KR20200003297A - Method and apparatus for treating wearproof metal surface - Google Patents

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Abstract

A method and an apparatus for treating a wear-resistant metal surface are provided. The method for treating a wear-resistant metal surface according to an embodiment comprises the steps of: preparing a target base material; removing a specific part of the target base material to be surface-treated; embedding the removed part with a material having a higher wear resistance than the target base material; and performing surface modification by applying ultrasonic vibration to the embedded part.

Description

내마모 금속표면 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TREATING WEARPROOF METAL SURFACE}METHOD AND APPARATUS FOR TREATING WEARPROOF METAL SURFACE}

아래의 실시예들은 내마모 금속표면 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 3D 프린팅 공정과 초음파 나노크리스탈 표면 개질(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification, UNSM) 공정을 결합한 내마모 금속표면 처리 방법 및 장치에 관한 것이다. The following examples relate to a wear resistant metal surface treatment method and apparatus, and more particularly, to a wear resistant metal surface treatment method combining a metal 3D printing process and an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process and Relates to a device.

최근에는 다양한 산업 분야에서 금속의 표면을 강화시키거나, 특수한 특성을 나타내기 위해 표면 처리하는 방법이 널리 사용되고 있다. Recently, in various industries, a method of reinforcing a surface of a metal or surface treatment in order to exhibit special characteristics is widely used.

기존에는 내마모 특성을 높이기 위하여 경도가 높은 재료의 코팅이나 열처리를 통해서 내마모 특성을 향상시켰다. 여기서, 마모는 접촉이 빈번하게 발생하는 국부적인 부분에서 발생함에도 불구하고 기존의 방식은 제품 전체의 내마모 특성을 올려야 하는 문제점이 있으며, 또한 제품이 큰 경우 열처리 등의 조건이 까다롭다는 문제점이 있다. In the past, the wear resistance was improved by coating or heat-treating a material with high hardness to increase the wear resistance. Here, although the wear occurs in the local part where the contact occurs frequently, the existing method has a problem of increasing the wear resistance of the whole product, and also, if the product is large, the problem of heat treatment is difficult. have.

따라서 국부적으로, 특히 접촉이 빈번히 발생하는 부분에 대하여 내마모 특성을 향상시키는 기술이 필요하다. Therefore, there is a need for a technique that improves wear resistance locally, particularly for parts where contact occurs frequently.

한국등록특허 10-1397340호는 이러한 금속 표면처리 방법에 관한 것으로, 내식, 내열 및 내마모성을 향상시키기 위하여 보론화합물 및 질소화합물을 이용한 금속 표면처리　방법에 관한 기술을 기재하고 있다.Korean Patent No. 10-1397340 relates to such a metal surface treatment method, and describes a technique related to a metal surface treatment method using boron compounds and nitrogen compounds in order to improve corrosion resistance, heat resistance and abrasion resistance.

한국등록특허 10-1397340호Korea Patent Registration 10-1397340

실시예들은 내마모 금속표면 처리 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 금속 3D 프린팅(Three Dimensional Printing) 공정과 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 결합한 내마모 금속표면 처리 기술을 제공한다. Embodiments describe a wear resistant metal surface treatment method and apparatus, and more specifically, provide a wear resistant metal surface treatment technology combining a metal 3D printing process and an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process.

실시예들은 금속 3D 프린팅 공정과 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 결합하여 초내마모 표면을 구현함으로써, 원하는 부분에 국부적으로 내마모성을 향상시킬 수 있는 내마모 금속표면 처리 방법 및 장치를 제공하는데 있다. Embodiments provide a wear-resistant metal surface treatment method and apparatus which combines a metal 3D printing process and an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process to implement an ultra-wear surface, thereby improving abrasion resistance locally at a desired portion. .

일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 방법은, 대상 모재를 준비하는 단계; 상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 단계; 제거된 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩(embedding)을 수행하는 단계; 및 상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. According to one embodiment, a method of treating a wear-resistant metal surface may include preparing a target base material; Removing a specific portion of the target base material to be surface treated; Embedding the removed portion in a material having a higher wear resistance than the target base material; And performing surface modification by applying ultrasonic vibration to the portion where the embedding is performed.

상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩을 수행하는 단계는, 금속 3D 프린팅 공정을 통해 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질을 채워 넣을 수 있다. In the embedding of the material with a higher wear resistance than the target base material, the specific part may be filled with a material having a higher wear resistance than the target base material through a metal 3D printing process.

상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 단계는, 금속 소재의 상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 상기 특정 부분에 기계 가공을 통해 그루브(groove)를 가공할 수 있다. In the removing of the specific portion to be surface-treated in the target base material, a groove may be processed through machining to the specific portion to be surface-treated in the target base material of a metal material.

