초록 ▼

본 연구에서는 레일과 차륜의 접촉면에 세라믹 코팅재를 도포하여 레일의 마모와 소음을 저감하고자 초경합금 소재의 세라믹 코팅재를 개발하였다. 개발된 세라믹 코팅재는 가혹한 조건의 구름접촉피로(RCF)시험에서 일반 및 열처리레일의 성능대비 우수한 구름접촉피로 및 마모성능을 확보하는 것으로 나타났으며 코팅레일의 사용으로 차륜과 레일의 마모와 구름접촉피로손상을 최소화 할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 반복적인 구름접촉상태에서도 일정한 마찰계수(0.2~0.3)를 확보하면서 차륜과 레일의 마모를 동시에 저감시킬 수 있어 레일단면형상의 건전성

본 연구에서는 레일과 차륜의 접촉면에 세라믹 코팅재를 도포하여 레일의 마모와 소음을 저감하고자 초경합금 소재의 세라믹 코팅재를 개발하였다. 개발된 세라믹 코팅재는 가혹한 조건의 구름접촉피로(RCF)시험에서 일반 및 열처리레일의 성능대비 우수한 구름접촉피로 및 마모성능을 확보하는 것으로 나타났으며 코팅레일의 사용으로 차륜과 레일의 마모와 구름접촉피로손상을 최소화 할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 반복적인 구름접촉상태에서도 일정한 마찰계수(0.2~0.3)를 확보하면서 차륜과 레일의 마모를 동시에 저감시킬 수 있어 레일단면형상의 건전성을 확보하고, Shelling 및 레일요철 등과 같은 표면손상을 최소화할 수 있음을 실험적으로 입증하였다. 또한 코팅레일은 열처리레일 대비 RCF 균열성장속도는 최대 10배 이상, RCF 마모진전속도는 약 21배 이상, RCF 수명은 약 2배 이상 우수한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발한 도포형 세라믹 코팅재는 레일과 차륜의 손상을 최소화하고 레일의 구름접촉피로수명을 향상시키며, 레일도유기 및 연마(밀링)를 최소화함으로써 레일의 유지관리를 최적화 할 수 있는 친환경적인 기술로써 철도레일에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract ▼

Ⅱ. Objective
∎ Development of ceramic coating material and ceramic repair material
∎ Performance verification and evaluation of prototype
∎ Development of coating equipment for in-situ spray work
∎ Evaluation and prediction of rolling contact fatigue performance(long-term durability) by

Ⅱ. Objective
∎ Development of ceramic coating material and ceramic repair material
∎ Performance verification and evaluation of prototype
∎ Development of coating equipment for in-situ spray work
∎ Evaluation and prediction of rolling contact fatigue performance(long-term durability) by laboratory test
∎ Setting up the rail coated by ceramic material and evaluation it on the field
∎ Development of construction system for coating work
Ⅲ. Task
● Development of ceramic coating material and ceramic repair material
- Investigation the required performance of (coating and repair) material considering railway environment
- Development of ceramic coating material and ceramic repair material
● Performance verification and evaluation of prototype
- Performance verification and evaluation of prototype
- Evaluation the performance(long-term durability) by laboratory test
- Development of construction equipment for coating work
● Evaluation the performance (long-term durability) and application by laboratory and field test
- Setting up the rail coated by ceramic material and evaluation it on the field(monitoring)
- Economic analysis of ceramic coating material and ceramic repair material
- Evaluation the prototype performance
● Development of construction system for coating work
- Development of construction equipment for coating work on weld zone
- Investigation performance of construction equipment on the weld zone and constructability analysis
- Development of specification of construction equipment for field coating (weld zone)
- Making specification of quality management and construction in the factory and field
- Making construction outline for coating process in the factory and field
- Analysis for construction efficiency of coating process in the factory and field
Ⅳ. Output
∎ Development of ceramic coating material and ceramic repair material
∎ Performance verification and evaluation of prototype
∎ Development of ceramic coating equipment for in-situ spray work