고주파경화법, 침탄경화법

고주파 Quenching은 고주파전류를 응용한 가열방법에 의한 표면Quenching법이다. 강에 전류를 흘리면 일반적으로 단면에 균일하게 흐르고 주파수를 높이면 표면층만 흐르게 된다. 이 현상을 Skin Effect(표면효과)라 한다. 고주파 Quenching은 이 Skin Effec를 이용한 표면가열Quenching이다.

즉, Quenching처리물을 Coil 속에 넣고, 이 Coil에 고주파전류를 통하면 처리물에 2차전류가 흐르게 된다. 이 전류는 처리물의 표면층에만 흐르므로 표면층에 Joule열로 가열된다. 즉, 주파수가 높을수록 가열깊이, 즉 Quenching 깊이가 얕아진다.

Quenching 깊이가 1mm, 즉 0.1cm일 때 60,0

고주파 경화법.pdf

00 cycle의 주파수가 필요하다.

고주파발생장치에는 경도깊이가 4～10mm의 깊은 Quenching용 고주파발전기와 경도깊이가 0.5～3mm의 얕은 진공관발진기의 2종류가 있다.

강재를 고주파가열하는 데는 고주파전류를 흘리는 Coil이 필요하다. 이 Coil을 유도자(Inductor)라 한다. 이 유도자는 동제로서 Quenching처리물과 그 형태가 일치함이 중요하다. 가열과 유도자와의 관계는 완전히 기초적인 것으로 실용부품에 균일하고 적당한 표면담금질층을 얻기 위해서는 유도자와 부품과의 상대적인 회전이나 이동을 할 때가 많다. 또 유도자 형상도 여러가지로 연구해서 필요부분을 특별히 강하게 가열해 주기 위해 투자율이 높은 자성체, 예를 들면, 엷은 규소동판의 적층이나 페라이트 및 센더스트코어 등으로 배치할 때도 있다. 유도자로 Quenching온도까지 가열되면 전류를 절단하고 곧 분수냉각한다. Quenching시의 냉각은 유도자의 냉각을 겸하여, 유도자 내에 마련된 수많은 작은 구멍에서 물을 분사하게 된 것이 많다. 그래서 적당한 유도자의 설계를 함으로써, 핀, 샤프트, 통체의 내면이동담금질, 보울스태드, 긴 평면의 이동담금질, 톱니의 담금질, 크랭크샤프트의 담금질, 대형기어의 담금질 등이 가능하다.

고주파 담금질이 다른 표면경화법과 다른 점은 자체경화능이 있는 강재를 사용해서 급속히 표면만을 가열담금질하므로 내부는 원래 그酉?유지된다는 것이다. 그리고 고주파 담금질의 특징은 다음과 같다.

(1) 간단한 형의 것은 대량생산이 가능하다.

(2) 단시간의 가열이므로 탈탄이 없고 경화표면의 산화가 대단히 적다. 그래서 경화 후의 연마작업을 생략할 수 있다.

(3) 완전담금질이 아니므로 변형이 적으며, 더욱 균일한 담금질이 가능하다.

(4) 직접가열하므로 열효과가 좋다.

(5) 연속작업화가 가능하다.

(6) 침탄방지제로 인한 부자재가 필요없으며 임의로 필요로 하는 부분에서만 담금질이 가 능하다.

(7) 표면은 초경도, 내층은 인성이 있고 노치감도는 작으므로 동적강도에는 대단히 강하고 이상적이다.

(8) 재질은 SM35C～50C 정도로 충분하고 특수강은 변태점 또는 탄화물의 확산 등 때문 에 좋지 못한 경우가 있다. 또한 전처리로서 Quenching, Tempering 처리를 해주는 것이 좋다.

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