KR100657560B1 - Method for heating treatment blade by controlling surfaces pressure of oil - Google Patents

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KR100657560B1
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Abstract

An oil surface pressure control method for heat treatment of an industrial blade is provided to deformation and cracking of the blade due to a cooling rate difference between an interior part and an exterior part of the blade by controlling pressure of a cooling chamber and prolong life of the blade by uniformly maintaining hardness of an interior part and an exterior part of a heat-treated blade and allowing the blade to obtain an excellent heat-treated structure at the same time. In an oil surface pressure control method for heat treatment of an industrial blade, comprising heating and cooling the blade through a heating preparation step(S10), a heating step(S20), a blade moving step(S30), a cooling preparation step(S40), an oil cooling step(S50), a gas cooling step(S60), a subzero step(S70) and a tempering step(S80) to obtain a required structure, the oil surface pressure control method comprises cooling the blade by controlling pressure of a cooling chamber to 100 to 700 mbar, controlling internal temperature of an oil quenching tank to 80 to 100 deg.C and controlling an agitation speed within the oil quenching tank to 5 to 15 Hz when a blade is made of SNCM439 in the oil cooling step. The oil surface pressure control method comprises cooling the blade by controlling pressure of the cooling chamber to a low pressure range between 100 mbar and 500 mbar when the blade has a size of 100 cm^3 or more and has a complicated shape in the oil cooling step.

Description

산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법{Method for heating treatment blade by controlling Surfaces Pressure of oil}Method for heating treatment blade by controlling Surfaces Pressure of oil

도 1은 종래 기술에 따른 열처리 방법을 순차적으로 나타낸 블록도,1 is a block diagram sequentially showing a heat treatment method according to the prior art;

도 2는 본 발명에 따른 열처리 방법을 순차적으로 나타낸 블록도,2 is a block diagram sequentially showing a heat treatment method according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 열처리 장치를 나타낸 개략도,3 is a schematic view showing a heat treatment apparatus according to the present invention,

도 4는 본 발명의 열처리 방법을 나타낸 열처리 공정도,4 is a heat treatment process diagram showing a heat treatment method of the present invention,

도 5는 본 발명의 열처리 방법에 적용된 SNCM439강종의 연속냉각곡선,5 is a continuous cooling curve of the SNCM439 steel applied to the heat treatment method of the present invention,

도 6은 본 발명의 열처리 방법이 적용된 제품의 내, 외부 조직 사진.6 is a picture of the internal and external tissue of the product to which the heat treatment method of the present invention is applied.

*도면중 주요 부호에 대한 설명** Description of Major Symbols in Drawings *

10 : 가열실 20 : 냉각실10: heating chamber 20: cooling chamber

25 : 오일소입조 S10 : 가열 준비단계25: oil sintered tank S10: heating preparation step

S20 : 가열단계 S30 : 블레이드 이동단계S20: heating step S30: blade moving step

S40 : 냉각 준비단계 S50 : 오일 냉각단계S40: Cooling preparation step S50: Oil cooling step

S50' : 오일 재냉각단계 S60 : 가스 냉각단계S50 ': oil recooling step S60: gas cooling step

S70 : 서브제로단계 S80 : 템퍼링단계S70: subzero step S80: tempering step

P : 진공펌프P: vacuum pump

본 발명은 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각실 압력의 제어를 통해 냉각 시기를 조절하여 블레이드를 생산하기 위한 블레이드의 균일한 조직 및 경도를 유지하고, 변형 및 크랙을 방지할 수 있도록 한 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oil pressure control heat treatment method of an industrial blade, and more specifically, to control the cooling timing through the control of the cooling chamber pressure to maintain a uniform structure and hardness of the blade for producing the blade, deformation and crack It relates to a oil pressure control heat treatment method of an industrial blade to prevent the damage.

열처리란 가열 ·냉각 등의 조작을 통하여 자동차 산업 (부품), 중장비, 유압, 공작기기 등의 기계공업의 기술 수준을 정하는 핵심 요소 기술이다. 또한 자동차 및 관련 부품 산업의 국제 경쟁력을 결정하는 기반 기술로서 최근, 환경 규제, borderless 무한 경쟁에서 경쟁력 확보위해 절대 기술 혁신이 요구되는 분야이다.Heat treatment is a core element technology that determines the technical level of the mechanical industry, such as the automotive industry (parts), heavy equipment, hydraulics, and machine tools, through operations such as heating and cooling. In addition, as a foundation technology that determines the international competitiveness of the automobile and related parts industry, it is an area where absolute technological innovation is required to secure competitiveness in environmental regulations and borderless infinite competition.

열처리는 담금질(quenching), 뜨임(tempering)의 과정을 거쳐 강의 강도 및 경도를 향상시키고, 특히 담금질 과정에서 급격한 응력과 잔류되는 오스테나이트를 분해하여 마르텐사이트를 형성시키는 작업을 뜨임이라한다. The heat treatment is a process of improving the strength and hardness of the steel through quenching and tempering, and in particular, decomposing rapid stress and residual austenite to form martensite in the quenching process.

