KR100633522B1 - 대형 선박용 캠의 열처리 방법 - Google Patents

대형 선박용 캠의 열처리 방법 Download PDF

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KR100633522B1
KR100633522B1 KR1020050045252A KR20050045252A KR100633522B1 KR 100633522 B1 KR100633522 B1 KR 100633522B1 KR 1020050045252 A KR1020050045252 A KR 1020050045252A KR 20050045252 A KR20050045252 A KR 20050045252A KR 100633522 B1 KR100633522 B1 KR 100633522B1
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이재식
한진구
권태현
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이재식
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Abstract

대형선박의 엔진 내부에 장착되는 캠을 통상적인 침탄처리 단계, 구상화 풀림처리 단계, 담금질 단계 및 뜨임 단계를 거치는 열처리 방법에 있어서,
상기 침탄처리 단계는 대형 선박용 캠을 로 내에 장입한 후 승온(①), 유지(②), 승온(③), 침탄(④), 확산(⑤), 하온(⑥), 유지(⑦), 담금질(⑧) 과정을 거쳐 대형 선박용 캠의 표면경도와 내부경도를 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 선박용 캠의 열처리 방법에 관한 것이다.
본 발명은 침탄 처리시 수냉 처리에 의한 담금질을 실시함으로서, 충분한 경도를 낼 수 있고, 침탄층의 두께를 두껍게 형성시킬 수 있기 때문에 대형 선박용 캠의 표면경도와 내부경도를 향상시킬 수 있으며, 금속의 조직이 용도에 적합한 정상조직을 형성시킬 수 있기 때문에 반영구적으로 사용하여야 하는 대형 선박용 캠의 열처리에 적합한 방식이다.
대형, 선박용, 캠, 열처리, 침탄, 구상화 풀림, 담금질, 뜨임, 승온, 침탄, 확산, 메탄올, 수냉, 공냉

Description

대형 선박용 캠의 열처리 방법{Method for heat treatment of Cam for a large ship}
도 1은 본 발명에 따른 침탄 단계에 관한 그래프에 관한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 구상화 풀림 단계에 관한 그래프에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 담금질 단계에 관한 그래프에 관한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 뜨임 단계에 관한 그래프에 관한 것이다.
도 5는 실시예 2에 따른 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 6은 도 5를 확대한 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 7은 비교예 2에 따른 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 8은 도 7을 확대한 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진이다.
본 발명은 대형 선박용 캠의 열처리 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 대형선박의 엔진 내부에 장착되는 캠을 통상적인 열처리 방법에 있어서, 침탄 처리시 수냉 처리에 의한 담금질을 실시하여 침탄층 두께를 두껍게 형성시켜 대형 선박용 캠의 표면경도와 내부경도를 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 선박용 캠의 열처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 대형 선박의 엔진 내부에 장착되는 부품인 캠은 선박의 엔진 내부에 일단 장착되고 나면 캠의 교체가 거의 불가능하기 때문에 선박의 수명이 다할 때까지 반영구적으로 사용하게 된다. 따라서 대형 선박용 캠은 경도와 내마모성 등의 물성이 특히 우수하여야 하지만 자동차용 엔진 내부에 장착되는 소형 캠과는 달리 대형 캠이기 때문에 그 취급이 용이하지 않고 또한 열처리에도 어려움이 따르는 문제점이 있었다.
그동안 대형 선박용 캠의 열처리 처리방법에서 일반적으로 침탄 열처리의 경우에는 원자재를 단조 가공한 후 승온 단계, 유지 단계, 승온 단계, 침탄 및 확산 단계를 거쳐 유냉 처리를 하는 담금질 단계를 거치는 방법을 채택하고 있다. 유냉 처리에 의한 담금질 처리를 할 경우에는 냉각속도(280℃/sec)가 느리기 때문에 선박용 캠에 필요한 요구경도인 HRC 58 내지 62를 충족시키기 어려울 뿐만 아니라 대형물의 질량효과 때문에 침탄층의 두께를 만족시킬 수 없는 문제점들이 있었다. 그러나 수냉 처리를 할 경우 냉각속도(650℃/sec)를 빨리할 수는 있으나 침탄층의 피막에 균열이 생기기 때문에 이 방법을 채택할 수 없었으며, 아직 국내에서는 이 분야에 관한 연구가 활발히 진행되지 못하고 거의 대부분 노하우로만 기술이 유지되 고 있기 때문에 특허로 출원된 경우는 드문 실정이다.
