KR19990070530A - 강재 제품의 표면 열처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 기계 제품으로 사용되고 있는 강재 제품의 표면을 열처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 강재 제품의 표면 열처리 방법은 질화 열처리법을 먼저 수행한 후에 소입 경화 열처리법을 수행하여 이루어지고, 상기 소입 열경화 처리법의 수행 이후에 템퍼링 공정을 더 구비시킬 수도 있다.
Description
본 발명은 각종 기계 제품으로 사용되고 있는 강재 제품의 표면을 열처리하는 방법에 관한 것으로, 특히 강재 제품의 표면에 질화 열처리를 수행하고 다음에 소입 열처리를 행하므로써 강재 제품에 요구되는 각종 특성을 향상시킬 수 있도록 한 강재 제품의 표면 열처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속 재료를 가열하고 냉각하는데 있어서 그 속도를 변화시키면 조직의 변화가 일어남과 동시에 기계적, 물리적 성질의 변화가 일어난다. 이와 같이 사용 목적에 적합하도록 가열, 냉각의 속도를 조절하여 강재 제품의 기계적, 물리적 성질의 변화를 일으키게 하는 처리를 열처리라고 한다. 열처리를 행함에 있어서는 온도 및 유지 시간을 정확하게 함과 동시에 가열로나 가열 분위기를 적절히 선택하는 데에도 주의를 기울여야 한다.
한편, 표면 열처리라고 함은 강재 표면에 내마멸성(耐磨滅性), 내부식성(耐腐植性), 내열성(耐熱性) 또는 윤활성(潤滑性) 등을 주기 위한 처리를 말하는 것으로, 이러한 특성을 얻기 위해서는 대체로 고경도가 필요하다. 종래의 경화면을 만드는 방법으로서는 침탄법(Carburizing Process), 질화법(Nitriding Process) 및 소입 경화 열처리법(Quenching Hardness Process; 화염 및 고주파 유도 가열에 의한 담금질) 등이 있다.
이중에서 침탄법은 가장 오래된 표면 열처리법의 하나로서, 탄소가 적게 함유된 강재(鋼材)를 목탄(木炭)과 같이 탄소로 구성된 물질과 접촉시키면서 고온으로 가열하는 것에 의해 강재 안으로 탄소를 침투시켜서 침탄강(浸炭鋼)으로 만든다. 질화법은 강재를 질소 함유 분위기 중에서 가열하여 질소를 침투시킴으로써 표면 경화를 하는 작업을 말한다. 마지막으로, 소입 열경화 처리 방법은 강재를 소정의 온도에서 급냉각시킴으로써 경화하는 작업을 말한다.
도 1은 종래의 침탄법에 의해 처리된 크롬몰리브덴(SCM415) 재질의 제품에 대한 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프이고, 도 2는 종래의 질화법에 처리된 크롬몰리브덴(SCM435) 재질의 제품에 대한 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프이고, 도 3은 종래의 소입 열경화 처리 방법에 의해 처리된 도 2와 동일 재질의 제품 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프이다. 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 크롬몰리브덴 강재 제품을 종래의 각각의 열처리 방법에 의해 열처리한 결과를 대비하여 보면 침탄법에서는 상대적으로 그 표면 경도가 높은 반면에 중심 부분에서는 그 경도가 떨어지고, 질화법에서는 상대적으로 그 표면 경도가 침탄법에 의한 것보다는 떨어지는 반면에 중심 부분에서는 그 경도가 약간 높으며, 소입 열경화 처리 방법에서는 그 표면에서 중심 부분까지의 경도가 중간 정도에서 균일하게 유지되는 특성을 가지고 있다. 그러나 이들 종래의 표면 열처리법에 의해 만들어진 강재 제품에서는 전반적으로 내마멸성, 내피로성, 내충격성 등의 특성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 강재 제품의 표면에 질화 열처리를 수행하고 다음에 소입 열처리를 행하므로써 강재 제품에 요구되는 각종 특성을 향상시킬 수 있도록 한 강재 제품의 표면 열처리 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강재 제품의 표면 열처리 방법은 질화 열처리법을 먼저 수행한 후에 소입 경화 열처리법을 수행하여 이루어지고, 상기 소입 열경화 처리법의 수행 이후에 템퍼링 공정을 더 구비시킬 수도 있다.
도 1은 종래의 침탄법에 의해 처리된 크롬몰리브덴(SCM415) 재질의 제품에 대한 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프,
도 2는 종래의 질화법에 처리된 크롬몰리브덴(SCM435) 재질의 제품에 대한 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프,
도 3은 종래의 소입 열경화 처리 방법에 의해 처리된 도 2와 동일 재질의 제품 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 표면 열처리 방법에 의해 처리된 도 3과 동일 재질 제품의 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 표면 열처리 방법에 의해 처리된 니켈크롬 몰리브덴 재질의 제품 표면에서 중심까지의 경도 변화를 나타낸 그래프이다.
