KR100780504B1

KR100780504B1 - The method of Carburizing

Info

Publication number: KR100780504B1
Application number: KR1020060002419A
Authority: KR
Inventors: 김상진
Original assignee: 김상진
Priority date: 2006-01-09
Filing date: 2006-01-09
Publication date: 2007-11-29
Also published as: KR20070074378A

Abstract

본 발명은 기어(Gear), 피니언(Pinion), 휠(Wheel), 롤(Roll), 피스톤(Piston)등의 철강재료제작 시 내구성 및 내마모성을 향상시키는 침탄 열처리 방법에 관한 것으로, The present invention relates to a carburizing heat treatment method for improving durability and abrasion resistance when manufacturing steel materials such as gear, pinion, wheel, roll, piston, etc.

기존 침탄 기술로는 얻을 수 없었던 표면강도를 철강재료에 부여하는 기술로서, 더욱 자세히는 제작 공정 중 침탄 열처리 시 침탄 깊이를 6mm까지 가능한 침탄 열처리 방법으로, 침탄 할 소재를 선정하고 상기 소재에 침탄을 방지할 부위에 방지 처리를 한 후 200시간의 침탄 싸이클을 갖는 1차 침탄을 행한 후 10시간의 침탄 싸이클을 갖는 2차 침탄을 행한 후, 1,2차 템파링을 통하여 완성하는 침탄 열처리 방법으로, 침탄 깊이를 6mm까지 가능토록 함으로 내구성 및 내마모성 등의 기계적인 성질을 향상시킬 뿐만 아니라 변형이 적어 기어제작 공정 시 후 공정 연마시간이 짧아지는 등 그 효과가 다대한 침탄 열처리 방법이다.It is a technology that gives surface strength to steel materials that could not be obtained by the existing carburizing technology.In detail, the carburizing heat treatment method enables the carburizing depth up to 6mm during the carburizing heat treatment during the manufacturing process. After carburizing at the site to be prevented, the first carburizing process having a carburizing cycle of 200 hours was carried out, followed by the second carburizing having a carburizing cycle of 10 hours, and then the carburizing heat treatment method completed through the first and second tempering. In addition, the carburizing depth can be up to 6mm, which not only improves the mechanical properties such as durability and abrasion resistance, but also has less deformation, which shortens the post-polishing time during the gear manufacturing process.

침탄 열처리, 내구성, 내마모성, 연마, 기어 Carburizing heat treatment, durable, abrasion resistance, polishing, gears

Description

Carburizing Heat Treatment of Steel Material {The method of Carburizing}

도 1은 본 발명에 따른 침탄 열처리 공정을 순차적으로 나타내는 도면1 is a view sequentially showing a carburizing heat treatment process according to the present invention

도 2는 본 발명에 따른 침탄 열처리 후 표면깊이에 따른 경도를 나타내는 그래프2 is a graph showing the hardness according to the surface depth after the carburization heat treatment according to the present invention

도 3은 선택된 소재의 조직 및 입도를 확대한 사진3 is an enlarged photo of the tissue and the particle size of the selected material

도 4는 침탄담금질 이후의 철강재료의 조직 및 입도를 확대한 사진Figure 4 is an enlarged photo of the structure and grain size of the steel material after carburizing quenching

도 5는 본 발명의 공정을 완전히 거친 철강재료의 조직 및 입도를 확대한 사진Figure 5 is an enlarged photo of the structure and grain size of the steel material completely subjected to the process of the present invention

본 발명은 철강재료의 제작 시 내구성 및 내마모성을 향상시키는 침탄 열처리 방법에 관한 것으로, The present invention relates to a carburizing heat treatment method for improving durability and wear resistance in the production of steel materials,

