KR100902169B1 - Method for improvement of hardness of martensite type stainless surface - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도 강화방법으로, 주로 건조과정 후에 기체를 혼합하는 과정과 프로판을 첨가하는 과정을 더 진행하는데, 그중 프로판을 첨가하는 과정은 프로판을 기체혼합기에 첨가하고 프로판의 유량을 마이크로 유량계로써 0.05-0.08liter/min으로 통제한다. 하나의 기체혼합과정, 이 기체혼합과정은 이 건조과정 후의 기체와 프로판을 하나의 기체혼합기에 넣어 혼합한 후 함께 가열로에 넣는 것이다. 혼합기체 중의 수소가 스테인레스의 산화막으로 환원되는 것을 통해 프로판에서 제공되는 탄소 원자가 더욱 쉽게 스테인레스의 기지 내로 진입하게 하고 프로판의 유량을 0.05-0.08liter/min으로 통제하게 되는데 이를 통하여 과도한 탄소 원자와 크롬이 탄화물로 형성되어 민감화 현상을 발생시키고 나아가 스테인레스의 내 부식성에 영향을 미치는 것을 방지한다. 다시 말해 침투한 탄소량을 통제함으로써 스테인레스 기지에서 고체용해되게 하여 따로 형성되지 않도록 탄화물로 하는 원리이다. 본 발명은 상술한 방식을 통해 탄소침투 방법으로 가공하려는 물건의 표면경도를 높이고 나아가 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도를 제고하는 방법을 말한다.The present invention is a martensitic stainless steel surface hardness strengthening method, and further proceeds the process of mixing the gas and drying the propane mainly after the drying process, wherein the process of adding propane is added to the gas mixture and propane flow rate With a micro flowmeter controlled to 0.05-0.08 liter / min. One gas mixing process, this gas mixing process is to mix the gas and propane after the drying process into one gas mixer, and then put them together in a heating furnace. Reduction of hydrogen in the mixed gas into the oxide of stainless makes it easier for carbon atoms provided by propane to enter the base of stainless and to control the flow rate of propane at 0.05-0.08 liter / min. It is formed of carbides to prevent sensitization and further affect the corrosion resistance of stainless steels. In other words, by controlling the amount of carbon infiltrated, the solids are dissolved in the stainless steel base so that they are not formed separately. The present invention refers to a method of increasing the surface hardness of an object to be processed by the carbon penetrating method through the above-described method and further improving the martensitic stainless steel surface hardness.

마르텐사이트, 표면경도, 스테인레스, 프로판, 기체혼합 Martensite, Surface Hardness, Stainless, Propane, Gas Mixture

Description

마르텐사이트계 스테인레스 표면경도 강화방법{Method for improvement of hardness of martensite type stainless surface}Method for improvement of hardness of martensite type stainless surface}

본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스 표면의 경도를 강화하는 방법으로, 특히 혼합기체 중의 수소가 스테인레스의 산화막으로 환원되는 것을 방지하고, 프로판이 제공하는 탄소 원자가 쉽게 스테인레스 기지 중에 진입하게 함과 동시에 프로판(C3H8)의 유량을 0.05-0.08liter/min으로 통제하여 과도한 탄소 원자와 크롬이 탄화물로 형성되어 민감화 현상을 발생시킴으로서 나아가 스테인레스의 내 부식성에 영향을 미치는 것을 방지한다. 본 발명은 상술한 방법을 통해 탄소 침투방식으로 가공하고자 하는 물건의 표면경도를 높이는 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도 강화방법을 말한다. The present invention is a method for strengthening the hardness of martensitic stainless steel surface, in particular, to prevent hydrogen in the mixed gas from being reduced to the oxide film of stainless, to facilitate the entry of carbon atoms provided by propane into the stainless base, and at the same time propane (C3H8 ), The flow rate of 0.05-0.08liter / min is used to prevent excessive carbon atoms and chromium from being formed into carbides, causing sensitization and further affecting the corrosion resistance of stainless steel. The present invention refers to a martensitic stainless steel surface hardness strengthening method for increasing the surface hardness of the object to be processed by the carbon penetration method through the above-described method.

전통적으로 강철판에 나사를 잠그려고 할 때 반드시 먼저 드릴(Drill)을 이용해 구멍을 내고 다시 암나사 깎는 기계로 나사산을 깎아내고(Tapping) 그런 후 다시 나사를 채우게 되는데 이러한 사용이 비교적 불편하여 드릴나사(5)(Self Drilling Screw)를 개발하게 되었다. 도 1에서 도시한 것은 꼬리부분의 드릴머리(51)를 이용하여 강철판에 구멍을 뚫고 다시 나사산(52)의 부분을 운용하여 드릴이 뚫은 구멍에 나사산을 박아 넣으며 동시에 직접 이 드릴나사(5)를 넣어 잠그는데 시간과 힘을 절약할 수 있어 광범위하게 건축과 목공 등 부분에 운용된다. Traditionally, when attempting to lock a screw on a steel plate, it is necessary to first drill a hole using a drill, and then screw off the thread with a female thread cutter, and then refill the screw. (Self Drilling Screw) was developed. In Figure 1 is to drill a hole in the steel plate using the drill head 51 of the tail portion and again to operate the portion of the thread 52 to drive the screw thread into the drilled hole and at the same time directly the drill screw (5) It saves time and power to lock, so it is widely used in construction and woodworking.

