• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 1999년도 추계학술발표회 초록집
• /
• pp.3-4
• /
• 1999

최근 산업이 고속도화, 고능률화 및 고정멸화의 추세로 발전함에 따라 우수한 내마모성, 인성, 고온 안정성 및 내구성을 갖는 공구 및 금형을 요구하게 되었다. 그러나 이와같은 성질들은 어떤 단일 재료에서는 얻을 수 없으며 적당한 기판공구나 금혈위에 내마모성 보호피막을 coating함으로 비교적 저렴하게 얻을 수 있다. 화학증착법으로 TiC, TiN등을 증착시킬때에는 $1000^{\circ}C$정도의 반응온도가 필요하며 이러한 증착온도는 모재가 초경합금일때는 문제가 안되나 강재일 경우 모재의 연화와 칫수변화의 문제를 야기시킨다. 최근에는 플라즈마를 사용하여 증착반응온도를 $550^{\circ}C$ 이하로 낮추는 플라즈마 화학 증착볍(PACVD)이 대두되고 있다. 그러나 이 방법어서 는 뚱착하려는 금속원소가 TiCl4의 형태로 공급되고 있으므로 생성된 층이 염소를 포함하고 있다. 이 층에 잔존하는 염소는 층의 기계적 성질을 저하시키고 층내의 stress를 유발시킨다. 또한 HCI개스의 생성으로 인하여 펌프 및 장비의 부식이 촉진 된다 이러한 결점을 극복하기 위하여 금속유기화합물 전구체(metallo-organic precursor)로 $TiCl_4$를 대체하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며 본 연구실에서 이에 대하여 연구한 결과를 소개하고자 한다. diethylamino titanium을 전구체로 사용하여 $H_2,\;N_2,\;Ar$분위기하에서 pulsed d.c.를 사용하는 MO-PACVD에 의하여 $150~250^{\circ}C$의 저온에서 Al 2024 기판에 TiCN층 형 성을 하였다. 전구체 증발온도는 $74~78^{\circ}C$의 온도범위어야 하며 고경도의 코탱층은 54% duty, 14.2kHz, 450V의 조건에서 얻어졌으며 duty, 주파수, 전압이 증가함에 따라 경도는 저하되었다. 이때의 표면 morphology를 SEM으로 조사한바 dome structure가 크게 발달되었음을 알 수 있었다. 본 실험의 온도 범위내에서 얻은 TiCN 증착반응의 활성화에너지는 7.5Kcal/mol이었다. 증착된 TiCN층은 우수한 내마모섣을 나타내었으며 스크래치테스트 결과 17N의 엄계하중을 나타내었다. 본 연구에서 변화 시킨 duty, 주파수, 전압의 범위에서는 층의 밀착력은 크게 변화하지 않았다. titanium isopropoxide를 전구체로 사용하여 Hz, Nz 분위기하에서 d.c.를 사용하는 MO-PACVD에 의하여 Ti(NCO) 코팅층을 SKDll, SKD61, SKH9 공구강에 형성시키는 공정을 개발하였다. 최적의 Ti(NCO) 코탱층을 얻기 위해 유입전구체 부피%의 양은 향착압력의 5%를 넘지 않아야 되고 수소와 젤소 가스비가 1:1일 때 가장 높은 코팅층의 경도값을 나타내었다. 수소와 질소 가스비가 3:7일 때 TiFeCr(NCO)의 복화합물 코팅층이 형성됨을 알 수 있었고 500t의 증착온도에서 얻은 Ti(NCO) 코팅층이 높은 경도값과 좋은 내식성을 나타내었다. 또한 이와같은 Ti(NCO) 코팅공정과 본 실험실에서 개발한 확산층만 형성시키는 plsma nitriding 공정을 결합하여 복합코탱층을 형성하였는데 이 복합코팅층은 고경도와 우수한 내마모성, 내식성 뿐만 아니라 10)N 이상의 뛰어난 밀착력을 나타내었다. 현재 많이 사용되고 있는 PVD법은 step coverage가 좋지 않은 점과 cost intensive p process라는 단점이 있다. MO-PACVD법은 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법으로서 앞으로 지속적인 도전이 요구되는 분야이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.123-131
• /
• 2018

