• 제목/요약/키워드: 마모계수

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나노다이아몬드가 첨가된 윤활제의 마모 특성 연구 (Study on Wear Characteristics of Lubricants with Nano-diamond Additives)

  • 김승택;김승목;박태희;이정석;이영제
    • Tribology and Lubricants
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    • 제30권5호
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    • pp.291-294
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    • 2014
  • Multiple additives can help improve the performance of generally used lubricants. These additives include MoS2, cadmium, chloride, indium, sulfide, and phosphide, which are harmful to both humans and the environment. Thus, researchers in this industry have been trying to reduce the use of these additives by finding alternatives. Nanodiamonds are one of these candidates. Nanodiamond particles are very hard, chemically stable, and highly heat-conductive. This research involved uniformly dispersing nanodiamond particles in marine engine oils via a matrix synthesis method at various concentrations (0, 0.1, 0.3, 0.5, and 1.0 wt). Friction and wear tests involved constant loads on ball-on-disk specimens, where the ball was AISI 51200 steel, the disk was AISI 1020 steel, and the sliding speed was 0.217 m/s. The lowest wear occurred at a suitable concentration of nanodiamonds (0.3 wt). However, excessive amounts of nanodiamonds caused them to act as abrasive debris because of their hardness, which increased the wear amount. The friction coefficient decreased as the nanodiamond concentration increased because their octagonal, almost spherical shape caused them to act as rolling contact elements between two surfaces.

향상된 폴리우레탄 기반 자기유변탄성체의 마찰 마모 특성연구 (Friction and Wear Properties of Improved Polyurethane Based Magneto-Rheological Elastomer)

  • 연성룡;홍성근;이광희;이철희;김철현
    • Tribology and Lubricants
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    • 제28권6호
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    • pp.333-339
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    • 2012
  • Typical magneto-rheological (MR) elastomers consist of silicon-based material. A number of studies have been carried out to evaluate the vibration and tribological characteristics of silicon-based MR e-lastomers. However, these elastomers have quite low strength, so they have low wear resistance. In this study, polyurethane-based MR elastomers with performances better than those of MR elastomers. Experiments have been conducted on different MR elastomers (Pu MR elastomer, Pu-Si MR elastomer, and Pu-wrapped-Si MR elastomer) and different predefined magnetic directions (Non-Direction, Vertical Direction, and Horizontal Directionality) to evaluate the friction and wear performance under a magnetic field. The results show that Pu-wrapped-Si MR elastomer with a horizontal predefined magnetic field has the best performance in terms of wear.

차량용 마그네틱 클러치의 마찰 특성 (Friction Characteristics of Magnetic Clutch Used in Automobiles)

  • 김동욱;김경웅
    • Tribology and Lubricants
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    • 제25권4호
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    • pp.243-249
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    • 2009
  • A magnetic clutch consists of pulley and disk. It delivers and isolates the power needed for the operation of the compressor used in automotive air conditioning system. To improve the performance, efficiency and durability of automotive air conditioning system, appropriate design of pulley, disk and system working parameters(the magnitude of magnetic force, and so on) is necessary. For that goal, it is required to understand the friction characteristics of magnetic clutch for the initial operating time. In this study, friction tests were carried out in order to investigate the effect of sliding velocity on the friction characteristics of magnetic clutch using pin-on-disk type friction and wear tester. For experiments, pulley and disk used in real automotive air conditioning system were considered. Friction experiments were conducted under various sliding velocities, and coefficients of kinetic friction were obtained. Under the experimental conditions considered in this study, the coefficients of kinetic friction increased with the increase of test number(sliding distance) and decreased with the increase of sliding velocity.

Ti-계 코팅이 SCM415강의 마찰.마모 특성에 미치는 영향 (Effect of the Ti-series Coating on the Friction and Wear Characteristics of SCM415 Steel)

  • 장정환;탁성훈;장기;허철수;류성기
    • Tribology and Lubricants
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    • 제26권3호
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    • pp.162-166
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    • 2010
  • The purpose of this study is to show the friction and wear characteristics on the vapor deposited Tiseries coating layers on the SCM415 steel. In this research, frictional wear characteristic of coating materials such as TiN, TiCN, TiAlN was investigated under room temperature, normal air pressure and dry lubricating condition. Therefore this study carried out research on the friction coefficient, micro hardness(Hv), roughness, SEM on the vapor deposited coating layers on the SCM415 steel.