이 드릴나사(5)는 일반적으로 아래 몇 가지 종류의 재질이 있는데, 알루미늄 합금, 합금 강철, 스테인레스 등이 그것이다. 그 중 스테인레스의 드릴나사(5)에서 상용하는 재질은 오스테나이트(Austenite) 계열과 마르텐사이트(Martensite) 계열이며 오스테나이트 계열은 열처리 기술로는 금속의 조직구조를 변화시킬 수 없기 때문에 열처리로써 경도를 높일 수가 없었다. The drill screw 5 generally has several kinds of materials, such as aluminum alloy, alloy steel, stainless steel, and the like. Among them, the materials commonly used in the drill screw (5) of stainless steel are austenitic and martensite series, and the austenitic series cannot change the structure of metal by heat treatment technology. Could not be raised.

그러나 마르텐사이트 계열의 스테인레스는 열처리 기술로서도 금속상태 조직구조를 변화시킬 수 있기 때문에 마르텐사이트 계열 스테인레스의 경도를 강화할 수 있다. 따라서 만약 강철구조에 사용하면, 강철의 경도가 높기 때문에 반드시 마르텐사이트 계열의 스테인레스 드릴나사(5)를 선택하여야 하며 경도, 질김과 내부식성을 함께 고려할 때 AISI 410을 선택하게 되는데 그 원소성분은 아래 표 1과 같다. However, martensitic stainless steels can change the metallographic structure even by heat treatment technology, thereby enhancing the hardness of martensitic stainless steels. Therefore, if used in steel structure, since the hardness of steel is high, the martensitic stainless drill screw (5) must be selected, and AISI 410 is selected in consideration of hardness, toughness and corrosion resistance. Table 1 is as follows.

Figure 112007053737253-pat00001
Figure 112007053737253-pat00001

그러나 마르텐사이트 계열 스테인레스는 열처리를 진행하는 기술 중의 오스테나이트 화와 냉각시, 예를 들어 공기 중의 산소 기체 작용과 같이 그 표면이 까맣게 되어 광택을 잃게 되기 때문에 수소 기체를 첨가하여 보호하는데, 수소 기체는 로 입구에서 산소 기체와 연소되기 때문에 산소 기체가 로 속으로 들어가는 것을 막게 된다. However, martensitic stainless steels are protected by the addition of hydrogen gas during austenitization and cooling in the heat-treating technology, for example, because the surface becomes black and loses its gloss, such as the action of oxygen gas in the air. Combustion with oxygen gas at the furnace inlet prevents oxygen gas from entering the furnace.

도 2,3에서 표시한 것은 일반적으로 상용되는 방식이며 이는 아래를 포함하되, 재료가 들어가는 과정(11), 이 재료가 들어가는 과정(11)은 스테인레스를 연속로(2)에 넣는 것이며, 가열과정(12), 이 가열과정(12)은 재료가 들어가는 과정(11)에서 넣은 스테인레스를 가열하고, 또한 이 가열과정(12)은 연속로(2)의 가열로(21)를 통해 이 스테인레스에 대해 가열을 진행하며, 이 가열로(21)는 또한 예비가열 구역(211)과 두 개의 오스테나이트화 구역(212)으로 구분되며, 이 예비가열 구역(211)과 두 개의 오스테나이트화 구역(212)의 온도는 각각 독립적으로 통제되고 조정된다. Shown in Figures 2 and 3 is a commonly used method, which includes the following, the process of entering the material (11), the process of entering the material (11) is to put the stainless in the continuous furnace (2), heating process (12), this heating step (12) heats the stainless steel in the process (11) in which the material enters, and this heating step (12) is conducted to the stainless steel through the heating furnace (21) of the continuous furnace (2). Heating is carried out, and this furnace 21 is also divided into a preheating zone 211 and two austenitizing zones 212, which are preheating zones 211 and two austenitizing zones 212. The temperature of each is independently controlled and adjusted.

분해기체 첨가과정(13), 이 분해기체 첨가과정(13)은 가열과정(12)에서의 가열로(21) 내의 온도가 500℃ 이상에 도달했을 때 즉시 분해기체를 연속로(2) 내에 첨가하는데 이 분해기체는 아래 과정을 통해 발생 된다. 이 과정은 아래를 포함하는데, 가열과정(16)은 암모니아(NH3)를 변성로(23) 내로 송출하며, 분해과정(17)은 암모니아 첨가과정(16)에서 제공한 암모니아(22)를 변성로(23)를 통해 질소(N2)와 수소(H2)로 분해하며, 건조과정(18)은 분해과정(17)에서 분해한 기체의 수증기와 미분해된 암모니아(22)를 건조기(24)내의 분자 거름장치로써 제거한다. The cracking gas addition process (13), which adds cracking gas into the continuous furnace (2) immediately when the temperature in the furnace (21) in the heating process (12) reaches 500 ° C or higher. This decomposition gas is generated through the following process. This process includes the following: The heating process (16) sends ammonia (NH3) into the denaturation furnace (23), and the decomposition process (17) converts the ammonia (22) provided in the ammonia addition process (16) into the denaturation furnace. Decomposition into nitrogen (N2) and hydrogen (H2) through (23), the drying process 18 is the molecular in the dryer 24 to the vapor and gas of undecomposed ammonia (22) decomposed in the decomposition process (17) Remove with strainer.

냉각과정(14), 이 냉각과정(14)은 가열과정(13)에서 오스테나이트화 스테인레스로 가열하고, 연속로(2)의 냉각로(25)를 통해 급속히 냉각시키며, 이 냉각로(25)의 출구에는 아래로 경사진 구역(251)을 설치한다. In the cooling process 14, this cooling process 14 is heated with austenitic stainless in the heating process 13, and rapidly cooled through the cooling furnace 25 of the continuous furnace 2, which is the cooling furnace 25 At the exit of the inclined zone 251 is installed down.

