KR101823890B1 - Method for gas nitriding of steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강의 가스 질화처리방법에 관한 것으로, 강을 노(furnace)에 장입하는 단계, 열처리하는 단계 및 냉각하는 단계를 포함하는 강의 가스 질화처리방법에 있어서, 열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN)를 제어하여 상기 강의 표면에 γ' 단일상의 화합물층을 생성함으로써, 상기 강의 인성(靷性)을 향상시키는 것을 특징으로 하는 강의 가스 질화처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for nitriding a steel ingot, comprising a step of charging steel into a furnace, a step of heat treatment, and a step of cooling, wherein the heat treatment temperature (T) and the nitriding treatment constant (K N ) is controlled so as to improve the toughness of the steel by forming a compound layer of? 'Single phase on the surface of the steel.
Description
본 발명은 강의 가스 질화처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속기용 링기어 등 강의 표면처리에 있어서, 질화처리시 질화처리상수(KN) 및 온도를 제어하여 γ' 단일상의 화합물층(compound layer)을 생성함으로써, 상기 강의 내피로성 및 내충격성 등을 개선하는 강의 가스 질화처리방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a method for nitriding a steel by a nitriding treatment (K N ) and a temperature during the nitriding treatment in the surface treatment of a steel such as a ring gear for a transmission to form a compound layer ), Thereby improving the fatigue resistance, impact resistance and the like of the steel.
자동차의 경우 통상적으로 엔진, 변속기, 종감속기어 및 구동축의 순서로 회전동력이 전달되는데, 변속기(transmission)는 자동차 등 원동기의 속력이나 회전력을 바꾸는 장치이다.In the case of an automobile, rotational power is usually transmitted in the order of an engine, a transmission, a longitudinal reduction gear, and a drive shaft. Transmission is a device for changing the speed or torque of a prime mover such as an automobile.
일반적으로 상기 변속기에 사용되는 변속기용 링기어는 엔진동력을 차동계로 전달하는 부품 중 하나로, 재질은 강(steel)이며, 작동 중에 반복적이고 지속적인 충격을 받기에 내마모성, 내피로성 및 내충격성 등 높은 수준의 물성이 요구된다. Generally, a ring gear for a transmission used in the transmission is one of the parts that transmit engine power to the differential system. The material is steel, which is repeatedly and continuously subjected to impact during operation. Therefore, the ring gear for a transmission has high abrasion resistance, fatigue resistance and impact resistance Level physical properties are required.
따라서 상기 요구되는 물성을 충족시키기 위해 소재의 표면층을 경화시킬 필요가 있는데, 종래에는 주로 진공침탄 및 가스 연질화처리 등의 표면경화법(Surface hardening)을 사용하였다.
Therefore, in order to satisfy the required physical properties, it is necessary to harden the surface layer of the material. In the past, surface hardening such as vacuum carburizing and gas softening treatment was mainly used.
Temperature (℃)
(노 장입
~ 냉각)time
(Unloading
~ Cooling)
분위기
Inside
atmosphere
가스
조절atmosphere
gas
control
층
compound
layer
진공침탄Conventional
Vacuum carburization
~ 950820
~ 950
이상8 hours
More than
가스Carburizing
~ 250150
~ 250
~ 10050
~ 100
~ 10050
~ 100
가스
연질화Conventional
gas
Softening
~ 600500
~ 600
이상8 hours
More than
+RX 가스NH 3
+ RX gas
~ 3020
~ 30
~ 5030
~ 50
~ 2010
~ 20
상기 표 1은 변속기용 링기어(애뉼러스 기어)의 표면경화법으로 사용되는 종래 진공침탄 열처리 및 가스 연질화처리를 비교한 표이다.Table 1 is a table comparing the conventional vacuum carburizing heat treatment and gas softening treatment used in the surface hardening method of the ring gear (annulus gear) for the transmission.
