열처리 1. 금속열처리 1) 열처리기술의개요열처리기술은금속재료, 기계부품, 금형공구의기계적성질을변화시키기위하여가열과냉각을반복함으로써특별히유용한성질 ( 내마성, 내충격성, 사용수명연장등 ) 을부여하는기술로서제조공정의중간또는최종단계에서이루어지고있다. 2) 열처리기술의종류 (1) 일반열처리금속재료및기계부품의가공시발생된취성을개선하기위하여가열, 냉각하는열처리기술로서가열온도, 유지시간냉각속도의차에따라다음과같이분류한다. 1) 어닐링 (Annealing) : 부품의연화, 가공성향상및잔류응력제거 2) 노말라이징 (Normalizing) : 가공시발생된이상조직의균질화및가공성향상 ) 퀜칭 (Quenching) : 부품의경화 ( 퀜칭처리시경도는 배정도증가 ) ) 템퍼링 (Tempering) : 퀜칭처리된부품의잔류응력제거, 조직및기계적성질의안정화 ) 마르템퍼링 (Martempering) : 부품의경화및인성향상 ) 오스템퍼링 (Austempering) : 부품의경화및인성향상 ) 시효 (Aging) : 저온처리에의한안정화된조직의석출및가공에의한경도향상 (2) 특수열처리금속부픔의전체또는특정부분을가열, 냉각또는특수원소를첨가하여내마모성, 내충격성등을향상시키기위한열처리기술로서가열방법, 사용재료 ( 처리약품 ) 등에따라다음과같이분류한다. 1) 부분가열표면경화 1 고주파표면경화 (Induction surface hardening) : 고주파유도장치를사용한부품 2 화염표면경화 (Flame surface hardening) : 대형구조물용접부분표면경화를위한간이열처리 레이저표면경화 (Laser surface hardening) : 부품중마모가심한부위등필요부분만의표면경화 전자빔표면경화 (Laser surface hardening) : 부품중마모가심한부위등필요부분만의표면경화 2) 전체가열표면경화 1 침탄 (Carburizing) : 부품표면에탄소의확산침투에의한표면경화 고체침탄 (Solid Carburizing), 염욕침탄 (Salt Bath Carburizing), 가스침탄 (Gas Carburizing), 플라즈마침탄 (Plasma Carburizing), 진공침탄 (Vaccum Carburizing) 2 침탄질화 (Carbonitriding) : 부품표면에탄소와소량의질소를동시에침투시켜표면경화 질화 (Nitriding) : 부품표면에질소의침투에의한표면경화 침질탄화 (Nitrocarburizing) : 부품표면에질소와소량의탄소를동시에침투시켜표면경화 침붕 (Boriding) : 부품표면에붕소의확산침투에의한표면경화
탄질화물침투법 : 부품표면에금속원소와탄소에의한탄화물층을형성하는표면경화로나누어진다. 2. 열처리란어떤작업인가? 열처리란금속재료 ( 주로철강재료 ) 에요구하는기계적, 물리적성질을부여하기위해가열과냉각을시행하는열적조작기술이며, 크게는재료를단단하게만들어기계적, 물리적성능을향상시키는기술과재료를무르게하여가공성을개선시키는기술로대변할수있으며, 기타특수한목적을위한첨단열처리기술도점차개발되고있다. 1) 열처리종류 (1) 표면경화열처리 1 침탄, 침탄질화 : 내부도약간경화된다. 2 연질화, 가스질화 : 내부는전혀경화되지않는다. 고주파, 중주파, 화염열처리 : 필요한부분만표면경화된다. (2) 전체경화열처리 : 내부까지경화된다. 1 조질처리 : 중탄소강, 구조용합금강재 (Sorbite 조직을얻을것 ) 2 Q.T 처리 : 중, 고탄소강, 구조용합금강재 진공열처리 : 고합금공구강재 (STD, STF, SKH, STS 등 ) () 연화열처리 : 재료를무르게하여가공성을개선한다. 1 완전풀림 2 확산풀림 구상화풀림 응력제거풀림 중간풀림 연화풀림 2 단풀림 8 등온풀림 () 기타열처리 1 불림처리 : 조직개선및표준화, 응력제거, 가공성향상 2 용체화처리 : STS0 등 Austenite 계스텐레스강의강도, 가공성향상, 내식성개선, 수명연장 취성제거처리 : 도금에서발생된수소취성제거 수인처리 : 고 Mn 강의강도가공성향상 ADI 처리 : 구상흑연주철의 Austempering 처리, 기존단조품에열처리하던것을주조품으로바꾸어공정단축, 원가절감, 경량화에의한자동차연비향상, 강도향상등자동차부품에서점차일반부품으로용도가넓어지고있음. 침붕처리 : 초, 고내마모성을요구하는부품, HV100 이상의고경도를얻을수있다. SHOT PEENING 효과 * SHOT 의강도를높여 PEENING 함으로써기어뿌리굽힘피로강도는약 1.1. 배까지향상시킬수있으며, 그효과도가장크다. 동시에경화층깊이를얕게함으로써강도를증대시킬수있다. * 충격강도향상에는 SHOT PEENING 이그다지효과가없음으로 P 와 Si 를줄인합금성분조절이효과가크다.
. 열처리기호 (JIS G 0201 에의함 ) 1. Normalizing 소준 ( 불림 ) HNR 2. Annealing 소둔 ( 풀림 ) HA. Tempering 소려 ( 뜨임 ) HT Full Annealing 완전소둔 HAF Austempering 오스템퍼링 HTA Spherodizing 구상화소둔 HAS Martempering 마르템퍼링 HTM Stree Relieving 응력제거소둔 HAR Press Tempering 프레스템퍼링 HTP Low Annealing 저온소둔 HAL Bright Tempering 광휘소려 HTB Ausannealing 등온소둔 HAA. Carburizing 침탄 HC Diffusion Annealing 확산소둔 HAD Solid Carburizing 고체침탄 HCS Bright Annealing 광휘소둔 HAB Liquid Carburizing 액체침탄 HCL Case Annealing 상자소둔 HAC Gas Carburizing 가스침탄 HCG. Quenching 소입 ( 담금질 ) HQ Carbonitriding 침탄침질 HCN Air Blast Quenching 역풍소입 HQA Anti Carburizing 침탄방지 HCA Oil Quenching 유 ( 중 ) 소입 HQO. Nitriding 질화 HNT Water Quenching 수 ( 중 ) 소입 HQW Gas Nitriding 가스질화 HNTG Marquenching 마르퀜칭 HQM Liquid Nitriding 액체질화 HNTL Flame Hardening 화염소입 HQF Tufftriding 연질화 HNTT Induction Hardening 고주파소입 HQI. Sulphurizing 침류 HSL Press Quenching 프레스소입 HQP Nitrosulphurizing 침류질화 HSLN Bright Quenching 광휘소입 HQB 8. SubZero TreatMent 심냉처리 HSZ Electrolytic Hardening 전해소입 HQE. 열처리설계와재질선택시참고사항 1) 열처리에의해어떤성능을기대하는가? 고내마모성, 고인성, 내피로도, 내충격성, 내열성, 내식성, 탄성, 열피로도, 내한성등요구성능에따라재질, 열처리기술의종류, 경도값을결정한다. 2) 제품의사용온도, 사용조건, 사용빈도, 경제성을감안한다. 주위의환경 ( 제품의사용온도, 마찰열, 부식조건, 진동등 ) 에따라혹은사용빈도를감안적정한강재를선정한다.
