• 한국재료학회지
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• 제19권9호
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• pp.457-461
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• 2009

Recently, metal molding has become essential not only for automobile parts, but also mass production, and has greatly influenced production costs as well as the quality of products. Its surface has been treated by carburizing, nitriding and induction hardening, but these existing treatments cause considerable deformation and increase the expense of postprocessing after treatment; furthermore, these treatments cannot be easily applied to parts that requiring the hardening of only a certain section. This is because the treatment cannot heat the material homogeneously, nor can it heat all of it. Laser surface treatment was developed to overcome these disadvantages, and, when the laser beam is irradiated on the surface and laser speed is appropriate, the laser focal position is rapidly heated and the thermal energy of surface penetrates the material after irradiation, finally imbuing it with a new mechanical characteristic by the process of self-quenching. This research estimates the material characteristic after efficient and functional surface treatment using HPDL, which is more efficient than the existing CW Nd:YAG laser heat source. To estimate this, microstructural changes and hardness characteristics of three parts (the surface treatment part, heat affect zone, and parental material) are observed with the change of laser beam speed and surface temperature. Moreover, the depth of the hardened area is observed with the change of the laser beam speed and temperature.

• 열처리공학회지
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• 제10권1호
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• pp.71-78
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• 1997

This work was to investigate suitable tool steels for hardening using laser beam, and was studied on carbon tool steels and alloyed tool steels such as STC3 steel, STS3 steel, STD11 steel and SKH51 steel. The surface hardness of HV700-1000 and the hardening depth of 2-2.5mm were obtained on STC3 steel and STS3 steel, and HV800-1000 was obtained on SKH51 steel, but STD11 steel was not enough. Except STD11 steel, all steels used in this study can be hardened by laser quenching or laser rapid melting.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1663-1668
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• 2011

자동차 차체를 제작하는 프레스 금형의 가공공정 중 제품의 형태를 완성하는 드로잉 공정 및 불필요한 부분을 절단하는 트리밍 공정은 그 공정의 특성상 금형의 마모가 심하기 때문에 금형의 내마모성을 향상시키기 위한 표면경화처리가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 프레스 금형에 레이저 표면처리기술을 적용하기 위한 실험을 실시하였다. 드로잉 공정 및 트리밍 공정에 적합한 표면경화처리를 위해 다이오드 레이저를 이용하여 시험편의 평면부 및 모서리부를 열처리하였으며, 각각의 적정 열처리 조건을 도출하였다. 또한 시험편의 재료에 따른 열처리 특성을 비교하기 위해 구상흑연 및 편상흑연 주철을 사용하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 재료에 따른 열처리 특성에 차이가 있다는 것을 확인하였으며, 적정 열처리된 조건에서의 경화부는 모재에 비하여 약 3배 정도의 경도상승을 나타내었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1995년도 특별강연 및 추계학술발표 개요집
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• pp.138-140
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• 1995

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.438-443
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• 2005

Laser surface hardening is an effective technique used to improve the tribological properties and also to increase the service life of automobile components such as camshafts, crankshatfs, lorry brake drums and gears. High power CO2 lasers and Nd:YAG lasers are employed for localized hardening of materials and hence are of potential application in the automobile industries. The heat is conducted rapidly into the bulk of the specimen causing self-quenching to occur and the formation of martensitic structure. In this investigation, the microstructure features occurring in Nd:YAG laser hardening SM45C steel are discussed with the use of optical microscopic and scanning electron microscopic analysis. Moreover, This paper describes the optimism of the processing parameters for maximum hardened depth of SM45C steel specimens of 3mm thickness by using CW Nd:YAG laser. Travel speed was varied from 0.6m/min to 1.0m/min. The maximum hardness and case depth fo SM45C steel are 780Hv and 0.4mm by laser hardening.

• 열처리공학회지
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• 제2권1호
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• pp.21-26
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• 1989

• 열처리공학회지
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• 제9권4호
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• pp.271-280
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• 1996

This study has been performed to investigate into some effects of power density and traverse speed of laser beam on optical microstructure, hardness and wear characteristics of gray cast iron treated by laser surface hardening technique. Optical micrograph has shown that large martensite and a small amount of retained austenite appear in outermost surface layer with fine martensite in inside hardened zone. Hardness measurements have revealed that the range of maximun hardness value is $Hv=650{\pm}15$ and as the power density increases and the traverse speed decreses, the depth of hardened zone increases due to as increase in input power density. Wear test has exhibited that wear rasistance of laser surface hardened specimen is superier compared to that of untreated specimen under the condition of same load at a given sliding distance, showing that absorption results of an wxidized substance due to a heavy abrasion appear in untreated specimen. The amount of weight loss of laser surface hardened specimen with respect to sliding distance at a given load decreses with increasing traverse speed at a given power density and with increasing power density at a given traverse speed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1041-1047
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• 2011

본 연구에서는 거의 모든 기반산업에서 필수적인 생산기술로 사용되고 있는 금형의 기계적 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 두 종류의 금형재료용 주철을 표면경화처리하였다. 우선, 구상흑연 주철인 FCD550 소재에 대하여 열처리 특성을 파악한 후, 편상흑연 주철인 HCI350 소재를 열처리하여 두 소재의 표면경화 특성을 비교하였다. 경화부의 경도는 두 시험편 모두 모재에 비해 3배 이상의 경도 상승을 보였지만, 재료에 포함된 흑연의 함유량 및 형상의 차이에 의한 재료의 열전도도에 따라서 FCD550 소재에 비해 HCI350이 열처리하는데 있어서 더 많은 입열이 요구되었다.

• 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.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권4호
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• pp.395-408
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• 2012

An experimental investigation with 2.8kW Nd:YAG laser system was carried out to study the effects of different laser process parameters on the microstructure and hardness of STD11. The optical lens with the elliptical profile are designed to obtain a wide surface hardening area with uniform hardness. The Laser beam is allowed to scan on the surface of the work piece varying the power (1600, 1800 and 1900kW) and traverse speed (200, 400, 600, 800 and 1000mm/min) at three different F-numbers of lens. After laser surface treatment three zones, In the microstructure have been observed : melted zone(decarburization), heat affected zone(martensite), and the substrate.