바인더젯 STS316L 소결체 및 Cu 복합재의 마찰 거동

바인더젯 방식으로 제조된 금속 부품은 소결 후 잔류 기공을 가지며, 이는 기계적 및 마찰 특성에 큰 영향을 미칩니다. 본 연구는 소결 중 발생하는 기공 변화와 구리(Cu) 침투가 바인더젯 STS316L의 마모 메커니즘에 미치는 영향을 규명했습니다. STS316L 시편을 1100, 1200, 1300 °C에서 소결하고, 용융 Cu 침투를 통해 Cu/STS316L 복합재를 제작했습니다. 미세구조와 마모 거동은 FE-SEM, EDS, CLSM, XRD, TEM을 이용해 분석했습니다. 소결 온도가 증가함에 따라 소결 시편의 상대 밀도와 경도는 각각 72.75%에서 80.69%로, 194에서 243.8 HV로 증가했습니다. 그러나 평균 마찰 계수는 약 0.25에서 0.71로 증가했으며, 마모 폭과 최대 깊이도 각각 932.8에서 1492.0 μm, 24.7에서 60.3 μm로 증가했습니다. 1100 및 1200 °C에서는 연삭 및 점착 마모가 우세했지만, 1300 °C에서는 약 2.5 μm 두께의 산소 풍부 마찰층이 반복적으로 형성, 균열, 박리되면서 심각한 산화 박리 마모가 발생했습니다. Cu 침투는 상대 밀도를 90.68–95.69%로 높였습니다. 복합재는 약 0.6의 평균 마찰 계수를 보였으며, 주로 Cu 전이 및 소성 변형과 관련된 점착 마모에 의해 지배되었습니다. 이 결과는 밀도 증가가 반드시 내마모성 향상으로 이어지지 않으며, 기공 구조와 Cu 전이가 지배적인 마모 메커니즘을 결정하는 데 중요함을 보여줍니다.