초록 ▼

Ⅲ-1. 연구개발의 내용
플라즈마를 이용한 마그네타이트 피막처리 및 Ti 합급의 TiN 확산피막의 형성을 위하여 아래와 같은 세부연구개발의 내용이 필요하다.
(ㄱ) 최대내경 155mm, 최장 8m급 포신내부의 Bipolar Micropulsed DC Plasma를 이용한 플라즈마 질화 및 마그네타이트(Fe304)피막처리 기술개발
(ㄴ) 플라즈마 질화를 이용한 내경 20㎜급 Ti 합금총열 내부의 TiN 확산피막처리 기술개발
(ㄷ) 상기의 개발기술을 이용한 민수용 자동차, 중공업 부품의 플라즈마 마그네타이트(Fe3

Ⅲ-1. 연구개발의 내용
플라즈마를 이용한 마그네타이트 피막처리 및 Ti 합급의 TiN 확산피막의 형성을 위하여 아래와 같은 세부연구개발의 내용이 필요하다.
(ㄱ) 최대내경 155mm, 최장 8m급 포신내부의 Bipolar Micropulsed DC Plasma를 이용한 플라즈마 질화 및 마그네타이트(Fe304)피막처리 기술개발
(ㄴ) 플라즈마 질화를 이용한 내경 20㎜급 Ti 합금총열 내부의 TiN 확산피막처리 기술개발
(ㄷ) 상기의 개발기술을 이용한 민수용 자동차, 중공업 부품의 플라즈마 마그네타이트(Fe304) 피막처리
(ㄹ) 자동차 엔진밸브 시트, 배기가스장치 및 헬리콥터 기어 등의 부품에 TiN 확산피막 응용공정개발
Ⅲ-2. 연구개발의 범위
1. Plasma Magnetite 피막처리 연구개발범위
플라즈마 질화를 이용한 포신내부 마그네타이트 피막처리 기술개발의 성능은 기존 군수 경질크롬도금(QQ-C-320B, 2a)의 내마모, 내부식, 및 마찰계수가 KS 규격시험에 준하여 동등 이상의 품질을 목표로 한다.
실사격을 통한 성능평가는 국방부 및 국방과학 연구소의 지원을 받아 소정의 사격시험 및 평가에 의해 기존의 크롬도금된 포신과 동등이상의 품질을 목표로 한다.
- 자동화 동일공정처리
- 산화방법: 화학반응 및 plasma 처리병행
- 최대 9m급 장치제작: 플라즈마 마그네타이트 피막처리용 장치
- 이상 분리 억제용 공정기술
2. TiN 확산피막처리 공정기술
플라즈마 질화를 이용한 총열내부 TiN 확산피막처리 기술개발의 성능은 신규개발로 진행되는 것이며 실사격을 통한 성능평가는 국방규격 사격시험 및 평가에 의하여 비교평가한다. 실사격을 위하여 필요한 군수품의 전반적 필요사항에 대하여는 국방부 및 국방과학연구소의 협조를 필요로 한다.
- 처리전후의 모재의 기계적 특성변화 10％ 이내 공정처리
- 최대진공도 10-4torr 장치제작: 플라스마 공정용 장치
- 전처리 산화피막 제거용 공정기술이러한 공정기술을 개발을 통하여 아래와 같은 세부공정기술이 확보된다
(ㄱ) 최대 길이 9m급 조립 분해형 플라즈마 마그네타이트 시스템 설계 및 제작기술
(ㄴ) 플라즈마 산질화(NT Mark/Fe3O4) 제고기술(내경155mm 강선포 L/D 52이상, 내경 120mm 활강포 L/D 55이상인 장포신 내부의 균일성 처리 )
(ㄷ) 길이 9m급 플라즈마 마그네타이트시스템 온도조절 기술
(ㄹ) 소성변형에 따른 산류응력 유지 기술(자긴가공 후 응력 유지기술)
(ㅁ) 소구경용 직경 20mm 내부의 Ti 합금소재 TiN 확산막 형성기술
(ㅂ) 헬리콥터용 항공기 기어, 자동차 밸브 시트 등 민수용 Ti 합금소재 부품의 플라즈마를 이용한 TiN 확산막 형성 공정기술

Abstract ▼

Ⅲ-1. Contents of Research and Development
Detail contents is required for formation of an plasma magnetite layer and TiNdiffusion layer as follow;
1. Development of technique for formation an magnetite using Bipolar micropulsed DC plasma to 8m canon.
2. Development of technique for formatio

