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탄화물 서멧 용사피막의 물성과 내고온마모성

전문가 제언: ○ 용사는 분말이나 선형재료를 고온 열원을 이용하여 녹은 액체로 변화시키고 고속으로 기판에 충돌하여 급랭 응고되면서 적층피막을 형성하는 기술이다. 여러 가지 열원과 재료를 이용하고, 성질이 다른 기재 표면에 피막을 형성시켜 기재가 가지고 있는 결함을 보완하여 재료 기능의 다양화 및 고도화를 가능하게 하는 표면 처리법의 하나이다.

○ 용사에 이용되는 탄화물 서멧은 탄화물 고유의 경질, 내마모성, 고융점, 화학적 안정성을 이용할 수 있는 기능 피막으로서 주목받고 있다. 그러나 종래의 화염을 이용한 화염 용사법과 플라스마 용사법에 이어 고속 화염용사(HVOF)가 개발되어 점차 탄화물이 가지고 있는 우수한 특성을 가진 서멧피막이 상용화되고 있다.

○ 현재 실용화되어 있는 탄화물 서멧은 WC계와 Cr3C2계가 많으며 기타 TiC, SiC계도 이용되고 있다. 또한 금속성분으로 Co, Ni, Ni-Cr, Ni-Cr-Al, 자용합금, MCrAlY 등이 7~50mass% 비율로 첨가되고 있다. 용사재료는 탄화물과 금속성분을 조립법, 조립소결법, 금속피막법 등에 의해 입경 50㎛ 정도의 분체로 제조하여 용사 건에 공급한다. 이 문헌은 탄화물 서멧을 이용한 용사피막에 있어서, 일반적 성상과 용사 방법에 따른 성상변화 및 열처리 효과를 설명하고 적용 예를 설명하고 있다.

○ Cr3C2 서멧은 APS, VPS 및 HVOF 방법으로 용사하여 피막을 형성하다. 이 3가지 방법에 서로 간에 장단점이 있으나 HVOF가 비교적 우수하다고 판단된다. 또한 Cr3C2 서멧 용사피막은 WC계를 능가하는 경도와 고온내마모성을 가지고 있어 새로운 용도 개발에 기대가 크다.

○ 용사와 관련된 시장은 용사 재료 및 장비제조 업체와 용사 시공업체 등이 주도하고 있다. 적용분야는 내마모성과 내식성에 대한 기계적 수리 및 금속피막을 포함한 저부가치 산업과 항공기산업, 가스터빈, 프린터, 생체재료 부분과 같은 고부가가치 산업으로 대별된다. 특히 이 분야는 차열, 내환경 피막분야의 연구가 급속히 발전하고 있어 이에 대한 관심도 가져야 한다고 생각된다.

저자: Yoshio Harada
자료유형: 학술정보