KR20150074999A - Metal-coated steel sheet and method for manufacturing therof - Google Patents
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- C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
- C23C24/06—Compressing powdered coating material, e.g. by milling
Abstract
Description
본 발명은 금속 분말 코팅강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 코팅부를 20 Torr 이하의 상태로 유지하고, 별도로 분리 가열된 분말과 고압가스를 분사하는 진공분사코팅법에 의해 금속 또는 합금 코팅층 내에 소성변형에 의한 치밀한 코팅 구조물을 형성하는 금속 코팅강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal powder coated steel sheet and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a metal powder coated steel sheet and a method of manufacturing the same by a vacuum spray coating method in which a coated portion is maintained at 20 Torr or less, And a method of manufacturing the same. BACKGROUND OF THE
입자코팅법은 다양한 분말재료를 다양한 소재 표면에 코팅하는 표면처리법으로 활용되고 있으며, 주로 노즐을 경계로 하는 코팅부와 분말 이송가스의 가스압력차에 의하여 분사속도를 구현한다. 입자코팅이란 코팅되는 재료가 입자상태이며, 수백nm~수십㎛ 크기의 입자가 고속으로 소재에 충돌하여 코팅되기 때문에 피막 형성속도가 원자나 분자단위로 코팅되는 PVD(Physical Vapor Deposition), CVD(Chemical Vapor Deposition)에 대비하여 매우 빠르며, 원료 분말의 화학 조성이 바뀌지 않는다는 점이 특징이다.
Particle coating method is applied to surface treatment of various powder materials on various surface of material. The spraying speed is realized by the gas pressure difference of the coating part and the powder transfer gas mainly through the nozzle. Particle coating is a method of coating a particle with a particle size of several hundred nm to several tens of micrometers at a high speed by colliding with a material, so that PVD (Physical Vapor Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition) and is characterized in that the chemical composition of the raw powder is not changed.
입자코팅법의 일례로 용사법(Thermal spray, Cold spray 등), 진공분사법 등이 있으며, 이들은 주로 금속, 합금, 세라믹, 서멧(Cermet)과 같은 고체 분말을 코팅하는데 유용한 방법이다. 상기 입자코팅법에 있어서 온도와 분사속도는 매우 중요한 인자이다.
Examples of the particle coating method include a thermal spray method and a vacuum spray method. These methods are useful for coating solid powders such as metals, alloys, ceramics, and cermets. The temperature and injection speed in the above-mentioned particle coating method are very important factors.
용사법 중 하나인 서멀 스프레이법(Thermal spray)은 분말 재료를 거의 용융 상태에 가깝게 가열하고, 연소가스에 의하여 고압의 가스를 코팅 소재에 불어줌으로써 음속 이상인 340 ~ 1000 m/sec에 이르는 입자 속도로 소재와 충돌시켜 코팅하는 방법이다.The thermal spray method, which is one of the spraying methods, is a method in which the powder material is heated to nearly a molten state and blowing a high-pressure gas to the coating material by the combustion gas, whereby a material having a particle velocity of 340 to 1000 m / To form a coating.
용사법 중 하나인 콜드 스프레이법(Cold spray)은 서멀 스프레이법과 대비하여 저온에서 코팅이 이루어지는데, 분말과 함께 이송가스를 가열하되 분말은 용융 상태에 이르지 않고, 피코팅부재가 있는 바디 내부는 진공이 아닌 대기압으로 제공되며 분사유닛이 고압으로 분사되어, 압력차에 의하여 고속의 분말 분사속도를 구현하게 된다. 이에 의하여 분말 입자가 소성변형을 일으켜 소재에 코팅되는 입자코팅법이다.
Cold spray, which is one of spraying methods, is coated at a low temperature in comparison with thermal spraying method. The powder is heated at a low temperature while the transfer gas is heated. The powder does not reach a molten state. And the injection unit is injected at a high pressure to realize a high powder injection speed by the pressure difference. In this case, the powder particles are plastically deformed and coated on the material.
이에 반해 진공분사법은 상기 용사법과는 다르게 코팅부의 압력을 진공(저압)으로 유지하여 압력차를 구현한다. 즉, 진공의 바디 내부에 피코팅부재를 제공하고, 분말을 이송가스에 편승하여 상기 피코팅부재로 분사함으로써 코팅이 수행된다. 상기 진공분사법은 이송가스의 압력이 높을 필요가 없으므로 용사법 대비 가스 소모량이 매우 적고, 고압의 가스를 형성하기 위하여 가스를 가열할 필요가 없으므로 상온에서도 코팅이 가능하다는 장점이 있다.
On the other hand, the vacuum spraying method, unlike the spraying method, maintains the pressure of the coating part at a vacuum (low pressure) to realize a pressure difference. That is, the coating is performed by providing a coating member inside the body of the vacuum, and spraying the powder onto the transporting gas and spraying the coated member. Since the vacuum spraying method does not require a high pressure of the transfer gas, the gas consumption is very small compared to the spraying method, and there is no need to heat the gas to form a high pressure gas.
이러한 입자코팅법을 강판 표면처리와 같은 철강산업에 적용하기 위해서는 대량생산(코팅효율) 및 경제성(가스 소모량)을 고려하여야 할 것이다. 이와 같은 관점에서 진공분사법의 경우, 가스 소모량이 적기 때문에 경제적이기는 하나 코팅온도가 거의 상온에 가깝고 분말 입자의 분사속도가 용사법(Thermal spray, Cold spray 등) 대비 느리다는 문제점 때문에 코팅 효율(적층량/총분사량)이 떨어지고 코팅재료에도 제한이 있다. 일본 공개공보 제 2003-183848호 및 대한민국 공개공보 제2008-0108201호 개시된 바와 같이, 진공분사법은 주로 세라믹과 같이 코팅 과정에서 파쇄된 분말 입자가 재결합하면서 코팅이 이루어지는 취성재료의 코팅에 사용되는 것이 일반적이며, 금속과 같이 소성변형을 위해 높은 에너지를 필요로 하는 연성재료의 코팅에는 적절하지 못하다.
In order to apply the particle coating method to the steel industry such as the surface treatment of steel sheet, mass production (coating efficiency) and economical efficiency (gas consumption amount) should be considered. In view of the above, the vacuum spraying method is economical because of a small gas consumption, but the coating temperature is close to room temperature and the spraying speed of the powder particles is slow compared to the thermal spray method (Cold spray, etc.) / Total injection amount) is lowered and coating materials are also limited. Japanese Laid-Open Publication No. 2003-183848 and Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0108201 As described above, the vacuum spraying method is mainly used for coating a brittle material such as ceramics, And is not suitable for coating soft materials such as metals that require high energy for plastic deformation.
한편, 서멀 스프레이법이나 콜드 스프레이법과 같은 입자코팅법은 금속 분말의 코팅효율은 높으나, 피코팅부재가 제공되는 바디는 상압 조건이며, 상압과의 압력 차이를 크게 하기 위하여 분말 이송가스는 수 MPa 급의 고압가스를 사용하기 때문에 가스 소모량이 매우 많다는 단점이 있다. 또한, 피코팅부재의 상압 조건에서 고속 충돌을 위한 입자 속도를 구현하기 위하여 밀도가 작은 He, N2 등의 고가의 가스를 사용해야 하는 문제가 있다. 즉, 이와 같은 용사법은 주로 소면적의 코팅에 사용되는 것이 일반적이며, 상압 조건에서는 공기 저항이 문제되기 때문에 고속분사를 위해 입자 크기가 수십 ㎛ 수준일 것이 요구되고, 코팅층 결함 및 잔류응력 등의 문제로 수십~수백 ㎛ 두께의 후막코팅을 형성하는 것이 필요하며, 수~수십 ㎛ 급의 치밀한 박막코팅은 현실적으로 어려운 문제가 있다. 수 ~ 수십 ㎛ 급의 박막 코팅시, 입자형태 및 입자간 계면이 유지되면서 코팅되기 때문에 기공 및 부식인자의 침투 경로가 코팅층 내에 형성되기 때문에, 고내식성 분말을 코팅하더라도 내식성에 문제를 야기시킨다.
On the other hand, in the particle coating method such as the thermal spray method or the cold spray method, the coating efficiency of the metal powder is high, but the body to which the coated member is provided is at normal pressure. In order to increase the pressure difference with the normal pressure, Pressure gas is used, so that there is a drawback that gas consumption is very large. Further, there is a problem in that expensive gas such as He and N2 having a small density needs to be used in order to realize the particle velocity for high-speed collision under the atmospheric pressure condition of the coated member. In other words, such a spraying method is generally used for coating a small area, and since the air resistance is a problem at normal pressure, it is required that the particle size is a level of several tens of micrometers for high-speed spraying, and problems such as coating layer defects and residual stress It is necessary to form a thick film coating having a thickness of several tens to several hundreds of micrometers and a dense thin film coating having a thickness of several to several tens of micrometers is practically difficult. When a thin film of several to several tens of micrometers is coated, since the particle shape and the intergranular interface are maintained, the passage of pores and corrosion factors is formed in the coating layer, which causes corrosion resistance even when coated with a high corrosion resistant powder.
따라서, 강판 표면에 형성된 금속 코팅층이 가지는 내식성 등의 기능성을 극대화시키기 위한 치밀한 금속 피막의 형성에 있어서, 상기 용사법과 진공분사법의 문제점을 해결하기 위한 코팅방법 및 코팅 구조물에 대한 연구가 필요하게 되었다.
Therefore, in forming a dense metal coating for maximizing the functionality such as corrosion resistance of the metal coating layer formed on the surface of the steel sheet, coating methods and coating structures for solving the problems of the spraying method and the vacuum spraying method have been required .
본 발명의 한 측면은 금속 분말을 고속으로 분사하여 강판 표면에 다양한 금속을 코팅하는 입자코팅법에 있어서, 상기 진공분사법의 코팅효율을 향상시킴과 동시에 기존 방식으로는 얻을 수 없었던 치밀한 코팅 구조물을 코팅층 전체 또는 일부에 형성함으로써 금속코팅층의 기능성을 극대화시킬 수 있는 금속 코팅강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
One aspect of the present invention relates to a particle coating method for spraying a metal powder at a high speed to coat various metals on the surface of a steel sheet to improve the coating efficiency of the vacuum spraying method and to provide a coating structure having a dense structure Coating layer or a part of the coating layer to maximize the functionality of the metal coating layer, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 제1구현예는, In a first embodiment of the present invention,
강판; 및 상기 강판 상에 제1 분말이 코팅되어 형성되고, 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하지 않으며, 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층 내 제1 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판을 제공한다.
Steel plate; And a coating layer formed on the steel sheet with a first powder coated thereon, the coating layer including a dense coating structure having no interstices between the coated first powder particles and substantially no pores, wherein the first powder particles (Long-axis length / short-axis length) of the coating layer of the metal-coated steel sheet is 2 or more.
본 발명의 제2구현예는, In a second embodiment of the present invention,
강판; 및 상기 강판 상에 제1 분말이 코팅되어 형성되고, 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하며, 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 치밀한 코팅구조물은 상기 제1 분말 입자간 계면을 경계로 하는 입자의 체적이 115 ㎛3 이하인 금속코팅강판을 제공한다.
Steel plate; And a coating layer formed on the steel sheet by coating a first powder and having a coated first powder particle interfacial surface and a substantially dense pore-free coating structure, the dense coating structure comprising a first coating layer And a volume of particles having a boundary between the powder particles as a boundary is not more than 115 mu m < 3 >.
본 발명의 제3구현예는,In a third embodiment of the present invention,
제1구현예 또는 제2구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅층은 상기 코팅 구조물; 및 상기 제1 분말보다 큰 입도를 갖고, 입자간 계면을 가지는 제2 분말을 포함하고, 상기 코팅 구조물은 상기 코팅층 내에 층상으로 포함되는 금속코팅강판을 제공한다.