상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩을 수행하는 단계는, 상기 금속 3D 프린팅 공정으로 금속 분말을 용융시킨 후 상기 특정 부분에 용융된 상기 금속 분말을 적층시켜 상기 그루브를 채울 수 있다. The embedding of the material with higher wear resistance than the target base material may be performed by melting the metal powder by the metal 3D printing process and then laminating the molten metal powder on the specific part to fill the groove. .

상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 단계는, 상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 나노크리스탈 표면 개질(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification, UNSM) 공정을 수행할 수 있다. The surface modification may be performed by applying ultrasonic vibration to the embedding portion, and may perform an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process on the embedding portion.

다른 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 장치는, 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 가공부; 제거된 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩(embedding)을 수행하는 임베딩부; 및 상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 표면 개질부를 포함하여 이루어질 수 있다. The wear-resistant metal surface treatment apparatus according to another embodiment includes a processing unit for removing a specific portion to be subjected to surface treatment from a target base material; An embedding part for embedding the material having a higher wear resistance than the target base material on the removed portion; And a surface modification unit for performing surface modification by applying ultrasonic vibration to a portion where the embedding is performed.

상기 임베딩부는, 금속 3D 프린팅 공정을 통해 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질을 채워 넣을 수 있다. The embedding part may fill a material having higher wear resistance than the target base material through the metal 3D printing process.

상기 가공부는, 금속 소재의 상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 상기 특정 부분에 기계 가공을 통해 그루브(groove)를 가공할 수 있다. The processing unit may machine a groove through a machining process on the specific portion to be subjected to the surface treatment on the target base metal material.

상기 임베딩부는, 상기 금속 3D 프린팅 공정으로 금속 분말을 용융시킨 후 상기 특정 부분에 용융된 상기 금속 분말을 적층시켜 상기 그루브를 채우는 3D 프린터로 이루어질 수 있다. The embedding part may be made of a 3D printer to fill the groove by melting the metal powder in the metal 3D printing process and then laminated the molten metal powder in the specific portion.

상기 표면 개질부는, 상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 나노크리스탈 표면 개질(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification, UNSM) 공정을 수행할 수 있다. The surface modification unit may perform an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process on the embedding portion.

실시예들에 따르면 금속 3D 프린팅 공정과 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 결합하여 초내마모 표면을 구현함으로써, 원하는 부분에 국부적으로 내마모성을 향상시킬 수 있는 내마모 금속표면 처리 방법 및 장치를 제공할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, an ultra-wear surface is combined with a metal 3D printing process and an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process to provide a wear-resistant metal surface treatment method and apparatus that can locally improve abrasion resistance to a desired portion. can do.

도 1은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 금속 3D 프린팅 공정을 통한 임베딩 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 A 부분 확대도를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 임베딩 공정 및 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리 공정에 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 임베딩된 부분의 경도 측정 및 조직 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리 후 내마모 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 핀-디스크 내마모 시험기를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 그래프로 나타내는 도면이다. 1 is a flowchart illustrating a method of treating a wear-resistant metal surface according to an embodiment.
2 is a view for explaining an embedding process through a metal 3D printing process according to an embodiment.
3 is an enlarged view illustrating a portion A of FIG. 2.
4 is a view for explaining an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment according to an embodiment.
5 is a cross-sectional view illustrating an embedding process and an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment process according to an embodiment.
6 is a view showing an example of a wear-resistant metal surface treatment according to one embodiment.
7 is a view for explaining the hardness measurement and tissue analysis of the embedded portion according to an embodiment.
8 is a view for explaining the wear resistance after the ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment according to an embodiment.
9 is a diagram for describing a pin-disk wear resistance tester according to an exemplary embodiment.
10 is a view showing the results of the wear-resistant metal surface treatment experiment according to one embodiment.
11 is a graph illustrating a test result of a wear-resistant metal surface treatment according to one embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for more clear description.

아래의 실시예들은 내마모 금속표면 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 3D 프린팅(Three Dimensional Printing) 공정과 초음파 나노크리스탈 표면 개질(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification, UNSM) 공정을 결합하여 초내마모 표면을 구현하는 기술에 관한 것이다. 실시예들에 따르면 원하는 부분에 국부적으로 내마모성을 향상시킬 수 있다. The embodiments below relate to a method and apparatus for abrasion resistant metal surfaces, and more particularly, to combining a metal 3D printing process with an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process. It relates to a technique for implementing a wear surface. According to embodiments, wear resistance may be improved locally at a desired portion.

일 실시예에 따르면, 먼저 내마모가 필요한 부분을 파내고 그 부분에 금속 3D 프린팅 공정으로 내마모성이 높은 재질을 채워 넣는 임베딩(embedding) 공정을 수행할 수 있다. 이후, 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM)을 처리하여 표면의 내마모성을 더욱 향상시킬 수 있다.According to one embodiment, an embedding process may be performed by first digging out a portion requiring abrasion and filling a material having high wear resistance with a metal 3D printing process. Thereafter, ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) may be treated to further improve the wear resistance of the surface.

