CNC 가공 금속 부품의 열처리 안내

CNC 머시닝은 도구와 회전을 사용하여 단단한 재료 블록에서 부품을 만드는 빼기 제조 방법입니다. 부품은 다양한 방식으로 가공할 수 있으므로 CNC 가공은 자동차 섀시에서 수술 장비에 이르기까지 모든 것을 만드는 데 사용할 수 있는 다목적 제조 프로세스입니다.

열처리는 제조 과정에서 금속의 가공성을 향상시키거나 가공이 완료된 후 재료 특성을 개선하기 위해 개발된 기술입니다. 열 및 기타 요소를 금속 부품에 전략적으로 적용하면 연성, 경도, 인성 및 기타 특성이 우수한 부품을 만들 수 있습니다.

다음은 CNC 가공 금속 부품에 대한 가장 일반적인 열처리 방법입니다.

어닐링

어닐링 공정은 합금에 따라 달라지는 임계 온도로 금속을 가열하고 일정 기간 동안 해당 온도를 유지한 다음 금속을 천천히 공랭하여 금속 내에 원하는 미세 구조를 생성하는 것을 포함합니다.

어닐링은 일반적으로 재료의 연성을 증가시키기 위해 성형 후 금속 합금에 적용되며, 이는 더 단단한 금속이 기계 가공 과정에서 균열 또는 파단되는 경향을 줄여줍니다.

케이스 강화

표면경화는 내장재를 경화시키지 않고 탄소강 또는 합금강 외층의 경도를 높이는 열처리 방법입니다. 철 및 강철과 같은 금속은 종종 탄소 함량이 낮기 때문에 표면에 열과 탄소가 풍부한 물질을 조합하여 적용하면 저탄소 합금이 고탄소로 강화된 외부를 얻을 수 있습니다. 따라서 케이스 경화는 유연성이 필요하지만 엔진 캠샤프트와 같이 내구성이 있고 내마모성이 있는 외부 레이어가 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

경화 공정은 금속의 강도를 크게 향상시키는 동시에 재료의 취성을 증가시키는 경향이 있습니다. 이러한 이유로 표면 경화는 일반적으로 가공 후에 수행됩니다.

스트레스 해소

CNC 가공은 부품 재료 내에 응력을 생성할 수 있으며 처리하지 않으면 부품의 전체 품질을 심각하게 손상시킬 수 있습니다. 어닐링과 마찬가지로 응력 제거에는 금속 합금을 고온으로 가열하고 천천히 냉각하는 작업이 포함됩니다. 그러나 이 열처리는 어닐링과 달리 기계가공 후 잔류응력을 제거하기 위해 적용된다. 응력 제거는 재료의 구조나 경도를 변경하지 않고 부품의 기계적 특성을 향상시킵니다.

담금질 및 템퍼링

마르텐사이트 변태라고도 하는 담금질 및 템퍼링은 강철 부품의 경도를 높이기 위해 특별히 설계된 2단계 방법입니다.

담금질 과정에서 강철 또는 강철 합금은 고온으로 가열되어 철의 결정 구조가 페라이트에서 오스테나이트로 변경됩니다. 이렇게 하면 금속이 더 많은 탄소를 흡수할 수 있습니다.

그런 다음 강철은 철 상 변화를 "고정"하기 위해 빠르게 냉각되는 반면, 탄소를 추가하면 우수한 표면 경도 특성을 갖는 마르텐사이트라고 하는 매우 강한 결정 격자 구조가 생성됩니다.

반면에 템퍼링은 금속을 담금질한 후 금속을 고온으로 가열하는 과정입니다(어닐링과 달리 온도는 재료의 임계 온도보다 훨씬 낮음). 이는 재료의 취성을 줄이는 동시에 인성을 개선하고 부품의 수명을 연장합니다.

강수 경화

석출 경화는 알루미늄, 스테인리스강 및 초합금과 같은 가단성 금속의 강도를 높이는 데 사용됩니다. 이 공정은 담금질 및 템퍼링과 유사하며 금속을 고온으로 가열하고 담금질한 다음 연장된 기간 동안 더 낮은 온도로 가열하는 과정을 포함합니다. 이를 통해 합금의 침전물이 분산되고 미세 구조 내에서 전위(불규칙) 움직임이 감소하여 금속의 강도와 경도가 크게 증가합니다.

강수 경화는 일반적으로 강도를 희생하지 않으면서 무게를 줄이는 것이 중요한 항공우주 응용 분야의 구성 요소에 적용됩니다. 예를 들어 강수 경화 알루미늄으로 만든 부품은 무게의 약 1/3로 스테인리스 스틸과 비슷한 강도를 얻을 수 있습니다.

이상적인 열처리 공정 선택

열처리는 금속 부품의 재료 특성을 엄청나게 개선할 수 있습니다. 그러나 제품 팀이 주어진 부품에 가장 적합한 열처리를 결정하기 위해 연구를 수행하는 것이 중요합니다. 담금질 및 템퍼링은 고강도 강철을 만드는 데 이상적일 수 있지만 알루미늄 합금을 처리하는 데는 훨씬 덜 유용한 공정입니다. 다행히도 신뢰할 수 있는 제조 파트너의 도움을 받아 귀하에게 적합한 처리 프로세스를 더 쉽게 결정할 수 있습니다.

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