• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권8호
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• pp.961-969
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• 2007

The laser material processing has replaced a conventional material processing such as a welding, cutting, drilling and surface modification and so on. LTH(Laser Transformation Hardening) is one branch of the laser surface modification process. A lot of energy is needed for the LTH process to elevate workpiece surface to temperature of the austenite transformation($A_3$), which results from utilizing a beam with a larger size and lower power intensity comparatively. The absorptivity of the laser energy with respect to material depends on the wave length of a beam. This study is related to the surface hardening for the rod-shaped carbon steel by the high power diode laser(HPDL) whose beam absorptivity is better than conventional types of lasers such as $CO_2$ or Nd:YAG laser. Because a beam proceeds on the rotating specimen the pretreated hardened-phase can be tempered and softened by the overlapping between hardened tracks. Accordingly, the longitudinal hardness measurement and observation of the micro structure was carried out for an assessment of the hardening characteristics. In addition, a hardening characteristics as a hardenability of materials was compared in the point of view of the hardness distribution and hardening depth and width.

• 한국레이저가공학회지
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• 제11권4호
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• pp.7-12
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• 2008

Laser Transformation Hardening(LTH) is one branch of the laser surface modification processes. A lot of energy is needed for the LTH process to elevate workpiece surface to temperature of the austenite transformation($A_3$), which results from utilizing a beam with a larger size and lower power density comparatively. This study is related to the surface hardening for the rod-shaped carbon steel by the high power diode laser whose beam absorptivity is better than conventional types of lasers such as $CO_2$ or Nd:YAG laser. Because a beam proceeds on the rotating specimen, the pretreated hardened-phase can be tempered and softened by the overlapping between hardened tracks. Accordingly, the longitudinal hardness measurement and observation of the micro structure was carried out for an assessment of the hardening characteristics. In addition, a hardening characteristics as a hardenability of materials was compared in the point of view of the hardness distribution and hardening depth and width.

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권3호
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• pp.85-91
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• 2007

The conventional study on the laser surface transformation hardening has been carried out with a beam of the specified shape and uniform power-intensity distribution in order to ensure the uniformity of the hardening depth. Two types of beams - the circular gaussian beam and rectangular beam of the uniform power-intensity distribution were used in this study. we were supposed to optimize the process parameters and to compare the hardening results with two optics respectively. As a result, the hardness distribution of the hardened zone was similar in both cases and the hardened phase by the rectangular beam was denser than that by the circular gaussian beam.

• 한국표면공학회지
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• 제19권1호
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• pp.20-29
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• 1986

이 보고서는 재료의 표면처리에 레이저의 역할이 증가하고 있음을 설명하고 생산현장과 실험실환경에서의 그것의 금속학적인 응용을 조사한다. 변태경화, 표면합금화와 크래딩에 특히 관심을 두었으나, 아직 개발단계에 있는 표면용융, 입자분사와 증착과 같은 기술에 관해서도 언급한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권3호
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• pp.78-84
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• 2007

Laser Material Processing has been replaced the conventional machining systems - cutting, drilling, welding and surface modification and so on. Especially, LTH(Laser Transformation Hardening) process is one branch of the laser surface modification process. Conventionally, some techniques like a gas carburizing and nitriding as well as induction and torch heating have been used to harden the carbon steels. But these methods not only request post-machining resulted from a deformation but also have complex processing procedures. Besides, LTH process has some merits as : 1. It is easy to control the case depth because of output(laser power) adjustability. 2. It is able to harden the localized and complicated a.ea and minimize a deformation due to a unique property of a localized heat source. 3. An additional cooling medium is not required due to self quenching. 4. A prominent hardening results can be obtained. This study is related to the surface hardening of the rod-shaped carbon steel applied to the lathe based complex processing mechanism, a basic behavior of surface hardening, hardness distribution and structural characteristics in the hardened zone.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.138-138
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• 2016

의료용 공구로 사용되는 합금은 마르텐사이트계 스테인리스강의 대표 강종인 420스테인리스강이 사용되며, 이 합금은 고온의 오스테나이트 상태에서 ?칭하면 마르텐사이트 조직으로 변태하여 현저하게 경화하는 특징을 가지고 있으며, 오스테나이트화 후 템퍼링시 우수한 기계적 성질이 얻어진다. 그러나 템퍼링 온도의 영향으로 석출탄화물이 형성되어 기계적 성질이나 내식성이 저하되는 단점이 있다. 본 연구에서는 STS 420스테인리스강의 템퍼링 온도에 의한 내식성 문제점을 개선시키기 위해 STS630 합금을 사용하여 다양한 석출 열처리 조건 및 플라즈마 질화공정을 연구하였다. 구입한 소재의 균일한 성분 조정을 통한 미세 편석 및 물성부여를 위한 균질화 조건 도출 열처리를 실시하였으며, STS630의 고용화열처리는 오스테나이트 균일조직이 되는 온도영역으로 가열하여 급냉하는 것으로 마르텐사이트 변태시키는 열처리를 진행하였으며, 열처리온도는 $1020{\sim}1060^{\circ}C$로 설정하였다. 석출경화 열처리는 $460{\sim}480^{\circ}C$와 $500{\sim}520^{\circ}C$의 온도에서 실시, 제품에 따른 인성을 부여하였으며, 질화공정은 플라즈마 장비를 이용하여 플라즈마 가열 ${\rightarrow}$플라즈마 이온질화를 통하여 가장 최적의 공정을 도출하였다.- 질화가 마무리 된 시료는 내식성 및 물성 평가를 통해 제품으로서의 특성을 평가하였다. 석출경화 열처리에 의해 STS420합금에 버금가는 인장강도 및 경도값이 나타났으며, 플라즈마 질화에 따라 물성 값의 향상이 나타났다. 용출실험결과 STS420합금의 경우 Fe, Cr원소의 용출이 나타나며 변색이 형성되었으나 STS630합금의 경우 그 현상이 미미하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제10권2호
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• pp.66-75
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• 1993

This paper proposes a monitoring method for nondestructive and in-process measurement of the case depth in LASER surface heat treatment process. The method is essentially an eddy-current method, and measures sensing coil's electrical impedance which varies with the changes of the material microstructure due to hardening. To investigate te validity of the proposed method a series of experiments were performed for various hardning depths. The results show that the relationship between the eddy- current sensor output and the changes in case depth is almost linear. This indicates that the eddy-current measuring method can be used as one of the possible monitoring method for mesauring the hardened depth in LASER heat treatment processes.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.29-29
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• 2014

최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제10권4호
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• pp.64-72
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• 1993

Analytical models for the prediction of the size of hardened zone in laser surface hardening are presented. The models are based on the solutions to the problem of three-dimensional heat flow in plates with infinite thickness. The validity of the model was tested on medium carbon steel for Gaussian mode of beam. Then the model for rectagular beam was used for the predicition of the size of hardened zone on various hardening process parameters. From the calculation results it appeared that the size and shape of the hardened zone are strongly dependent on process parameters such as beam mode, beam size, and traverse speed.

• 한국레이저가공학회:학술대회논문집
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• 한국레이저가공학회 2006년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.52-55
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• 2006