15 6장:열처리

목표

이 단원을 마치면 다음을 수행할 수 있어야 합니다.

• 공구강을 올바르게 경화시키고 작업을 평가합니다.
• 공구강의 경화된 부분을 올바르게 템퍼링하고 작업을 평가합니다.
• 다른 공구강에 대한 적절한 열처리 절차를 설명합니다.

안전

안전한 열처리 작업을 위해 다음과 같은 절차를 제안합니다.

1. 피부를 태울 수 있는 뜨거운 기름에 노출되지 않도록 내열 보호복, 장갑, 보안경 및 안면 보호구를 착용하십시오.

2. 퍼니스를 켜기 전에 공기 스위치, 배기 팬, 자동 차단 밸브 및 기타 안전 예방 조치가 제자리에 있는지 확인하십시오.

3. 작업에 필요한 냉각수가 충분한지 확인하십시오. 냉각수는 금속이 냉각되면서 방출되는 열을 흡수하지만 냉각수가 부족하면 금속이 최적의 속도로 냉각되지 않습니다.

4. 원하는 오일 미스트 수준을 유지하기 위해 담금질 영역에 충분한 환기가 있는지 확인하십시오.

5. 퍼니스에 불을 붙일 때 제조사에서 제공한 지침을 따르십시오.

6. 기름 또는 가스 화로에 불을 붙이는 과정에서 그 앞에 직접 서지 마십시오.

7. 퀜칭유가 물에 오염되지 않았는지 확인하십시오. 퀜칭 오일과 수분이 접촉하여 폭발할 수 있습니다.

8. 침탄액에서 재료를 꺼내기 전에 집게가 젖지 않았는지, 작업에 맞는 집게인지 확인하십시오.

9. 적절한 살균제 또는 박테리아 억제제가 냉각액에 혼합되었는지 확인하십시오.

10. 퀜치 탱크를 사용하지 않을 때는 항상 덮는다.

11. 누출 및 기름 유출을 청소하기 위해 불연성 흡수제를 사용하십시오. 즉시 수행해야 합니다.

12. 가능하면 도구, 바구니, 지그 및 작업 영역을 오일 오염으로부터 보호하십시오.

13. 휴식 전과 다음 작업으로 넘어가기 전 손을 깨끗이 씻습니다.

14. 피부 트러블이 보이거나 의심되는 경우 담당 강사에게 보고하고 의료 도움을 받으세요.

15. 일산화탄소는 침탄 과정의 산물이기 때문에 용융 침탄 염욕에서 나오는 연기를 흡입해서는 안 됩니다.

16. 작업장에서 환기가 잘 되도록 하십시오.

17. 침탄 금속 조각으로 인한 오염에 주의하십시오.

18. 기름에 젖은 옷이나 장비를 음식이나 음료가 있는 곳으로 가져가지 마십시오.

19. 기름을 사용하거나 저장하는 곳에서는 음식이나 음료를 섭취하지 마십시오.

절차

강철을 열처리할 때 가장 먼저 알아야 할 것은 경화 온도입니다. 많은 강, 특히 일반 공구강은 경화를 위해 잘 설정된 온도 범위를 가지고 있습니다. O-1의 경화 온도는 화씨 1450~1500도입니다.

프로세스를 시작하려면:

1. 안전 제일. 열처리 온도는 매우 뜨겁습니다. 작업에 적합한 복장을 하고 화로 주변을 깨끗하게 유지하여 미끄러지거나 걸려 넘어질 위험이 없도록 하십시오. 또한 가열된 샘플 부분을 잡기 전에 집게를 예열하십시오.

2. 퍼니스를 화씨 1200도로 예열합니다.

3. 퍼니스가 화씨 1200도에 도달하면 샘플 부품을 퍼니스에 넣습니다. 균일한 가열을 위해 샘플 부품을 오븐 중앙에 놓습니다. 닫고 기다리세요.

4. 샘플 부품을 퍼니스에 넣으면 화씨 1500도까지 가열합니다. 이 온도에 도달하면 즉시 15분에서 1시간 동안 담그기 시작합니다(침지 시간은 강철 두께에 따라 매우 다름).

