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마찰공학 입문: 마찰ㆍ마모ㆍ윤활

전문가 제언: ○ 두 개의 물체가 접촉하는 곳에 마찰이 발생하며 이것이 반복적으로 진행하면 마모현상이 나타난다. 마모는 기계류 부품의 손상에 많은 영향을 미친다. 기계류 부품의 마모와 손상을 방지하고 신뢰성을 확보하기 위해서는 두 개의 물체가 접촉하는 부분의 내부에 존재하는 진실로 접촉면적을 토대로 마모와 마찰을 정확하게 분석하는 작업이 중요하다.

○ 고온에서 가동하는 기계류 장치들은 마모와 마찰 외에도 열간 충격 등에 의한 손상을 많이 입는다. 1,000～1,200℃의 고온에서 높은 압력을 받는 열간단조금형을 예로 들면, 파손과 손상의 원인은 침식, 소성변형, 열적 피로, 기계적 피로 등이 있는데 시료가 표면 위를 슬라이딩하면서 발생하는 erosive 또는 abrasive 형태의 마모에 의한 손상이 가장 많이 발생한다.

○ 고온상태에서 마모시험을 할 수 있도록 가열장치가 부착된 변속마모 시험기나 실온에서 규사를 상대제로 사용하는 규사마모시험기를 통하여 얻어지는 비마모량(Ws)은 지름 2r, 두께 B의 roter로 평면 시험편을 눌러서 마찰시킬 때의 마모흔의 폭 b, 접촉압력 p, 마찰거리 l로부터 Ws= Bb3/8rpl (mm3/Nm)와 같이 계산되며, 마모재의 상대재에 대한 마모특성을 나타내는 비례정수로서, 단위접촉압력, 단위면적, 단위마찰 거리당 마모량이 된다.

○ 마모와 마찰을 받는 기계류 부품의 내마모성을 높이기 위해서는 전기도금, 화학도금 등의 화학적 표면경화, 침탄, 질화, 하드페이싱 등의 물리적 표면경화, 압연클래드, 용사 등의 기계적 표면경화와 같은 표면개질을 실시하는 것이 필요하다.

○ 한 쪽 또는 양쪽이 금속인 서로 접합된 두 표면의 계면에서 진동 등에 의해 극히 작은 상대적 미끄럼이 생길 때 발생하는 fretting은 표면의 미소한 돌기가 상대측의 금속표면을 마찰하고 화학적 활성을 부여하여 프레팅부식의 형식으로 금속에 손상을 주게 된다.

저자: WATANABE Kouichi
자료유형: 학술정보