) 사용경도는어떻게지정할것인가? 원제품경도값인가? KS, JIS 참고값인가? 제품에서요구하는인장강도계산값인가? ) KS, JIS 에표기된각재료별경도값을도면에그대로사용하면안된다. 통상 KS, JIS 값은각재료별 ø2 mm환봉에대한실험값으로재질별조질또는 Q.T 한참고값이다. 도면 SPEC 은제품이요구하는강도, 경도, 충격치등정확한값을표기한다. ) SMC 는가장일반적으로사용하나열처리가잘안되는점이있다. 각종기어, 축, 체인, 로울러, 금형, 핀등에많이사용되나, 열처리가잘되는크기는 ø1 t10 mm정도 ( 수냉하면 ø2 t20 mm정도 ) 이며, 그이상은경도가점차낮아져 HRC0 이상은어렵다. 체적이커질수록점차고합금강으로사용한다.( 질량효과때문임 ) 단고주파, 중주파열처리는체적에관계없이 SMC 가무난하다. ) 모든열처리에서변형은필수적으로발생된다. 제품완가공후열처리는불량을초래하므로후공적을감안해야한다. ) 림드강강재 ( 비탈산처리 ) 로는열처리제어가안된다. 중요품은모두킬드강을사용한다. SS1, SPC 등저급소재는 KS 비열처리소재로서불순물제거가안되어열처리후경도제어가곤란하다. 각재료는 KS 에림드강, 킬드강제조법이표기되어있다. 8) STC, STC( 탄소공구강 ) 도탄소강종류로서질량효과가크다. 대형부품, 금형류에는열처리경화가어려워합금강재로바꾸는것이좋다. 소형부품, 수냉용단순부품은관계없다. 9) 복합열처리기술도활용할수있어야한다. (1) 조질 + 고주파, 중주파 (2) 조질 + 연질화, 가스질화 () 풀림 + 침탄, 조질 () 진공열처리 + 연질화, 가스질화 () 침탄 + 고주파이상여러가지복합열처리기술이활용되고있다. 10) 최고품질은적정재질로적정열처리기술을선택하는데있다. 11) 질량과형상이불균형한제품은항상변형과 CRACK 의위험이따른다.. 표면경화법 1) 침탄 (1) 서언금속은기계부품혹은공업설비 장치등에사용할때표면에흠집, 균열등이생긴다든가마찰에의해표면이마멸하는것을피하지않으면안된다. 표면손상이나마멸의방지는공업기술이진보하면할수록강력하게요망되는것이다. 이를위한표면기술을일반적으로표면경화라고한다. 특히표면층의금속조직을바꾸므로표면경화의목적을달성하는방법이있는데, 이는다른원소를표면으로부터내부로
침투확산시켜서표면층의화학조성을바꾸어놓는것이다. 여기서는일반적으로널리상업화되어침탄법에대해서서술하겠다. (2) 침탄이란? 강은 Fe 중에탄소를 0.022.0% 함유한합금이며그성질은탄소의양이적으면연하나인성이있고, 탄소량이많으면경하고강하나취약한성질이생긴다. 따라서기계의부품재료로서는사용목적에따라탄소를표면부에는많게, 중심부에는적게분포시키면표면은경하여내마모성이좋고중심부는연하고인성이있어서전체로서는취약성에의한파괴를피할수가있다. 이와같이제품을만들기위하여저탄소재료로손쉽게절삭가공한후표면에서탄소를확산시켜서표면에고탄소의합금층을만드는조작을침탄이라한다. () 가스침탄의장단점 1 장점 a 표면의탄소농도를조절할수있다. b 표면광휘상태로처리가가능하며침탄도균일하게행해진다. c 직접처리품을가열하기때문에열효율이좋고, 침탄종료후직접퀜칭이가능하다. d 침탄종료후동일장치로확산어닐링도가능하다. e 다량생산에적합하며, 작업도청결하다. f 자동화도용며, 품질관리도실시하기쉽다. 2 단점 a 조업에전문적인지식이필요로하며폭발의위험도있고, 설비비가약간고가이다. b 트레이등이침탄되어수명이짧다. 2) 고주파담금질 (1) 개요고주파담금질은담금질부분에대응하는적당한형상의담금질코일을만들어이것을 1000 사이클에서 1 메가사이클의고주파발생장치에접속하고, 이것에고주파대전류를통하면근접하여둔담금질물체의표면에유도전류가흘러이것에의하여물체는표면층에서급속히가열된다. 담금질온도에달했을때가열을중지, 냉각액을외부에서분사하여담금질을한다. 이와같은고주파담금질은직접가열로열효율이좋게국부담금질, 전체담금질등모두가능하며, 처리시간을짧고일정한조건에서다수를처리하는것이비교적간단히할수있는등의이점을가지나반면발생장치가극히값이비싸다는결점이있다. 고주파담금질이다른표면경화법과다른점은자체경화능이있는강재를사용하여급속이표면만을가열하여담금질하고, 따라서내부는거의처음상태로유지되는것인데, 여기서담금질전재료의조직이고주파표면담금질과같은금속가열의경우는큰영향력을미치므로 0.0.% 탄소강에있어서는조질에의해현저한경도상승을나타낸다. 바탕이퍼얼라이트에는이른바불완전담금질이되고, 잔류페라이트가있어충분한경도가얻어지지않는다. 또조질재의경우네는담금질층과내부사이에이른바경계층이있어경도가저하하는데이것은탄소강에서일어나기쉽고합금강적어도 Cr 강에서는일어나지않는다. (2) 고주파열처리의특징 가열시간이짧아열영향이적으므로변형이적다.
