용사코팅 (Thermal Spray Coating)
한 줄 정의: 분말이나 와이어를 녹이거나 반쯤 녹여 고속으로 분사해 표면에 막을 입히는 코팅 공정군입니다.
쉽게 풀면
용사는 재료를 녹여 스프레이처럼 뿌려 표면을 덮는 방법입니다. 녹은 입자가 표면에 부딪혀 납작하게 쌓이면서 층을 이룹니다. 열원에 따라 화염, 아크, 플라즈마, HVOF 용사 등으로 나뉩니다.
왜 중요한가
내마모·내식·단열 코팅을 넓은 면적에 두껍게 입힐 수 있어 가스터빈, 보일러, 기계 부품 보수에 널리 쓰입니다. 공정 변수와 기공률·결합력의 관계를 다루는 논문이 많습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"HVOF 용사로 형성한 WC-Co 코팅은 경질 크롬 도금보다 우수한 내마모성을 보였다."
공정별 코팅 성능을 비교한 예입니다.
조금 더 깊게 보면
코팅은 납작한 스플랫(splat)이 층층이 쌓인 층상 조직이며 기공과 산화물이 포함됩니다. 입자 속도가 빠른 HVOF는 치밀한 금속·서멧 코팅에, 온도가 높은 플라즈마 용사는 세라믹 코팅에 유리합니다. 모재와의 결합은 주로 기계적 맞물림이라 표면 블라스팅 전처리가 중요합니다.
주의할 점
플라즈마 용사코팅은 용사의 한 방식입니다. 기상 증착(PVD·CVD)과는 막 형성 원리와 두께 범위가 다릅니다.