질소기체 첨가과정(19), 이 질소기체 첨가과정(19)은 액체상태의 질소(26)를 하나의 증발기(27)에 넣어 기체상태로 증발시키고, 냉각과정(14) 중의 냉각로(25)와 아래로 경사진 구역(251)으로 보낸다. Nitrogen gas addition process (19), this nitrogen gas addition process (19) is to put the liquid nitrogen (26) in one evaporator 27 to evaporate in the gaseous state, the cooling furnace 25 during the cooling process (14) To the sloping area 251.

재료가 나오는 과정(15), 이 재료가 나오는 과정(15)은 냉각과정(14) 후의 스테인레스를 송출하거나 기타 열처리를 진행하는데, 다시 가열하는 등의 처리를 말한다. The process of coming out of the material (15), the process of coming out of this material (15) refers to the process of sending out the stainless steel after the cooling process (14) or other heat treatment, heating again.

다만, 상술한 종래의 광택 열처리방식은 비록 변성로(23)를 통해 암모니아(22)를 분해하여 수소 기체와 질소 기체의 분해기체를 만들고, However, the conventional gloss heat treatment method described above, although decomposing ammonia 22 through the denatured furnace 23 to make a decomposition gas of hydrogen gas and nitrogen gas,

다시 건조기(24) 내에 분자 거름장치를 설치하여 분해기체의 수증기와 미분해된 암모니아를 제거하며, 이러한 수증기와 미분해된 암모니아(22)가 고온 하에서 스테인레스와 접촉하는 것을 방지하지만 스테인레스의 광택을 보장하지 못한다. 또한 이 분해기체는 가열로(21)의 온도가 500℃이상이 된 후 다시 들여보내는데 이로 인해 분해기체 중의 수소 기체가 자연연소하여 타고 분해기체가 점차 가열로(23)를 채움에 따라 화염이 점차 가열로(21)의 재료를 넣는 곳의 방향으로 이동하고, 마지막으로 연속로(2)의 재료가 들어가는 입구에 화이어 커튼(fire curtain)이 만들어져 외부 산소가 연속로(2) 내에 진입하는 것을 방지하며 이로써 광택효과를 내게 되며, 냉각로(25)와 아래로 경사진 구역(251)에 모두 질소 기체를 주입하고 출구를 아래로 경사지게 하여 산소의 진입을 앞서서 차단한다. In addition, a molecular sieve is installed in the dryer 24 to remove steam and decomposed ammonia of the decomposed gas, which prevents the steam and undecomposed ammonia 22 from contacting the stainless steel at high temperature, but guarantees the luster of the stainless steel. can not do. In addition, the decomposed gas is re-introduced after the temperature of the furnace 21 is 500 ° C. or higher, and as a result, the hydrogen gas in the decomposed gas naturally burns, and as the decomposed gas gradually fills the furnace 23, the flame gradually increases. It moves in the direction of the material of the furnace 21 and finally, a fire curtain is made at the entrance to which the material of the furnace 2 enters, thereby preventing external oxygen from entering the furnace 2. And this gives a gloss effect, and injects nitrogen gas into both the cooling furnace 25 and the inclined area 251 down and incline the outlet to block the entry of oxygen in advance.

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그러나 열처리 후의 마르텐사이트 계열의 스테인레스는 그 표면의 경도가 일반적으로 490-500Hv이고 중심부 경도가 410-430으로, 따라서 이 스테인레스 드릴 나사(5)는 3㎜의 AISI304 강철판에 대해 구멍을 뚫을 때 드릴나사(5)는 표면경도가 부족하여 성공적으로 구멍을 뚫는 시공을 할 수 없게 된다. However, after the heat treatment, the martensitic stainless steel has a surface hardness of generally 490-500 Hv and a center hardness of 410-430, so that the stainless drill screw 5 is drilled when drilling a 3 mm AISI304 steel sheet. In (5), the surface hardness is not enough to be able to successfully drill holes.

또한 중화민국 특허공고 제205072호「오스테나이트 계열 스테인레스와 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강 형성에서의 복합적 자동 깎기와 자동드릴 나사의 제조법」은 주로 그 주요재료가 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강으로 먼저 머리 부분과 나사무늬가 없는 자루부분 혹은 드릴꼬리 부분의 둥근 막대를 제조하거나 깎아내고 탄소 침투와 적당한 열처리를 가한 후 우선 머리 부분에 나사무늬가 없는 오스테나이트 계열의 스테인레스 둥근 막대를 형성하여 납땜방식으로 함께 접합하고, 이어 모서리와 탄소침투강의 둥근 막대의 머리 부분을 깎고 납땜하고 적당한 넓이의 무 탄소침투 경화구역을 형성시키며 마지막으로 나사무늬를 가공하고 냉각처리하여 일종의 머리 부분과 나사무늬 자루가 경합된 오스테나이트 계열 스테인레스 재질을 제작하는데 이렇게 하여 자동 깎기 나사부분과 드릴 꼬리부분이 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강 재질의 자동 깎기와 자동드릴의 나사가 된다. Also, the Republic of China Patent Publication No. 205072, `` Manufacturing method of complex automatic shearing and automatic drill screw in the formation of austenitic stainless steel and low carbon steel or low carbon alloy steel '' is mainly made of low carbon steel or low carbon alloy steel. After making or shaving round rods without screw pattern or drill tail, apply carbon infiltration and proper heat treatment. First, form austenitic stainless round rods without screw pattern on the head and join together by soldering method. Austenite series, followed by shaving and soldering the edges and heads of the round bars of carbon impregnated steel to form a carbon-free penetrating hardened zone of suitable width, and finally a threaded pattern and a cooling process, where a kind of head and screw pattern bag are contended. This is made of stainless steel To the automatic shearing screw portion and the tail portion is a drill screw of the low-carbon steel or low carbon alloy steel material shearing automatic and automatic drill.