산화 SCALE 의발생이적다. 장기가열에의한탈탄현상이없다. 필요부분만의국부열처리가용다. 경화깊이의조정이용다. 표면경화의경우내부의인성을유지할수있다. 표면경화, 풀림, 뜨임, 불림등모든열처리분야에적용이용다. () 고주파열처리의주의사항 1 고주파발생장치의용량에따라서가열능력한계가있어서외경의작업가능한한계가있고도및경화층깊이에따라서중주파및저주파시설을이용해야하며, 비용이증가하는데주의해야한다. 2 BUSH 및 PIPE 류의외경고주파작업시두께에따라서치수변형향의차이가있으며, 특히내경공차부의재가공이필요하므로고주파후정삭을해야한다. 냉간인발환봉 ( 일명미가기환봉 ) 은표피 1.0 mm이상가공한후에최고경도가나오며, 그이유는표피층의탈탄현상등으로탄소량의감소가주요인이다. 단조주조의소재는담금질, 뜨임전에반드시전처리로써불림또는풀림을하고결정립의조정조직의균일화, 잔류응력제거등을해야한다. 한편전처리를불림한것인지또는풀림한것인지는재질과질량효과에따라구별되는데절삭가공이원활하게되는편을선택한다. 특수원소를갖고공기담금질성이좋은재료경우불림또는풀림에서도경화하므로불림, 뜨임을하여퍼얼라이트조직으로한다. 또두께가큰주강등에서수지상정이쉽게없어지지않을때는 2 차불림을하면좋다. () 고주파열처리장치의구조 1 고주파발생장치상용의 0Hz 의전력을금속의가열에보다효율적인고주파전력으로변환시켜주는장치이며, 변환기구로서진공관을사용하는방식 ( 진공관식 GENERATOR) 과반도체소자를사용하는방식이있다. 반도체소자로서 S.C.R 을사용하는 THYRISTER INVERTER 는에너지효율이탁월하여최근고주파열처리에가장널리사용되고있으며, 진공관식 GENERATOR 는 10KHz 이상의높은주파수의전력이필요한경우에주로사용한다. 2 정합부고주파발생장치에의해발생된고주파전력을가열코일에효과적으로공급하기위한장치이며, 가열코일과직결되어있다. 가열코일제품의형상에따라설계제작되며, 대전력이흐르므로수냉식이일반적이다. 또한경화열처리경우와같이급냉이필요한경우냉매를분사할수있는장치도갖추고있다. 기계장치제품의특성에따라설계제작되며, 가열코일을상 하 좌 우로이동시키고, 제품을이송하며, 균일한가열을위해제품을회전시켜주는장치이며, 전자제어에의한자동운전이가능하다. SCANNING MACHINE 이대표적인예이다. 냉각수장치및담금질유장치
냉각수장치는고주파발생장치, 가열코일등을냉각시켜주는냉각수의순환장치이다. 담금질유장치는열처리의경우담금질유를순환시켜즈는장치이며, 담금질유의반복사용으로인한온도상승을방지하기위한담금질유냉각장치가포함된다. () 高周波燒入 ( 담금질 ) 適用部品 業種別部品名 自動車部品 Crankshaft, Camshaft, Ring Gear, Axle, Tube, Rear Axle Shaft, Rear Spindle, B.J Shaft, DOJ Outer, B.J Outer, Tripod, Torsion Bar, Gear Sleeve, Ball Joint & Socket, Engine Valve & Valve Seat, 其他 Rod, Lever, Gear 類 二輪車 Crankshaft, Camshaft, Gear, Sprocket, Leaver, Pin, Rod 類 建設機械部品 製鐵機械部品 鐵道車輛部品 起重機및捲上機部品 纖維및化工機部品 冷凍機및 Compressor 鑛業및窯業機械部品 工作機械部品 內燃機械部品 鍛壓機械部品 農機具部品 Track Shoe, Track Link, Pin, Bush, Front Idler, Sprocket, Final Gear, Roller, Shoe Bolt, Cutting Edge, Piston Rod, Drillshaft, Sleeve, Ring & Gear, Spline Shaft, 族回輪, 其他, Rod Lever, Wire Sheave 類 Pinion Gear, Screw, Roller, Spindle, Coupling Piston Rod, Crankshaft, Axleshaft, Axle Wheel, Motorshaft, Motor Pinion & Gear Spring Pin & Link Gear, Pinion, Axleshaft & Wheel, Rail, Wire Sheave, 其他, Pin, Bush, Shaft 類 Heating Cylinder, Screw, Rod, Roller, Cam, Gear, Pin, Shaft 類 Crankshaft, Cylinder Liner, Piston Pin, Piston Rod, Valve & Valve Seat, 其他 Gear, Shaft, Pin 類 Gear, Pinion, Roller, Sprocket, Screw, Liner, Crusher Parts, Conveyer Parts 其他 Shaft, Pin, Bolt 類 Bed, Screw, Spindle, Rod, Boring Bar, L.M Guide Rail, Gear, Shaft, Ball 類 Crankshaft, Camshaft, Rocket Arm & Shaft, Cylinder Liner Valve & Valve Seat, Piston Pin & Rod, 其他 Gear, Shaft, Pin 類 Crankshaft, Camshaft, Ram, Bed, Piston Rod, Pin 類 Gear, Shaft, Pin 類 ) 각종강재의고주파담금질표준경도 명칭, 규격번호, 기호 C 량 % A( 水 ) HRC B(PVA) HRC 명칭, 규격번호, 기호 C 량 % A( 水 ) HRC B(PVA) HRC 기계구조용탄소강강재 JIS G01 합금공구강강재 JIS G0
S0C 0.20. 02 SKS2 1.001.10 0 2 S, C *0.00.8 SKS* 0.0. 2 20 S8C S0, C S, 8C S0,, C 0.0.1 *0.0. *0.20.1 *0.0.8 02 22 2 2 0 8 8 스프링강강재 JIS G801 SUP 0.0. SUP9 0.00.0 2 2 20 20 니켈크롬강강재 JIS G102 SNC2 0.20.0 SNC1 0.20. SNC8 0.20.0 (8) (82) (20) 2 0 08 고탄소크롬베어링강강재 JIS G80 SUJ2 SUJ 0.91.00 0.91.00 2 2 탄소강단강품 JIS G201 02 02 니켈크롬몰리브덴강강재 JIS G10 SNCM20 0.80. SNCM1 0.20. 22 2 SF (0.0.8) SF0 (0.0.8) 탄소강주강품 JIS G101 20 SNCM9 0.0. 22 SC (0.10.2) 2 SNCM 0.0.0 SNCM2 0.200.0 SNCM0 0.20. 크롬강강재 JIS G10 2 8 2 SC9 (0.200.0) 08 구조용고장력탄소강및저합금강주강품 JIS G111 SCC 0.00.0 SCC 0.00.0 22 8 02 80 SCr0 0.280. SCr 0.0.8 SCr0 0.80. SCr 0.0.8 크롬몰리브덴강강재 JIS G10 SCM0 0.280. SCM2 0.20. SCM 0.0.8 8 (28) (2) (2) 0 8 08 2 0 2 2 0 8 8 SCMn2 SCMn SCMn 0.20. 