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 종래 진공침탄 열처리는 약 820 ~ 950 ℃ 온도 범위에서 실시되는데, 링기어는 열변형에 매우 취약한 링형상의 기어이기 때문에 고온에서의 열처리에 의해 타원 및 테이퍼(taper) 등의 열변형이 발생하여 변속기 작동시 소음이 증대되는 문제가 있었다.As shown in Table 1, the conventional vacuum carburizing heat treatment is performed at a temperature range of about 820 to 950 ° C. Since the ring gear is a ring gear which is very vulnerable to thermal deformation, owing to heat treatment at a high temperature, And the noise is increased during operation of the transmission.
또한, 종래 가스 연질화처리의 경우 상기 진공침탄 열처리 대비 비교적 저온인 약 500 ~ 600 ℃ 온도 범위에서 실시되는데, 상변태를 수반하지 않기에 열처리 변형량이 상대적으로 작고, 상기 처리에 의해 형성되는 화합물층이 ε 상 및 γ' 상이 공존하는 복합상인바 내마모성이 우수한 장점이 있으나, 질화처리 후 냉각 시에 ε 상 및 γ' 상의 열팽창계수 차이에 의해 발생되는 응력 때문에 상의 계면에 미세 크랙이 발생하여, 기어 구동시 화합물층이 깨지거나 박리현상이 발생되는 등 인성(靷性)이 저하되고 취성이 강해지는 문제가 있었다.
The conventional gas softening treatment is carried out at a relatively low temperature of about 500 to 600 占 폚 as compared with the above-mentioned vacuum carburizing heat treatment. Since the heat treatment deformation amount is relatively small since it does not involve phase transformation, Phase and γ '-phase coexist. However, due to the stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the ε phase and the γ' phase at the time of cooling after the nitriding treatment, fine cracks are generated in the interface of the phase, There has been a problem that the compound layer is broken or peeling phenomenon occurs, and the toughness is lowered and the embrittlement becomes strong.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, AC3 변태점 이하의 온도에서 강을 가스 질화처리하여 열변형을 최소화하고, 상제어를 통해 강의 표면에 γ' 상의 단일상 조직을 가지는 화합물층을 형성함으로써 인성, 내피로성 및 내충격성 등이 향상되는 강의 가스 질화처리방법을 제공하고자 함에 있다.
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for forming a compound layer having a single-phase structure of? 'Phase on the surface of steel through phase control by minimizing thermal deformation by gas nitriding the steel at a temperature below AC3 transformation point Thereby improving the toughness, fatigue resistance, impact resistance, and the like.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 강의 가스 질화처리방법은 강을 노(furnace)에 장입하는 단계, 열처리하는 단계 및 냉각하는 단계를 포함하는 강의 가스 질화처리방법에 있어서, 열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN)를 제어하여 상기 강의 표면에 γ' 단일상의 화합물층을 생성함으로써, 상기 강의 인성(靷性)을 향상시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for nitriding a steel gas, comprising the steps of charging a furnace into a furnace, performing a heat treatment, and cooling the steel, T) and a nitridation process constant (K N ) to produce a compound layer of? 'Single phase on the surface of the steel, thereby improving the toughness of the steel.
또한, 본 발명의 일실시예로 상기 열처리 온도(T)는 400 내지 550 ℃ 범위 및 상기 질화처리상수(KN)는 0.5 내지 7 atm-1/2 범위 내인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the heat treatment temperature (T) is in the range of 400 to 550 ° C and the nitridation constant (K N ) is in the range of 0.5 to 7 atm -1/2 .
또한, 본 발명의 일실시예로 상기 노 내부에 수소 센서를 장착하여 수소 분압을 측정하고, 상기 측정된 수소 분압에 대응되는 암모니아 분압을 조절함으로써 질화처리상수(KN)를 제어하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferable to control the nitridation process constant (K N ) by measuring a hydrogen partial pressure by mounting a hydrogen sensor in the furnace and controlling the partial pressure of ammonia corresponding to the measured hydrogen partial pressure .