열처리를 하는 진공도, 온도, 유지하는 시간, 냉각 속도 등이 재료의 소재나 얻고자 하는 열처리 특성에 따라 달라진다. 특히, 재료를 급랭하는 방법으로는 물 속에 담그는 것이 보통이지만, 기름이나 액체공기 속에 넣기도 하고, 찬 공기나 그 밖의 가스를 뿜어 냉각할 수도 있다. 특히 진공중에서 질소나 헬륨등 냉각능이 좋은 가스를 가압냉각, 진공 중에서 기름 냉각하는 경우가 있다. The degree of vacuum, temperature, holding time, cooling rate, etc., depending on the material and the desired heat treatment properties will vary. In particular, the method of quenching the material is usually immersed in water, but it may be put in oil or liquid air, or cooled by blowing cold air or other gas. In particular, a gas having good cooling ability such as nitrogen or helium may be oil cooled in a vacuum under pressure cooling or vacuum.

첨부 도면 도 1은 이와 같은 열처리 방법들을 통해 제품을 열처리하는 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 이하 간략하게 설명하면, 진공 중 가열부로 내부의 온도 상태를 점검하여 상기 가열부 로 내부에 열처리하고자 하는 제품을 장입하여 가열을 하게 된다.(S1)1 is a schematic view showing a method of heat-treating a product through such heat treatment methods, and briefly described below, a product to be heat-treated inside the heating part by checking a temperature state inside the heating part in a vacuum. Charged and heated. (S1)

그리고, 일정 시간 가열한 이 후에는 상기 제품을 상기 가열부 로의 배출구를 통해 냉각실로 이동하게 되고, 냉각실의 압력을 조절한 상태에서 냉각매질이 충진된 소입조 내부에 침지시켜 냉각을 시행하게 된다.(S2)After the heating for a predetermined time, the product is moved to the cooling chamber through the outlet to the heating unit, and the cooling is performed by immersing the inside of the sintering tank filled with the cooling medium under the pressure of the cooling chamber. (S2)

이 후에, 냉각이 완료된 제품을 이송장치 등을 통해 이송시켜 건져내고, 공기 중에서 자연스럽게 공냉(S3)하게 됨으로써, 제품의 열처리를 완료하게 되는 것이다.After that, the finished product is transferred by the transfer device or the like to be cooled, and naturally air-cooled (S3) in the air, thereby completing the heat treatment of the product.

그러나, 상기한 종래의 연속 열처리공정은 대형제품의 경우에 제품의 급냉시 내, 외부의 열응력차이로 인해 제품에 변형이 발생하게 되고, 이것이 심하면 제품의 형상에 따라 크랙이 발생하는 경우도 있고, 외부에 방치하면서도 갑자기 파괴가 일어나는 경우도 발생하는 문제도 있다.However, in the conventional continuous heat treatment process, in the case of a large product, deformation occurs in the product due to the difference in thermal stress between the inside and outside of the quenching of the product, and if this is severe, cracks may occur depending on the shape of the product. There is also the problem of sudden destruction while left outside.

또한, 오일 담금질을 하게 되는 경우 제품의 담금질성능은 좋아지지만, 제품 표면에서의 냉각 속도가 빠르기 때문에 내부와의 냉각 속도 차이가 심하여 제품의 부피가 크거나 형성이 복잡할 경우 상압에서 냉각 속도를 조절하기가 어려워 오히려 제품 불량의 요인으로 작용할 수 있는 폐단이 있다.In addition, when quenching the oil, the quenching performance of the product is improved, but the cooling speed at the surface of the product is fast, so the difference in cooling rate from the inside is severe. It is difficult to do it, but there is a risk that can act as a factor of product defects.

특히, 오일 담금질시 보여지는 제품의 열처리 결과가 표면과 심부의 경도가 매우 다르고, 조직이 일정하지 않으므로, 제품의 사용시 크랙 또는 파손이 손쉽게 발생되어 제품의 수명이 최소 요구 수명에도 미치지 못하는 문제도 있었다.In particular, the heat treatment results of the product seen during oil quenching are very different from the hardness of the surface and the core, and the structure is not uniform, there is a problem that the crack or breakage occurs easily when the product is used, the product life does not reach the minimum required life. .

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 블레이드가 냉각되는 냉각실의 압력을 조절하여, 블레이드 내, 외부의 냉각 속도 차이에 의한 블레이드의 변형 및 크랙 등을 방지할 수 있도록 한 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, by adjusting the pressure of the cooling chamber in which the blade is cooled, it is possible to prevent the deformation and cracks of the blade due to the difference in the cooling rate of the blade, the outside. In order to provide a method for controlling the oil pressure of an industrial blade.