도 1은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of treating a wear-resistant metal surface according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 방법은 대상 모재를 준비하는 단계(110), 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 단계(120), 제거된 특정 부분에 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩을 수행하는 단계(130), 및 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 단계(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, the method for treating a wear-resistant metal surface according to an embodiment includes preparing a target base material 110, removing a specific portion to be surface-treated from the target base material 120, and removing the specific part. It may include a step (130) of embedding with a material having a higher wear resistance than the target base material, and performing a surface modification by applying ultrasonic vibration to the portion where the embedding is performed.

실시예들에 따르면 금속 3D 프린팅 공정과 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 결합하여 내마모 표면을 구현함으로써, 원하는 부분에 국부적으로 내마모성을 향상시킬 수 있다.According to embodiments, a wear-resistant surface may be combined with a metal 3D printing process and an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process to locally improve abrasion resistance at a desired portion.

아래에서 내마모 금속표면 처리 방법에 대해 하나의 예를 들어 설명한다. Hereinafter, an example of a wear-resistant metal surface treatment method will be described.

일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 방법은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 장치를 이용하여 보다 구체적으로 설명할 수 있다. A wear-resistant metal surface treatment method according to an embodiment can be described in more detail by using a wear-resistant metal surface treatment apparatus according to an embodiment.

일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 장치는 가공부, 임베딩부 및 표면 개질부를 포함하여 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 장치는 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 가공부, 제거된 특정 부분에 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩을 수행하는 임베딩부, 및 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 표면 개질부를 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고 내마모 금속표면 처리 장치는 실시예에 따라 전처리부를 더 포함할 수 있다. The wear-resistant metal surface treatment apparatus according to one embodiment may include a processing part, an embedding part, and a surface modification part. More specifically, the wear-resistant metal surface treatment apparatus according to an embodiment is embedded in the processing portion for removing a specific portion to be subjected to the surface treatment in the target base material, embedding a material with a higher wear resistance than the target base material to the removed specific portion And a surface modification unit for performing surface modification by applying ultrasonic vibration to a portion where the embedding is performed. The wear-resistant metal surface treatment apparatus may further include a pretreatment unit according to an embodiment.

먼저, 단계(110)에서, 대상 모재를 준비할 수 있다. 예를 들어, 전처리부는 금속 소재를 이용하여 주물공정을 통해 시편을 제작할 수 있다. First, in step 110, the target base material may be prepared. For example, the pretreatment unit may fabricate a specimen through a casting process using a metal material.

단계(120)에서, 가공부는 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거할 수 있다. 가공부는 금속 소재의 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분에 기계 가공을 통해 그루브(groove)를 가공할 수 있다. In operation 120, the processing unit may remove a specific portion of the target base material to be surface treated. The processing unit may process grooves through machining to a specific portion to be surface-treated in the target base metal material.

단계(130)에서, 임베딩부는 제거된 특정 부분에 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩을 수행할 수 있다. In step 130, the embedding part may perform embedding of a material having a higher wear resistance than the target base material on the removed part.

특히, 임베딩부는 금속 3D 프린팅 공정을 통해 특정 부분에 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질을 채워 넣을 수 있다. 또한 기능성 분말을 혼합하거나 두께방향으로 다르게 적층하여 내마모성, 인성(toughness) 등을 동시에 가지도록 제작이 가능하다. 보다 구체적으로 임베딩부는 금속 3D 프린팅 공정으로 금속 분말을 용융시킨 후 특정 부분에 용융된 금속 분말을 적층시켜 그루브를 채우는 3D 프린터로 이루어질 수 있다. In particular, the embedding part may fill a specific portion of the material with higher wear resistance than the target base material through the metal 3D printing process. In addition, by mixing the functional powder or laminated differently in the thickness direction can be produced to have abrasion resistance, toughness (toughness) and the like at the same time. More specifically, the embedding part may be made of a 3D printer that melts the metal powder by a metal 3D printing process and then laminates the molten metal powder in a specific portion to fill the groove.

한편, 임베딩 방식 대신 크래딩(Cladding) 방식이 사용될 수 있으나, 크래딩 방식의 경우 덧붙이는 형태로 이루어져 돌출되므로 사용에 제한이 있으며, 특히 전체가 아닌 일부분만 내마모 금속표면 처리시 사용에 제한이 크다. Meanwhile, the cladding method may be used instead of the embedding method, but in the case of the cladding method, since it is formed in an additional form, it is limited in use, and in particular, only a part of the wear resistant metal surface is limited in use. Big.

단계(140)에서, 표면 개질부는 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행할 수 있다. In operation 140, the surface modification unit may perform surface modification by applying ultrasonic vibration to a portion where the embedding is performed.