또한, 본 발명의 일실시예로 상기 열처리하는 단계는 12시간 이상 열처리하는 것이 바람직하다.Also, in one embodiment of the present invention, it is preferable that the heat treatment is performed for 12 hours or more.
또한, 본 발명의 일실시예로 상기 강은 변속기용 링기어인 것이 더욱 바람직하다.
Further, in one embodiment of the present invention, it is more preferable that the steel is a ring gear for a transmission.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 종래 진공침탄 열처리와 비교하여 공정비용이 절감되고, 상대적으로 저온에서 가스 질화처리하므로 열처리에 의한 변형이 작은 장점이 있다.The effect of the present invention having the above structure is advantageous in that the process cost is reduced as compared with the conventional vacuum carburizing heat treatment and the deformation due to the heat treatment is small due to the gas nitriding process at a relatively low temperature.
또한, 종래 가스 연질화처리의 경우 강의 표면층에 ε 상(Fe2 ~3N) 및 γ'(Fe4N) 상이 공존하는 복합상을 가지는 화합물층이 형성되는 것과 달리, 본 발명에 의한 경우 ε 상 보다 내피로성 및 내충격성 등이 우수한 γ' 상의 단일상을 가지는 화합물층이 형성됨에 따라 인성이 향상되는 효과가 있다.
Further, unlike the conventional gas softening treatment, a compound layer having a composite phase in which epsilon phase (Fe 2 to 3 N) and gamma prime (Fe 4 N) phases coexist on the surface layer of the steel is formed, There is an effect that the toughness is improved as a compound layer having a single phase of? 'Phase excellent in fatigue resistance and impact resistance is formed.
도 1은 강을 기본 재질로 하는 변속기용 링기어의 일반적인 제조공정을 나타낸 흐름도.
도 2는 종래 진공침탄 열처리에 따른 강의 상변태를 나타낸 상태도.
도 3은 종래 가스 연질화처리에 의해 강의 표면에 형성되는 화합물층을 나타낸 사진.
도 4는 종래 가스 연질화처리에 의해 강에 형성되는 화합물층의 박리현상을 나타낸 사진.
도 5는 철-질소의 상태도.
도 6은 KN - T (Lehrer) 평형 상태도.
도 7은 본 발명의 일실시예로 상기 가스 질화처리방법에 의해 열처리된 변속기용 링기어의 사진.
도 8은 본 발명에 의한 변속기용 링기어의 XRD 그래프.
도 9는 종래 가스 연질화처리된 변속기용 링기어의 압입 시험 결과를 나타낸 사진.
도 10은 본 발명에 의한 가스 질화처리된 변속기용 링기어의 압입 시험 결과를 나타낸 사진.1 is a flowchart showing a general manufacturing process of a ring gear for a transmission having a steel as a basic material.
FIG. 2 is a state diagram showing a phase transformation of a steel according to a conventional vacuum carburization heat treatment. FIG.
3 is a photograph showing a compound layer formed on the surface of steel by conventional gas softening treatment.
4 is a photograph showing a peeling phenomenon of a compound layer formed on a steel by a conventional gas softening treatment.
5 is a state diagram of iron-nitrogen.
6 is a K N - T (Lehrer) equilibrium state diagram.
7 is a photograph of a ring gear for a transmission subjected to heat treatment by the gas nitridation method according to an embodiment of the present invention.
8 is an XRD graph of a ring gear for a transmission according to the present invention.
9 is a photograph showing a result of an indentation test of a ring gear for a transmission subjected to a conventional gas softening treatment.
10 is a photograph showing a result of press fitting test of a ring gear for a transmission subjected to gas nitridation according to the present invention.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서 사용되는 용어, 특히 질화처리상수(KN)는 하기 수식(1)에 의해 정의된다.The term used in the present invention, in particular the nitridation process constant (K N ), is defined by the following equation (1).
