보고서 정보
주관연구기관 |
부산대학교 Busan National University |
연구책임자 |
김광호
|
참여연구자 |
강명창
,
박인욱
,
최은영
,
장철식
,
강동식
,
옥정태
,
전진우
,
허수정
,
홍승균
,
윤지환
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2006-06 |
과제시작연도 |
2005 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200700002510 |
과제고유번호 |
1350003161 |
사업명 |
국가지정연구실사업 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
기계코팅막.Ti-Al-Si-C-N-B계.설계.합성.평가.Hard coating.Ti-Al-Si-C-N-B system.Design.Synthesis.Evaluation.
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초록
▼
$\blacksquare$ 코팅장치 설계 및 제작
- Hybrid coating system을 자체 설계, 제작 및 코팅공정 최적화
- AIP, PECVD 및 Unbalanced magnetron sputtering등의 다양한 공정 및 코팅공정 최적화
$\blacksquare$ 차세대 고성능 코팅막 합성 및 특성 평가
1) 차세대 고성능 코팅막 합성
- 나노복합체 Ti-Si-N, Ti-Al-Si-N, Ti-B-C-N 코팅막 및 고성능 TiN, Ti-Al-N 코팅막 합
$\blacksquare$ 코팅장치 설계 및 제작
- Hybrid coating system을 자체 설계, 제작 및 코팅공정 최적화
- AIP, PECVD 및 Unbalanced magnetron sputtering등의 다양한 공정 및 코팅공정 최적화
$\blacksquare$ 차세대 고성능 코팅막 합성 및 특성 평가
1) 차세대 고성능 코팅막 합성
- 나노복합체 Ti-Si-N, Ti-Al-Si-N, Ti-B-C-N 코팅막 및 고성능 TiN, Ti-Al-N 코팅막 합성
- 기타 나노복합체 Ti-Si-C, Ti-Si-C-N, Ti-Mo-Si-N, Ti-Cr-Si-N 및 Cr-Si-N, Cr-Si-C-N, Cr-Al-Si-N, Mo-Si-N 등의 코팅막 및 고성능 Ti-C-N, Ti-B-C, Ti-Al-C-N 및 Cr-Mo-N, Cr-Al-N, Cr-C-N, MoN 등의 코팅막 합성
2) 차세대 고성능 나노복합체 코팅막의 미세구조 규명
- HR-TEM, XPS, AES 등의 최첨단 기기분석을 이용하여 이론적으로 제시되었던 나노복합체 코팅막의 미세구조 규명
3) 차세대 고성능 코팅막의 기계적 특성 평가 및 mechanism 규명
- Nanoindentation을 이용한 경도 및 탄성 거동 분석
- 경도 강화 mechanism 및 소성, 탄성 거동 규명
- ball-on-disk wear apparatus를 이용한 내마모 특성 평가
- Tribological 거동분석 및 mechanism
4) 코팅막의 내산화 특성 평가 및 mechanism 규명
- SEM을 이용한 코팅막 산화 후 미세구조 분석
- XPS를 이용한 산화전후의 Chemical bonding status 분석
5) 코팅막의 수명 예측 기술 확립 및 코팅막에 따른 가공성 연구
- 다인절삭공구의 성능을 좌우하는 인자 파악
$\blacksquare$ 차세대 기계코팅막의 상용화 연구
1) 준양산 코팅 시스템 구축
- 최적 공정조건 확립 및 시스템 구축
2) 상용화를 위한 공구 및 금형 통합 평가 시스템 구축
- 공구평가 통합시스템의 구축
- 금형평가 통합시스템의 구축
3) 코팅막 적용성 평가
- 다양한 코팅법에 의해 증착된 다성분계 코팅막(Ti-Si-N, Ti-Al-Si-N, Ti-B-C-N 등)의 실제 적용 및 평가
Abstract
▼
R&D work has been carried out for design, synthesis, and evaluation of the next generation hard coatings, The extent and content of R&D are as follows.
1. Extent and content of research and development on 1 level
$\blacksquare$ Design and manufacture of coating system
- Design an
R&D work has been carried out for design, synthesis, and evaluation of the next generation hard coatings, The extent and content of R&D are as follows.
