• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.255-255
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• 2013

WC-Co 초경합금은 실온경도, 고온경도, 강도, 내마모, 내충격 등 기계적 특성이 우수하여 공구재료, 절삭공구 및 고압용 부품 등 다양한 응용분야를 가지고 있으며 WC-Co 분말 코팅같은 경우 항공분야, 일반 공업 분야에 내마모 특성 및 내열특성 향상을 위한 코팅용 소재로서 활용되어 지고 있다. 활용분야가 넓은 WC-Co 초경합금의 제조방법은 WC, Co 분말을 혼합하여 약 900도에서 1차 예비소결 후 원하는 형상 가공 후 약 1,300~1,600도에서 2차 소결을 진행한다. 지금 현재 초경분말의 조성, 크기와 같은 변수들에 따른 초경합금의 기계적 특성 변화에 대한 연구가 계속적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 WC-Co 분말의 소결 특성을 향상시키고자 Planetary ball mill 장비를 활용하여 볼 밀링 공정을 진행하였고 Spark plasma sintering 장비를 활용하여 빠른 소결을 진행하였다. WC-Co 분말의 미세구조, 입도, 조성 및 분산의 변화를 관찰하기 위해 볼 밀링 전, 후 분말을 분석하였고 제조된 분말의 소결 특성을 확인하기 위해 상용화 된 WC-Co 분말의 소결 특성과 비교 평가하였다. 분석 결과 볼 밀링 공정 후 분말은 약 15 ${\mu}m$에서 4.4 ${\mu}m$로 미세해지는 것을 확인하였고 밀링 후 분말로 초경합금을 제작하였을 때 기존 상용화 초경합금제작 온도보다 약 100~400도 낮아지면서 경도 값은 약 20% 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.99-99
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• 2013

나노결정질 다이아몬드(Nanocrystalline Diamond: NCD) 박막은 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있어 초경합금이나 고속도강과 같은 절삭공구 위에 코팅하여 공구의 성능 향상을 도모하려는 노력이 있어 왔다. 그러나 NCD 박막의 잔류응력이 크고, 초경합금과 철계 금속에 NCD가 증착되지 않는다는 문제점이 있다. 따라서 잔류응력 완화와 다이아몬드 핵생성을 위하여 제3의 중간층 재료가 필요하다. 본 연구에서는 W과 Ti을 중간층으로 하여 초경합금(WC-Co)과 고속도강(SKH51)에 NCD 박막을 코팅하고 기계적 특성을 비교하였다. 초경합금 또는 고속도강기판 위에 W 또는 Ti 중간층을 DC magnetron sputter를 이용해 각 1 ${\mu}m$의 두께로 증착하고 그 위에 MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition)를 이용해 NCD 박막을 2${\mu}m$의 두께로 코팅하였다. FESEM을 이용하여 표면과 단면의 형상을 관찰하였고, XRD와 Raman spectroscopy를 통해 NCD 박막의 결정성을 확인하였다. 그리고 tribology test를 실시하여 코팅된 박막의 내마모성을 비교하였으며, Rockwell C indentation test를 이용하여 밀착력을 비교하였다. 초경합금에 적용 시, W이 Ti보다 중간층으로서 더 우수한 것으로 나타났으며 이는 열팽창계수 차이에 의한 잔류응력의 차이에 의한 것으로 여겨진다. 중간층 두께에 따른 박막의 기계적 특성 변화를 알아보기 위해 W 중간층의 두께를 1, 2, 4 ${\mu}m$로 변화를 주었다. 중간층 두께가 2 ${\mu}m$ 이상일 때 박막의 밀착력이 증가되는 것으로 나타났다. 고속도강 위에 같은 방법으로 1 ${\mu}m$의 W 또는 Ti 중간층 위에 2 ${\mu}m$의 NCD 박막을 코팅한 시편들은 초경합금에 코팅한 것과 달리 두 시편 모두 낮은 밀착력을 나타내었다. 열팽창계수 차이에 의한 잔류응력을 완화하기 위해 고속도강에 W/Ti 복합박막을 중간층으로 Ti, W순으로 각각 1 ${\mu}m$ 두께로 증착 후 그 위에 NCD 박막을 2 ${\mu}m$ 두께로 코팅 한 후 특성을 비교하였다. Ti/W 복합 중간층 위에 코팅된 NCD 박막의 밀착력이 W 혹은 Ti 단일 중간층에 코팅된 박막에 비해 우수한 것으로 나타났다. 그러나 실제 공구에 적용하기에는 박막의 밀착력 개선이 요구되며 이를 위해서 더 연구가 필요하다.