0.00.0 0.00.0 2 8 2 2 08 SCSiMn2 0.20. 00 00 SCMnCr2 SCMnCr SCMnCr 0.20. 0.00.0 0.0. 2 (8) (20) 8 20 SCM0 0.80. (2) 2 SCCrM1 0.200.0 (20) 20 SCM 0.0.8 (2) 2 SCCrM 0.00.0 (00) 8 기계구조용망간강강재및망간크롬강강재 JIS G10 스텐레스강주강품 JIS G121 SMn SMn8 0.00. 0.0.1 8 00 2 8 SCS2 0.10.2 (8) 8 회주철품 JIS G01 SMn SMnC 0.00. 0.00. 2 2 20 2 FC20, 2 FC0 (.0.) (.0.) 02 2 02 22 스텐레스강봉 JIS G0 구상흑연주철품 JIS G0 SUS20J1 SUS20J2 0.10.2 0.20.0 8 FCD0 FCD 2 2 탄소공구강강재 JIS G01 FCD0 (...8) SK,, * 0.81.10 2 퍼얼라이트가단주철품 JIS G0 FCMP0 (2.0.0) 8 FCMP0 (2.0.0) 20 80 * 표시는규격의합산 ( 최소 최대 ) 탄소강, ( ) 는참고치
. 가스질화란무엇인가? 1) 개요가스질화는금속표면에질소를침투시켜서표면을硬化하는공법으로단단한표면을얻기위한별도의소입 ( 燒入 ) 공정을필요로하지않으며, 표면경화열처리법으로서금속의 A 1 변태점인 2 의온도인 000 에서 NH 가스는 2NH H 2 + 2N 과같은식의해리에의하여발생된발생기질소 (N) 가銅중의미소성분인 Al, Cr, Mo, Ti 등과화합하여 Al-N, Cr-N 등과같은질화물을만든다. 특히낮은온도에서처리되므로정밀도를유지하여변형이적은표면경화법이다. 2) 질화목적질화를하는본래의목적은 높은표면경도 내마모성과흠집에대한저항성 (antigalling) 피로수명증진 내식성 ( 스텐레스경우는예외 ), 내열성 질화온도이상의온도에서사용시열에의한표면의연화저항성등을얻기위해서이며, 이공법에는체적변화가수반되는담금질이없고상대적으로낮은처리온도가적용되기때문에침탄또는기타의일반적인경화에비해조직변형이적다. 또한질화의결과약간의팽창이일어날수있으나체적의변화가극히적은열처리기술임. ) 질화강합금원소로써사용되는것은보통 Al, Cr, V, W, Mo 등인데질화온도에서안정한질화물을형성하기때문에 Mo 은질화물을형성할뿐만아니라질화온도에서의취성을감소시켜주는데기여를한다. Al 은가장강력한질화물형성원소로 (0.81.% Al) 을함유하고있는강이합금원소함량만으로보았을때는최상의질화결과를나타낼수있으나, Cr 을함유하고있는강도 Cr 함량이충분히높으면대략이와같은좋은결과를나타낼수있다. 합금되지않은탄소강은질화에적합하지않은데왜냐하면이강은박리되기쉬운고도로취약한질화층을형성시키며, 확산층내에서의경도증가도작기때문이다. 함 Al 강은매우높은경도의내마모성이대단히좋은질화층을생성시키나이질화층은전성이작으므로함 Al 강을질화강으로선택할때에는이점에유의해야하는데반대로저합금 Cr 강은상당히전성이크나경도가낮은질화층을만든다. 그러나이러한차이가있다고해도, 이들질화강은내마모성과좋은긁힘저항성을나타낸다. 함 Cr 공구강들은대단히높은단위하중하에서의심한충격에대한용도에잘적용될수있는높은심부강도와표면경도의조화를이룰수있다. 이강의제한요소는우선가격이비싸다는점과가공이어렵다는것이다. Al 은표면경도향상에는유효하지만경화깊이증대에는도리어역효과를미친다. Cr 은표면경도와깊이향상에모두기여한다. V 은경화깊이증대에큰효과를나타낸다.
경화층깊이증대에는 Cr, V 을첨가하는것이좋다, 유효경화깊이 (HV20) 에는 Cr 을 1.0% 첨가함으로써최대가되고, V 은 0.1% 이상의첨가로서포화된다. ) 질화전열처리모든경화가능한강은질화전에담금질, 고온뜨임 = 조질 (QUENCHING, TEMPERING) 열처리되어야하는데, 뜨임 (TEMPERING) 열처리온도는질화온도에서조직상의안정이보장될수있을만큼충분히높아야하는바, 질화전열처리최저온도는통상질화최고온도보다적어도 0 는되어야한다. 강종에따라심부경도가높아지면질화층경도도높아지고, 낮아지면따라서낮아지기도함으로써이러한강종에있어서질화층경도를최대로하고자할때는허용가능한최저온도로해야한다. ) 화학성분별 Gas 질화표면경도측정값 DATA 기호 재질명 화학성분 (%) C Si Mn P S Cr Mo V 표면경도 SC 탄소강주강 0.0 0.0 0.0 0.0 0.90 0.00 0.00 HV80 HV0 SCPH21 고온고압용주강 0.20 0.0 0.0 0.80 0.00 0.010 1.00 1.0 0. 0. HV00 이상 SMC 기계구조용탄소강 0.2 0.8 0.1 0. 0.0 0.90 0.00 0.0 HV00±100 SCM0 크롬몰리브덴강 0.8 0. 0.1 0. 0.0 0.8 0.00 0.00 0.90 1.20 HV0±0 SKD1 열간금형강 0.2 0.2 0.80 1.20 0.0 0.00 0.00.0.0 0.80 1.20 HV900 이상 STS000 스테인레스강 HV900 이상 SACM (SACMI) 질화강 0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.00 0.00 1.0 1.0 A l 0.0 1.20 HV900 1200 NOTE. 표면질화층 ( 화합물층 ) 두께 : 0.0. mm 탄소강은경도가낮고 Cr, Mo, V 합금강은경도가높은질화층경도를얻는다.
공정설계 : 사용현상조사, 연구 적합한재질선택 황삭기계가공 조질 ( 담금질, 뜨임 ) 정삭 연삭 ( 마무리사상 ) 치수검사 탈지, 세척 질화준지 Gas 질화 (2hr 이상 ). 진공열처리 1) 진공로의담금질작업표준 (1) 적용범위이작업표준은당사의진공로에서가공하는금형, 공구류의 1 차예열, 2 차예열, 본열, 냉각에대하여규정한다. (2) 가공 ( 목적 ) 품질 1 겉모양 ( 표면상태 ) 표면에균열, 산화피막층이없어야하고담금질후가공품표면에반점및변형이없어야한다. 2 변형및경도담금질후피가공물의변형상태는가공품별재질별에따라서아래표와같다. 가공품 구분 용도재질가공치수 ( mm ) 가공허용범위 ( mm ) 담금질경도 (HRC) 금 다이캐스팅 알루미늄아연구리열간 STD1 STD2 0ø*100 미만 0ø*100 이상 0*00*20 미만 0*00*20 이상 0*00*20 미만 +0.00.1 +0.10.1 +0.10.1 +0.10.2 ±0.10.1 프레스 냉 간 STD11 0*00*20 이상 20*20*1 미만 ±0.10.2 ±0.00.1 1 형 사 출 XW-10 20*0*10 이상 ±0.1 0.2 ±0.010.0 2 10*10*100 미만 류 몰 드 사사사 출출출 STAVAX STD11 STS0C 10*10*100 이상 ±0.010.0 ±0.10.10 ±0.10.10 8 80 사 출 STS20J 2 ±0.10.10 금형부품반도체 Ferro-Tic 0ø*10 미만 0ø*10 이상 ±0.010.0 ±0.00.10 82 공 압축공구 다이스류아웃터슬리브 STD2 STD STD1 0ø*80 미만 0ø*80 이상 0ø*80 미만 0ø*80 이상 ±0.010.0 ±0.00.10 ±0.010.0 ±0.00.10 구 절삭공구드릴 SKH1 ø*0 미만 ø*0 이상