KN = PNH3/(PH2)3/2 [atm-1/2] (1), K N = P NH3 / (P H2 ) 3/2 [atm -1/2 ] (1),
(여기서, 상기 PNH3는 노내 분위기 중 암모니아(NH3) 기체의 분압, 상기 PH2는 노내 분위기 중 수소(H2) 기체의 분압).(P NH3 is the partial pressure of ammonia (NH 3 ) gas in the furnace atmosphere, and P H2 is the partial pressure of hydrogen (H 2 ) gas in the furnace atmosphere).
이 때, 상기 수소(H2) 기체는 하기 화학식(2)에 의해 생성된다.At this time, the hydrogen (H 2 ) gas is produced by the following formula (2).
NH3 ↔ N + 3/2 H2 (2).
NH 3 ↔ N + 3/2 H 2 (2).
도 1은 강을 기본 재질로 하는 변속기용 링기어의 일반적인 제조공정을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart showing a general manufacturing process of a ring gear for a transmission having a steel as a basic material.
도시된 바와 같이, 탄소강 또는 합금강 등의 강재를 1000 ~ 1300 ℃ 온도범위로 가열 후 열간 단조를 실시하고, 상기 열간 단조에 의한 단조품을 냉각시킨 다음, 요구되는 물성에 따라 QT(Quenching & Tempering) 처리, 노말라이징(Normalizing) 처리 또는 어닐링(Annealing) 처리를 실시한다.As shown in the figure, a steel material such as carbon steel or alloy steel is heated to a temperature range of 1000 to 1300 占 폚, hot forging is performed, the forged product is cooled, and quenching and tempering , A normalizing process or an annealing process is performed.
상기 QT 처리의 경우 기어의 굽힘강도 등의 내구성을 향상시키기 위한 것으로, AC3 변태점 이상의 온도에서 일정시간 유지후 Quenching 한 다음, 500 ~ 650 ℃의 온도범위에서 유지 후 공냉하는 템퍼링(Tempering)을 실시하여 200 ~ 305 Hv 수준의 경도를 얻을 수 있다. In order to improve the durability such as the bending strength of the gear in the case of the QT treatment, quenching is performed at a temperature of AC3 transformation point or higher for a certain period of time, followed by tempering at a temperature in the range of 500 to 650 ° C followed by air cooling Hardness of 200 ~ 305 Hv level can be obtained.
한편, 상기 노말라이징(Normalizing) 처리 또는 어닐링(Annealing) 처리의 경우 링기어의 조직을 균일화시키기 위한 것으로, AC3 변태점 이상의 온도에서 일정시간 유지 후 공냉 또는 노냉을 실시하여 150 ~ 250 Hv 수준의 경도를 얻을 수 있다.On the other hand, in order to uniformize the structure of the ring gear in the case of the normalizing treatment or the annealing treatment, it is preferable to maintain the hardness of 150 to 250 Hv by performing air cooling or furnace cooling after maintaining the temperature at AC3 transformation point or higher for a predetermined time Can be obtained.
그 후, 상기 열처리된 부품을 기어의 형상에 맞게 선삭 가공한 다음, 브로칭 공정을 통해 기어치 가공을 실시하여 변속기용 링기어를 제조한다.Thereafter, the heat-treated parts are turned to conform to the shape of the gear, and gear teeth are machined through a broaching process to manufacture a ring gear for a transmission.
상기 변속기용 링기어는 통상적으로 가혹한 조건에서 적용되기 때문에 강의 표면을 경화시켜 물성을 향상시킬 필요가 있다.Since the ring gear for the transmission is usually applied under severe conditions, it is necessary to harden the surface of the steel to improve its physical properties.
도 2는 종래 진공침탄 열처리에 따른 강의 상변태를 나타낸 상태도이다.FIG. 2 is a state diagram showing the phase transformation of steel according to the conventional vacuum carburization heat treatment.