본 연구는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 고속국도 공사 중 발생된 이암 절토 사면의 붕괴 요인 분석 및 대책방안을 제시하였다. 기반암인 이암에 대해 실내시험을 수행하고, 국제 기준에 의거해 공학적인 특성을 규명하였다. 그리고 설계 시 수행되었던 사면안정해석을 재검토 하였다. 또한, Swelling-Slaking 현상으로 인해 기반암인 이암의 강도열화특성을 고려한 안정해석을 추가적으로 수행하였다. 기반암인 이암에 대해 Swelling-Slaking Test 결과, 풍화내구성은 낮음-보통으로 나타났으며, 팽창변형률은 매우 낮음으로 나타났다. 설계 안정해석 검토 결과, 이암의 공학적 특성을 고려하지 않고, 한계평형해석을 이용해 실제와 상이한 결과가 나타났다. 강도열화특성을 고려한 추가안정해석 결과, 사면의 붕괴지점과 안정해석의 최대전단변형률 발생지점이 동일하게 나타났으며, 건기시 우기시 모두 기준 안전율을 만족하지 못하였다. 붕괴 사면의 대책방안으로는 사면경사완화공법이 가장 적절하였다. 유한요소해석을 통해 완화 경사를 산정하였다. 완화 경사의 현장 적용성을 위해 시추공영상촬영과 비교한 결과, 미고결된 이암의 대부분이 제거되는 것으로 나타나 미고결된 이암으로 인한 추가적인 붕괴 위험성은 현격히 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
• /
• pp.15-15
• /
• 2017

본 연구는 필드 작업 시 작업조건에 따른 정식기의 PTO 부하를 측정하고, 이를 이용하여 작업조건에 따른 안전율 시뮬레이션을 목적으로 수행하였다. 부하 계측 시스템은 PTO 축의 부하를 측정하기 위한 토크 센서, 토크 센서에서 발생한 신호를 수집하기 위한 데이터 수집장치, 노트북에 전원을 공급하기 위한 파워 컨트롤러로 구성하였다. 토크센서에서 입력된 부하 데이터를 처리하기 위한 소프트웨어는 Labview(Version 2011, National Instrument, USA)를 사용하였다. 포장시험은 유사한 토양 조건에서 4회 반복 시험을 수행하였으며, 작업속도 고속 조건에서 4개의 주간거리(26, 35, 43, 80cm)와 3개의 식부깊이 (85, 105, 136mm)에 대하여 수행하였다. 안전율 시뮬레이션을 위한 소프트웨어는 KISSsoft(Version 2016, Kissling & Co. AG, Switzerland)를 사용하였다. 식부깊이 85mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업시 각각 굽힘 안전율은 2.2874, 2.4507, 2.7139, 2.8064로 나타났으며 접촉 안전율은 1.1787, 1.2799, 1.3205, 1.3275로 나타났다. 식부깊이 105mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 2.1261, 2.2781, 2.4879, 2.5866로 나타났으며 접촉 안전율은 1.1296, 1.1425, 1.2710, 1.2507로 나타났다. 식부깊이 136mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 1.6587, 1.6651, 1.7824, 2.2198로 나타났으며 접촉 안전율은 1.0030, 1.0104, 1.0450, 1.1931로 나타났다. 주간거리에 따른 식부깊이의 굽힘 안전율과 접촉 안전율은 가장 차이가 큰 주간거리 80cm에서 식부깊이가 85, 105, 136mm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 2.8064, 2.5866, 2.2198로 나타났으며 접촉 안전율은 1.3275, 1.2507, 1.1931로 나타났다. 시뮬레이션 결과 정식기 베벨기어의 안전율은 주간거리가 짧을수록, 식부깊이가 깊을수록 더 낮게 나타났다. 그러므로 정식 작업 시 정식기의 부하와 내구성을 고려하여 적절한 작업조건을 선정해야 함을 알 수 있다. 또한 향후 다양한 토양 조건 및 작업 단수 등에 따른 포장시험을 추가로 진행하여 여러 조건에서의 안전율 시뮬레이션을 수행할 예정이다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.20-28
• /
• 2014

The high velocity oxygen fuel spraying (HVOF) is a kind of surface modification process technology to form the sprayed coating layer after spraying the powder to molten or semi-molten state by the ultra-high speed at the high-temperature heat source and conflicting with a substrate. It is desirable to melt completely the thermal spray powder in order to produce the coating layer with an optimal adhesion, however, because a semi-molten powder in a spray process has the low efficiency and become a factor that degrades the mechanical property by the inducement of pore-forming within the coating layer. To improve the wear resistance, corrosion resistance and heat resistance, in this study, the plungers of high-speed and ultra-high pressure reciprocating hydraulic pumps for oil and water used in ironwork are produced with $420J_2$ and the coating layers of plungers are formed by the powders of WC-Co-Cr and WC-Cr-Ni including the high hardness WC. The surface of these plungers is modified by the super-mirror face grinding machine using variable air pressure developed in this laboratory, and then the characteristics of cross-sectional microstructure, and surface roughness and hardness values between no operation and 100 days-operation are examined and made a comparison. The fine tops and bottoms on surface roughness curve of oil-hydraulic pump plunger sprayed by WC-Cr-Ni are molded more and higher than those of water-hydraulic pump sprayed by WC-Co-Cr because the plunger diameter of oil-hydraulic pump is 0.4 times smaller than that of water-hydraulic pump and the pressure of oil-hydraulic pump exerted on the plunger is operated with the 70 bars higher than that of water-hydraulic pump. As a result, it is found that the values of centerline average surface roughness and maximum height for oil-hydraulic pump plunger are bigger than those of water-hydraulic pump plunger.