• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.9-14
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• 2007

In this paper, a rotating tool clamping device was developed based on a shape memory alloy(SMA) and its feasibility as a tool holder was experimentally explored. The SMA-based device was able to alter clamping to unclamping through temperature control within 1 second. The means and repeatability(${\sigma}$) of the tool clamping force were 185.5N and 6N respectively and its drifts were less than 3% for an hour. Considering the temperature hysteresis of the SMA-based tool clamping device, it is necessary to heat the SMA ring to around $50^{\circ}C$ after tool change to obtain more clamping force.

• 한국표면공학회지
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• 제20권1호
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• pp.15-24
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• 1987

超硬合金과 高速度鋼에 TiC, TiN 그리고 $Al_2O_3$의 耐 마모 코우팅시에 사용되는 CVD와 PVD 기술을 M E Sjostrand와 A G Thelin 등이 본 논문에서 논의하였다. 또한 CVD와 PVD 의 특별한 장점과 응용영역에 대하여도 토의하였다. 수년동안 CVD 기술은 금속질화물, 금속탄화물 그리고 금속산화물 등의 耐 마모 코우팅을 생산하는데 성공적으로 사용되어 왔다. Munster와 Ruppert에서는 1950년대 초기에 TiC와 TiN의 CVD 공정을 연구했는데 이런 코우팅 재료의 높은 화학적 안정성과 더불어 高硬鋼라는 독특한 성질로 인해 그 주요 영역이 명백해졌다. 1968년에 처음으로 CVD법에 의한 보호막 코우팅의 대규모 응용이 이루어졌는데 그것은 超硬合金 절삭공구의 코우팅이었다. (그림1 참고) 이것은 硬금속산업에 있어서 가장 중요한 발전단계였다. TiC, TiN 그리고 $Al_2O_3$로 코우팅된 공구의 생산은 1970년대에 빠른 성장을 보였으며 오늘날 사용되는 절삭날의 50% 이상을 점유하고 있다. (그림2 참고) TiC와 TiN은 현재 이용되고 있는 모든 耐 마모 코우팅 중에서 독보적인 위치를 차지하고 있다. 그 이유는 생산과정이 비교적 단순하기 때문이다. 지난 5년동안 절삭공구와 總形바이트의 코우팅에 대한 PVD기술의 응용이 폭발적으로 증가했다. 증착기술인 이들 CVD와 PVD 각각은 자체의 독특한 장점이 있으므로 그 응용영역은 증착조건, 즉 기지금속의 접착성과 증착온도 그리고 증착속도등에 따라 매우 다를 것이다. PVD 공정으로 인해 고속도 공구강이 급속도로 발전되었고 더우기 PVD공정은 500$^{\circ}C$ 이하의 증착온도에서 brazed carbide 공구의 코우팅을 가능하게 하였다. 따라서 두 증착기술은 서로 상반적이라기 보다는 상호보완적인 것이라고 생각하는 편이 더 좋다.TEMPLA에 비해 CLB의 수가 15.58% 감소되었다. 높은 활성을 나타내었다. 정제된 효소의 최적온도는 40$^{\circ}C$이었으며 20~50$^{\circ}C$에서 비슷한 활성을 나타내었고, 30$^{\circ}C$에서는 60분동안 효소활성이 거의 상실되지 않았다. 정제된 효소는 ethanol과 chloroform 처리에는 안정하였으나 12mM AT 와 0.1mM $NaN_3$ 및 1mM KCN에 의해 90% 이상의 활성이 억제되었다.이에 근거하여 서울시 학생들($7{\sim}18$세)의 만성신부전증 유병률은 1백만명당 5.7명으로 추정되었다. 결론 : 서울시내 학생들 중 11세, 14세, 17세 3개 군에서 한 번 검사로 확인된 무증상 단백뇨의 유병률은 0.28%(약 2.8명/1,000명)이었고 이들중 약 5%만이 3차검사에서 신질환이 의심되었으며 이에 따른 신질환 유병률은 1만명당 1.4명이었다. $7{\sim}18$세 연령층에서 무증상으로 발생하는 사구체 신질환 중에는 IgA 신병증의 유병률이 가장 높아 1만명당 0.64명으로 추정되었고 만성신부전증의 유병률은 1백만명당 5.7명으로 추정되었다. 집단뇨 검사를 통해 확인되는 신질환은 대부분 사구체 질환이기 때문에 집단뇨검사의 의의는 좀더 연구가 필요할 것으로 생각되었다. 오히려 증상을 동반하는 경우보다 빈도가 증가한다는 사실은 집단뇨 검사에서 소변의 이상소견이 발견되어 신장 조직검사를 실시할 경우 혈청 $C_3$치의 감소 여부에 관계없이 MPGN도 진단적 고려 대상이 되어야 한다고 생각한다.신장 조직검사를 시행한 결과 진행성 경과를 취할 수 있는 막 증식성 사구체 신염과 매우 희귀한 증례인 신유전분증 등으로 진단됨으로써 지속성 단백뇨의 경우 정확 진단적 접근이 필수적임을 알 수 있다. 기립성