탭 SKH1 류 리마 SKH1, 0ø*100 미만, 앤드밀 SKH1, ±0.10.2 이상 호브 SKH1 인발다이스 SKH1 냉간가공공구 로울 STD11, 9 80ø*800 미만 ±0.20. 2 해딩다이스 STD11 2 게이지 STD11 2 2) 진공로의뜨임작업 (1) 적용범위이작업표준은당사에서가공하는금형, 공구류의진공열처리중담금질후에실시하는뜨임작업공정에대하여규정한다. (2) 가공 ( 목적 ) 품질 1 겉모양표면에균열, 산화피막층이없어야하고진공템퍼링후표면이미려하여야하며광휘성이양호하여야한다. 2 경도뜨임후의강종별경도는다음표와같다. 가공품 구분 용도재질뜨임후경도 (HRC) 금 다이캐스팅 알루미늄아연 STD1 8 구 리 형 류 프레스 열간 STD2 80 냉간 STD11 80 몰 드 사출품 XW-10, STAVAX STD11, STS0C STS20 금형부품 반도체 Ferro-Tic 8 공 압축공구 다이스류 STD2 STD 02
구 류 절삭공구 냉간가공공구 아웃터슬리브 STD1 드릴, 탭 SKH1 리 마 SKH1, 앤드밀 SKH1, 호 브 SKH1, 인발다이스 SKH1 로 울 STD11, 9 12 해딩다이스, 게이지 STD11 12 ) 진공열처리란? 진공열처리 (VACCUM HEAT TREATMENT) 란금속의재조및가공의한공법으로, 열처리작업을밀폐된용기내에서어느압력수준까지공기를배기시킨상태에서수행하는것이다. 진공열처리는복잡한형상이나막힌공공부품의후미진부분등의열처리를행할때열처리효과가보통의로에비해크다. 피처리물표면의산화반응을방지할수있으며, 표면에서모재의원소가이탈되는것을방지 ( 탈탄방지 ) 효과와열처리도중피처리물의이동이없어서재료의변형이적고안전조업이가능하나, 투자비가고가이고, 엄격한작업조건이요구되며, 열처리싸이클이길다. ) 금형소재절단에는절단방향이매우중요하다. 1 냉간공구강 SKD11 등의상종은소재의단신방향 ( 혹은압연방향 ) 및이와직각방향에있어서치수변화의상태가상여, 소위방향에대한수치변화의이방성을나타낸다. 따라서소재로부터의재료선택에특히주의할필요가있다. 2 열간공구강 SKD1 금형의경우담금질, 뜨임처리에의해소재의단신방향으로수축혹은약간팽창하며, 이것과직각방향으로는반드시팽창한다. 이렇게열처리에의해발생하는치수변화는방향에대한이방성을나타내므로주의할필요가있다. ) 2 차경화공구강에는고온뜨임이좋다냉간금형강의대표적인 SKD11 은냉간사용이라고하는종래의개념으로부터 180 200 의뜨임이채용되고있다. 그런데최근에는작업속도가빨라지고, 절삭날부위의온도가꽤나높아가고있다. 아마도그온도는 200 이상으로되었다고생각된다. 그렇게되면모처럼 200 에서뜨임하여얻은성능 ( 주로경도 ) 은무위로돌아가고, 훨씬성능이저하되고만다. 그래서 SKD11 의뜨임온도는 200 만이아니고, 고온뜨임도고려해야한다. 다행히 SKD11 은 2 차경화를나타내는합금강이므로고온뜨임이가능하다. 00 0 의뜨임으로서경도는 200 뜨임보다도 HRC 에서 11. 낮아지는정도이므로문제가없으며, 오히려내열성이발휘되므로더좋게되는셈이다.( 금형납품기일에쫓긴나머지뜨임회수또는시간부족으로인한금형품질저하, 불량발생에주의해야한다 ) ) 방전가공후응력제거 ( 재뜨임 ) 가필요하다
방전가공과와이어방전가공시액중에서용융가공하기때문에가공표면은용융가공담금질층, 그아래는고온담금질층, 번째층은고온뜨임층이되어있다. 첫째층과둘째층을 EDM 의변질층이라고부른다. 이것은담금질층이므로마르텐사이트백색층이다. 따라서이층을뜨임하지않으면안된다. 그대로사용하면마르텐사이트층이결손하게된다. 스트레스제거라는의미에서도뜨임은필요하다. 뜨임온도는 SKH 는 00 0, SKD, SKS 등은 200 에서뜨임한다. 8. 조질열처리 1) 담금질 + 고온뜨임담금질-뜨임 ( 조질 ) 은강의기계적성질을향상시키기위해유효한처리이고, 이담금질뜨임이좋고나쁨에따라그성질은크게좌우된다. 또담금질뜨임, 즉조질의과정은반드시뜨임공정을거치지않으면안된다. 우선, 담금질에대해담금질의이론은생략하고작업성의면에서고찰한다. 담금질은완전함을항상목표로하지않으면안된다. 이완전함이란완전한담금질즉, 100% 의마르텐사이트화로의목표이다. 이 100% 마르텐사이트를얻기위한제 1 조건은수많은요인이었다. 강철이갖는 C% 와담금질경도는비례하고, C% 가많으면담금질경도는높다. 따라서 C% 의양에따라 100% 마르텐사이트의담금질된경도를알수있고, 바꾸어말하면담금질된경도를계측해, 그값에의해마르텐사이트화된양 (%) 를구할수있다. 물론 100% 는이상치이고 Ms-Mf 구역안에서 Mf 가상온인경우는담금질한후서브제로처리등의공정을더하지않으면, 100% 달성할수없는일도있을수있다. 마르텐사이트변태는온도의존성이있는것도인식해둘필요가있다. 열처리를하고있는사람은항상담금질작업에있어서완전담금질을목표로한작업을하지않으면안된다. 그를위해서는개개의조건을확실하고뚜렷하게한후에비로소소정의담금질이가능한셈이지만, 뒤에설명할뜨임에의해조정하는일이없도록과정으로서의작업관리에노력하지않으면안된다. 2) 조질열처리품의황삭가공치수 (1) 적용범위이규정은거친가공후조질열처리를시행하는부품의황삭가공치수에대해규정한다. (2) 황삭가공치수황삭가공치수는부품의형상에의해각각아래표에따르는것으로한다. () 표면의거칠기 : 황삭가공의표면거칠기에대해서는별도로규정하지않지만절단기의상처와표면의흑피부분을남겨서는안된다. (Crack 발생의주요요인 ) () 특수부품의황삭가공치수 : 특수재질및특수형상으로조질열처리변형이특히큰것. 또조질열처리후의절삭가공중에특히커다란변형이발생하는것에대해서는담당자간에협의한뒤이규정의치수에적당한수치를가산한다. 1 환봉류의황삭가공치수외경에아래표의치수를가산한다. 단위mm L 200 200-00 - 00-800 - 1000 D 00 00 800 1000 이상
0 0-100 8 100-10 8 10-200 8 200-00 00-00 * 총길이에대한가산치수는 mm로한다. 2 원통류의황삭가공치수 외경및내경에아래표의치수를가산한다. 단위mm L 200 200-00 - 00-800 - 1000 D 00 00 800 1000 이상 0 0-100 100-10 8 10-200 8 9 200-00 8 9 10 00-00 8 9 10 11 1. 총길이에대한가산치수는 mm로한다. 2. 두께가외경의 10% 의것에대해서는위표의 1. 배로한다. 평물류 ( 판 ) 의황삭가공치수 두께에아래표의치수를가산한다. 단위mm L 200 200-00 - 00-800 - 1000 D 00 00 800 1000 이상 0 0-100 100-10 10-200 200-00 00-00 1. 외경 ( 또는길이 ) 에대한가산치수는 mm로한다. 2. 두께가외경의 10% 의것에대해서는 1. 배로한다.