이하에는 본 발명의 강재 제품의 표면 열처리 방법의 양호한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 강재 제품의 표면 열처리 방법은 크게 질화 열처리법을 먼저 수행한 후에 소입 경화 열처리를 수행하는 것으로 이루어진다. 질화 열처리법에서는 종래와 같이 염욕(鹽浴)질화, 가스질화나 이온화질화 등의 방법을 사용할 수가 있다.
한편, 소입 경화 열처리 방법에서는 일반 가열로나 고주파 가열 장치를 사용하여 가열하는데, 승온 속도의 범위는 초당 1[℃]에서 1000[℃] 사이에서 강재 제품의 종류에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 가열 온도의 범위도 역시 강재 제품의 종류에 따라서 적절하게 결정될 수 있는데, 예를 들어 750[℃]에서 1100[℃] 사이에서 적절한 값으로 결정될 수 있다. 가열 유지 시간의 범위는 전술한 승온 속도의 범위 및 가열 온도의 범위와 관련하여 1[초]에서 20[분]사이의 적절한 값으로 결정될 수 있다.
마지막으로 분위기로는 물 또는 기름에 소입(Quenching)하여 경화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 표면 열처리 방법에 의해 처리된 도 3과 동일 재질 제품의 표면에서 중심까지의 경도 변화 특성을 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 표면 열처리 방법에 의해 처리된 니켈크롬 몰리브덴 재질의 제품 표면에서 중심까지의 경도 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4 및 도 5에 도시한 그래프를 도 1 내지 도 3에 도시한 그래프와 비교할 때, 표면의 경도와 중심 부분의 경도가 종래의 침탄법, 질화법 또는 소입 열경화 처리법에 의해 처리한 것보다 월등히 증가한 것을 알 수가 있다. 그리고, 도시하지는 않았지만 내식성, 내피로성, 내충격성 등의 특성도 함께 향상되었음을 밝힌다.
본 발명의 강재 제품의 표면 열처리 방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 제품의 특성에 따라 100[℃]에서 300[℃] 사이의 온도에서 10[분]에서 3[시간] 정도로 수행되는 템퍼링(Tempering)을 병용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 강재 제품의 표면 열처리 방법에 따르면, 종래의 표면 열처리 방법에 의해 얻어진 강재 제품보다 내마모성과 강인성이 향상되며, 이외에도 내식성, 내피로성, 내충격성 등의 특성도 함께 향상되어 강재 제품의 수명을 월등하게 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (8)
- 질화 열처리법을 먼저 수행한 후에 소입 경화 열처리법을 수행하여 이루어지는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 질화 열처리법은 염욕질화로 수행되는 것을 특징으로 하는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 질화 열처리법은 가스질화로 수행되는 것을 특징으로 하는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 질화 열처리법은 이온질화로 수행되는 것을 특징으로 하는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소입 열경화 처리법에서 승온 속도의 범위는 초당 1[℃]에서 1000[℃] 사이에서 강재 제품의 종류에 따라서 선택되고,가열 온도의 범위는 강재 제품의 종류에 따라서 750[℃]에서 1100[℃] 사이에서 선택되며,가열 유지 시간의 범위는 상기 승온 속도 및 가열 온도의 범위와 관련하여 선택되는 것을 특징으로 하는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 소입 열경화 처리법의 가열 분위기는 물인 것을 특징으로 하는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 소입 열경화 처리법의 가열 분위기는 기름인 것을 특징으로 하는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 소입 열경화 처리법의 수행 이후에 100[℃]에서 300[℃] 사이의 온도에서 10[분]에서 3[시간] 정도로 수행되는 템퍼링 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 강재 제품의 표면 열처리 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980005438A KR19990070530A (ko) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 강재 제품의 표면 열처리 방법 |
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| KR1019980005438A KR19990070530A (ko) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 강재 제품의 표면 열처리 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR19990070530A true KR19990070530A (ko) | 1999-09-15 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019980005438A KR19990070530A (ko) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 강재 제품의 표면 열처리 방법 |
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| KR (1) | KR19990070530A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474414B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2005-03-08 | 조우석 | 고온에서 불활성의 중성가스 분위기에 의한 광휘열처리법 |
| CN115074657A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-20 | 福建华开电力科技有限公司 | 一种金属材料的表面热处理加工工艺 |
-
1998
- 1998-02-20 KR KR1019980005438A patent/KR19990070530A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR100474414B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2005-03-08 | 조우석 | 고온에서 불활성의 중성가스 분위기에 의한 광휘열처리법 |
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