여러 열처리 방법 중 침탄법이 사용되는 재료는 다양하며 국내 열처리 업계는 규모가 대부분 영세하고 기술력 저하로 대형 제철소나 중공업에 침탄법에 이한 경도강화 필요 시 대응을 하지 못하여 많은 문제가 야기 되고 있다. 침탄을 통해 표면경화 강도를 향상시키는 방법으로 알려진 기술에는 침탄깊이를 깊게 하는 기술 외에 고농도 침탄법이 있다. 고농도 침탄법은 침탄깊이에는 변화를 주지 않고, 탄소량을 종래의 0.8%~1.0%에서 2~3%로 하여 침탄부품의 고강도화를 얻게 하는 기술인데, 탄화물의 형상이나 양의 제어가 용이하지 못하고, 처리 시 높은 C.P(Carbon Potential)로 인해 다량의 그을음(Soot)이 발생하여 장치의 유지관리를 어렵게 함은 물론 품질을 저하시키는 등의 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 물론 이러한 단점을 개선하기 위한 연구개발이 시도되고 있는 실정이다. Among the various heat treatment methods, carburizing method is used in various materials. Domestic heat treatment industry is mostly small, and due to technical deterioration, large steel mills or heavy industries cannot cope with the need for hardness reinforcement. Techniques known to improve surface hardening strength through carburizing include high-carburizing methods in addition to deep carburizing techniques. The high concentration carburizing method does not change the depth of carburizing and increases the carbon content from 0.8% to 1.0% to 2% to 3%, and it is difficult to control the shape and amount of carbide. In addition, a large amount of soot occurs due to high CP (Carbon Potential) during treatment, which makes it difficult to maintain the device and has various problems such as degrading the quality. Of course, research and development is being attempted to remedy these shortcomings.

통상 높은 내마모성이 요구될 뿐만 아니라 계속적인 운동에 의한 충격에도 견딜 수 있는 내구성, 내마멸성 등 큰 기계적 성질을 만족하기 위해서는 비커 경도값 HV 513 까지의 매우 높은 수준까지 요구하게 됨으로, 이러한 요구에 맞추어 철강재료를 제작하기 위해서 행해지는 표면 경화법은 대단히 어려운 기술을 요구하며, 일반적으로 기어를 제작함에 표면 경화법으로 침탄 열처리를 수행함으로 상기의 기계적 성질의 요구를 충족시키고 있다. In order to satisfy high mechanical properties such as durability and abrasion resistance, which are not only required for high abrasion resistance but also to be subjected to impacts caused by continuous movements, they require a very high level of beaker hardness value of HV 513. The surface hardening method performed to fabricate a very difficult technology, and generally meets the requirements of the above mechanical properties by performing a carburizing heat treatment by the surface hardening method in manufacturing a gear.

상기 표면 경화법인 침탄 열처리는 강의 표면에 탄소(카본)를 침투시켜 표면을 경화하는 것으로, 탄소량이 비교적 저탄소의 강이나 저탄소 합금강을 침탄제 속에 파묻고 오스테나이트 범위로 가열한 다음, 그 표면에 탄소를 침입, 확산시켜서 표면층만을 고탄소 조직으로 만드는 방법으로 탄소가 침입, 확산되는 표면층의 깊 이에 따라 기계적인 성질에 미차가 있는바, 그 기술적 구성이 어려워 기계적 성질을 만족하는 비커 경도값 HV 760~513 까지의 수준을 가지도록 표면 깊이 침탄 시키는 것이 어려워 깊은 표면까지 강도를 높여 구성된 철강재료의 제공이 어려웠다. Carburizing heat treatment is a surface hardening method to harden the surface by infiltrating carbon (carbon) on the surface of the steel, the carbon content of relatively low carbon steel or low carbon alloy steel buried in the carburizing agent and heated to the austenite range, and then carbon on the surface As the depth of the surface layer where carbon enters and diffuses by invading and diffusing the surface layer into a high carbon structure, there is a difference in mechanical properties, and the beaker hardness value that satisfies the mechanical properties due to its difficult technical configuration HV 760 ~ 513 It has been difficult to carburize the surface deeply to have a level of up to, and it is difficult to provide a steel material composed of the strength to the deep surface.

