• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.233-233
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• 2009

기존 표면열처리기술에 단점인 대면적, 신속열처리를 위해 수중플라즈마 기술을 이용하여 표면경화와 경화 깊이층 제어를 실시였다. 수중플라즈마의 전원장치에 전압과 주기적인 전압과 시간을 달리하여 각각의 시편의 경도변화와 미세조직변화를 관찰하였다. 300V이상의 전압에서는 마르텐사이트가 관찰되었으며, 300V이하에서는 초석페라이트와 펄라이트가 혼합된상의 구조를 관찰할 수 있었다. 주기적인 전압과 시간을 달리하여 표면에서부터 $300{\mu}m$ 깊이만의 마르텐사이트로 형성시켜 경화 깊이층 제어가 가능하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.171.1-171.1
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• 2016

재료의 표면 강화 방법 중의 하나인 질화공정을 이용하여 탄소강 S45C 소재의 질화 거동에 대하여 연구하였다. $520^{\circ}C$ 온도에서 질화 공정을 진행하여 공정시간에 따른 Kn값을 수소 센서로 측정하여 공정시간에 따른 N-potential의 변화와 그에 따른 화합물층 성장 및 화합물층의 상변화에 대해 관찰하였다. 화합물 층의 미세구조 변화는 광학현미경 및 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 가스 질화 처리 후 표면경도는 약 600Hv의 경도값이 측정되었고, 공정 시간이 늘어남에 따라 화합물층 및 경화깊이가 증가되고 표면 화합물이 성장하여 porous가 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 경화깊이는 1440분 일 때 약 0.5mm 경화 깊이를 얻었고, 화합물층의 성장은 ${\varepsilon}$상(Fe2-3N)과 ${\gamma}$'상(Fe4N)으로 두 개의 상으로 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 시험 결과를 바탕으로 S45C 소재의 탄소 함량에 따른 lehrer diagram을 열역학 적으로 계산하고 화합물층의 형성 기구에 대해 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.66-75
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• 1993

This paper proposes a monitoring method for nondestructive and in-process measurement of the case depth in LASER surface heat treatment process. The method is essentially an eddy-current method, and measures sensing coil's electrical impedance which varies with the changes of the material microstructure due to hardening. To investigate te validity of the proposed method a series of experiments were performed for various hardning depths. The results show that the relationship between the eddy- current sensor output and the changes in case depth is almost linear. This indicates that the eddy-current measuring method can be used as one of the possible monitoring method for mesauring the hardened depth in LASER heat treatment processes.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.19 no.8
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• pp.1907-1914
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• 1995

An on-line measurement of the workpiece hardened depth in laser surface hardening processes is very much difficult to achieve, since the hardening process occurs in depth wise direction. In this paper, the hardened depth is estimated using a multilayered neural network. Input data of the neural network are the surface temperatures at arbitrary chosen five surface points, laser power and traveling speed of laser beam torch. To simulate the actual hardening process, a finite difference method(FDM) is used to model the process. Since this model yields the calculation results of the temperature distribution around the workpiece volume in the vicinity of the laser torch, this model is used to obtain the network's training data and laser to evaluate the performance of the neural network estimator. The simulation results show that the proposed scheme can be used to estimate the hardened depth with reasonable accuracy.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.12
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• pp.1176-1181
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• 1998

Characteristics of high frequency induction- hardened bearing steel have been investigated using 0.55wt.% C-1.68wt.% Mn specimens produced by vacuum induction melting (VIM). The K4 value in DIN 57602 of the specimens was assessed to be 6.41, high level of cleanliness. The specimens were high frequency induction-hardened to form heterogeneous submicron- lath martensite in the surface hardened layer with about 2.5mm in effective depth. Rolling contact fatigue tests were conducted in elasto-hydrodynamic lubricating conditions under a maximum Hertzian contact stress of$ 492kgmm^{-2}$ . It was found that microhardness in the subsurface, up to about $500\mu\textrm{m}$ in depth, below the raceway of rolling contact fatigued specimens was increased in comparison with that of induction-hardened layers. The depth of maximum microhardness- increased region was about $100\mu\textrm{m}$ from surface, showing white etching area. Crack initiation and propagation in the white etching area below the raceway of rolling contact fatigued specimens were observed.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.18 no.3
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• pp.529-539
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• 1994

In laser heat treatment process of steels, the thin layer of substrate is rapidly heated to the austenitizing temperature and subsequently cooled at a very fast rate due to the self-quenching effect. Consequently, it is transformed to martensitic structure which has low magnetic permeability. This observation facilitates the use of a sensor measuring the change of electromagnetic field induced by the hardening layer. In this paper, the eddy-current electromagnetic field is analyzed by a finite element method. The purpose of this analysis is to investigate how the electrical impedance of the sensor's sensing coil varies with the change in permeability. To achieve this, a numerical model is formulated, taking into consideration the hardening depth, distance of the sensor from the hardened surface and the frequency driving the sensor. The results obtained by numerical simulation show that the eddy-current measurement method can feasibly be used to measure the changing hardening depth within the frequency range from 10 kHz to 50 kHz.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.8
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• pp.707-713
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• 1998