본 발명의 다른 목적은 열처리된 블레이드의 내, 외부 경도를 균일하게 하는 동시에 우수한 열처리조직을 갖도록 하여 블레이드의 수명을 늘릴 수 있도록 한 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for controlling the oil pressure of an industrial blade to increase the life of the blade by making the internal and external hardness of the heat-treated blade uniform and at the same time having an excellent heat treatment structure.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열처리 방법은, 강종으로 이루어진 블레이드를 가열 및 냉각시켜 필요한 조직을 얻는 열처리 방법에 있어서, 진공펌프에 의해 가열실을 진공상태로 유지하고, 상기 블레이드의 소재 및 크기에 따라 가열온도 및 가열시간을 결정하는 가열 준비단계와; 진공의 가열실 내부에 침탄성 분위기를 조성하여 상기 블레이드를 가열하는 가열단계와; 상기 가열된 블레이드를 냉각실로 이동시키는 블레이드 이동단계와; 상기 블레이드의 소재 및 크기에 따라 열처리 요구 특성에 맞는 연속냉각곡선을 결정하는 냉각 준비단계와; 상기 연속냉각곡선의 특성에 따라 냉각실의 압력과 교반속도를 제어하여 상기 블레이드를 오일소입조 내에서 균일 냉각하는 오일 냉각단계와; 상기 오일소입조에서 냉각된 블레이드를 들어올려 오일 분위기에서 가스로 균일 냉각하는 가스 냉각단계와; 상기 블레이드를 0℃이하의 온도에서 냉각하는 서브제로단계와; 상기 블레이드를 두 번에 걸쳐 재가열한 후 공냉시키는 템퍼링단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the heat treatment method of the present invention for achieving the above object, in the heat treatment method of heating and cooling the blade made of steel grade to obtain the required structure, the heating chamber is maintained in a vacuum state by a vacuum pump, the material of the blade And a heating preparation step of determining a heating temperature and a heating time according to the size. A heating step of heating the blade by forming a carburizing atmosphere in a vacuum heating chamber; A blade moving step of moving the heated blade to a cooling chamber; A cooling preparation step of determining a continuous cooling curve according to heat treatment requirements according to the material and size of the blade; An oil cooling step of uniformly cooling the blade in an oil sintering tank by controlling the pressure and the stirring speed of the cooling chamber according to the characteristics of the continuous cooling curve; A gas cooling step of lifting the blade cooled in the oil sintering tank and uniformly cooling the gas in an oil atmosphere; A subzero step of cooling the blade at a temperature of 0 ° C. or lower; And a tempering step of re-heating the blade twice and then air-cooling the blade.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법에 대한 것으로, 크게 가열 준비단계(S10)와, 가열단계(S20)와, 블레이드 이동단계(S30)와, 냉각 준비단계(S40)와, 오일 냉각단계(S50)와, 가스 냉각단계(S60)와, 서브제로단계(S70)와, 템퍼링단계(S80)를 구성요소로 한다.2 to 4 is for the oil pressure control heat treatment method of the industrial blade of the present invention, the heating preparation step (S10), the heating step (S20), the blade moving step (S30), the cooling preparation step (S40) ), An oil cooling step S50, a gas cooling step S60, a subzero step S70, and a tempering step S80.

이하 설명하면, 먼저 가열 준비단계(S10)에서는 진공펌프(P)를 이용하여 가열실 내부를 진공상태로 유지시키고, 블레이드의 소재 및 크기에 따라 가열온도 및 가열시간을 결정하는 것으로, 블레이드의 소재에 따라 가열온도를 설정하고, 그 블레이드의 크기에 따라 가열시간을 선정하되, 가공량을 고려하여 승온시간 및 가열의 구배를 결정하게 된다.In the following description, first, in the heating preparation step (S10), the inside of the heating chamber is maintained in a vacuum state using a vacuum pump (P), and the heating temperature and the heating time are determined according to the material and size of the blade. The heating temperature is set according to the heating time, and the heating time is selected according to the size of the blade, and the temperature raising time and the heating gradient are determined in consideration of the processing amount.

계속해서, 가열단계(S20)에서는 블레이드를 가열실(10) 내부에 투입하고, 진공의 가열실(10) 내부에 침탄성분위기를 조성하여 블레이드를 가열하는 것으로, 상기 블레이드가 SNCM439(8종)인 경우, 상기 가열실(10)을 300~650℃로 승온시켜 약 1시간 30분 유지시킨 후, 약 850∼880℃까지 승온시켜 약 30~50분동안 블레이드를 가열한다.Subsequently, in the heating step (S20), the blade is introduced into the heating chamber 10, and a carburizing component atmosphere is formed inside the vacuum heating chamber 10 to heat the blade, and the blade is SNCM439 (8 types). In this case, the heating chamber 10 is heated to 300 to 650 ° C. for about 1 hour and 30 minutes, and then heated to about 850 to 880 ° C. to heat the blade for about 30 to 50 minutes.

이 때, 상기 침탄성분위기로는 엔도가스(Rx gas) 또는 아세틸렌(C2H2), 프로판(C3H8)등이 사용되는데, 여기서 상기 엔도가스는 대개 수소(H2) 30Wt%이상, 메탄(CH4) 3~30Wt%, 이산화탄소(CO2) 0.5Wt%이상, 잔량의 질소(N2)로 구성되며, 수분 (H20)은 0.5Wt%이하여야 한다.At this time, as the carburizing component endo gas (Rx gas) or acetylene (C 2 H 2 ), propane (C 3 H 8 ), etc. are used, where the endose is usually hydrogen (H 2 ) 30Wt% or more , Methane (CH 4 ) 3 ~ 30Wt%, carbon dioxide (CO 2 ) more than 0.5Wt%, residual nitrogen (N 2 ) and water (H 2 0) should be less than 0.5Wt%.

