열처리 공정에서 일반적으로 사용되는 담금질 방법에는 단일 매체(물, 기름, 공기) 담금질, 이중 매체 담금질, 마르텐사이트 단계적 담금질, Ms점 이하 마르텐사이트 단계적 담금질법, 베이나이트 등온 담금질법, 복합 담금질법, 예냉 등온 담금질법, 지연 냉각 담금질법, 담금질 자가 템퍼링법, 분무 담금질법 등 10가지가 있습니다.
1. 단일 매체(물, 기름, 공기) 담금질
단일 매체(물, 오일, 공기) 담금질: 담금질 온도까지 가열된 공작물을 담금질 매체에 담가 완전히 냉각시키는 방식입니다. 이는 가장 간단한 담금질 방법으로, 형상이 단순한 탄소강 및 합금강 공작물에 주로 사용됩니다. 담금질 매체는 공작물의 열전달 계수, 경화성, 크기, 형상 등을 고려하여 선택됩니다.
2. 이중 중냉각
이중 매체 담금질: 담금질 온도까지 가열된 공작물을 먼저 냉각력이 강한 담금질 매체에서 Ms점 부근까지 냉각한 후, 서서히 냉각되는 담금질 매체로 옮겨 실온까지 냉각함으로써 다양한 담금질 온도 범위와 비교적 이상적인 담금질 냉각 속도를 구현합니다. 이 방법은 복잡한 형상의 부품이나 고탄소강 및 합금강으로 제작된 대형 공작물에 주로 사용됩니다. 탄소 공구강에도 많이 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 냉각 매체로는 물-유, 물-질산염, 물-공기, 유-공기 등이 있습니다. 보통 물은 급속 냉각 매체로, 유 또는 공기는 서서히 냉각되는 매체로 사용됩니다. 공기는 거의 사용되지 않습니다.
3. 마르텐사이트 단계적 담금질
마르텐사이트 변태 담금질: 강재를 오스테나이트화한 후, 강재의 마르텐사이트 상한보다 약간 높거나 낮은 온도의 액체 매질(염욕 또는 알칼리욕)에 담가 적절한 시간 동안 유지합니다. 강재의 내외부 표면이 매질 온도에 도달하면 꺼내어 공랭합니다. 이 과정에서 과냉각된 오스테나이트가 서서히 마르텐사이트로 변태됩니다. 이 방법은 복잡한 형상과 엄격한 변형 요구 조건을 가진 소형 가공품에 주로 사용됩니다. 또한 고속도강 및 고합금강 공구와 금형의 담금질에도 널리 사용됩니다.
4. Ms점 이하 마르텐사이트 단계적 담금질 방법
마르텐사이트 경화점 이하 담금질법: 담금 온도가 가공 대상 강재의 경화점(Ms)보다 낮고 경화 한계(Mf)보다 높을 경우, 가공 대상물이 담금에서 더 빠르게 냉각되며, 크기가 큰 가공물에서도 경화점 담금질과 동일한 결과를 얻을 수 있습니다. 경화성이 낮은 대형 강재 가공물에 주로 사용됩니다.
5. 베이나이트 등온 담금질법
베이나이트 등온 담금질법: 공작물을 강재의 베이나이트 온도보다 낮은 온도의 담금조에 넣고 등온 상태로 유지하여 하부 베이나이트 변태가 일어나도록 하는 방법으로, 일반적으로 30분에서 60분 동안 담금조에 머무릅니다. 베이나이트 오스템퍼링 공정은 ① 오스테나이징 처리, ② 오스테나이징 후 냉각 처리, ③ 베이나이트 등온 처리의 세 가지 주요 단계로 구성됩니다. 이 공정은 합금강, 고탄소강 소형 부품 및 연성 주철 주조품에 주로 사용됩니다.
6. 복합 담금질법
복합 담금질법: 먼저 공작물을 마르텐사이트 염화나트륨(Ms) 이하로 담금질하여 부피 분율이 10%~30%인 마르텐사이트를 얻은 다음, 하부 베이나이트 영역에서 등온 담금질을 하여 마르텐사이트와 베이나이트 조직을 모두 얻는 방법으로, 특히 단면적이 큰 공작물에 적합합니다. 이 방법은 일반적으로 합금 공구강 공작물에 사용됩니다.
7. 예냉 및 등온 담금질 방법
예냉 등온 담금질법: 가열 등온 담금질이라고도 하며, 부품을 먼저 낮은 온도(Ms 이상)의 용액에서 냉각한 후, 더 높은 온도의 용액으로 옮겨 오스테나이트가 등온 변태를 일으키도록 합니다. 경화성이 낮은 강재 부품이나 오스템퍼링 처리가 필요한 대형 가공품에 적합합니다.
8. 지연 냉각 및 담금질 방법
지연 냉각 담금질법: 부품을 먼저 공기, 온수 또는 염욕에서 Ar3 또는 Ar1보다 약간 높은 온도로 예냉한 후 단일 매체 담금질을 수행합니다. 이 방법은 복잡한 형상과 부품별 두께 변화가 큰 부품, 그리고 작은 변형이 요구되는 부품에 주로 사용됩니다.
9. 담금질 및 자체 템퍼링 방법
담금질 및 자가템퍼링 방법: 가공할 공작물 전체를 가열한 후, 담금질 과정에서는 경화가 필요한 부분(일반적으로 가공 부위)만 담금액에 담가 냉각합니다. 담금액에 담그지 않은 부분의 불꽃 색깔이 사라지면 즉시 꺼내어 공기 중에서 식힙니다. 중냉각 담금질 공정이라고도 합니다. 이 담금질 및 자가템퍼링 방법은 완전히 냉각되지 않은 중심부의 열을 표면으로 전달하여 표면을 템퍼링합니다. 끌, 펀치, 망치 등 충격에 견디는 공구에 일반적으로 사용됩니다.
10. 분무 담금질법
분무 담금질법: 공작물에 물을 분사하는 담금질법입니다. 물의 유량은 필요한 담금질 깊이에 따라 많거나 적을 수 있습니다. 분무 담금질법은 공작물 표면에 수증기막을 형성하지 않으므로 수냉식보다 더 깊은 경화층을 형성합니다. 주로 국부적인 표면 담금질에 사용됩니다.
게시 시간: 2024년 4월 8일