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.166.1-166.1
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• 2016

각종 부품의 내마모성 및 내식성을 개선하기 위해서 금속물질에 나노두께의 보호막층을 입혀 경도를 높이는 표면처리 기술이 개발되고 있다. TiN막은 기계적 경도, 내마모성 및 내식성이 우수하여 수없이 연구되어 왔으며 박막의 두께에 따라 다양한 색상표현이 가능하다는 연구도 진행되고 있다. 이러한 TiN 박막의 연구결과로 높은 경도와 강도를 요하는 절삭공구에 하드 코팅을 이용하여 높은 절삭력으로 고효율적인 작업환경을 조성할 수 있다. 기존에 연구되어 온 TiN박막은 Ar과 N2의 혼합가스 분위기에서 증착된 반면 본 실험에서는 영구자석을 이용한 고밀도 플라즈마로 높은 점착성과 균일한 박막 및 대면적 공정이 가능한 RF-magnetron sputtering방법을 이용하여 N2 분위기에서 TiN박막을 $100^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$의 온도범위에서 $100^{\circ}C$간격으로 열처리 후 증착하여 비교실험을 하였다. 이와 같이 제작된 TiN박막을 XRD(X-ray Diffraction)를 사용하여 결정성을 확인한 결과 온도가 높을수록 (111)방향의 결정성장이 뚜렷하게 나타났으며 그 외 Scratch Test와 HM-220(Micro-vicker's tester)를 사용하여 경도특성을 확인하고 SEM(Scanning Electron Microscope), AFM(Atomic Force Microscope)를 이용하여 박막의 표면형상을 측정하였다. 이러한 측정 결과로 향후에는 높은 내마모성 및 초경도가 요구되는 절삭공구 및 경질표면코팅이 필요한 금속산업분야에 적용이 가능 할 것이라 사료된다.

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

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.353-359
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• 2017

금형 산업과 다양한 산업에서 사용되고 있는 CNC공작기계는 최근 첨단 제품이나 신제품 설계에서 공정의 증가로 생산 품질과 작업자의 안전성 측면이 중요해지고 있으며, 생산제품의 품질을 균일하게 하고 재현성을 향상시키기 위한 최적 절삭 조건 선정 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 공구의 기하학적 모델링을 진행하고 생산 제품의 재현성 향상을 위한 조건 선정 선행 연구와 기존의 공구 인서트를 바탕으로 Solidworks 설계 프로그램을 이용하여 공구 인서트를 모델링하였다. 모델링 데이터를 바탕으로 AdvantEdge를 사용하여 절삭 공정에서 절삭력, 공구 응력, 그리고 온도의 변화에 대한 해석을 진행하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.26-26
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• 2011