특히, 표면 개질부는 임베딩이 수행된 부분에 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 수행함으로써 조직미세화-내마모성을 향상시킬 수 있다. In particular, the surface modification part may improve tissue micro-abrasion resistance by performing an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process on the portion where the embedding is performed.

이와 같이 임베딩 방식을 이용하여 원하는 부분에 국부적으로 내마모성을 향상시킴으로써 비용이 높은 임베딩되는 재질의 사용을 줄여 경제적이다. 또한, 임베딩 방식을 이용하는 경우 열 영향부(Heat Affected Zone)의 영향이 적으며, 표면의 잔류응력의 크기가 작고 뒤틀림, 변형 등이 적어 내마모성 및 내균열성이 향상될 수 있다. In this way, by using the embedding method to improve the wear resistance locally to the desired portion, it is economical to reduce the use of expensive embedded material. In addition, when the embedding method is used, the influence of the heat affected zone (Heat Affected Zone) is small, and the residual stress of the surface is small, and the warpage and the crack resistance are improved due to the small amount of distortion and deformation.

도 2는 일 실시예에 따른 금속 3D 프린팅 공정을 통한 임베딩 공정을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 3은 도 2의 A 부분 확대도를 나타내는 도면으로, (a)는 A 부분 확대도이고, (b)는 A 부분의 실제 예시 사진이다. 2 is a view for explaining an embedding process through a metal 3D printing process according to an embodiment. 3 is an enlarged view of portion A of FIG. 2, (a) is an enlarged view of portion A, and (b) is an actual example photograph of portion A. FIG.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 가공부를 통해 대상 모재(210)에서 표면처리를 실시할 특정 부분에 그루브를 가공하여 제거하고, 임베딩부를 통해 금속 3D 프린팅 공정을 수행함으로써 특정 부분의 그루브에 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질을 채워 넣어 강화부(220)를 형성할 수 있다. 여기서, 임베딩부는 3D 프린터 또는 3D 프린터의 노즐로 이루어질 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, a groove is processed and removed from a specific portion to be surface-treated in the target base material 210 through a processing portion, and a metal 3D printing process is performed through an embedding portion to a groove of a specific portion. The reinforcement part 220 may be formed by filling a material having higher wear resistance than the target base material. Here, the embedding part may be made of a nozzle of the 3D printer or 3D printer.

여기에서 금속 3D 프린팅 공정은 DED(Direct Energy Deposition) 방식으로 구현될 수 있다. 아래에서는 DED 방식을 기준으로 설명하나, 정밀함이 요구되는 등의 경우 PEF(Powder Bed Fusion) 방식으로 구현될 수도 있다. Herein, the metal 3D printing process may be implemented by a direct energy deposition (DED) method. The following description will be based on the DED method, but in the case where precision is required, it may be implemented by a PEF (Powder Bed Fusion) method.

예를 들어, 3D 프린터의 노즐 하부에 배치된 작업대(201) 상에 내마모 표면처리 작업을 수행할 그루브가 가공된 대상 모재(210)를 배치하고, 그루브 부분에 3D 프린터의 노즐을 통해 레이저(202)를 조사하고 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질의 금속 분말(203)을 공급할 수 있다. For example, on the work platform 201 disposed under the nozzle of the 3D printer, a target base material 210 having grooves to be subjected to abrasion-resistant surface treatment is disposed, and a laser (through a nozzle of the 3D printer) is disposed on the groove portion. 202 may be irradiated and the metal powder 203 having a higher wear resistance than the target base material may be supplied.

이 때, 3D 프린터의 노즐 끝단의 작업 부분은 카메라(CCD)에 의해 촬영되어 모니터링 제어 시스템(Monitoring Control System)에 전달되고, 모니터링 제어 시스템은 3축 컨트롤러(3 axis Controller)를 통해 3D 프린터의 노즐을 이동시키고 제어할 수 있다. At this time, the working part of the nozzle end of the 3D printer is taken by the camera (CCD) and transferred to the Monitoring Control System, and the monitoring control system is connected to the nozzle of the 3D printer through the 3 axis controller. Can be moved and controlled.

보다 구체적으로, 3D 프린터의 노즐의 레이저 트럼프(Laser Trump)를 통해 작업대(201) 상의 대상 모재(210)의 그루브 부분에 레이저(202)를 조사하고, 노즐의 외측의 공급 통로를 통해 금속 분말(203)을 공급할 수 있다. 이 때, 레이저(202)는 대물 렌즈를 통해 대상 모재(210)의 그루브 부분에 조사될 수 있으며 보호 가스(Shield Gas)가 함께 공급될 수 있다. 또한, 금속 분말(203)은 혼합 탱크(Mixing Tank)를 통해 혼합된 혼합물일 수 있으며, 이 때 파우더 가스(Powder Gas)가 함께 공급될 수 있다. More specifically, the laser 202 is irradiated to the groove portion of the target base material 210 on the work table 201 through the laser trump of the nozzle of the 3D printer, and the metal powder ( 203 may be supplied. At this time, the laser 202 may be irradiated to the groove portion of the target base material 210 through the objective lens and may be supplied with a shield gas. In addition, the metal powder 203 may be a mixture mixed through a mixing tank, and powder gas may be supplied together.