따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 대형선박의 엔진 내부에 장착되는 캠을 통상적인 침탄처리 단계, 구상화 풀림처리 단계, 담금질 단계 및 뜨임 단계를 거쳐 열처리하는 방법에 있어서, 침탄 처리 단계시 일반적인 유냉 처리에 의한 담금질과는 달리 수냉 처리를 하여 담금질함으로서, 담금질의 냉각속도가 680℃/sec 정도로 종전에 비해 단축될 뿐만 아니라 침탄층의 유효 경화층 두께를 3mm까지 형성시킬 수 있기 때문에 표면 경화 층이 강화되어 대형 선박용 캠의 경도와 내마모성의 물성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 선박용 캠의 열처리 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 대형 선박용 캠의 열처리 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 대형선박의 엔진 내부에 장착되는 캠을 통상적인 침탄처리 단계, 구상화 풀림처리 단계, 담금질 단계 및 뜨임 단계를 거치는 열처리 방법에 있어서, 침탄 처리시 수냉 처리에 의한 담금질을 실시하여 침탄층의 유효 경화층 두께를 두껍게 형성시켜 대형 선박용 캠의 표면경도와 내부경도를 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 선박용 캠의 열처리 방법에 관한 것이다.
그리고 본 발명의 대형 선박용 캠에 사용되는 금속소재는 크롬몰리브덴 합금강인 SCM 415, SCM 418, SCM 420, SCM 421 및 니켈크롬몰리브덴 합금강인 SNCM 220, SNCM 415, SNCM 420인 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 대형 선박용 캠의 열처리 방법에 대해 첨부된 도면을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
대형선박의 엔진 내부에 장착되는 캠을 통상적인 침탄처리 단계, 구상화 풀림처리 단계, 담금질 단계 및 뜨임 단계를 거치는 열처리 방법에 있어서,
상기 침탄 처리 단계는 도 1에 도시되어진 바와 같이 대형 선박용 캠을 로 내에 장입한 후 승온(①), 유지(②), 승온(③), 침탄(④), 확산(⑤), 하온(⑥), 유지(⑦), 담금질(⑧) 과정을 거치는 침탄처리 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 선박용 캠의 열처리 방법에 관한 것이다.
첫째, 침탄 처리(carburizing cycle) 단계를 도 1에 도시된 그래프를 중심으로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 대형 선박용 캠을 침탄 처리시에는 통상적으로 대형 선박용 캠을 로 내에 장입한 후 본 발명과는 달리 하온(⑥), 유지(⑦)의 과정 구간이 생략한 채 승온(①), 유지(②), 승온(③), 침탄(④), 확산(⑤), 담금질(⑧) 과정을 거치는 침탄처리하게 되며, 상기 담금질(⑧) 과정은 침탄 처리 과정에서 형성된 침탄층 피막의 균열을 예방하기 위하여 유냉 처리를 하고 있으나 대형물의 질량효과 때문에 대형 선박용 캠의 표면을 충분히 강화시킬 수 없다.
상기 승온 과정(①) 구간에서는 열처리 하고자 하는 대형 선박용 캠(이하 '피도체'라 한다)을 400℃이하의 온도에서 로 내에 장입한 후 100 내지 120℃/hr의 속도로 가열하여 850℃까지 승온시키게 된다. 이때 승온 과정에서 피도체의 탈탄을 방지하기 위해 650 내지 750℃에서 메탄올을 주입하게 된다.
피도체를 400℃이하의 온도에서 로 내에 장입하는 이유는 고온에서 피도체를 로 내에 장입시킬 경우에 피도체 내부와 외부 표면의 온도가 상이하여 피도체가 충분한 열을 받지 못하기 때문에 400℃이하의 저온에서부터 가열하게 된다. 그리고 가열속도는 100 내지 120℃/hr가 바람직한데, 100 ℃/hr 미만일 경우에는 불필요한 가열이 오래 지속되어 열처리 시간이 지연되고 120℃/hr를 초과할 경우에는 균일한 가열이 되지 못하고, 급속한 가열에 의해 피도체 내부까지 충분히 열을 전달하지 못하고 표면과의 온도편차가 많이 생기기 때문이다. 그리고 온도가 700 내지 800℃의 범위가 될 때, 로 내에 메탄올을 주입하게 되는데, 상기 온도의 범위 내에서 메탄올에서 분해되어 나오는 탄소가 분위기를 형성하여 피도체의 표면에서부터의 탈탄을 예방할 수 있게 된다. 상기에서 주입되는 메탄올의 양은 로의 크기에 따라 조정되어야 하며 로의 크기
Figure 112005028298356-pat00001
1,300×2,200ℓ기준으로 메탄올의 주입량은 2.5ℓ/hr이다. 메탄올의 주입량이 2.5ℓ/hr미만이 될 경우에는 탈탄이 발생하게 된다.
