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제안 방법
- 세라믹 복합재료를 제조하였다. hBN 함량을 0-20 vol%로 조성을 변화시켜 시편을 제작한 후 물성의 기계적 특성과 여러 조건으로 절삭가공(3날 WC tips 30<j)엔드밀링)하여 기계가공성을 조사하였고 가공 후 표면 거칠기를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 각 시편의 결정상 및 입계상을 동정하기 위하여 XRD 분석(Cu Ka, 주사속도 5°/min)을 행하였다. 각 시편의 파단면 및 가공후의 시편의 외관은 SEM으로 조사하였다.
- 각 시편의 이론밀도에 대한 상대밀도(relative density) 는구해진 부피비중과 이론밀도(1為)의 비로써 계산하였다.分 단, 이론밀도는 원료분말의 조성과 성분원소의 밀도로부터 혼합법칙 (rule of mixture)을 이용하여 계산하였다.
- Ka, 주사속도 5°/min)을 행하였다. 각 시편의 파단면 및 가공후의 시편의 외관은 SEM으로 조사하였다.
- 9%, Shinetsu chemical, Japan)를 3wt% 첨가하였고 유기결합제로 DL-camphor를 소량 첨가하였다. 고순도의 에탄올을 용매로 하고 마모가 적은 300 g의 Si3N4 ball(<|)10 mm)을 사용하여 알루미나 포트(용량: 400cc)에서 140rpm으로 72시간 동안 습식 밀링하였다. 습식 밀링 후 AlN과 hBN과의 비중차(Al" 이론 밀도; 3.
- 제조한 세라믹 복합재료에 대해서 기계적 특성에 미치는 hBN 첨가의 영향을 조사하였다. 그리고, AlN-hBN 세라믹 복합재료의 기계가공성을 평가하기 위하여 엔드밀 가공조건하에서 절삭력을 측정하였고, 가공후의 표면 거칠기 등을 조사하였다.
- 인한 분말 건조과정에서의 중력 편석을 방지하기 위해, 혼합분말을 hot plate와 교반기를 동시에 사용하여 가열 건조하였다. 그리고, 건조로에서 100℃, 6시간 재차 건조하여 hBN 의 함량이 각각 0~20vol%인 혼합분말을 제조하였다. 건조된 분말은 16 mesh의 체에서 체질하여 1 mm 이하의 조립 분말을 얻었다.
- 본 실험에서는 AlN-hBN계 세라믹 복합재료를 제조하기 위해 AlN(순도; 99.15%, 평균입도; 2.9 pm Tokuyama,Japan) 에 hBN(순도; 99%, 평균입도; 10 μm, high purity chemicals, Japan)을 0~20 vol% 첨가하였다.
- 열간 가압소결(1800℃, 30 MPa, N2, 2h)에 의해 AIN- hBN 세라믹 복합재료를 제조하였다. hBN 함량을 0-20 vol%로 조성을 변화시켜 시편을 제작한 후 물성의 기계적 특성과 여러 조건으로 절삭가공(3날 WC tips 30<j)엔드밀링)하여 기계가공성을 조사하였고 가공 후 표면 거칠기를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 27 g/cm3)S. 인한 분말 건조과정에서의 중력 편석을 방지하기 위해, 혼합분말을 hot plate와 교반기를 동시에 사용하여 가열 건조하였다. 그리고, 건조로에서 100℃, 6시간 재차 건조하여 hBN 의 함량이 각각 0~20vol%인 혼합분말을 제조하였다.
- 절삭공구로는 3날의 초경합금제의 팁(300 엔드밀)을 부착한 엔드밀을 이용하여 절삭실험을 수행하였다. 절삭가공조건은 예비실험을 통하여 결정하였으며, Table 1에 나타낸 바와 같이 hBN의 첨가량을 변화시킨 AlN-hBN 복합재료에 대하여 절삭 깊이와 절삭속도, 이송속도를 변화시켜 측정하였다.
- 절삭력 측정은 공구동력계 (Kistler사, type 9272)를 테이블에 고정한 후 고정치구를 제작하여 공작물을 설치하였으며 AE센서 (ruction 1045D)를 부착하였다. 절삭공구로는 3날의 초경합금제의 팁(300 엔드밀)을 부착한 엔드밀을 이용하여 절삭실험을 수행하였다. 절삭가공조건은 예비실험을 통하여 결정하였으며, Table 1에 나타낸 바와 같이 hBN의 첨가량을 변화시킨 AlN-hBN 복합재료에 대하여 절삭 깊이와 절삭속도, 이송속도를 변화시켜 측정하였다.
- 2에 나타내었다. 절삭력 측정은 공구동력계 (Kistler사, type 9272)를 테이블에 고정한 후 고정치구를 제작하여 공작물을 설치하였으며 AE센서 (ruction 1045D)를 부착하였다. 절삭공구로는 3날의 초경합금제의 팁(300 엔드밀)을 부착한 엔드밀을 이용하여 절삭실험을 수행하였다.