이와 같이 3D 프린터의 노즐을 통해 레이저(202)를 조사하는 동시에 금속 분말(203)을 공급함으로써 레이저(202)에 의해 대상 모재(210)의 그루브 부분과 함께 금속 분말(203)이 용융되며, 3D 프린터의 노즐의 이동에 의해 대상 모재(210)의 특정 부분에 용융된 금속 분말(203)을 적층시켜 강화부(220)를 형성함으로써 그루브를 용이하게 채우는 동시에 부착력을 향상시킬 수 있다. As such, the metal powder 203 is melted together with the groove portion of the target base material 210 by the laser 202 by supplying the metal powder 203 while irradiating the laser 202 through the nozzle of the 3D printer. The molten metal powder 203 is laminated on a specific portion of the target base material 210 by the movement of the printer to form the reinforcement part 220, thereby easily filling the groove and improving adhesion.

3D 프린터를 이용하는 경우, 대상 모재(210)의 특정 부분만 내마모 표면처리를 수행할 수 있으며 임베딩되는 강화부(220)의 부착력을 향상시킬 수 있다. When using a 3D printer, only a specific portion of the target base material 210 may perform wear-resistant surface treatment and may improve the adhesion of the reinforcement part 220 to be embedded.

도 4는 일 실시예에 따른 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment according to an embodiment.

도 4의 (a)를 참조하면, 표면 개질부(403)는 임베딩이 수행된 부분에 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 수행함으로써 조직미세화-내마모성을 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 4A, the surface modification unit 403 may improve tissue micronization-wear resistance by performing an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process on the embedding portion.

표면 개질부(403)는 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 시스템으로 이루어질 수 있으며, 시편(400)에 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 수행하기 위해 발전기(Generator)(401) 및 공기압축기(Air Compressor)(402)와 연결될 수 있다. The surface modification unit 403 may be made of an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) system, and a generator 401 and an air compressor (not shown) to perform an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process on the specimen 400. Air Compressor) 402 may be connected.

여기서 시편(400)은, 앞에서 설명한 바와 같이, 그루브가 가공된 대상 모재(410)에 내마모성이 높은 재질의 금속 분말을 공급하여 강화부(420)가 형성된 것일 수 있다. As described above, the specimen 400 may be a reinforcement part 420 formed by supplying a metal powder having a high wear resistance to the target base material 410 on which the groove is processed.

도 4의 (b)를 참조하면 (a)의 B 부분 확대 단면도를 나타내며, 그루브가 가공된 대상 모재(410)에 내마모성이 높은 재질의 금속 분말을 공급하여 강화부(420)를 임베딩한 후, 표면 개질부(403)를 통해 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 수행할 수 있다. Referring to (b) of FIG. 4, a partial enlarged cross-sectional view of part B of (a) is shown, and after embedding the reinforcement part 420 by supplying a metal powder having a high wear resistance to the target base material 410 on which the groove is processed, The surface modification unit 403 may perform an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process.

도 5는 일 실시예에 따른 임베딩 공정 및 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리 공정에 따른 단면을 나타내는 도면이다. 5 is a cross-sectional view illustrating an embedding process and an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment process according to an embodiment.

도 5의 (a)는 그루브가 가공된 대상 모재(510a)에 내마모성이 높은 재질의 금속 분말을 공급하여 강화부(520a)를 임베딩한 상태의 절단면을 나타내고, (b)를 참조하면 (a)의 C 부분 확대 단면을 나타낸다. FIG. 5 (a) shows a cut surface in a state in which the reinforcing portion 520a is embedded by supplying a metal powder having a high wear resistance to the target base material 510a on which the groove is processed, and referring to (b) (a) C partial enlarged cross section.

그리고, 도 5의 (c)는 그루브가 가공된 대상 모재(510)에 내마모성이 높은 재질의 금속 분말을 공급하여 강화부(520)를 임베딩한 후, 표면 개질부(403)를 통해 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 수행한 상태의 절단면을 나타내고, (d)를 참조하면 (c)의 D 부분 확대 단면을 나타낸다. In addition, (c) of FIG. 5, after supplying the metal powder having a high wear resistance to the target base material 510 on which the groove is processed, embedding the reinforcing part 520, the ultrasonic nanocrystal through the surface modification part 403. The cut surface of the state which performed the surface modification (UNSM) process is shown, and (d) shows D enlarged cross section of (c).

