KR20050071392A - 열처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열처리 방법에 관한 것으로, 그 구성은 처리온도가 500 ℃ 내지 700 ℃ 이며, 공기와 탄화수소가스를 원료로 변성로에서 만든 흡열형 변성가스(PX가스)와 암모니아가스를 1:1의 비율로 혼합하여 노내에 도입하여 질소와 탄소가 피처리물에 흡착 및 확산하여 질화 침탄반응을 일으켜 단단하고 치밀한 탄질화물 화합물층을 형성하여 내마모성, 내부식성, 내소착성의 특성을 가지는 가스연질화 단계와, 상기 가스연질화 단계를 거친 피처리물에 수증기를 투입하여 상기 피처리물의 표면에 산화층(Fe₃O₄)을 생성시켜 피처리물의 내식성, 내마모성, 내피로성과 강도를 향상시키는 산화피막처리 단계 및 피처리물의 외부 색상을 짙은 흑색을 띄도록 하기 위하여 마련되며, CN^- 및 CNO^- 성분을 탄산염과 질소가스로 완전 산화 분해시키는 에이비(AB)염처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 경도를 향상시키며, 짙은 흑색의 착색효과를 가져서 외관색상의 미감을 고조시키며, 내식성을 향상시키며, 친환경적이며, 공정이 간단하여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

열처리 방법{Heat treatment method}

본 발명은 열처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경도를 향상시키며 짙은 흑색의 착색효과를 가져서 외관색상의 미감을 고조시키며 내식성을 향상시키며 친환경적이며 공정이 간단하여 생산성이 높은 열처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 카오디오 프레임은 그 외관이 짙은 흑색이어야 한다. 그리고 상기 카오디오 프레임은 전면 판넬을 탈 부착할 수 있게 하고, CD 등 음악재생 매체를 삽입하기 위해서는 반드시 외부로 노출되어야 하는 등 미적으로 양호해야 하는 제품이다. 또한 상기 카오디오 프레임은 그 재질이 SPCC(JIS 규격)으로서 매우 약한 연강이다. 따라서 그 생성을 위해서 종래에는 도금을 하여 강도를 향상시킨 후, 흑색으로 착색을 하였다.

그러나, 도금공정이 환경규제 대상이 된 후 염욕질화공정 후에 담금질, 연마, 담금질을 행하는 소위 염욕질화 QPQ 공정으로 바뀌게 되었다. 상기에서 Q는 담금질(Quenching), P는 연마(Polishing)을 나타낸다.

그러나, 상술한 종래의 염욕질화 QPQ 공정은 짙은 흑색을 표현할 수가 있어 그 색상은 미적으로 우수하지만 열처리 후 이어지는 공정이 복잡하여 생산성이 낮아서 원가 상승된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 염욕질화 QPQ 공정에서 사용되는 염은 작업환경에 유해한 요소여서 인체의 건강을 해한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 경도를 향상시키며 짙은 흑색의 착색효과를 가져서 외관색상의 미감을 고조시키며 내식성을 향상시키며 친환경적이며 공정이 간단하여 생산성을 높일 수 있는 열처리 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열처리 방법은 처리온도가 500 ℃ 내지 700 ℃ 이며, 공기와 탄화수소가스를 원료로 변성로에서 만든 흡열형 변성가스(PX가스)와 암모니아가스를 1:1의 비율로 혼합하여 노내에 도입하여 질소와 탄소가 피처리물에 흡착 및 확산하여 질화 침탄반응을 일으켜 단단하고 치밀한 탄질화물 화합물층을 형성하여 상기 피처리물이 내마모성, 내부식성, 내소착성의 특성을 가지도록 하는 가스연질화 단계와, 상기 가스연질화 단계를 거친 피처리물에 수증기를 투입하여 상기 피처리물의 표면에 산화층(Fe₃O₄)을 생성시켜 피처리물의 내식성, 내마모성, 내피로성과 강도를 향상시키는 산화피막처리 단계 및 피처리물의 외부 색상을 짙은 흑색을 띄도록 하기 위하여 마련되며, CN^- 및 CNO^- 성분을 탄산염과 질소가스로 완전 산화 분해시키는 에이비(AB)염처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 열처리 방법에서 상기 산화피막처리 단계와 상기 AB염처리 단계 사이에는, 피처리물의 표면을 매끄럽게 하기 위해 연마하는 연마 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 열처리 방법에서, 상기 AB염처리 단계 후에는, 피처리물의 내마모성, 내식성 등을 향상시키고 짙은 흑색을 띄게 하기 위해서 녹을 방지하는 성질을 가지는 방청유를 도포하는 방청유 처리 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리 방법을 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 피처리물에 가스연질화 처리를 한다.

