• 제목/요약/키워드: TiAlN coating

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AlTiN코팅공구를 사용한 플라스틱금형강의 기계가공성 평가 (Machinability Evaluation of the Plastic Mould Steel using AlTiN Coated Tool)

  • 이승철;조규재
    • 한국생산제조학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.629-635
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    • 2009
  • In this research, KP-4, one of the plastic mold steels, was coated with the AlTiN from one layer to four layers by the PVD method in the $\Phi$ 8mm cemented carbide ball end mill. Coated KP-4 was processed with various conditions. For example, slope of $15^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$ the spindle rotation speed was changed from 10,000rpm to 16,000rpm, the tool feeding speed was changed from 1,300mm/min to 1,700mm/min, the depth of cut was also changed from 0.3mm to 0.9mm, and etc. Cutting component force according to the coating layer number, and surface roughness were studied. The cutting component force showed a good agreement better the up ward direction than the down ward direction under all experimental conditions. In case of the condition per the material shape, it was lessen when the tool have larger angle because the average effective diameter of the tool is larger. The surface roughness showed good condition in case of the up ward than the down ward direction. And, in the 3rd layer of AlTiN coating, it showed the most suitable condition.

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아크 이온 증착된 Ti-Al-Cr-N 도포층의 표면 물성 연구 (Study on the Surface Properties of Arc Ion Plated Ti-Al-Cr-N Thin Layers)

  • 강보경;최용;권식철
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.125-125
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    • 2015
  • Ti-Al-Cr-N thin layer was prepared on Fe-Si thin sheet by arc ion plating to improve corrosion and mechanical properties. The compositions ratios of Fe : Cr : Al : Ti : Si : N of the thin layers at $500^{\circ}C$ was 1.24 : 0.56 : 36.82 : 32.72 : 0.59 : 28.07 [wt.%], respectively. The higher arc ion plating temperature was, the higher corrosion resistance and nano-hardness were observed due to chromium content. Corrosion potential and corrosion rate in artificial sea water of the coating layer were in the range of $-39mV_{SHE}$ and $2mA/cm^2$, respectively. Passivity was not observed in the artificial sea water. Nano-hardnesses of the thin layers was increased by adding Cr from 23.6 to 25.8 [GPa]. The friction coefficients and fatigue limits of the layers were 0.388, 0.031, respectively.

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Duplex Surface Modification with Micro-arc Discharge Oxidation and Magnetron Sputtering for Aluminum Alloys

  • Tong, Honghui;Jin, Fanya;He, Heng
    • 한국진공학회지
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    • 제12권S1호
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    • pp.21-27
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    • 2003
  • Micro-arc discharge oxidation (MDO) is a cost-effective plasma electrolytic process which can be used to improve the wear and corrosion resistance of Al-alloy parts by forming a alumina coating on the component surface. However, the MDO coated Al-alloy components often exhibit relatively high friction coefficients and low wear resistance fitted with many counterface materials, additionally, the pitting corrosion for the MDO coated AI-alloy components, especially for a thinner alumina coating, often occurs in atmosphere circumstance due to the porous alumina coats. Therefore, a duplex treatment, combining a MDO coated ahumina thin layer with a TiN coating, prepared by magnetron sputtering (MS), has been investigated. The Vicker's microhardness, pin-on-disc, electrochemical measurement, salt spray, XRD and SEM tests were used to characterize and analyze the treated samples. The work demonstrates that the MDO/MS coated samples have a combination of a very low friction coefficient and good wear resistance as well as corrosion since the micro-holes on alumina coating are partly or fully covered by TiN material.

썬글라스용 반미러(Half-Mirror) 코팅의 분석과 설계 (Analysis and Design of half-mirror coating for sunglasses)

