금속 공작물에 필요한 기계적, 물리적, 화학적 특성을 제공하기 위해서는 합리적인 재료 선택 및 다양한 성형 공정 외에도 열처리 공정이 필수적인 경우가 많습니다. 강철은 기계 산업에서 가장 널리 사용되는 재료로, 열처리를 통해 제어할 수 있는 복잡한 미세 구조를 가지고 있습니다. 따라서 철강의 열처리는 금속열처리의 주요 내용이다.
또한 알루미늄, 구리, 마그네슘, 티타늄 및 그 합금은 열처리를 통해 기계적, 물리적, 화학적 특성을 변화시켜 다양한 성능 특성을 얻을 수도 있습니다.
열처리는 일반적으로 가공물의 형상이나 전체적인 화학적 조성을 변화시키지 않고 가공물 내부의 미세구조를 변화시키거나 가공물 표면의 화학적 조성을 변화시켜 성능을 부여하거나 향상시키는 역할을 한다. 그 특징은 일반적으로 육안으로 볼 수 없는 공작물의 본질적인 품질을 향상시키는 것입니다.
열처리의 기능은 재료의 기계적 성질을 향상시키고 잔류 응력을 제거하며 금속의 가공성을 향상시키는 것입니다. 열처리의 목적에 따라 열처리 공정은 예비 열처리와 최종 열처리의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1.예비 열처리의 목적은 가공 성능을 향상시키고 내부 응력을 제거하며 최종 열처리를 위한 우수한 금속 조직을 준비하는 것입니다. 열처리 공정에는 어닐링, 노멀라이징, 시효, 담금질 및 템퍼링 등이 포함됩니다.
엘 어닐링 및 노멀라이징은 열처리를 거친 블랭크에 사용됩니다. 탄소 함량이 0.5%를 초과하는 탄소강 및 합금강은 경도를 줄이고 절단을 용이하게 하기 위해 종종 어닐링됩니다. 탄소강과 탄소 함량이 0.5% 미만인 합금강은 경도가 낮아 절삭 시 공구가 들러붙는 현상을 방지하기 위해 노멀라이징 처리를 합니다. 어닐링 및 정규화를 통해 입자 크기를 미세화하고 균일한 미세 구조를 달성하여 향후 열처리에 대비할 수 있습니다. 어닐링 및 노멀라이징은 거친 가공 후와 거친 가공 전에 수행되는 경우가 많습니다.
l 시간 처리는 블랭크 제조 및 기계 가공에서 발생하는 내부 응력을 제거하기 위해 주로 사용됩니다. 과도한 운송 작업량을 피하기 위해 일반적인 정밀 부품의 경우 정밀 가공 전에 시간 처리를 마련할 수 있습니다. 그러나 고정밀 요구 사항이 있는 부품(예: 좌표 보링 기계의 케이싱)의 경우 두 개 이상의 시효 처리 공정을 마련해야 합니다. 단순한 부품은 일반적으로 노화 처리가 필요하지 않습니다. 주조품 외에도 강성이 낮은 일부 정밀 부품(예: 정밀 나사)의 경우 가공 중에 발생하는 내부 응력을 제거하고 부품의 가공 정확도를 안정화하기 위해 황삭 가공과 반정밀 가공 사이에 여러 시효 처리를 배치하는 경우가 많습니다. 일부 샤프트 부품은 교정 공정 후 시간 처리가 필요합니다.
l 담금질 및 템퍼링은 담금질 후 고온 템퍼링 처리를 말하며 균일하고 미세한 템퍼링 마르텐사이트 조직을 얻을 수 있으며 향후 표면 담금질 및 질화 처리 중 변형을 줄이기 위해 준비합니다. 따라서 담금질 및 템퍼링은 예비 열처리로도 사용될 수 있습니다. 담금질 및 템퍼링 부품의 우수한 종합 기계적 특성으로 인해 경도 및 내마모성에 대한 요구 사항이 낮은 일부 부품도 최종 열처리 공정으로 사용할 수 있습니다.
2.최종 열처리의 목적은 경도, 내마모성, 강도 등 기계적 성질을 향상시키는 것입니다.
l 담금질에는 표면 담금질과 벌크 담금질이 포함됩니다. 표면 담금질은 변형, 산화, 탈탄이 적기 때문에 널리 사용되며, 내부적으로는 좋은 인성과 강한 충격성을 유지하면서 외부 강도가 높고 내마모성이 좋은 장점도 있습니다. 표면 담금질 부품의 기계적 특성을 향상시키기 위해서는 예비 열처리로 담금질 및 템퍼링 또는 노멀라이징과 같은 열처리를 수행해야 하는 경우가 많습니다. 일반적인 공정 경로는 절단 – 단조 – 노멀라이징(어닐링) – 황삭 가공 – 담금질 및 템퍼링 – 반정밀 가공 – 표면 담금질 – 정밀 가공입니다.
l 침탄 담금질은 저탄소 강 및 저 합금강에 적합합니다. 첫째, 부품 표면층의 탄소 함량이 증가하고 담금질 후 표면층은 높은 경도를 얻는 동시에 코어는 여전히 특정 강도, 높은 인성 및 가소성을 유지합니다. 탄화는 전체 침탄과 국부 침탄으로 나눌 수 있습니다. 부분적으로 침탄하는 경우, 침탄되지 않은 부분에는 누출 방지 조치(구리 도금 또는 누출 방지 재료 도금)를 취해야 합니다. 침탄 및 담금질로 인한 큰 변형과 침탄 깊이가 일반적으로 0.5~2mm로 인해 침탄 공정은 일반적으로 준정밀 가공과 정밀 가공 사이에 배치됩니다. 일반적인 공정 경로는 절단 단조 정규화 거친 및 반정밀 가공 침탄 담금질 정밀 가공입니다. 국부적으로 침탄된 부분 중 비침탄된 부분을 여유분을 늘려 잉여 침탄층을 잘라내는 공정을 채택할 경우 잉여 침탄층을 잘라내는 공정은 침탄 후 담금질 전으로 정리되어야 한다.
l 질화 처리는 질소 원자가 금속 표면에 침투하여 질소 함유 화합물 층을 얻는 처리 방법입니다. 질화층은 부품 표면의 경도, 내마모성, 피로 강도 및 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 질화 처리 온도가 낮고, 변형이 적으며, 질화층이 얇기 때문에(일반적으로 0.6~0.7mm를 초과하지 않음) 질화 공정은 가능한 한 늦게 진행되어야 합니다. 질화 처리 중 변형을 줄이기 위해 일반적으로 절단 후 응력 완화를 위한 고온 뜨임이 필요합니다.
게시 시간: 2024년 10월 24일
