열처리 공정이란 무엇입니까?

열처리는 재료의 물리적 및 기계적 특성을 변경하기 위해 금속을 가열 및 냉각하는 결합된 공정으로 정의됩니다. 열처리는 주조 금속 합금을 균질화하여 매우 높은 온도에서 작업 능력을 향상시키고 원하는 기계적 특성을 달성하는 방식으로 미세 구조를 변경하는 데 사용됩니다. 열처리 공정을 진행하기 위해서는 처리하는 사람의 안전이 최우선입니다. 이 과정에서 많은 양의 열이 방출되면 문제가 발생할 경우 매우 심각한 문제가 발생할 수 있기 때문입니다. 열처리 공정은 요구 사항에 따라 온도가 변하는 용광로 및 오븐에서 수행되고 공정에 금속이 수행되어야 하며, 이 외에 가스는 특정 열처리 공정의 분위기를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 금속이 대기와 접촉하면 금속이 대기와 반응하여 화학 반응에 관여할 가능성이 있습니다. 대기에는 열처리 공정에 영향을 줄 수 있는 많은 가스와 수분이 존재하므로 열처리 공정을 수행하기 전에 특정 공간의 분위기를 유지해야 합니다. 처리 중인 구성 요소에 대한 산화 효과를 줄입니다.

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열처리는 재료의 강도를 높이는 것과 관련이 있지만 강도와만 관련이 있는 것은 아닙니다. 가공성, 성형성을 향상시키고 가공이 끝나면 재료가 냉각되면 연성을 복원하는 등 제조 측면도 변경합니다.

열처리공정의 목적

• 그레인 크기를 조정합니다.
• 재료의 가공성 증가
• 내부 잔류 응력을 제거합니다.
• 강철을 취화시키는 가스를 제거합니다.
• 확산으로 표면의 구성을 변경합니다.
• 재료의 원하는 기계적, 물리적 또는 화학적 특성을 얻기 위해
• 경화강 재연화

금속의 구성 및 재료 특성에 영향을 미치는 매개변수는 다음과 같습니다.

1. 분위기
2. 표면 도금
3. 표면 확산
4. 냉각
5. 난방
6. 작업 입력
7. 시간

열처리 공정의 분류:

열처리는 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

일반적인 열처리 프로세스:

1. 균질화
2. 어닐링
3. 정규화

표면 특성(화학)을 변경하는 데 사용되는 처리입니다.

1. 탄탄화
2. 질화
3. 탄질화 
4. 질소 침탄

상 구조를 변경하는 데 사용되는 처리입니다.

1. 경화
2. 템퍼링
3. 유도 경화.

특수 처리 과정

1. 소결

이러한 모든 열처리 공정의 기본 소개는 다음과 같습니다.

일반적인 열처리 프로세스:

1. 균질화

균질화는 실제 처리 시작 전보다 재료가 가동될 때 처리되는 재료 전체에 걸쳐 동일한 온도를 유지하기 위해 균질화를 수행하는 일반적인 처리 공정입니다. 또한 불균일한 화학 성분으로 인한 코어링 효과를 줄이기 위해 수행됩니다.

2. 어닐링.

말 그대로 재료가 먼저 매우 높은 온도로 가열된 다음 천천히 냉각됩니다. 그것은 재료의 연성을 높이고 경도를 줄이는 데 사용되는 열처리 공정 중 하나입니다. 재료의 경도와 연성이 변화하면 재료의 결정 구조에서 전위가 감소합니다. 재료가 미리 정해진 온도로 가열되고 있으며 일정 시간 동안 유지한 다음 실온에서 천천히 냉각을 시작합니다. 재료가 강철인 경우 강철의 임계 온도(섭씨 727도) 바로 위의 강철을 가열하여 천천히 냉각되도록 합니다.

어닐링 프로세스의 단계   

1. 복구 단계         
2. 재결정화 단계
3. 곡물 성장 단계.

3. 정규화:

재료를 섭씨 910도 이상으로 가열하여 오스테나이트화를 완료하는 열처리 공정입니다. 재료가 오스테나이트화 단계에 도달하면 공기가 있는 상태에서 냉각되어 미세한 펄라이트를 얻으며 경도와 연성이 좋습니다. Normalizing process는 철 재료에 사용되어 재료의 기계적 특성을 향상시킵니다.

표면 화학:

1.탄탄화

금속의 경도와 내마모성을 증가시키기 위해 재료의 표면에 수행되는 침탄 표면 열처리 공정. 이름에서 알 수 있듯 금속, 특히 저탄소강은 미리 정해진 온도에서 표면에 탄소가 첨가되어 있습니다. 탄소가 풍부한 가스 분위기에서 탄소 함량이 낮은 재료의 일부를 고온에서 가열하는 케이스 경화 공정이라고도 합니다. 재료가 고탄소 환경에서 고온으로 가열될 때 탄소 원자가 침탄 공정을 수행해야 하는 부품의 표면으로 직접 확산될 수 있습니다. 금속 표면으로 확산되는 탄소의 양은 대기의 탄소 포텐셜, 가열 온도 및 해당 온도에 노출된 시간에 따라 달라집니다. 케이스와 코어재를 모두 경화시키기 위해서는 급속 담금질을 해야 합니다. 담금질이 완료되면 재료의 침탄 부분을 부드럽게하여 고객 요구 사항을 달성합니다. 그것은 재료의 연성과 인성을 극적으로 향상시킵니다.