계속해서, 블레이드 이동단계(S30)에서는 상기 가열된 블레이드를 냉각실(20)로 이동시키는 것으로, 냉각실(20)의 압력이 가열실(10)의 압력보다 높은 경우에는 상기 블레이드의 이동을 제한하고, 냉각실(20)의 압력이 가열실(10)의 압력과 동일해 지는 경우, 상기 블레이드의 이동을 허가하게 된다. Subsequently, in the blade moving step S30, the heated blade is moved to the cooling chamber 20, and when the pressure of the cooling chamber 20 is higher than the pressure of the heating chamber 10, the movement of the blade is restricted. When the pressure in the cooling chamber 20 becomes equal to the pressure in the heating chamber 10, the blade is allowed to move.

그 이유는, 냉각실(20)의 압력이 가열실(10)의 압력보다 현저히 높은 경우에 가열실(10)과 냉각실(20) 사이를 개방하면 냉각실(20)의 높은 압력에 의해 냉각실(20) 내부의 염이 가열실(10)로 넘어가게 되어, 사고 발생의 위험이 있기 때문이다. 이에 따른, 블레이드가 이동되는 경우의 가열실(10)과 냉각실(20)의 최소 압력은 각각 25~50mbar가 되도록 조절하는 것이 적절하다.The reason for this is that when the pressure in the cooling chamber 20 is significantly higher than the pressure in the heating chamber 10, if the pressure is opened between the heating chamber 10 and the cooling chamber 20, it is cooled by the high pressure of the cooling chamber 20. This is because the salt inside the chamber 20 is transferred to the heating chamber 10, which may cause an accident. Accordingly, the minimum pressure of the heating chamber 10 and the cooling chamber 20 when the blade is moved is appropriately adjusted to be 25 to 50 mbar, respectively.

다음으로, 냉각 준비단계(S40)에서는 상기 블레이드의 소재 및 크기에 따라 열처리 요구 특성에 맞는 연속냉각곡선을 결정하는 것으로, 첨부도면 도 5는 본 발명에 사용되는 SNCM439의 연속냉각곡선(CCT곡선:Continuous Cooling Transformation Diagram)을 나타낸 것인데, 상기와 같은 연속냉각곡선은 블레이드의 소재별로 서로 상이하게 나타난다.Next, in the cooling preparation step (S40) to determine the continuous cooling curve according to the heat treatment requirements characteristics according to the material and size of the blade, the accompanying drawings Figure 5 is a continuous cooling curve (CCT curve) of the SNCM439 used in the present invention: Continuous Cooling Transformation Diagram), the above-mentioned continuous cooling curve is different from each other by the material of the blade.

계속해서, 도 2 내지 도 4에 도시된 오일 냉각단계(S50)에서는 상기 연속냉각곡선의 특성에 따라 냉각실(20)의 압력과 교반속도를 제어하여, 상기 블레이드를 오일소입조(25)에 침지시켜 냉각하게 된다.
여기서, 냉각실(20)의 압력을 제어해야 하는 이유에 대해 도 5(SNCM439의 연속냉각곡선)를 예시하여 간략하게 설명하면, 제품을 냉각하는 경우, 약 850℃에서 1/4정도의 제품 심부 위치에 완전마르텐사이트를 얻기 위해서는 10초 내에 대략 450℃구간을 지나가도록 하면 된다. 그런데, 일반적으로 제품이 오일에 처음 닿게 되는 위치와 늦게 닿게 되는 위치가 서로 다르게 됨으로써, 제품 내, 외부의 냉각 시작시간이 서로 다르게 되고, 그에 따라 제품의 변형이 발생하게 된다.
이에, 상기한 변형 발생을 최소화시키기 위해 냉각압력 조절을 통해 냉각 시작시간을 동일하게 제어하는 것이다. 즉, 소입되는 오일의 특성에 따라 압력을 조절하여, 장입물 전체에서 거의 동시에 증기막이 깨지는 시간을 변경함으로써, 제품의 외부 온도가 동일하게 내려가도록 하고, 노우즈 구간을 지난 후 소입하여 제품 내부도 균일하게 냉각시킬 수 있는 것이다.
다시 설명하면, 냉각실 내의 가스가 제품의 표면에 적게 붙게 됨으로써, 오일 내에서 기포발생량이 작아지고, 또한 오일 표면에 충격을 가하는 양이 작아지게 됨으로써, 제품 표면에서 증기막이 깨지는 시간이 바뀌게 된다. 따라서, 제품의 표면 증기막 형성과 깨지는 시간 조절이 가능하여, 제품 내, 외부의 균일한 냉각을 실현할 수 있는 것이다.Subsequently, in the oil cooling step S50 illustrated in FIGS. 2 to 4, the pressure and the stirring speed of the cooling chamber 20 are controlled according to the characteristics of the continuous cooling curve, so that the blade is transferred to the oil sintering tank 25. Cool by dipping.
Here, the reason for controlling the pressure of the cooling chamber 20 will be briefly described with reference to FIG. 5 (the continuous cooling curve of SNCM439). In the case of cooling the product, about 1/4 of the product core part at about 850 ° C In order to get full martensite at the site, it is necessary to pass about 450 ° C within 10 seconds. However, in general, since the position where the product first comes into contact with the oil and the position where it comes in late is different from each other, the cooling start time of the inside and outside of the product is different from each other, resulting in deformation of the product.
Thus, in order to minimize the occurrence of the deformation is to control the cooling start time to the same by adjusting the cooling pressure. In other words, by adjusting the pressure according to the characteristics of the quenched oil, by changing the time that the steam film breaks almost at the same time throughout the contents, the external temperature of the product is lowered equally, and after the nose section is quenched to uniform the inside of the product It can be cooled.
In other words, the less gas in the cooling chamber adheres to the surface of the product, the smaller the amount of bubbles generated in the oil, and the smaller the amount of impact on the surface of the oil, thereby changing the time that the vapor film breaks on the surface of the product. Therefore, it is possible to control the formation of the surface vapor film of the product and to break the time, thereby realizing uniform cooling inside and outside the product.

