인하대학교 신소재공학과
㈜비츠로테크
b 포항산업과학연구원
Department of Materials Science and Engineering, Inha University, Incheon 22212, Republic of Korea
a Vitzrotech Co., Ansan 15603, Republic of Korea
b Research Institute of Industrial Science and Technology, Pohang 37673, Republic of Korea
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(1) 레이저 클래딩 공정으로 제조된 코팅층은 195 μm 두께로 제조되었으며 기공이 거의 없는 치밀한 코팅층을 보여주었다. XRD 분석 결과, 레이저 클래딩 코팅층에서 γ-Ni(고용체: Fe, Co, Cu 함유), WC, Cr23C6, CrB, Ni3B 상 들이 검출되었다. 미세조직의 관찰 기지 내에 WC와 Cr23C6 의 복합 탄화물들이 주로 확인되었으며 코팅층 내 에서 부위별로 냉각 속도 및 열 흐름에 따라 탄화물들의 크기와 형태가 다르게 나타났다. 비교재인 Ni 전기 도금 층의 경우는 γ-Ni 단일 상만이 확인 되었다.
(2) 두 소재의 상·고온 경도 측정 결과, 레이저 클래딩 코팅층의 경도값이 거의 모든 온도 영역에서 Ni 도금층에 비하여 3 배 이상 높게 확인되었다. 상온 마모 특성 결과 에서는 레이저 클래딩 코팅층이 12 배 이상 우수한 내마 모 특성을 나타내었다. 마모 실험 후 마모면 관찰에서는 두 소재 모두에서 기본적으로 연삭 마모 거동을 나타내었 으나, Ni 전기 도금층의 경우 마모편의 발생과 함께 거친 마모면의 응착 마모 거동도 함께 확인되었다.
(3) 레이저 클래딩 공정을 이용하여 다양한 합금 조성 및 복합 소재의 코팅층 제조 가능성을 확인할 수 있었고, 제조된 Ni-Cr-B-Si +W/12Co 복합 코팅층은 Ni 전기 도금 층의 비해 우수한 기계적 특성을 나타내었다. 이는 레이저 클래딩 복합 코팅층 내부의 고용 강화 효과 및 탄화물 등 에 의한 석출 강화 효과에 기인하는 것으로 제시되었다.