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압축기와 터빈블레이드 말단부의 저온분사 방법

전문가 제언: ○ 본 발명에서는 고압고온 환경에서 사용할 수 있는 압축기 혹은 터빈블레이드와 같은 가스터빈 부품에 대하여 측판(shroud)과의 마찰에 의한 마모를 방지하거나 최소화시킬 수 있는 저온 분사에 의한 코팅기술을 확립하였다. 이 코팅기술은 수명연장과 작업의 효율성을 크게 향상시킬 수 있으므로 파급효과가 클 것으로 예상된다.

○ 본 발명에 의해서 저온 분사 시 사용될 수 있는 분사입자는 직경 25～100㎛ 범위로 된 입방구조의 질화보론(CBN)을 비롯하여 다이아몬드, 탄화규소(SiC), 이트륨 알루미늄 석류석(YAG) 및 입방구조의 지르코니아가 선택될 수 있다. 실제 생산을 위해서는 이 중에서 가장 경제적이고 공급의 안정성이 확보되고 우수한 품질을 나타낼 수 있는 분말의 선정이 대단히 중요하다. 본 발명 이외에 더욱 우수한 분말의 개발에 주력하여야 할 것이다.

○ 저온 분사될 수 있는 모재는 합금강, 알루미늄합금, 티타늄합금, 니켈기 초합금(예, Ni기 초합금 IN718, MarM247) 혹은 SC180과 같은 여러 가지의 금속이 될 수 있는데, 모재의 재질변화에 따라 경계부 침투층의 두께 및 조직이 변화되기 때문에 저온 분사 조건이 달라진다. 이에 대한 기술 확보가 중요하다.

○ 현재 가스터빈엔진 부품에 가장 많이 사용되고 있는 최신기술 중에 하나는 열차폐 플라즈마용사 코팅방식인데 세라믹재질의 이트리아로 안정화시킨 지르코니아 혹은 MCrAlY(M=Fe, Ni, Co), NiAl 등의 금속간화합물을 코팅하는 방법이 있다. 그러나 플라즈마 용사기술을 이용한 코팅방식은 적층구조의 특성과 코팅층간의 확산정도가 약하기 때문에 열응력에 의한 균열과 초음속 유동이 형성되는 곳에서 박리가 발생할 수 있다. 이에 대비하여 고온산화 및 고온부식에 대한 품질을 향상시키기 위하여 본 발명의 저온 분사기술을 응용 개발하여 국내기술로 정착시킬 필요성이 있다.

저자: HONEYWELL INTERNATIONAL INC.
자료유형: 특허정보