• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.143-143
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• 2017

CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내산화성 및 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 다양한 코팅 물질을 활용하여 다층 코팅을 합성함으로써 난삭재용 공구 코팅의 물성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrZrN, CrN, CrN/CrZrSiN 등의 중간층을 합성하여 CrAlN 코팅의 상온 및 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되었다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 코팅의 고온 특성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였고, $500^{\circ}C$ annealing 코팅의 표면 조도 분석 및 $500^{\circ}C$에서 마찰마모시험을 실시하였다. CrAlN 코팅의 상온 특성을 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.33로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 향상된 값 보였으며, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 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, 0.083 으로 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. 내열성 시험 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었다. $500^{\circ}C$ annealing 후 진행된 표면 조도와 마모시험 결과, 모든 코팅의 조도 값 및 마찰계수는 상온 값에 비해 증가하였으며 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 변화량이 가장 낮은 값을 보였다. 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상이 고온 annealing시에 산소 차폐막 역할을 하여, 코팅내의 잔류 산소에 의한 산화작용을 효과적으로 방지함으로써 코팅의 고온 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.772-778
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• 2007

곡선통과 새마을호 열차의 마모 특성을 평가하기 위하여 다량 편성 해석모델이 사용된다. 이 모델과 ADAMS/Rail를 사용하여 마모 특성과 관련된 변수의 변화에 따른 민감도 해석이 수행된다. 저속에서 우측 차륜의 마모도와 미끄럼도가 좌측 차륜보다 높으나, 고속의 경우는 좌측 차륜이 우측 차륜보다 높다. 곡선반경의 감소에 따라 마모도와 미끄럼도가 증가한다. 완화곡선의 길이가 증가하련 마모도와 미끄럼도가 증가한다. 또한 캔트가 증가하면 마모도와 미끄럼도가 증가한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1197-1202
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• 2010

우리는 자동차 엔진을 지지하기 위한 고무에 대한 마찰특성을 연구하였다. 본 논문은 실험실에서 개발된 테스트 장비를 사용하여 여러 고무의 마찰 마모 특성을 실험적 연구에 의해 분석하였다. 마찰특성은 하중과 온도, 속도 등과 같은 여러 가지 조건 하에서의 마찰력과 수직하중으로부터 측정되었다. 따라서 자동차는 물론 각종 구조용으로 사용되어 지고 있는 고무는 여러 조건에 따라 마찰특성의 관계를 연구하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.125-133
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• 2011

The wear of rubber track being in contact with the road surface is an important subject because it decreases the traction performance and the operating efficiency of tracked vehicle. For the above reasons, many attempts have been made to quantitatively calculate the rubber track. However, it depends on the experimental methods which are highly time- and cost-consuming. Therefore, the numerical simulation approach is highly desirable, but it needs to model the complex geometry and the material behavior in details as well as the interaction with the road surface. In this study, the rubber track and its material behavior are elaborately modeled since these factors are very important in the prediction of the wear rate of the rubber track. Accordingly to the studies on the rubber wear by previous investigations, it has been found that the wear is greatly influenced by the frictional energy. The frictional energy of rubber track is computed by utilizing the 3D finite element analysis of the rubber track, and the wear rate is evaluated making use of the frictional energy and a wear model.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.12-22
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• 1999

알루미늄 기지 금속복합재료는 비강도, 비강성, 경도가 뛰어난 것으로 널리 알려져 있으며, 높은 마모 저항으로 인해 점점 중요한 재료로 인식되고 있다. 본 연구에서는 AC2B 알루미늄 합금을 기지재로 하고, 알루미나($Al_2O_3$) 및 탄소를 단섬유를 보강재로한 혼합금속복합재료를 제조하였다. 다양한 상대 마모 속도하에서의 연삭 마모 시험을 통해 금속복합재료의 상온 및 고온 마모 거동을 규명하였다. 금속복합재료의 마모 저항은 고속에서 보강재로 인해 향상되었다. 탄소 혼합 금속복합재료의 마모 저항은 탄소의 고체 윤활 효과로 인해 알루미나($Al_2O_3$) 복합재료보다 우수하였으며, 특히 고속에서의 내마모성이 가장 향상되었다. 금속복합재료의 마찰계수는 상온과 고온에서 상대 속도의 변화에도 큰 차이를 보이지 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.547-555
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• 2016