이러한, 상기 오일 냉각단계(S50)에서는 블레이드의 소재가 SNCM439인 경우, 냉각실(20)의 압력을 100~700mbar로 제어하고, 오일소입조(25) 내부의 온도를 80~100℃로 제어하며, 오일소입조(25) 내의 교반속도를 5~15Hz로 제어하여 상기 블레이드를 약 15분간 냉각한다. 그리고, 상기 냉각실(20) 상부의 진공펌프(P)를 이용하여 냉각실(20)의 진공 상태를 유지시키게 된다.In the oil cooling step (S50), when the material of the blade is SNCM439, the pressure of the cooling chamber 20 is controlled to 100 ~ 700mbar, and the temperature inside the oil sintering tank 25 to 80 ~ 100 ℃ The stirring speed in the oil sintering tank 25 is controlled to 5 to 15 Hz to cool the blade for about 15 minutes. Then, the vacuum state of the cooling chamber 20 is maintained by using the vacuum pump P above the cooling chamber 20.

이 때, 상기 블레이드의 크기가 100㎤이상이고 그 형상이 복잡한 경우에는, 기포발생단계의 시간이 지연되는 압력으로 조절하여야 함으로써, 냉각실(20)의 압력을 100~500mbar 사이로 낮게 조절하여 블레이드를 냉각하게 된다.At this time, if the size of the blade is 100 cm 3 or more and the shape is complicated, the time of the bubble generation step should be adjusted to a pressure that is delayed, by adjusting the pressure of the cooling chamber 20 low between 100 ~ 500 mbar to control the blade To cool.

여기서, 상기 냉각매질은 전열을 발생시켜 가열함으로써, 상기 오일소입조(25) 내에서 순환 유동시켜 염도 및 온도가 균일하게 되도록 한다.In this case, the cooling medium generates heat to heat and circulates in the oil sintering tank 25 so that salinity and temperature are uniform.

계속해서, 가스 냉각단계(S60)에서는 상기 오일소입조(25)에서 냉각된 블레이드를 들어올려 약 700mbar 압력의 오일 분위기에서 균일 냉각한다.Subsequently, in the gas cooling step (S60), the blade cooled in the oil sintering tank 25 is lifted and uniformly cooled in an oil atmosphere of about 700 mbar pressure.

여기서, 상기 블레이드의 크기 및 부피가 큰 경우에는 가스 냉각단계(S60) 이후에 상기 블레이드를 다시 오일소입조(25)에 침지시켜 냉각시키는 오일 재냉각단계(S50')를 더 실시하게 된다.In this case, when the size and volume of the blades are large, the oil recooling step (S50 ') of immersing and cooling the blades in the oil sintering tank 25 after the gas cooling step (S60) is further performed.

다음으로, 서브제로(sub-zero)단계(S70)에서는 상기 블레이드를 0℃이하의 온도에서 냉각하는 것으로, 180℃에서 0℃이하까지 1시간 가량 냉각시켜 온도를 조절한 후, 규정된 0℃이하의 온도에서 약 3시간 냉각을 유지함으로써, 블레이드의 크랙 및 변형을 방지하게 된다.Next, in the sub-zero step (S70), the blade is cooled at a temperature of 0 ° C. or lower, and cooled by about 1 hour from 180 ° C. to 0 ° C. or lower, and then adjusted to a temperature of 0 ° C. Maintaining cooling for about 3 hours at the following temperature prevents the blade from cracking and deformation.

계속해서, 템퍼링단계(S80)에서는 상기 블레이드를 재가열한 후 공냉시키는 템퍼링열처리를 두 번에 걸쳐 실행하는 것으로, 상기 서브제로 열처리한 블레이드 를 약 350~380℃의 온도에서 30분 가량 재가열한 후 공냉시키는 열처리작용을 두 번에 걸쳐 실행함으로써, 원하는 수준의 열처리 조직과 함께 최적 경도(HRC48~52)를 갖는 산업용 블레이드를 얻을 수 있게 된다.Subsequently, in the tempering step (S80), a tempering heat treatment for re-heating the blade and then air-cooling is performed twice, and after reheating the blade heat-treated with the sub zero at a temperature of about 350 to 380 ° C. for about 30 minutes, the air is cooled. By performing the heat treatment operation in two times, it is possible to obtain an industrial blade having an optimum hardness (HRC48 ~ 52) with a desired level of heat treatment structure.

여기서, 산업용 블레이드란 산업용 파쇄기, 절단기등 중장비에 사용되거나 스크랩 절단용으로 사용되는 제품으로, 내마모성, 내구성이 향상된 산업용 제품을 지칭하는 것이다.Here, the industrial blade is a product used in heavy equipment such as industrial crushers, cutters, or scrap cutting, and refers to an industrial product having improved wear resistance and durability.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.