도시된 바와 같이, 종래 진공침탄 열처리의 경우 변속기용 링기어 등의 강을 약 820 ~ 950 ℃ 에서 가열 및 유지한 다음, Quenching 하여 α' 상을 형성하는데, AC3 이상의 고온에서 열처리를 함에 따라 상변태를 수반하므로 열변형이 크며, 특히 변속기용 링기어가 상기 열처리를 거치는 경우 열변형이 발생하여 변속기 작동 시에 소음이 발생되는 문제가 있었다.As shown in the figure, in the conventional vacuum carburizing heat treatment, the steel such as the ring gear for the transmission is heated and maintained at about 820 to 950 ° C. and then quenched to form the α 'phase. As the heat treatment is performed at a high temperature of
한편, 도 3은 종래 가스 연질화처리에 의해 강의 표면에 형성되는 화합물층을 나타낸 사진이고, 도 4는 종래 가스 연질화처리에 의해 강에 형성되는 화합물층의 박리현상을 나타낸 사진이다.FIG. 3 is a photograph showing a compound layer formed on the surface of a steel by conventional gas softening treatment, and FIG. 4 is a photograph showing a peeling phenomenon of a compound layer formed on the steel by conventional gas softening treatment.
도시된 바와 같이, 종래 가스 연질화처리에 의해 복합상을 가지는 화합물층이 형성됨에 따라, 취성이 강해져 박리현상 등의 취성파괴가 발생되는 문제가 있었다. As shown in the figure, as the compound layer having a composite phase is formed by the conventional gas softening treatment, the brittleness becomes strong and brittle fracture such as peeling occurs.
이와 달리, 이하에 의해 설명되는 본 발명에 의한 강의 가스 질화처리방법은 노 장입에서 냉각까지의 질화처리 중, 열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN)를 제어하여 상기 강의 표면에 γ' 단일상의 화합물층(conpound layer)을 생성함으로써, 내피로성, 내충격성 및 인성 등을 향상시킬 수 있으며, 이를 변속기용 링기어 등에 적용하여 가혹한 조건에서도 내구성을 보장할 수 있다.Alternatively, the method for nitriding steel according to the present invention, which will be described below, controls the heat treatment temperature (T) and the nitriding treatment constant (K N ) during nitriding from the furnace to the cooling, By producing a single phase compound layer, fatigue resistance, impact resistance and toughness can be improved, and it can be applied to a ring gear for a transmission to ensure durability even under harsh conditions.
도 5는 철-질소의 상태도이다.5 is a state diagram of iron-nitrogen.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 가스 질화처리방법은 내피로성 및 내충격성 등의 내구성이 우수한, γ' 상(Fe4N)의 단일상 조직을 가지는 화합물층을 생성하는 것을 목적으로 하는데, 상태도 내의 γ' 상(Fe4N) 영역이 협소하기 때문에 일반적인 질화처리에 의해 온도 및 질소의 원자백분율(atomic percent)을 제어하여 상기 상(phase)을 얻는 것은 매우 어렵다.As shown in the drawings, the gas nitriding method of the present invention aims at producing a compound layer having a single phase structure of? 'Phase (Fe 4 N), which is excellent in durability such as fatigue resistance and impact resistance, Since the γ 'phase (Fe 4 N) region is narrow, it is very difficult to obtain the phase by controlling atomic percentages of temperature and nitrogen by a general nitriding treatment.
그러나, 이하에서 설명되는 KN - T (Lehrer) 평형 상태도를 이용하여 상제어 가스 질화처리를 함으로써 강의 표면에 γ' 상(Fe4N)의 단일상 조직을 가지는 화합물층을 생성할 수 있다. However, K N -T (Lehrer) equilibrium state diagram, it is possible to produce a compound layer having a single phase structure of? 'Phase (Fe 4 N) on the surface of the steel.
