• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.238-244
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• 2017

플라즈마 이온질화 기술은 특히 스테인리스강의 표면경도 향상을 통한 기계적 성질 개선을 위해 산업 전반에서 널리 사용되고 있다. 또한 저온처리가 가능할 뿐만 아니라 담금질 강, 가스 질화 또는 침탄에 비해 변형이 적으며, 높은 표면 경도와 부식 저항성을 향상시키는 이점이 있다. 많은 연구자들에 의해 $450^{\circ}C$ 이하의 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 시 expanded austenite(S-상)에 의해 부식 저항성이 향상되는 것으로 나타났다. 이때 대부분의 실험은 HCl 또는 NaCl과 같은 염화물 용액에서 실시되었다. 그러나 전기화학적인 요인으로서 염화물 용액과 천연해수 사이에는 차이가 있다. 따라서 본 연구에서는 304 스테인리스강에 대하여 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 후 천연해수 용액에서 전기화학적 특성 분석을 통해 결과적으로 내식성이 가장 우수한 최적의 플라즈마 이온질화 처리 온도 조건을 규명하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.41.1-41.1
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• 2009

최근 금형은 자동차뿐만 아니라 여러 산업에서 필수적이며 제품의 품질은 물론 제조원가에 막대한 영향을 미친다. 이러한 금형은 침탄, 질화, 고주파담금질등에 의해 표면처리 되어져 왔으나, 이와 같이 기존의 처리 방법은 모두 처리물 전체를 가열하거나 균일한 가열을 하지 못하기 때문에 변형의 문제와 처리후의 후가공의 경비 문제, 그리고 극히 일부분만 경화가 필요한 부품에는 적용하기 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 표면처리로서 레이저 표면처리 방법이 대두되고 있으며, 레이저 표면처리는 레이저 빔을 피처리물의 표면에 조사하고 적당한 속도로 이동을 하게 되면 레이저조사부위가 급속하게 가열되고 레이저빔이 통과한 후에는 표면의 열이 내부로 열전도 되어 급속히 자기냉각(Self-quenching)됨으로서 표면에 새로운 기계적 성질을 갖게 하는 표면처리법이다. 이와 같이 레이저를 이용한 표면처리로 기존의 CW Nd:YAG 레이저 열원보다 효율이 좋은 HPDL(High Power Diode Laser)를 이용한 고효율, 고기능 금형 표면처리 후 재료적 물성을 평가하고자 한다. 평가방법은 레이저빔의 조사속도 및 온도변화에 따른 표면처리부, 열영향부 그리고 모재 부분에 대한 경도특성 및 미세조직 변화를 관찰하였다. 또한 조사속도 및 온도변화에 대해 경화깊이를 관찰하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.903-907
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• 1996

Under two level block loading, the carbornitrizing specimen can be expected to show different behavior from other uniform material because the properties of surface layer and inner material are different from each other. In this research, the modified Marco-Starkey cumulative theory, which considers load interaction effect, can predict the life of SCM415 carbornitrizing and original notched and smooth specimen, In the low-high test of carbornitrizing specimen which has long life, however, we may additionally consider the increase of life by means of the stress hardening of inner original material.

• 열처리공학회지
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• 제16권2호
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• pp.71-77
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• 2003

We investigate the phase formation in the compound layer of cast irons during the gaseous nitrocarburising of four different cast irons, that contain different types of graphites in the shape and size. We examine the change in the surface roughness with the nitrocarburising time. The observation of cross-sectional microstructure and X-ray diffraction analysis indicate that the compound layer consists of single ${\varepsilon}-Fe_{2-3}(N,C)$ phase and that its thickness increases in a parabolic manner with the treatment time. The surface roughness parameters, Rz and Ra increase with increasing treatment time. In other words, the roughness parameters increase as the thickness of compound layer increases. The parameters also depend on the shape and size of graphite in the individual cast irons.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권6호
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• pp.357-362
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• 2008

The 2-step low temperature plasma processes (the combined carburizing and post-nitriding) were carried out for improving both the surface hardness and corrosion resistance of AISI 316L stainless steel. The effects of processing time and temperature on the surface properties during nitriding step were investigated. The expanded austenite (${\gamma}_N$) was formed on all of the treated surface. The thickness of ${\gamma}_N$ was increased up to about $20{\mu}m$ and the thickness of entire hardened layer was determined to be about $40{\mu}m$. The surface hardness reached up to $1,200HV_{0.1}$ which is about 5 times higher than that of untreated sample ($250HV_{0.1}$). The thickness of ${\gamma}_N$ and concentration of N on the surface were increased with increasing processing time and temperature. The corrosion resistance in 2-step low temperature plasma processed austenitic stainless steels was enhanced more than that in the untreated austenitic stainless steels due to a high concentration of N on the surface.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.177-178
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• 2012

In this experiment, post-nitriding treatment has been performed at $400^{\circ}C$ on AISI 316 stainless steel which is plasma carburized previously at $430^{\circ}C$ for 15 hours. Plasma nitriding was implemented on AISI 316 stainless steel at various gas compositions (25% N2, 50% N2 and 75% N2) for 4 hours. Additionally, during post nitriding Ar gas was used with H2 and N2 to observe the improvement of treatment. After treatment, the behavior of the hybrid layer was investigated by optical microscopy, X-ray diffraction, and micro-hardness testing. Potentiodynamic polarization test was also used to evaluate the corrosion resistance of the samples. Meanwhile, it was found that the surface hardness increased with increasing the nitrogen gas content. Also small percentage of Ar gas was introduced in the post nitriding process which improved the hardness of the hardened layer but reduces the corrosion resistance compared with the carburized sample. The experiment revealed that AISI 316L stainless steel showed better hardness and excellent corrosion resistance compared with the carburized sample, when 75% N2 gas was used during the post nitriding treatment. Also addition of Ar gas during post nitriding treatment were degraded the corrosion resistance of the sample compared with the carburized sample.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.600-607
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• 2011