다만, 상술한「오스테나이트 계열 스테인레스와 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강 형성에서의 복합적 자동 깎기와 자동드릴 나사의 제조법」은 비록 납땜 방식으로 재질을 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강의 자동 깎기 나사무늬와 드릴 꼬리부분과 재질이 오스테나이트 계열의 머리 부분과 나사무늬를 가진 자루부위와 결합하지만 비교적 두꺼운 강판을 뚫을 수 있게 된다. However, the above-described method of manufacturing a composite automatic shearing and automatic drill screw in the formation of austenitic stainless steel and a low carbon steel or a low carbon alloy steel, although the material for the automatic cutting of the low carbon steel or the low carbon alloy steel and the drill tail are soldered. The part and the material combine with the austenitic head and the threaded sack, but can penetrate relatively thick steel sheets.

그러나 이 머리 부분과 나사무늬를 가지는 자루부위의 연결부분은 오스테나이트 계열의 스테인레스 재질이고, 자동 깎기와 드릴 꼬리부분은 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강 재질의 자동 깎기와 자동드릴 나사이며, 또한 제작과정이 너무 복잡하여 제조원가가 상승 또한 매우 복잡하여 상대적으로 착오가 발생할 가능성이 높으며 불량제품의 발생률이 상승하고 생산율이 낮아지게 된다. 또한 제작과정 역시 상대적으로 높아지게 된다. 또한 나사의 재질이 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강으로 된 부분은 스테인레스가 아니므로 이 저 탄소강 혹은 저 탄소 합금강 부분은 내 부식성이 비교적 약해 나사의 사용수명을 단축시킨다. However, the connection between the head and the threaded bag is made of austenitic stainless steel, and the auto clipper and drill tail are auto clipper and auto drill screw made of low carbon steel or low carbon alloy steel. Too complicated to increase the manufacturing cost is also very complex, which is more likely to be mistaken, the incidence of defective products increases and production rate is lowered. In addition, the production process is also relatively high. In addition, since the material of the screw is made of low carbon steel or low carbon alloy steel, it is not stainless, so the low carbon steel or low carbon alloy steel part has relatively low corrosion resistance, which shortens the service life of the screw.

따라서, 마르텐사이트 계열의 스테인레스의 질김과 내부식성에 영향을 미치지 않으면서도 탄소침투의 유량을 통제하여 대폭적으로 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도를 제고할 것인가 하는 것이 본 발명자가 해결해야할 가장 큰 기술적 과제이다.Therefore, the biggest technical problem to be solved by the present inventors is to control the flow rate of carbon permeation and significantly improve the martensite stainless surface hardness without affecting the martensite stainless steel's toughness and corrosion resistance.

본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도를 제고하는 방법으로, 주로 건조과정 후에 기체 혼합과정과 프로판 첨가과정을 더 진행하는 것이다. The present invention is a method for improving the martensitic stainless steel surface hardness, and further proceeds the gas mixing process and propane addition process after the drying process.

그 중, 프로판 첨가과정, 이 프로판 첨가과정은 프로판을 기체혼합기에 넣고 이 프로판의 유량을 마이크로 유량계로써 0.05-0.08liter/min으로 통제하며, 기체혼합 과정, 이 기체혼합 과정은 건조과정 후의 기체와 프로판을 하나의 기체혼합기에 넣어 혼합한 후 함께 가열로 내로 넣는다. Among them, propane addition process, this propane addition process puts propane into the gas mixer and controls the flow rate of this propane to 0.05-0.08 liter / min with a micro flowmeter, and the gas mixing process, this gas mixing process Propane is mixed in one gas mixer and mixed together into a furnace.

혼합기체 중의 수소가 스테인레스의 산화막으로 환원되는 것을 통해 프로판이 제공하는 탄소 원자가 더욱 쉽게 스테인레스의 기지 중에 진입하게 하고, 프로판의 유량을 0.05-0.08liter/min으로 통제하여 과도한 탄소 원자와 크롬이 탄화물을 형성하며 민감화 현상이 발생하여 스테인레스의 내 부식성에 영향을 미치는 것을 방지한다. Reduction of hydrogen in the mixed gas to the oxide of stainless makes it easier for carbon atoms provided by propane to enter the base of stainless steel, and the flow rate of propane is controlled at 0.05-0.08 liter / min to prevent excessive carbon atoms and chromium from carbides. Sensitization can be prevented from affecting the corrosion resistance of stainless steel.

본 발명은 상술한 방법을 통해 탄소침투방식으로 가공하고자 하는 물건의 표면경도를 제고하는 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도 제고의 방법이다. The present invention is a method of improving the martensitic stainless surface hardness to improve the surface hardness of the object to be processed by the carbon penetration method through the above-described method.