도 6은 KN - T (Lehrer) 평형 상태도이다.6 is a K N - T (Lehrer) equilibrium state diagram.
도시된 바와 같이, 상기 상태도는 열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN)를 변수로 하는 평형상태의 상을 나타낸 도면인데, 강의 가스 질화처리방법에 있어서, 상기 열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN) 값을 조절함으로써 강의 표면에 종래 질화처리에 의해 얻기 어려운 고인성 γ' 상(Fe4N)의 화합물층을 형성할 수 있다.
As shown in the figure, the phase diagram shows an equilibrium phase with the heat treatment temperature (T) and the nitridation treatment constant (K N ) as variables. In the method of nitriding steel in a steel, the heat treatment temperature (T) By adjusting the processing constant (K N ), it is possible to form a compound layer of a high tough? 'Phase (Fe 4 N), which is difficult to obtain by conventional nitriding, on the surface of the steel.
(노 장입~냉각)Heat treatment time
(Furnace charging to cooling)
0.5 ~ 7 atm-1/2 K N value adjustment:
0.5 to 7 atm -1/2
상기 표 2는 상기 KN - T (Lehrer) 평형 상태도를 토대로 강의 표면에 γ' 단일상의 화합물층을 생성하기 위한 조건을 나타낸 표이다.Table 2 is a table showing conditions for producing a compound layer of? 'Single phase on the surface of steel based on the K N - T (Lehrer) equilibrium state diagram.
즉, 강을 노(furnace)에 장입하는 단계, 열처리하는 단계 및 냉각하는 단계를 포함하는 강의 가스 질화처리방법에 있어서, 암모니아(NH3)의 노내 분위기 하에 상기 열처리 온도(T)는 400 내지 550 ℃ 범위 및 상기 질화처리상수(KN)는 0.5 내지 7 atm-1/2 범위 내에서 제어되어야 상기 강의 표면에 γ' 단일상의 화합물층이 생성된다. That is, the step of charging the steel into a furnace (furnace), the step of heat treatment and comprising the step of cooling the river gas nitriding method, ammonia (NH 3) the heat-treatment temperature (T) under the furnace atmosphere is 400 to 550 ° C and the nitridation treatment constant (K N ) should be controlled within the range of 0.5 to 7 atm -1/2 to form a compound layer of γ 'single phase on the surface of the steel.
이 때, 상기 질화처리상수(KN)는 상기 노 내부에 수소 센서를 장착하여 수소 분압을 측정하고, 상기 측정된 수소 분압에 대응되는 암모니아 분압을 조절함으로써 제어될 수 있다.At this time, the nitridation constant (K N ) can be controlled by mounting a hydrogen sensor in the furnace, measuring the hydrogen partial pressure, and adjusting the partial pressure of ammonia corresponding to the measured hydrogen partial pressure.
또한, 상이 형성되어 실제로 평형상태에 도달하기까지는 어느 정도의 시간이 걸리는데, 상기 열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN)의 조건 하에서 γ' 단일상을 형성하기 위해 요구되는 열처리 시간은 적어도 12 시간 이상이다.
The heat treatment time required to form the γ 'single phase under the conditions of the heat treatment temperature (T) and the nitridation constant (K N ) is at least It is more than 12 hours.
이와 같이, 본 발명에 의한 가스 질화처리방법을 사용하면 강의 인성을 향상시킬 수 있는데, 특히 고인성이 요구되는 변속기용 링기어에 적용함으로써 원하는 물성을 얻을 수 있다.As described above, the use of the gas nitriding method according to the present invention can improve the toughness of the steel. Especially, the desired properties can be obtained by applying it to a ring gear for a transmission requiring high toughness.
도 7은 본 발명의 일실시예로 상기 가스 질화처리방법에 의해 열처리된 변속기용 링기어의 사진이고, 도 8은 본 발명에 의한 변속기용 링기어의 XRD 그래프이다.Fig. 7 is a photograph of a ring gear for a transmission subjected to heat treatment by the gas nitriding method according to an embodiment of the present invention, and Fig. 8 is an XRD graph of a ring gear for a transmission according to the present invention.