먼저, 도 2 내지 도 4와 같이 소정 제품으로 가공된 블레이드를 가열실(10) 내부에 장입시켜 상기 블레이드를 침탄성분위기 하에서 가열한다. 즉, 상기 블레이드를 가열실(10) 내부의 엔도가스 또는 아세틸렌, 프로판 등의 분위기에서 가열 유지하게 됨으로써, 블레이드를 침탄 분위기에서 가열할 수 있는 것이다.First, as shown in FIGS. 2 to 4, the blade processed into a predetermined product is charged into the heating chamber 10 to heat the blade under the carburizing component crisis. That is, the blade is heated in an atmosphere such as endo gas, acetylene, or propane in the heating chamber 10, so that the blade can be heated in a carburized atmosphere.

이 중에서, 엔도가스 분위기에서의 가열은 "2CH4+O2 ℃2CO+4H2"의 반응식으로 나타낼 수 있는 흡열반응(Endothermic reaction)이 이루어지게 되는데, 이 때 가스에 의한 강한 환원성 분위기가 조성되고, 블레이드 표면에 탄화물(Fe3C)층이 형성됨으로써, 블레이드로부터의 탈탄이 방지될 수 있게 된다.Among them, the heating in the endo gas atmosphere is an endothermic reaction that can be represented by the reaction formula of "2CH 4 + O 2 ℃ 2CO + 4H 2 ", at this time a strong reducing atmosphere by the gas is formed By forming a carbide (Fe 3 C) layer on the blade surface, decarburization from the blade can be prevented.

그리고, 상기 가열실(10)은 폐쇄된 상태에서 가열 작용이 이루어지므로 내부에 열을 균일하게 분포 작용시킬 수 있게 되고, 이로써 상기 블레이드를 열편차없이 고르게 가열시킬 수 있게 된다.In addition, since the heating operation is performed in a closed state, the heating chamber 10 can uniformly distribute heat therein, thereby heating the blade evenly without thermal deviation.

한편, 상기한 바와 같이 블레이드의 가열이 완료되면, 가열실(10)과 냉각실(20)의 압력이 동일하게 되도록 조절한 후, 상기 가열실(10)과 냉각실(20) 사이를 개방하여 가열된 블레이드를 냉각실(20)로 이동시키고, 상기 가열실(10)과 냉각실(20) 사이를 차단한다.On the other hand, when the heating of the blade is completed as described above, after adjusting the pressure of the heating chamber 10 and the cooling chamber 20 to be the same, by opening between the heating chamber 10 and the cooling chamber 20 The heated blade is moved to the cooling chamber 20, and is cut off between the heating chamber 10 and the cooling chamber 20.

이처럼, 이동된 블레이드는 냉각실(20) 하부에 조성된 오일소입조(25)에 침지시켜 냉각시키게 되는데, 이 때 상기 블레이드의 특성에 따른 연속냉각곡선을 감안하여 상기 냉각실(20)의 압력을 변화 및 제어하게 된다.As such, the moved blade is cooled by immersing in the oil sintering tank 25 formed in the lower part of the cooling chamber 20, in which case the pressure of the cooling chamber 20 in consideration of the continuous cooling curve according to the characteristics of the blade. Change and control.

이와 같이, 상기 냉각실(20)의 압력을 변화시켜 블레이드를 냉각시키면, 블레이드의 분압과 점도가 바뀌게 되고, 그에 따라 증기막 단계와 대류단계 개시 온도가 바뀌게 된다. 이에 따라, 블레이드 내, 외부의 냉각 시작온도를 제어하여 블레이드의 냉각 성능을 높일 수 있게 된다.As such, when the pressure of the cooling chamber 20 is changed to cool the blade, the partial pressure and the viscosity of the blade are changed, and thus the vapor membrane stage and the convection stage start temperature are changed. Accordingly, it is possible to increase the cooling performance of the blade by controlling the cooling start temperature inside and outside the blade.

즉, 다시 설명하면 상기 냉각실(20)의 압력 변화에 의해, 오일소입조(25)의 기체분자량이 줄어들게 되고, 블레이드 내부에 전달되는 냉각속도가 차이가 나게 되며, 액체의 기화 속도가 빨라지게 된다. 따라서, 블레이드 내부의 활동도가 달라져 전체적인 블레이드 냉각속도를 지연시키고, 염내에서 형성되는 기포발생단계를 부위별로 차이가 없이 만들어 균일냉각을 시킴으로써, 상기 블레이드의 열처리 중 발생되는 변형 및 크랙 등을 방지할 수 있는 것이다.In other words, the gas molecular weight of the oil sintering tank 25 is reduced by the pressure change of the cooling chamber 20, the cooling rate delivered to the blade is different, and the vaporization rate of the liquid is increased. do. Therefore, the activity inside the blade is changed to delay the overall cooling rate of the blade, and by uniformly cooling by making the bubble generation step formed in the salt without any difference for each part, to prevent deformation and cracks generated during the heat treatment of the blade, etc. It can be.