이상에서 알 수 있듯이 본 발명의 처리방식을 통해 대폭적으로 스테인레스의 표면강도를 제고하고, 중심부분 경도변화도 끈질김을 유지하며 정화수에 24시간 침수했을 때도 역시 녹이 슬지 않았다. 따라서 본 발명 처리과정 후의 스테인레스는 동시에 경도와 질김, 내부식성을 가지게 되었으며 본 발명의 드릴꼬리 나사는 3㎜두께의 AISI304 강판에 대해 3-4개의 구멍을 뚫을 수 있어 대폭적으로 마르텐사이트 계열 스테인레스 드릴나사의 실용성을 제고하였다. As can be seen from the treatment method of the present invention, the surface strength of the stainless steel is greatly improved, and the hardness change in the central part is maintained, and the rust was not rusted when immersed in purified water for 24 hours. Therefore, after the process of the present invention, the stainless steel has hardness, toughness, and corrosion resistance at the same time, and the drill tail screw of the present invention can drill 3-4 holes in a 3 mm thick AISI304 steel plate, thus greatly reducing the martensitic stainless drill screw. Improved the practicality of.

본 발명의 기타 특징과 장점, 및 달성한 효과 등에 대해 더욱 자세히 알아보기 위해 아래 도면을 통해 자세히 설명하기로 한다. Other features and advantages of the present invention, and the effect achieved in order to learn more in detail with reference to the drawings below.

본 발명은 주로 건조과정 후에 기체혼합 과정과 프로판 첨가과정을 더 진행하는 것인데, 도 4,5에서 예시한 것은 본 발명의 실시과정이다. 이는 재료가 들어 가는 과정(31), 가열과정(32), 혼합기체 첨가과정(33), 암모니아 첨가과정(36), 분해과정(37), 건조과정(38), 프로판 첨가과정(310), 기체혼합 과정(39), 냉각과정(34), 질소기체 첨가과정(311), 재료가 나오는 과정(35)을 포함한다. The present invention mainly proceeds further the gas mixing process and the propane addition process after the drying process, which is illustrated in FIGS. 4 and 5 is an embodiment of the present invention. This involves the process of entering the material (31), heating (32), mixed gas addition (33), ammonia addition (36), decomposition (37), drying (38), propane addition (310), Gas mixing process 39, cooling process 34, nitrogen gas addition process (311), the material coming out process 35 is included.

상기 재료가 들어가는 과정은 스테인레스를 연속로(4) 내에 넣는 것이며, 상기 가열과정(32)은 상기 재료가 들어가는 과정(31)에서 넣은 스테인레스를 가열하고, 또한 상기 가열과정(32)은 연속로(4)의 가열로(41)를 통해 상기 스테인레스에 대해 가열을 진행하며, 상기 가열로(41)는 또한 예비가열 구역(411)과 두 개의 오스테나이트화 구역(412)으로 구분되며, 상기 예비가열 구역(211)과 두 개의 오스테나이트화 구역(212)의 온도는 각각 독립적으로 통제되고 조정된다. 또한 상기 예비가열 구역(411)의 온도는 920℃-1000℃이며, 상기 두 개의 오스테나이트화 구역(412)의 온도는 1020℃-1080℃로 설정하고, 상기 스테인레스의 오스테나이트화 시간은 30분이다. The process of entering the material is to put the stainless in the continuous furnace (4), the heating process 32 heats the stainless steel put in the process of entering the material (31), and the heating process (32) is a continuous furnace ( The stainless steel is heated through the furnace 41 of 4), which is also divided into a preheating zone 411 and two austenitization zones 412. The temperature in zone 211 and the two austenitization zones 212 are each independently controlled and adjusted. In addition, the temperature of the preheating zone 411 is 920 ℃-1000 ℃, the temperature of the two austenitization zone 412 is set to 1020 ℃-1080 ℃, the austenitization time of the stainless steel is 30 minutes to be.

상기 혼합기체 첨가과정(33)은 가열과정(32)의 가열로(41) 내의 온도가 500℃ 이상이 될 때, 다시 혼합기체를 가열로(41) 내에 넣는데, 상기 혼합기체는 아래 과정을 통해 발생된다. 이 과정은 암모니아 첨가과정(36), 분해과정(37), 건조과정(38), 프로판 첨가과정(310), 기체혼합 과정(39), 냉각과정(34), 질소기체 첨가과정(311), 재료가 나오는 과정(35)을 포함한다. The mixed gas addition process 33 puts the mixed gas into the heating furnace 41 again when the temperature in the heating furnace 41 of the heating process 32 reaches 500 ° C. or more, and the mixed gas is subjected to the following process. Is generated. This process includes ammonia addition (36), decomposition (37), drying (38), propane (310), gas mixing (39), cooling (34), nitrogen gas addition (311), A process 35 in which the material is released.

상기 암모니아 첨가과정(36)은 암모니아(NH3)를 변성로(43) 내에 내보내고, 상기 분해과정(37)은 암모니아 첨가과정(36)에서 제공한 암모니아(42)를 변성로(43)를 통해 암모니아를 질소(N2)와 수소(H2)로 분해하는데, 변성로(43)의 온도는 920℃-980℃로 설정된다. The ammonia addition process 36 sends ammonia (NH 3) into the denatured furnace 43, and the decomposition process 37 transmits ammonia 42 provided in the ammonia addition process 36 through the denatured furnace 43. Is decomposed into nitrogen (N 2) and hydrogen (H 2), but the temperature of the modification furnace 43 is set to 920 ° C.-980 ° C.

