• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1992.11a
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• pp.63-76
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• 1992

금속재료에 경도가 큰 TiN을 코팅하면 우수한 내마모성능을 얻을 수 있기 때문에, 이 TiN 코팅은 절삭공구나 금형등의 수명을 향상시킬 수 있는 방법이라고 기대를 모으고 있다. 특히 최근에는 물리증착법이 개발되어, 비교적 낮은 온도에서 연화되는 재료에도 코팅할 수 있게 됨에 따라, 엔드밀, 드릴등의 고속도강계의 절삭공구나 금형등의 수명을 크게 향상시킬 수 있는 방법으로 이 TiN코팅이 커다란 주목을 받게 되었다. 그러나 이 TiN 코팅이 미끄럼중에 어떻게 마모되는지는 아직도 잘 알려지지 않고 있다. 본 연구의 목적은 고속도강에 코팅된 TiN의 마모기구를 실험적으로 관찰하여 규명하는 것이다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.4 no.1
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• pp.36-41
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• 2003

The purpose of this study was to find a way to lengthen the life of hot closed forging die. The fluid interpretation on the plastic deformation of billet of billet was performed by finite element method. And design modification on the impression shape was also performed. The defaced part on the impression surface was mended by the developed build-up welding method. The die life was 3,000 units but alter the procedure it was lengthened up to 5,000.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.311-312
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• 2008

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.12 no.3
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• pp.1-9
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• 2007

This paper deals with manufacturing conditions to increase the working die's life span which are the key factor in the manufacturing process of the coins and medals. Using the boundary element method, the stress diagram for the coining die was obtained, which was used to find the life span of working die. To iud the working die's life span related to the diameter of collar and blank coin, eight different sizes were tested and the optimal condition was obtained. With the adjusted impressing force, the working die's life span was increased up to 60 percent.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.12 no.4
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• pp.47-54
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• 2013

The main cause of die failure in hot forging is wear. Die wear directly generates the gradual loss of part tolerances, thereby causing deterioration in the dimensional accuracy of a forged part. It is very important to estimate forging cycles, called as die life, at which the die should be repaired or replaced. In this study, in order to estimate the hot forging die life, the finite element simulation of wear on an asymmetric part like a ball joint socket used in vehicle was carried out based on Archard's model. Finite element simulation results were compared with wear amounts of a used die that were measured using a contact stylus profilometer. The simulation results were in relatively good agreement with measurements obtained from the virtual die which was used by 7,000 forging cycles in a forging industry. Consequently, the die life in the hot forging of the ball joint socket was estimated by 10,500 forging cycles on the finisher die.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2005.05a
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• pp.93-95
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• 2005

와이어 컷 방전가공은 자동운전을 가능하게 한 NC가공 장치를 대표할 만한 가공법이다. 기존 기계가공으로 가공하기 어려운 형상의 제품을 쉽게 제작할 수 있다 그러나 기계가공으로 제작된 금형에 비해 수명이 현저히 저하된다. 이러한 요인은 와이어 컷 방전가공으로 제작된 금형 표면에 가공 변질층이 발생함으로 인한 것으로 사료된다. 이에 본 논문에서는 기계가공과 와이어 컷 방전가공으로 제작된 시편의 가공면 표면 특성을 비교하여 그 요인을 분석하고자 하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2001.05a
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• pp.224-228
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• 2001

자동차용 Al Wheel의 반복 금형 주조 공정에 있어서의 적정 냉각조건 확립 및 수축공 등의 주조결함을 제어하기 위하여 3차원 응고, 유동, 응력 해석 프로그램 연동 기술과 자동 금형온도 조절장치를 실제 현장에 적용하여 생산되는 Al Wheel 제품의 최적 주조조건 및 냉각조건을 확립하였다. 주조과정 중의 금형의 온도 변화 및 주물의 응고, 유동 거동은 수치해석 결과와 잘 일치하는 경향을 나타내었다. 또한 금형온도 자동 조절 장치를 사용함으로서 금형 작업온도의 가열 및 유지가 정량적으로 제어 가능하며, 제품 품질의 유지 및 Cycle Time 최적화를 이룰 수 있으며 궁극적으로는 금형 수명 연장 및 생산성 향상 등을 이룰 수 있었다.

