표면경화 열처리 (surface hardening)

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1 표면경화 열처리 (surface hardening)

2 목차 1. 표면 경화법의 목적 2. 표면 경화법의 종류 3. 표면 경화법 적용사례 4. 향후 기술 동향

3 표면 경화란?? ► 목 적 Steel의 표면층 경화 및 내부의 인성 유지. 표면층 내마모성, 내피로성,
내부식성, 윤활성을 부여 기계요소에는 마찰 부분이 많고 가혹한 조건하에서 사용되는 경우가 많다 예를 들어 기어. 클러치, 크랭크축, 캠, 스핀들 등의 부품 재료는 내마멸성과 강인성을 겸비한 재료가 요구 그래서 가공수단으로 강의 표면 경화와 부분 경화법이 사용된다 목적: 강의 표면층만 경화시키고 내부는 인성을 있는 그대로 유지하면서 표면층에 내마모성과 내피로성, 내부식성, 윤활성을 부여하는 열처리법

4 Kinds of Surface Hardening
표면경화의 종류 질화법 화학적 방법 시멘 테이션 침탄법 Kinds of Surface Hardening 내식성 목적 화학적방법:표면의 화학조성을 바꾸고 quenching을 수반하여 경화시키는 법 물리적방법:단순히 표면에 guenching 을 하여 경화시키는 법 내식성목적:알루미나이징, 칼로라이징, 실리코나이징 고주파 경화법 세라 다이징 물리적 방법 화염 경화법

5 표면경화의 종류 침탄법 질화법 시멘 침탄법 테이션 표면에 침탄제를 침투 후 담금질과 뜨임을 거쳐 표면을 경화. -고체침탄
-액체침탄 -가스침탄 침탄법 :강의 표면에 탄소를 침투시켜서 표면부의 원하는 깊이 만큼만 탄소량을 증가시키기 위하여 침탄제[고체, 액체, 기체(GAS)] 중에 적당한 온도로 적당한 시간만큼 유지한 후에 냉각시키는 열처리 방법 - 고체침탄: 침탄 소재를 목탄, 코크스 등의 침탄제와 탄산바륨, 탄산나트륨 등의 촉진제로 채워진 저탄소강의 침탄제 속에 넣고 밀폐한 다음 탄소가 소재 표면으로 침투되게 하는 침탄법을 말한다. - 액체침탄: 침탄 소재를 시안화나트륨, 시안화칼륨 등에 염화물이나 탄산염 등을 40-50% 첨가하여 용해시킨 염욕 중에 일정시간 넣어두어 표면에 침투시키는 침탄법을 말한다. - 가스침탄: 첨단 소재를 메탄가스나 프로판가스와 같은 탄화수소계 가스로 가득 찬 노안에 넣고 일정시간 가열하여 표면에 침투시키는 침탄법을 말한다. 고주파 경화법 세라 다이징 화염 경화법

6 표면경화의 종류 질화법 질화법 시멘 침탄법 테이션 Al, Cr을 함유한 강을 NH3 가스 중에서 약 800℃로 장시간 가열.
표면에 단단하고 내식성이 높은 질소 화합물을 만들어 표면 경화. - 알루미늄 또는 크롬 등을 함유한 강을 암모니아 가스 중에서 장시간 가열하여 암모니아에서 생성된 질소에 의하여 강의 표면에 단단하고 내식성이 높은 질소 화합물을 만들어 표면을 경화시키는 방법을 말한다. - 높은 표면 경도, 우수한 내마멸성과 내식성, 고온에서의 안정성이 있으며, 질화한 후에도 담금질을 하지 않아 치수 변화가 거의 일어나지 않는 장점이 있다. 고주파 경화법 세라 다이징 화염 경화법

7 표면경화의 종류 시멘 테이션 질화법 시멘 침탄법 테이션 강의 표면에 고온 확산법을 응용 원소를 침투시켜 그 원소에 의해
합금피막을 형성시키는 열처리 강의 표면에 고온 확산법을 응용하여 원소를 침투시켜 그 원소에 의해 합금피막을 형성시키는 열처리 철강제품의 표면에 Zn, Al, Cr등을 피복 확산시키는 방법이 많이 사용 친화력이 강한 제품을 가열하여 그 표면에 금속을 피복시켜 내열, 내식성의 합금 피복층을 얻는 방법 고주파 경화법 세라 다이징 화염 경화법

8 표면경화의 종류 고주파 경화법 질화법 시멘 침탄법 테이션 고주파에 의해 유도된 전류는 표피 효과에 의해 강의 표면에만
집중하여 흐르게 되므로 표면만 경화하는 방법 고주파 유도 가열을 이용한 강의 표면 경화법으로 금속 둘레에 코일을 감고 조주파 전류를 보내면 금속 속에 전류가 유도되고, 이 전류 때문에 금속 자체가 저항 가열되는 것을 이용해서 금속을 가열하여 고온이 되었을 때 급히 전류를 끊고 물(또는 기름)중에 넣고 경화시는 방법 고주파에 의해 유도된 전류는 표피 효과에 의해 도체의 표면에만 집중하여 흐르게 되므로 표면만 경화시킬 수 있는 방법이다. 고주파 경화법 세라 다이징 고주파 경화법 화염 경화법