상기 건조과정(38)은 분해과정(37)에서 분해한 기체의 수증기와 미분해된 암모니아(42)를 건조기(44) 내의 분자 거름장치로써 제거하는데, 건조기(44)를 통해 수증기가 제거된 분해기체는 그 결로점이 -50℃이하이며, 또한 건조기(44)에는 유량계(441)가 설치되고, 이 유량계(411)는 상기 분해기체의 유량을 5-6㎥/min으로 제어한다. The drying process 38 removes the vapor of the gas decomposed in the decomposition process 37 and the undecomposed ammonia 42 by the molecular strainer in the dryer 44. The decomposition in which the steam is removed through the dryer 44 is performed. The gas has a dew point of -50 ° C. or lower, and a flow meter 441 is provided in the dryer 44, and the flow meter 411 controls the flow rate of the decomposition gas to 5-6 m 3 / min.

상기 프로판 첨가과정(310)은 프로판(46)을 기체혼합기(47)에 넣고 이 프로판(46)의 유량을 마이크로 유량계(461)로써 프로판(46)의 유량을 0.05-0.08liter/min으로 제어하며, 상기 기체혼합 과정(39)은 건조과정(38) 후의 분해기체와 프로판 첨가과정(310) 중의 프로판(46)을 하나의 기체혼합기(47)에 넣어 혼합한 후 함께 연속로(4) 내로 넣는다. The propane addition process 310 puts the propane 46 into the gas mixer 47 and controls the flow rate of the propane 46 to 0.05-0.08 liter / min by the flow rate of the propane 46 with a micro flowmeter 461 In the gas mixing process 39, the decomposed gas after the drying process 38 and the propane 46 in the propane addition process 310 are mixed in one gas mixer 47, and then mixed together into a continuous furnace 4. .

상기 냉각과정(34)은 가열과정(32)에서 오스테나이트화 스테인레스로 가열하고, 연속로(4)의 냉각로(45)를 통해 급속히 냉각시키며, 이 냉각로(45)의 출구에는 아래로 경사진 구역(451)을 설치하며, 이 냉각로(45)를 물탱크에 넣고, 이 물탱크의 수온은 실외 냉각 탱크를 이용하여 실온을 유지시킨다. The cooling process 34 is heated to austenitic stainless steel in the heating process 32, and rapidly cooled through the cooling furnace 45 of the continuous furnace 4, and the cooling furnace 45 is turned down The photographing zone 451 is installed, and the cooling furnace 45 is placed in a water tank, and the water temperature of the water tank is maintained at room temperature by using an outdoor cooling tank.

상기 질소기체 첨가과정(311)은 액체상태의 질소(48)를 하나의 증발기(49)에 넣어 기체상태로 증발시키고 냉각과정(34) 중의 냉각로(45)와 아래로 경사진 구역(451)으로 보낸다. The nitrogen gas addition process 311 is to put the liquid nitrogen (48) in one evaporator 49 to evaporate to a gaseous state, the cooling path 45 and the inclined zone 451 down during the cooling process (34) Send to.

상기 재료가 나오는 과정(35)은 냉각과정(34) 후의 스테인레스를 송출하거나 기타 열처리를 진행하는데, 다시 불을 가하는 등의 처리를 말한다. The process 35 of the material coming out refers to a process of sending out the stainless steel after the cooling process 34 or performing other heat treatment, and then applying a fire again.

본 발명은 변성로(43)의 온도를 920℃-980℃로 설정하여 암모니아(42)를 분해하여 수소와 질소의 분해기체를 발생시키며, 다시 건조기(44) 내에 분자거름 장치를 설치하여 분해기체의 수증기와 미분해된 암모니아를 제거하여 분해기체의 결로점이 -50℃이하가 되게 하고, 이 수증기와 미분해된 암모니아(42)가 다시 고온하에서 스테인레스와 접촉하여 스테인레스가 광택이 없어지는 것을 방지한다. In the present invention, the temperature of the denatured furnace 43 is set to 920 ° C.-980 ° C. to decompose ammonia 42 to generate a decomposition gas of hydrogen and nitrogen, and install a molecular sieve device in the dryer 44 to decompose gas. The water vapor and undecomposed ammonia are removed so that the dew condensation point of the decomposed gas is -50 ° C or less, and the water vapor and undecomposed ammonia (42) again come into contact with the stainless steel at a high temperature to prevent the stainless from becoming matt. .

또한 기체혼합 과정(39)을 통해 분해기체와 프로판 첨가과정(310) 중의 프로판(46)을 기체혼합기(47)로 함께 혼합한 후 가열과정(32) 중의 가열로(41)의 온도를 500℃에 달하게 하고, 다시 혼합기체를 가열로(41) 내에 넣어 혼합기체 중의 수소가 자연 연소하게 하여 타게 하고 분해 기체가 점차 가열로(41)를 채우게 하여 화염이 점차 가열로(41)의 재료가 나오는 곳의 방향으로 이동하게 하고, 마지막으로 연속로(4)의 재료가 나오는 곳에 화이어 커튼(fire curtain)이 일게 하여 외부 산소가 연속로(4) 내에 진입하는 것을 방지하여 광택효과에 도달하게 하며 또한 혼합기체 중의 수소가 스테인레스의 산화막으로 환원된다. In addition, after mixing the propane 46 in the decomposition gas and propane addition process 310 through the gas mixing process 39 to the gas mixer 47, the temperature of the heating furnace 41 in the heating process 32 is 500 ℃ The mixture gas is put into the furnace 41 again to allow hydrogen in the mixture to naturally burn and burn, and the decomposition gas gradually fills the furnace 41 so that the flame gradually comes out of the material of the furnace 41. To move in the direction of the place, and finally to the fire curtain (fire curtain) where the material of the continuous furnace (4) comes out to prevent external oxygen from entering the continuous furnace (4) to reach the gloss effect Hydrogen in the mixed gas is reduced to an oxide film of stainless steel.