Ⅲ-1. Contents of Research and Development
Detail contents is required for formation of an plasma magnetite layer and TiNdiffusion layer as follow;
1. Development of technique for formation an magnetite using Bipolar micropulsed DC plasma to 8m canon.
2. Development of technique for formation a TiN diffusion layer to 20mm diameter Ti alloy barrel.
3. Plasma magnetite layer treatment for automobile part and heavy industrial parts.
4. Development of applied process of TiN diffusion layer for automobile engine valve seat and gas ventilating parts.
Ⅲ-2. Scope of Research and Development
1. Scope of Research and Development for plasma magnetite layer
- Simple automation treatment
- Oxidation: chemical reaction and plasma treatment
- Installation of maximum gm height equipment: for plasma magnetite treating
- Constraint process technology for phase dissociation
2. TiN diffusion layer treating process technology
- within 10％ treatment against changing mechanical properties of matrix before and after treating
- Installation an equipment of Max vacuum 10-4 torr: for plasma process
- Removing technology an oxide layer
KPT finishes a detail process technique as follows;
- Design and manufacturing technique for max. gm height plasma magnetite system
- Plasma oxi -nitrocarburising technique
- Temperature control technique for gm height plasma magnetite system
- Retained stress continuing technique for plastic deformation
- Formating technique of TiN diffusion layer for 20mm diameter Ti barrel.
- Formating technique of TiN diffusion layer using plasma for aircraft gear, automobile valve seat, and Ti alloy parts.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...35
• 제 1 절 개요...35
• 제 2 절 기술개발의 필요성...39
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...42
• 제 1 절 국내 기술개발 현황...42
• 제 2 절 국외 기술개발 현황...43
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...45
• 제 1 절 이론적 배경...45
• 1. 글로우 방전...45
• 2. 플라즈마 질화 메커니즘...49
• 3. 질화처리에 영향을 미치는 요인...55
• 4. 플라즈마 질화의 장단점...56
• 5. 산질화 방법...59
• 6. TiN 확산피막처리 방법...63
• 제 2 절 실험 방법...82
• 1. 마그네타이트 피막 형성 시험...84
• 가. 소화기 총열 재료 및 포신재료의 가스침식에 대한 실험 방법...84
• 나. 장축 실린더 내부 마그네타이트 피막형성 시험...91
• (1) 첨가가스에 따른 마그네타이트 피막 및 질화층의 형상제어에 대한 방법...91
• (2) Over Heating 방지 기 술...93
• (3) L/D비 65 이상의 Hole 내부의 균일한 질화처리...95
• (4) 1m, 3m, 6m, 8m 급 실린더 내부 마그네타이트 피막형성...96
• 다. 5.56㎜ 군 적용 가능성 시험...97
• 2. TiN 확산피막 형성 시험...99
• 가. Ti 합금 및 20㎜ Ti 합금 총열 내부에 TiN 확산피막 형성 시험...99
• 제 3 절 연구개발 내용...102
• 1. 9m급 조립 분해형 플라즈마 질화 시스템 제작...102
• 가. 3m급 플라즈마 질화시스템 제작...102
• 나. 9m급 플라즈마 질화시스템 제작...108
• 2. 마그네타이트 피막 형성...115
• 가. Edge 부위의 처리 균일성 확보...115
• 나. 1m, 3m, 6m, 8m 실린더 및 L/D 비 65 이상의 Hole 내부 마그네타이트 피막 형성 시험...117
• 다. Over Heating 방지기술...146
• 라. 마모시험...148
• 3. 소화기 총열 재료 및 포신재료의 가스침식 및 질화 확산층의 내충격성 분석...150
• 가. 소화기 총열재료...150
• (1) 가스침식 특성...150
• (2) 질화 화산층의 내충격성 분석...154
• 나. 대구경 포신재료...157
• (1) X-ray 회절분석...157
• (2) 마그네타이트피막 처리층의 단면조직 분석...159
• (3) 플라즈마 질화 및 마그네타이트 피막의 추진가스 침식특성 분석...162
• (4) 추진가스에 의해 형성된 침식 단면층의 정량적 분석...175
• 다. 5.56㎜ K2소총 군수적용가능성 시험...182
• 4. TiN 화산 피막 층 처리 시스템 제작...184
• 5. TiN 확산 피막 형성...188
• 6. 20㎜ Ti-64합금 총열 소재의 TiN 확산피막 적용 시험...196
• 7. 중공업 유압실린더 등 민수용 대형품 적용...201
• 8. 소형 자동차 부품 등 민수용 부품의 양산화 기술확립...202
• 제 4 절 연구개발 및 시험평가 결과...203
• 1. 연구개발 방법...203
• 2. 플라즈마 마그네타이트 피막처리 기술 개발 결과...205
• 3. TiN 확산피막처리기술 개발 결과...208
• 4. 5.56㎜ 사격시험 결과 및 평가결과...209
• 5. 20㎜ 사격시험 결과 및 평가결과...252
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도...254
• 제 1 절 연구개발목표의 달성도...254
• 제 2 절 개발기술의 대외 기여도...257
• 제 5 장 연구개발의 활용계획...258
• 제 1 절 개발기술의 적용 방안...258
• 제 2 절 추가연구 필요성...259
• 제 3 절 기업화 추진방향...260
• 제 6 장 참고문헌...261