9. 경도불량의원인과대책 원인작업인자구체적인방법 담금온도너무낮다 1. 담금온도선정 miss( 너무낮은지시 ) 2. 담금온도관리 miss( 열전대의열화, 삽입방법 miss). 얼룩 ( 입재량, 장입방법불충분 ) KS 및 Maker 추천온도참조, 정기정검균일가열할수있게적정간격에서입재량조정, 경화능이좋은재료로변경 담금온도너무높다 1. 담금온도선정 miss( 너무높은지시 ) 2. 담금온도관리 miss( 열전대의열화, 삽입방법 miss) KS 및 Maker 추천온도참조정기점검균일가열 냉각불충분 뜨임온도너무높다 1. 노출해서담금질까지의시간이너무걸린다. 2. 냉각방법의선정 miss. scale, 솔트부착 ( 대기, 솔트가열때 ). 액온의관리 miss. 교반불충분. 액중에서인상온도너무높다. Ms 점근방에서뜨임 출제방법의합리화, 열처리설비이후가공 Layout 의검토냉각제의특성파악산화방지제도포, 분위기로사용솔트신속제거유온 080 수온 0 도교반기의설치 Ms 점 + 약 0 도에서끌어올린다. 080 에서뜨임이행 탈 탄 1. 소재탈탄잔재 2. 담금가열에의한탈탄 ( 대기로과열 ) 최소절삭여유의엄수분위기또는가열 이재전공정, 열처리공정의혼입작업기록표등의관리 10. 열처리변형방지의요점 대책법방법구체적인방법 체질의개선 1. 경화능이좋은재료를이용한다. 냉각속도의완화에의해열응력의저감 2. 재료취급방법의검토. 강의채용 1. 경화능이좋은재료로변경 ( 예 ) STC-STD, STS-STD 2. 재료의방향성을알고, 목적에맞는재료취급을한다.. 마르에이징, 플라스틱형용강등의석출경화강의채용 전처리의개선 1. 소재의내부응력제거 2. 가공응력의제거 1. 소재조질의실시 (HS0 정도예 : 다이캐스트형 ) 2. 거친가공후변형제거풀림의채용 형상의개선 1. 균일가열이될수있게두께의변화를제거 2. 장척재의휘기쉬운것은짧게 1. 예를들면대칭형상으로해서열처리후가공 2. 열처리전의길이를짧게해서 1 개당변형을적게 하고, 후공정에서조립한다. 열처리조건의 개선 변형을적게하는열처리조건으로변경 1. 가능한담금온도를낮게한다. 2. 부분적으로경화하면좋은것은솔트에의해부분 가열등을이용한다.
가열냉각방법의 개선 1. 균일가열이완의방지 2. 서서히가열. Press 담금의채용. 균일냉각법의실시. 항온뜨임의채용 1. a 부품간격, 대열원위치나지지방법에주의 b 온도분포확인시, 유효구역내에가열한다. 2. 적정한예열을행한다. 가능한한서서히가열한다.. 형상에맡는치구를채용 Ms 점근방을이용한다.. a 냉각제의흐름을균일하게한다. b 임계냉각속도내에서천천히냉각한다. c 살이얕은부분은보온하고두꺼운부분은강제송풍냉각한다.. 적정한열욕온도와시간의검토가사전에필요 11. 열처리강재의화학성분및열처리조건 (1) 냉간가공용합금공구강 (COLD WORK TOOLS STEEL) 강종 기호 화학성분 (%) C Si Mn P S Ni Cr Mo W V Co 풀림 (C) 담금질 (C) 뜨임 (C) 풀림 경도 (HRC) 뜨임 경도 (HRC) 용도 STD11 1.0 1.0 <0.0 <0.0 <0.0 <0.0 11.00 0.8 1.00 1.2 0.2 80880 1000100 10200 2> 1< 성형로라, 컷터, 냉간금 0. STS 2 1.00 1.10 <0. <0.0 <0.0 <0.0 0. 1.0 1.00 1.0 <0.2 0800 80880 10200 21> 1< 탭, 드릴, 컷터다이스, 쇠톱날 STS 0.90 1.00 0.90 >0. 1.20 <0.0 <0.0 0. 1.0 0. 1.0 0800 80080 10200 21> 0< 탭, 게이지다이스 (2) 열간가공용합금공구강 (HOT WORK TOOL STEEL) STD1 0.2 0.2 0.8 1.2 0. <0.0 <0.01.0.0 1.0 1. 0. 8080 1000100 00 229> < 열간다이스, 다이캐스팅 0. STS 0.2 0. <0.0 <0.0 <0.0 <0.01 2.0.0.0.0 0. 80080 1001100 000 2> 0< 0. 다이캐스팅, 동압출다이스콘테이너리브 STF 0. 0. 0.0 >0. 1.00 <0.0 <0.01 1. 2.0 0. 1.0 0.2 0. 0.2 0. <0.2 0810 820880 000 21> - 다이볼록, 열간보조다이스열간단조형 () 탄소공구강 (HIGH CARBON TOOL STEEL) STC 1.0 1.1 <0. 0. <0.0 <0.02 080 0820 10200 21> < 목공용구, 게이지, 태엽프레스형립부 STC 0.9 1.0 <0. 0. <0.0 <0.02 080 0820 10200 20> 1< 목공드릴, 펜촉, 프레스다가네, 스크랩바 STC 0.8 0.9 >0. 0. <0.0 <0.02 00 0820 10200 201> 9< 톱날, 먼지, 철인, 프레스 () 고속도공구강 (HIGH SPEED TOOL STEEL)
SKH1 0.8 0.9 <0. <0. <0.0 <0.0.8..... 1. 800880 1200120 00 2> 2< 2.2 절삭공구, 드릴, 밀링컷탭, 호프 SKH 0.80 0.90 <0. <0. <0.0 <0.0.8..8.2.. 1. 2.2.. 800880 1220120 00 2> < 고속, 중절삭공구, 엔드리 () 구조용합금강및탄소강 (ALLOY STRUCTURAL STEEL AND CARBON STEEL)-HB 조질경도임. SCM 0 0.8 0.1 0. 0. 0. 0.8 <0.0 <0.0 0.9 1.2 0.1 0. 81080 80880 00 28 2 고장력축, 고압강판, 강력볼트, 샤후트 SCM 1 0.1 0.1 0.18 0. 0. 0.8 <0.0 <0.0 0.9 1.2 0.1 0. 80900 80900 8080 10200 2 21 축류, 기어, 핀 SNCM 20 0.8 0.1 0. 0. 0. 1.0 <0.0 <0.0 0. 0. 0. 0.1 0. 0. 82080 8080 2 11 고장력, 강력볼트, 핀, 강력기어 SNCM 9 0. 0.1 0. 0. 0. 