[논문]마찰 방법에 따른 핫스탬핑 마모 거동의 연구 동향

지민기; 전태성

doi:10.9725/kts.2020.36.6.350

마찰 방법에 따른 핫스탬핑 마모 거동의 연구 동향
Review on the Wear behavior of the Hot Stamping Process with Respect to Friction Testing Methods 원문보기

한국트라이볼로지학회지 = Tribology and lubricants, v.36 no.6, 2020년, pp.350 - 358

지민기 (인천대학교 기계공학과) , 전태성 (인천대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Hot stamping is an effective and suitable process widely used in automotive applications, though critical issues such as the transfer of the coating materials and build-up of these materials on tool surfaces have been encountered. Past researches figured out the resultant wear phenomenon using pin-on-disc and drawing (for example, strip drawing and deep drawing) methods to mimic the process and analyzed the wear behavior with respect to the influencing factors such as surface coating, load, and roughness. Although the pin-on-disc is a conventional and widely-used method, it presented a methodological limitation when simulating the hot stamping process by forming a new blank each time, and hence, a drawing-based friction method has been proposed and developed. Each drawing method applies loads in a different way, resulting in a different wear behavior. Notably, the deep drawing process is most similar to the hot stamping process compared to other drawing methods. In this paper we present a review of the friction testing methods mimicking the hot stamping process and the associated wear behavior. This can be helpful in presenting a step-by-step approach and different perspectives on the wear behavior in the hot stamping process.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Basic hot stamping process chains: (a) direct hot stamping, (b) indirect hot stamping[9].
그림 Fig. 2. Temperature vs. time diagram of the hot stamping process[13].
표 Table 1. Chemical composition and mechanical properties of the boron steels (wt%)[9,14]
그림 Fig. 3. Optical cross section of Usibor AluSi after austinitizing at 920oC for 6 min (left)[21] and Cross-sectional SEM micrographs of an aluminide coating, the coating consisting of Fe3Al and FeAl after heating at 930ºC for 10 min (right)[15].
그림 Fig. 4. Cross sectional images of Usibor GI after austinitizing at 870ºC for 6 min and light shot blasting (left) and Usibor GA after austinitizing at 870ºC for 6 min (right)[21].
표 Table 2. Friction test parameters for hot stamping wear behaviour
그림 Fig. 5. Principle of the test methods for the evaluation of friction characteristics[9].
그림 Fig. 6. Schematic representation of the galling mechanisms encountered during interaction between an uncoated tool steel and Al-Si coated UHSS[30].
그림 Fig. 7. SEM images of the coated tool steel (Upper) and worn surface of the Al-Si coated UHSS specimen (Lower) after the tribological tests: (a) AlCrN, (b) TiAlN and (c) DLC[30].
그림 Fig. 8. Wear of discs slid against pin specimens: a) ground with #60 abrasive paper, b) coarse ground (parallel to surface lay) and c) coarse ground (perpendicular to surface lay)[32].
그림 Fig. 9. Schematic representation of hot flat strip drawing test machine (left) and test method (right)[35].
그림 Fig. 10. Assembly of SEM images to show the topographic overview of the worn surface of the tooling, abrasive wear, compaction galling and normal adhesive galling after testing. White arrow in top right of figure shows drawing direction[36].
그림 Fig. 11. SEM images showing wear behaviour of the right tool against Al-Si coated 22MnB5 after 15th friction test: (upper) AlSi-A and (lower) AlSi-B (The friction direction is left to right in this figure)[40].
그림 Fig. 12. The positions of severe galling in the curved part of the upper tool (left) and comparison of the measured and calculated galling in the upper tool of the full-scale press hardening experiment (right)[42].
그림 Fig. 13. Schematic sketch of the experimental setup of the cup deep drawing test (left) and two drawn cups at elevated temperatures with the contact areas of the main friction between blank and tool pointed out (right)[44].

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 핫스탬핑 공정을 모사하기 위해서 앞서 나열한 방법들을 이용하여 마모 거동을 연구한 사례 들을 고찰하고 이를 통하여 핫스탬핑 마모 거동에 대한 영향 인자 및 분석 방향성에 대해서 제시하고자 한다.

제안 방법

자동차 산업에서 핫스탬핑 공정에 대한 관심이 급증함에 따라 공정에서 발생하는 마모에 대한 연구가 다양하게 발표되었다. 저자들은 핫스탬핑 공정의 마모를 모사하기 위하여 다양한 마찰 실험 방법을 도입하였으며 결과로 영향 인자들을 제시하였다. 마모 거동에 대한 초기 연구에는 Pin-on-disc 형식의 왕복 마찰 운동을 적용하였지만 매번 새로운 강판을 성형하는 핫스탬핑 공정을 모사하는데 방법론적인 한계점이 제시되며 이후에는 Drawing 방법들이 주목받기 시작하였다.

성능/효과

마찰 방법에 따라 마모 거동에 영향을 끼치는 인자가 조금씩 차이가 있었으나 온도와 압력은 공통적으로 주목을 받았다. 그 외에도 소재의 도금층, 표면 조도, 산화물, 공정 조건 등이 거론되었으며 이는 마모를 다양한 관점에서 해석해야 한다는 바를 시사한다. 그러나 아직까지 각 인자들에 대한 개별적인 영향은 연구되었으나 실제 공정과 같이 이러한 영향 인자들이 한곳에 복합적으로 작용하는 현상에 대해서는 보다 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.
마찰 방법에 따라 마모 거동에 영향을 끼치는 인자가 조금씩 차이가 있었으나 온도와 압력은 공통적으로 주목을 받았다. 그 외에도 소재의 도금층, 표면 조도, 산화물, 공정 조건 등이 거론되었으며 이는 마모를 다양한 관점에서 해석해야 한다는 바를 시사한다.

후속연구

그 외에도 소재의 도금층, 표면 조도, 산화물, 공정 조건 등이 거론되었으며 이는 마모를 다양한 관점에서 해석해야 한다는 바를 시사한다. 그러나 아직까지 각 인자들에 대한 개별적인 영향은 연구되었으나 실제 공정과 같이 이러한 영향 인자들이 한곳에 복합적으로 작용하는 현상에 대해서는 보다 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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