아울러, 상기와 같이 블레이드의 열 변형을 최소화함으로써, 열 변형에 따른 후처리공정절감 및 이로 인한 금형제작 및 제반 비용을 절감할 수도 있다. 또한, 상기 후처리 가공 및 연마에 따라 발생되는 폐기물을 절감할 수 있고, 그에 따른 환경오염인자를 감소 및 개선시킬 수 있는 것이다.In addition, by minimizing the thermal deformation of the blade as described above, it is possible to reduce the post-treatment process according to the thermal deformation and thereby reduce the mold production and overall costs. In addition, it is possible to reduce the waste generated by the post-treatment and polishing, thereby reducing and improving the environmental pollution factor.

한편, 상기와 같이 오일소입조(25)에서 냉각을 마친 후에는 상기 블레이드를 들어올려 냉각실(20) 상부 공간의 오일 분위기에서 가스 냉각을 시행하여 열처리 과정을 완료하게 된다. 이 때, 상기 가스 냉각단계(S60) 이 후에 블레이드의 크기가 큰 경우에는 다시 오일소입조(25) 내부에 침지시켜 재냉각시킬 수도 있게 된다.On the other hand, after the cooling in the oil sintering tank 25 as described above to lift the blade to perform gas cooling in the oil atmosphere of the upper space of the cooling chamber 20 to complete the heat treatment process. At this time, if the size of the blade after the gas cooling step (S60) is large, it can be immersed again in the oil sintering tank 25 to be recooled.

그리고, 상기와 같이 가스 냉각된 블레이드를 0℃이하의 온도에서 냉각시키는 서브제로 열처리를 실행하게 된다. 이와 같은 서브제로 열처리를 하게 되면, 내부응력의 증가로 인해 블레이드가 깨지게 되는 방치크랙과 제품의 변형을 방지할 수 있게 된다.Then, a subzero heat treatment is performed to cool the gas-cooled blade at a temperature below 0 ° C. When the heat treatment with such a sub agent, it is possible to prevent the left crack and the deformation of the product that the blade is broken due to the increase in the internal stress.

한편, 상기와 같이 서브제로 열처리를 마친 후에는 상기 블레이드를 두 차례에 걸쳐 템퍼링 열처리를 실행하게 된다. 이와 같은 템퍼링 열처리를 실행하게 되면, 블레이드 내, 외부의 경도차를 줄이는 동시에, 원하는 수준의 균일한 열처리 조직을 확보할 수도 있게 된다.On the other hand, after the sub-zero heat treatment as described above, the blade is tempered heat treatment twice. When such a tempering heat treatment is performed, it is possible to reduce the hardness difference between the inside and the outside of the blade and to secure a uniform heat treatment structure of a desired level.

따라서, 적절한 환경의 템퍼링 열처리를 통해 제품의 내, 외부 경도값의 차이를 줄이게 됨으로써, 제품의 크랙 및 파손을 방지하여 오랜 기간 원활하게 제품을 사용할 수 있는 것이다.Therefore, by reducing the difference between the internal and external hardness value of the product through the tempering heat treatment in an appropriate environment, it is possible to use the product smoothly for a long time to prevent cracks and damage of the product.

또한, 도 6은 본 발명의 열처리 방법을 통해 열처리된 제품의 내, 외부 조직을 각각 확대하여 나타낸 것으로, 조직의 관찰 결과 미세한 카바이드가 금형의 내, 외부에 고르게 분포됨을 알 수 있고, 이로 인해 인성이 우수한 열처리조직을 만들고 있음을 알 수 있는 것이다.In addition, Figure 6 is an enlarged view of the internal and external structure of the product heat-treated through the heat treatment method of the present invention, it can be seen that the fine carbide is distributed evenly inside and outside of the mold, as a result of the observation of the tissue, It can be seen that making this excellent heat treatment structure.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.On the other hand, the present invention has been described in detail only with respect to the specific examples described above it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, it is natural that such variations and modifications belong to the appended claims. .

즉, 본 발명에서는 블레이드의 소재를 SNCM439(구, SNCM8종)강종을 적용한 산업용 블레이드의 예만을 설명 및 도시하였으나, 본 발명의 열처리 방법을 통해 적용 가능한 오스템퍼링 강종이나 다른 강종의 열처리 방법 역시 본 발명의 구성에 포함된다.That is, in the present invention, only the example of the industrial blade applying the material of the blade SNCM439 (former, SNCM8) steel grade, but described, but also the heat treatment method of the ostampering steel grade or other steel grades applicable through the heat treatment method of the present invention Included in the configuration.

또한, 상기한 산업용 블레이드 이외에도 자동차 부품에 사용되는 스프링, 와셔, 패스너(볼트, 너트, 스크류 등)류에 적용될 수 있고, 금형과 관련된 단조 및 다이캐스팅의 조직제어 열처리에도 적용될 수 있으며, 정밀도를 요하는 칼이나 스테인리스 부품의 열처리 등에도 적용될 수 있는 것은 자명한 것이다.In addition to the industrial blades described above, it can be applied to springs, washers, fasteners (bolts, nuts, screws, etc.) used in automobile parts, and can also be applied to tissue-controlled heat treatment of forging and die casting related to molds, and requires precision. Applicable to the heat treatment of knives or stainless steel parts is obvious.

