钢板的金属涂覆方法及利用其制造的金属涂覆钢板与流程

文档序号:15102972发布日期:2018-08-04 16:11阅读:185来源:国知局
本发明涉及钢板的金属涂覆方法及利用其制造的金属涂覆钢板,更详细地,涉及通过真空喷射涂覆形成多孔性涂层之后形成镀层以形成没有空隙的涂层的方法及形成有这种涂层的钢板。
背景技术
:粒子涂覆方法使用为将各种粉末材料涂覆于各种材料表面的表面处理方法,主要通过以喷嘴为界限的涂覆部和粉末输送气体的气体压差来实现喷射速度。粒子涂覆是指涂覆的材料为粒子状态,其特征在于,以数百纳米至数十纳米(nm)大小的粒子高速冲撞材料的方式进行涂覆,因此与以原子或分子为单位涂覆的物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)、化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,CVD)等相比,粒子涂覆的形成薄膜的速度非常快,并且原料粉末的化学组成不会发生变化。作为粒子涂覆方法的一个例子有喷涂法(热喷涂(Thermalspray)、冷喷涂(Coldspray)等)、真空喷射法等,这些方法主要是对金属、合金、陶瓷、金属陶瓷(Cermet)等固体粉末的涂覆有效的方法,此时,温度和喷射速度是非常重要的因素。所述真空喷射法为了实现压差而采取通过真空(低压)来维持涂覆部的压力的方法。即,向真空体内部提供被涂覆部件,并将伴随输送气体的粉末喷射至所述被涂覆部件来进行涂覆。如上所述的方法不需要高压力的输送气体,因此与喷涂法相比,气体的消耗量非常少,并且不需要为了形成高压气体而加热气体,因此具有在常温下也可进行涂覆的优点。为了在钢板表面处理等钢铁产业中应用这种粒子涂覆方法,需要考虑大量生产(涂覆效率)及经济性(气体消耗量),在这种观点上,就真空喷射法而言,由于气体消耗量少而经济,但是涂覆温度几乎接近常温,并且粉末粒子的喷射速度比喷涂法(热涂镀(Thermalspray)、冷涂镀(Coldspray)等)慢,因此涂覆效率(层积量/总喷射量)会降低,并且涂覆材料具有局限性。如韩国专利申请第2008-0076019号中所公开,通常真空喷射法主要用于如陶瓷等在涂覆过程中粉末粒子的破碎后通过破碎的粒子的再结合实现涂覆的脆性材料的涂覆,而不适于如金属等为了塑性变形而需要高能量的柔性材料的涂覆。另外,通过喷涂法(热涂镀(Thermalspray)、冷涂镀(Coldspray)等)的粒子涂覆方法的金属粉末的涂覆效率高,但是提供被涂覆部件的机体(body)处于常压条件,而且为了加大与常压的压差,粉末输送气体使用数MPa级的高压气体,因此具有气体消耗量非常多的缺点。此外,为了在被涂覆部件的常压条件下实现用于高速冲撞的粒子速度,存在需要使用密度小的He、N2等高价气体的问题。即,所述喷涂法通常主要用于涂覆小面积,并且由于常压条件下的空气阻力问题,为了实现高速喷射需要数十微米(μm)水平的粒子大小,由于涂层缺陷及残余应力等问题而需要进行数十微米至数百微米(μm)厚度的厚膜涂覆,并且数微米至数十微米(μm)级的致密的薄膜涂覆实际上存在难以实现的问题。一般来说,涂覆金属粉末的这种粒子涂覆法会在涂层内形成空隙,尤其涂覆成数微米至数十微米(μm)级的薄膜时,这种空隙会成为腐蚀因子的渗透路径,从而成为降低钢板材料的耐蚀性的原因。因此,就在钢板表面形成用于极大化耐蚀性等金属涂层所具有的功能性的金属薄膜而言,提供所述喷涂法和真空喷射法的问题已得到解决的涂覆方法时,期待其能够广泛应用于相关领域中。