상기 유지 과정(②) 구간에서는 피도체의 내부까지지 충분한 열을 전달하기 위해 메탄올을 주입하면서 850℃에서 2시간 유지시키게 된다. 이때 메탄올의 주입량은 상기 승온 과정(①) 구간의 주입량과 같다. 상기에서 850℃로 온도를 유지시키는 이유는 표면과 내부의 온도를 동일하게 유지하여 950℃의 침탄온도까지 동일 하게 승온시키기 위해서이다.
다시 재차 온도를 올리는 승온(③) 과정 구간에서는 950℃까지 온도를 올리고, 계속하여 메탄올을 투입하게 되며, 카본 포텐셜(carbon potential, 이하 'Cp'라 한다) 값에 맞도록 프로판 가스를 투입하게 된다. 이때 메탄올의 주입량은 상기 승온 과정(①) 구간의 주입량과 같으며, 프로판 가스의 양은 Cp값을 자동적으로 조절할 수 있는 O2센스를 사용하여 제어하고 상기에서 950℃까지 온도를 설정한 이유는 침탄층의 깊이를 고려하여 설정한 것이다.
그리고 상기 침탄(④) 과정 구간에서는 침탄층의 두께를 3.0mm로 형성시키기 위해 950℃에서 18시간을 유지시키게 된다. 이때 메탄올과 프로판 가스의 주입량은 상기 승온 과정(①) 구간과 Cp 조정치에 적정한 주입량과 같다. 상기에서 온도 유지 시간이 18시간 미만이 되면 탄소의 침탄량이 적어지고, 18시간을 초과할 경우에는 탄소의 침탄량이 많아진다.
그리고 상기 확산(⑤) 과정 구간에서는 침탄된 탄소를 확산하기 위해 950℃에서 17시간을 유지시킨 후 하온(⑥) 과정 구간에서 치밀한 마텐쟈이트(martensite)의 피도체를 얻기 위해 변태점(A3)인 830 내지 870℃까지 온도를 낮추게 되고, 유지(⑦) 과정 구간에서 피도체에 균일하게 열이 분포될 수 있도록 1시간 가량 유지시킨다. 이때 온도 유지 시간이 17시간 미만이 되면 탄소의 확산 깊이가 적어져 침탄층의 두께가 적어지고, 17시간을 초과할 경우에는 침탄층의 두께는 두꺼워지나 표면경도가 낮아지게 된다.
그리고 담금질(⑧) 과정 구간에서 피도체가 경화된 조직인 마텐쟈이트(martensite)를 얻기 위해 10 내지 30℃의 물로서 워터 권칭(water quenching)하여 수냉 처리를 하게 된다. 이때 물의 온도가 10 ℃ 미만일 경우에는 크랙 발생의 우려가 있고, 30℃를 초과할 경우에는 표면경도가 낮아질 우려가 있다.
일반적인 대형 선박용 캠의 침탄처리 단계에서는 피도체의 피막층이 균열이 생기지 않도록 하기 유냉 처리 담금질을 하고 있으나 유냉처리를 할 경우에는 두꺼운 피막층을 형성시킬 수 없을 뿐만 아니라 담금질의 냉각속도를 느리게 하여 충분한 표면경도를 낼 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 종래의 방법에서는 채택하지 아니 하였던 하온(⑥) 및 유지(⑦) 과정의 구간을 추가시켜 전처리를 거친 후 수냉 처리를 함으로서, 담금질의 냉각속도를 빠르게 하여 침탄깊이를 깊게 할 수 있을 뿐만 아니라 침탄 과정 구간에서 형성된 침탄층 피막의 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 침탄 처리 단계의 각 과정별 최적 Cp값은 각각 유지(침탄④) 과정이 1.10, 확산(⑤) 과정이 0.85, 하온(⑥) 과정이 0.85, 유지(⑦) 과정이 0.85이다.