The influence of plasma carburizing process on the surface hardness of SCM415 low-alloy steel (0.15% C) was investigated under the various process conditions of gas composition. gas pressure, plasma current density. temperature and time. The effective case depth was found to depend on the amount of methan gas containing carbon. thus the deepest case depth and the uniform hardeness were obtained with the 100% methan gas. The case depth increased with the plasma current density. The effective plasma carburizing temperature of SCM415 steel was found to be higher than 85$0^{\circ}C$, and the case depth was proportional to the square root of carburizing time under the same current density. The bending fatigue strength of the plasma carburized specimen is' higher than those of as- received specimen or reheat-quenched specimen.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1993.10a
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• pp.212-217
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• 1993

In this paper, the hardening depth in Laser surface hardening process is estimated using a multilayered neural network. Input data of the neural network are surface temperature of five points, power and travelling speed of Laser beam. A FDM(finite difference method) is used for modeling the Laser surface hardening process. This model is used to obtain the network's training data sample and to evaluate the performance of the neural network estimator. The simulational results showed that the proposed scheme can be used to estimate the hardening depth on real time.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.10 no.1
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• pp.13-19
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• 1999

저합금강인 SCM415강에 대한 플라즈마 질화의 변수에 따른 질화특성을 관찰하여 최적공정을 확립한 후 기존의 질화법인 염욕질화와 가스질화 되어진 시편과 피로특성을 비교하였다. 가스조정비는 질소대 수소의 비가 3:1일 때 가장 높은 표면강도를 가지며, 온도는 높아질수록 표면강도는 낮아지고 유효경화깊이는 깊어지는 것을 알 수 있었다. 또한 질화시간이 증가될수록 표면경도는 낮아지고 유효경화깊이는 깊어졌다. 본 플라즈마 질화장비에서의 최적공정조건은 공정온도 500℃, 공정시간 4시간, 질소와 수소의 비가 3:1으로 관찰되었고, 이 때 표면경도는 1181 Hv, 화합물층의 깊이 17 ㎛, 유효경화깊이 450 ㎛로 측정되었다. 가스질화 되어진 시편의 표면경도는 945 Hv, 유효경화깊이 250 ㎛였고, 염욕질화 되어진 시편의 경우는 각 846 Hv, 300㎛으로 관찰되었다. 또한 플라즈마 질화공정을 거친 질화강과 가스질화, 염욕질화 되어진 질화강의 피로특성을 평가한 결과 플라즈마 질화강이 가스질화, 염욕질화 되어진 질화강에 비하여 1.5∼2배의 우수한 피로특성을 나타내었다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.14 no.2
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• pp.10-18
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• 1996

Al합금과 경합을 하는 경량재료에는 금속재료로서는 Mg 및 Ti이 있는데, 이들 은 고가라는 단점이 있다. 또 비금속재료로는 플라스틱.수지등이 있는데, 산업폐기물 등의 문제가 있으나, Al합금은 재활용이 용이하다. 그러나 구조재료로서의 Al합금의 특성에는 아직 많은 결점을 가지고 있으며, 가장 큰 결점의 하나는 철강재료에 비하여 내마모성이 현저하게 떨어진다는 것이다. 그러므로 이 점이 개선된다면, Al합금은 경량구조용 재료로서 다양한 분야에서 철강재료를 대신할 수 있을 것으로 전망된다. Al합금에 대한 내마모특성을 부여하기 위한 종래의 표면경화기술로서는, 고경도합금 의 채용, 알루마이드처리등이 있는데, 충분한 경도가 얻어지지 않거나, 또는 고경도가 얻어져도 경화층의 깊이가 마이크론단위에 불과하여 고하중하에서의 내마모특성 등에 대한 문제가 있었다. 이들 방법 이외에도 PVD, CVD, 도금 등에 의한 표면피복 방법과 표면의 합금화에 의한 표면경화법 등에 있어서 여러 방법들이 있으나, 경도가 높고 또한 후막의 경화층으로서 박리의 위험이 적은 표면경화처리기술은 확립되어 있지 않다고 할 수 있다. 따라서, 이 분야에 대한 기술개발이 산업계로부터 강하게 요구되 고 있으며, 또한 이것과 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 해설에서는. 내마 모특성에 따른 Al후막기술의 현상과 그 대표적인 기술로서, 표면용융에 의한 합금화 를 이용하는 표면경화기술에 대하여 소개한다.