技术实现要素:要解决的技术问题为此,本发明的一个方面的目的在于提供钢板的金属涂覆方法,所述方法能够形成没有空隙的涂层。本发明的另一个方面的目的在于提供金属涂覆钢板,所述钢板具有通过所述本发明的金属涂覆方法形成的没有空隙的涂层。技术方案本发明的一个方面提供钢板的金属涂覆方法,所述方法包括以下步骤:在常温以上且低于软化点的温度下加热第一金属粉末;以200~600℃的温度加热气体;将经过加热的金属粉末与经过加热的气体一起进行真空喷射,从而形成多孔性第一金属涂层;以及形成第二金属镀层,所述第二金属镀层形成在组成所述第一金属涂层的粉末之间的间隙中。所述第一金属优选包含选自铜(Cu)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钴(Co)、锰(Mn)、钨(W)、锆(Zr)及锡(Sn)中的至少一种以上的金属。所述第一金属粉末的平均粒度优选为1~20μm。所述气体优选为选自具有空气密度以下的密度的氮气(N2)、氦气(He)及空气中的至少一种以上的气体。所述真空喷射优选在0.01~20托(Torr)的压力下进行。所述真空喷射优选在真空室温度为10~200℃的温度下进行。所述第二金属优选包含选自锌(Zn)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)及铬(Cr)中的至少一种以上的金属。形成所述第二金属镀层的步骤优选通过电镀法或无电解电镀法来进行。所述钢板的金属涂覆方法优选进一步包括研磨所述第二金属镀层的步骤。所述钢板的金属涂覆方法中,在形成所述第二金属镀层的步骤之后,优选进一步包括在200~1000℃的温度下进行热处理的步骤。本发明的另一个方面提供通过所述本发明的钢板的金属涂覆方法制造的金属涂覆钢板。本发明的又一个方面提供金属涂覆钢板,所述钢板包括:钢板;多孔性第一金属涂层,其利用第一金属粉末形成在所述钢板的至少一面上;以及第二金属镀层,其形成在组成所述第一金属涂层的金属粉末之间的间隙中。所述第二金属镀层优选形成在所述第一金属涂层的表层部及第一金属涂层的气孔之间。所述钢板和第一金属涂层的界面上优选形成凹凸结构部。所述第一金属优选包含选自铜(Cu)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钴(Co)、锰(Mn)、钨(W)、锆(Zr)及锡(Sn)中的至少一种以上的金属。所述第一金属粉末的平均粒度优选为1~20μm。所述第二金属优选包含选自锌(Zn)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)及铬(Cr)中的至少一种以上的金属。有益效果根据本发明,通过使用加热的气体,在不增加气体的消耗量的情况下,也能够形成高压气体,以喷射金属粉末,并且,能够通过以小于软化点的温度加热的金属粉末的塑性变形来提高涂覆效率。本发明的金属涂覆钢板在金属粉末粒子之间形成镀层,从而能够提供没有空隙的涂层,因此,能够提高耐蚀性,并且还能够确保涂覆粉末自身的功能性。附图说明图1是以图式化的方式示出通过本发明形成的涂层的示例性结构的图。图2是以图式化的方式示出以能够实现本发明的涂覆方法的方式形成的喷射装置的一个例子的图。图3是以图式化的方式示出以能够实现本发明的涂覆方法的方式形成的喷射装置的另一个例子的图。最佳实施方式下面,参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。但是,本发明的实施方式可以变形为其他各种方式,本发明的范围并不限定于下面说明的实施方式。