다양한 침탄 방법
팩 침탄
가스 침탄
진공 침탄
액체 침탄

침탄의 장점:

• 단순한 부분과 복잡한 부분 모두에서 수행할 수 있습니다.
• 재료의 표면 경도를 높입니다.
• 재료의 내마모성과 피로 강도를 높입니다.

2. 질화:

또한 이름에서 알 수 있듯이 질소가 재료, 특히 강철의 표면에 추가된다는 의미에서 열처리 공정이기도 합니다. 질화 공정에는 기체 공정과 플라즈마 공정의 두 가지 방법이 있습니다. 질화 과정에서 재료 부분은 가스와 해리된 암모니아의 존재하에 섭씨 600도에서 가열되고 금속 부분의 표면에 암모니아가 형성되어 경도가 달성됩니다. 기체 공정에서 해리된 암모니아가 공급원으로 작용하는 반면 플라즈마의 경우 질소 이온이 재료 표면으로 확산됩니다. 가스 질화에서는 담금질 공정이 필요하지 않으며 저온에서 재료 부분에 하드 케이스가 발생합니다. 플라즈마 질화에서는 막힌 구멍의 침투가 불가능하며 매우 제한된 공정입니다.

질화의 장점

• 피로 수명을 증가시킵니다.
• 마모 및 내식성 증가
• 침탄경도보다 높은 경도를 얻을 수 있습니다.
• 냉각할 필요가 없습니다.
• 부품의 왜곡 최소화

3. 탄질화:

소재의 표면에 탄질화 공정을 진행하여 단단하고 내마모성인 케이스를 제작합니다. 이름에서 알 수 있듯이 탄소와 질소가 모두 이 과정에 관여합니다. 탄소와 질소의 확산은 침탄 공정보다 더 단단한 재료의 경화성을 증가시킵니다. 침탄질화 공정을 수행하기 위해서는 침탄보다 낮은 온도가 필요하며, 이로 인해 재료의 변형이 감소합니다. 이 과정에서 재료 표면에 탄소 0.5~0.8%와 탄소 0.2~0.4%가 첨가된다. 일단 확산되면 균열을 피하기 위해 구성 요소를 오일에 직접 담금질합니다.

장점:

• 높은 표면 경도 및 내마모성
• 피로 수명을 30~100% 증가시킵니다.
• 저온으로 인해 왜곡이 감소했습니다.
• 고온 도포에 적합합니다.
• 인장 강도와 항복점을 증가시킵니다.

4. 페라이트계 연질화:

또한 케이스 경화 공정이며 저등급 강재에 단단하고 내마모성 표면을 생성하는 데 사용됩니다. 페라이트계 니트로 침탄은 섭씨 650도의 임계 온도 이하에서 작업물의 케이스에 질소와 탄소를 확산시킵니다. 이 온도에서 공작물이나 재료의 미세 구조는 오스테나이트상으로 변환되지 않고 페라이트 상으로 유지되기 때문에 페라이트 Nitrocarburising이라고 합니다.

상 구조를 변경하는 데 사용되는 처리:

1. 경화
2. 템퍼링
3. 유도 경화.

1.경화

기본적으로 철금속에 사용됩니다. 금속을 소정의 온도로 가열한 후 가열된 금속을 물이 채워진 탱크에 넣어 급속 냉각시킨다. 또한 공기 중에서 냉각하여 금속을 경화시킬 수 있습니다. 그것은 금속의 경도와 강도를 증가시키지만 동시에 금속의 취성을 증가시킵니다.

2. 템퍼링

강철이 가열되면 실제 적용에 더 중요한 경도 및 취성 증가와 같은 특성이 변경됩니다. 금속은 가열되면 팽창하고 냉각되면 모양이 축소됩니다. 금속 냉각 중에 내부 응력이 설정됩니다. 따라서 내부 응력을 완화하고 취성을 줄이기 위해 금속 표면에 경도가 완료되면 금속을 템퍼링합니다. 템퍼링에서 프로세스 금속은 지정된 온도로 가열되고 정지된 공기에서 냉각됩니다. 템퍼링 온도가 경도 온도보다 낮습니다.

3. 유도 경화

유도 경화는 강철 및 합금 부품의 표면을 경화시키는 데 사용되는 표면 처리 과정입니다. 금속 부품은 수냉식 구리 코일 내부에 배치됩니다.

이 구리 코일은 교류에 연결됩니다. 전류가 구리 코일에 공급되고 금속 부품이 변태 온도 이상으로 가열됩니다. 이 과정에서 금속의 핵심부는 열에 영향을 받지 않고 그대로 유지됩니다. 부품은 원하는 경도 깊이에 도달할 때까지 수냉식 구리 코일 내부에 보관됩니다. 일단 경도에 도달하면 필요한 재료 및 경도에 따라 오일 또는 기타 매체에서 담금질됩니다.

특수 처리 과정

1.소결

소결은 열처리 공정입니다. 그것은 재료의 강도와 무결성을 부여하기 위해 파워 컴팩트에 적용됩니다. 금속은 액화를 피하는 재료의 용융 온도 이하로 가열됩니다. 소결 공정은 재료의 다공성을 감소시키고 강도, 경도 열전도율 등과 같은 금속 특성을 향상시킵니다.

열처리 공정의 기본 소개입니다. 이 글에 대해 궁금한 점이 있으면 댓글로 물어보세요. 이 기사가 마음에 들면 소셜 네트워크에서 공유하는 것을 잊지 마십시오. 더 유익한 기사를 보려면 웹 사이트를 구독하십시오. 읽어주셔서 감사합니다.