여기서, (c)의 D 부분 확대 단면의 상부에 결정립 미세화(Grain　Refinement) 부분을 확인할 수 있다. 이러한 결정립 미세화는 다결정질에서 특성 향상을 위해　결정립을 미세화하는 공정으로, 결정립을 미세화함으로써 주조 결함의 감소와 주물 및 주괴의　기계적 성질을 향상시킬 수 있다.Here, the grain refinement (Grain Refinement) portion can be confirmed on the upper portion of the enlarged section D of (c). Such grain refinement is a process of refining crystal grains in order to improve properties in polycrystals. By refining grains, it is possible to reduce casting defects and improve the mechanical properties of castings and ingots.

본 실시예들의 효과를 검증하기 위하여 하나의 예시로써 시편 단위의 형상을 제작하여 내마모 특성을 비교 검증할 수 있다.In order to verify the effects of the present embodiments, as an example, a shape of a specimen unit may be manufactured to compare and verify wear resistance characteristics.

도 6은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리의 예를 나타내는 도면이다. 6 is a view showing an example of a wear-resistant metal surface treatment according to one embodiment.

도 6의 (a)을 참조하면, 예를 들어 FC300(주철) 소재(601)를 이용하여 주물공정을 통해 시편을 제작하고 특정 부분을 기계 가공을 통해 그루브를 가공함으로써 일부분을 제거할 수 있다. 이후, 금속 3D 프린팅 공정으로 AISI-H13 금속 분말을 녹인 후 적층(602)시켜 그루브를 채워 넣을 수 있다. Referring to FIG. 6A, for example, a part may be removed by fabricating a specimen through a casting process using an FC300 (cast iron) material 601 and processing a groove through a specific part by machining. Thereafter, AISI-H13 metal powder may be melted by a metal 3D printing process, and then stacked 602 to fill the groove.

이 때, 와이어-절단을 통해 와이어-절단된 하나의 시편(600)을 획득할 수 있으며, 이는 대상 모재(610)의 그루브 부분에 내마모성이 높은 재질의 강화부(620)가 형성된 상태이다. In this case, one wire-cutting specimen (600) may be obtained through wire-cutting, which is a state in which a reinforcement part 620 of a material having high wear resistance is formed on the groove portion of the target base material 610.

도 6의 (b)를 참조하면 (a)의 E 부분의 확대 단면을 나타내며, 특히 그루브의 깊이를 나타낸다. Referring to FIG. 6B, an enlarged cross section of part E of (a) is shown, and particularly, the depth of the groove.

도 7은 일 실시예에 따른 임베딩된 부분의 경도 측정 및 조직 분석을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining the hardness measurement and tissue analysis of the embedded portion according to an embodiment.

도 7을 참조하면, AISI-H13 소재로 임베딩된 부분에 대한 경도 측정과 조직을 분석한 결과, 경도는 모재에 비하여 크게 올라가고 열 영향부가 적어서 계면에서 잔류응력이 크지 않을 것으로 판단된다. Referring to FIG. 7, as a result of analyzing the hardness measurement and the structure of the part embedded with the AISI-H13 material, it is determined that the hardness is significantly higher than that of the base material and the residual thermal impact is not large due to the low thermal influence.

도 8은 일 실시예에 따른 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리 후 내마모 특성을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 8 is a diagram illustrating wear resistance characteristics after ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment according to an embodiment.

도 8에 도시된 바와 같이, 이후, 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리를 실시한 뒤, 핀-디스크(pin-disc) 내마모 시험기를 이용하여 내마모 특성을 분석할 수 있다. 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리를 실시하면 표면에 (-) 방향의 잔류응력이 걸려서 내마모 특성이 향상되는 것으로 판단될 수 있다. As shown in FIG. 8, after performing ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment, wear resistance characteristics may be analyzed using a pin-disc wear tester. When ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treatment is performed, it may be determined that the wear resistance is improved due to the residual stress in the negative direction on the surface.

도 9는 일 실시예에 따른 핀-디스크 내마모 시험기를 설명하기 위한 도면이다. 9 is a diagram for describing a pin-disk wear resistance tester according to an exemplary embodiment.

도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 핀-디스크 내마모 시험기의 예를 나타내는 것으로, 핀-디스크 내마모 시험기는 하부 회전 운동 드라이브(Lower Rotational Motion Drive)(901) 상에 어댑터 테이블(Adapter Table)(902)이 구성되며, 어댑터 테이블에는 내마모 표면처리를 수행할 시편(910)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 9, an example of a pin-disk anti-wear tester according to an embodiment may be described. The pin-disk anti-wear tester may include an adapter table on a lower rotational motion drive 901. 902 is configured, and the specimen table 910 to perform the wear-resistant surface treatment may be disposed on the adapter table.

