• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.99-99
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• 2016

최근 공구산업은 산업 발전으로 공구의 사용 환경이 가혹화 되고, 첨단산업용 특수합금들이 발달하면서 이를 가공할 수 있는 새로운 절삭공구소재들이 개발되어지고 있다. 또한 고성능 절삭공구는 공구소재보다 코팅개발이 상대적으로 더욱 효과적이기 때문에 코팅 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 최근 일본에서는 새로운 코팅층 물질 개발보다는 기존의 코팅물질을 조합하거나 개량하여 성능을 향상시키는 추세이며, 이는 현재 공구산업의 효율적인 개발방향을 제시하고 있다. 기존의 빗각 증착은 기판의 각도를 변경하여 증기가 기판에 비스듬하게 입사하도록 조절하여 코팅하는 기술로 박막의 조직을 다양하게 제어하는 것이 가능하며, 구조 제어를 통한 완전화 박막을 이용한 one-batch 다기능 구현을 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 가공이 까다로운 소재를 가공하기 위한 공구에 적용하기 위해서 Al의 함량이 높은 AlTiN 소재가 개발되어 적용되고 있으며, 이 소재는 공구의 수명향상을 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 음극아크 증착 시 거대입자가 박막에 증착되어 결함을 만들기 때문에 그 밀도를 낮추기 위해서 음극 아크 증착을 이용하여 공정 변화에 따른 AlTiN 박막의 표면형상을 관찰하고 특성을 평가하였다. 또한 빗각 증착을 적용하여 제작한 AlTiN 박막의 특성을 평가하였다. 고 함량의 AlTi합금 타겟을 음극 아크 소스에 장착하여 AlTiN 박막을 코팅하였다. 시편은 스테인리스강판(SUS304)과 초경(tungsten carbide; WC)을 사용하였다. 음극 아크 소스에 인가되는 전류가 낮을수록 AlTiN 박막 표면에 거대입자의 밀도가 낮아졌으며, 기판 전압과 공정압력이 높을수록 AlTiN 박막의 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 이를 통하여 거대입자밀도를 낮추는 기초공정을 도출하였다. AlTiN 박막 제작 시 빗각을 적용한 결과 $60^{\circ}$의 빗각을 적용한 다층 박막에서 상대적으로 가장 높은 경도 값을 보였다. 본 연구를 통해 음극 아크 증착을 이용하여 거대입자의 밀도가 낮은 박막을 제작할 수 있는 공정을 도출하였고, 빗각증착을 적용하면 경도가 향상되는 결과를 확인하였다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.12 no.3
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• pp.66-71
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• 2008

Diamond-like-carbon (DLC) coatings could be good candidates as solid lubricants for cutting tools in dry machining of aluminum alloy. In this work, DLC thin films were produced as a friction reduction coating for WC-Co insert tip using the plasma immersion ion beam deposition (PIIED) technique. DLC coatings were also coated on $Al_2O_3$ specimens and high temperature wear tested up to $400^{\circ}C$ in dry air to observe the survivability of the DLC coating in simulated severe cutting conditions using a pin-on-disc tribotester with Hertzian contact stress of 1.3GPa. It showed reduced friction coefficients of minimum 0.02 up to $400^{\circ}C$. And cutting performance of DLC coated WC-Co insert tips to Al 6061 alloy were conducted in a high speed machining center. The main problems of built-up edge formation in aluminum machining are drastically reduced with improved surface roughness. The improvements were mainly related to the low friction coefficient of DLC to Al alloy and the anti-adhesion of Al alloy to WE due to the inertness of DLC.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.131-131
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• 2018

최근 절삭공구산업은 자동차, 항공기, IT, 선박, 에너지 등 첨단산업의 증가로 인해 CGI, CFRP, 내열합금 등 난삭재의 수요가 증가하고 있다. 난삭재는 고내열, 고경도, 초경량 같은 특성을 지니며 우수한 기계적 물성을 갖지만 가공의 어려움이 있어 산업에 적용하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 가공기술 중 하드 코팅은 공구코팅비용 대비 공구의 표면경도와 수명을 효율적으로 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 대표적인 하드코팅으로는 AlN계, TiN계 코팅이 있다. 이러한 코팅의 경우 높은 기계적 물성과 우수한 내마모성으로 인해 절삭공구의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, 많은 연구가 진행되고 있으며 절삭공구산업에서 각광받고 있다. 기존 선행연구 결과에 따르면 질화물 코팅의 우수한 물성은 질화물(Nitride) 생성 및 질화 공정에 의한 코팅층의 고밀도화에 의해 나타난다고 알려져 있다. 그 중에서 AlCrN coating은 우수한 내마모성 및 향상된 고온경도를 갖고 있다. AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가하여 기존 AlCrN coating의 기계적 특성을 더욱 향상 시킨 coating은 일반적인 고성능 코팅 대비 공구수명이 길다고 알려져 있으며, 전반적으로 우수한 특성에 의해 전 세계적으로 습식 및 건식 기계 가공 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가한 coating의 우수한 기계적 특성의 원인을 규명하기 위해 텅스텐카바이드(WC) 기판 위에 아크 이온 플레이팅 장비를 이용하여 AlCrN based coating을 증착 시킨 sample을 분석하였다. 결정구조 및 상 분석을 위해 X선 회절분석(XRD)을 실시하였으며, 미세 구조를 분석하기 위해 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM), 투과 전자현미경(TEM) 분석을 실시하였다. 또한 코팅층의 화학적 성분 분석을 위해 EDX분석을 실시하였으며 기계적 특성 평가를 위해 나노압입시험(Nano-indentation test)을 진행하였다.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.13 no.3
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• pp.133-140
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• 2004