둘째, 구상화 풀림(spherodizing annealing) 단계는 상기 침탄 처리 단계를 거친 피도체를 처리하는 단계로서 도 2에 도시된 그래프를 중심으로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
승온(⑨) 과정 구간에서는 100 내지 120℃/hr의 온도로 680℃까지 가열하게 된다. 이때 온도가 680℃를 초과하게 될 경우에는 피도체의 결정입자가 커지게 되고. 상기에서 가열속도는 100 내지 120℃/hr가 바람직한데, 100 ℃/hr 미만일 경우에는 불필요한 가열이 지속되어 열처리 시간이 지연되고, 120℃/hr를 초과할 경우에는 급속한 가열에 의해 피도체 전체에 충분히 열을 전달하지 못하기 때문이다.
유지(⑩) 과정 구간에서는 피도체의 경화된 조직인 마텐쟈이트(martensite)를 쉽게 가공할 수 있도록 하기 위해 경도를 풀어주고, 조직을 안정화시키기 위해 680℃에서 8시간을 유지시키게 된다. 이때 온도 유지 시간이 8시간 미만이 되면 가공이 용이하지 못하고, 8시간을 초과할 경우에는 결정입자의 크가가 커지게 되어 경도를 향상시키는데 저해 요인이 된다.
그리고 하온(⑪) 과정 구간에서는 400℃까지 로냉을 한 후 400℃에서 공냉시키게 된다. 400℃까지 로냉시키는 이유는 경화된 조직을 풀어주는 효과 때문이다.
셋째, 담금질(quenching) 단계는 상기 구상화 풀림 단계를 거친 피도체를 처리하는 단계로서 도 3에 도시된 그래프를 중심으로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
승온(⑫) 과정 구간에서는 피도체를 재담금질하기 위해 850℃까지 가열하게 된다. 이때 온도가 가열속도는 100 내지 120℃/hr가 바람직한데, 100 ℃/hr 미만일 경우에는 불필요한 가열이 지속되어 열처리 시간이 지연되고, 120℃/hr를 초과할 경우에는 급속한 가열에 의해 피도체 전체에 충분히 열을 전달하지 못하기 때문이다. 이때 승온 과정 중에 700℃에 이를 때 탈탄 방지를 위하여 메탄올을 주입하게 되는데, 메탄올의 양은 로의 크기에 따라 조정되어야 하며 로의 크기
Figure 112005028298356-pat00002
1,300×2,200ℓ기준으로 주입량은 2.5ℓ/hr이다.
유지(⑬) 과정 구간에서는 피도체의 경화된 조직을 재담금질시키기 위해 850℃에서 2 내지 4시간을 유지시키게 된다. 이때 제품 두게의 30분/inch을 유지시키기 때문에 상기 시간은 제품 두께에 비례하여 시간을 조절하게 된다.
그리고 냉각(⑭) 과정 구간에서는 피도체가 경화된 조직인 마텐쟈이트(martensite)를 얻기 위해 10 내지 30℃의 물로서 워터 권칭(water quenching)하여 상온까지 수냉 처리를 하게 된다. 물의 온도 범위는 상기 담금질(⑧) 과정 구간에서의 이유와 같다.
네째, 뜨임(tempering) 단계는 상기 경화 단계를 거친 피도체를 처리하는 단계로서 도 4에 도시된 그래프를 중심으로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
승온(⑮) 과정 구간에서는 피도체를 180℃까지 100 내지 120℃/hr로 속도로 가열한다. 가열속도가 100 ℃/hr 미만일 경우에는 불필요한 가열이 지속되어 열처리 시간이 지연되고, 120℃/hr를 초과할 경우에는 급속한 가열에 의해 피도체 전체에 충분히 열을 전달하지 못하기 때문이다. 이때 피도체를 180℃까지 가열시키는 이유는 180℃이상일 경우에는 표면경도가 낮아지고, 180℃ 이하일 경우에는 취성이 강하여 크랙의 위험이 있다.
유지(
Figure 112005028298356-pat00003
) 과정 구간에서는 피도체를 뜨임처리하기 위해 180℃의 온도에서 8 내지 12시간 유지시키게 된다. 이때 온도 유지 시간이 8시간 미만이 되면 취성이 강하여 크랙의 위험이 있고, 12시간을 초과할 경우에는 표면경도가 낮아진다.
