예에 한정되는 것은 아니다. 실험예
( 1 ) 연속주조용 몰드의 제조
(실험예 1 ) 몰드의 5면이 가열수단과 접촉되는 예열시스템에 몰드를 배치시킨 후， 200 내지 250°(：의 온도로 몰드를 예열한 다음 90011111 이상의 발진 파장을 갖는 레이저를 이용하여 21 의 출력으로 하기의 조성을 갖는 금속분말을 레이저 클래딩하였다.
이에 따라 두께 0.4ä의 클래딩층이 형성되었다.
【표 1]
Figure imgf000022_0001
(실험예 2) 몰드 내면에 을 도금하여 완충층을 형성시킨 후, 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
완충층의 표면에 레이저 클래딩 공정을 통해 클래딩층을 형성시켰다. 레이저 클래딩 조건은상기의 실험예 1과동일하였다.
(2) 연속주조용몰드의 수명 평가
실험예 1에 따른 연속주조용 몰드를 이용하여 몰드의 내면에서 박리가 발생할 때까지 주편을주조한회수를세어 수명을평가하였다.
평가 결과， 700회 사용 중인 현재까지 몰드의 내면에서 박리가 발생하지 않았다. (3) 연속주조용몰드의 열충격 시험 평가
열충격 시험은 연속주조용 몰드를 500° (:로 가열 및 냉각을 주기적 반복하여 진행하였다.
열충격 시험 결과, 실험예 2에 따른 연속주조용몰드는 열충격 사이클 20회 이내에서 박리가발생하였다.
반면， 실험예 1에 따른 연속주조용 몰드는 열충격 사이클 100회까지 박리 현상이 관찰되지 않았다.
(4) 마모 발생 관찰 결과
미11 011이%마모실험에 있어서， 도금층, 附요도금층의 마모대비 0 레이저 클래딩에 의한클래딩층마모 발생을 관찰하였다.
관찰 결과， 도 10과 같이, 附 도금층， 比 도금층의 마모대비 0 클래딩층은마모가아주 적은양으로 발생하였음을 확인할수 있다. 본 발명은 상기 구현예， 실험예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예， 실험예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. \¥0 2020/101138 1»(71710{2019/007543
【부호의 설명】
10： 몰드 12： 상부
13： 니켈 도금층 14： 하부
15： 클래딩층 16 , 18 : 경사면
19： 경계면 20： 클래딩층
30： 도금층
100： 몰드본체 200： 레이저 클래딩층 300： 도금층

Claims

2020/101138 1»（：1^1{2019/007543 【청구범위】
【청구항 1]
몰드의 상부에 내열성 코팅층을 형성하는 상부 코팅 단계， 및 상기 몰드의 하부에 내마모성 코팅층을 형성하는 하부 코팅 단계를 포함하는 5 연속주조용 몰드 코팅방법 .
【청구항 2]
제 1항에 있어서，
상기 상부 코팅 단계는, 상기 몰드 상에 니켈 도금층을 형성하는 · 단계를 포함하고,
0 상기 하부 코팅 단계는， 상기 몰드 하부에서 몰드에 형성된 니켈 도금층을 가공하여 두께를 줄이는 단차 가공 단계, 및 단차 가공된 니켈 도금층 상에 금속계 레이저 클래딩층을 형성하는 단계를 포함하고，
상기 상부와 하부 사이 경계에서 내열성 코팅층과 내마모성 코팅층 사이의 경계면을 경사지게 가공하는 경계 가공 단계를 더 포함하는 5 연속주조용 몰드 코팅 방법 .
【청구항 3】
상부에 형성되는 내열성 코팅층, 및 하부에 형성되는 내마모성 코팅층을 포함하는 연속주조용 몰드.
【청구항 4]
0 제 3항에 있어서，
상기 내열성 코팅층은 몰드에 형성되는 니켈 도금층을 포함하고, 상기 내마모성 코팅층은 몰드에 형성되는 니켈 도금층， 및 상기 니켈 도금층 상에 형성되는 레이저 클래딩층을 포함하는 연속주조용 몰드.
