펄스 YAG 레이저에 의한 STC5의 表面 熱處理 特性에 관한 硏究
저자
발행사항
부산: 동아대학교, 1997
학위논문사항
학위논문(석사)-- 동아대학교 대학원 : 기계공학과 1997
발행연도
1997
작성언어
한국어
주제어
DDC
621
발행국(도시)
대한민국
형태사항
36 p.: 삽도; 27 cm
소장기관
최근 레이저 기술의 발달에 따라 고기능화, 컴팩트화 및 설계를 단순화하는데 레이저 가공기술이 이용되고 있다. 레이저 표면경화 열처리는 가공표면에 레이저 빔을 렌즈 또는 반사경으로 집광시켜서 얻어지는 높은 에너지밀도의 빛을 이용하는 가공법이다. 레이저 빔을 가공표면에 조사시켜 표면을 가열 · 급속 응고에 의한 자기 담금질로 가공표면의 조직을 마르텐사이트 조직으로 변태 시킴으로서 경도의 향상과 우수한 내마멸성을 갖는 가공표면을 얻을 수 있다. 레이저에 의한 표면경화 열처리는 재료성질, 표면상태, 조사조건에 따라 가공 경화면이 영향을 받는다.
따라서 본 연구에서는 펄스 YAG 레이저를 사용하여 STC5의 재료표면에 레이저 빔을 조사시켜 에너지 밀도, 디포커스 거리, 펄스폭칼라페인팅에 대한 경화층의 폭과 깊이 및 경화상태, 경화정도, 내마밀성등을 검토하였다.
디포커스 거리의 증가에 대한 경화 폭은 증가하고, 경화깊이는 감소하는 경향을 나타냈으며, 에너지 밀도에 대한 경화층의 크기는 증가하였다. 레이저 빔이 조사된 표면은 광학현미경으로 촬영하여 기지조직과 비교하여 마르텐사이트 조직이 관찰되었고, 경도 값을 측정한 결과 기지조직에 비해 4배 정도의 경도 값이 향상된 결과를 나타내었다. 흑색인 경우 빛의 파장이 어느 범위에서나 안정된 값을 가지고 있어 빛의 반사율이 2~3%에서 일정하게 유지되고 있기 때문에 경화층의 크기는 흑색으로 페인팅된 시료가 가장 크게 나타났다. 시료표면에 흑색으로 칼라페인팅을 하여 레이저 빔을 조사시킨 것과, 레이저 빔만 조사시킨 시료, 그리고 원 시편에 대해 내마멸성을 검토한 결과 흑색으로 페인팅된 시편이 내마멸성에서 가장 우수한 값을 나타내었고, 레이저 빔만 조사시킨 시료도 원 시편에 비해 내마멸성이 크게 향상된 결과를 나타내었다.
In this paper, surface hardening characteristics of carbon tool(STC5) was investigated after pulsed YAG laser irradiation. The molten depth, molten radius, micro structure, hardness, wear resistance were investigated as a function of defocusing distance and pulse width, power density. In the case of beam passes, the influence of depth and width of color painted specimen was evalvated.
The results obtained from the experiment are summarized a s follows:
(1) In the case of beam passes, martensite formed in the melt zone and in the former pearlite regions of the austenitization zone exhibits very high Vickers hardness values.
(2) In spite of increasing power density and defocusing distance and pulse width, hardness values are constant, but molten depth and width boundary could be definited.
(3) In the influence of depth and width of color painted specimen, the molten zone of the black painted specimen was the largest.
(4) The wear loss rate of the blace painted specimen w a s smaller than any othe painted or raw material.
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