CMT 활용 Cu-Mn-Al 합금 클래딩 특성 연구

본 연구는 고강도 27SiMn 강철의 제한적인 부식 및 마모 저항성 문제를 해결하기 위해 Cold Metal Transfer (CMT) 기술을 이용한 Cu-Mn-Al 합금 코팅의 공정 및 특성을 체계적으로 탐구했습니다. Cu-Mn-Al 합금은 우수한 기계적 강도, 인성 및 해수 환경에서의 내식성으로 인해 클래딩 재료로 선정되었습니다. CMT 기술은 낮은 열 입력으로 기판 희석을 줄이고 결함 없는 코팅 형성을 가능하게 합니다. 27SiMn 강철에 Cu-Mn-Al 코팅을 CMT 방식으로 적용한 최초의 연구로서, 용접 전류가 거시 형태, 미세 구조, 기계적 특성 및 내식성에 미치는 영향을 분석했습니다. 실험 결과, 용접 전류가 증가함에 따라 클래딩 층의 폭은 점진적으로 증가했지만, 층 높이는 약 3mm로 비교적 안정적으로 유지되었습니다. 120A 및 150A에서는 α-Cu, κII, β-Cu3Al, α-Cu + κIII 상이 주로 관찰되었으나, 180A 및 210A의 고전류에서는 α-Cu + κIII 상이 사라지고 꽃잎 모양의 κI 상이 형성되었습니다. 기계적 특성 평가에서, 최대 전단 강도(509.49 MPa)는 120A에서, 최대 평균 경도(253 HV)는 150A에서 얻어졌습니다. 또한, 120A에서 증착된 클래딩 층이 가장 우수한 내식성을 보였습니다. 이 연구 결과는 CMT 기술을 활용하여 강철에 Cu-Mn-Al 보호 코팅을 제작하는 새로운 통찰력을 제공하며, 27SiMn 강철 부품의 수명 연장을 위한 이론적 지침을 제시합니다.