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마찰육성(friction surfacing)에 의한 6061 알루미늄 합금과 알루미나 입자의 복합화

전문가 제언: ○ 에너지를 절약하고 환경을 보호하는 측면에서 자동차를 포함한 수송기기의 경량화를 위해 알루미늄 합금을 사용하는 것이 필수적이다. 그러나 알루미늄 합금은 철강처럼 단단하지 못하여 마모나 마찰을 받는 환경에 사용되는 부품에는 거의 이용되지 못한 실정으로서 알루미늄 합금 재료표면의 내마모성을 향상시키기 위한 후막표면경화기술의 개발이 중요하다.

○ 금속재료와 기계류 부품에 내부식성, 내마모성, 내열성 등 특별한 성질을 부여하기 위해 산업계에서 실시하는 후막표면경화기술은 표면층의 조직변화와 표면 피복에 의한 표면개질법으로 구분된다. 현장에서 비교적 용이하게 실시할 수 있는 마찰육성을 이용하면 가볍고 연질이며 우수한 가공성을 지닌 경량형 알루미늄 합금의 표면강도와 내마모성을 높여 활용범위를 넓힐 수 있게 된다.

○ 급열과 급랭 및 소성변형을 수반하는 마찰육성을 실시하면 알루미늄 합금의 표면층에 응력집중원이 되는 기공결함을 소멸시킬 수 있다. 그러나 모재와의 희석과 변형을 고려하여 시공 면에서 필요 이상의 용입과 열체류를 억제하는 것이 필요하다.

○ GTAW와 플라즈마를 열원으로 하여 AC8A 알루미늄 합금 표면을 Cu, Ni, NbC 등의 분말로 합금화한 연구결과를 보면, Cu 분말의 경우 용입이 증가하고 균일한 합금화층이 얻어진다. 알루미늄 합금 중에서 범용성이 매우 넓은 6061T6 알루미늄 합금에 대해서도 다양한 합금 분말을 사용하여 마찰육성 적용성을 평가하는 것이 필요하다.

○ 마찰육성층의 내마모성을 평가하는 데 사용된 비마모량은 마찰재료의 상대재료에 대한 마모 특성을 나타내는 비례정수로서 단위접촉압력, 단위면적, 단위마찰 거리 당 마모량의 척도를 나타낸다.

저자: Dai Nakama
자료유형: 학술정보