Recently reduction of industrial products in size and weight has been increased by application of micro-drills in gadgets of high precision and a great interest of a micro-drilling has been raised. Due to the lack of tool stiffness and the chip packing, the micro-drilling requires not only the robust tool structure which has not affected by vibration but also effective drilling methods designed to prevent tool fracture from cutting troubles. This paper presents an optimum design shape of a 0.15 mm micro-drill associated with a new manufacturing process to improve the production rate and to lengthen the tool life and suggestions on the micro-drilling characteristic properties associated with the tool life and workpiece quality.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.9 no.1
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• pp.75-80
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• 2000

This paper deals with the precision cutting characteristics of mono-crystal diamonds poly-crystal diamonds and tungsten carbide tool on ductile material. The cutting tests were carried out under various uncut chip areas and 20${\mu}{\textrm}{m}$ depth of engagement. The machinability in precision machining was discussed from the viewpoints of the normal cutting forces and the surface roughness of the workpiece. As the feed rate decreases the normal force difference for cutting edge radii appears to large. In various cutting edge radii the surface roughness difference when cut the copper which is ductile material than the aluminium alloy is large. As the same cutting condition the hardness value on cut surface with the diamond tool appears to be smaller than that of the tungsten carbide tool.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1997.10a
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• pp.865-869
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• 1997

In recent years, there has been increasing demand of ultra-fine grain graded cemented tungsten carbide material with high hardness and toughness which is used as high speed cutting tool for development in semiconductor, electronics and die/mold industry, which bring into limelight high-precision, high-efficient machining of sculptured surfaces. This paper deals with the performance of variation in the ultra-fine grain graded cemented tungsten carbide material such as grain size, hardness and density varied according to the volume of added elements, Co or TaC, and he changing of mixing, sintering process. Also, the performance of developing material with uniformed grain size of 0.5${\mu}{\textrm}{m}$ is compared with other domestics' & foreign companies' with analyzing and cutting performance testing.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.12 no.6
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• pp.36-43
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• 2003

In machining of ceramic materials, they are very difficult-to cut materials because of there high strength and hardness. Machining of ceramics are characterized by cracking and brittle fracture. Generally, ceramics are machined using conventional method such as finding and polishing. However these processes are generally costly and have low MRR(material removal rate). This paper focuses on determining the optimal levels of process parameters for products with CNC machining center. For this purpose, the optimization of cutting parameters is performed based on experimental design method. A design and analysis of experiments is conducted to study the effects of these parameters on the surface roughness by using the S/N ratio, analysis of ANOVA and F-test. Cutting parameters, namely, cutting speed, feed and depth of cut are optimized with consideration of the surface roughness.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.06a
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• pp.604-607
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• 2003

This study investigates the micro-cutting of cemented carbides using PCD(polycrystalline diamond) and PCBN(polycrystalline cubic boron nitride) cutting tools are performed with SEM direct observation method. The purpose of this study is to make clear the cutting mechanism of cemented carbides and the fracture of WC particles at the plastic deformation zone in orthogonal micro-cutting. And also to achieve systematic understanding, the effect of machining parameter on chip formation and machined surface was investigated, including cutting speed. depth of cut and various tool rake angle.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.17 no.6
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• pp.104-110
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• 2008

A lot of straight bevel gears have been manufactured by the cold forging process in order to improve the productivity and mechanical property of the product. The die for the cold forging of the gear needs high precision and reproducibility. In the study, cold forging die has been modeled by CAD/CAM and manufactured by machining center using ball end mill coated by (Al, Ti)N for heat-treated alloy steel(STD11, HRC 60). Through the measurement of the machined die, satisfactory dimensional accuracy and surface roughness were obtained. In the future, many 3-d cold forging dies will be directly machined instead of electric discharge machining.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.11 no.6
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• pp.52-59
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• 2002

Resently, reduction of industrial products in size and weight has increased by the application of micro-drill for gadgets of high precision and gave rise to a great interest in a micro-drilling. Due to the lack of tool stiffness and the chip packing, micro-drilling requires not only the robust tool structure which has not affected by the vibration, but also the effective drilling methods designed to prevent tool fracture from cutting troubles. Firstly, this paper presents a optimum characteristic evaluation method of 0.15mm microdrill in consideration of new manufacturing processes for improving the product rate and extend the tool life, and secondly suggest between microdrilling characteristic properties of tool md evaluation of workpiece quality through experiment.