상기 가스연질화 처리는 그 처리온도가 A1변태점 이하(500 ℃ 내지 700 ℃) 의 비교적 낮은 온도에서 처리되기 때문에 열처리 응력이 적으며, 종래의 질화법이 50 시간 내지 100 시간의 장시간을 요하는 반면 그 처리시간이 비교적 짧은 것이 이점인 공정이다.

상기 가스연질화 처리는, 공기와 탄화수소가스를 원료로 변성로에서 만든 흡열형 변성가스(PX가스)와 암모니아가스를 1:1의 비율로 혼합하여 노내에 도입하는 공정이다. 상기 가스연질화 처리는 노내 분위기 중의 암모니아 가스와 일산화탄소는 강(鋼)으로 이루어진 피처리물의 표면에서

2NH₃ → 3H₂ + 2[N]

2CO → CO₂ +[C]

CO₂ + H₂ → CO + H₂O

의 반응을 일으켜, 이것에 의해 생성된 질소 및 탄소가 피처리물에 흡착 및 확산하여 질화 침탄반응을 일으킨다. 이 때, 질소는 탄소보다 확산 속도가 빨라서 피처리물의 내부에 깊이 침입하여 확산층을 형성한다. 또한 탄소는 피처리물의 표면에서 미세한 탄화물을 형성함과 동시에 질화물의 핵으로서 작용하여, 단단한 화합물층 [Fe_2-3(N·C), Fe₄N]을 형성한다. 이 화합물층은 단단하고 치밀한 탄질화물이며 우수한 내마모성, 내부식성, 내소착성을 나타내는 것이다.

이어서, 상기 피처리물에 수증기를 투입하여 상기 피처리물의 표면에 산화층(Fe₃O₄)을 생성시켜 피처리물의 내식성, 내마모성, 내피로성과 강도를 향상시키는 산화피막처리 공정을 행한다.

이어서, 상기 피처리물의 외부 색상을 짙은 흑색을 띄도록 하기 위하여, CN^- 및 CNO^- 성분을 탄산염과 질소가스로 완전 산화 분해시키는 에이비(AB)염처리 공정을 행한다.

한편, 상기 피처리물의 표면을 더욱 매끄럽게 하기 위해서 상기 산화피막처리 공정과 상기 AB염처리 공정 사이에 연마(Polishing) 공정을 행할 수도 있다.

또한, 상기 AB염처리 공정 후에, 피처리물의 내마모성, 내식성 등을 향상시키고 짙은 흑색을 띄게 하기 위해서 녹을 방지하는 성질을 가지는 방청유를 도포하는 방청유 처리 공정을 행할 수도 있다.

또한, 상기 가스연질화 공정과 산화피막처리 공정과 연마 공정과 AB염처리 공정을 모두 거친 후에 상기 방청유 처리 공정을 행할 수도 있음은 물론이다.

상기에서 방청유 처리 공정은 피처리물의 내마모성과 내식성을 향상시켜주고, 색상도 한층 더 짙은 흑색을 띄게 하여 주는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 열처리 방법에 의하면, 경도를 향상시키며, 짙은 흑색의 착색효과를 가져서 외관색상의 미감을 고조시키며, 내식성을 향상시키며, 친환경적이며, 공정이 간단하여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 처리온도가 500 ℃ 내지 700 ℃ 이며, 공기와 탄화수소가스를 원료로 변성로에서 만든 흡열형 변성가스(PX가스)와 암모니아가스를 1:1의 비율로 혼합하여 노내에 도입하여 질소와 탄소가 피처리물에 흡착 및 확산하여 질화 침탄반응을 일으켜 단단하고 치밀한 탄질화물 화합물층을 형성하여 상기 피처리물이 내마모성, 내부식성, 내소착성의 특성을 가지도록 하는 가스연질화 단계;

   상기 가스연질화 단계를 거친 피처리물에 수증기를 투입하여 상기 피처리물의 표면에 산화층(Fe₃O₄)을 생성시켜 피처리물의 내식성, 내마모성, 내피로성과 강도를 향상시키는 산화피막처리 단계; 및

   피처리물의 외부 색상을 짙은 흑색을 띄도록 하기 위하여 마련되며, CN^- 및 CNO^- 성분을 탄산염과 질소가스로 완전 산화 분해시키는 에이비(AB)염처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 산화피막처리 단계와 상기 AB염처리 단계 사이에는,

   피처리물의 표면을 매끄럽게 하기 위해 연마하는 연마 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 AB염처리 단계 후에는,

   피처리물의 내마모성, 내식성 등을 향상시키고 짙은 흑색을 띄게 하기 위해서 녹을 방지하는 성질을 가지는 방청유를 도포하는 방청유 처리 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 AB염처리 단계 후에는,

   피처리물의 내마모성, 내식성 등을 향상시키고 짙은 흑색을 띄게 하기 위해서 녹을 방지하는 성질을 가지는 방청유를 도포하는 방청유 처리 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.