• Design & Manufacturing
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• v.13 no.2
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• pp.49-53
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• 2019

The temperature distribution and lifetime of molds were predicted by computer simulation analysis with various spraying and blowing process of high pressure die casting. After varying the spraying angle and time, the mold temperature, heat exchange and mold life were predicted. As the spraying angle increases, the maximum temperature of the mold decreases, which is because the spraying area increases and the heat exchange with the mold increases. Heat exchange occurs more actively in the blowing process than in the spraying process. This is because the cooling is not performed due to the steam generation. When the spraying angle is 50 degree, the minimum life of the mold is analyzed 200 times. After adjusting the blowing time from 5s to 3s, the minimum lifetime of the mold has been increased almost twice.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.105-105
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• 2010

자동차 차체부품에 적용되는 플라스틱 소재는 강도와 내마모성, 내충격성의 충분한 물성확보가 필요하며, 이에 플라스틱 소재의 기계적 특성 향상을 위해 유리 섬유가 다량 함유된 복합소재적용이 증가하고 있다. 반면 플라스틱이 고강도화함에 따라 제품 성형을 위한 사출 금형을 손상시키는 사례가 빈번하게 발생하고, 소재의 유동성 저하에 따른 사출 불량이 증가하고 있어 고강성 플라스틱 복합소재에 대응하는 고경도, 고내마모 특성이 부여된 사출 금형의 개발이 시급한 실정이다. 특히 사출 금형에 사용되는 소재는 기존 소재에 비해 우수한 내마모성과 함께 고광택을 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 이에 따라 유럽, 일본과 국내 연구진에 의해 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 일본에서 개발되어 국내에도 소개된 래디칼 질화는 기존 질화법에 표면의 화합물 층만을 제어하는 것으로 다소의 표면 광택 효과는 있으나, 플라스틱 사출에 그대로 적용하기에는 무리가 따르므로 그 용도가 극히 제한적이다. 본 연구에서 적용한 나노 질화기술은 0.1torr 이하의 고진공에서 고밀도의 플라즈마 에너지를 발생시키는 방법으로 화합물층이 없는 나노 크기의 질화층을 소재 표면에 형성시키는 기술로서, 처리 후에도 표면의 색상 및 광택의 변화가 없는 것을 특징으로 한다. 또한 표면 경도 및 피로 특성을 향상시킴으로써 금형의 내구 수명을 향상시킬 것으로 기대된다. 본 연구에서는 KP4 금형 소재를 사용하여 플라즈마 이온 질화 시험 조건에 따른 소재의 경도 및 내마모 특성을 파악하고, 미세 조직 분석 및 XRD 분석 등을 통해 내마모 특성 향상에 대한 기본 특성을 평가하였다. 또한 인장시험을 통해 인장강도, 항복강도 및 연신율을 파악하고, 이를 토대로 고주기 피로시험을 실시함으로써 S-N curve를 얻고, 이를 통해 피로 강도 및 피로 수명에 미치는 나노 질화 처리의 영향을 파악하고자 하였다. 플라즈마 이온 질화 시험은 질소와 수소 비율($N_2:H_2$), 진공도, Screen bias voltage, Bias voltage를 변화시켰으며, 챔버 온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였으며, 처리시간도 3시간으로 고정하였다. 질소와 수소의 비율은 3:1일 때 최고의 내마모 특성을 보였으며, 진공도는 내마모 특성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. KP4의 초기 경도값은 약 302 Hv인 반면 최적의 나노 질화처리를 거친 시편에서는 800Hv 이상의 Vickers 경도값을 보였다. SEM 미세조직 분석과 EPMA를 통한 성분 분석을 시행한 결과 표층으로부터 약 $1.5{\mu}m$의 나노질화층을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.166-166
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• 2011

연료전지 핵심 부품 가운데 하나인 분리판(Bipolar plate)는 막전극체(MEA), 기체확산층(GDL)과 함께 발생한 전류의 수집 및 전달, 반응 가스의 수송, 반응/생성물의 수송 및 제거, 반응열 제거 등을 위한 냉각수 전달 등의 다양한 역할을 담당한다. 이러한 역할을 위하여 분리판은 우수한 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구되어 진다. 기존의 연료전지용 분리판은 흑연계 소재 및 수지와 흑연을 혼합한 복합 흑연 재료를 통해 제조하여 요구 되어지는 물성을 만족시켜 왔으나 흑연계 분리판의 경우 강도 및 가스 밀폐성 측면에서 낮은 특성을 보이며 특히 고가의 제조 공정 비용과 낮은 양산성으로 인하여 자동차 연료전지 상용화에 수많은 해결 과제를 안고 있었다. 흑연계 분리판의 이러한 문제점을 대체하기 위한 연구로 최근 금속계 분리판의 적용 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속계 분리판은 양산 제조 공정이 적용 가능하여 대량생산이 가능하며 자동차 연료전지 스택의 경량화 및 박판화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 박판의 스테인리스강을 소재로 적용한 금속분리판의 양산을 위하여 반드시 선행되어야 할 연구가 바로 금형 코팅 연구이다. 일반 자동차 생산 금형을 평균 약 50만타로 예측한다면 연료전지 금속계 분리판 성형 금형의 현재 수명은 약 10만타로 추정 가능하다. 이러한 원인은 고하중의 프레스 사용과 정밀 금형으로 인한 극한 공정 조건으로 야기된 결과이며 문제 해결을 위하여 성형 금형에 PVD 코팅 적용 연구를 진행하였다. 성형 금형의 PVD 코팅 적용을 통하여 금형 교체 주기 감소를 통한 생산 원가 절감 및 이형성 개선을 통한 성형성 확보를 목표로 본 연구를 진행하였다.