In either the first or second embodiment, the coating layer comprises the coating structure; And a second powder having a grain size larger than that of the first powder and having an intergranular interface, wherein the coating structure is contained as a layer in the coating layer.
본 발명의 제4구현예는,In a fourth embodiment of the present invention,
제1구현예 또는 제2구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅층은 상기 코팅 구조물; 및 상기 제1 분말보다 큰 입도를 갖고, 입자간 계면을 가지는 제2 분말을 포함하고, 상기 코팅 구조물은 상기 제2 분말의 간극에 포함되는 금속코팅강판을 제공한다.
In either the first or second embodiment, the coating layer comprises the coating structure; And a second powder having a grain size larger than that of the first powder and having an intergranular interface, wherein the coating structure is included in the gap of the second powder.
본 발명의 제5구현예는,In a fifth embodiment of the present invention,
제1구현예 또는 제2구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 강판과 코팅층 계면에 금속결합, 요철구조보 및 금속간층에서 선택되는 하나 이상이 형성된 금속코팅강판을 제공한다.
The metal-coated steel sheet according to any one of the first and second embodiments has at least one selected from the group consisting of a metal bond, a concavo-convex structure beam and an intermetallic layer formed on the interface between the steel sheet and the coating layer.
본 발명의 제6구현예는,In a sixth embodiment of the present invention,
제1구현예 또는 제2구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 강판과 코팅층 계면 밑에 동적재결정층이 형성된 금속코팅강판을 제공한다.
The metal-coated steel sheet according to any one of the first and second embodiments, wherein a dynamic recrystallization layer is formed under the interface between the steel sheet and the coating layer.
본 발명의 제7구현예는,A seventh embodiment of the present invention is the above-
제1구현예 또는 제2구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 분말은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 코발트(Co), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 어느 하나인 금속; 또는 상기 금속에서 선택되는 2종 이상의 합금인 금속코팅강판을 제공한다.
The first powder may be at least one selected from the group consisting of copper (Cu), aluminum (Al), zinc (Zn), iron (Fe), nickel (Ni) A metal selected from the group consisting of molybdenum (Mo), titanium (Ti), cobalt (Co), tungsten (W), zirconium (Zr), and tin (Sn); Or two or more kinds of alloys selected from the above metals.
본 발명의 제8구현예는,According to an eighth aspect of the present invention,
제3구현예에 있어서, 상기 제2 분말은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 코발트(Co), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 어느 하나인 금속; 상기 금속에서 선택되는 2종 이상의 합금; 고분자 또는 세라믹인 금속코팅강판을 제공한다.
In the third embodiment, the second powder may be at least one selected from the group consisting of Cu, Al, Zn, Fe, Ni, Cr, Mo, A metal selected from Ti, Co, W, Zr and Sn; Two or more alloys selected from the metals; A metal-coated steel sheet which is a polymer or a ceramic is provided.
본 발명의 제9구현예는,A ninth embodiment of the present invention is a ninth embodiment of the present invention,
제4구현예에 있어서, 상기 제2 분말은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 코발트(Co), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 어느 하나인 금속; 상기 금속에서 선택되는 2종 이상의 합금; 고분자 또는 세라믹인 금속코팅강판을 제공한다.
In the fourth embodiment, the second powder may be at least one selected from the group consisting of Cu, Al, Zn, Fe, Ni, Cr, Mo, A metal selected from Ti, Co, W, Zr and Sn; Two or more alloys selected from the metals; A metal-coated steel sheet which is a polymer or a ceramic is provided.
본 발명의 제10구현예는,In a tenth embodiment of the present invention,
제1구현예 또는 제2구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 분말은, 분말의 내부 또는 표면에 금속; 고분자; 세라믹 또는 이들의 혼합물을 포함하는 금속코팅강판을 제공한다.
In either the first embodiment or the second embodiment, the first powder may include a metal on the inside or the surface of the powder; Polymer; Ceramic, or a mixture thereof.
본 발명의 제11구현예는,An eleventh embodiment of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device,
제10구현예에 있어서, 상기 금속 또는 고분자는 상기 제1 분말보다 높은 연성을 갖는 것인 금속코팅강판을 제공한다.
In the tenth embodiment, the metal or polymer has a higher ductility than the first powder.
본 발명의 제12구현예는,A twelfth embodiment of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device,
연화점 미만으로 가열된 분말 및 가열된 가스를 코팅 단계로 공급하는 가스 및 분말 공급 단계; 및 상기 가스 및 분말 공급 단계에서 공급된 가스 및 분말을 혼합하여 20 Torr 이하의 압력에서 강판 상에 분사하여 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며, 상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 분말 입자간 계면이 존재하지 않고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 코팅층 내 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
A gas and powder supplying step of supplying powder and heated gas heated to below the softening point to the coating step; And a coating step of mixing the gas and powder supplied in the gas and powder supplying step and spraying the mixture onto a steel sheet at a pressure of 20 Torr or less to form a coating layer including a dense coating structure, (Length / short axis length) of the coating layer of the powder particles in the coating layer is not less than 2, wherein the interface between the powder particles is not present and substantially no pores are present.
본 발명의 제13구현예는,A thirteenth embodiment of the present invention is a method for producing
경도, 강도 및 평균입도 중 어느 하나 이상이 서로 다른 2종류의 분말 및 및 가열된 가스를 코팅 단계로 공급하는 가스 및 분말 공급 단계; 및 20 Torr 이하의 압력에서 상기 가스와 2종류의 분말을 혼합하여 동시 또는 이시에 강판 상에 분사하여 어느 하나의 분말로 형성된 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며, 상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 분말 입자간 계면이 존재하지 않고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 코팅층 내 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
A gas and powder supplying step of supplying two types of powder and / or heated gas to the coating step, wherein at least one of hardness, strength and average particle size are different; And a coating step of mixing the gas and two kinds of powders at a pressure of 20 Torr or less and spraying them simultaneously or simultaneously on a steel sheet to form a coating layer comprising a dense coating structure formed of any one of the powders, Wherein the coating structure has no interface between the coated powder particles and substantially no pores, and the aspect ratio (long axis length / short axis length) of the coating layer of the powder particles in the coating layer is 2 or more.
본 발명의 제14구현예는,A fourteenth embodiment of the present invention is a liquid crystal display device,
평균입도가 3㎛ 이하인 제1 분말; 평균입도가 3 ㎛를 초과하는 제2 분말 및 가열된 가스를 코팅 단계로 공급하는 가스 및 분말 공급 단계; 및 20 Torr 이하의 압력에서 상기 가스와 제1 분말 및 제2 분말을 혼합하여 동시 또는 이시에 강판 상에 분사하여 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며, 상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 제1 분말 입자간 계면을 경계로 하는 입자의 체적이 115 ㎛3 이하인 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
A first powder having an average particle size of 3 탆 or less; A second powder having an average particle size exceeding 3 탆 and a gas and powder supplying step of supplying heated gas to the coating step; And a coating step of mixing the gas and the first powder and the second powder at a pressure of 20 Torr or less and spraying them simultaneously or simultaneously on the steel sheet to form a coating layer comprising a dense coating structure, Wherein a coated first powder particle interface is present and substantially no pores are present and the volume of particles having a boundary at the interface between the first powder particles is not more than 115 탆 3 .
본 발명의 제15구현예는,A fifteenth embodiment of the present invention is a liquid crystal display device,
제12구현예 내지 제14구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅 단계는 10~200℃에서 상기 가스 및 분말을 강판 상에 분사하여 코팅구조물을 형성하는 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
In any one of the twelfth to fourteenth embodiments, the coating step may include spraying the gas and the powder on a steel sheet at 10 to 200 ° C to form a coating structure.
본 발명의 제16구현예는,A sixteenth embodiment of the present invention is a liquid crystal display device,
제12구현예 내지 제14구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅 단계 이전에 상기 강판 표면에 연마처리, 블라스팅처리, 가열처리, 플라즈마처리 또는 레이저처리를 수행하는 전처리 단계를 추가로 포함하는 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
The method according to any one of the twelfth to fourteenth embodiments, further comprising a pretreatment step of performing a polishing treatment, a blast treatment, a heating treatment, a plasma treatment, or a laser treatment on the surface of the steel sheet before the coating step A steel sheet manufacturing method is provided.
본 발명의 제17구현예는,A seventeenth embodiment of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device,
제12구현예 내지 제14구현예 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅 단계에서 제조된 금속코팅강판 표면에 가열처리 또는 표면 레이저열처리를 수행하는 후처리 단계를 추가로 포함하는 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
The method of any one of the twelfth to fourteenth embodiments further comprises a post-treatment step of performing heat treatment or surface laser heat treatment on the surface of the metal-coated steel sheet produced in the coating step do.
본 발명의 금속코팅강판 제조방법은 가열된 가스를 사용함으로써 가스의 소모량을 증가시키지 않고도 고압의 가스를 형성하여 금속 분말을 분사할 수 있으며, 코팅이 이루어지는 진공바디의 내부를 냉각시킴으로써 상기 가열된 가스의 분사 압력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 가스가 분사될 때 진공바디 내부의 압력이 상승하는 것을 방지하여 안정적으로 분말이 분사되도록 한다. 또한, 연하점 미만으로 가열된 분말을 강판 상에 분사하거나, 입도 등이 상이한 2종의 분말을 동시 또는 이시에 분사함으로써 소성변형에 의한 분말의 코팅효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 금속코팅강판은 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층이 강판 상에 형성되어 내식성 등을 확보할 수 있으며, 코팅 분말 자체의 기능성 또한 확보할 수 있다.
The method of manufacturing a metal-coated steel sheet according to the present invention can use a heated gas to form a high-pressure gas without increasing the consumption of gas, thereby spraying the metal powder. By cooling the inside of the vacuum body in which the coating is performed, Not only can the injection pressure of the vacuum body be increased but also the pressure inside the vacuum body is prevented from rising when the gas is injected to stably spray the powder. In addition, it is possible to improve the coating efficiency of the powder by plastic deformation by spraying the powder heated to less than the gentle drop point on the steel sheet, or spraying two kinds of powders having different particle sizes simultaneously or at the same time. In the metal-coated steel sheet of the present invention, a coating layer including a dense coating structure is formed on the steel sheet to ensure corrosion resistance and the like, and the functionality of the coating powder itself can be ensured.
도 1은 본 발명의 분말 분사장치의 제1실시예를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 분말 분사장치의 제2실시예를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제1실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제2실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제3실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제4실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제5실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제6실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제7실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제8실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제9실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 코팅층이 형성된 금속코팅강판인 제10실시예의 단면구조를 나타낸 개략도이다.1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a powder spraying apparatus of the present invention.
Fig. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the powder spraying apparatus of the present invention.
3 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a first embodiment of a metal-coated steel sheet on which a coating layer of the present invention is formed.
4 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a second embodiment of the metal-coated steel sheet in which the coating layer of the present invention is formed.
5 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a third embodiment of the metal-coated steel sheet in which the coating layer of the present invention is formed.
6 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a fourth embodiment of the metal-coated steel sheet in which the coating layer of the present invention is formed.
7 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a fifth embodiment of the metal-coated steel sheet in which the coating layer of the present invention is formed.
8 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a sixth embodiment of the metal-coated steel sheet in which the coating layer of the present invention is formed.
9 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a seventh embodiment of the metal-coated steel sheet in which the coating layer of the present invention is formed.
10 is a schematic view showing a cross-sectional structure of an eighth embodiment which is a metal-coated steel sheet having a coating layer of the present invention formed thereon.
11 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a ninth embodiment which is a metal-coated steel sheet on which a coating layer of the present invention is formed.
12 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a tenth embodiment of the metal-coated steel sheet in which the coating layer of the present invention is formed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.
본 발명은 단일 종류의 분말을 사용하거나, 2종류의 분말을 혼합하여 코팅층을 형성할 수 있다. 본 명세서에서는 2종류의 분말을 혼합하여 사용하는 경우, 입자크기가 미세한 분말을 '제 분말', 상기 제1 분말보다 입자크기가 큰 분말을 '제2 분말'로 사용한다.