Fe계 TiC 합금은 미량의 합금원소를 첨가시켜 경화능, 내식성, 내마모성 성질을 개선한 특수 공구용 재료로서 현재 절삭, 내마모성, 광산, 금형재료 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 금속과 세라믹의 복합재료인 초경합금은 비열처리용 공구강으로 WC, TiC 등의 4, 5, 6족 금속탄화물에 Co, Ni, Fe등의 철족이 결합금속으로 소결한 복합재료로 WC-Co계 초경합금이 주종을 이루고 있으나, 전략 소재로서 고가인 Co 원료를 대체하기 위한 재료로서 초경재료의 고경도와 공구강의 경제성 및 가공성의 장점을 이용한 Fe-TiC계 초경합금의 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe기지에 서브마이크론 크기의 미세한 TiC 입자가 균일하게 분산된 Fe-TiC 복합분말을 경제적으로 제조하기 위해 순수한 Fe, Ti 원료분말에 비해 단가가 낮고 미세 분쇄가 용이한 FeO, $TiH_2$ 분말을 고에너지 밀링 후 반응 열처리 시키는 유사 기계화학적 공정을 시도하였다. 조성비 Fe-30wt%TiC 복합분말을 제조하기위해 마이크론(micron) 크기의 FeO, $TiH_2$, C 분말을 사용하였고, 1단계로 FeO와 C을 고에너지 밀링으로 혼합 후 반응시켜 환원시키는 공정과 2단계로 이렇게 환원된 분말과 TiH2를 고에너지 밀링으로 다시 혼합, 분쇄한 후 반응열처리 하는 두 단계 공정을 사용하였다. FeO의 환원 단계에서는 $700{\sim}1,000^{\circ}C$ 온도 범위에서 1시간 유지하였고, 고에너지 밀링 시 밀링시간, 회전속도를 변수로 두고 실험하였다. 환원된 분말은 수평관상로를 이용해 아르곤분위기에서 $1,000{\sim}1300^{\circ}C$까지 1시간 유지하여 반응열처리시켜 Fe-TiC 복합분말을 제조하였다. 준비된 복합분말을 XRD와 FE-SEM, EDS, 입도분석기 (LPSA) 등을 이용해 분말의 형태와 특성, 상, 조성, 입도, 분산도 등을 조사하였다. 제조된 Fe-TiC 나노복합분말을 방전플라즈마소결(SPS) 과 상압소결 실험을 진행하였다. Fe-TiC 복합분말 제조공정의 첫 번째 단계인 FeO의 환원반응은 $800^{\circ}C$이상의 온도에서 Fe로 환원이 진행됨을 확인하였다. 두 번째 단계인 반응열처리공정에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상에서 TiC가 형성됨을 XRD 상분석을 통해 확인할 수 있었고, $1,100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 반응열처리를 했을 때 XRD 분석결과와 산소 조성 분석 결과로부터 반응의 완결성과 순도에서 최적 온도 조건임을 확인하였다. 온도를 $1,300^{\circ}C$로 증가시킬 경우 반응의 완결성에 큰 변화가 없는 반면 분말입자간의 목형성이 일어나 가소결 되는 것을 FE-SEM을 통해 관찰하였다. 또한 최적조건으로 제조된 Fe-TiC 복합분말의 입도분석과 FE-SEM/EDS 관찰/분석을 시행한 결과 평균 입도 0.6 ${\mu}m$의 미세한 Fe-TiC 복합분말 내에 Fe분말 주변과 내부에 나노크기의 TiC입자가 균일하게 분산되어 존재하는 것을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.63-67
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• 2001

근래 가공소재로 폭넓게 활용되고 있는 신소재의 대부분은 난삭재로 분류되고 있으며 난삭재 사공에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 난삭성에 영향을 미치는 민감한 요인은 재표특성과 가공요소의 복합성을 들 수 있고, 난삭재의 가공은 재료마다 그 최상요건이나 가공방법이 다르므로 일률적인 취급은 곤란하여 각각의 특성을 정확하게 파악하는 것이 중요하다고 하겠다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.125-126
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• 2007

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.95-96
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• 2006

This study examined the effects of the tempering temperatures($360-420^{\circ}C$) on the mechanical properties of the carbon tool steel (SK4M) for flat spring. Hardness test, tensile test and fatigue test were performed at room temperature($20^{\circ}C$). The tensile strength and yield strength of $390^{\circ}C\;and\;420^{\circ}C$ tempered SK5M were 0.93-0.97 times and 0.81-0.87 times those of $360^{\circ}C$ tempered SK5M, respectively. The fatigue limit of $360-420^{\circ}C$ tempered SK5M were 35-40% of tensile strength of $360-420^{\circ}C$ tempered SK5M, respectively.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.693-696
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• 2002

This study examined the effects of the testing temperature on the mechanical properties of the carbon tool steel (SK4M) for flat spring. Hardness test and fatigue test were performed at room temperature ($20^{\circ}C$). Tensile test and creep test were performed at temperature range $20^{\circ}C$ ~$160^{\circ}C$. The micro-vickers hardness values of SK4M was Hv=584. The Elastic modulus, tensile strength and yield strength of SK4M at 160t test temperature were decreased 0.92 time, 0.97 time and 0.82 time those of SK4M at 2$0^{\circ}C$ test temperature, respectively. The maximum creep strain for 100hr at creep temperature ($80^{\circ}C$ ~$160^{\circ}C$) and creep stress ($37.4Kgf/\textrm{mm}^2$ ~$93.6Kgf/\textrm{mm}^2$) was 0.572%. The fatigue limit of SK4M was $94Kgf/\textrm{mm}^2$.