저온 분사 코팅에 의한 AZ91D Mg 합금의 기계적 특성 개선효과

전문가 제언

○ 저온분사(cold spray)란 초음속 제트기류(He, N2, Ar, 공기 등)로 가속시킨 금속이나 세라믹 입자를 기판에 충돌시킬 때 발생하는 순간에너지로 기판에 결합시켜 피막을 형성하는 코팅법으로 일명 “kinetic spray"라고도 부른다. 저온분사는 기존에 많이 사용되고 있는 용사법(thermal spray)과는 달리 고상상태에서 코팅되기 때문에 입자나 기판의 고유특성을 유지하여 코팅할 수 있는 장점이 있으므로 열적으로 민감한 소재의 코팅법으로 적합한 방법이다.

 

○ 본 연구에서는 Al+Al2O3복합분말을 분사하여 코팅한 AZ91D합금의 인장강도, 항복강도, 피로특성 등을 조사한다. 주목할 만한 결과는 Al2O3입자의 타격효과(hammer effect)에 의하여 기판과의 결합강도가 우수한 치밀한 피막이 형성되는 점이다. 이에 따라 합금의 항복강도가 증가하고 피로특성도 개선된다. 기계적 특성의 개선효과는 피막의 Al2O3분율이 클수록 증대한다. 저온분사는 마그네슘과 같이 열에 약한 연질재료의 코팅법으로 적합한 방법이므로 향후의 발전이 기대된다.

 

○ 저온분사에 의한 코팅현상은 1980년대 중반에 구소련에서 처음으로 발견되었고, 2002년 미국의 K-Tech.사에 의해 상용화 장치가 개발되어 독일에서 PC의 히트싱크에 처음으로 적용되었다. 현재는 내식성이나 내마모성이 요구되는 자동차 부품, 각종 기계부품 등에 적용하는 기술이 활발히 개발되고 있으며, 최근에는 Mg합금의 표면처리법으로도 저온분사 코팅에 관한 연구 결과가 많이 발표되고 있다.

 

○ 국내에서 저온분사법을 Mg합금의 코팅에 적용한 사례는 보고되지 않고 있으나 아주대에서 장치개발과 후막코팅 기술, RIST와 KAITEC에서 Ti코팅기술, 인하대에서 분사노즐의 입자거동 등에 관한 연구가 수행되었으며 기업의 관심도 큰 편이다. 저온분사법은 선진국에서도 아직 상용화가 제한적인 신기술로서 자동차 부품을 위시한 각종 소재부품 분야에서 적용가능성이 크다. 양산성을 갖는 장치개발, 피막특성을 고려한 분사입자의 선택, 공정요인의 최적화 등 이용목적에 부합하는 기술개발이 요구된다.

저자

Yuming Xiong, Ming-Xing Zhang,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

253()

잡지명

Surface and Coatings Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

89~95

분석자

심*동

분석물

• 저온 분사 코팅에 의한 AZ91D Mg 합금의 기계적 특성 개선효과.pdf [337,055 byte]

이미지변환중입니다.