In the present invention, a single kind of powder may be used, or two kinds of powders may be mixed to form a coating layer. In the present specification, when two kinds of powders are mixed and used, a powder having a fine particle size is referred to as a " powder ", and a powder having a larger particle size than the first powder is used as a " second powder ".
본 발명의 금속 코팅강판 및 그 제조방법은 적정 온도로 가열된 1종 이상의 금속 분말과 가스를 혼합하여, 상기 가스에 편승된 분말을 저온 저압의 상태에서 분사하여 코팅 구조물을 형성하는 발명에 관한 것이다.
The metal-coated steel sheet and the method of manufacturing the same according to the present invention relate to an invention in which at least one kind of metal powder heated to an appropriate temperature is mixed with a gas, and the powder piled in the gas is sprayed under a low-temperature and low-pressure state to form a coating structure .
이에 의하면, 가스에 편승된 분말이 분사되는 진공바디(100)의 내부가 저온 저압의 상태로 유지되기 때문에 가스의 소모량을 증가시키지 않고도 높은 압력으로 가스를 분사할 수 있다. 또한, 상기 진공바디(100)가 저온으로 유지되기 때문에, 상기 분말이 편승된 가스가 분사되더라도 상기 진공바디(100) 내부의 압력이 상승하는 것을 방지하여 안정적으로 분말이 분사될 수 있다. 상기 분말은 적정 온도로 가열되어 소성변형 및 코팅이 용이하다.
In this case, since the inside of the
금속코팅강판Metal-coated steel sheet
본 발명은 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층이 형성된 금속코팅강판을 제공한다. 상기 치밀한 코팅 구조물은 소성변형의 정도에 따라 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하거나, 또는 존재하지 않을 수 있다. 그러나 입자간 계면의 존재 여부에 관계 없이 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물이 형성됨으로써 부식 인자가 강판에 도달하지 못하도록 하여 내식성을 향상시킬 수 있다.
The present invention provides a metal coated steel sheet on which a coating layer including a dense coating structure is formed. The dense coating structure may or may not have a coated first powder particle interface depending on the degree of plastic deformation. However, irrespective of the presence or absence of intergranular interfaces, a dense coating structure having substantially no pores is formed, thereby preventing the corrosion factor from reaching the steel sheet, thereby improving the corrosion resistance.
보다 구체적으로는 강판; 및 상기 강판 상에 제1 분말이 코팅되어 형성되고, 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하지 않으며, 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층 내 제1 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판을 제공한다. 또한 다른 구현예로서, 강판; 및 상기 강판 상에 제1 분말이 코팅되어 형성되고, 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하며, 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 치밀한 코팅구조물은 상기 제1 분말 입자간 계면을 경계로 하는 입자의 체적이 115 ㎛3 이하인 금속코팅강판을 제공한다.
More specifically, a steel plate; And a coating layer formed on the steel sheet with a first powder coated thereon, the coating layer including a dense coating structure having no interstices between the coated first powder particles and substantially no pores, wherein the first powder particles (Long-axis length / short-axis length) of the coating layer of the metal-coated steel sheet is 2 or more. As another embodiment, a steel plate; And a coating layer formed on the steel sheet by coating a first powder and having a coated first powder particle interfacial surface and a substantially dense pore-free coating structure, the dense coating structure comprising a first coating layer And a volume of particles having a boundary between the powder particles as a boundary is not more than 115 mu m < 3 >.
상기 코팅층은 치밀한 코팅 구조물을 형성하는 제1 분말 외에, 상기 제1 분말보다 큰 입도를 갖고, 입자간 계면을 가지는 제2 분말을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 코팅 구조물은 상기 코팅층 내에 층상으로 포함되거나, 또는 상기 제2 분말의 간극에 포함될 수 있다.
The coating layer may comprise, in addition to the first powder forming a dense coating structure, a second powder having a particle size larger than that of the first powder and having an inter-particle interface. In this case, the coating structure may be contained as a layer in the coating layer, or may be contained in the gap of the second powder.
상기 코팅층이 강판 상에 형성되면서 강판과 코팅층 계면에 금속결합, 요철구조보 및 금속간층에서 선택되는 하나 이상이 형성될 수 있으며, 또한 상기 강판과 코팅층 계면 밑에는 동적재결정층이 형성될 수 있다.
As the coating layer is formed on the steel sheet, at least one selected from the metal bond, the concave-convex structure beam and the intermetallic layer may be formed at the interface between the steel sheet and the coating layer, and a dynamic recrystallization layer may be formed under the interface between the steel sheet and the coating layer.
상기 치밀한 코팅 구조물을 형성하는 제1 분말은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 코발트(Co), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 어느 하나인 금속; 또는 상기 금속에서 선택되는 2종 이상의 합금을 사용할 수 있다. 또한, 특별히 한정하지 않으나 상기 금속 중 1종 이상이 상기 금속 외의 다른 금속과 합금화된 분말일 수 있다. 일 예로 스테인레스강 분말을 들 수가 있으며, 200계, 300계, 400계 등의 스테인레스강 분말과 같은 Fe계 금속은 물론, 고강도 합금분말 등을 사용할 수 있다.
The first powder forming the dense coating structure may be at least one selected from the group consisting of Cu, Al, Zn, Fe, Ni, Cr, Mo, A metal selected from the group consisting of cobalt (Co), tungsten (W), zirconium (Zr), and tin (Sn); Or two or more kinds of alloys selected from the above metals may be used. In addition, although not particularly limited, at least one of the metals may be a powder alloyed with a metal other than the metal. For example, stainless steel powder can be mentioned, and not only Fe-based metal such as stainless steel powder of 200 series, 300 series, 400 series, etc., but also high strength alloy powder can be used.
또한, 상기 제1 분말은 분말의 내부 또는 표면에, 상기 금속 및 합금분말 보다 연성이 높은 금속 또는 합금; 세라믹과 같은 취성재료 또는 유기/무기고분자; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 복합분말일 수 있다. The first powder may include a metal or an alloy having a higher ductility than the metal and the alloy powder on the inside or on the surface of the powder. Brittle materials such as ceramics or organic / inorganic polymers; Or a mixture thereof.
상기 취성재료의 종류는 본 발명에서 별도로 한정하지 않으나, 일반적으로 산화물(Oxide), 수산화물(Hydroxide), 질화물(Nitride), 카바이드(Carbide), 붕화물(Boride), 탄산염(Carbonate), 인산염(Phosphate) 등의 세라믹, 티탄산바륨 등과 같은 상기 세라믹과 금속의 화합물, 서멧(Cermet)과 같은 세라믹 합금 중 1종 이상으로 구성되며, 실리콘 등과 같은 반금속 물질등도 포함될 수 있다.
The type of the brittle material is not limited to the present invention but may be generally selected from the group consisting of oxides, hydroxides, nitrides, carbides, borides, carbonates, phosphates, ), Ceramics such as barium titanate, and ceramic alloys such as cermet, and semimetal materials such as silicon and the like may also be included.
상기 유기 고분자 또는 무기 고분자는 일반 유기고분자, 이들의 3차원구조인 유기계 수지와 실리콘수지 등과 같이 연성을 가지는 무기계 수지 및 이들 유기/무기계 수지의 혼합물을 총칭하며, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, ABS수지, 아크릴수지, 불소수지(PTFE(Polytetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copolymer), PFA(Perfluoroalkoxy), ETFE(Ethylene tetrafluoroethylene), PVDF(Polyvinylidene fluoride) 등), EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol), EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 등과 같은 열가소성수지로 구성된다.
The organic polymer or the inorganic polymer generally refers to a general organic polymer, an inorganic resin having softness such as a three-dimensional structure organic resin and a silicone resin, and a mixture of these organic / inorganic resins, more preferably polyethylene, (Polytetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene copolymer), PFA (perfluoroalkoxy), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), and polytetrafluoroethylene (PTFE) PVDF (Polyvinylidene fluoride), EVOH (Ethylene Vinyl Alcohol), EVA (Ethylene Vinyl Acetate) and the like.
상기 제2 분말은 제1 분말로 형성된 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층 내에 포함될 수 있으며, 제1 분말과 동일한 금속 또는 합금일 수 있으며, 상기 기재된 유기 고분자 또는 무기 고분자이거나, 세라믹과 같은 상기 취성재료, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 즉, 코팅 구조물의 일부에 치밀한 코팅 구조물을 형성하기 위하여, 고연성이거나 취성을 띄는 분말재료를 입자크기가 큰 제2 분말과 함께 또는 별도로 코팅하는 방법을 통하여 상기 치밀한 코팅 구조물을 형성할 수 있다.
The second powder may be contained in a coating layer comprising a dense coating structure formed of a first powder and may be the same metal or alloy as the first powder and may be an organic polymer or an inorganic polymer as described above or the brittle material such as ceramics, Or a mixture thereof. That is, in order to form a dense coating structure on a part of the coating structure, the dense coating structure can be formed through a method in which a highly soft or brittle powder material is coated with or separately from a second powder having a large particle size.
본 발명의 금속코팅강판은 치밀한 코팅구조물을 코팅층 내에 포함하고 있으며, 코팅 분말 원재료의 기능성을 강판 표면에 부여할 수 있다. 일 예로 스테인레스강 분말을 코팅하게 되면 일반 강판 표면에 고내식성과 함께 전도성을 부여할 수 있으며, 이러한 특성은 내해수성과 용접성이 요구되는 선박이나 해양구조물 등에 적용할 수 있다. 일반적으로 선박이나 해양구조물의 도장공정은 강판 표면을 산세처리한 후 블라스팅처리를 행하고 프라임코팅 및 용접 후 하도와 상도 도장을 실시하게 된다. 스테인레스강 분말이 코팅된 강판의 경우 이러한 일련의 도장공정에서 전처리 공정인 산세, 블라스팅 공정의 생략이 가능하고, 분말 코팅시 표면에 조도 부여가 가능하므로 프라임코팅 또한 생략이 가능하여 바로 도장공정에 들어갈 수 있다. 또한, 내해수성이 우수하므로 하도나 상도의 도장 두께를 낮출 수 있으며, 도장 보수기간도 연장시킬 수 있는 효과가 있어 매우 경제적이라 할 수 있다.
The metal-coated steel sheet of the present invention contains a dense coating structure in the coating layer, and the functionality of the raw material of the coating powder can be imparted to the surface of the steel sheet. For example, stainless steel powder coating can impart high corrosion resistance and conductivity to the surface of general steel sheets. Such characteristics can be applied to ships and marine structures requiring seawater resistance and weldability. Generally, the coating process of ships and offshore structures is performed by pickling the surface of the steel sheet, performing blasting treatment, and applying primer coating and top coat and top coat after welding. In the case of steel sheet coated with stainless steel powder, it is possible to omit the pickling and blasting process which is the pretreatment process in this series of coating process, and since the surface can be illuminated during powder coating, prime coating can be omitted. . In addition, since the water resistance is excellent, it is possible to lower the coating thickness of the undercoating film and to extend the maintenance period of the coating, which is very economical.
금속코팅강판 제조방법Manufacturing method of metal coated steel sheet
본 발명은 또한 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of making a metal coated steel sheet to form a coating layer comprising a dense coating structure substantially free of pores.
코팅된 분말 입자간 계면이 존재하지 않는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 금속코팅강판 제조방법으로서, 연화점 미만으로 가열된 분말 및 가열된 가스를 코팅 단계로 공급하는 가스 및 분말 공급 단계; 및 상기 가스 및 분말 공급 단계에서 공급된 가스 및 분말을 혼합하여 20 Torr 이하의 압력에서 강판 상에 분사하여 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며, 상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 분말 입자간 계면이 존재하지 않고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 코팅층 내 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
A method of manufacturing a metal coated steel sheet comprising a dense coating structure in which no interface between coated powder particles is present, the method comprising: supplying a powder and a heated gas below the softening point to a coating step; And a coating step of mixing the gas and powder supplied in the gas and powder supplying step and spraying the mixture onto a steel sheet at a pressure of 20 Torr or less to form a coating layer including a dense coating structure, (Length / short axis length) of the coating layer of the powder particles in the coating layer is not less than 2, wherein the interface between the powder particles is not present and substantially no pores are present.