本发明中通过在钢板上形成在金属涂层内及/或表层部的金属粉末粒子之间形成有金属镀层且没有空隙的金属涂层,从而能够提供使金属涂层的功能性极大化的涂覆技术及利用其的表面处理钢板。对能够应用本发明的钢板的金属涂覆方法的钢板不作特别限制,可以是选自热轧钢板、冷轧钢板、冷轧退火钢板、镀锌钢板、镀锌系合金钢板及镀铝系钢板中的钢板。本发明的钢板的金属涂覆方法包括以下步骤:在常温以上且低于软化点的温度下加热第一金属粉末;以200~600℃的温度加热气体;将经过加热的金属粉末与经过加热的气体一起进行真空喷射,从而形成多孔性第一金属涂层;以及形成第二金属镀层,所述第二金属镀层形成在组成所述第一金属涂层的粉末之间的间隙中。即,本发明的金属涂覆方法通过将加热至适当温度的金属粉末和气体进行混合,并在低温低压气氛中将伴随所述气体的粉末进行喷射,从而形成涂覆结构物。根据本发明,如上所述在钢板上真空喷射第一金属粉末的结果,如图1所示,在与钢板的界面上可以形成凹凸结构部8。此时,所述“常温”是指约15~25℃的温度。此外,根据本发明,喷射伴随气体的粉末的真空体100的内部维持在低温低压的状态,因此,即使没有增加气体的消耗量,也能够通过以喷嘴喷射口为界限的涂覆部和输送气体的高压差来喷射气体,进而,由于所述真空体100维持为低温,即使喷射伴随所述粉末的气体,也能够防止所述真空体100内部的压力上升,从而能够稳定地喷射粉末。所述在常温以上且低于软化点的温度下加热第一金属粉末的步骤中,所述第一金属包含选自铜(Cu)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钴(Co)、锰(Mn)、钨(W)、锆(Zr)及锡(Sn)中的至少一种以上的金属,但并不限定于此,可以是其中的任一种金属、其中的两种以上的合金或包含其中的至少一种的合金,例如,可以使用不锈钢粉末,而且不仅可以使用诸如200系、300系、400系等不锈钢粉末的Fe系金属,还可以使用高强度合金粉末等。因此,所述软化点可以根据所述第一金属而不同。另外,本发明中的所述第一金属粉末的截面纵横比(长轴长度/短轴长度)优选小于2。例如,在使用不锈钢粉末时,对第一金属粉末进行加热的步骤的温度可以为常温至900℃的温度。对所述第一金属粉末进行加热的步骤的温度低至低于常温时,存在塑性变形及涂覆不顺利的问题,但是可以通过进一步加热输送气体来克服,对所述第一金属粉末进行加热的步骤的温度为软化点以上时,在高熔点粉末的情况下,会损坏钢板材料,并且存在提高制造成本的问题。所述第一金属粉末的平均粒度优选为1~20μm,更优选地,平均粒度为1~10μm。当所述第一金属粉末的平均粒度小于1μm时,提高粉末的成本,从而存在最终会提高制造成本的问题,当所述第一金属粉末的平均粒度超过20μm时,粉末涂层的粒子之间的空隙大小变大,从而难以形成致密的涂层,并且涂覆于钢板时所需的冲击能量会增加,这需要更高压力的气体,因此存在增加气体消耗量的问题。另外,分别进行加热所述第一金属粉末的步骤和加热气体的步骤,更具体地,优选以200~600℃的温度加热所述气体,更优选以200~500℃的温度加热。当所述温度低于200℃时,存在无法确保充分的气体压力的问题,当所述温度超过600℃时,喷射粉末的速度会增加,从而会损坏钢板材料,或者具有高温导致的材料弯曲问题及制造成本上升的问题。此时可以使用的所述气体优选具有空气密度以下的密度,可以是选自氮气(N2)、氦气(He)及空气中的至少一种以上的气体,但并不限定于此。