이에 본 발명은 철강재료(Gear, Pinion Wheel, Roll, Piston등)를 제작함에 더욱 기계적 성질이 우수한 철강재료를 제작함에 있어서,Accordingly, the present invention is to produce a steel material having excellent mechanical properties in the production of steel materials (Gear, Pinion Wheel, Roll, Piston, etc.),

기존 침탄기술로는 얻을 수 없었던 표면강도를 높이기 위하여, 표면에서 6mm 내부까지 비커 경도값 HV 760~513 까지의 매우 높은 수준까지 만족하도록 침탄이 가능한 침탄 열처리 방법으로, 침탄 할 소재를 선정하고 상기 소재에 침탄을 방지할 부위에 방지 처리를 한 후 200시간의 침탄 싸이클을 갖는 1차 침탄을 행한 후 10시간의 침탄 싸이클을 갖는 2차 침탄 및 1,2차 템파링을 행하는 본 발명의 침탄 열처리 방법을 통하여 침탄 깊이를 6mm까지 가능토록 함으로 내구성 및 내마모성 등의 기계적인 성질을 향상시킬 뿐만 아니라 변형이 적어 기어제작 공정 시 후공정 연마시간이 짧아지는 등 기존의 침탄방법과 다른 본 발명의 과정으로서 강의 표면 HV 613에 6mm까지 경도값이 HV 513 이상 되도록 침탄 열처리가 이루어질 수 있는 침탄 열처리 방법을 제공하여 사용자의 목적에 부합하는 기어의 제공에 그 목적이 있다.In order to increase the surface strength that could not be obtained by the existing carburizing technology, the carburizing heat treatment method can be carburized to satisfy the very high level of beaker hardness value HV 760 ~ 513 from the surface to the inside of 6mm. The carburizing heat treatment method of the present invention, which performs the first carburizing having a carburizing cycle of 200 hours and then the second carburizing and the first and second tempering having a carburizing cycle of 10 hours after the prevention treatment at the site to prevent carburizing. Through the carburizing depth up to 6mm, the mechanical properties such as durability and abrasion resistance are not only improved, but the deformation is less, and the post-process polishing time is shortened during the gear manufacturing process. Provides a carburizing heat treatment method in which carburizing heat treatment can be performed so that hardness value up to 6mm on the surface HV 613 is higher than HV 513. The provision of gear to meet the objectives there is a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 침탄 열처리에 의해 철강재료(Gear, Pinion Wheel, Roll, Piston등)를 제조하는 작업공정에 대해 자세히 설명을 하면, In order to achieve the above object, in detail the working process for manufacturing a steel material (Gear, Pinion Wheel, Roll, Piston, etc.) by carburizing heat treatment according to the present invention,

일반적으로 철강재료(Gear, Pinion Wheel, Roll, Piston등)를 제작함에 기어 사용 목적에 맞는 강을 선정하고, 선정한 강을 단조 - 황삭 - 불림 - 정삭 - 침탄 열처리 - 연삭 - 조립함으로 기어의 제조공정을 완성하게 된다. 통상 대형 기어 등에서는 경도값 HV 613~513 이상 되어야지만 경제적 효율성을 가지므로 이상의 경도를 이루며 침탄할 수 있도록 하는 방법에 관한 것으로,In general, the steel manufacturing process (gear, pinion wheel, roll, piston, etc.) is selected by selecting the steel suitable for the purpose of the gear and forging-roughing-soaking-finishing-carburizing heat treatment-grinding-assembling the selected steel. Will complete. In general, in the case of large gears, the hardness value should be HV 613 ~ 513 or more, but since it has economic efficiency, the present invention relates to a method for carburizing with the above hardness

이에 침탄 열처리 시에는 침탄에 의해 형성된 경화층 깊이에 따라 강의 기계적 성질이 달라지는 바, 본 발명에 따른 경화층 깊이가 표면에 HV 613에서 6mm까지 경도값 HV 513 이상 가능토록 하는 침탄 열처리를 하기 위해서는, Therefore, during the carburization heat treatment, the mechanical properties of the steel vary depending on the depth of the hardened layer formed by carburization. In order to perform the carburized heat treatment such that the hardened layer depth according to the present invention enables the hardness value HV 513 or more from HV 613 to 6 mm on the surface,