분말 온도의 설정은 후술하는 코팅층의 구조를 정하는 중요한 인자이며, 원하는 구조물에 따라 달리 설정할 수 있다. 일 예로 금속 분말의 온도를 분말재료의 연화점 근처 또는 그 이상으로 가열하는 경우, 코팅효율은 높은 반면 강판소재(3)와 충돌시 대부분의 입자가 코팅되면서 충격에너지가 충돌하는 입자의 소성변형에 소모되어 분말 입자형태는 유지하면서 약간 변형된 상태로 코팅이 이루어진다. 이와 같이 입자형태를 유지하면서 코팅되는 경우, 입자간 계면(5)이 존재하고, 코팅층 내부에 기공(pore)(6)이 형성되어 내식성이 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 코팅층 전체 또는 일부에 치밀한 코팅 구조물을 형성하여 부식인자의 침투를 방지하고 코팅재료의 기능성을 극대화시키는 금속코팅강판 제조방법을 제안한다.
The setting of the powder temperature is an important factor for determining the structure of the coating layer described later, and can be set differently depending on the desired structure. For example, when the temperature of the metal powder is heated near or above the softening point of the powder material, the coating efficiency is high, whereas when most of the particles are coated in the collision with the steel sheet material (3), the plastic deformation of the impacting particles is consumed So that the coating is made in a slightly deformed state while maintaining the powder particle shape. When coating is performed while maintaining the particle shape, there is a problem that the
본 발명의 일 실시예에 따른 금속코팅강판 제조방법은 금속 분말 온도를 분말재료의 연화점 미만의 낮은 온도로 유지하면서 코팅하는 방법이다. 이 경우 분사속도가 빠른 작은 입자들만이 코팅되기 때문에 코팅효율은 낮은 반면, 대부분의 입자크기가 큰 입자들은 고온 대비 소성변형이 어려운 이유로 충돌후 코팅되지 않고 이미 코팅된 작은 입자에 충격에너지를 인가하고 튕겨나가게 된다. 이와 같이 무수히 반복되는 강한 충격으로 인하여 코팅된 입자들은 심한 소성변형을 받게 되고, 입자간 계면이 소실되거나 구분이 어려울 정도로 변형이 일어나게 된다. 또한, 코팅층의 금속 결정립은 코팅 과정에서 동적재결정이 발생하여, 코팅층 내 금속결정립 크기는 코팅전 입자내 결정립 크기보다 훨씬 작아지게 된다. 이때 사용하는 분말의 적정 크기는 금속 분말재료, 코팅두께 등에 따라 달라질 수 있기 때문에, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으나, 평균입도 20 ㎛이하가 바람직하다고 할 수 있다. 일 예로 Water atomisation법으로 제조한 평균입도 5 ㎛의 스테인레스강 분말의 결정립 크기는 수 ㎛로 형성되어 있으나, 연화점 미만에서 낮은 코팅효율로 코팅하게 되면 코팅층 내의 결정립 크기는 1 ㎛미만으로 미세화되고, 입자간 계면이 존재하지 않는 치밀한 코팅층을 형성하게 된다.
The method of manufacturing a metal-coated steel sheet according to an embodiment of the present invention is a method of coating a metal powder while maintaining the temperature of the metal powder at a temperature lower than the softening point of the powder material. In this case, coating efficiency is low because only small particles with fast injection speed are coated, while particles with large particle sizes are not coated after collision because of difficulty in plastic deformation due to high temperature, and impact energy is applied to already coated small particles It bounces out. Due to such a large number of repeated impacts, the coated particles are subject to severe plastic deformation, and the interfacial interface is lost or deformed to such an extent that it is difficult to distinguish. In addition, the metal crystal grains of the coating layer are subject to dynamic recrystallization during the coating process, so that the size of the metal grains in the coating layer becomes much smaller than the grains in the grain before coating. Since the optimum size of the powder to be used may vary depending on the metal powder material, coating thickness, and the like, it is not particularly limited in the present invention, but an average particle size of 20 탆 or less is preferable. For example, the grain size of the stainless steel powder having an average particle size of 5 탆 produced by the water atomization method is formed to a few 탆, but when the coating is coated at a lower coating efficiency than the softening point, the grain size in the coating layer becomes finer than 1 탆, Thereby forming a dense coating layer having no interfacial interface.
또 다른 구현예로서, 경도, 강도 및 평균입도 중 어느 하나 이상이 서로 다른 2종류의 분말 및 및 가열된 가스를 코팅 단계로 공급하는 가스 및 분말 공급 단계; 및 20 Torr 이하의 압력에서 상기 가스와 2종류의 분말을 혼합하여 동시 또는 이시에 강판 상에 분사하여 어느 하나의 분말로 형성된 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며, 상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 분말 입자간 계면이 존재하지 않고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 코팅층 내 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
As yet another embodiment, there is provided a method of manufacturing a coating composition comprising: a gas and powder supplying step of supplying two kinds of powders having at least one of hardness, strength and average particle size, and a heated gas to a coating step; And a coating step of mixing the gas and two kinds of powders at a pressure of 20 Torr or less and spraying them simultaneously or simultaneously on a steel sheet to form a coating layer comprising a dense coating structure formed of any one of the powders, Wherein the coating structure has no interface between the coated powder particles and substantially no pores, and the aspect ratio (long axis length / short axis length) of the coating layer of the powder particles in the coating layer is 2 or more.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속코팅강판 제조방법은 어느 하나의 금속 분말재료가 코팅될 수 있는 공정 조건에서 코팅이 되지 않는 다른 하나의 분말, 즉 경도와 강도가 높거나 입자크기가 큰 분말과 함께 분사하여 코팅하거나, 코팅하고자 하는 금속 분말재료를 단독으로 분사하여 코팅한 후 코팅이 되지 않는 경도 및 강도가 높거나 입자크기가 큰 분말재료를 코팅 표면에 별도로 분사하여 치밀한 코팅 구조물을 형성하는 방법일 수 있다. 상기 방법은 온도에 상관없이 적용이 가능하나, 코팅속도를 고려할 때 속도가 빠른 고온조건에서 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방법은 코팅하고자 하는 분말재료로서 고가의 미세입자를 사용하지 않아도 충분히 치밀한 코팅 구조물의 형성할 수 있어 경제적이라 할 수 있다.
The method for manufacturing a metal-coated steel sheet according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a metal-coated steel sheet according to an embodiment of the present invention. The method includes the steps of: preparing a powder having a high hardness, A method of forming a dense coating structure by separately spraying a powder material having a high hardness and / or a large particle size, which is not coated, by separately spraying or spraying the metal powder material to be coated Lt; / RTI > Although the above method can be applied regardless of temperature, it is preferable to apply at a high temperature condition where the rate is high considering the coating speed. In addition, the above method can be economical because a sufficiently dense coating structure can be formed without using expensive fine particles as a powder material to be coated.
즉, 코팅하고자 하는 분말재료의 심한 소성변형을 일으키기 위하여 코팅이 되지 않는 분말과 함께 분사해 줌으로써, 무수히 반복되는 강한 충격에너지를 코팅된 입자에 인가하여 결정립이 미세화되고 입자간 계면이 소실되거나 구분이 어려울 정도로 심한 변형을 일으켜 치밀한 코팅 구조물을 형성할 수 있다.
That is, by spraying with powder which is not coated in order to cause severe plastic deformation of the powder material to be coated, a strong impact energy is repeatedly applied to the coated particles so that the crystal grains are refined and the inter- So that a dense coating structure can be formed.
코팅이 되지 않는 분말의 혼합량 및 입자크기는 코팅하고자 하는 금속 분말재료의 종류, 입자크기, 연신율 등 조건에 따라 설정해야 하기 때문에, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 상기 코팅이 되지 않는 분말재료가 코팅하고자 하는 금속 분말재료와 동일한 재료일 경우, 상기 코팅이 되지 않는 분말의 입자크기는 상기 코팅하고자 하는 분말의 입자크기 보다 커야 한다.
The mixing amount and the particle size of the powder that can not be coated are not particularly limited in the present invention, because they must be set according to the conditions such as the type, the particle size, and the elongation of the metal powder material to be coated. However, when the non-coated powder material is the same material as the metallic powder material to be coated, the particle size of the non-coated powder should be larger than the particle size of the powder to be coated.
즉, 상기 코팅이 되는 분말과 코팅이 되지 않는 분말이 동일재료로 구성된 혼합분말의 입도 분포도는 두개의 입도분포를 나타내거나, 두개의 입도분포가 겹쳐진 Shoulder를 포함하는 입도분포를 나타낸다. 분말의 적정 온도범위는 코팅하고자 하는 금속 분말재료에 따라 다를 수 있으므로 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 코팅하고자 하는 분말재료 단독으로 코팅시 코팅층 내에 입자간 계면(5)이나 기공(6)이 형성되는 모든 온도 영역에서 적용할 수 있다. 또한, 상기 코팅하고자 하는 금속 분말재료를 단독으로 코팅하여 입자간 계면(5)이나 기공(6)이 존재하는 코팅을 형성한 후, 상기 코팅이 되지 않는 분말을 상기 코팅 표면에 별도로 분사함으로써, 무수히 반복되는 강한 충격에너지에 의하여 치밀한 코팅 구조물을 형성할 수도 있다.
That is, the particle size distribution of the mixed powder composed of the same material as the powder to be coated and the powder that can not be coated indicates a particle size distribution including two particle sizes or a shoulder having two particle sizes overlapping one another. Since the optimum temperature range of the powder may vary depending on the metal powder material to be coated, it is not particularly limited in the present invention, but it is preferable to use the powdery material to be coated alone, Can be applied in all the temperature ranges in which the film is formed. The metal powder material to be coated may be coated alone to form a coating containing
본 발명은 또한, 평균입도가 3㎛ 이하인 제1 분말; 평균입도가 3 ㎛를 초과하는 제2 분말 및 가열된 가스를 코팅 단계로 공급하는 가스 및 분말 공급 단계; 및 20 Torr 이하의 압력에서 상기 가스와 제1 분말 및 제2 분말을 혼합하여 동시 또는 이시에 강판 상에 분사하여 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며, 상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 제1 분말 입자간 계면을 경계로 하는 입자의 체적이 115 ㎛3 이하인 금속코팅강판 제조방법을 제공한다.
The present invention also relates to a method for producing a magnetic powder, comprising: a first powder having an average particle size of 3 탆 or less; A second powder having an average particle size exceeding 3 탆 and a gas and powder supplying step of supplying heated gas to the coating step; And a coating step of mixing the gas and the first powder and the second powder at a pressure of 20 Torr or less and spraying them simultaneously or simultaneously on the steel sheet to form a coating layer comprising a dense coating structure, Wherein a coated first powder particle interface is present and substantially no pores are present and the volume of particles having a boundary at the interface between the first powder particles is not more than 115 탆 3 .
