• Tribology and Lubricants
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• v.35 no.6
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• pp.356-361
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• 2019

The friction and wear between machine components directly influence the energy loss and failure in various machines. Therefore, there is always a demand for finding methods to reduce friction and wear. Of the possible methods, lubrication is a widely used method for reducing friction and wear. In the case of lubrication, it is important to analyze the tribological behavior in the boundary lubrication because most of friction and wear occurs in the boundary lubrication regime. Cast iron has been regarded as a good material for industrial applications due to the excellent mechanical properties and high productivity. Especially, nodular cast iron is a material that shows better mechanical properties and wear-resistance compared with cast iron due to inclusion of spheroidal graphite. In this work, we investigated the tribological characteristics of nodular cast iron with respect to different counter parts in boundary lubrication regime. Sliding tests were conducted with SUJ2, ZrO₂, Si₃N₄ balls as counter parts using a pin-on-disk type tribotester. The results showed different friction and wear behaviors with different counter parts. The case of ZrO₂ showed the lowest wear rate in specimen and no significant ball wear. In case of SUJ2, it showed similar wear rate with ZrO₂ case in specimen and the highest friction coefficient. The case of Si₃N₄ showed the lowest friction coefficient, 33% lower than the case of SUJ2. It showed 16.9 times larger wear rate in specimen and 43% larger wear rate in ball compared to that of the SUJ2 case.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2002.10a
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• pp.726-731
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• 2002

Reaction synthesis is a process to form ceramics, intermetallics and their composites from elemental powder mixture. Application of this process to a surface modification techniques has a possibilities to enable the process at a lower temperature or for a shorter time, although synthesized materials are likely to include voids and unreacted elements. This paper intend to examine the effect of Si addition to the mixture of Al and Ni on the densification of synthesized Ni-Al intermetallic compounds and to evaluate the surface properties of obtained coatings. By the Si addition, exothermic reaction temperature to form Ni-Al intermetallic was lowered to be below the melting point of Al. Si soluted $Al_3$Ni$_2$, $Al_3$Ni and $Al_{6}$Ni$_3$Si were mainly formed in the coating layer when powder mixture was heated to 973K for 300s. Besides, densification was enhanced by increasing hot press pressure, Si additions and heating rate. When the composition of eutectic Al-Si reaches 78%, void ratio of sintered compact reduced to 0.4%. It is caused by higher flowability of Al-Si liquid phase generated and its infiltration into the void. Since the hardness of NiAl(Si) compound (about 600HV) formed in the coating layer is higher than that of Ni-Al compound (about 400HV), coating layer with high density and superior wear property is obtained by hot press using reaction synthesis from Al-Ni-Si powder mixture.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.95-95
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• 2010

자동차 산업에서 차체를 성형하는 프레스 금형 산업은 꾸준히 증가하고 있는 자동차 생산대수와 함께 성장해가고 있으며, 자동차 산업의 국제 경쟁이 심해지고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 신제품 개발주기에 발맞추어 금형의 제작에도 단납기 및 비용절감을 위한 노력과 제품의 품질 향상을 위해 신기술, 신공법이 적용되고 있다. 한편 자동차 차체를 제작하는 프레스 금형가공은 박판소재를 원하는 형상으로 제작하는 공정으로써, 프레스의 상 하 운동을 이용하여 강판을 성형한다. 이러한 금형의 형태는 곧 자동차 차체 제품의 형태를 완성하므로 제품을 성형하는 도중에 금형과 소재의 마찰에 의해 금형의 마모나 마멸이 발생하여 제품의 품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 금형의 내마모성 및 수명을 향상시키기 위한 방안들 중 표면경화처리가 행해지고 있으며, 그중 공정 속도가 빠르고 국부적인 열처리가 가능한 레이저 표면처리 방법이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 이러한 금형의 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 프레스 금형공정 중 드로잉(drawing) 공정에의 적용을 위한 표면경화처리를 실시하였다. 최대출력 4.0kW의 다이오드 레이저를 사용하였으며, 6축 외팔보 로봇에 열처리용 광학계를 장착하여 열처리를 실시하였다. 또한 광학계 부근에는 적외선 온도센서가 부착되어있어 열처리시 시험편의 표면온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성되어져있다. 시험편은 금형재료용 구상흑연 주철인 FCD550 소재를 사용하였으며, 공정변수에 따른 열처리 특성을 파악하고, 그 경화특성을 평가하였다. 실험 결과, FCD550 소재의 표면 열처리시 레이저 출력 3.5kW, 빔 이송속도 3mm/sec에서 최적의 열처리 특성을 나타내었으며, 이때의 최고 경도는 930Hv을 나타내며 모재에 비해 경도가 3배 정도 상승하는 우수한 경화특성을 보였다.