【청구항 5]
5 제 4항에 있어서,
상기 몰드는 상단에서 하단을 따라 경사지게 절삭되어 경사면을 형성하고， 몰드의 경사면에 형성된 니켈 도금층은 상부와 하부 사이 경계에서 몰드 하단을 따라 경사지게 절삭되어 경사면을 형성하고， 니켈 도금층의 경사면을 따라 경사면의 절삭된 두께로 레이저 클래딩층이0 형성되어, 니켈 도금층과 레이저 클래딩층 사이 경계면이 경사지게 형성된 연속주조용 몰드. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
【청구항 6]
제 5항에 있어서，
상기 내열성 코팅층과 내마모성 코팅층사이의 경계는 몰드 상단에서 몰드상하길이의 250/900내지 350/900지점에 형성된 연속주조용몰드.
【청구항 7】
몰드를 예열하는 단계 ; 및
상기 예열된 몰드의 내면에 레이저 클래딩 공정을 통해 클래딩층을 형성시키는 단계;를포함하는 연속주조용몰드코팅방법.
【청구항 8]
제 7항에 있어서,
상기 몰드를 예열하는 단계는，
상기 몰드의 5면이 가열수단과 접촉되도록 배치하는단계; 및 상기 가열수단을 통해 상기 몰드의 5면을 동시에 가열하는 단계;를 포함하는 연속주조용몰드코팅방법 .
【청구항 9]
저 17항에 있어서,
상기 클래딩층을 형성시키는 단계에서，
니켈（ ） 및 크롬（00이 포함된 재질의 금속분말 또는 와이어를 사용하여 레이저 클래딩하는 연속주조용몰드코팅방법.
【청구항 10】
제 7항에 있어서，
상기 클래딩층을 형성시키는 단계에서,
상기 클래딩층을상기 몰드의 내면 중 하부에 형성시키고, 상기 클래딩층을 형성시키는 단계 이후，
상기 몰드의 내면 중 상부를 도금하여 도금층을 형성시키는 단계;를 더 포함하는 연속주조용몰드코팅방법 .
【청구항 11】
제 10항에 있어서，
상기 도금층을 형성시키는 단계에서，
상기 몰드의 전체 높이 100%를 기준으로， 상기 클래딩층과 상기 도금층의 경계선은 상기 몰드의 하단으로부터 상방으로 50 내지 70%의 () 2020/101138 1»(：1^1{2019/007543
높이에 위치하는 연속주조용몰드코팅방법.
【청구항 12】
제 10항에 있어서，
상기 도금층을 형성시키는 단계에서，
상기 도금층은，
니켈（附）, 보론（ , 코발트（ ） 중에서 1종 이상을포함하는 재질로 형성된 연속주조용몰드코팅방법.
【청구항 13】
몰드본체; 및
상기 몰드본체의 내면에 형성된 레이저 클래딩층;을 포함하는 연속주조용몰드.
【청구항 14】
제 13항에 있어서,
상기 레이저 클래딩층은 니켈（ ） 및 크롬（0）이 포함된 재질로 형성된 연속주조용몰드. '
【청구항 15】
제 14항에 있어서，
상기 레이저 클래딩층은 보론（ ， 실리콘（ ） 및 철어 중에서 1종 이상을더 포함하는 재질로 형성된 연속주조용몰드.
【청구항 16】
제 13항에 있어서，
상기 레이저 클래딩층의 두께는 0.2내지 0.8·인 연속주조용몰드.
【청구항 17】
제 13항에 있어서，
상기 몰드본체의 내면 중 하부에 형성된 레이저 클래딩층의 상방에 위치하며, 상기 레이저 클래딩층과 경계선을 형성하는 도금층;을 더 포함하는 연속주조용몰드.
【청구항 18】
제 17항에 있어서,
상기 레이저 클래딩층 및 상기 도금층의 두께는 동일하며， 0.2 내지
0.8_인 연속주조용몰드. 2020/101138 1»（：1^1{2019/007543
【청구항 19】
제 13항에 있어서,
상기 몰드본체의 전체 높이 100%를 기준으로, 상기 레이저 클래딩층과 상기 도금층의 경계선은 상기 몰드본체의 하단으로부터 상방으로 50내지 70%의 높이에 위치하는 연속주조용몰드.
【청구항 20]
제 13항에 있어서，
상기 도금층은,
니켈（ ）, 보론（ , 코발트（어） 중에서 1종 이상을포함하는 재질로 형성된 연속주조용몰드.
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