그리고, 상부에는 하부 회전 운동 드라이브에 대응하는 상부 회전 운동 드라이브가 구성되며, X 축 및 Z 축으로 이동시킬 수 있다. 상부 회전 운동 드라이브에 서스펜션(Suspension)(903)이 연결되며, 그 하부에는 듀얼 마찰/하중 센서(904)가 구성될 수 있다. 그리고 핀 및 핀 홀더(905)가 구성될 수 있다. In addition, an upper rotational motion drive corresponding to the lower rotational motion drive is configured at an upper portion thereof and may move in the X axis and the Z axis. Suspension 903 is connected to the upper rotary motion drive, and a dual friction / load sensor 904 may be configured below. And the pin and pin holder 905 may be configured.

도 10은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 나타내는 도면이다. 10 is a view showing the results of the wear-resistant metal surface treatment experiment according to one embodiment.

도 10의 (a)는 순수 대상 모재인 FC300의 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 나타내며, (b)는 FC300의 금속표면의 확대 사진을 나타낸다. 이 때, FC300의 금속표면이 마모된 것을 확인할 수 있다. FIG. 10 (a) shows the results of the wear-resistant metal surface treatment experiment of FC300 which is a pure target substrate, and (b) shows an enlarged photograph of the metal surface of FC300. At this time, it can be seen that the metal surface of the FC300 is worn.

그리고 도 10의 (c)는 대상 모재인 FC300에 그루브를 형성한 후 AISI-H13 금속 분말을 용융 후 적층시킨 임베딩된 시편의 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 나타내며, (d)는 임베딩된 시편의 금속표면의 확대 사진을 나타낸다. 이 때, 임베딩된 시편의 FC300 측은 마모가 크고, AISI-H13 측은 마모가 적은 것을 확인할 수 있다. And (c) of Fig. 10 shows the results of the wear-resistant metal surface treatment of the embedded specimen formed by forming a groove on the FC300, the target substrate, AISI-H13 metal powder melted and laminated, (d) is a An enlarged photograph of the metal surface is shown. At this time, it can be seen that the FC300 side of the embedded specimen has a large wear, and the AISI-H13 side has a small wear.

또한, 도 10의 (e)는 본 실시예에 따른 대상 모재인 FC300에 그루브를 형성한 후 AISI-H13 금속 분말을 용융 후 적층시켜 임베딩하고, 이후 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리된 시편의 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 나타내며, (f)는 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리된 시편의 금속표면의 확대 사진을 나타낸다. 이 때, 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리된 시편의 경우, AISI-H13 부분에 의해 전체적인 마모가 적은 것을 확인할 수 있다. In addition, Figure 10 (e) is a groove formed on the target substrate 300 FC300 according to the present embodiment after the AISI-H13 metal powder is melted and laminated by embedding, and then the ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) of the treated specimen The wear resistant metal surface treatment test results are shown, and (f) shows an enlarged photograph of the metal surface of the ultrasonic nanocrystal surface modified (UNSM) treated specimen. At this time, in the case of the ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) treated specimen, it can be confirmed that the overall wear is less by the AISI-H13 portion.

도 11은 일 실시예에 따른 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 그래프로 나타내는 도면이다. 11 is a graph illustrating a test result of a wear-resistant metal surface treatment according to one embodiment.

도 11을 참조하면, 도 10에서의 실험 결과를 표로 나타낸 것으로 마모된 깊이(Height) 및 측면(Lateral)을 수치로 확인할 수 있다. 이 때, 1110은 순수 대상 모재인 FC300의 내마모 금속표면 처리 실험 결과이고, 1120은 대상 모재인 FC300에 그루브를 형성한 후 AISI-H13 금속 분말을 용융 후 적층시킨 임베딩된 시편의 내마모 금속표면 처리 실험 결과이며, 1130은 본 실시예에 따른 대상 모재인 FC300에 그루브를 형성한 후 AISI-H13 금속 분말을 용융 후 적층시켜 임베딩하고, 이후 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 처리된 시편의 내마모 금속표면 처리 실험 결과를 나타낸다. Referring to FIG. 11, the experimental results in FIG. 10 are shown as a table, and the worn depth and the side may be confirmed numerically. At this time, 1110 is the result of the wear-resistant metal surface treatment experiment of FC300, a pure target substrate, and 1120 is a wear-resistant metal surface of the embedded specimen in which a groove is formed on the FC300, the target substrate, and AISI-H13 metal powder is melted and laminated The result of the treatment experiment, 1130 is formed by forming a groove in the target substrate FC300 according to the present embodiment, melted and laminated AISI-H13 metal powder and embedding, and then wear-resistant of ultrasonic nanocrystal surface modified (UNSM) treated specimens The result of the metal surface treatment experiment is shown.