potential of Noncircular Fiber as Reinforcing Material l. C-type carbon fiber

  • Boh, Shim-Hwan;Rhee Bo sung
    • 한국재료학회지
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    • 제4권7호
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    • pp.817-822
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    • 1994
  • 비슷한 역학적 특성을 갖는 단면의 형상이 C형인 탄소섬유와 전형적인 원형탄소섬유를 에폭시를 모재로 하여 상호의 단면 형상이 강화 효과에 미치는 영향을 실험하였다. 실험결과 C 형 탄소 섬유 강화 복합재가 굴곡강도(218%), 굴곡탄성률(223%), 충간전단강도(157%), 충격강도(227%), 횡굴곡강도(184%)등의 모든 기계적 특성 부분에서 우수한 성능을 보였으며, 또한 재료의피로수명, 마찰/마모계수와 같은 기계적 특성과도 많은 상관을 보이는 것으로 알려진 제진(damping)특성에 있어서도 약 185% 정도의 높은 값을 보였다. 본 연구팀은 이와 같은 비원형 탄소섬유(C형)의 강화 효과및 가능성을 확인하여 제시하는 바 이다.

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클로로부틸 고무 함량이 클로로부틸 고무 블렌드물의 기계적 물성에 미치는 영향 (Effects of Chlorobutyl Rubber Content on the Mechanical Properties of Chlorobutyl Rubber Blends)

  • 박차철;표경덕
    • Elastomers and Composites
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    • 제45권4호
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    • pp.280-285
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    • 2010
  • CIIR에 BR, SBR 및 NBR을 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드물의 마찰계수와 내마모특성 및 물리적 특성 변화 등을 검토하였다. 영구압축줄음율 측정에서 블렌드비율 25%에서 가장 높은 값을 나타내어 변형에 대한 저항 특성이 가장 낮은 것으로 나타났다. SBR, NBR, BR이 CIIR에 블렌딩됨에 따라 블렌드물의 마찰계수는 산술평균적으로 저하하는 경향을 나타내었다. 마찰력 향상을 위하여 BR에 CIIR을 블렌딩하는 경우 마찰계수 증가에 의한 접지력 향상보다는 내마모 성능 저하에 의한 마이너스효과가 더욱 큰 것으로 나타났다.

모재/중간층/박막의 H/E ratio 구배에 따른 Cr계 경질 박막의 기계적 특성에 관한 연구

  • 김회근;송면규;이상율
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.135-135
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    • 2018
  • 천이금속 질화물 코팅은 우수한 기계적 특성들로 인해 공구 코팅으로 많이 사용 되어왔다. 그 중에서도 특히 Cr계 경질 코팅은 높은 경도와 낮은 표면조도, 우수한 마찰특성 등 뛰어난 기계적 특성을 나타내므로 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구산업의 발전으로 인해 공구가 더욱 가혹한 환경에서 사용됨에 따라, 공구의 수명을 향상시키고 보호하기 위해 코팅의 높은 밀착력이 요구되고 있으며, 모재와 코팅 사이에 중간층을 합성함으로써 공구의 밀착력을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이전 연구에서 모재/중간층/코팅간의 경도와 탄성계수 비율(H/E ratio)의 구배가 코팅의 밀착력에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로, WC 모재와 Cr계 코팅의 중간값의 H/E ratio를 갖는 중간층의 합성을 통해 코팅의 밀착력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는, 코팅의 밀착력을 향상시키기 위해 다양한 중간층을 증착한 CrZrN, CrAlN 코팅을 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장비를 이용하여 합성하였다. 모재로는 디스크 형상의 WC-6wt.%Co 시편을 사용하였고 Cr, Zr, Si, Al single 타겟을 이용하여 Cr, CrN, CrZrN, CrZrSiN 등의 중간층이 증착된 코팅을 합성했다. 코팅의 합금상, 경도 및 탄성계수, 미세조직 및 조성, 표면 조도을 확인하기 위해 X-ray diffractometer (XRD), Fischer scope, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy를 사용하였고, 코팅의 밀착 특성을 분석하기 위해 scratch tester와 optical microscopy (OM)를 이용하였다. 코팅의 내열성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 500, 600, 700, 800, 900, $1,000^{\circ}C$로 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였다. CrZrN 및 CrAlN 코팅을 나노 인덴테이션으로 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(33.4-35.8 GPa)와 탄성계수(384.1-391.4 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, 코팅의 마찰계수는 중간층의 종류에 따라 다른 값을 보였다. CrZrN 코팅의 경우 CrN 합금상 중간층을 갖을 때 가장 낮은 값을 보였으며, CrAlN 코팅의 경우 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착하였을때 마찰계수는 0.34로 CrZrN 중간층을 증착하였을 때(0.41)에 비해 낮은 값을 보였다. 또한, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아, CrN/CrZrSiN 중간층을 합성한 CrAlN 코팅의 내마모성이 상대적으로 우수한 것으로 판단된다. 코팅의 밀착력의 경우도 마찰계수와 비슷한 경향을 보였다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 모든 코팅을 열처리 후 경도 분석 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었고, 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 SiNx 비정질상의 우수한 내산화성에 의한 결과로 판단된다.

