초록

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국내의 다이아몬드 마이크로 블레이드 산업의 경우 충분한 이론적 검증을 거치지 못하고 종전의 경험 및 외산품에 대한 분석을 토대로 제작된 제품에 간단한 물성만을 체크하여 업체에 공급한다 해도 과언이 아니다. 이러한 국내의 실정을 인지하여 본 연구에서는 Cu와 Sn을 주 결합재로 사용한 다이아몬드 마이크로 블레이드에 있어 고체윤활제인 흑연과 $MoS_2$의 첨가에 따른 마모 특성을 비교하였다. 마모시험의 분위기는 상온에서 건식 분위기로 진행 되었으며, 그 결과 흑연을 첨가할 경우 가장 높은 마찰감소를 보임을 확인할 수 있었다. 이번 연구는 상온 및 저 회전 속도에서의 사용을 목적으로 한 다이아몬드공구의 연구 자료로 활용될 것이다.

국내의 다이아몬드 마이크로 블레이드 산업의 경우 충분한 이론적 검증을 거치지 못하고 종전의 경험 및 외산품에 대한 분석을 토대로 제작된 제품에 간단한 물성만을 체크하여 업체에 공급한다 해도 과언이 아니다. 이러한 국내의 실정을 인지하여 본 연구에서는 Cu와 Sn을 주 결합재로 사용한 다이아몬드 마이크로 블레이드에 있어 고체윤활제인 흑연과 $MoS_2$의 첨가에 따른 마모 특성을 비교하였다. 마모시험의 분위기는 상온에서 건식 분위기로 진행 되었으며, 그 결과 흑연을 첨가할 경우 가장 높은 마찰감소를 보임을 확인할 수 있었다. 이번 연구는 상온 및 저 회전 속도에서의 사용을 목적으로 한 다이아몬드공구의 연구 자료로 활용될 것이다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

•  이에 본 연구에서는 우수한 절삭성능을 갖는 다이아몬드 마이크로 블레이드의 개발을 위해 그 결합재에 고체 윤활제 첨가를 하였을 때 저속・건식분위기에서의 마모마모 시험을 통하여 특성을 조사하였다.

제안 방법

• 5mm 하에 각시편별로 20, 40, 60N의 하중을 가하여 실험을 진행 하였다. 각 시편별로 sliding 속도는 1Hz, 2Hz, 3Hz로 구분, 120초씩 단계적으로 가하여각 시편들에 대한 마모거동을 분석하였다. 시험편의 마모감량은 시험 전과 후의 무게를 10^-4 gram까지 측정하여 비교하였다.
• MoS 2를 시편 (b)의흑연과 동일 부피분율로 첨가한 시편 (c)의 경우 실제 블레이드의 실착절삭성능시험에서 흑연보다 MoS₂가 더 높은 마찰 감소 특성을 보인다 ³⁾는 연구와 달리 더 높은 마찰력과 마찰계수 값을 보인다. 기존 연구의 절삭 조건은 10,000rpm의 블레이드의 회전속도로 인해 마찰열이 동반되었으며, 이를 제거하기 위한 습식의 절삭 조건에서 실험이 진행되었는데, 이번 마모시험은 저온의 저회 전속도, 건식 분위기에서 마찰, 마모가 진행되었으며, 본 마모시험과 같이 저속, 건식의 분위기에서는 MoS 2보다 흑연의 첨가가 절삭성능에 있어 더 효과적이라고 생각 된다.
• 본 연구에서는 pin on disk 방식의 high friction machine을 이용하여 마모시험을 실시하였으며, 상온・건식분위기에서 stroke 13.5mm 하에 각시편별로 20, 40, 60N의 하중을 가하여 실험을 진행 하였다. 각 시편별로 sliding 속도는 1Hz, 2Hz, 3Hz로 구분, 120초씩 단계적으로 가하여각 시편들에 대한 마모거동을 분석하였다.
• 각 시편별로 sliding 속도는 1Hz, 2Hz, 3Hz로 구분, 120초씩 단계적으로 가하여각 시편들에 대한 마모거동을 분석하였다. 시험편의 마모감량은 시험 전과 후의 무게를 10^-4 gram까지 측정하여 비교하였다. 실험에 사용된 주시험편은 Table 1에서의 조성처럼 혼합된 분말을 몰드(mold)에 충전 후 1,960∼2,940Pa, 680℃의 환경에서 가압소결 과정을 걸쳐 직경 6mm, 길이 12mm의 pin 모양으로 시편을 제조하였다.

대상 데이터

• 실험에 있어 표면 거칠기의 영향을 최소화하기 위해 emery paper의 grade 1000까지 연마 후 알코올로 세척하였다. 상대 시험편으로는 평균 표면조도 0.30Ra의 BK7 유리를 사용하였다.
• 실험에 사용된 주시험편은 Table 1에서의 조성처럼 혼합된 분말을 몰드(mold)에 충전 후 1,960∼2,940Pa, 680℃의 환경에서 가압소결 과정을 걸쳐 직경 6mm, 길이 12mm의 pin 모양으로 시편을 제조하였다.

성능/효과

• 기존의 연구와 비교할 때 냉각제를 사용하는 습식 고속절삭시험을 통한 고체 윤활제 비교실험에서 MoS₂가 흑연보다 마찰력 감소와 절삭성능 향상에 더욱 효과적이었는데 반하여 저속, 건식 분위기에서 행한 마모시험에 있어서는 흑연의 첨가가 MoS₂ 첨가보다 마찰계수 감소와 절삭성능 향상에 효과적이었음을 관찰하였다 .
• 윤활제가 첨가되지 않은 결합재의 경우 마모 하중 및 속도가 증가될수록 박리현상에 의한 응착마모현상을 보이나, 적절한 양의 윤활제가 첨가 될 경우 응착현상을 억제하여 절삭용 블레이드에 있어 균일한 마모양상이 나타났다.

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