본 발명의 일 실시예에 따른 금속코팅강판 제조방법으로 입자크기가 미세한 분말을 단독으로 사용하거나 큰 분말과 혼합하여 분사할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 입자크기가 미세한 분말을 '제1 분말', 상기 제1 분말보다 입자크기가 큰 분말을 '제2 분말'로 사용한다. 상기 제1 분말의 입자크기는 3 ㎛ 이하의 분말이 적절하며, 이를 초과하는 경우 치밀한 코팅 구조물의 형성이 어려워질 수 있다. 3 ㎛를 초과하는 분말을 고온에서 코팅하게 되면 소성변형되면서 적층된 입자들 사이에는 기공(6)이 형성되는데, 이러한 기공(6)들이 부식인자의 침투경로가 된다. 그러나 고온 코팅시 3 ㎛이하의 제1 분말과 3 ㎛를 초과하는 제2 분말이 혼합된 분말 원료의 경우, 형성되는 피막의 형상은 입자간 계면은 존재하나, 작은 제1 분말 입자들이 충분한 소성변형을 일으켜 상기 큰 제2 분말 입자들 사이의 틈을 채워줌으로써 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 형성할 수 있다. 이때 3 ㎛ 이하의 제1 분말의 적정 함량은 사용하는 금속 분말재료, 코팅두께, 입도분포 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
According to the method of manufacturing a metal-coated steel sheet according to an embodiment of the present invention, fine powder having a small particle size can be used alone or mixed with a large powder. In this specification, the powder having a small particle size is referred to as a 'first powder' and the powder having a larger particle size than the first powder is used as a 'second powder'. The particle size of the first powder is suitably 3 탆 or less, and if it is more than 3 탆, the formation of a dense coating structure may become difficult. When the powder having a particle size exceeding 3 탆 is coated at a high temperature, the
상기 금속코팅강판 제조방법에서 분말의 적정 온도범위는 코팅하고자 하는 금속 분말재료에 따라 다를 수 있으므로 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 평균입도 3 ㎛ 초과의 분말로 코팅시 특정 온도 이상에서 코팅층 내에 기공(6)이 형성되는데, 이러한 기공 형성을 방지하고 높은 코팅효율로 치밀한 코팅 구조물을 형성하기 위해서는, 상기 특정 온도 이상에서 3㎛이하의 제1 분말과 3 ㎛를 초과하는 제2 분말을 혼합 사용하여 코팅하는 것이 바람직하다.
Since the optimum temperature range of the powder in the metal-coated steel sheet manufacturing method may vary depending on the metal powder material to be coated, it is not particularly limited in the present invention, but it is preferable to use a powder having an average particle size of more than 3 [ In order to prevent pore formation and to form a dense coating structure with high coating efficiency, a first powder having a particle diameter of 3 탆 or less and a second powder having a particle diameter of more than 3 탆 are mixed Is preferably used.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 구조물의 일부에 치밀한 코팅 구조물을 형성하는 방법으로 각기 다른 조건으로 동일 강판표면에 반복 코팅하거나, 2개 이상의 노즐을 사용하여 노즐별로 분말조건, 코팅조건 등 조건을 달리하여 코팅할 수 있다. 또한, 분사구가 2개 이상인 노즐을 사용하고 각 분사구별로 분말조건 및 코팅조건 등의 조건을 달리하여 동일 장소에 분사하여 코팅할 수 있다.
The method of forming a dense coating structure on a part of a coating structure according to an embodiment of the present invention may be repeatedly coated on the same steel sheet surface under different conditions or a condition such as a powder condition and a coating condition for each nozzle using two or more nozzles The coating can be done differently. In addition, it is possible to use a nozzle having two or more nozzles and spray the same at the same position with different conditions such as powder condition and coating condition for each jet orifice.
본 발명의 일 실시예에 따른 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 금속코팅강판 제조방법으로서, 고강도 합금 분말과 같이 심한 소성변형이 어려운 분말을 코팅하고자 하는 경우, 코팅층 일부에 치밀한 코팅 구조물을 형성하기 위하여, 코팅하고자 하는 분말재료보다 연성이 높은 다른 금속 분말이나 합금분말과 함께 분사코팅하거나, 상기 반복코팅 또는 복수노즐을 사용하여 코팅 구조물 일부에 치밀한 코팅 구조물을 형성할 수 있다. 또한, 상기 치밀한 코팅 구조물의 성분은 고연성 금속뿐만 아니라 취성재료, 유기고분자, 무기고분자 또는 이들의 혼합체일 수 있다. 취성재료의 경우 취성재료 분말 입자가 충돌에너지에 의한 파쇄된 후, 재결합을 통하여 치밀한 결정립의 집합체로 구성되며, 유기/무기고분자의 경우 화학구조가 파괴되지 않는 적절한 온도영역에서 유기/무기고분자 분말 입자가 소재와 충돌시 높은 연성에 의하여 치밀한 코팅 구조물을 형성할 수 있다.
In a method of manufacturing a metal-coated steel sheet that forms a coating layer including a dense coating structure according to an embodiment of the present invention, when a powder that is difficult to be plastically deformed to a high degree, such as a high strength alloy powder, is coated, a dense coating structure is formed on a part of the coating layer Spray coating may be performed together with another metal powder or alloy powder having higher ductility than the powder material to be coated or a dense coating structure may be formed on a part of the coating structure using the repetitive coating or a plurality of nozzles. The components of the dense coating structure may be a brittle material, an organic polymer, an inorganic polymer, or a mixture thereof, as well as a highly flexible metal. In the case of the brittle material, the brittle material powder particles are disintegrated by the collision energy and then recombined to form dense crystal grains. In the case of the organic / inorganic polymer, the organic / inorganic polymer powder particles Can form a dense coating structure due to high ductility at the time of collision with the material.
도 3 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층이 형성된 금속코팅강판의 단면구조를 나타낸 개략도로서 이를 참조하여 설명한다.
3 to 12 are schematic views illustrating a cross-sectional structure of a metal-coated steel sheet having a coating layer according to an embodiment of the present invention, and will be described with reference to FIG.
특별히 한정하지 않으나 상기 금속코팅강판은 상기 금속코팅강판 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 제조방법에 의해 형성된 코팅층은 내부의 전체 또는 일부에 치밀한 코팅 구조물을 포함할 수 있으며, 상기 코팅된 분말(제1 분말)의 소성변형 정도가 큰 경우에는 입자간 계면이 존재하지 않고, 소성변형의 정도가 작은 경우에는 입자간 계면이 존재할 수 있다. 또한, 소성변형의 정도에 따라 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비가 달라질 수 있다.
Although not particularly limited, the metal-coated steel sheet may be manufactured by the metal-coated steel sheet manufacturing method. When the degree of plastic deformation of the coated powder (first powder) is large, the interfacial interface is not present, and the plastic deformation The inter-particle interface may exist. In addition, depending on the degree of plastic deformation, the cross-sectional aspect ratio of the powder particles may vary.
상기 코팅층에 포함되는 코팅 구조물은 다양한 형태로 포함될 수 있다. 제1 분말이 단독으로 사용되어 코팅되었으며, 분말 입자의 소성변형의 정도가 심한 경우, 코팅층은 도 3과 같이 분말 입자간 계면이 존재하지 않는 코팅 구조물을 포함할 수 있다. 또한, 분말 입자의 소성변형의 정도가 작은 경우에는, 도 4와 같이 분말 입자간 계면이 존재하는 코팅 구조물을 포함할 수 있다.
The coating structure included in the coating layer may be included in various forms. When the first powder is used alone and coated, and the degree of plastic deformation of the powder particles is severe, the coating layer may include a coating structure in which the interface between powder particles is not present as shown in FIG. When the degree of plastic deformation of the powder particles is small, a coating structure in which the interface between powder particles is present as shown in Fig. 4 may be included.
제1 분말 및 제2 분말의 혼합물을 사용하여 코팅층을 형성하는 경우, 상기 코팅층은 상기 코팅 구조물; 및 입자간 계면을 가지며, 상기 제1 분말보다 큰 입도를 갖는 제2 분말을 포함하고, 상기 코팅 구조물은 도 5 내지 도 7, 도 9 내지 11과 같이 상기 코팅층 내에 층상으로 포함될 수 있으며, 도 8 및 도 12와 같이 제2 분말의 간극에 포함될 수 있다. 이하 각 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
When a mixture of the first powder and the second powder is used to form a coating layer, the coating layer comprises the coating structure; And a second powder having an intergranular interface and a particle size larger than that of the first powder, and the coating structure may be contained as a layer in the coating layer as shown in Figs. 5 to 7, 9 to 11, And the gap of the second powder as shown in Fig. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
도 3은 코팅층 전체가 치밀한 코팅 구조물(2)로 구성된 금속코팅강판의 단면구조를 나타낸 도면으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분말 분사장치(1) 및 상기 금속코팅강판 제조방법을 통하여 형성되는 코팅 구조물의 일 실시예이다. 피코팅부재(3)는 일반 Fe계 강판 및 도금처리와 같이 표면처리된 강판 등이 사용될 수 있으며, 이들 소재에 코팅하고자 하는 금속 및 합금 분말을 분사하여 코팅층 전체가 치밀한 코팅 구조물(2)을 형성한다. 치밀한 코팅 구조물(2)은 용사법과 같은 일반적인 분말분사 코팅법에서 분말 입자가 적층시에 형성되는 입자간 계면(5)이 존재하지 않거나 구분이 어려울 정도로 변형이 일어난 형태이며, 코팅전 수 ㎛ 크기의 분말내 금속 결정립이 코팅 과정에서 동적재결정이 발생하여 수 nm ~ 수백 nm의 크기로 미세화되어 기공(pore)이 존재하지 않는 매우 치밀한 금속 코팅 구조물(2)을 형성한다. 즉, 분말 입자는 충돌에너지에 의하여 적층된 후 뒤에 분사되는 분말과의 무수히 반복되는 충돌로 인하여 심한 소성변형을 일으킴으로써, 코팅전 구형인 입자가 코팅층 단면 종횡비(Aspect ratio, 장축길이/단축길이) 2 이상으로 변형되면서 일어나는 현상이며, 2 미만에서는 상기의 치밀한 코팅 구조물(2)의 형성이 어렵다.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a metal-coated steel sheet constituted by a
상기 종횡비는 입자간 계면의 구분이 일반적인 단면에칭후 광학현미경이나 주사전자현미경으로는 관찰이 어려운 관계로, 부분적으로 관찰이 가능한 일부 입자간 계면에 존재하는 산소의 TEM-EDS분석을 통하여 산출되는 결과이다. 또한, 소재와 코팅층의 계면부에는 코팅 초기에 분사되는 분말 입자가 소재표면에 박히면서 코팅층이 소재쪽으로 파고 들어가거나 소재표면이 코팅층쪽으로 들고 일어난 형상의 요철구조부(Anchoring layer)(4)가 형성되며, 요철구조부의 두께는 사용하는 분말의 입자크기 미만으로 형성된다. 또한, 코팅시 강판소재의 표면에서는 분말 입자들과의 무수한 충돌로 인하여 가공경화가 일어나고, 그 결과 요철구조부(4) 바로 밑의 강판소재에서는 원소재층(31)의 결정립보다 크기가 작은 결정립으로 구성된 동적재결정층(32)이 형성된다.