도 1은 본 발명에 따른 침탄 열처리 공정을 순차적으로 나타내는 도면으로 도 1을 참조하여, 철강재료 제조를 위해 침탄 시 경화층 깊이 들어가도 사용상 문제가 없으면서, 장시간 침탄 시에도 조직이 파손되지 않으며, 입자가 커지거나 조직이 비대화되지 않는 6mm까지 침탄이 가능한 강(본 발명에서는 UT(Ultrasonic Testing-시험체에 초음파를 전달하여 내부에 존재하는 결함으로부터 반사한 초음파의 에너지량, 진행시간 등을 분석하여 결함의 위치 및 크기를 정확히 알아내는 방법) , MT(Magnetic Particle Testing-피검사체를 교류 또는 직류로 자화시킨 후 자분을 뿌리면 결함 부위에 자분이 밀집함으로써 표면 및 표면과 연결된 내부결함을 쉽게 찾아낼 수 있는 방법)검사를 합격한 알루미늄합금을 첨가 재료로 사용하여 제강한 SNCM420과 SNC815를 사용함)을 선택하는 단계와;1 is a view sequentially showing the carburizing heat treatment process according to the present invention with reference to FIG. 1, even when entering the hardened layer depth during carburization for the production of steel, there is no problem in use, even when the carburizing for a long time does not damage the structure, Steel that can be carburized to 6mm without growing or enlarged tissue (In the present invention, the ultrasonic wave is delivered to UT (Ultrasonic Testing-test specimen) to analyze the amount of energy, the duration of the ultrasonic wave reflected from the defect present therein, and the position of the defect. And how to accurately determine the size), MT (Magnetic Particle Testing) is a method that magnetizes an object under alternating current or direct current, and then sprinkles magnetic particles so that the magnetic particles are concentrated at the defect site so that the internal defects connected to the surface and the surface can be easily detected. Using SNCM420 and SNC815, which are made of aluminum alloy that has passed inspection as an additive material) System and;

상기 선택된 강을 5S이상의 단조비로 단조 후 950℃에서 불림 열처리를 하고, 황삭 치절가공한 후 침탄 열처리 시 변형량을 줄이기 위해 QT열처리를 하며, 다시 정삭가공을 한 후 마지막으로 치면 연마를 하여 기어 등 부품으로 가공하여 침탄 열처리 시 경화층 형성에 방해가 되지 않게 하는 선가공 단계와; After forging the selected steel with a forging ratio of 5S or more, it is called heat treatment at 950 ° C, rough cut cutting, QT heat treatment to reduce deformation during carburizing heat treatment, and after finishing finishing, the final tooth is polished to make parts such as gears. A pre-processing step of processing the carburizing layer so as not to interfere with the formation of a hardened layer during carburization heat treatment;

침탄 열처리에 들어가기 전 침탄 할 부위가 아닌 곳에 1차적으로 침탄 방지함에 제품이 입고하면 이를 세척하고 2~3시간 건조 후 침탄 하지 않을 부위에 1차로 침탄 방지제를 도포하고 4~5시간 건조 후 2차로 침탄 방지제로 도포하고 6~7시간 건조 후 3차로 침탄 방지제를 도포하고 10시간 정도 건조하는 1차 침탄방지단계;Before entering the carburizing heat treatment, if the product is put into the carburizing prevention area at the place where it is not carburized first, clean it and dry it for 2 ~ 3 hours and apply the carburizing agent to the area that will not be carburized first, and then dry it for 4 ~ 5 hours A first carburizing prevention step of coating with a carburizing agent and drying the carburizing agent for 3 hours after drying for 6 to 7 hours and drying for about 10 hours;

침탄 싸이클을 200시간으로 하여 C.P값을 침탄 1.0%, 확산0.8%로 하여 침탄 깊이가 6.0mm로 되며 잔류 오스테나이트가 10%이하가 되게 하는 1차 침탄 단계와 침탄 싸이클을 10시간으로 하여 CP값을 침탄 0.85%, 확산 0.77%로 하는 2차 침탄 단계와 출고 전 이를 검사하는 검사단계로 이루어진 기어 제조 공정 중 침탄 열처리 시 경화층 깊이가 6mm까지 이루어지는 1차 침탄 단계와 2차 침탄 단계의 침탄 열처리 방법이 그 특징인바, With the carburizing cycle as 200 hours, the CP value is 1.0% carburizing and 0.8% diffusion, the carburizing depth is 6.0mm, and the first carburizing step and the carburizing cycle is made 10 hours in which the retained austenite is 10% or less. Carburizing heat treatment in the first and second carburizing stages with a hardened layer depth of up to 6 mm during the carburizing heat treatment during the gear manufacturing process, which consists of a second carburizing step of 0.85% and a 0.77% diffusion carburizing step and an inspection step for inspecting before shipment. The method is characterized by