그리고 냉각(
Figure 112005028298356-pat00004
) 과정 구간에서는 피도체가 경화된 조직인 마텐쟈이트(martensite)를 얻기 위해 상온까지 공냉 처리를 하게 된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
(실시예 1 내지 3)
1) 시 료
대형 선박용 캠은 그 소재가 크롬몰리브덴 합금강인 SCM 415로서, 아래 규격의 것을 3개 사용한다.
피도체 규격 :
Figure 112005028298356-pat00005
514(O.D) ×
Figure 112005028298356-pat00006
260(I.D) × 90(t)
2) 로 규격
Figure 112005028298356-pat00007
1,300 × 2,200ℓ용량
3) 열처리 방법
대형 선박용 캠의 피도체를 다음의 ⅰ) 내지 ⅳ)단계를 거쳐 열처리한다.
ⅰ) 침탄처리 단계
승온 과정(①) : 400℃이하의 온도에서 로 내에 장입한 후 110 ℃/hr의 속도로 가열하여 850℃까지 승온시키게 된다. 승온 과정 중에 700 ℃에서 메탄올을 2.5ℓ/hr씩 주입한다.
유지 과정(②) : 메탄올을 상기의 속도로 주입하면서 850℃에서 2시간 유지시킨다.
승온(③) 과정 : 950℃까지 온도를 올리고, 메탄올을 2.5ℓ/hr씩 주입한다.
침탄(④) 과정 : 메탄올과 프로판 가스를 주입하면서 950℃에서 18시간을 유지시킨다.
확산(⑤) 과정 : 950℃에서 메탄올과 프로판 가스를 주입하면서 17시간을 유 지시킨다.
하온(⑥) 과정 : 변태점(A3)인 850℃까지 온도를 낮춘다.
유지(⑦) 과정 : 850℃에서 1시간 유지시킨다.
담금질(⑧) 과정 : 20℃의 물로서 수냉 처리를 한다.
ⅱ) 구상화 풀림 단계
승온(⑨) 과정 : 110℃/hr의 가열속도로 680℃까지 가열시킨다.
유지(⑩) 과정 : 680℃에서 8시간을 유지시킨다.
하온(⑪) 과정 : 400℃까지 로냉을 한 후 400℃에서 공냉시킨다.
ⅲ) 경화 단계
승온(⑫) 과정 : 110℃/hr의 가열속도로 850℃까지 가열한다.
유지(⑬) 과정 : 850℃에서 2 내지 4시간을 유지시킨다.
냉각(⑭) 과정 : 20℃의 물로서 상온까지 수냉 처리를 한다.
ⅳ) 뜨임 단계
승온(⑮) 과정 : 180℃까지 110 ℃/hr로 속도로 가열한다.
유지(
Figure 112005028298356-pat00008
) 과정 : 180℃의 온도에서 8 시간 유지시킨다.
냉각(
Figure 112005028298356-pat00009
) 과정 : 상온까지 공냉 처리한다.
(비교예 1 내지 3)
1) 시 료
상기 실시예 1 내지 3과 동일한 시료를 3개 사용한다.
2) 로 규격
Figure 112005028298356-pat00010
1,300×2,200ℓ 용량
3) 열처리 방법
상기 실시예 1 내지 3과 동일한 방법에 의해 열처리를 하되, ⅰ) 침탄 처리 단계의 하온(⑥) 과정과 유지(⑦) 과정은 생략하고, 담금질(⑧) 과정에서는 40∼ 60℃의 열처리 담금질오일(일반적으로 COLD유)로서 유냉 처리를 한다.
상기 실시예 및 비교예의 물성을 측정한 결과 [표 1]의 내용과 같다.