  • 박문찬;정부영;횡보창권
    • 한국안광학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.111-117
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    • 2003
  • 국내외 썬글라스 반미러 코팅렌즈의 광학적 특성을 파악하기 위해, 분광광도계를 이용하여 반미러 코팅렌즈의 반사율을 측정하였으며, Macleod 프로그램을 이용해 계산한 결과와 비교 분석하였다. 또한 황금 색깔이 나는 TiN을 이용한 반미러 코팅렌즈를 설계하였고, 광학특성을 조사하였다. 반미러 코팅렌즈의 분석결과, 은색 투톤(two tone) 반미러 코팅은 금속 크롬(Cr)을 사용하였으며 경도를 증가시키기 위하여 크롬위에 $SiO_2$(또는 $Al_2O_3$)를 증착하여 사용하였다. 크롬 위에 증착되는 $SiO_2$의 두께는 10nm 정도가 적정한 것으로 판단된다. 칼라 반미러 코팅의 경우 디자인 결과는 각각 다음과 같다 ; blue 계열은 [air|$SiO_2$(66.3)|$TiO_2$(129.0)|$SiO_2$(62.9)|$SiO_2$(26.0)|$TiO_2$(120.3)|$SiO_2$(9.1)|glass]이며, gold 계열은 [air|$SiO_2$(60.6)|$TiO_2$(86.2)|$SiO_2$(13.5)|$TiO_2$(86.8)|$SiO_2$(214.38)|glass]이며, green 계열은 [air|$SiO_2$(74.3)|$TiO_2$(75.8)|$SiO_2$(44.3)|$TiO_2$(11.6)|$SiO_2$(160.8)|$TiO_2$(12.9)|$SiO_2$(183.3)|$TiO_2$(143.8)|glass]이며, silver 계열은 [air|$SiO_2$(21.2)|$TiO_2$(49.7)|$SiO_2$(149.3)|glass]이다. white 반미러 코팅인 경우는 [air|$SiO_2$(17nm)|$TiO_2$(43nm)(또는 $ZrO_2$)|$SiO_2$(87nm) polysiloxane($4.46{\mu}m$)|glass or CR-39]이며, 가시광선 영역(400~700 nm)에서 평균 19%의 반사율을 가지며 흡수가 적기 때문에 약 80%의 투과율을 보이는 white 타입의 반미러가 되게 된다. 황금빛 색깔을 띠는 반미러 코팅렌즈의 설계에 있어서 [air|$SiO_2$(170nm)|TiN(15nm)|glass]가 되면 CIE 좌표값은 거의 [air|Au(150nm)|glass]의 좌표값과 유사해지는 것을 볼 수 있었다.

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SCM415강의 원형포켓 가공시 치수정밀도에 관한 연구 (A Study on Dimensional Accuracy in Circular Pocket Machining of SCM415 Steel)

  • 신미정;최철웅
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권9호
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    • pp.58-63
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    • 2019
  • In this research, we examine the change of dimensional accuracy in the cutting process while changing cutting conditions such as feed rate and spindle rotational speed with chromium molybdenum steel (SCM415) material and TiCN- and TiAlN-coated end mill tools. According to dimensional accuracy measurement, TiCN-coated tool displays the most accurate dimensional tolerance at ${\varnothing}20mm$ at feed rates of 200 mm/min and 250 mm/min at a spindle rotation speed of 4,000 rpm. The largest dimension of the coating tool was able to make the TiAlN-coated tool suitable when comparing the smallest dimension.

Ti-계 코팅이 SCM415강의 마찰.마모 특성에 미치는 영향 (Effect of the Ti-series Coating on the Friction and Wear Characteristics of SCM415 Steel)

  • 장정환;탁성훈;장기;허철수;류성기
    • Tribology and Lubricants
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    • 제26권3호
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    • pp.162-166
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    • 2010
  • The purpose of this study is to show the friction and wear characteristics on the vapor deposited Tiseries coating layers on the SCM415 steel. In this research, frictional wear characteristic of coating materials such as TiN, TiCN, TiAlN was investigated under room temperature, normal air pressure and dry lubricating condition. Therefore this study carried out research on the friction coefficient, micro hardness(Hv), roughness, SEM on the vapor deposited coating layers on the SCM415 steel.

SCM415강의 원형포켓 가공시 표면 거칠기에 관한 연구 (A Study on Surface Roughness in Circular Pocket Machining of SCM415 Steel)

  • 최철웅
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.77-82
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    • 2019
  • In this study, we study the change of surface roughness during cutting machining by changing the cutting conditions such as feed rate and spindle velocity with chromium molybdenum steel (SCM415) material and TiCN and TiAlN coated end mill tools. The surface roughness value of the test specimen for SCM415, was found to be 3,000 rpm in TiCN coated end mill and $0.634{\mu}m$ in surface roughness at a feed rate of 100 mm/min. In the TiAlN coated end mill, 300 mm/min, the surface roughness was the best at $0.699{\mu}m$. The overall average surface roughness of each coating tool was better than that of TiAlN.