상기와 같이 통상의 동성분이 포함된 침탄방지재를 사용하여 1차 침탄방지가 이루어지면 침탄 싸이클이 200시간이 되도록 하고, cp값 침탄 시 침탄 대상물을 제외한 로의 공간부에서 1.0%, 확산 시 0.8%로 되도록하여 침탄로에 장입시키고 승온시킨다. 상기 cp값은 LPG와 메탄올의 혼합가스(엔렌치 가스)를 이용하여 주입하게 된다. LPG에서 분리되는 카본은 침탄의 역할을 수행하게 되고 메탄올은 공기를 태우게 되어 압력을 높여서 침탄을 촉진시키게 된다. 또한 확산시에는 CO2 가스를 순간투입하여 cp값을 순간적으로 낮춘다. 이때 침탄 싸이클을 200시간으로 하는 것은 침탄 깊이 공식 L =k(k는 상수로서 0.5)에 의하면 L=0.5*=0.7(mm)로서, 200시간일 때 계산상으로 0.7mm가 되지만 실제로는 경험상 침탄 깊이가 0.7mm보다 적게 됨으로 200시간으로 함이 바람직하며, 장시간에 걸친 침탄과 확산으로 인해 망상 시멘타이트 발생으로 인한 불량이 발생함으로 1시간 10분은 침탄을 행하고, 40분은 확산을 수행하도록 하고, 이를 반복적으로 수행 하게 함으로 망상 시멘타이트의 발생을 억제하고 강의 조직 또한 안전하게 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 잔류 오스테나이트도 10%이하로 유지되게 한다. 이렇게 반복적으로 침탄, 확산이 이루어져 1차 침탄 열처리가 완료되면, 정삭등 사전 가공된 부위가 줄어짐을 방지하기 위해 침탄로의 온도를 600℃ 까지 침탄로 내에서 질소로 서냉하며, 600℃ 이하가 되면 침탄로 문을 개방하고 제품이 균일하게 공기에 의해 냉각될 수 있게 24시간 정도 냉각하게 된다. 이렇게 냉각이 끝나게 되면 사전 가공면에 변형의 발생 여부를 확인하기 위해 디지털 버어니어 등으로 변형 여부를 검사하고, 또한 200시간 이상을 침탄 열처리를 수행하게 되면 상기 기어(gear)에 스트레스 나 망상 시멘타이트가 발생할 수 있음으로 이것을 제거하기 위해 구상화 소둔(燒鈍)을 행하여 구상화 조직으로 바꾸어 주는 1차침탄열처리 단계;When the first carburizing prevention is made using the carburizing preventing material containing the same copper component as above, the carburizing cycle is 200 hours, and when the cp value is carburized, 1.0% in the space of the furnace except the carburizing object and 0.8% when spreading. Charge in the carburizing furnace and raise the temperature. The cp value is injected by using a mixed gas (enylene gas) of LPG and methanol. Carbon separated from LPG plays a role of carburization, and methanol burns air to increase pressure to promote carburization. In addition, during diffusion, the instantaneous injection of CO2 gas lowers the cp value instantaneously. At this time, the carburizing cycle of 200 hours is L = 0.5 * = 0.7 (mm) according to the carburizing depth formula L = k (k is a constant 0.5), and it becomes 0.7mm in calculation at 200 hours, but in practice, it is carburizing. Depth is less than 0.7mm, it is preferable to set it as 200 hours, the defect caused by the reticular cementite generation due to the long time carburization and diffusion, carburizing for 1 hour 10 minutes, 40 minutes to carry out diffusion, Doing this repeatedly prevents the occurrence of reticular cementite, safely manages the steel structure, and keeps the retained austenite below 10%. When carburizing and diffusion are repeated repeatedly, the first carburizing heat treatment is completed, the carburizing furnace is slowly cooled with nitrogen in the carburizing furnace to 600 ℃ in order to prevent the reduction of pre-processed parts such as finishing. The carburizing will open the door and allow it to cool for 24 hours to ensure that the product is evenly cooled by air. When the cooling is finished, the deformation is checked by digital vernier, etc. in order to check whether the deformation occurs in the pre-machined surface, and when the carburizing heat treatment is performed for 200 hours or more, the gear or stress cementite is added to the gear. A primary carburizing heat treatment step of performing spheroidizing annealing to remove the spheroidizing structure to remove the spheroidizing structure so as to eliminate this;