도시된 바와 같이, 상기 XRD 그래프를 통해 가스 질화처리 시 열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN)를 조절함으로써 고인성 γ' 상(Fe4N)의 화합물층이 형성된 것을 확인할 수 있다. As shown in the figure, it can be confirmed that the compound layer of the tough γ 'phase (Fe 4 N) is formed by adjusting the heat treatment temperature (T) and the nitriding treatment constant (K N ) in the gas nitridation treatment through the XRD graph.
또한, 종래 진공침탄처리와 대비하여 비교적 저온에서 열처리를 실시하기에, 열처리에 의한 변형이 작아 상기 링기어를 변속기에 적용시 소음이 감소되는 효과가 있다.(33dB -> 25 dB)Also, since the heat treatment is performed at a relatively low temperature in comparison with the conventional vacuum carburizing process, the deformation due to the heat treatment is small and the noise is reduced when the ring gear is applied to the transmission (33 dB to 25 dB).
도 9는 종래 가스 연질화처리된 변속기용 링기어의 압입 시험 결과를 나타낸 사진이고, 도 10은 본 발명에 의한 가스 질화처리된 변속기용 링기어의 압입 시험 결과를 나타낸 사진이다.Fig. 9 is a photograph showing the result of press-fitting test of a ring gear for a transmission subjected to a conventional gas softening treatment, and Fig. 10 is a photograph showing a result of press-fitting test of a ring gear for a transmission subjected to gas nitridation according to the present invention.
도시된 바와 같이, 종래 가스 연질화처리된 변속기용 링기어에서 크랙(crack)이 발생되는 것과 대비하여 본 발명에 의한 가스 질화처리된 변속기용 링기어에서는 크랙이 발생되지 않는데, 이는 강의 표면에 γ' 상(Fe4N)의 화합물층이 형성되어 인성이 향상되었기 때문이다.
As shown in the figure, cracks are generated in the ring gear for the transmission, which has been subjected to the gas softening process in the prior art. In contrast, cracks are not generated in the ring gear for the gas nitriding process according to the present invention. 'Phase (Fe 4 N) was formed and toughness was improved.
Claims (5)
열처리 온도(T) 및 질화처리상수(KN)를 제어하여 상기 강의 표면에 γ' 단일상의 화합물층을 생성함으로써, 상기 강의 인성(靷性)을 향상시키며,
상기 열처리 온도(T)는 400 내지 550 ℃ 범위 및 상기 질화처리상수(KN)는 0.5 내지 7 atm-1/2 범위 내이고,
상기 열처리하는 단계는 12시간 이상 열처리하는 것을 특징으로 하는 강의 가스 질화처리방법.A method for nitriding a steel comprising the steps of charging steel into a furnace, heat treating and cooling,
The toughness of the steel is improved by controlling the heat treatment temperature (T) and the nitriding constant (K N ) to produce a compound layer of? 'Single phase on the surface of the steel,
Wherein the heat treatment temperature (T) is in the range of 400 to 550 ° C and the nitridation constant (K N ) is in the range of 0.5 to 7 atm -1/2 ,
Wherein the heat treatment step is a heat treatment for 12 hours or more.
상기 노 내부에 수소 센서를 장착하여 수소 분압을 측정하고,
상기 측정된 수소 분압에 대응되는 암모니아 분압을 조절함으로써 질화처리상수(KN)를 제어하는 것을 특징으로 하는 강의 가스 질화처리방법.
The method according to claim 1,
A hydrogen sensor is mounted in the furnace to measure hydrogen partial pressure,
Wherein the nitridation treatment constant (K N ) is controlled by controlling the partial pressure of ammonia corresponding to the measured hydrogen partial pressure.
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