0.9 <0.0 <0.0 1. 2.0 0. 1.0 0.1 0. 82080 8080 29 2 고장력축, 강력볼트, 핀, 강력기어 SNCM 20 0.1 0.1 0.2 0. 0. 0.9 <0.0 <0.0 1. 2.0 0. 0.1 0. 0. 80900 0820 10200 29 축류, 치차핀, 빗트, 스리 SNCM C 0.2 0.1 0.8 0. 0. 0.9 <0.0 <0.0 810 82080 00 201 29 볼트, 너트, 크랭크축, 핀체인 SNCM C 0.2 0. 0.8 0.2 0. 0.9 <0.0 <0.0 810 82080 00 229 28 톱, 레바, 로드스프링, 고장력 12. 담금질, 조질처리의특징일람표 내마모성요구 HRC0 이상강인성요구 HRC0 고주파담금질품 : 소재조질처리변형을최소로할때 : 가공후풀림처리 HRC0 이상이면후가공이어렵다 SCM0 황삭가공후열처리 ( 생략하면잘깨짐 ) SMC, SM0C STC, STC SCM, SCM0 SMC 보다높은항장력과 일반기계부품 SCM 정도의높은항장력, 충격값이필요치않을때 탄소공구강으로저급공구, 충격값을필요로하는질량효과가커서소형일반기계부품 SMC 에서는얇은제품적용중 대형은질량효과가크기때문에경도를수냉하므로단순형상가능얻을수없을때이강을사용하는경우가있다. 조질처리 일반기계부품으로서항장력, 충격값, 피로강도를필요로하는것. 축, 핀, 이음, 레버, 너트, 와셔 HRC2028 (Hs1) HRC21 (Hs) 항장력이필요하고, 수냉다금질가능한부분 HRC20 (Hs82) 조질후기능부고주파 SMC, SCM0 보다높은경도내마모성이필요시 HRC28 (Hs18) 높은인장강도, 내피로도강력볼트, 너트, 핀, 스크류, 축 절담금 항장력, 내마모성이상기보다도필요하고충격값은 HRC0 (Hs29) 공구류 HRC0 이상스프링류 HRC00 HRC2 (Hs9)
질삭 뜨임가공후담금질표뜨면임경을화하에는의부한품부품 상기보다적어도되는부품핀, 축이음, 기어죠, 클러치화염 에의한부분경화고주파담금질침탄담금질 내마모성이필요하고고주파담금질이곤란한것, 갱산수량이적어고주파가비경제적인것. 내마모성, 항장력, 피로강도를필요로하는부품축, 핀, 셔터축, 캠, 기어 SC 보다낮은항장력, 내마모성의부품 금형부품 HRC00 와사류 HRC0 SMC 보다높은충격값이필요 일반볼트, 너트, 핀, 체인부품, HRC28 기타구조용부품 (Hs) SMC 정도의충격값으로 되는것 소 HRC2028( 조질처리 ) 재 (Hs1) HRC120 비조질 HRC0 뜨임할것 HRC0 담 (Hs) 일반부품 소형부품, 날끝, 드라이버 금 질 HRC2 특히내마모성 HRC 이상부 (Hs09) 인것, 뜨임할것높은내마모성, 송곳 소 HRC2028( 조질처리 ) HRC0 재 (Hs1) 금형부품, 내마모용부품 담 HRC0 표면고주파담금질하면금 (Hs) 일반부품 HRC 까지가능하므로질 HRC20 특히내마모성내마모성이좋다부 HRC29 (Hs18) HRC0 (Hs) SMC 보다높은충격값을필요로하는것. HRC29 (Hs18) HRC0 (Hs) SMC 보다높은충격값을필요로하는것. 경화층깊이일반부품 12 mm, 특히마모를예상하는설계일때 2 mm, 중주파, 담금질, 저주파는 mmmm SCM1 SCM20 SNC81 표면내마모성, 강도, 내압력성, 내부에강인성, 내충격성을요구하는부품기어, 축, 핀또는고주파담금질부품과같은목적이나고주파담금질이곤란한부품얇은부시, 와셔 SCM1 보다더강도를기어, 축, 핀, 부시, 와셔등의필요로할때일반부품가급적이면이재료는주로공작기계자동차기어사용하지말것, 내부경도부품에많이활용증가항장력, 충격값, 열처리효과는 SCM1 < SCM20 < SNC81 SCM20 보다더강도를필요로할때스파이럴베벨에는이것을사용할것, 인성증가 축 HRC 21 이상 HRC 2 이상 HRC 29 이상소기재 HRC 2 이상 HRC 2 이상 HRC 1 이상어 표면 HRC 0 또는 HRC 8 (Hs8) 경화층깊이 mm 얇은제품, 소형제품 모듈 미만의기어 0.20. 일반부품모듈 이상 미만의기어 0.0.8 좌측이상의것, 대형 0.81.2 또는 1 mm이상 1. 표면경화처리의특징일람표
항목고주파담금질화염담금질침탄담금질연질화경질화 적용재료 0.0.%C 탄소강 SCM0 SK, 주강, 단조강 0.0.%C 탄소강 HMDI 0.2%C 탄소강 S09CK, S1CK SCM1, SCM20 SNCM220, 침탄강재 1 저 중 탄소강 2 탄소강, 합금강, 스테인리스강, 주강 SACM(SACM1) 질화를위해서는 Al, Cr 의함유가조건 저탄소강재의표면에 1 터프트라이드 ( 염욕연질화 ) 표면경화처리법 고주파유도전류에의해서강재의표면을급열, 급냉하여표면경화시키는것을말하며, 내부는강인하고표면은내마모성을요구하는기계부품에많이활용된다. 산소, 아세칠렌을사용하여강재의급열, 급냉하여경화시키는방법으로형상이복잡하거나두꺼운경화층깊이를원할때사용하나, 특수한경우가아니고는최근에잘활용하지않고있다. 고온가열로써탄소를침투시켜냉각하여표면경도를높이는것을말하며, 고체침탄, 액체, 가스침탄법등이있으며, 내마모성, 내충격성, 강인성을요구하는기계부품에활용되고있다. 최근가스침탄법을많이활용하고있는데, 이는침탄분위기, 침탄층관리가보다쉽기 염욕질화법 NaCNO 또는칼리계의욕으로발생기의질소에의하여질화처리온도 0000, 처리시간 2Hr 로 0.010.02 의경화층을얻을수있다. 2 서설프 ( 염욕연질화 ) 터프트라이드와거의비슷하며, 유황이첨가침투된다. 모든강종에처리할수있다. 가스연질화 NH, Co2 등가스를사용하여연질화하며, 침투된화합물층은염욕연질화와 0000 에서암모니아가스를통과시키면분해된 N 이물건의표면에흡수되어고경화층을얻을수있다. 경화깊이 100h 0. mm, 0h 0. mm이다 때문이다. 거의같다. 경 화 층 주파수에따라고주파는보통 12 mm, 중주파는 mm그보다깊은경화층은저주파를사용한다. 구멍의내부, 단면의내부는곤란하며, 재질에따라경화층깊이를측정하는기준이다르다. 화염담금질은경화층을제어할수없다. 물건의형상에관계없이같은두께의경화층을얻을수있다. 