이렇게 1차 침탄이 완료되면 2차 침탄을 수행하기 전에 1차 침탄 방지 한 부위를 벗겨 내고 다시 그 부위에 2차로 침탄이 되지 않도록 방지하는 2차 침탄방지 단계; When the first carburizing is completed, the second carburizing prevention step of peeling off the first carburizing prevention part before performing the second carburizing and preventing the second carburizing from being carburized again in the part;

상기 2차 침탄 방지단계 후, 침탄 싸이클이 10~13시간이 되도록 하고, CP값을 침탄 0.85% 1시간 10분, 확산 0.77% 40분으로 하여, 승온 시 스케일 및 탈탄을 방지하기 위해 침탄로 내에 공기가 유입되지 못하도록 질소를 계속적으로 주입하고, 침탄로 내의 승온이 완료되면 질소 투입을 중단하고 메탄올 가스를 투입하는 2차 침탄열처리단계; 2차 침탄 열처리 후 가스 투입을 중단하고 침탄로 문을 개방하여 소재를 오일에 60~80℃로 냉각 하여 경도를 높이는 소입단계;After the second carburization prevention step, the carburizing cycle is set to 10 to 13 hours, and the CP value is set to 0.85% for 1 hour 10 minutes and 0.77% for 40 minutes for diffusion. A second carburizing heat treatment step of continuously injecting nitrogen to prevent air from flowing in, and stopping the introduction of nitrogen and injecting methanol gas when the temperature increase in the carburizing furnace is completed; Quenching step to stop the gas input after the second carburization heat treatment and open the door to the carburization to cool the material to 60 ~ 80 ℃ in oil to increase the hardness;

경도가 너무 높으면 취성이 생기므로 인성을 부여하여 취성에 강해지도록 하여, 냉각이 60~80℃ 가 되면 유냉에서 꺼내어 완전히 식힌 다음 경도가 저하되지 않도록 230~280℃ 사이에서 13~16시간 1차적으로 뜨임(Tempering)을 하는 1차 템파링단계;If the hardness is too high, brittleness is generated, so it gives toughness and makes it brittle.When cooling reaches 60 ~ 80 ℃, it is taken out of oil cooling and cooled completely, and then it is primarily 13 ~ 16 hours between 230 ~ 280 ℃ so as not to lower the hardness. A first tempering step of tempering;

더욱 큰 하중과 충격에서 견딜 수 있도록 하기 위해 1차 온도보다 다소 낮은 180~200℃에서 13~16시간 2차 뜨임(Tempering)을 하는 2차 템파링단계로 진행을 한다. In order to withstand greater loads and impacts, a second tempering step is carried out with secondary tempering for 13-16 hours at 180-200 ° C, somewhat lower than the primary temperature.

상기 과정을 거치는 동안의 소재의 조직 및 입도사진을 도 3,4,5를 통하여 살펴보면 도 3은 선택된 소재의 조직 및 입도사진을 확대한 사진이고, 도 4는 침탄단계를 거친 후의 철강재료의 조직 및 입도사진을 확대한 사진이며, 도 5는 템파링 과정까지 모두 마친 철강재료의 조직 및 입도사진을 확대한 사진으로 조직이 보다 내구성 및 내마모성을 가질 수 있는 모습으로 변하고 있음을 식별할 수 있다. Looking through the structure and the grain size picture of the material during the above process through Figures 3, 4, 5 is an enlarged picture of the structure and the grain size of the selected material, Figure 4 is a structure of the steel material after the carburizing step 5 is an enlarged image of the particle size, and FIG. 5 is an enlarged image of the texture and the grain size of the steel material which has been completed until the tempering process, and it can be identified that the tissue is changed to have more durability and wear resistance.