9 표면경화의 종류 화염 경화법 질화법 시멘 침탄법 테이션 탄소강 표면에 산소-아세틸렌 화염으로
표면만을 가열 오스테나이트 만든 후 급랭하여 표면층만을 담금질하는 방법 ③ 화염경화법 - 선반베드의 표면경화법에 가장 널리 쓰인다. 탄소강 표면에 산소-아세틸렌 화염으로 표면만을 가열하여 오스테나이트로 만든 다음 급랭하여 표면층만을 담금질하는 방법을 말한다. 고주파 경화법 세라 다이징 화염 경화법 화염 경화법

10 표면경화의 종류 세라 다이징 질화법 시멘 침탄법 테이션 철 표면에 아연을 침투 확산시키는 방법
볼트, 너트 등의 소형물의 내식성 우수. 세라 다이징 : 철 표면에 아연을 침투 확산시키는 방법 아연침투처리에 적합온도 정도이며 2~3시간 동안 처리시 0.06mm 정도의 침투층이 얻어진다. 볼트, 너트 등의 소형물의 내식성 특히 담수에 대한 방청성을 계량하는데 이용 다음 그림은 혜성 금속 주식회사에서 사용하는 세라다이징 처리 제품입니다. 고주파 경화법 칼로 라이징 세라 다이징 화염 경화법

11 기타 표면경화 액체침탄 동시에 침탄, 질화. 침탄질화법 1. 화학적 방법 2. 물리적 방법 금속용사법, 전해경화법 등
► 크로마이징 크롬을 확산. ► 보로나이징 붕소를 침투. ► 실리코나이징 규소성분이 많은 합금층 형성. 1. 화학적 방법 침탄질화법 액체침탄 2. 물리적 방법 금속용사법, 전해경화법 등 ►금속용사법 용사기 사용하여 표면에 분사 칼로라이징, 크로마이징, 실리코나이징, 보로나이징 3. 내식성 목적 동시에 침탄, 질화. ►전해경화법 음극 효과에 의해 발열.

12 표면경화의 적용사례 침탄법 질화법 고주파 경화법
침탄법 : 청호열처리 주식회사에서 만드는 자동차부품, 산업기계, 공작기계의 관련 부품 입니다. 질화법 : 청호열처리 주식회사에서 만드는 자동차부품, 산업기계, 공작기계의 관련 부품 입니다. 고주파경화법 : 대우고주파열처리의 제품 및 제조설비 고주파 경화법

13 표면경화의 적용사례 세라 다이징 화염 경화법 세라다이징....혜성 금속 주식회사에서 사용하는 세라다이징 처리 제품입니다.
캠 축의 재질은 보통주철,합금주철,특수주철 등을 화염경화하여 사용한다.

14 향후 기술 동향 Cr free 표면처리강판 개발 1. 한국의 기술 동향 2. 일본의 기술 동향 ACTE (내식성 시험방법)
내지문성 내식성 Cr free 표면처리강판 개발 ACTE (내식성 시험방법) JFE스틸 스미도모 금속공업 접지성 도장성 친환경적인 클로메트프리 표면처리 강판 2. 일본의 기술 동향 가고시마 제철소 고오베 제강사 한국의 기술동향 : 강판은 성형성이 뛰어나고 고강도이며, 가격이 저렴한 소재로 여러 가지 장점이 있지만, 녹이 발생하기 쉬운 단점이 있다. 이 단점을 해결해서 기초 소재로써 강판의 용도 확산을 도모하는 수단으로 강판에 표면처리를 실시하는 것이 일반적인 방법 특히 지난 수년간 각 철강 메이커는 내지문성및 내식성, 접지성, 도장성, 가공성등의 성능을 만족시키기 위해서 Cr 프리 표면처리강판의 개선 상품 완성도 향상을 위해 주력해 왔으며 그 결과 전기아연도금계의 Cr 프리 표면처리강판 개발을 거의 완료한 것으로 보인다 일본의 기술 동향 : 일본의 기술 개발 동향으로는 JFE스틸과 히타치제작소에서 표면처리 강판의 내식성 시험 방법인 [ACTE]을 공동으로 개발하였다. 2003년에 [ACTE]는 가전제품의 부식 환경을 적정하게 재현하는 것을 말합니다. JFE스틸과 스미도모금속공업, 가고시마제철소, 고오베제강사등은 클로메트프리 화성처리 강판이나 클로메트프리 표면처리 강판을 개발 실용화했습니다. 클로메트프리 표면처리는 친환경적인 표면처리의 새로운 기술분야입니다. 가공성

15 향후 기술 동향 신제품 개발 품질향상 원가절감 전기도금 분야 생산성 향상 정밀제어 고기능성 Flexible한 공정개발
결론 표면처리강판은 최근 일본을 중심으로 신제품 개발보다는 품질향상과 원가 절감을 위한 제조기술의 고도화를 지향하는 추세가 다소 강하다. 표면처리 강판의 표면처리기술로 전기도금 및 용융도금 분야에서는 생산성 향상과 더불어 품질, 공정 및 설비의 정밀제어가 진행되는 반면 화성처리, 연속도장, 기상도금 분야에서는 고기능성의 다양한 제품개발과 아울러 소량 주문에 대응 가능한 플럭시블한 공정개발이 진전될 것으로 예측됩니다. 고기능성 Flexible한 공정개발 화성처리 분야

16 Reference. 1. 기계공작법-강기주(북스힐) 2. (NEW)기계공작법-최인수 외 공저
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