The aspect ratio is calculated by TEM-EDS analysis of the oxygen present at the interface between some particles which can be partially observed since the classification of the interface between particles is difficult to observe by optical microscope or scanning electron microscope after general cross-section etching to be. In addition, an
도 4는 코팅층 전체가 치밀한 코팅 구조물(2a)로 구성된 금속 분말 코팅강판의 단면구조를 나타낸 도면으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분말 분사장치(1) 및 상기 치밀한 코팅 구조물을 형성하는 방법을 통하여 형성되는 코팅 구조물의 일 실시예이다. 피코팅부재(3)는 일반 Fe계 강판 및 도금처리와 같이 표면처리된 강판 등이 사용될 수 있으며, 이들 소재에 코팅하고자 하는 금속 및 합금 분말을 분사하여 코팅층 전체가 치밀한 코팅 구조물(2a)을 형성한다. 치밀한 코팅 구조물(2a)은 용사법과 같은 일반적인 분말분사 코팅법에서 분말 입자가 적층시에 형성되는 입자간 계면(5)이 존재하나, 입자크기가 3 ㎛이하인 분말재료를 사용함으로써, 상기 분말 입자간 계면을 경계로 하는 입자의 체적이 115 ㎛3 이하로 형성되고 기공(pore)(6)이 존재하지 않는 매우 치밀한 금속 코팅 구조물(2a)을 형성한다. 입자간 계면은 단면 에칭후 광학현미경이나 주사전자현미경으로 관찰이 가능하며, 그 외 가능한 다른 방법을 사용할 수도 있다. 또한, 도 3에서 전술한 바와 같이 소재와 코팅층 계면에서 요철구조부(Anchoring layer)(4)가 형성되고, 요철구조부 바로 밑의 강판소재에서는 원소재층(31)의 결정립보다 크기가 작은 결정립으로 구성된 동적재결정층(32)이 형성된다.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a metal powder coated steel sheet composed of a
도 5 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코팅 구조물로써, 분말 입자간 계면에서 접합이 이루어지는 치밀하지 않은 코팅층내의 일부에 별도의 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 복합 코팅 구조물로 구성된 금속 분말 코팅강판의 단면구조를 나타낸 도면이다. 상기 치밀한 코팅 구조물은 층상(2b)으로 존재하거나 코팅층내에 존재하는 큰 입자들 사이의 틈(pore)을 매꾸는 형태(2c)로 존재할 수 있다. 상기 층상으로 존재하는 치밀한 코팅 구조물은 조건을 달리하여 반복코팅하거나 조건이 다른 2개 이상의 멀티 노즐을 사용하여 전체 코팅 구조물 내에 형성할 수 있다. 상기 큰 입자들 사이의 틈에 존재하는 치밀한 코팅 구조물은 분사구가 2개 이상인 노즐을 사용하고 각 분사구별로 분말조건 및 코팅조건을 달리하여 동일 장소에 코팅하거나, 분말종류, 입자크기, 입자형상 등의 분말조건이 서로 다른 분말을 함께 분사하여 형성할 수 있다. 또한, 도 6, 도 7, 도 10, 도 11과 같이 입자간 계면이 존재하는 코팅층이 소재표면과 접한 경우, 소재와 코팅층 계면에 존재하는 요철구조(Anchoring layer)(4)는 분말 입자의 형태를 따라 형성되며, 코팅시 소재표면의 동적재결정 현상은 심하지 않기 때문에 요철구조(4) 바로 밑에 존재하는 동적재결정층(32a)의 결정립크기는 원소재층(31)의 결정립보다는 작으나, 치밀한 코팅 구조물이 소재표면과 접한 경우와 비교하여 결정립 크기가 큰 동적재결정층(32a)이 형성된다.
FIGS. 5 to 12 are views showing a coating structure according to another embodiment of the present invention, in which a metal powder coating composed of a composite coating structure including a separate dense coating structure on a part of an in- Fig. 7 is a view showing a cross-sectional structure of a steel sheet. The dense coating structure may be in the form of a
상기 코팅 단계는 10~200℃에서 수행될 수 있다. 코팅 단계는 가열된 분말 및 가스보다 낮은 온도에서 분사되며, 내부 압력이 20 Torr 이하의 저진공 상태에서 코팅이 수행되기 때문에 피코팅부재(3)인 강판 상에 고속으로 분사되어 소성변형으로 적층되며 코팅층이 형성된다.
The coating step may be performed at 10 to 200 ° C. The coating step is sprayed at a lower temperature than the heated powder and gas, and is sprayed at high speed onto the steel sheet to be coated
본 발명의 금속코팅강판 제조방법은 상기 코팅 단계 이전에 상기 강판 표면에 연마처리, 블라스팅처리, 가열처리, 플라즈마처리 또는 레이저처리를 수행하는 전처리 단계를 추가로 수행할 수 있으며, 상기 코팅 단계에서 제조된 금속코팅강판 표면에 가열처리 또는 표면 레이저열처리를 수행하는 후처리 단계를 추가로 수행할 수 있다.
In the method for manufacturing a metal-coated steel sheet of the present invention, a pre-treatment step of performing a polishing treatment, a blast treatment, a heating treatment, a plasma treatment or a laser treatment on the surface of the steel sheet may be further performed before the coating step, A post-treatment step of performing a heat treatment or a surface laser heat treatment on the surface of the metal-coated steel sheet may be further performed.
특별히 한정하지 않으나, 본 발명의 금속코팅강판 제조방법은 도 1 및 도 2의 분말 분사장치의 일 실시예에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(1)는 가열된 분말 및 가스를 진공바디에 공급하는 분말공급부 및 가스공급부를 구비하고, 상기 분말이 상기 가스에 편승되어 진공바디에 공급되도록 상기 분말공급부 및 가스공급부의 말단이 연결된 가열분사유닛(200) 및 내부 압력이 20 Torr 이하로 유지되고, 상기 가열분사유닛에서 공급된 가스 및 분말을 노즐부를 통해 분사하여 피코팅부재 상에 코팅구조물을 형성하는 진공바디(100)를 포함할 수 있다.
Although not particularly limited, the method of manufacturing a metal-coated steel sheet of the present invention can be carried out by one embodiment of the powder injecting apparatus of Figs. 1 and 2. The
상기 가열분사유닛(200)은 상기 분말공급부를 가열하는 분말가열부; 및 상기 가스공급부를 가열하는 가스가열부를 추가로 포함할 수 있다.
The heating injection unit (200) includes a powder heating unit for heating the powder supply unit; And a gas heating unit for heating the gas supply unit.
즉, 본 발명의 분말 분사장치(1)는 고압 가스를 형성하여 고속으로 가스 및 분말을 분사함으로써 가스의 대량으로 소모되던 종래의 방식을 개선하여, 사전에 가열된 가스와 분말을 분사함으로써 가스의 소모량을 증가시키기 않고도 고압의 가스를 형성하여 고속으로 분말을 분사시킬 수 있다. 또한, 코팅하는 금속 분말을 재료에 따라 특정 온도 이상으로 가열함으로써, 금속재료의 소성변형율을 증가시켜 피코팅부재인 강판과 충돌할 때 적층이 잘 일어나도록 한다.
In other words, the
상기 진공바디(100)는 코팅을 위해 제공되는 피코팅부재인 강판(3)을 제공하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 진공바디(100)에는 상기 강판소재(3)가 장착되어 코팅을 위한 준비작업을 할 수 있으며, 상기 강판(3)은 이송기(3a)에 장착되어 코팅시에 일정 방향으로 이동하면서 코팅 면적을 넓힐 수 있도록 제공될 수 있다.
The
한편, 상기 진공바디(100)는 상기 피코팅부재(3)가 제공되는 챔버부(110) 및 상기 챔버부(110)의 내부를 20 Torr 이하의 저진공 상태를 유지하기 위해 제공되는 진공부(130)를 포함할 수 있다. 상기 진공바디(100)의 내부 압력이 20 Torr를 초과하는 경우 고속으로 분말을 분사시킬 수 없어 분말의 적층이 불량하며, 소성변형률이 낮아질 수 잇다.
The
상기 챔버부(110)는 밀폐되어 제공됨으로써, 상기 진공부(130)에 의한 저진공 상태가 유지될 수 있도록 제공되는 것이 바람직하다. 상기 강판(3)에 제공되는 이송기(3a)도 상기 챔버부(110) 내부에 제공될 수 있다. 상기 진공부(130)는 상기 챔버부(110) 내부를 저진공 상태로 유지하는 역할을 할 수 있으며, 이를 위해, 상기 진공부(130)는 진공펌프(131), 분말필터(132), 냉각기(133) 등을 상기 챔버부(110)에 제공할 수 있다.
The
상기 진공펌프(131)는 상기 챔버부(110) 내부의 가스를 배출하는 구동력을 제공하는 역할을 하며, 상기 분말필터(132)는 상기 진공바디(100) 내부로 분사된 분말 중에서 코팅되지 않고, 남은 분말을 필터링하여 상기 진공펌프(131)가 오작동하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 냉각기(133)는 분사된 고온의 분말이 상기 분말필터(132)에 접촉하기 전에 냉각시키는 역할을 한다.
The
상기 진공부(130)는 챔버부(110) 내부를 진공으로 형성하기 위해서 상기 챔버부(110) 내부의 가스를 흡입하게 되는데, 상기 내부의 가스는 먼저 냉각기(133)에 의해서 냉각되고, 이후에 상기 분말필터(132)에 의해서 가스에 포함된 미코팅 분말이 필터링되며, 마지막으로 상기 진공펌프(131)에 의해서 가스를 외부로 배출함으로써, 상기 챔버부(110) 내부를 저진공 상태로 유지할 수 있다.
The
한편, 상기 진공바디(100)는 상기 챔버부의 내부를 10~200℃로 유지하는 냉각부(120)를 포함할 수 있다. 상기 냉각부는 후술할 가열분사유닛(200)과 진공바디(100)의 온도 차이를 더 크게 하여 더 큰 압력 차이에 의해 분말 및 가스가 고속으로 분사될 수 있도록 한다. 즉, 상기 냉각부(120)는 전술한 냉각기(133)와는 별도로 구비되어 상기 챔버부(110) 내부 전체의 온도를 저온으로 유지할 수 있는 역할을 할 수 있는 것이다. 이에 의해, 상기 챔버부(110) 내부의 압력과 공급되는 가스의 압력 차이를 더 크게 하여, 보다 고속으로 분말을 분사할 수 있으며, 가스와 분말의 분사에 의한 챔버부(110) 내부의 압력 상승을 방지하여, 안정적으로 분말을 분사할 수 있도록 한다.
Meanwhile, the
특별히 한정하지 않으나, 상기 냉각부(120)는 도 1과 같이 상기 챔버부(110)의 전면에서 냉각되도록 상기 챔버부(110)의 외면을 감싸는 2중 구조의 형태로 제공되거나, 도 2와 같이 상기 챔버부(110)의 내부에 구비되는 냉각코일 또는 냉각핀의 형태로 제공될 수 있다.
1, the
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 냉각부(120)가 2중 구조로 제공되는 경우에는 챔버부(110)의 전면(全面)에서 냉각을 실시할 수 있어 냉각 속도가 빠르므로, 상기 챔버부(110) 내부의 온도를 신속하게 제어할 수 있다. 이를 위해, 2중 구조의 냉각부(120)의 일단부로 냉매를 공급하여 냉각시키고, 타단부로 냉매를 배출하여 냉매를 순환시켜 냉각을 실시할 수 있게 된다.
As shown in FIG. 1, when the
한편 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 냉각부(120)가 상기 챔버부(110) 내부에 냉각코일 또는 냉각핀의 형태로 제공되는 경우에는 상기 챔버부(110) 내부에서 직접 냉각을 할 수 있고 냉각 면적을 넓힐 수 있어, 냉각 효율을 높일 수 있다.
2, when the
상기 가열분사유닛(200)은 가열된 가스 및 분말을 상기 진공바디(100)로 공급하는 역할을 한다. 이에 의해, 상기 진공바디(100) 내부에 제공되는 피코팅부재인 강판(3)에 상기 분말을 소성변형에 의해서 코팅할 수 있게 된다. 이를 위해, 상기 가열분사유닛(200)은 분말공급부(210), 가스공급부(220), 가스가열부(230), 분말가열부(240) 등을 포함할 수 있다.
The
상기 분말공급부(210)는 상기 강판(3)에 코팅을 하기 위해 분사되는 분말을 제공하는 역할을 할 수 있으며, 분말가열부(240)에 의해 가열됨으로써 가열된 분말을 진공바디(100)에 공급할 수 있다. 이를 위해, 상기 분말공급부(210)과 상기 진공바디(100)에 연결된 분말이송배관(211)이 제공될 수 있으며, 상기 분말이송배관(211)은 상기 분말가열부(240)에서 제공하는 열흡수율을 높이기 위해서 코일 형상일 수 있다.