표 1:강철의 경화, 어닐링 및 노멀라이징을 위한 대략적인 침지 시간

금속 두께(인치)	필요한 온도까지 가열하는 시간(hr)	담그는 시간(hr)
최대 1/8	.06 ~ .12	.12 ~ .25
1/8 ~ 1/4	.12 ~ .25	.12 ~ .25
1/4 ~ 1/2	.25 ~ .50	.25 ~ .50
1/2 ~ 3/4	.50 ~ .75	.25 ~ .50
3/4에서 1	.75 ~ 1.25	.50 ~ .75
1 대 2	1.25 ~ 1.75	.50 ~ .75
2에서 3	1.75 ~ 2.25	.75~1.0
3에서 4	2.25~2.75	1 ~ 1.25
4에서 5	2.75 ~ 3.50	1 ~ 1.25
5~8	3.50 ~ 3.75	1 ~ 1.50

담그는 시간은 강철이 원하는 온도(이 경우 화씨 1500도)에서 유지되는 시간입니다.

5. 불림 시간이 끝나면 매우 빠르고 조심스럽게 집게로 샘플을 꺼냅니다. 담금질을 위해 샘플 부품을 오일 탱크에 넣습니다. 담금질하는 동안 샘플 부분을 최대한 이리저리 움직입니다.

6. 샘플 부품이 화씨 약 125도까지 냉각되면 템퍼링 프로세스를 시작합니다. 샘플 부품을 템퍼링하려면 화씨 375도의 퍼니스에 넣어야 합니다. 2시간 동안 담가둔 다음 샘플 부분을 제거하고 실온으로 식힙니다. 이제 샘플 부품의 경도가 약 60RC여야 합니다.

오스테나이트화 및 공냉:

1. 이 열처리는 일반적으로 제조업체에서 수행하므로 입고 상태라고 합니다.
2. 이 상태에 도달하기 위해 정규화(열 이력이라고도 함)라는 프로세스가 수행됩니다. 1045 강철 정규화는 일반적으로 다음 단계로 구성됩니다.
   1. 오스테나이트화:오스테나이트 범위의 1562°F에서 용광로에 강철을 넣고 금속이 평형 온도 및 해당 고용체 구조에 도달할 때까지 한 시간 동안 그대로 두십시오.
   2. 공냉식:용광로에서 강철을 꺼내 실온으로 공냉합니다.

Austenitize 및 Furnace-Cool(어닐링):

1. 이 과정을 어닐링이라고도 합니다. 어닐링 동안 강철은 다음과 같은 온도 기록을 거칩니다.
   1. 오스테나이트화:오스테나이트 범위의 1562°F에서 용광로에 강철을 넣고 금속이 평형 온도 및 해당 고용체 구조에 도달할 때까지 한 시간 동안 그대로 두십시오.
   2. 용광로 냉각:용광로에서 강철을 천천히 냉각합니다. 10시간 동안 온도가 1562°F에서 1292°F로 떨어지도록 합니다.
   3. 공냉식:용광로에서 강철을 꺼내 실온으로 공냉합니다.

Austenitize 및 Quench:

1. 오스테나이트화:오스테나이트 범위의 1562°F에서 용광로에 강철을 넣고 금속이 평형 온도 및 해당 고용체 구조에 도달할 때까지 한 시간 동안 그대로 두십시오.
2. Quench:용광로에서 강철을 재빨리 제거하고 실온의 큰 용기에 담그고 세게 저어줍니다. 1045강 사용시 상온의 물을 담금질제로 사용합니다.

Quench:빠르게 용광로에서 재료를 꺼내 주위 온도의 큰 물 저장통에 넣고 세게 저어줍니다.

1045 강철의 경우 담금질 매체는 실온의 물입니다(다른 강철의 경우 오일 또는 염수와 같은 다른 담금질 매체가 사용됨).

4. Austenitize, Quench 및 Temper:

1. 오스테나이트화:오스테나이트 범위의 1562°F에서 용광로에 강철을 넣고 금속이 평형 온도에 도달할 때까지 한 시간 동안 그대로 두십시오.
2. Quench:용광로에서 강철을 재빨리 꺼내 실온의 큰 용기에 넣고 세게 저어줍니다.
3. 성격:
   1. 강을 템퍼링 온도로 가져와 약 2시간 동안 유지합니다.
   2. 템퍼링 온도 범위가 다릅니다. 1045 강철의 경우 범위는 392~932°F입니다.
   3. 온도가 다르면 기계적 특성이 달라집니다.
   4. 온도가 낮을수록 항복 강도는 높아지지만 인성과 연성은 낮아집니다.
   5. 온도가 높을수록 강도는 떨어지지만 인성과 연성은 증가합니다.
4. 공냉식:용광로에서 강철을 꺼내 실온으로 공냉합니다.