보고서 정보
주관연구기관 |
창원대학교 Changwon National University |
연구책임자 |
윤재홍
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발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 1996-04 |
주관부처 |
과학기술부 |
과제관리전문기관 |
창원대학교 Changwon National University |
등록번호 |
TRKO200200016502 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
플라즈마 보로나이징처리.스테인리스강.보론확산속도.경도분포.마모특성.분극거동.Plasma Boronizing treatment.Stainless Steel.Boron Diffusion rate.Distribution.Wear properties.Polarization Curve.
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초록
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스테인리스강 관련의 산업기계부품은 고속화, 경량화, 고출력화등의 요구로 더욱 우수한 새로운 표면처리 기술의 개발을 요구하고 있다. 이 요구에 부응할 수 있는 처리법으로서 최근 철강재의 표면에 FeB, Fe2B의 화합물층을 형성시키는 보로나이징처리법이 일본, 미국, 서독등 선진공업국에서 크게 연구되어 각종 기계부품에 적용하여 수십배에서 수백배까지 부품의 수명을 연장시키고 있다. 그러나 우리나라에서는 이에대한 기초 연구가 전혀 없으며 실제 보로나이징처리를 실시하는 기업도 거의 찾아볼 수 없다.스테인리스강은 가공과 구조용
스테인리스강 관련의 산업기계부품은 고속화, 경량화, 고출력화등의 요구로 더욱 우수한 새로운 표면처리 기술의 개발을 요구하고 있다. 이 요구에 부응할 수 있는 처리법으로서 최근 철강재의 표면에 FeB, Fe2B의 화합물층을 형성시키는 보로나이징처리법이 일본, 미국, 서독등 선진공업국에서 크게 연구되어 각종 기계부품에 적용하여 수십배에서 수백배까지 부품의 수명을 연장시키고 있다. 그러나 우리나라에서는 이에대한 기초 연구가 전혀 없으며 실제 보로나이징처리를 실시하는 기업도 거의 찾아볼 수 없다.스테인리스강은 가공과 구조용 재료로 널리 사용되고 있지만, 내마모특성이 나쁘기 때문에 적용을 제한을 받는다. 따라서 본 연구는 다양한 처리조건에 따른 스테인리스강의물성향상에 관해 조사하였다.본 연구의 방법과 결과는 다음과 같다.Boron/borax : 3/7(wt.%)의 페이스트를 사용하여 Ar/H2 : 2/1(vol.%) 가스혼합하1023K ∼ 1223K의 다양한 온도영역에서 플라즈마 페이스트 보로나이징을 실시하였다. 봉화물층은 마이크로비커스경도기, OM, SEM, EPMA, 그리고 potentiostat로써 평가하였다.연구결과 종래의 보로나이징과 비교할 때 짧은 시간에 봉화물층 두께와 경도증가가 가능하였다. XRD 분석결과 생성상은 FeB, Fe2B, Ni3B로 나타났으며, 특히 CrB의 intensity가강하게 나타났다. 그리고 봉화물층 형성을 위한 활성화에너지도 종래의 방법보다 낮은123kJ/mol로 조사되어 플라즈마 페이스트 보로나이징처리가 기존 처리방법보다 우세함을알 수 있었다.
Abstract
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New surface treatment technologies must be developed for thematerials used in the components of industrial machinery because of the needs ofhigh-speed, high-weight, and high-output. One the them is the boronizing treatmentwhich makes a compound layer of FeB, Fe2B, TiB2, CrB2, CrB on the
New surface treatment technologies must be developed for thematerials used in the components of industrial machinery because of the needs ofhigh-speed, high-weight, and high-output. One the them is the boronizing treatmentwhich makes a compound layer of FeB, Fe2B, TiB2, CrB2, CrB on the surface of thematerials. It has been studied actively in the developed countries such as japan,U.S.A, and germany. This technology has been applied to the all kinds of machinarycomponents and extended the life of the components to several hundred times. Therehas been, however, no basic studies on the treatment in our country.The methode and results of this research are as follows ;A boride layer was deposited to the STS 304 stainless steel substrate by plasmapaste boronizing process with several different temperature from 1023K to 1223K undergas mixture of Ar / H2 : 2 / 1(vol.%) using paste of 30%wt boron and 70%wt borax.The boride layer were evaluated using micro-vickers hardness tester, SEM, EPMA,optical microscope and corrosion tester.Comparing with the conventional boronizing process, a plasma paste boronizingprocess with short treatment time is noticeably found to increase the thickness andhardness. In XRD analysis of boride layer, various peaks such as FeB, Ni3B and CrBare shown. Especially, the peak of CrB is more intensive than others peaks.Meanwhile, activation energy for forming of boride layer is investigated to be123kJ/mol which is lower value than the conventional treatment. Form this study, itcan be suggested that a plasma paste boronizing process is superior to the conventionalboronizing process.
목차 Contents
- 목 차...7
- I. 서론...8
- II. 이론적 배경...9
- 2.1 스테인리스 강의 boronizing...9
- 2.2 Plasma boronizing처리의 원리...11
- III. 실험방법...13
- 3.1 실험장치...13
- 3.2 시편준비...13
- 3.3 Plasma boronizing처리...13
- 3.4 시편관찰...16
- IV. 실험결과 및 고찰...22
- 4.1 Boron과 borax 혼합비의 영향...22
- 4.2 붕화물층의 조직관찰...22
- 4.3 붕화물층 형성에 대한 처리온도와 시간의 영향...27
- 4.4 단면경도분포의 변화...30
- 4.5 Boronizing처리에 따른 단면성분원소의 거동...30
- 4.6 X-ray diffraction분석...36
- 4.7 Boronizing층의 부식거동...36
- V. 결론...45
- VI. 참고문헌...46
- 연구수행관련 논문 발표목록서...47
- 자체평가서...48
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