본 발명에서 첨가한 프로판(46)에서 제공하는 탄소 원자가 더욱 쉽게 스테인레스의 기지 중에서 탄소 침투시간을 단축시키고 프로판(46)의 유량을 0.05-0.08liter/min으로 통제하여 과도한 탄소 원자와 크롬이 탄화물을 형성하여 민감화 현상이 발생하여 스테인레스의 내 부식성에 영향을 미치는 것을 방지한다. The carbon atom provided by the propane 46 added in the present invention more easily shortens the carbon infiltration time in the base of stainless and controls the flow rate of the propane 46 to 0.05-0.08 liter / min to prevent excessive carbon atoms and chromium carbides. This prevents sensitization from affecting the corrosion resistance of stainless steel.

따라서 본 발명은 종래의 광택효과 외에 더욱 나아가 상술한 방법으로 탄소침투효과를 달성할 수 있으며, 마르텐사이트 계열 스테인레스 표면의 경도를 제고하고 나아가 마르텐사이트 계열 스테인레스 표면의 경도를 제고하는 방법에 도달한다. Therefore, the present invention can achieve the carbon permeation effect by the above-described method in addition to the conventional gloss effect, and reaches a method of improving the hardness of the martensitic stainless steel surface and further improving the hardness of the martensitic stainless steel surface.

다시 아래 표 2를 참고하면, 이는 본 발명 처리과정 후의 드릴꼬리 나사와 재래 처리과정 후의 드릴꼬리 나사를 3㎜두께의 AISI304 강판에 대해 구멍을 뚫는 작업과 그 내 부식성 테스트에 대한 결과이다. Referring back to Table 2 below, this is the result of drilling the drill tail screw after the process of the present invention and the drill tail screw after the conventional process for the AISI304 steel plate having a thickness of 3 mm and its corrosion resistance test.

Figure 112007053737253-pat00002
Figure 112007053737253-pat00002

이상에서 알 수 있듯이 본 발명의 처리방식을 통해 대폭적으로 스테인레스의 표면강도를 제고하고 중심부분 경도변화도 끈질김을 유지하며 정화수에 24시간 침수했을 때도 역시 녹이 슬지 않았다. 따라서 본 발명 처리과정 후의 스테인레스는 동시에 경도와 질김, 내 부식성을 가지게 되었으며 본 발명의 드릴꼬리 나사는 3㎜두께의 AISI304 강판에 대해 3-4개의 구멍을 뚫을 수 있어 대폭적으로 마르텐사이트계 스텐레스 드릴나사의 실용성을 제고하였다. As can be seen from the treatment method of the present invention, the surface strength of the stainless steel is greatly improved, and the hardness change of the central part is maintained, and the rust was not rusted when immersed in purified water for 24 hours. Therefore, after the process of the present invention, the stainless steel has hardness, toughness, and corrosion resistance at the same time, and the drill tail screw of the present invention can drill 3-4 holes in a 3 mm thick AISI304 steel plate, which greatly reduces the martensitic stainless drill screw. Improved the practicality of.

이상을 종합하면, 본 발명은 종래의 기술구조를 뛰어넘어 예상한 목적에 도달하였으며 또한 미공개된 것이며 진보성, 실용성을 고루 갖추고 있어 특허요건에 부합한다고 판단되어 신청을 제출하는 바이다. In summary, the present invention has exceeded the conventional technical structure, has reached the anticipated object and is unpublished.

도 1은 드릴나사의 개략도. 1 is a schematic view of a drill screw.

도 2는 종래 방법에 의한 과정 흐름 블럭도. 2 is a process flow block diagram according to the conventional method.

도 3은 종래 방법 처리 과정 개략도. 3 is a schematic diagram of a conventional method processing procedure.

도 4는 본 발명의 과정 흐름 블럭도. 4 is a process flow block diagram of the present invention.

도 5는 본 발명의 처리 과정 개략도. 5 is a process schematic diagram of the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **

11：재료가 들어가는 과정 12：가열과정 11: Process of entering material 12: Heating process

13：분해기체 첨가 과정 14：냉각과정 13: process of adding decomposition gas 14: cooling process

15：재료가 나오는 과정 16：암모니아 첨가과정 15 ： The process of coming out of material 16: The addition of ammonia