即,所述气体可以使用低密度的氮气(N2)、氦气(He)等,但是,即使密度高于其,考虑到使用量、价格等,可以使用干空气(Dryair)。另外,为了提高通过塑性变形的金属粉末的涂覆效率,粉末的温度越高越好,但是,根据本发明,以如上所述的温度加热金属粉末,并与以低于此的温度加热的大流量的气体混合而进行喷射,从而能够使粉末的塑性变形率极大化的同时,能够以最佳的速度进行喷射。接着,将如上所述经过加热的金属粉末与经过加热的气体一起进行真空喷射,从而进行形成多孔性第一金属涂层的步骤。参照图2和图3,对本发明的金属涂覆方法及可进行所述方法的装置进行更具体的说明。例如,本发明可以利用粉末喷射装置1来实现,可以向真空体100提供作为被涂覆部件3的钢板,并将粉末伴随在通过加热喷射单元200进行加热的高压气体中并喷射至所述被涂覆部件3,以使所述粉末塑性变形的同时层积在所述被涂覆部件3。为了将所要进行涂覆的被涂覆部件3提供到所述真空体100的内部,在部件输送机3a上装载所述被涂覆部件3。之后,在所述气体加热部230加热从气体供应部220提供的气体,并且在粉末加热部240加热从粉末供应部210提供的粉末时,经过加热的所述高压气体和粉末提供至喷嘴部250,并高速喷射至真空状态的真空体100,从而通过塑性变形层积在真空体100内部的被涂覆部件钢板3,并能够形成涂层。即,本发明在喷射所要喷射的气体和粉末之前,分别进行加热来提供,从而改善了现有的真空喷射法中增加气体流量来形成高压气体后以高速喷射的情况,因此,即使没有增加气体的消耗量,也能够通过形成高压气体来高速喷射粉末。此外,将所要涂覆的金属粉末根据材料加热至特定温度以上,从而增加金属材料的塑性变形率,由此与钢板冲撞时能够很好地进行层积。例如,粉末加热部240提供至粉末供应部210而可以起到加热所述粉末的作用。加热所述粉末是为了使所述粉末容易进行塑性变形,粉末加热部也可以以高于气体加热部的温度进行控制,并有助于提高涂覆效率。即,分别提供气体加热部230和所述粉末加热部240以分离气体和粉末进行加热,从而能够实现高于气体温度的粉末的温度。此外,在所述粉末加热部240中也可以提供用于测量温度的传感器S,可以与所述控制部C连接而控制加热温度。为了形成真空,所述真空体100可以包括提供所述钢板3的腔室部110、提供于所述腔室部110的真空部130。另外,优选地,所述腔室部110设置为密封,以使能够维持通过所述真空部130形成的真空。提供至所述钢板3的输送器3a也可以设置在所述腔室部110内部。另外,本发明中所述真空喷射优选在0.01~20托的压力下进行,更优选在0.1~15托的压力下进行。当所述真空喷射在小于0.01托的压力下进行时,作为高真空区域存在用于形成真空的制造成本上升的问题,当所述真空喷射在超过20托的压力下进行时,真空腔室的压力上升,从而无法得到充分的粉末喷射速度。例如,参照图2和图3,真空部130可以起到使腔室部110内部形成为真空的作用,为此,所述真空部130可以包括真空泵131、粉末过滤器132及冷却器133。即,所述真空部130可以起到将所述腔室部110的内部维持在0.01~20托的低真空状态的作用。所述真空体100还可以包括冷却部120,以加大与加热喷射单元200的温度差而使通过更大的压差来高速喷射。即,所述真空喷射优选在10~200℃的温度下进行,更优选在25~100℃的温度下进行,当所述真空喷射温度低于10℃时,存在用于维持温度的成本上升的问题,当所述真空喷射温度超过200℃时,真空腔室的压力会增加,从而存在无法获得充分的压差的问题。