[표 1]
구 분 기준1) 실 시 예 비 교 예
1 2 3 1 2 3
겉모양2) 양 호 양 호 양 호 균 열 균 열 균 열
표면경도(HRC) 58~62 61.6 61.6 61.5 52.3 51.7 51.9
내부경도(HRC) 35이상 43 46 47 21.3 21.6 22.1
금속 조직3) 정 상 정 상 정 상 비정상 비정상 비정상
경화층 깊이(mm) 3.0이상 3.5 3.7 4.0 2.3 2.6 2.5
주 1) 수요자 요구의 기준치임
2) 표면에는 균열, 해로운 흠 등의 결함이 없을 것
3) 목적으로 하는 정상조직으로 되어 있을 것
상기 [표 1]의 내용에 의하면, 겉모양은 확대경으로 검사한 바 실시예 1 내지 3은 모두 양호한데 비해 비교예 1 내지 3의 경우에는 모두 균열이 일어났으며, 표면경도 및 내부경도는 실시예 1 내지 3이 기준치에 적합한데 반하여 비교예 1 내지 3의 경우에는 모두 기준치에서 미달하였으며, 실시예 2 및 비교예 2에 따른 시료의 금속 조직을 SEM 사진으로 찍어 관찰한 바 실시예 2가 도 5 및 도 6과 같이 뜨임 마텐자이트(tempered martensite) 형태의 정상적인 조직을 갖고 있었다. 5도는 실시예 2에 따른 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진이고, 6도는 도 5를 확대한 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진으로, 도 5a 및 도 6a는 시료의 표면을 찍은 SEM 사진이고, 도 5b 및 도 6b는 시료의 표면에서 1.5mm되는 지점을 찍은 SEM 사진이고, 도 5c 및 도 6c는 시료의 표면에서 3.0mm되는 지점을 찍은 SEM 사진이며, 도 5d 및 도 6d는 심부를 찍은 SEM 사진이다.
비교예 2의 경우에는 도 7 및 도 8과 같이 불안정한 마텐자이트(martensite) 형태의 비정상적인 조직을 갖고 있었다. 7도는 비교예 2에 따른 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진이고, 8도는 도 7을 확대한 대형 선박용 캠의 표면을 나타낸 SEM 사진으로, 도 7a 및 도 8a는 시료의 표면을 찍은 SEM 사진이고, 도 7b 및 도 8b는 시료의 표면에서 1.5mm되는 지점을 찍은 SEM 사진이고, 도 7c 및 도 8c는 시료의 표면에서 3.0mm되는 지점을 찍은 SEM 사진이며, 도 7d 및 도 8d는 심부를 찍은 SEM 사진이다.
그리고 경화층의 깊이는 실시예 1 내지 3이 3.0mm이상인데 반해 비교예 1 내지 3의 경우에는 기준치에 모두 미달이었음을 알 수 있었다.
본 발명은 침탄 처리시 수냉 처리에 의한 담금질을 실시함으로서, 충분한 경도를 낼 수 있고, 침탄층의 두께를 두껍게 형성시킬 수 있기 때문에 대형 선박용 캠의 표면경도와 내부경도를 향상시킬 수 있으며, 금속의 조직이 용도에 적합한 정상조직을 형성시킬 수 있기 때문에 반영구적으로 사용하여야 하는 대형 선박용 캠의 열처리에 적합한 방식이다.

Claims (8)

  1. 대형선박의 엔진 내부에 장착되는 캠을 통상적인 침탄처리 단계, 구상화 풀림처리 단계, 담금질 단계 및 뜨임 단계를 거치는 열처리 방법에 있어서,
    상기 침탄처리 단계는 대형 선박용 캠을 로 내에 장입한 후 열처리 하고자 하는 대형 선박용 캠을 400℃이하의 온도에서 로 내에 장입한 후 100 내지 120℃/hr의 속도로 850℃까지 가열시키는 승온과정(①)과, 피도체의 내부까지지 충분한 열을 전달하기 위해 메탄올을 주입하면서 850℃에서 2시간 유지시키는 유지(②)과정과, 950℃까지 온도를 올리고, 계속하여 메탄올을 투입하는 승온과정(③)과, 침탄층의 두께를 3.0mm로 형성시키기 위해 950℃에서 18시간을 유지시키는 침탄과정(④)과, 침탄된 탄소를 확산하기 위해 950℃에서 17시간을 유지시키는 확산과정(⑤)과, 치밀한 마텐쟈이트(martensite)의 피도체를 얻기 위해 변태점(A3)인 830 내지 870℃까지 온도를 낮추는 하온과정(⑥)과, 유지과정(⑦)과, 피도체가 경화된 조직인 마텐쟈이트(martensite)를 얻기 위해 10 내지 30℃의 물로서 워터 권칭(water quenching)하여 수냉 처리를 하는 담금질과정(⑧)을 거쳐
    대형 선박용 캠의 표면경도와 내부경도를 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 대형 선박용 캠의 열처리 방법.
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