• 한국표면공학회지
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• 제20권2호
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• pp.77-85
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• 1987

최근 10년간 공구의 耐마모 코우팅 분야는 급속한 발전을 하여 왔다. 처음에는 초경 합금 인서트를 TiC로 단층 코우팅하였다. 코우팅 효과를 고려함에 따라 TiC, Ti(C,N), TiN으로 코우팅하게 되었고 또한 $Al_2O_3$ 코우팅도 많이 사용하였다. 처음의 코우팅은 공정작업의 어려움으로 극히 어려웠으나, 밀링작업에 대한 코우팅은 발달하여 왔다. 그림1.은 선반가공과 밀링작업을 하기 위한 초경 합금 인서트를 공구지지대로 지지하고 코우팅 한 것이다. 코우팅의 발전은 공구 코우팅과 강의 마모부분에 코우팅 하는 것으로 많이 발전하였다. 현재 CVD방법이 코우팅에 쓰이고 있으며 저온에서 강에 코우팅하는 작업에는 PVD방법을 도입하기에 이르렀고, 공구의 수명은 3~10배 증가하였으며 코우팅의 효과는 아래와 같이 요약된다. 1. 마찰력 감소, 열발생 감소, 절삭력 감소 2. 고속 절삭시 공구의 표면과 칩사이 확산 감소(코우팅은 확산 장벽으로 작용함) 3. 갤링(galling)을 막아줌. 공구의 수명 연장과 여러분야에 사용하기 위한 최적의 요구 조건은 다음과 같다. -공구재와 접촉시 화학적 안정성 -耐 산화성 -耐 마모성 -갤링의 방지 -耐 충격성 耐 열주기 -모재에 대한 코우팅 재의 충분한 접착성.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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• pp.153-157
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• 1992

여러 가지 공학 재료들의 기계적인 특성이나 물리적인 특성들은 하중, 온도, 환경과 같은 재료들이 사용되는 여러 가지 조건들에 적합하게 대응되어 결정되어야 한다. 탄화텅스텐계의 초경합금은 내충격성, 내마모성, 내식성, 고항절력등 공구에 필요한 요구사항을 만족시키기 때문에 여러 가지 공구용으로 많이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 충격시험기의 텁에스트레인 게이지를 붙여 회로를 구성한 후, 충격실험에서 얻게 되는 최대점의 하중신호를 정적보정 및 동적보정을 사용하여 하중값으로 환산하여 동적 균열개시인성치를 구하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.9-16
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• 2002

The machinability of Ti-6Al-4V titanium alloy and tool wear behavior in machining of Ti-6Al-4V titanium alloy was studied to understand the machining characteristics. This material is one of the strong candidate materials in present and future aerospace or medical applications. Recently, their usage has already been broaden to everybody's commercial applications such as golf heads, finger rings and many decorative items. To anticipate the general use of this material and development of the titanium alloys in domestic facilities, the review and the study of the machining parameters for those alloys are necessary. This study is concentrated to the machining parameters of the Ti-6A1-4V alloy due to their dominant position in the production of titanium alloys.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2000년도 추계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.361-366
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• 2000

The machinability of Ti-6Al-4V titanium alloy and tool wear behavior when machining Ti-6Al-4V titanium alloy was studied to understand the machining characteristics. this material is one of the strong candidate materials present and future aerospace or medical applications. Nowadays their usage has already been broaden to everyday's commercial applications such as golf club heads, finger rings and many decorative items. Anticipating the general use of this material and development of the titanium alloys in domestic facilities, the review and the study of the machining parameters for those alloys are deemed necessary. this study is concentrated to the machining parameters of the Ti-6Al-4V alloy due to their dominant position in the production of titanium alloys.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.150-155
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• 1994

