탄소를 포함하는 철강재는 열을 가하는 것에 따라 단단하게 할 수도 연하게 할 수도 있다. 모양을 변화시키지 않고 소재가 갖는 성질을 변화시키는 일이 가능한 [열처리]는 축이나 기어 등 강도가 요구되는 부품에 이용된다. 열처리라는 것은 탄소를 함유한 금속(주로 철강재)의 가열하고 냉각할 때 발생하는 조직변화를 활용하고 소재의 성질이나 내마모성을 향상시키는 처리방법이다. 대표적인 열처리 방법으로 풀림(야끼나마시, 어닐링), 불림, 뜨임, 담금질이 있고 철강재를 단단하게 할 수도 연하게 할 수도 있다. ① 풀림(어닐링, 야끼나마시) 풀림(야끼나마시)은 주로 절삭성을 좋게 하기 때문에 강을 연하게 할 목적으로 실시되며 가공 불균일이나 균열을 방지할 수 있다. 가공기호는 [HA] 금속조직이 오스테나이트화하기 까지..
용융도금(hot dipping) 용융도금(hot dipping)은 용융금속 속에 피처리재를 담그고 인상(引上)함으로써 피처리재 표면에 용융금속의 응고층을 형성시키는 방법이다. 금속 피복층을 생성시킨다는 점에서 전기도금과 유사하므로 용융도금으로 불리우고 있다. 피처리재의 녹는점보다 낮은 녹는점의 금속을 피복한다는 점에 특색이 있고, 철강재료에 대해서는 알루미늄, 아연, 납도금 등이 있다. 최근 증착(vapor deposition)이나 이온플레이팅(ion plating) 등 물리증착법(PVD)이라고도 할 수 있는 표면피복막형성법이 내식성, 장식성, 내마모성 향상 및 전기접점 등 기능성 향상을 위해 사용되어 왔다. 저항가열 외에 전자빔가열 등에 의해 고융점금속을 증발시켜 피처리재 표면에 증착시키는 증착법은 표..
표면처리[surface treatment]와 표면경화[surface hardening] 표면처리[surface treatment] 금이나 백금과 같은 귀금속은 산화되기 어려우나 그 이외의 금속은 산화되기 쉬우므로 내식피막을 부여시키는 경우가 많다. 또 표면의 경도가 낮아서 마모되기 쉽거나, 또는 장식성이 떨어지는 등 표면의 성질이 사용목적에 적합하지 않는 경우에는 이것을 개선하기 위해 표면만을 처리하는 경우가 있다. 이와 같이 특히 표면의 내식성, 장식성, 기능성을 향상시킬 것을 목적으로 금속표면을 처리하는 것을 표면처리라고 한다. 표면처리에는 표에 나타난 대로 녹방지, 도장, 라인닝이나 코팅 등 도포법(塗布法)을 기본으로 하는 것, 표면경화, 용사(溶射), 용용도금, 진공도금이나 기상(氣相)도금 등 금..
풀림[annealing] 열처리 용어 중에서 풀림은 어닐링이라고 하며 일본어로 소둔(燒鈍, 야키나마시)이라고도 불리운다. 풀림을 하는 목적은 경화한 재료의 연화, 내부 변형의 제거, 절삭성의 개선, 조직의 개량 등을 목적으로 행하는 열처리로 금속 재료를 고온으로 유지한 후 서냉하는 열처리 조작이다. 일반적으로는 가공경화한 금속재료를 가열 후 서냉하여 연화시키는 열처리나 재료를 꽤 높은 온도로 장시간 유지하여 재료 속에 존재하는 결정립계나 전위의 수를 적게 하는 처리를 말하는데, 철강재료에 있어서는 아래와 같은 각각 내용을 달리하는 몇가지의 풀림이 있다. 확산풀림은 균질화처리라고도 하여 용해․주조재 속의 성분편석을 없애는 처리이다. 완전풀림은 피삭성을 올리기 위한 연화처리로 탄소량이 공석 조성 이하의 강은..