따라서 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명을 통한 내구성 테스트의 그래프를 통하여 기어 등의 내구성 및 내마모성을 충족하는 비커(vicker) 경도값 Hv 613이 경화층 표면으로부터 침탄 시 6mm의 깊이 HV 513까지 될 수 있도록 완만한 침탄층 구배가 이루어짐으로 우수한 기계적인 성질을 가지게 되는 철강재료의 제공이 가능한 것이다. Accordingly, as shown in FIG. 2, a beaker hardness value Hv 613 that satisfies the durability and abrasion resistance of the gear and the like through the graph of the durability test through the present invention may be up to 6 mm deep HV 513 when carburizing from the surface of the hardened layer. It is possible to provide a steel material having excellent mechanical properties by the gentle carburizing gradient is made.

상술한 바와 같이, 기어(Gear), 피니언(Pinion), 휠(Wheel), 롤(Roll), 피스톤(Piston)등의 철강재료의 제작공정 중 본 발명에 따른 침탄 시 6mm의 경화층 깊이까지 비커(vicker) 경도값 Hv 513이 되도록 침탄 열처리를 함으로 잔류 오스테나이트의 발생을 방지하여 소재의 기계적인 성질인 내마모성 및 내구성을 향상시켜, 고품질의 소재를 제작하여 철강재료을 제공하며 기계에 유용하게 적용함으로 경제적으로 그 효과가 아주 큰 발명이라 하겠다.As described above, the beaker to the hardened layer depth of 6mm during carburization according to the present invention during the manufacturing process of the steel material such as gear, pinion, wheel, roll, piston, etc. (vicker) Carburizing heat treatment to make hardness value Hv 513 prevents the occurrence of residual austenite and improves the wear resistance and durability of the mechanical properties of the material. Economically, the effect is a great invention.

Claims

A first carburizing prevention step of carburizing prevention after the selected steel is processed;

First carburizing heat treatment step; Secondary carburization prevention step; Secondary carburizing heat treatment step; Hardening step; In the process of producing steel materials by carburizing and tempering by carburizing and tempering the steel selected as tempering step,

In the first carburizing step, the carburizing cycle is 200 hours and LPG and methanol mixed gas (enylene gas) are injected to maintain the CP value at 1.0% when carburizing, and when injected, CO2 gas is maintained at 0.8% while carburizing. In order to suppress the occurrence of the reticulated cementite, carburization was carried out for 1 hour and 10 minutes and diffusion for 40 minutes to repeatedly form a hardened layer having a beaker hardness value of HV 513 with a depth of 6 mm at HV 613 on the gear surface. and,

In the second carburizing step, the carburizing cycle is set to 10 to 13 hours, and the same gas as in the first carburizing step is adjusted to adjust the cp value, so that the cp value is 0.85% for 1 hour and 10 minutes when carburizing, and 0.77% when diffused. 40 minutes, nitrogen is continuously injected to prevent air from flowing into the carburizing furnace to prevent scale and decarburization at elevated temperatures. Carburizing heat treatment method of steel material comprising forming hardened layer of beaker hardness value of HV 513 or above

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The method of claim 1,

The first step of carburizing prevention is to wash the product if it is put in the carburizing prevention area first before the carburizing heat treatment, and then, after drying for 2 to 3 hours, first apply a carburizing agent to the area which is not carburizing. Method of carburizing heat treatment of steel material, which includes coating with carburizing agent secondly after 5 hours drying and applying carburizing agent thirdly after drying for 6-7 hours and drying for about 10 hours

The method of claim 1,

In the tempering step, the hardness gives toughness so that it becomes brittle, and when cooling reaches 60 ~ 80 ℃, it is taken out of oil-cooled and cooled completely, and then first tempered for 13 ~ 16 hours between 230 ~ 280 ℃ so as not to lower the hardness. The first tempering step,

1st tempering step 2nd tempering step with 13-16 hours of secondary tempering at 180-200 ° C, somewhat lower than the primary temperature, to give enough compression to the tissue to force the fit. Carburizing heat treatment method of steel material comprising