이상에서와 같이 본 발명은 블레이드의 냉각 작용시 냉각실의 압력 변화에 의해 전체적인 블레이드 균일냉각속도를 유지시키고, 진공오일내에서 형성되는 기포발생단계를 부위별로 차이가 없이 만들어 균일냉각을 시키므로, 열처리 중 블레이드에 발생되는 변형 및 크랙 등을 방지할 수 있는 효과가 있고, 또한 상기와 같이 블레이드의 열 변형을 최소화함으로써, 열 변형에 따른 후처리공정절감 및 이로 인한 금형제작 및 제반 비용을 절감하는 효과가 있다.As described above, the present invention maintains the overall blade uniform cooling rate by the pressure change of the cooling chamber during the cooling action of the blade, and makes uniform cooling by making the bubble generation step formed in the vacuum oil without any difference for each part, There is an effect that can prevent deformation and cracks, etc. generated in the heavy blade, and also by minimizing the thermal deformation of the blade as described above, reducing the post-treatment process according to the thermal deformation, thereby reducing the mold production and overall costs There is.

더욱이, 상기와 같이 냉각실의 압력을 제어하여 대류가 일찍 일어나도록 함 으로써, 열처리를 통해 분포되는 미세한 카바이드에 의해 인성이 우수한 열처리조직을 생산할 수 있는 효과도 있고, 특히 오일 냉각 이후의 서브제로 및 템퍼링 열처리를 통해 블레이드 내, 외부의 경도차를 줄이는 동시에, 원하는 수준의 균일한 열처리 조직을 확보함으로써, 제품의 크랙 및 파손을 방지하여 오랜 기간 원활하게 제품을 사용할 수 있는 효과도 있는 것이다.Further, by controlling the pressure in the cooling chamber as described above, convection occurs early, there is an effect that can produce a heat treatment structure excellent in toughness by the fine carbide distributed through heat treatment, in particular, sub-zero after oil cooling and The tempering heat treatment reduces the hardness difference between the blade and the blade, and at the same time ensures a uniform level of heat treatment to prevent cracking and breakage of the product.

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 진공펌프에 의해 가열실을 진공상태로 유지하고, 블레이드의 소재 및 크기에 따라 가열온도 및 가열시간을 결정하는 가열 준비단계와, 진공의 가열실 내부에 침탄성 분위기를 조성하여 상기 블레이드를 가열하는 가열단계와, 상기 가열된 블레이드를 냉각실로 이동시키는 블레이드 이동단계와, 상기 블레이드의 소재 및 크기에 따라 열처리 요구 특성에 맞는 연속냉각곡선을 결정하는 냉각 준비단계와, 상기 연속냉각곡선의 특성에 따라 냉각실의 압력과 교반속도를 제어하여 상기 블레이드를 오일소입조 내에서 균일 냉각하는 오일 냉각단계와, 상기 오일소입조에서 냉각된 블레이드를 들어올려 오일 분위기에서 가스로 균일 냉각하는 가스 냉각단계와, 상기 블레이드를 0℃이하의 온도에서 냉각하는 서브제로단계와, 상기 블레이드를 두 번에 걸쳐 재가열한 후 공냉시키는 템퍼링단계를 통해 블레이드를 가열 및 냉각시켜 필요한 조직을 얻는 유면압 제어 열처리 방법에 있어서,The heating chamber is maintained in a vacuum state by a vacuum pump, and a heating preparation step of determining a heating temperature and a heating time according to the material and size of the blade, and forming a carburizing atmosphere inside the heating chamber of the vacuum to heat the blade A heating step, a blade moving step of moving the heated blades to a cooling chamber, a cooling preparation step of determining a continuous cooling curve that meets heat treatment requirements according to the material and size of the blade, and a characteristic of the continuous cooling curve. An oil cooling step of uniformly cooling the blades in the oil sintering tank by controlling a pressure and a stirring speed of a cooling chamber, and a gas cooling step of lifting the blades cooled in the oil sintering tank and uniformly cooling the gas in an oil atmosphere; A subzero step of cooling the blade at a temperature of 0 ° C. or less, and the blade twice In the surface pressure oil to obtain a tissue required to heat and cool the blade through a controlled heat treatment step of tempering the air-cooling after heating, 상기 오일 냉각단계(S50)에서 블레이드의 소재가 SNCM439인 경우, 냉각실(20)의 압력을 100~700mbar로 제어하고, 오일소입조(25) 내부의 온도를 80~100℃로 제어하며, 오일소입조(25) 내의 교반속도를 5~15Hz로 제어하여 냉각하는 것을 특징으로 하는 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법.If the material of the blade in the oil cooling step (S50) is SNCM439, the pressure of the cooling chamber 20 is controlled to 100 ~ 700mbar, the temperature inside the oil sintered tank 25 to 80 ~ 100 ℃, oil The oil pressure control heat treatment method of the industrial blade, characterized in that the cooling by controlling the stirring speed in the hardening tank 25 to 5 ~ 15Hz. 제 5항에 있어서, 상기 오일 냉각단계(S50)에서 블레이드의 크기가 100㎤이상이고 그 형상이 복잡한 경우에, 냉각실(20)의 압력을 100~500mbar 사이로 낮게 조절하여 블레이드를 냉각하는 것을 특징으로 하는 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법.The method of claim 5, wherein in the oil cooling step (S50) when the blade size is 100 cm 3 or more and the shape is complex, the blade is cooled by adjusting the pressure of the cooling chamber 20 low between 100 ~ 500mbar. Pressure-controlled heat treatment method for industrial blades.
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