The
또한, 상기 분말공급부(210)는 분말의 공급량을 조절할 수 있으며, 상기 가스공급부(220)로부터 일부의 이송가스를 공급받아 상기 분말의 이송을 위한 구동력으로 사용할 수 있다. 즉, 후술할 가스공급부(220)의 가스분배기(223)와 연결된 연결배관(223a)에서 일부의 가스를 공급받고, 공급받은 가스는 상기 분말공급부(210)에 저장된 분말을 부유 및 이송시키는 구동력으로 작용한다.
The
상기 가스공급부(220)는 상기 분말을 고속으로 분사하기 위한 고압의 가스를 공급할 수 있다. 즉, 상기 고압가스가 분사될 때, 상기 분말이 상기 고압가스에 편승하여 상기 진공바디(100)의 내부에 분사되기 때문에, 상기 고압가스가 고속으로 분사되면 상기 분말도 고속으로 분사될 수 있다.
The
상기 가스의 일례로는 밀도가 낮은 질소(N2), 헬륨(He) 등의 가스가 사용될 수 있으며, 밀도가 높더라도 사용량이나 가격 등을 고려할 경우 건조 공기(Dry air)가 바람직하다.
As an example of the gas, a gas such as nitrogen (N 2 ) or helium (He) having a low density can be used. Even if the density is high, dry air is preferable in consideration of usage amount and price.
또한, 상기 가스공급부(220)는 고속으로 가스를 분사하기 위해서, 고압상태로 유지될 수 있는 것은 물론, 후술하는 가스가열부(230)에 의해서 가열되어 고온 고압의 가스를 제공할 수 있다. 이를 위해, 상기 가스 공급부는 가스저장실(221), 가스이송배관(222), 가스분배기(223), 제습기(224) 등을 포함할 수 있다.
In addition, the
상기 가스저장실(221)은 고압의 가스로 유지하기 위한 밀폐된 저장실로써, 압력을 제어할 수 있게 제공될 수 있으며, 상기 가스이송배관(222)은 상기 가스분배기(223), 제습기(224) 등을 경유하여 상기 가스저장실(221) 및 상기 진공바디(100)와 연결되어 제공될 수 있다.
The
한편, 상기 가스이송배관(222)은 후술할 가스가열부(230)에서 제공하는 열흡수율을 높이기 위해서 코일 형상으로 제공될 수도 있다. The
상기 가스분배기(223)는 상기 분말공급부(210)로 일부의 이송가스를 제공하고, 이는 상기 분말공급부(210)에서 분말을 이동시키는 구동력으로 작용한다.The
또한, 상기 제습기(224)는 상기 가스 내부의 수분을 제거함으로써, 상기 가스에 편승되는 상기 분말의 변질 및 응집을 방지하고 분사코팅시 적층을 원활하게 하는 역할을 하게 된다.
In addition, the
상기 가스가열부(230)는 상기 가스공급부(220)에 제공되어 상기 가스를 가열하는 역할을 할 수 있다. 종래에는 상기 가스를 고압으로 제공하기 위해 가스의 투입량을 증가시켰기 때문에 가스 소모량이 많다는 단점이 있었으며, 이를 해결하기 위해 상기 가스가열부(230)를 제시한 것이다. 즉, 상기 가스가열부(230)는 가스를 가열함으로써, 상기 가스의 부피를 증가시켜 고압의 가스로 제공할 수 있다.
The
한편, 상기 가스가열부(230)는 온도를 측정하기 위한 센서(S)가 제공될 수 있으며, 제어부(C)와 연결되어 상기 가스가열부(230)에 의한 가열 온도를 제어할 수 있다.
The
또한, 상기 가스가열부(230)는 상기 가스공급부(220) 중에서도 상기 가스가 이동하는 가스이송배관(222)에 제공되는 것이 유리하다. 즉, 상기 가스이송배관(222)은 코일 형상으로 제공하여 상기 가스가열부(230)와의 접촉면적을 넓힐 수 있도록 제공되기 때문에, 상기 가스가열부(230)는 상기 가스이송배관(222)에 제공되는 것이 바람직하다.
Also, it is advantageous that the
가스의 온도 및 유량은 분사속도를 결정하는 중요한 인자로서, 금속 분말재료에 따라 적절히 설정하여야 한다. 가스의 온도나 유량이 너무 낮을 경우 금속 분말이 강판소재(3)와 충돌시 코팅을 위한 충분한 충격에너지를 얻을 수 없으며, 너무 높을 경우 소재를 에칭시키거나 충돌후 분말이 적층되지 않고 튕겨나가는 문제가 발생한다. 즉, 강판소재 표면에 금속 분말을 코팅하기 위해서는 적절한 충격에너지가 필요하고, 이를 위해서는 가스 및 분말의 온도와 유량 조건이 중요하며, 최적화된 조건하에서는 강한 충격에너지에 의하여 강판소재와 금속코팅층 계면에서 금속결합이 이루어지거나, 강판성분과 코팅분말재료 성분의 금속간층(Intermetallic layer)이 형성될 수도 있다. 또한, 강한 충격에너지에 의하여 초기 충돌입자가 강판소재쪽으로 파고 들어간 요철구조부(Anchoring layer)(4)를 형성할 수 있다. 이와 같이 상기 강판과 코팅층 계면에 금속결합, 요철구조보 및 금속간층에서 선택되는 하나 이상이 형성됨으로써 코팅층은 강한 밀착력을 가지며, 코팅층 내의 입자간 결합에도 소성변형을 동반한 상기의 금속결합이나 금속간층(Intermetallic layer)에 의하여 코팅층이 형성된다고 볼 수 있다.
The temperature and the flow rate of the gas are important factors for determining the injection speed, and they should be set appropriately according to the metal powder material. If the temperature or the flow rate of the gas is too low, sufficient impact energy for coating can not be obtained when the metal powder collides with the steel sheet material (3). If too high, the material is etched or the powder after the collision is repelled without stacking Occurs. That is, in order to coat the metal powder on the surface of the steel sheet, a proper impact energy is required. For this purpose, the temperature and flow conditions of the gas and the powder are important. Under the optimized conditions, Or an intermetallic layer of the steel sheet component and the coating powder material component may be formed. Also, the strong impact energy can form an anchoring layer (4) in which the initial collision particles penetrate into the steel sheet material. As described above, since at least one selected from the metal bond, the concavo-convex structure beam and the intermetallic layer is formed at the interface between the steel sheet and the coating layer, the coating layer has a strong adhesion, and the metal bond or the intermetallic layer (Intermetallic layer).
상기 분말가열부(240)는 상기 분말공급부(210)의 분말을 가열하는 역할을 할 수 있다. 상기 분말을 가열하는 것은 상기 분말의 소성변형을 용이하게 하기 위한 것으로, 가스가열부보다도 높은 온도로 제어할 수 있으며, 코팅 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 가스가열부(230)와 분말가열부(240)가 별도로 제공되어 가스와 분말을 분리하여 가열해 줌으로써, 기존 특허[일본 특허출원 제2002-077991호, 미국 특허공개공보 제2006-0121187호]에 따른 방법으로는 불가능하였던 가스온도 보다 높은 분말온도를 구현할 수도 있다. 전술한 바와 같이 적절한 분사속도를 위해서는 적절한 가스온도가 존재하기 때문에 분말온도를 높이기 위하여 가스온도를 무한정 높일 수는 없다. 적은 유량의 이송가스와 함께 분말을 높은 온도로 가열해 주고, 이보다 낮은 온도로 가열된 많은 유량의 가스와 상기 가열된 분말을 혼합하여 분사해 줌으로써, 분말의 소성변형율을 극대화시킴과 동시에 최적의 속도로 분사할 수 있다.
The
한편, 상기 분말가열부(240)는 상기 분말의 가열 효율을 높이기 위해서, 접촉면적을 넓힐 수 있는 코일 형상의 분말이송배관(211)으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 분말가열부(240)에도 온도 측정을 위한 센서(S)가 제공될 수 있으며, 상기 제어부(C)와 연결되어, 가열 온도를 제어할 수 있다.
Meanwhile, the
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1
Example 1
본 실시예에서는 분말 분사장치(1)를 적용함으로써 분말의 코팅효율을 향상시키는 예에 대하여 설명한다.In this embodiment, an example in which the coating efficiency of the powder is improved by applying the
소재는 냉연강판을 사용하였으며, 코팅재료는 스테인레스강 분말을 사용하였다. 분말의 평균입도(D50)는 5 ㎛이며 입자크기는 1~10㎛ 범위에서 정규분포를 가진다.Cold rolled steel was used as the material and stainless steel powder was used as the coating material. The average particle size (D50) of the powder is 5 mu m and the particle size has a normal distribution in the range of 1 to 10 mu m.
코팅조건으로 초기 진공바디(100)의 압력을 5 × 0.01 Torr, 노즐 분사전 가스 압력을 800 Torr로 설정하고, 상기 분말을 분말공급부(210) 내에 적치하여 코팅실험을 진행하였다. 가스는 건조 공기(Dry Air)를 사용하였으며, 유량은 분말이송배관(211) 30 L/min, 가스이송배관(222) 200 L/min으로 설정하고, 노즐부(250)는 throat 크기가 0.8 mm × 100 mm인 실린더형 노즐을 사용하여 코팅소재와 10 mm 거리를 두고, 1개의 노즐부(250)가 고정된 상태에서 소재를 10 mm/sec 속도로 좌우 2회 이동시키면서 코팅을 실시하였다.Under the coating conditions, the pressure of the
분말가열부(240) 및 가스가열부(230)를 가동하여 분말이송배관(211) 및 가스이송배관(222)의 온도를 표 1에 나타낸 값으로 제어하여 코팅실험을 진행하였다. 피코팅부재인 냉연강판에 대하여 주사전자현미경(SEM)에 의한 단면부 Cr성분의 원소분석을 통하여 코팅층 두께를 측정하였으며, 그 평균값을 코팅조건과 함께 표 1에 나타내었다.
The
미코팅부 발생Less than 0.2
Uncoated
발명예1, 발명예2, 발명예3의 결과로부터 상온 조건 (25℃) (비교예1)에서는 거의 코팅이 이루어지지 않는 반면 가스 온도를 증가시킴에 따라 코팅층의 두께가 증가함을 알 수 있다. 이와 같은 결과는 가스온도가 상승함에 따라 가스는 고압이 되고, 고압의 가스와 진공바디(100) 내부의 압력차가 커짐에 따라 분말의 분사속도가 증가한 결과에 기인한다. 또한, 발명예4, 발명예5, 발명예6의 결과로부터 분말을 가열해 줌으로써 코팅두께가 더욱 증가함을 알 수 있다. 즉, 이와 같이 금속 분말의 가열을 통하여 소성변형율을 극대화 시킬 수 있으며, 그 결과 상온조건(비교예1)과 비교하여 비약적으로 코팅효율이 증가하게 된다.
From the results of Inventive Example 1, Inventive Example 2 and Inventive Example 3, it can be seen that coating is hardly performed in the room temperature condition (25 ° C.) (Comparative Example 1), but the thickness of the coating layer is increased as the gas temperature is increased . This result is attributed to the fact that as the gas temperature rises, the gas becomes a high pressure, and as the pressure difference between the high-pressure gas and the
실시예 2
Example 2
본 실시예에서는 분말 분사장치(1) 및 본 발명의 코팅방법을 적용함으로써 치밀한 코팅 구조물을 형성하는 예에 대하여 설명한다.In this embodiment, an example of forming a dense coating structure by applying the
기타 코팅조건은 상기 실시예1과 동일하며, 표 2에 나타낸 바와 같이 온도 및 분말조건을 달리하여 코팅실험을 진행하였다. 코팅층의 치밀도는 전자현미경이미지를 통해서도 관찰이 가능하나, 본 실시예에서는 스테인레스강 분말을 코팅한 냉연강판의 염수분무시험을 통하여 치밀도에 따른 내식성을 평가하였다. 시험편 총면적 75mm X 150mm 중 적청발생 면적이 5%에 도달하는 시간을 측정하였으며, 그 결과를 코팅조건과 함께 표 2에 나타내었다. 코팅층 두께는 비교예2를 제외하고 20 ㎛로 동일하게 제작하였다. 비교예2의 경우, 코팅이 잘 안되는 조건이어서 1 ㎛ 미만으로 제작되었다.
