표면 경화 열처리

표면 경화 열처리

[1] 표면 경화법의 분류

(1) 물리적인 표면 경화법(강재의 화학 성분은 변화시키지 않고 표면만 경화한다.) : 화염 경화법, 고주파 경화법, 하아드페이싱, 쇼트피이닝

(2) 화학적인 표면 경화법(강재 표면의 화학 성분을 여러 가지 원소의 확산에 의해 변화시켜 경화) : 침탄법, 질화법, 청화법, 침유법, 금속 침투법

 

[2] 침탄법

(1) 고체 침탄법

① 침탄제 : 목탄, coke, 골탄 등이 있다.

② 침탄 촉진제 : BaCO3, NaCO3, Na2CO3, LiCO3, SrCO3 등이 있다.

③ 가열 온도 및 시간 : 900~950℃로 4~6시간이다.

(2) 액체 침탄법

① 침탄제 : KCN, NaCN, K4Fe(N)6 3H2O, Na4Fe(N)6 3H20

② 침탄 촉진제 : K2CO3, Na2CO3, KCl, NaCl

③ 침탄 깊이 및 온도 : 800~900℃로 20~30분 ⇒ 0.1~0.5mm

(3) 가스 침탄법

① 침탄제 : 천연가스, 프로판 가스, 부탄, 메탄, 에틸렌 가스

② 침탄 온도 : 1,000~1,200℃가 많이 사용된다.

③ 침탄 깊이, 시간 : 900~950℃에서 3~4시간으로 1.0mm 정도이다.

(4) 침탄강의 구비 조건

① 강재는 저탄소강(0.15%C 이하의 강이 좋다)일 것

② 침탄시 고온에서 장시간 가열하여도 결정립 성장이 없을 것

③ 강재를 주조할 때 강의 내부에 기공 또는 균열 등의 결함이 없을 것

④ 경화층의 경도는 높고 내마모성, 내피로성이 우수할 것

 

[3] 질화법(Nitriding)

(1) 질화 처리의 목적

① 높은 경도 얻음(HV800~1,000)

② 내마모성의 증가와 피로 한도 향상, 내식성 우수, 고온 강도, 내열성이 높다.

③ 저온 처리로 변형이 적다.

(2) 방법

① 암모니아(NH3)를 고온으로 가열하면 NH3↔N＋3H↑로 되어 이때에 발생기의 질소와 수소로 분해되어 질소를 강의 표면에 침투 확산시켜 경화시키는 방법이다.

② 질화 처리는 520~550℃에서 50~100시간 처리한다.

③ 질화 방법의 분류

㉮ NH3의 분해에 의한 질화법 : NH3↔N＋3H↑의 반응에 의한 방법

㉯ 고주파 가열에 의한 질화법 : NH3의 분해에 의한 분위기에 있어서 강제품을 고주파 가열하면서 빨리 질화하는 방법

㉰ 염욕 질화법 : 발생기의 질소를 풍부하게 하여 질화를 빨리할 수 있게 한다.

Metlab Heat Treating Nitriding and Carburizing

 

[4] 금속 침투법

(1) 금속 침투법의 목적 : 내식성, 방청성, 내고온 산화성 등의 화학적 성질을 향상시키고 경도 증가

(2) 금속 침투법의 종류

명 칭	침투금속	성 질	명 칭	침투금속	성 질
크로마이징 보로라이징 세라다이징	Cr침투법 B침투법 Zn침투법	내식성, 경질 내식성, 경질 내식성	캘러라이징 실리코나이징	Al침투법 Si침투법	고온산화방지, 내열성 내식(질산, 염산)성, 내열성