即,所述冷却部120可以起到将所述腔室部110内部整体的温度维持在低温的作用,由此加大所述腔室部110内部与所供应的气体的压差,从而能够更加高速地喷射粉末,而且在后述的加热喷射单元200中即使喷射气体和粉末,也能够防止所述腔室部110内部的压力上升,从而具有能够维持使粉末稳定地喷射的优点。因此,本发明可以采用的例示性的粉末喷射装置1的真空体100可以包括冷却部120,所述冷却部120设置在所述腔室部110,以使将腔室部110的内部维持为低温状态,所述冷却部120可以设置为如图2所示的粉末喷射装置的围绕所述腔室部110的外面的双重结构或者如图3所示的喷射装置的冷却盘管或冷却肋片,以在所述腔室部110的整个面上进行冷却。加热气体和第一金属粉末并以高速喷射至所述真空体100内部,从而能够在提供于所述真空体100内部的作为被涂覆部件的钢板3上通过塑性变形涂覆所述粉末。为此,所述加热喷射单元200可以包括粉末供应部210、气体供应部220、气体加热部230、粉末加热部240、喷嘴部250等。所述粉末供应部210可以起到提供用于涂覆所述钢板3而喷射的粉末的作用,也可以通过粉末加热部240进行加热而供应。此外,所述粉末供应部210可以调节粉末的供应量,并从与所述气体供应部220的气体分配器223连接的连接管223a接收部分气体,并且所接收的气体使在所述粉末供应部210中存储的粉末飘浮,并可以起到输送飘浮的粉末的驱动力的作用。另外,所述气体供应部220可以起到供应用于高速喷射所述粉末的高压气体的作用。即,所述粉末喷射至所述真空体100的内部时,喷射所述高压气体时所述粉末伴随所述高压气体而被喷射,因此,在高速喷射所述高压气体时,也可以高速喷射所述粉末。此外,为了高速喷射气体,所述气体供应部220可以维持高压状态,而且可以通过气体加热部230进行加热来提供高温高压气体。为此,所述气体供应部可以包括气体储存室221、气体输送管222、气体分配器223及除湿器224等,也可以设置用于测量温度的传感器S,并且可以与控制部C连接,控制所述气体加热部230的加热温度。气体及粉末的温度和速度是决定喷射速度的重要因素,需要根据金属粉末材料进行适当的设置。当气体的温度或速度过低时,金属粉末与钢板材料冲撞时无法得到用于涂覆的充分的冲击能量,当气体的温度或速度过高时,会蚀刻材料而不会涂覆材料,或者在冲撞后弹开而不会层积。即,为了在钢板材料表面涂覆金属粉末需要适当的冲击能量,为此,气体及粉末的温度和速度条件是重要的,在优化的条件下可以通过强冲击能量在钢板材料与金属涂层界面上实现金属键,或者可以形成钢板成分和涂覆粉末材料成分的金属间扩散层(Intermetalliclayer),或者可以通过强冲击能量形成初期冲撞粒子钻进钢板材料侧的凹凸结构部(锚定层(Anchoringlayer)),或者可以形成所述结构中的两种以上或者全部。更具体地,冲击能量低时,即使没有金属键或金属间扩散层,也能通过形成凹凸结构部来实现层积,随着冲击能量的增加,形成凹凸结构部的同时形成金属键,钢板材料和粉末为相互不同的成分时,可以形成金属间扩散层。另外,冲击能量低时,可以稍微降低粘附力,但是可以通过后述的热处理形成金属键来确保粘附力。如上所述,通过在钢板材料与第一金属涂层的界面上形成金属键、金属间扩散层及凹凸结构部,材料钢板和第一金属涂层显示出强粘附力,在涂层内的粒子之间也可以形成伴随塑性变形的所述金属键或金属间扩散层。通过如上所述的步骤,将金属粉末喷射至钢板材料,从而能够以高涂覆效率形成金属涂层。但是,在这种情况下,虽然涂覆效率高,然而在与钢板材料冲撞时大部分的粒子被涂覆并在维持粉末粒子的形状的同时以稍微变形的状态进行涂覆,如上所述,维持粒子形态的同时进行涂覆的结果,在涂层内部形成空隙,从而会引起耐蚀性等问题。