1. Extent and content of research and development on 1 level
$\blacksquare$ Design and manufacture of coating system
- Design and manufacture of hybrid coating system having the merits of arc ion plating (AIP) and sputtering methods for manufacturing high performance coatings
$\blacksquare$ Study of the coating process
- Synthesis of various high performance hard coatings (TiN, Ti-Al-N, Ti-Si-N)using various coating methods such as RFI-PECVD, ATP, and hybrid coating system
- Study of the properties of hard coatings with various processing parameters
$\blacksquare$ Synthesis of TiN, Ti-Al-N, and Ti-Si-N coatings and evaluation of properties of the coatings
- Investigation of the microstructures and mechanicalbehavior of TiN, Ti-Al-N and nanocomposite Ti-Si-N Coatings
$\blacksquare$ Investigation of the adhesion property for mono-layer coatings and multi-layer
- Comparison of the adhesion property for TiN mono-layer coating and TiN/Ti multi-layer coating
- Comparison of the adhesion property for Ti-Al-N mono-layer coating and Ti-Al-N/TiN multi-layer coating
- Comparison of the adhesion property for TI-B-N and TiB2 mono-layer coatings
$\blacksquare$ Study of the coating process with various substrate
- Study of the properties in TiN, Ti-Al-N, and Ti-Si-N coatings deposited on various substrates (AISI D2, SKD 11, SKD 61, WC-Co, M13)
$\blacksquare$ Design of tool and molds
- Design of tools with various factors such as an angle of inclination, an angle of twist, a number of blades and a length of blade
- Shape design of mold for ceramic extrusion die where the wear resistant hard coatings is applied.
$\blacksquare$ Application and evaluation of the properties of TiN, Tl-Al-N, and Ti-Si-N coatings
- Evaluation of lifetime and wear-resistance for TiN coating and Ti-Al-N/TIN multi-layer coating on WC-Co substrate prepared by AIP method
2. Extent and content of research and development on 2 level
$\blacksquare$ Synthesis and properties of the next generation hard coatings
- Establishment of nanocomposite microstructure and modeling for Ti-Al-Si-N and Ti-B-C-N coatings in the base of ternary coatings system
$\blacksquare$ Optimization of synthesis and process of the next generation hard coatings
- Optimization of various deposition procedure using hybrid coating system
- Optimization of various deposition procedure using ulbalanced magnetron sputtering system
$\blacksquare$ Microstructural investigation of synthesized nanocomposite coatings
- Examination of microstructure of nanocomposite using various high resolution, precise analysis apparatus
$\blacksquare$ Evaluation of mechanical properties and examination of mechanism for nanocomposite coatings
- Microhardness and elastic modulus of coatings using nanoindentation
- Examination of hardening mechanism and plastic, elastic behavior of coatings
- Evaluation of wear resistance of coatings using conventional ball-on-disk wear apparatus
- Investigation of tribological behavior and mechanism
$\blacksquare$ Evaluation of oxidation resistant properties and examination of mechanism for nanocomposite coatings
- Microstructural investigation of oxidized coatings using SEM
- Chemical bonding status analysis of oxidized coatings using XPS
$\blacksquare$ Establishment of lifetime expectation technology and investigation of machinability according to the coatings
- Understanding of various factors being depended on performance of dyne cutting tools
$\blacksquare$ Commercialization of the next generation hard coatings
- Examination of applicability of the coatings practical application and evaluation of multi-component coatings(Ti-Al-Si-N, Ti-B-C-N, Ti-Si-N, etc) by various deposition techniques
- Establishment of semi-mass production system
- Design of integral system of tools and molding dies at the same time
목차 Contents
- 표지...1
- 제출문...2
- 보고서 초록...3
- 요약문...4
- SUMMARY...11
- CONTENTS...18
- 목차...19
- 제1장 연구개발과제의 개요...20
- 제1절 연구개발의 개요...20
- 제2절 연구개발의 필요성...21
- 제3절 연구개발의 목표 및 내용...27
- 제2장 국내외 기술개발 현황...29
- 제1절 국내외 기술개발 현황 및 문제점...29
- 제2절 국내외 시장전망...30
- 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...31
- 제1절 이론적 접근...31
- 제2절 실험적 접근...34
- 제3절 연구내용 및 결과...40
- 제4절 기타 계획하지 않은 연구 성과...75
- 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...92
- 제1절 목표 달성도...92
- 제2절 관련분야에의 기여...95
- 제5장 연구개발결과의 활용계획...98
- 제1절 추가연구의 필요성...98
- 제2절 연구개발결과에 대한 활용계획 및 타연구에의 응용...98
- 제3절 기업화 추진 방안...100
- 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...102
- 제7장 참고문헌...103
- 기술 요약서...108
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