종래의 초내열합금은 원자력산업과 우주항공산업등에 주로 사용되었으며, 산업이 고도화되어짐에 따라 각종 산업기계와 자동차 분야에까지 광범위하게 사용되어지고 있다. 대표적인 초내열합금으로서의 인코넬(Inconel)은 인성과 Creep 특성이 우수하고, 특히 고온강도가 높고 화학적으로도 안정하여 부식에도 강한 장점을 지니고 있어 항공기 부품재료로서 최근 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되어지고 공구재종인 코팅초경합금공구와 세라믹 공구를 사용하여 초내열합금인 인코넬 600을 절삭가공하여, 절삭저항,공구의 파손 및 마모,칩의 용착현상등의 가공성에 영향을 주는 요인에 대하여 검토함으로써, 공구의 종류에 대ㄷ응하는 적절한 절삭영역을 설정하는 것을 목적으로 하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제6권2호
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• pp.102-111
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• 1997

This paper deals with the machinability based on turning of WC-Co allows with the coated and the sintered diamond tools. The main conclusions obtained are as follows. (1) When machining WC-10%Co alloy, the flank wear of sintered diamond tool increases more largely with the increase of cutting speed in comparison with coated diamond tool. The tool wear decreases with the increase of the grain size and nose radius of sintered diamond tool. (2) When machining WC-20%Co alloy, the tool wear and cutting force decrease with the decrease of rake angle. Their exists a certain cutting speed range to exhibit the smallest tool wear in machining the WC-20%Co alloy, and this critical cutting speed becomes higher by 2 times in the case of coated diamond tool compared with sintered diamond tool. (3) The machinability becomes better with the increase of Co content. The effects of cutting speed and feed rate on the roughness of machined surface become smaller with the increase of Co content.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.43-43
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• 2003

WC/Co계 초경 합금은 각종 공구 및 내마모 부품으로서 널리 사용되고 있다. 초경 합금의 특성은 WC 분말 크기에 크게 좌우되며 일반적으로 입자의 크기가 미세해 질수록 기계적 특성이 향상되는 것으로 알려지고 있다. 이를 위하여 지금까지 많은 연구가 진행되고 있으나, 현재 액상 공정을 이용하여 약 100nm급의 초경 분말이 개발되어지고 있으며, 그보다 미세한 분말의 제조는 아직 이루어지고 있지 않은 실정이다. 그러나 최근 기상 반응을 이용하여 수nm급의 분말 제조가 가능하게 되었으나, 주로 산화물계에 분말 제조에 국한되고 있다. 본 연구에서는 이러한 기상 반응법을 이용하여 초경 합금의 핵심 소재인 WC분말을 합성하고자 하였으며, 이를 위하여 장치의 설계 및 제작, 그리고 공정별 특성에 대하여 연구하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.55-59
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• 1992

최근 신 연삭 공구인 미세한 지립의 다이아몬드 휠을 이용함으로써 고경도와 취성을 지니는 엔지 니어링 세라믹스등의 신소재및 초경재 등 난삭재류를 대상으로 경면 가공을 추구하고자 노력이 진행중이다. 이는 래핑이나 폴리싱 등의 유리 지립에 의한 경면 창성법에 비하여 가공 능률이나 가공 정도가 높고 곡면이나 홈 등의 복잡 형상부의가공에도적용할 수 있다는 잇점이 있기 때문이다. 따라서 현재 이러한 신 연삭 가공법은 지금까지 연삭 가공후에 연마 가공 공정을 부가함으로써 초정 밀 효과를 지닐 수 있었던 각종 부품들에대한 단일 최종 마무리가공 공정으로의 응용에많은 기대를 걸고 있다. 본 연구는 높은 압축 강도치, 고온경도치와 내마모성, 강성 등을 지님으로써 외부 압력에 대한 변형률이 극히 적어 금형 칫수에가까운 제품을 생산할 수 있다는 특성으로 근래그 사용도가 급증 하고 있는 초경합금 금형재를 대상으로 해그 동안 난삭재에 대한 최적 가공 조건 설정이 정립되어 있지 못했던 관계로 인하여 기존의 숙련자 경험에만 주로 의존 할 수 밖에 없었던 단순한 다이아몬드 연삭 공구의 활용추세로부터 탈피하고 Diamond wheel 및 범용 연삭 공구를 최적으로 활용함으로써 연삭 가공의 초정밀화를 달성하며후 가공을 생략할 수 있는 가공 공정을 창출 해내기위하여, 상관 관계를 연삭 저항 및 가공 표면 품위등의 측면으로분석, 평가해봄으로써 초정밀 가공 차원에서의 최적 가공 조건 설정을 위한 지침을 명확하게 규명하기 위하여 실험적으로 수행하게 된 것이다.