本发明中,所述第一金属涂层内的金属粉末的截面纵横比(长轴长度/短轴长度)优选为小于2。接着,本发明中进行形成第二金属镀层的步骤。即,本发明在金属涂层的表层部、内部或其所有的金属粉末粒子之间形成通过镀覆的额外的金属层,以提供最终没有空隙的涂层,从而能够防止腐蚀因子的渗透,并使涂覆材料的功能性极大化。这时可以使用的所述第二金属包含选自锌(Zn)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)及铬(Cr)中的至少一种金属,但并不限定于此,可以是其中的任一种金属、其中的两种以上的合金或包含其中的至少一种的合金。另外,形成所述镀层的步骤可以通过电镀法或无电解电镀法进行。即,采用常规的电镀法或无电解电镀法对形成所述金属涂层的钢板材料形成额外的镀层,从而能够填充所述金属涂层内的粉末粒子之间的空隙而形成没有空隙的金属涂层。图1为以图式化的方式示出通过镀覆在金属涂层内部的金属粉末粒子之间和表层部形成额外的金属层的结构的图,作为另一个例子,也可以以只在涂层内部的金属粉末粒子之间的空隙中主要形成镀层且抑制在除此以外的表层部进行镀覆的方式来实现。在如上所述的后者的情况下,可以在镀覆溶液中包含抑制剂来实现,其结果能够只在所述金属涂层内的空隙中主要形成额外的金属层。对此时可以使用的所述抑制剂不作特别限制,可以使用电镀法或无电解电镀法中通常使用的抑制剂,只要是对根据本发明所提出的金属涂层的金属种类和粉末大小等决定的金属涂层的性状最佳的抑制剂就无妨。例如,可以使用多元醇类、胺类有机化合物等表面活性剂等。进而,本发明中可以进一步包括研磨所述第二金属镀层的步骤。在进行所述研磨步骤时,能够使表层部的空隙更加最小化,并且通过向金属涂层表面赋予毛丝面(hairline)或金属质感能够提高外观。这是起因于通过研磨处理时产生的摩擦力而使表层部的空隙关闭的现象,并且通过研磨处理向表面赋予毛丝面等金属质感,从而能够得到提高产品的价值的效果。进而,本发明的涂覆方法可以进一步包括在200~1000℃的温度下进行热处理的步骤,所述热处理温度更优选为300~850℃。所述进一步热处理时的温度优选低于组成金属涂层的金属或合金的熔点,钢板材料为镀覆钢板时,考虑到镀层的熔点及镀层合金化温度,需要时优选在低温下进行长时间的热处理。此外,作为热处理方法也可以使用通过利用激光或等离子加热法最小化热对钢板材料带来的影响的同时只对涂层赋予热处理效果的方法。如上所述,通过进行进一步的热处理步骤,使金属涂层内的空隙更加最小化,并且向钢板材料与金属涂层之间、以及金属涂层内粉末粒子之间、进而金属粉末粒子与通过镀覆形成的镀层之间赋予粘附力,从而提高耐蚀性的同时能够提高加工性。这是起因于通过进一步的热处理在各界面上产生烧结的现象。另外,在涂覆时通过粉末粒子的塑性变形在晶粒内产生位错,而通过如上所述的热处理解除位错,并且粉末粒子内的晶粒大小以小于原有的粉末粒子的平均粒度(D50)进行再结晶化,通过此与没有进行热处理的金属涂层相比,加工性会增加。此时,在金属粉末粒子与镀层之间的界面以及钢板材料与金属涂层之间的界面上可以形成双重金属间扩散层。所述进一步的热处理步骤可以在研磨步骤之前或之后进行,其处理顺序并不受限制。本发明提供通过所述本发明的钢板的金属涂覆方法制造的金属涂覆钢板。更具体地,本发明的金属涂覆钢板包括:钢板;多孔性第一金属涂层,其利用第一金属粉末形成在所述钢板的至少一面上;以及第二金属镀层,其形成在组成所述第一金属涂层的金属粉末之间的间隙中。