화성처리[chemical conversion coating] 금속을 어느 종의 처리액에 담그거나 잠겨서 직류의 전원을 흐르게 하고, 금속 표면에 무기질의 내식피막 또는 도장하지로서 우수한 특성을 가진 피막을 생성시키는 처리를 말하고, 그러한 피막을 화성처리피막이라고 부른다. 인산염처리는 강, 아연도금강(아연도금강판), 알루미늄 등을 대상으로 하고 도장하지로 하는 것이 주요 목적이다. 대상물은 광범위하여 볼트, 너트, 가전제품의 캐비넷, 자동차의 차체, 소재로서의 표면처리 강판 등이 그 예이다. 처리액에는 아연, 철, 망간 등의 인산염 및 질산염, 아질산염, 과염소산염 등의 산화제를 포함하는 수용액을 사용한다. 침지(浸漬)함으로써 인산아연, 인산철 또는 인산망간의 피막을 형성시킨다. 크로메이트처리는 아연도..
TTT선도[time-temperature-transformation diagram] 재료를 고온에서 냉각했을 때에 생기는 변태의 모습을 횡축을 시간, 종축을 온도로 하여 나타낸 그림. 우리가 알고 있는 열처리란 금속재료에 가열과 냉각을 실시하는 것을 말한다. 그렇게 하는 주요 목적은 금속재료에 필요로 하는 원하는 목적으로 하는 성질을 얻기 위해 실시하는 것으로 주조품의 경우 균질화, 주조 응력의 제거, 재질의 경화 및 연화 등을 제거하는 것으로 즉 주조품의 균일 안정화, 강도를 높이는 등의 목적을 이룰 수 있는 것이다. 주조품을 사용할 때의 신뢰도를 높이기 위해서, 특히 「주철」 「주강」 「주물」에 있어서, 열처리는 빠뜨릴 수 없는 것이다. 또한, 용접 구조물에 있어서 내부 응력의 제거라는 점에서도 열처..
파커라이징[Parkerizing] 윤활이나 도장을 할 때 금속 바탕의 화성피막 처리법의 브랜드명. 제2차세계대전 당시 독일에서 개발된 강재 표면에 인산염피막처리를 실시하는 방법을 말한다. 철의 인산염이 전연성에 풍부하고, 마찰시 금속 본바탕 즉 신생면이 마찰면에 가해지는 것을 방지는데 유효하다. 구리의 표면에 아황산구리피막을 형성하는 바탕 처리도 이 피막의 우수한 전연성을 활용하는 것이다. ☞화성처리 인산염피막처리(=파커라이징)는 인산 철, 인산 아연, 인산 망가니즈 등의 인산 용액을 사용하여 일반구조용압연강이나 기계구조용탄소강 등의 금속에 녹 발생을 바지하고 외관을 미려하게 하고자 재료의 표면에 인산염 피막을 생성시키는 화학적처리를 말한다. 주로 철강의 표면처리에 많이 사용하는데 흑피막이라고도 부르는데..
크로마이징[chromizing] 크로마이징은 확산침투도금법의 일종으로 일명 크롬확산피복법이라고 하며, 주로 철강이나 합금강 강재의 표면에 크롬(Cr)을 확산침투시켜서 내열, 내식, 내마모성의 경질피막을 형성시키는 방법으로, 크롬과 알루미나의 혼합분말로 강표면을 입힌 수소의 기류 속에서 1300～1400℃로 가열한다. 할로겐화크롬의 기체 속에서 가열침투시키는 방법 등이 있다. 크롬도금에 비해 치수의 변화가 적고 밀착성이 좋으며 내마모성도 우수하다. 내열금속재료의 표면에 고온내식성을 부여할 목적으로 크로뮴(Cr)을 확산침투시키는 표면처리법 일반적으로는 기상법과 분말법이 이용된다. 기상법은 증기압의 높은 할로겐화 크로뮴을 가열된 피처리재의 표면에 이송, Cr의 석출과 확산을 동시에 일으킨다. 이 방법은 화학증..