경화할필요가없는곳은침탄방지한다. 사용로에따라 0.1수mm까지침탄경화층이가능하다. 강도를요구하는제품은조질처리후연질화한다. 내식, 내마모성, 내피로성이뛰어난화합물층을얻는다. 화합물층은 100μ 범위 0 이넘으면표면백층이박리될위험이있다. 0.0. mm정도까지가능하며, 조질한제품은증가할수있다. 표면층은박리의위험이있으므로 0.1 mm정도연마하면좋다. 경화층은질소흡수로 0.020.0% 팽창 생산성 국부경화가능열처리시간수초자동화가능, 대량생산에적합 국부경화가능열처리시간수분장치간단온도제어곤란 물건전체의열처리, 가열시간이길다. 공업규격에는 2 단단금질로되어있으나, 실정은 1 단단금질 경제적이고열처리시간이비교적짧다. 약 시간공해가없다. 물건전체의열처리시간이매우길다약 일 경도 HRC 0 HRC 0 HRC 0 HV00 이상 HV900 이상 변형담금질보다小담금질보다小고주파보다大극히小극히小 처리비대량생산小, 기타中 염가고가中아주고가 경화층mm 0.8 이상은합금강 112 이상은합금강 가스침탄 0.1.0 mm /m 0.010.02 ( 전용강의 0.10.2) 0.10. 0. 이상은비경제적
특 징 간단한형상은대량생산전기조작자동화비교적안정된경화국부경화기능 크기, 형태에관계없음국부담금질가능설비비염가가열온도제어곤란 탄소농도의조정이가스는용이침탄균일, 침탄깊이의제어용이작업환경이청결 충격이약하다. 가스질화에비해단시간처리처리재료에제한이없다. 내식, 내마모성이좋다. 내마모, 내식성뛰어남질화후의처리불필요. 변형과담금질균열없음. 용도 체인휠, 핀, 기어류, 축류 크랭크샤프트, 캠, 샤프트 축, 핀, 캠, 롤러, 체인, 부시, 기어 캠, 샤프트등자동차부품 디젤분사노즐, 블록게이지 1. 열처리용어해설 用語對應語意味 熱處理 Heat Treatment 철강에소요의성질을부여하기위하여행하는가열과냉각을조합하여철강의강도를여러가지요구성질에맞도록하는조작 철강을적당한온도로가열하고그온도에서유지한후 燒 鈍 Annealing 풀림 서냉하는조작. 그목적은내부응력의제거, 경도저하, 피삭성의향상, 냉간가공성의개선결정립의조정, 소요의기계적, 물리적또는 기타의성질을얻는것이다. 燒 準 Normalizing 불림 철강의前加工의영향을제거하고결정립을미세화하여기계적성질을개선하기위하여 AC 점또는 A cm점이상의적당한온도로가열한후통상은공기줄에서냉각하는조작 燒 入 Quenching 담금질 오스테나이트(Austenite) 化온도에서급냉하여경화하는조작또는급속하게냉각하는조작을말할때도있다. 燒入하여생긴조직을변태또는석출을진행시켜안정한 燒 戾 Tempering 뜨임 조직에가깝게하고소요의성질및상태를부여하기위하여 AC 1 점의적당한온도로가열냉각하는조작燒俊뒤에 이용하는일도있다. 오스테나이트 Austenite γ철의고용체에붙여진조직상의명칭으로고온에서안정한조직이며탄소강에서는가장소입효과를얻었을때나타나는조직이다. 보통탄소강에서는여하히소입하여도이조직을얻을수없다. 그러나특수강에서는그렇게급냉시키지않아도이조직을얻을수없다. 그러나특수강에서는그렇게급냉시키지않아도이조직을얻을수있다. 가열하면용게
마르텐사이트 베이나이트 트루스타이트 소르바이트 퍼얼라이트 훼라이트 Martensite Bainite Troostite Sorbite Pearlite Ferrite Martensite 로된다. Austenite 를급냉한경우에 Ms 점의온도에서변태하여생긴침상조직원래의 Austenite 와동일한화학조성을가진체심정방정또는체심입방정의고용체 Martensite 는 Austenite 의소성변형에의하여생긴것도있다. Austenite 의냉각변태생성물의하나로 Pearlite 생성온도와 Martensite 생성온도 (Ms 점 ) 와의중간의온도범위에서생긴것. 현미경적으로는 Pearlite 생성온도가까이에서생긴것은羽毛狀, Martensite 생성온도가까이서생긴것은針狀을나타내는일이많다. 전자를上部 Bainite, 후자를下部 Bainite 라한다. Martensite 을燒戾했을때생긴조직으로광학현미경으로식별할수없을만큼미세한 Ferrite 와탄화물로되어있다. 극히부식되기쉬운조직이다. Martensite 을약간고온도로燒戾하여탄화물이粒狀으로석출성장한 Ferrite 와탄화물의혼합조직, 이경우의탄화물은약 00 배의광학현미경으로알아볼수있다. Austenite 조직이냉각될때 An 변태를일으켜서생긴 Ferrite 와 Cementite 의층상조직냉각속도의大 小에의하여중간거리가달라진다. 광학현미경으로식별하기곤란할정도로밀접한경우를미세 Pearlite(Fine Pearlite) 라한다. 철고용체및철고용체에붙여진조직상의명칭철의고용체를 Ferrite 라한다. 세멘타이트 Cementite 철과탄소의화합물, 화학식은근사적으로 Fe C 로표시된다. 조직의경도순위 Cementite Martensite Troostite Sorbite Pearlite Austenite Ferrite 경도높다 경도낮다 고용화열처리 Solution Treatment 용체화처리 강의합금성분을고용체로용해하는온도이상으로가열하여충분한시간유지하여급냉하여그석출을저지하는조작. 1. 열처리에의한금형파손원인 - 열처리시소재의표면관리오류 ( 침탄, 탈탄 ) : 0%
- Quenching 처리및 Tempering 작업오류 : 20% 0% - 오스테나이트화온도관리부실 : 10% - 설계미스, 과도한연마, 무리한사용조건, 부적절한강종선택 : 0% 1. 연마작업에의한금형파손원인 ( 냉간공구강 ) - Factor : 연마속도, 무디어진 wheel, grit 크기, 냉각액 - 현상 : 표면변색 (Burning), 미세균열 ( 에칭확인 ) - 관리사항 : 연마열화방지, 연마방향에따른 Grinding Scratch 부적절한 Quenching 혹은 Tempering 처리에의해서연마시균열발생 (Tempering 연결시간, 높은담금질온도, 침탄층 ) 1. 熱處理事故를줄이기위한設計上의注意点 1) 精密한設計는熱處理社故를防止 2) 生産性向上뛰어난熱處理效果 설계 소재 황삭가공 풀림 정삭가공 열처리 연마 완성