参照图1,提供形成没有空隙7的涂层4a的金属涂覆钢板2,所述钢板包括:多孔性第一金属涂层4,其通过在钢板或镀覆钢板3上喷射第一金属粉末来形成;以及第二金属镀层6,其形成在组成所述第一金属涂层的金属粉末粒子5之间的间隙中。此时,所述第二金属镀层可以形成在所述第一金属涂层内部的气孔之间及/或表层部。因此,最终提供没有空隙的涂层,从而通过使腐蚀因子无法到达钢板能够确保耐蚀性的同时,能够极大化所涂覆的金属所具有的功能性。另外,本发明中所述多孔性第一金属涂层通过真空喷射工艺形成,从而所述金属涂层内的第一金属粉末的晶粒大小小于原本使用的粉末粒子的平均粒度(D50)。另外,在所述第一金属粉末粒子之间形成的第二金属镀层与第一金属粉末粒子之间的界面上存在金属间扩散层,所述钢板与所述第一金属涂层的界面上可以形成金属键、凹凸结构部8及金属间扩散层。所述第一金属包含选自铜(Cu)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钴(Co)、锰(Mn)、钨(W)、锆(Zr)及锡(Sn)中的至少一种金属,但并不限定于此,可以是其中的任一种金属、其中的两种以上的合金或包含其中的至少一种的合金,例如,可以使用不锈钢粉末,而且不仅可以使用诸如200系、300系、400系等不锈钢粉末的Fe系金属,还可以使用高强度合金粉末等。因此,所述软化点可以根据所述第一金属而不同。所述第一金属粉末优选为平均粒度为1~20μm中的任一种的单种类的金属粉末,平均粒度更优选为3~10μm,平均粒度进一步更优选为5~10μm。当所述第一金属粉末的平均粒度小于1μm时,提高粉末的成本,从而存在最终会提高制造成本的问题,当所述第一金属粉末的平均粒度超过20μm时,粉末涂层的粒子之间的空隙大小变大,从而难以形成致密的涂层,并且涂覆于钢板时所需的冲击能量会增加,这需要更高压力的气体,因此存在增加气体消耗量的问题。此时可以使用的所述第二金属包含选自锌(Zn)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)及铬(Cr)中的至少一种金属,但并不限定于此,可以是其中的任一种金属、其中的两种以上的合金或包含其中的至少一种的合金。下面,通过具体实施例对本发明进行更详细的说明。下面的实施例仅仅是有助于理解本发明的例示,本发明的范围并不限定于此。具体实施方式实施例1.确认基于涂覆时温度条件的涂层变化的实验作为涂覆对象的材料使用冷轧钢板,作为涂覆材料使用不锈钢粉末。粉末的平均粒度(D50)为5μm,并且使粒子大小在1~10μm的范围内具有正态分布。利用图2中示出的涂覆装置,作为涂覆条件将初期真空体100的压力设为5×0.01托(Torr),喷嘴喷射之前的气体压力设为800托,并将所述粉末放置在粉末供应部210内来进行涂覆实验。此时,作为气体使用干空气(DryAir),将粉末输送管211的流量设为30L/分钟、气体输送管222的流量设为200L/分钟,喷嘴部250使用喉部(throat)的大小为0.8mm×100mm的气缸型喷嘴,并与涂覆材料保持10mm的距离,在固定一个喷嘴部250的状态下,将材料以10mm/秒的速度左右移动两次来进行涂覆。启动粉末加热部240和气体加热部230,将粉末输送管211及气体输送管222的温度控制为下述表1中示出的值来进行涂覆实验。对于作为被涂覆部件的冷轧钢板,通过利用扫描电子显微镜(SEM)的截面部Cr成分的元素分析来测量了涂层的厚度,并将其平均值与涂覆条件一起示于下述表1中。