열처리의 주요 목적 제도자는 설계자가 설계한 조립도를 보고 투상을 하여 치수기입과 공차의 선정 및 표면거칠기 기호를 지정한 다음에는 각 부품별로 재질을 선정해주고 그 부품 기능에 따른 기계적 성질을 맞추어주기 위하여 열처리를 선정하게 된다. 열처리는 기계 부품 제조 공정 중 필수적인 공정으로, 기계를 구성하는 부품의 기능에 요구되는 여러가지 기계적 성질을 향상시켜 기계의 기능 향상 및 수명을 연장시킬 수 있다. 특히 공구강, 고속도강, 금형용강 등의 합금강은 원료 자체가 비싸고 제품 설계와 가공에 있어서 기술적인 어려움이 많아 부품 제조에 소요되는 생산 원가가 비싼데, 이런 부품의 열처리는 그 결과가 매우 중요하며 열처리 불량으로 인한 손실 또한 커질 수도 있다는 점을 명심해야 한다. 1. 열처리의 주요..
큐폴라[cupola] 주물공장에 있어서 주철을 용해하기 위한 노이다. 원통형의 입식(立式)으로 고로(高爐)와 마찬가지로 상부 삽입구에서 지금(地金), 연료, 석회석을 층 모양으로 삽입하고 바람상자 안쪽의 송풍구에서 공기를 불어넣는다. 그 내벽은 내화벽돌로 라이닝하는 것이 보통이었으나, 최근은 내화물을 사용하지 않고 철피(鐵皮) 외측에 물스프레이를 걸 수 있는 수냉큐폴라가 나와 있어 대형인 것은 대부분 이 구조를 취하게 되었다. 지금으로는 선철, 강부스러기, 주철부스러기, 리턴재 등이고, 성분조정용으로 Fe-Si나 Fe-Mn 등의 합금철도 첨가된다. 연료로서는 통상 대형의 코크스를 사용하나 무연탄을 사용하는 경우도 있다. 공기는 별도로 둔 배가스를 연소하여 따듯해진 축열실을 통하여 300～600℃로 예열하..
[1] 도금의 목적 및 종류와 역할 도금은 소재의 표면에 얇은 금속 피막을 형성시키는 표면처리 방법의 일종이다. 알루미늄이나 철 등의 금속 제품의 표면뿐만 아니라 요즘은 수지 등의 비금속 소재에도 표면 처리로 도금이 실시될 수 있는데 도금을 하는 목적으로 크게 아래의 3가지의 목적이 있다. 1. 도금의 목적 도금은 금속이나 비금속 물질의 표면에 금이나 은, 니켈, 크롬 등의 얇은 금속을 이용하여 피막을 생성시키는 처리 기술이다. 도금에는 크게 구분하여 3가지의 목적이 있는데 그것은 기능성의 부여・내식성의 부여・장식성의 부여라고 할 수 있다. 1) 기능성 기능 도금 이라고 불리우며 전기적 특성이나 열적 특성을 부여하기 위한 도금이다. 도금에 사용할 수 있는 재질은 많고, 각각 서로 다른 특성을 가지고 있으..
무전해니켈도금의 특징과 용도 일반적으로 도금에는 전해(전기) 도금과 무전해 도금이 있다. 전해 도금은 도금을 입히는 모재를 전지의 음극측에 연결하고, 음극으로 수용액에 넣는 한편, 양극은 도금 금속으로 하고, 도금 금속이 수용액 중에 용해되어 모재 표면에 석출되는 원리를 이용하고 있다. 이러한 원리 때문에 모재와 양극 도금 금속의 위치 관계에 의해 모재로의 석출량, 즉 도금 두께가 달라지는데 이 때문에 모재를 매달아 회전시키는 등의 방법으로 도금 두께를 균일하게 하는 연구를 하고 있다. 이에 비해 무전해 도금에서는 촉매 반응을 이용하기 위해 도금은 균일하게 모재를 피복 한다. 도금을 하는 목적은 보통 장식용, 방청용, 표면의 경도 향상, 내마모성 향상, 납땜성 샹상 등을 들 수 있다. 무전해 니켈 도금은..