고탄소강은 사용자가 요구하는 특성을 만족시키기 위해 침탄, 질화, 고주파담금질 등에 의해 표면처리 되어져 왔다. 그러나 기존의 처리 방법은 모두 처리물 전체를 가열하거나 균일한 가열을 하지 못하여 표면처리 후 변형의 문제와 처리후의 후가공의 경비문제, 그리고 극히 일부분만 경화가 필요한 부품에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 표면처리법으로로써 레이저열처리 방법이 대두대고 있으며, 레이저열처리는 레이저 빔을 피처리물의 표면에 조사하고 적당한 속도로 이동을 하게 되면 레이저조사부위가 급속하게 가열되고 레이저 빔이 통과한 후에는 표면의 열이 내부로 열전도 되어 급속히 자기냉각(self-quenching)됨으로써 표면에 새로운 기계적 성질을 갖게 하는 열처리법이다. 본 연구에서는 기존의 CW Nd:YAG 레이저 열원보다 효율이 좋은 HPDL을 이용한 고효율, 고기능의 고탄소강 열처리 후 재료적 물성을 평가하였다. 그 결과 레이저빔의 조사속도 및 온도변화에 따른 열처리부 및 모재 부분에 대한 경도특성 및 미세조직의 특성을 명확히 할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.78-84
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• 2012

금형의 공정 과정에서 금형과 성형품 사이에서 발생하는 마찰로 인해 발생하는 금형의 마모가공차로 작용하여 성형 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서 금형의 내마모성을 향상시키기 위해 질화나 침탄처리, 화염 및 고주파 표면처리 등의 방법들이 적용되어 왔다. 하지만 형상의 제한이나 제품의 변형 등과 같은 문제점을 수반하고 있기 때문에, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 표면처리 방법으로써 레이저 표면처리 기술이 검토되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고출력 다이오드 레이저를 이용, 금형재료용 주철의 표면처리를 시도하였다. 앞서 제1보와 제2보의 논문에서는 금형의 재료 및 형상의 차이에 따른 열처리 특성을 비교하였다면, 본 논문에서는 열처리 후 생성되는 경화부, 경계부위 및 모재의 조직적 차이를 분석하기 위해 광학 현미경 및 전자 현미경을 이용하여 미세조직을 관찰하고, EDS를 통해 조직의 상태를 파악하였다. 미세조직 관찰 결과, 경화부는 침상의 마르텐사이트 조직이 형성되어 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권5호
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• pp.104-110
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• 1998

In automotive industries, various processes for the cost reduction have been investigated lively. As one of them, powder metallurgy becomes influential. Compared to other methods used for he manufacture of steel components the Powder metallurgy process is competitive primarily due to the small number of production steps to reach the final geometry and thereby also the energy-efficiency. In this paper, to alter present forging process into powder metallurgy process by which the automotive clutch disc spline hub is manufactured machining process, the mechanical properties of sintered materials is investigated by specimen test. Selecting the 3 kinds of materials-SMF 4040, SMF 9060 and DHP-1, their properties according to heat treatment such as carburizing -tempering and plasma-nitrodizing are compared. By result of specimen test - tensile test, compression ring test, Impacting test, measurment of hardness, and microstructure analysis - we concluded that SMF 9060 and carburizing-tempering heat treatment is an optimal material and heat treatment method for the spline hub. It will be able to reduce manufacturing cost and weight.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권3호
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• pp.125-130
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• 2008

Conventional plasma carburizing or nitriding for austenitic stainless steels results in a degradation of corrosion resistance. However, a low temperature plasma surface treatment can improve surface hardness without deteriorating the corrosion resistance. The 2-step low temperature plasma processes (the combined carburizing and post nitriding) offers the increase of both surface hardness and thickness of hardened layer and corrosion resistance than the individually processed low temperature nitriding and low temperature carburizing techniques. In the present paper, attempts have been made to investigate the influence of the introduction of Ar gas (0~20%) in nitriding atmosphere during low temperature plasma nitriding at $370^{\circ}C$ after low temperature plasma carburizing at $470^{\circ}C$. All treated specimens exhibited the increase of the surface hardness with increasing Ar level in the atmosphere and the surface hardness value reached up to 1050 HV0.1, greater than 750 $HV_{0.1}$ in the carburized state. The expanded austenite phase (${\gamma}_N$) was observed on the most of the treated surfaces. The thickness of the ${\gamma}_N$ layer reached about $7{\mu}m$ for the specimen treated in the nitriding atmosphere containing 20% Ar. In case of 10% Ar containing atmosphere, the corrosion resistance was significantly enhanced than untreated austenitic stainless steels, whilst 20% Ar level in the atmosphere caused to form CrN in the N-enriched layer (${\gamma}_N$), which led to the degradation of corrosion resistance compared with untreated austenitic stainless steels.