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터빈 익렬 주위에서의 부유입자 유동 및 마모량 해석 (Analysis of Particle Laden Flow and Erosion Rate Around Turbine Cascade)

  • 김완식;조형희
    • 한국추진공학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.14-23
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    • 1998
  • 본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기중에 부유되어 있는 입자들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 화산 지역, 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지, 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어 진다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져 올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지 입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 입자의 유입각에서 라그랑지안 방법을 적용하여 압축기 날개 유로로 부유된 입자의 궤적을 예측하고 입자의 충돌에 의한 충격량을 계산하였다. 아울러 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 해석하였다. 세라믹과 연강에 대한 날개 표면의 마모량을 계산하였으며, 이러한 예측들을 통하여 표면에의 코팅 등의 개선책을 찾을 수 있었다.

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다구찌법을 활용한 헤딩공정설계 최적화 연구 (A study on the cold heading process design optimization by taguchi method)

  • 황준;원진환
    • 한국결정성장학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.216-225
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    • 2023
  • 본 연구에서는 냉간 헤딩 공정에서 성형하중과 펀치 금형의 마모 감소를 통한 펀치 수명 증대를 위해 헤딩용 펀치 형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 냉간 헤딩 펀치와 성형공정에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 성형하중과 유동 특성 분석, 펀치금형에 집중되는 유효응력 및 마모량에 대하여 분석하였으며, 이를 통해 금형 마모와 밀접한 주요 설계인자를 확인하였다. 펀치금형의 최적설계 변수로서는 펀치 금형 포인트각(Point angle), 에지 반경값(Corner radius), 펀치소재재종(die material type), 마찰계수(friction coefficient) 등의 4가지 변수를 대상으로 4인자 3수준 인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계 인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 냉간 헤딩용 펀치 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 펀치에 발생하는 최대유효응력은 최대 8.9 % 감소 효과를, 최대 펀치 마모 깊이는 37 % 감소 효과를, 성형하중은 평균 20% 수준 의 감소효과를 얻을 수 있었다. 현재, 소성 성형제품군이 적용되는 자동차, 건설 플랜트사에서 요구되는 고품질에 대응하면서도 적정 제조원가 절감을 위한 성형성 개선을 위한 성형공정개발 및 금형설계의 최적화가 지속적으로 필요하며, 향후 연구 결과를 현업에 적용하여 제품 성형성 개선 및 금형수명 증대 관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

봉착용 유리와 Mn-Zn 단결정 Ferrite와의 봉착특성에 관한 연구 (The sealing Characteristics of sealing glasses and Mn-Zn single crystal ferrite)

  • 윤성기;한중희;강원호
    • 한국재료학회지
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    • 제1권4호
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    • pp.221-228
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    • 1991
  • 본 연구는 computerdisk drive와 VTR head에 사용되어 지고 있는 ferrite head cores의 gap 형성에 적합한 유리의 봉착특성에 관하여 고찰하였다. 유리의 특성측정은 열팽창 계수, 미세경도, 내마모성을 측정하였으며 계면에서의 원소 농도분포는 WDS에 의해 관찰하였고 젖음성은 고온 현미경으로 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. $PbO-B_2O_3$계 봉착용 유리에 있어서 PbO의 함량이 증가함에 따라 열팽창계수와 마모량이 증가하였으며 $B_2O_3$함량이 증가함에 따라서는 열팽창계수와 마모량이 감소하였다. 2. $PbO-B_2O_3$계 유리에 있어서 contact angle은 PbO함량에 주로 영향을 받는다. 3. 열팽창계수의 증가에 따라 봉착온도는 비례적으로 낮아지는 경향을 나타내었다. 4. Mn-Zn single crystal ferrite와 $PbO-B_2O_3$계 봉착용유리의 융착 계면에서의 확산은 ferrite성분이 glass측으로 소량확산이 이루어졌으며 봉착 열처리 시간에 따라서는 거의 영향을 받지 않았다.

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