금속열처리 기초지식 요약

금속 열처리는 기계 제조의 중요한 공정 중 하나입니다. 열처리는 다른 가공공정에 비해 일반적으로 철강제품의 형상이나 전체적인 화학성분의 변화는 없으나, 제품 내부의 미세구조나 표면의 화학성분 등을 변화시켜 제품의 성능을 부여하거나 향상시키는 공정입니다. 금속 열처리의 목적은 금속이 요구하는 기계적 성질, 물리적 성질, 화학적 성질을 갖도록 금속의 본질적인 품질을 향상시키는 것입니다. 합리적인 재료 선택과 다양한 성형 공정 외에도 열처리 공정이 필수적인 경우가 많습니다. 강철은 기계 산업에서 가장 널리 사용되는 재료입니다. 강철의 미세 구조는 복잡하며 열처리를 통해 제어할 수 있습니다. 따라서 철강의 열처리는 금속열처리의 주요 내용이다.

열처리 공정

열처리 공정은 일반적으로 가열, 단열, 냉각의 세 가지 공정으로 구성됩니다. 때로는 가열과 냉각이라는 두 가지 프로세스만 있을 수도 있습니다. 이러한 프로세스는 서로 연결되어 있으며 중단될 수 없습니다. 가열은 열처리의 중요한 과정 중 하나입니다. 금속 열처리에는 다양한 가열 방법이 있습니다. 열원으로는 처음에는 숯과 석탄을 사용하였고, 최근에는 액체연료와 기체연료를 사용하였다. 전기를 사용하면 난방 조절이 용이하고 환경 오염이 없습니다. 이러한 열원은 직접 가열에 사용될 수도 있고, 용융염이나 금속, 부유 입자를 통한 간접 가열에 사용될 수도 있습니다.

가열 온도는 열처리 공정의 중요한 공정 매개변수 중 하나입니다. 가열 온도의 선택과 제어는 열처리 품질을 보장하는 주요 문제입니다. 가열온도는 가공하는 금속재료와 열처리 목적에 따라 다르지만 일반적으로 고온조직을 얻기 위해서는 상변태온도 이상으로 가열한다. 또한 변환에는 일정 시간이 필요합니다. 따라서 금속 표면이 요구되는 가열 온도에 도달하면 일정 시간 동안 이 온도를 유지해야 내부 및 외부 온도가 일정해지고 미세 조직 변형이 완료됩니다. 이 기간을 절연이라고 합니다. 고에너지밀도 가열 및 표면열처리를 사용하는 경우 가열속도가 매우 빠르고 일반적으로 단열시간이 없는 반면 화학적 열처리의 경우 단열시간이 길어지는 경우가 많다.

냉각은 열처리 공정에서도 빼놓을 수 없는 단계입니다. 냉각 방법은 공정에 따라 달라지며 주로 냉각 속도를 제어합니다. 일반적으로 어닐링은 냉각 속도가 가장 느리고, 노멀라이징은 냉각 속도가 빠르며, 담금질은 노멀라이징보다 냉각 속도가 빠릅니다. 그러나 강철 유형이 다르기 때문에 요구 사항도 다릅니다.

표면열처리 금속의 표면층만을 가열하여 표면층의 기계적 성질을 변화시키는 금속 열처리 공정입니다. 금속 내부에 너무 많은 열이 전달되지 않고 금속 표면만 가열하기 위해서는 사용하는 열원의 에너지 밀도가 높아야 한다. 즉, 단위 면적당 많은 양의 열에너지가 금속에 부여되므로 금속 표면이나 일부가 단시간에 고온에 도달할 수 있다. 표면 열처리의 주요 방법에는 화염 담금질과 유도 가열 열처리가 있습니다. 일반적으로 사용되는 열원에는 산소 아세틸렌, 산소 프로판, 유도 전류, 레이저 및 전자빔이 포함됩니다.

화학적 열처리 금속 표면의 화학적 조성, 구조 및 특성을 변화시키는 금속 열처리 공정입니다. 화학적 열처리는 탄소, 염분 매체 또는 기타 합금 원소를 포함하는 매체(기체, 액체, 고체)에서 금속을 가열하고 오랫동안 따뜻하게 유지하여 금속 표면이 탄소, 질소, 붕소 및 크롬과 같은 원소를 침투할 수 있도록 하는 것입니다. 요소가 침투된 후 담금질 및 템퍼링과 같은 다른 열처리 공정이 때때로 수행됩니다. 화학적 열처리의 주요 방법으로는 침탄, 질화, 금속화 등이 있다.

전반적으로 말하면, 금속 열처리는 기계 부품, 공구, 금형 제조 공정에서 중요한 공정 중 하나입니다. 내마모성, 내식성 등 금속의 다양한 특성을 보장하고 향상시킬 수 있습니다. 한편, 블랭크의 구조 및 응력 상태를 개선하여 다양한 냉간 및 열간 가공을 용이하게 할 수도 있습니다.