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열처리

금형 및 공구 등 표면강화

질화



금형 및 공구 등 표면강화 학습목표

1. 질화 열처리의 진행 프로세스에 따라 작업을 실행할 수 있다. 2. 각 프로세스별 핵심 포인트 및 온도 관리 지침에 따라 작업 조건을 설정할 수 있다.

전체 공정 프로세스

열처리 준비(원자재 입고 → 전처리) → 열처리 작업 수행(질화로 내 분위기 세정 → 질화 열처리 작업) → 검사

공정 기초 이해

  • 1. 질화의 개념 질화법은 강제품의 표면에 화합물층을 만들어서 경화시키는 방법으로 소량의 Cr, Mo, Al등을 포함한 강을 500~520도의 암모니아 가스 (NH3)중에서 50~100시간 가열하면 극히 경한 층이 나타난다. 경화층은 0.5mm 이하이지만, 침탄과 같이 처리 후 감금질 등의 열처리를 행할 필요가 없기 때문에 미리 열처리를 완료한 강제품을 정확히 마무리 작업한 후 처리하면 좋다. 질화에 의한 경화층은 침탄 경화층보다 훨씬 경하고, 내식성, 내마모성에 우수하기 때문에 실린더 라이너, 각종기어, 크랭크축, 캠 등의 표면경화에 이용된다.

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  • 2. 질화의 원리 질화란 활성화질소(발생기 질소라고도 함)원자가 강중에 확산되어 질화 작용이 진행된다. 암모니아(NH3) 가스는 500℃ 이상으로 가열된 철표면의 촉매작용에 의해 열분해되어 발생되는 발생기 질소 원자(N0)가 철표면에 흡착되어 내부로 확산하여 질화층을 만든다. 2 NH3 ↔ 3H2 + 2[N] 이렇게 결합된 질화철과 합금원소 (Al, Cr, Mo, W, V)의 원자와 질소원자가 결합하여 미세하고 견고한 질화물 Cr2N, CrN, AlN, Mo2N, WN, VN 등이 기지에 석출되어 격자간 비틀림을 일으키므로 급냉하지 않아도 경도가 매우 높다.
  • 3. 질화처리의 장단점 (1) 장점 - 표면을 경하게하고 다공성이어서 내마모성을 향상시킨다. - 표면에 화합물층을 생성시켜 내식성을 향상시킨다. - 내소착성을 향상시킨다. - 내열성을 향상 시킨다. - 확산층을 생성시켜 피로강도를 향상시킨다. - 처리품의 내부 인성을 유지할 수 있다. - 변형이 극히 적다. (2) 단점 - 처리시간이 길다. - 생산비가 많이 든다.

설비 기초 이해

  • Gas 질화 처리 로의 특징 1. 포면경도를 Hmv 1100~1200 질화층 깊이 0.6mm 이상 처리 가능 2. 처리온도는 500℃ 전후의 저온에서 이루어지므로 변형이나 치수 변화가 거의 없음. 3. 표면 화합물층(백층)의 생성이나 저지 가능합 4. 내 마모성 피로강도가 대폭으로 향상 되고 금형의 수명 50~100% 연장 5. 침탄처리품은 200℃ 전후에 경도가 연화하기 시작하지만 질화처리품은 600℃ 가열하여도 연화하지 않음 6. 제품의 이형(離型)성 향상 7. gas나 전기의 사용량이 극히 적고 성자원, 성ENERGY에 가장 적합 8. 완전 자동화 및 무인화 가능 9. 작업 환경 양호(무공해)

필요 공구

  • 질화로, 세척기, 금속열처리기, 시편절단기, 검사기기

 

 

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