- 제조한 세라믹 복합재료에 대해서 기계적 특성에 미치는 hBN 첨가의 영향을 조사하였다. 그리고, AlN-hBN 세라믹 복합재료의 기계가공성을 평가하기 위하여 엔드밀 가공조건하에서 절삭력을 측정하였고, 가공후의 표면 거칠기 등을 조사하였다.
- 따라서, hBN의 형상비를 감소시키기 위해 유성볼밀(용매 : 에틸알콜)을 사용하여 사전 파쇄하였다. 파쇄는 MC Nylon 포트(용량: 500 cc)를 이용하였고 300g의 Si3N4 ball(<|)10 mm)을 사용하여 500rpm으로 6시간 행하였다. 입도분석결과 hBN의 크기는 lOpm에서 6.
- 한편, hBN판상입자를 첨가한 복합재료는 일반적으로 소결 치밀 화가 곤란하기 때문에 본 연구에서는 열간 가압 소결법을 이용하여 AlN-hBN 세라믹 복합재료를 제조하였다. 제조한 세라믹 복합재료에 대해서 기계적 특성에 미치는 hBN 첨가의 영향을 조사하였다.
대상 데이터
- 방해한다. 따라서, hBN의 형상비를 감소시키기 위해 유성볼밀(용매 : 에틸알콜)을 사용하여 사전 파쇄하였다. 파쇄는 MC Nylon 포트(용량: 500 cc)를 이용하였고 300g의 Si3N4 ball(<|)10 mm)을 사용하여 500rpm으로 6시간 행하였다.
- 본 실험에서 제조한 머시너블 세라믹의 절삭성 평가를 위하여 CNC Milling M/C(HiMac-V100)에서 수행되었고 전체적인 장치의 개략도와 가공장면을 Fig. 2에 나타내었다. 절삭력 측정은 공구동력계 (Kistler사, type 9272)를 테이블에 고정한 후 고정치구를 제작하여 공작물을 설치하였으며 AE센서 (ruction 1045D)를 부착하였다.
- 소결조제로는 丫2O3(순도: 99.9%, Shinetsu chemical, Japan)를 3wt% 첨가하였고 유기결합제로 DL-camphor를 소량 첨가하였다. 고순도의 에탄올을 용매로 하고 마모가 적은 300 g의 Si3N4 ball(<|)10 mm)을 사용하여 알루미나 포트(용량: 400cc)에서 140rpm으로 72시간 동안 습식 밀링하였다.
- 승온 속도는 10℃/ min로 하였다. 제조한 시편은 다이아몬드 절삭기를 이용하여 절삭을 한 후에 평면 연삭 및 경면 연마를 거쳐 굽힘 강도 시편 규격인 3x4x36mm로 제조하였다.
- 건조된 분말은 16 mesh의 체에서 체질하여 1 mm 이하의 조립 분말을 얻었다. 조립 분말을 1800℃, N2 분위기에서 2 시간 동안 30 MPa의 압력으로 열간가압 소결하여 소결체 (<|)60 mm, 두께 8 mm)를 제조하였다. 승온 속도는 10℃/ min로 하였다.
데이터처리
- 각시 편의 4점 굽힘강도는 KS L 1591의 굽힘 강도 시험 방법”에 따라 측정하였다. 시편의 탄성계수(Y6ung, s modulus) 는 동적 탄성계수(꺾임 공진법)10)를 10회 측정한 후, 평균값을 구하였다. 각 시편의 경도(的는 KS L 160311)에의해 측정하였으며, 파괴인성(Kic)은 압자 압입법(indentation fracture method; IF법)”)을 사용하여 측정하였다.
이론/모형
- 계산하였다.分 단, 이론밀도는 원료분말의 조성과 성분원소의 밀도로부터 혼합법칙 (rule of mixture)을 이용하여 계산하였다. 각시 편의 4점 굽힘강도는 KS L 1591의 굽힘 강도 시험 방법”에 따라 측정하였다.
- 시편의 탄성계수(Y6ung, s modulus) 는 동적 탄성계수(꺾임 공진법)10)를 10회 측정한 후, 평균값을 구하였다. 각 시편의 경도(的는 KS L 160311)에의해 측정하였으며, 파괴인성(Kic)은 압자 압입법(indentation fracture method; IF법)”)을 사용하여 측정하였다.
- 分 단, 이론밀도는 원료분말의 조성과 성분원소의 밀도로부터 혼합법칙 (rule of mixture)을 이용하여 계산하였다. 각시 편의 4점 굽힘강도는 KS L 1591의 굽힘 강도 시험 방법”에 따라 측정하였다. 시편의 탄성계수(Y6ung, s modulus) 는 동적 탄성계수(꺾임 공진법)10)를 10회 측정한 후, 평균값을 구하였다.
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