AlCr계 절삭공구 코팅의 미세조직 및 우수한 기계적 물성 분석 (Analysis microstructure and mechanical properties of AlCr-based cutting tool coatings)

  • 임기성;김영석;박혜진;문상철;정세일;김광식;박영군;김기범
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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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.

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타이타늄 표면 코팅이 도재 결합에 미치는 영향 (EFFECTS OF TITANIUM SURFACE COATING ON CERAMIC ADHESION)

  • 김연미;김현승;이광민;이도재;오계정;임현필;서윤정;박상원
    • 대한치과보철학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.601-610
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    • 2007
  • Statement of problem: The adhesion between titanium and ceramic is less optimal than conventional metal-ceramic bonding, due to reaction layer form on cast titanium surface during porcelain firing. Purpose: This study characterized the effect of titanium-ceramic adhesion after gold and TiN coating on cast and wrought titanium substrates. Material and method: Six groups of ASTM grade II commercially pure titanium and cast titanium specimens$(13mm{\times}13mm{\times}1mm)$ were prepared(n=8). The conventional Au-Pd-In alloy served as the control. All specimens were sandblasted with $110{\mu}m\;Al_2O_3$ particles and ultrasonically cleaned for 5min in deionized water and dried in air before porcelain firing. An ultra-low-fusing dental porcelain (Vita Titankeramik) was fused on titanium surfaces. Porcelain was debonded by a biaxial flexure test at a cross head speed of 0.25mm/min. The excellent titanium-ceramic adherence was exhibited by the presence of a dentin porcelain layer on the specimen surface after the biaxial flexure test. Area fraction of adherent porcelain (AFAP) was determined by SEM/EDS. Numerical results were statistically analyzed by one-way ANOVA and Student-Newman-Keuls test at ${\alpha}=0.05$. Results: The AFAP value of cast titanium was greatest in the group 2 with TiN coating, followed by group 1 with Au coating and the group 3 with $Al_2O_3$ sandblasting. Significant statistical difference was found between the group 1, 2 and the group 3 (p<.05). The AFAP value of wrought titanium was greatest in the group 5 with TiN coating, followed by the group 4 with Au coating and the group 6 with $Al_2O_3$ sandblasting. Conclusion: No significant difference was observed among the three groups (p>.05). The AFAP values of the cast titanium and the wrought titanium were similar. However the group treated with $Al_2O_3$ sandblasting showed significantly lower value (p<.05).

표면처리에 따른 Hastelloy X 합금의 고온물성 (High temperature properties of surface-modified Hastelloy X alloy)

  • 조현;이병우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.183-189
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    • 2012
  • 고온 열수송용 재료로 이용되는 Hastelloy X의 표면처리에 따른 고온물성 개선에 대한 연구를 수행하였다. Hastelloy X 기판 상에 각각 PVD법인 Arc discharge 및 Sputtering을 이용하여 TiAlN 및 $Al_2O_3$ 박막을 표면 코팅(overlay coating) 하였고, 분위기 분말을 이용하여 Al을 금속표면을 통해 확산시키는 방법인 Pack cementation법을 이용한 Al 확산코팅(diffusion coating: aluminiding)법을 이용한 표면처리를 수행하였다. 이들 표면처리가 Ni-Cr계 합금의 고온열처리에서 생성되는 두꺼운 불균질 산화물($Cr_2O_3$)형성 억제에 미치는 효과와 조성 및 표면미세구조가 물성에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해, 표면처리 된 Hastelloy X 샘플들을 공기 및 헬륨가스 분위기에서 $1000^{\circ}C$로 열처리 하였으며, 열처리된 전후 시편들에 대해 상형성, 미세구조 및 고온 물성 변화를 측정하였다. 이러한 실험결과를 통하여 표면코팅법에 의한 TiAlN 및 $Al_2O_3$ 박막에 비해 Al 확산코팅한 경우 두꺼운 불균질 산화물($Cr_2O_3$)형성이 억제되어 보다 균질한 미세구조와 높은 내마모성 등 높은 고온 안정성을 보여주는 것을 확인할 수 있었다.