철도차량의 휠의 마모는 주로 곡선 주행 시 발생한다. 휠의 형상 변화는 차량 동적 안정성에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 곡선 주행 시 휠 마모 특성 분석을 위해 곡선 반경 크기와 속도를 변경시키면서 휠 마모량을 계산하였다. 다물체 동역학 해석에 기초한 차량 동역학 해석결과로부터 마모인자를 계산하고 BRR(British Rail Research)에서 제시한 마모 모델을 이용하여 휠의 마모량을 계산하였다. 반경 300m에서의 마모량이 다른 반경과 비교하여 매우 큰 것으로 나타났다. 곡선 선로에 윤활유를 도유하는 경우 마모 특성 변화를 분석하기 위해 휠의 답면과 플랜지 부위의 마찰계수를 다르게 하여 휠 마모량을 계산하였다. 도유 시 휠 마모의 개선 효과를 여러 반경에서 계산하고 실제 도시철도구간에서 마모 개선 효과를 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.855-859
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• 2005

Carbon fiber polymeric composites have been widely used in bearing materials under high pressure without oil-lubrication due to their self-lubricating characteristics. However, the severe wear of carbon composite surface occurs due to the generation of wear debris when the pressure applied on the composite surface is higher than the critical value of composite surface. In this work, in order to remove wear debris continuously during sliding operation, composite specimens with many micro-grooves on their sliding surfaces were devised. To investigate the effect of wear debris on the tribological behavior of carbon/epoxy composites, dry sliding tests were performed with respect to applied pressure using the composite specimens with and without micro-grooves. From the measurement of friction coefficients and wear rates, a model for the effect of wear debris on the friction and wear of composites was proposed.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1384-1389
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• 2004

In these days, wear resistance is an essential condition because the relative movement between machine parts is being accelerated and those connected with the drive parts transmit power and force. Also wear resistance is closely related to reliability and life of products, therefore the study on friction and wear is very important in many fields. In this paper, wear test was conducted to know properties about friction and wear of manganese phosphate being used widely. Test type is 1 ball on disk and we compared manganese phosphate thin film with non-coated material. Through this study, we could know the effect of this surface treatment method, and then it is assumed that the reliability of parts will be secure.

• 한국기계가공학회지
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• 제9권2호
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• pp.40-46
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• 2010

The purpose of this study is to show the friction and wear characteristics on the vapor deposited coating layers on the SCM415 steel. In this research, frictional wear characteristic of coating materials such as TiAlN+WC/C Multilayer Coating was investigated under room temperature, normal air pressure and nothing lubricating condition. Therefore this study carried out research on the friction coefficient, micro hardness(Hv), roughness, EPMA on the vapor deposited coating layers on the SCM415 steel. As the wear experimental result, the coefficient of friction decreased according to experimental load increases.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1988년도 제7회 학술강연회초록집
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• pp.1-11
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• 1988

Tribology라는 용어는 마찰, 마모, 윤활의 과학, 기술을 한마디로 나타내는 말이다. 우리들의 일상생홀, 산업활동, 특히 소성가공에서 Tribology의 역활의 중요성은 새삼 강조할 필요가 없다. 소성가공에서 가공방식, 공구, 소재, 온도, 속도에는 무수한 조합이 있고, 마찰-마모-윤활의 상효연관 또한 복잡하다. 역학, 열전달, 물리학, 화학적과정이 동시에 상호작용을 하면서 진행하는 이 시스템에서는 크게는 공작기계로부터 작게는 micron정도의 표면과 윤활막 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 ${\AA}$ 정도의 정체불명체가 결정적인 역활을 한다. 본 고에서는 냉간압연, 단조, 인발등에 Tribology를 응용하는 입장에서 Tribology system의 일부를 공구와 재료의 윤활제를 개재한 micro 접촉상황을 중심으로 분류정리하고, 이것과 공업적 소성가공에서 공구 - 재료접촉면현상과 그 연계를 가능한 한 이해하기 쉽게 서술하였다. 이를 통하여 소성가공기술자 및 연구자가 소성가공의 목적을 달성하는 가운데, Tribology 적으로 양호한 결과를 경제적으로 얻고자하는 시행, 개발, 연구에 대해 도움이 되고자 한다.