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다이오드 레이저를 이용한 선박 엔진용 배기밸브 페이스의 하드페이싱에 관한 연구 ( I )
송무근(Moo Keun Song),박수한(Su Han Park),김종도(Jong Do Kim) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.12
본 연구에서는 선박엔진의 고성능, 고출력화 및 저연비화로 인한 부하 증대로 엔진 성능에 큰 영향을 미치는 배기밸브의 페이스부를 타깃으로 하여 Co계의 분말을 사용하여 레이저 클래딩을 실시하였다. 모재의 예열, 분말 공급량 및 냉각속도에 따른 클래드 층의 특성을 조사하였다. 그 결과, 모재에 예열을 하지 않을 경우 표면에 균열이 발생하였으며, 적정의 예열온도를 적용하였을 경우 균열을 억제할 수 있었다. 또한 분말의 공급이 과할 경우 미용융접합부가 관찰되었으며, 냉각속도에 따라서 클래드 층의 경도 값에 차이가 발생하였다. 최적 조건에서 실시된 클래드 층은 결함이 없는 건전한 특성을 나타내었으며, 평균 500Hv 이상의 높은 경도 값을 얻을 수 있었다. In this study, laser cladding was carried out by using Co-based powder as a target of exhaust valve face which has a large effect on engine performance due to high performance, high output and low fuel consumption of Marine engine. The characteristics of the clad layer according to the preheating of the base material, the powder feed rate and the cooling rate were investigated. As a result, cracks occurred on the surface when the preform was not preheated, and cracks could be suppressed by applying the appropriate preheating temperature. In addition, when the supply of the powder was too much, an inter-run porosity was observed, and the hardness of the clad layer varied depending on the cooling rate. The cladding layer under the optimum conditions showed sound bead properties without the defect and had a high hardness value of 500 Hv or more on average.
다이오드 레이저를 이용한 선박 엔진용 배기밸브 페이스의 하드페이싱에 관한 연구 (II)
송무근(Moo Keun Song),박수한(Su Han Park),김종도(Jong Do Kim) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.12
본 연구에서는 다이오드 레이저를 사용하여 최적 조건에서 레이저 클래딩된 선박용 배기밸브 페이스부에 대하여 미세조직 및 성분 분포 특성을 분석하였다. SEM을 통해 미세조직 형상을 관찰하고 EDS 및 EPMA를 통해 성분 분포를 확인하였다. 결과적으로 기공 및 균열과 같은 결함은 발견되지 않았으며, 클래드 층 내에는 분말의 주성분인 Co가 고르게 분포하고 있었다. 클래드 층과 모재와의 경계부에는 용융 접합층 및 희석층이 존재하지만, Fe의 희석은 약 15 % 이하로 낮은 희석률을 나타내었다. In this study, we analyzed the microstructural and component distribution characteristics of exhaust valve face which was cladded under optimum conditions by using diode laser. The morphology of the microstructure was observed by SEM and the distribution of components was confirmed by EDS and EPMA. As a result, defects such as porosities and cracks were not found, and Co as a main component of the powder was uniformly distributed in the clad layer. Although the bonding layer and the dilution layer were present at the interface between the clad layer and the substrate, and the dilution ratio of Fe was about 15% or less.