이와 같이, 실시예들에 따르면 금속 3D 프린팅 공정과 초음파 나노크리스탈 표면 개질(UNSM) 공정을 결합함으로써 원하는 부분만 국부적으로 내마모성을 향상시킬 수 있어 경제적이며, 금속표면을 개질하여 기계적 특성(강도, 경도, 표면 거칠기, 조직밀도 및 결정입자크기 등)을 향상시키고 압축 잔류응력을 부가함으로써 보다 향상된 내마모 특성을 획득할 수 있다. As such, according to embodiments, by combining the metal 3D printing process and the ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) process, only a desired portion can be locally improved to improve abrasion resistance, and it is economical. , Surface roughness, texture density, grain size, etc.) and by adding a compressive residual stress, improved wear resistance can be obtained.

이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component may be present in between. It should be understood that. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms “… unit”, “… module”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the corresponding embodiments, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of the technical idea of the present invention. Even if the description is omitted, it is obvious that a plurality of embodiments may be reimplemented into one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same or related reference numerals and redundant description thereof will be omitted. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.

Claims (10)

대상 모재를 준비하는 단계;
상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 단계;
제거된 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩(embedding)을 수행하는 단계; 및
상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 단계
를 포함하는, 내마모 금속표면 처리 방법.Preparing a target base material;
Removing a specific portion of the target base material to be surface treated;
Embedding the removed portion in a material having a higher wear resistance than the target base material; And
Performing surface modification by applying ultrasonic vibration to the embedded portion;
Comprising a wear-resistant metal surface treatment method. 제1항에 있어서,
상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩을 수행하는 단계는,
금속 3D 프린팅 공정을 통해 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질을 채워 넣는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 방법.The method of claim 1,
Embedding the material with a higher wear resistance than the target base material,
Filling the specific part with a higher wear resistance material than the target base material through the metal 3D printing process
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment method. 제2항에 있어서,
상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 단계는,
금속 소재의 상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 상기 특정 부분에 기계 가공을 통해 그루브(groove)를 가공하는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 방법.The method of claim 2,
Removing the specific portion to be surface-treated in the target base material,
Machining grooves by machining to said specific part to be surface-treated in said target base metal material;
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment method. 제3항에 있어서,
상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩을 수행하는 단계는,
상기 금속 3D 프린팅 공정으로 금속 분말을 용융시킨 후 상기 특정 부분에 용융된 상기 금속 분말을 적층시켜 상기 그루브를 채우는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 방법.The method of claim 3,
Embedding the material with a higher wear resistance than the target base material,
Melting the metal powder by the metal 3D printing process and then laminating the molten metal powder on the specific portion to fill the grooves
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment method. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 단계는,
상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 나노크리스탈 표면 개질(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification, UNSM) 공정을 수행하는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 방법.The method according to any one of claims 1 to 4,
Applying ultrasonic vibration to the portion where the embedding is performed to perform surface modification,
Performing Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification (UNSM) Process on the Embedded Area
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment method. 대상 모재에서 표면처리를 실시할 특정 부분을 제거하는 가공부;
제거된 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질로 임베딩(embedding)을 수행하는 임베딩부; 및
상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 진동을 인가하여 표면 개질을 수행하는 표면 개질부
를 포함하는, 내마모 금속표면 처리 장치. A processing unit for removing a specific portion to be surface-treated in the target base material;
An embedding part for embedding the material having a higher wear resistance than the target base material on the removed portion; And
Surface modification unit for performing surface modification by applying ultrasonic vibration to the portion where the embedding is performed
To include, wear-resistant metal surface treatment apparatus. 제6항에 있어서,
상기 임베딩부는,
금속 3D 프린팅 공정을 통해 상기 특정 부분에 상기 대상 모재보다 내마모성이 높은 재질을 채워 넣는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 장치.The method of claim 6,
The embedding unit,
Filling the specific part with a higher wear resistance material than the target base material through the metal 3D printing process
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment device. 제7항에 있어서,
상기 가공부는,
금속 소재의 상기 대상 모재에서 표면처리를 실시할 상기 특정 부분에 기계 가공을 통해 그루브(groove)를 가공하는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 장치.The method of claim 7, wherein
The processing unit,
Machining grooves by machining to said specific part to be surface-treated in said target base metal material;
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment device. 제8항에 있어서,
상기 임베딩부는,
상기 금속 3D 프린팅 공정으로 금속 분말을 용융시킨 후 상기 특정 부분에 용융된 상기 금속 분말을 적층시켜 상기 그루브를 채우는 3D 프린터로 이루어지는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 장치.The method of claim 8,
The embedding unit,
After the metal powder is melted by the metal 3D printing process, the molten metal powder is laminated on the specific portion to form a 3D printer filling the groove.
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment device. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면 개질부는,
상기 임베딩이 수행된 부분에 초음파 나노크리스탈 표면 개질(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification, UNSM) 공정을 수행하는 것
을 특징으로 하는, 내마모 금속표면 처리 장치.The method according to any one of claims 6 to 9,
The surface modification portion,
Performing Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification (UNSM) Process on the Embedded Area
Characterized in that the wear-resistant metal surface treatment device.
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