Ni-W합금도금의 합금조성 및 결정화가 기계적 성질에 미치는 영향

초록

Ni-W합금도금층은 W의 함량이 38wt.%이하에서는 면심입방구조의 Ni-W고용체구조를 가지며, 44wt.%이상에서는 비정질상으로 석출하는 것으로 알려져 있다. 이러한 비정질상의 Ni-W합금도금을 열처리를 할 경우 결정화됨에 따라서 경도가 상승하여 경질Cr도금과 대등하거나 또는 그 이상의 경도를 얻을 수가 있다. 본 연구에서는 Ni-W합금도금의 합금조성 및 열처리조건에 따른 결정화정도등이 경도에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 암모니아-구연산욕으로부터 Cu소지상에 텅스텐함량이 13∼57wt.%인 Ni-W합금도금을 제작하였다. 50μm이상이 되게 성장시킨 시편을 공기중 및 1.2×10-5Torr인 상태에서 550∼700℃의 온도범위로 열처리를 수행하였다. Ni-W합금도금의 조성 및 열처리에 따른 결정화거동 및 결정구조의 변화를 관찰하기 위하여 DTA분석과 XRD 분석을 수행하였다. 경도변화는 마이크로비커스경도기를 이용하여 측정하였다. 열처리후 결정립의 크기를 정량적으로 검토하기 위하여 HRTEM을 이용하여 관찰하였다. Ni-W합금도금층중의 W함량이 증가함에 따라 상온에서의 경도는 상승하였으며, Ni-40wt.%W이상의 합금도금층에서는 비정질로 석출하는 것을 알 수 있었다. 또한 DTA분석결과 온도의 증가에 따라서 발열피크가 나타났으며, 이것은 합금도금층의 결정화에 의한 것으로 판단되었다. 또한 열처리온도가 증가함에 따라서 결정화도가 증가하고, 이에 따라 경도값은 상승하여 600℃에서 최고경도값을 나타내었으며, 그 이상의 온도에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 결정립의 크기를 분석한 결과 10∼1000nm정도로 미세하게 석출되는 것을 알 수 있었다.