Other coating conditions were the same as those of Example 1. As shown in Table 2, the coating experiment was conducted under different temperature and powder conditions. The density of the coating layer can be observed through an electron microscope image. In this embodiment, the corrosion resistance according to the density is evaluated by a spray test of a cold-rolled steel sheet coated with a stainless steel powder. The time to reach 5% of the total area of the test piece 75 mm X 150 mm was measured, and the results are shown in Table 2 together with the coating conditions. The thickness of the coating layer was the same as that of Comparative Example 2 except that it was 20 탆. In the case of Comparative Example 2, the coating was made under the condition that the coating was not good and was made to be less than 1 탆.
(적청 5% 발생 시간)Salt spray test
(Time for
상온조건(비교예2)의 경우 적층 자체가 잘 안되는 조건으로 열위한 내식성을 보여주고 있다. 또한, 비교예3과 같이 입도가 5 ㎛인 분말을 고온에서 코팅한 경우, 코팅층내에는 많은 기공(pore)이 존재하기 때문에, 코팅효율은 높더라도 부식인자들의 침투경로가 형성되어 내식성이 떨어지게 된다.
In the case of the normal temperature condition (Comparative Example 2), the laminate itself shows poor corrosion resistance for a condition under which the laminate itself is poor. In addition, as in Comparative Example 3, when a powder having a particle size of 5 탆 is coated at a high temperature, since there are many pores in the coating layer, the permeation path of the corrosion factors is formed even though the coating efficiency is high, .
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 발명예7~발명예13에 나타낸 코팅조건을 적용함으로써 본 발명에서 제안하는 치밀한 코팅 구조물이 코팅층 전체 또는 일부에 형성되고, 이러한 치밀한 코팅 구조물이 부식인자의 침투를 방지 또는 지연시킴으로써 스테인레스강 분말이 가지는 기능성을 극대화 시킬 수 있게 되는 것이다. 발명예7과 발명예8은 도 3, 발명예9는 도 12, 발명예10은 도 4의 코팅구조를 가지며, 발명예11, 발명예12, 발명예13은 이들 치밀한 코팅구조를 구성하는 성분이 다른 금속, 세라믹, 유기물로 구성된 예를 나타낸다. 또한, 코팅조건을 달리하여 반복코팅하거나 코팅조건이 서로 다른 복수의 노즐을 사용하면, 상기 치밀한 코팅 구조물은 코팅층내에 층상으로 형성될 수 있다.
In order to solve such a problem, it has been found that by applying the coating conditions shown in Examples 7 to 13, a dense coating structure proposed in the present invention is formed on all or a part of the coating layer, and the dense coating structure prevents The function of the stainless steel powder can be maximized. Inventive Examples 7 and 8 have a coating structure shown in FIG. 3, Inventive Example 9 has a coating structure shown in FIG. 12, Inventive Example 10 has Inventive Example 4, Inventive Example 11, Inventive Example 12, Inventive Example 13, Is an example made of different metals, ceramics and organic materials. Further, if a plurality of nozzles having different coating conditions are repeatedly coated with different coating conditions, the dense coating structure may be formed in layers in the coating layer.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention. It will be obvious to those who have knowledge of
1: 분말 분사장치
2: 치밀한 코팅 구조물
2a: 치밀한 코팅 구조물
2b: 치밀한 코팅 구조물
2c: 치밀한 코팅 구조물
2d: 치밀하지 않은 큰 입자(제2 분말) 코팅 구조물
3: 코팅소재(강판)
3a: 부재이송기
31: 원 소재층
32: 동적재결정층
32a: 동적재결정층
4: 요철구조부
5: 입자간 계면 6: 기공
100: 진공바디
110: 챔버부
120: 냉각부
130: 진공부
131: 진공펌프
132: 분말필터
133: 냉각기
200: 가열분사유닛
210: 분말공급부
211: 분말이송배관
220: 가스공급부
221: 가스저장실
222: 가스이송배관
223: 가스분배기
223a: 연결배관
224: 제습기
230: 가스가열부
240: 분말가열부
250: 노즐부
1: Powder Injection Apparatus 2: Dense Coated Structure
2a:
2c: dense coating structure
2d: non-dense large particles (second powder) coating structure
3: Coating material (steel plate) 3a:
31: raw material layer 32: dynamic recrystallization layer
32a: dynamic recrystallization layer 4: concave-convex structure
5: intergranular interface 6: porosity
100: vacuum body 110: chamber part
120: cooling unit 130:
131: Vacuum pump 132: Powder filter
133: Cooler 200: Heated jet unit
210: Powder supply unit 211: Powder transfer piping
220: gas supply unit 221: gas storage chamber
222: gas transfer pipe 223: gas distributor
223a: connection piping 224: dehumidifier
230: gas heating part 240: powder heating part
250:
Claims (17)
상기 강판 상에 제1 분말이 코팅되어 형성되고, 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하지 않으며, 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층
을 포함하고, 상기 코팅층 내 제1 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판.
Steel plate; And
A coating layer formed on the steel sheet by coating the first powder, the coating layer including a dense coating structure having no interface between the coated first powder particles and substantially free of pores;
Wherein the aspect ratio (long axis length / short axis length) of the coating layer of the first powder particles in the coating layer is 2 or more.
상기 강판 상에 제1 분말이 코팅되어 형성되고, 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하며, 실질적으로 기공이 없는 치밀한 코팅 구조물을 포함하는 코팅층
을 포함하고, 상기 치밀한 코팅구조물은 상기 제1 분말 입자간 계면을 경계로 하는 입자의 체적이 115 ㎛3 이하인 금속코팅강판.
Steel plate; And
A coating layer formed on the steel sheet by coating the first powder, the coating layer including a dense coating structure having substantially no pores,
Wherein the dense coating structure has a volume of particles having an interface with the interface between the first powder particles of not more than 115 mu m < 3 & gt ;.
상기 코팅 구조물; 및
상기 제1 분말보다 큰 입도를 갖고, 입자간 계면을 가지는 제2 분말을 포함하고,
상기 코팅 구조물은 상기 코팅층 내에 층상으로 포함되는 금속코팅강판.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The coating structure; And
A second powder having a particle size larger than that of the first powder and having an intergranular interface,
Wherein the coating structure is contained in the coating layer in a layered form.
상기 코팅 구조물; 및
상기 제1 분말보다 큰 입도를 갖고, 입자간 계면을 가지는 제2 분말을 포함하고,
상기 코팅 구조물은 상기 제2 분말의 간극에 포함되는 금속코팅강판.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The coating structure; And
A second powder having a particle size larger than that of the first powder and having an intergranular interface,
Wherein the coating structure is included in the gap of the second powder.
The metal-coated steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one selected from the group consisting of a metal bond, a concavo-convex structure beam and an intermetallic layer is formed on the interface between the steel sheet and the coating layer.
The metal-coated steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein a dynamic recrystallization layer is formed under the interface between the steel sheet and the coating layer.
구리(Cu), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 코발트(Co), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 어느 하나인 금속; 또는 상기 금속에서 선택되는 2종 이상의 합금인 금속코팅강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
(Al), Zn, Fe, Ni, Cr, Mo, Ti, Co, W, A metal selected from zirconium (Zr) and tin (Sn); Or two or more kinds of alloys selected from the above metals.
구리(Cu), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 코발트(Co), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 어느 하나인 금속; 상기 금속에서 선택되는 2종 이상의 합금; 고분자 또는 세라믹인 금속코팅강판.
4. The method of claim 3,
(Al), Zn, Fe, Ni, Cr, Mo, Ti, Co, W, A metal selected from zirconium (Zr) and tin (Sn); Two or more alloys selected from the metals; Polymer or ceramic metal coated steel sheet.
구리(Cu), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 코발트(Co), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 어느 하나인 금속; 상기 금속에서 선택되는 2종 이상의 합금; 고분자 또는 세라믹인 금속코팅강판.
5. The method of claim 4,
(Al), Zn, Fe, Ni, Cr, Mo, Ti, Co, W, A metal selected from zirconium (Zr) and tin (Sn); Two or more alloys selected from the metals; Polymer or ceramic metal coated steel sheet.
분말의 내부 또는 표면에 금속; 고분자; 세라믹 또는 이들의 혼합물을 포함하는 금속코팅강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Metal on the inside or on the surface of the powder; Polymer; Ceramic or a mixture thereof.
11. The metal-coated steel sheet according to claim 10, wherein the metal or polymer has higher ductility than the first powder.
상기 가스 및 분말 공급 단계에서 공급된 가스 및 분말을 혼합하여 20 Torr 이하의 압력에서 강판 상에 분사하여 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며,
상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 분말 입자간 계면이 존재하지 않고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 코팅층 내 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판 제조방법.
A gas and powder supplying step of supplying powder and heated gas heated to below the softening point to the coating step; And
And a coating step of mixing the gas and powder supplied in the gas and powder supplying step and spraying the mixture onto a steel sheet at a pressure of 20 Torr or less to form a coating layer including a dense coating structure,
Wherein the dense coating structure has no interface between the coated powder particles and substantially no pores, and the cross-sectional aspect ratio (long axis length / short axis length) of the coating layer of the powder particles in the coating layer is 2 or more.
20 Torr 이하의 압력에서 상기 가스와 2종류의 분말을 혼합하여 동시 또는 이시에 강판 상에 분사하여 어느 하나의 분말로 형성된 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며,
상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 분말 입자간 계면이 존재하지 않고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 코팅층 내 분말 입자의 코팅층 단면 종횡비(장축길이/단축길이)는 2 이상인 금속코팅강판 제조방법.
A gas and powder supplying step of supplying two types of powder and / or heated gas to the coating step, wherein at least one of hardness, strength and average particle size are different; And
And a coating step of mixing the gas and two kinds of powders at a pressure of 20 Torr or less and spraying them simultaneously or simultaneously on a steel sheet to form a coating layer comprising a dense coating structure formed of any one of the powders,
Wherein the dense coating structure has no interface between the coated powder particles and substantially no pores, and the cross-sectional aspect ratio (long axis length / short axis length) of the coating layer of the powder particles in the coating layer is 2 or more.
20 Torr 이하의 압력에서 상기 가스와 제1 분말 및 제2 분말을 혼합하여 동시 또는 이시에 강판 상에 분사하여 치밀한 코팅구조물을 포함하는 코팅층을 형성하는 코팅 단계를 포함하며,
상기 치밀한 코팅구조물은 코팅된 제1 분말 입자간 계면이 존재하고, 실질적으로 기공이 없으며, 상기 제1 분말 입자간 계면을 경계로 하는 입자의 체적이 115 ㎛3 이하인 금속코팅강판 제조방법.
A first powder having an average particle size of 3 탆 or less; A second powder having an average particle size exceeding 3 탆 and a gas and powder supplying step of supplying heated gas to the coating step; And
And a coating step of mixing the gas and the first powder and the second powder at a pressure of not more than 20 Torr and spraying them simultaneously or simultaneously on the steel sheet to form a coating layer including a dense coating structure,
Wherein the dense coating structure has an interface between coated first powder particles and substantially no pores and the volume of particles having a boundary at the interface between the first powder particles is not more than 115 mu m < 3 & gt ;.
15. The method of any one of claims 12 to 14, wherein the coating step comprises spraying the gas and the powder on a steel sheet at 10 to 200 DEG C to form a coating structure.
The method as claimed in any one of claims 12 to 14, further comprising a pretreatment step of performing a polishing treatment, a blast treatment, a heating treatment, a plasma treatment or a laser treatment on the surface of the steel sheet before the coating step, Gt;
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