니켈 합금 코팅이 금형 수명에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

주물로 만든 금형은 내마모성이 다른 합금 보다 떨어진다. 따라서, 내마모성이 떨어져 생산률의 저하 및 생산원가의 증가 원인이 되고 있다. 최근 금형의 내마모성을 높이기 위해 다양한 코팅 기술을 적용하여 금형의 수명을 연장하고 있다. 니켈 합금 코팅은 가공성과 무관하게 경도를 증가시키며 매우 균일한 조직을 만든다. 또한 내마모성이 좋아지고 수축에 의한 결함을 감소시킨다. 본 논문은 니켈 합금 코팅이 금형의 수명에 미치는 영향을 분석하고 이를 금형에 적용 비교하여 금형의 경제성 및 내마모성을 높일 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 피로시험은 실험시편 윗부분에 약 4.25㎏의 실험재료와 동일 재질의 형태로 203㎜(8inch)의 길이의 축으로 부채꼴형식의 낙하로 이루어지며 약 8~8.6초의 간격을 두고 충격을 가하며 니켈 합금 코팅을 한 시편과 하지 않은 시편을 비교 분석하여 결과를 얻었다. 연구 결과 니켈 합금 코팅이 금형의 내부 균열에는 영향을 미치지 않지만 표면 균열에 좋은 효과가 있음을 알 수 있었다. 즉, 코팅을 하지 않았을 경우보다 피로 균열의 시작이 약 3배 정도 늦게 진행되고, 피로 균열 성장에는 약 75%의 감소와 금형 수명이 약 5.7배 향상을 가져다 주었다.