[表1]区分粉末输送管温度(℃)气体输送管温度(℃)涂层厚度(μm)比较例1常温常温发生小于0.2的未涂覆部比较例2常温1502.5实施例1常温20010实施例2常温60029实施例330060034实施例460060053实施例580060086从所述表1可以确认,在常温条件下进行的比较例1中几乎没有实现涂覆,但是通过比较例2(粒子大小在1~10μm范围内具有正态分布)、实施例1及实施例2的结果可以知道,随着增加气体温度,涂层的厚度也会增加。但是,可以确认比较例2中得到没有空隙的结构且涂覆效率低而无法使用,实施例1至实施例5的结果形成有空隙。如上所述的结果是起因于随着气体温度的上升,气体变为高压,并且随着高压气体与真空体100内部的压差变大,粉末的喷射速度会增加的结果。此外,从实施例3、实施例4及实施例5的结果可以知道,通过加热粉末,涂覆的厚度会进一步增加。因此,通过如上所述的金属粉末的加热,能够极大化塑性变形率,其结果与常温条件的比较例1相比能够显著增加涂覆效率。2.确认基于涂覆工艺的涂层的物理性质的实验如同所述1.设置钢板的材料和涂覆条件,尤其,以与表1的实施例4相同的温度条件,并使用平均粒度为5μm的粉末制作涂覆厚度约为25μm的试片。对于如上所述获得的相同的试片,进一步进行电镀、热处理、研磨处理等,制造如下述表2所示的各个试片,进行多个后续处理时,处理顺序按照电镀、热处理、研磨处理的顺序进行。就电镀而言,在所述金属粉末涂层上进一步镀覆Ni,在镀覆溶液中添加极微量的抑制剂,并以电流密度为20A/dm2、镀覆溶液温度为50℃的条件进行,以使附着量约为2g/m2。热处理是在850℃的温度下且在还原气氛中进行5分钟,研磨处理是使用通常的砂纸进行,以使消耗约2~5μm的表层部。对如上所述制造的试片分别评价耐蚀性和加工性,并将其结果分别示于下述表2中。耐蚀性是通过盐雾试验来测量总面积为75mm×150mm的试片中产生红锈的面积达到5%的时间。就加工性而言,通过弯曲实验,在角度为90°、曲率半径为3mm的条件下评价弯曲部是否产生裂纹,并且通过光学显微镜观察,产生裂纹时标记为“X”,未产生裂纹时标记为“O”,并示于下述表2中。[表2]金属涂层内存在空隙的比较例3至比较例6的情况下,可以确认即使除了金属粉末之外涂层内不存在额外的金属,也可以通过热处理或研磨处理来提高一定程度的耐蚀性,但是无法充分发挥STS粉末涂层自身所具有的耐蚀特性和功能性。另外,从所述实施例6中可以确认,在涂覆的粉末粒子之间形成额外的金属,从而能够更有效地发挥涂层所具有的功能性,从实施例7至实施例9中可以确认,通过进一步进行热处理或研磨处理来进一步提高其特性。以上对本发明的实施例进行了详细说明,但是本发明的权利范围并不限定于此,在不脱离权利要求书中记载的本发明的技术思想的范围内可以进行各种修改及变形,这对于本
技术领域
的技术人员而言是显而易见的。附图标记说明1:粉末喷射装置2:金属涂覆钢板3:涂覆材料(钢板或镀覆钢板)4:金属涂层4a:没有空隙的涂层5:第一金属粉末粒子6:第二金属7:空隙8:凹凸结构部100:真空体110:腔室部120:冷却部130:真空部131:真空泵132:粉末过滤器133:冷却器200:加热喷射单元210:粉末供应部211:粉末输送管220:气体供应部221:气体储存室222:气体输送管223:气体分配器223a:连接管224:除湿器230:气体加热部240:粉末加热部250:喷嘴部当前第1页1 2 3 
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