17：분해과정 18：건조과정 17 Decomposition process 18 Drying process

19：질소기체 첨가과정 2：연속로 19 ： Nitrogen gas addition process 2: Continuous furnace

21：가열로 211：예비가열 구역 21: Heating furnace 211: Preheating zone

212：오스테나이트(Austenite)화 구역 22：암모니아 212 ： Austenite zone 22 ： Ammonia

23：변성로 24：건조기 23: Metamorphic furnace 24: Dryer

25：냉각로 251：아래로 경사진 구역 25: Cooling furnace 251: Area which sloped down

26：액체상태 질소 27：증발기 26: liquid nitrogen 27: evaporator

31：재료가 들어가는 과정 32：가열과정 31 ： Material entering process 32 ： Heating process

33：혼합기체 첨가과정 34：냉각과정 33 ： Mixed gas addition process 34 ： Cooling process

35：재료가 나오는 과정 36：암모니아 첨가과정 35 ： Materials coming out 36 ： Ammonia addition

37：분해과정 38：건조과정 37: decomposition process 38: drying process

39：기체혼합 과정 310：프로판 첨가과정 39: Gas mixing process 310: Propane addition process

311：질소기체 첨가과정 4：연속로 311 ： Nitrogen gas addition process 4: Continuous furnace

41：가열로 411：예비가열 구역 41: Heating furnace 411: Preheating zone

412：오스테나이트화 구역 42：암모니아 412 ： Austeniticization zone 42 ： Ammonia

43：변성로 44：건조기 43: Metamorphic furnace 44: Dryer

441：유량계 45：냉각로 441 ： Flowmeter 45 ： Cooling furnace

451：아래로 경사진 구역 46：프로판 451: Area 46 sloped down: Propane

461：마이크로 유량계 47：기체혼합기 461 ： micro flow meter 47 ： gas mixer

48：액체상태 질소 49：증발기 48: liquid nitrogen 49: evaporator

Claims (6)

재료가 들어가는 과정, 가열과정, 혼합기체 첨가과정, 냉각과정, 질소기체 첨가과정, 재료가 나오는 과정을 포함하되, Including the process of entering the material, heating process, mixed gas addition process, cooling process, nitrogen gas addition process, material exit process, 상기 재료가 들어가는 과정은 스테인레스를 연속로 내에 넣는 것이며, 상기 가열과정은 상기 재료가 들어가는 과정에서 넣은 스테인레스를 연속로를 통해 가열을 진행하되, 예비가열 구역과 두 개의 오스테나이트화 구역으로 구분되는 가열로를 통해 가열을 진행하며, 상기 혼합기체 첨가과정은 상기 가열과정의 가열로 내의 온도가 500℃이상이 될 때 다시 혼합기체를 가열로 내에 넣으며, 상기 냉각과정은 가열과정에서 오스테나이트화 스테인레스로 가열하고, 연속로의 냉각로를 통해 급속히 냉각시키며, 이 냉각로의 출구에는 아래로 경사진 구역을 설치하며, 상기 질소기체 첨가과정은 액체상태의 질소를 하나의 증발기에 넣어 기체상태로 증발시키고, 상기 냉각과정 중의 냉각로와 아래로 경사진 구역으로 보내며, 상기 재료가 나오는 과정은 상기 냉각과정 후의 스테인레스를 송출하거나 열처리를 진행하는 것이며, The process of entering the material is to put the stainless in the continuous furnace, the heating process is to heat the stainless steel in the process of entering the material through the continuous furnace, heating divided into a pre-heating zone and two austenitization zone Heating is carried out through the furnace, and the mixed gas addition process is to put the mixed gas back into the heating furnace when the temperature in the heating furnace of the heating process is 500 ℃ or more, the cooling process is austenitic stainless steel during the heating process It is heated and rapidly cooled through the continuous furnace cooling furnace, and the outlet of the cooling furnace is provided with an inclined section downward. The nitrogen gas addition process involves putting liquid nitrogen into one evaporator and evaporating it into a gaseous state. And the cooling furnace and the down sloped area during the cooling process, and the material coming out is After the cooling process to send out the stainless steel or heat treatment, 상기 혼합기체는 암모니아 첨가과정, 분해과정, 건조과정, 프로판 첨가과정, 기체혼합 과정을 통해 발생되는데, The mixed gas is generated through ammonia addition, decomposition, drying, propane, and gas mixing. 상기 암모니아 첨가과정은 암모니아를 변성로 내로 보내고, 상기 분해과정은 상기 암모니아 첨가과정에서 제공한 암모니아를 변성로를 통해 질소와 수소로 분해하며, 상기 건조과정은 상기 분해과정에서 분해한 기체의 수중기와 미분해된 암모니아를 건조기 내의 분자 거름장치로써 제거하며, 상기 프로판 첨가과정은 프로판을 기체혼합기에 넣고, 상기 기체혼합 과정은 상기 건조과정 후의 분해기체와 상기 프로판 첨가과정 중의 프로판을 상기 기체혼합기에 넣어 혼합한 후 함께 연속로 내로 넣는 것인 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도 강화방법에 있어서, The ammonia addition process sends ammonia into the denatured furnace, and the decomposition process decomposes the ammonia provided in the ammonia addition process into nitrogen and hydrogen through a denatured furnace, and the drying process is an underwater submerged gas decomposed in the decomposition process. And undigested ammonia is removed by a molecular strainer in the dryer, and the propane addition process places propane in a gas mixer, and the gas mixing process propagates decomposed gas after the drying process and propane in the propane addition process to the gas mixer. In the martensitic stainless steel surface hardness reinforcement method is to put and mix and put together into a continuous, 상기 혼합기체 첨가과정 중의 변성로의 온도는 920℃-980℃로 설정되며, 상기 건조과정의 건조기가 수증기를 제거한 후의 분해기체의 결로점은 -50℃이하이며, 상기 건조기에는 유량계가 설치되고, 이 유량계는 상기 분해기체의 유량을 5-6㎥/min으로 제어하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인레스 표면경도 강화방법.The temperature of the denatured furnace during the mixing gas addition process is set to 920 ℃-980 ℃, the dew point of the decomposition gas after the drying step of the drying process is removed from the steam, the dryer is provided with a flow meter, The flow meter is a martensitic stainless steel surface hardness strengthening method, characterized in that for controlling the flow rate of the decomposition gas to 5-6 ㎥ / min. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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