금속의 열처리 공정은 일반적으로 가열, 절연, 냉각의 세 단계로 구성됩니다. 경우에 따라서는 가열과 냉각 두 단계만 있는 경우도 있습니다. 이러한 단계들은 서로 연결되어 있으며 중단될 수 없습니다.
1. 난방
가열은 열처리에서 중요한 공정 중 하나입니다. 금속 열처리에는 다양한 가열 방법이 있습니다. 초기에는 숯과 석탄을 열원으로 사용했고, 이후에는 액체 및 기체 연료를 사용했습니다. 전기를 이용하게 되면서 가열 제어가 용이해졌고 환경 오염도 발생하지 않습니다. 이러한 열원은 직접 가열, 용융염이나 금속을 통한 간접 가열, 심지어는 부유 입자를 이용한 가열 등 다양한 방식으로 사용할 수 있습니다.
금속을 가열할 때 가공물이 공기에 노출되면 산화 및 탈탄(즉, 강철 부품 표면의 탄소 함량 감소)이 흔히 발생하며, 이는 열처리 후 부품의 표면 특성에 매우 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 금속은 일반적으로 제어된 분위기 또는 보호 분위기, 용융염, 진공 상태에서 가열해야 합니다. 보호 가열은 코팅 또는 포장 방법을 통해서도 수행할 수 있습니다.
가열 온도는 열처리 공정에서 중요한 공정 변수 중 하나입니다. 가열 온도의 선택과 제어는 열처리 품질을 확보하는 데 핵심적인 요소입니다. 가열 온도는 가공 대상 금속 재료와 열처리 목적에 따라 달라지지만, 일반적으로 고온 구조를 얻기 위해 특정 특성 변태 온도 이상으로 가열합니다. 또한, 변태에는 일정 시간이 소요됩니다. 따라서 금속 가공물의 표면이 필요한 가열 온도에 도달하면 내부와 외부 온도를 일치시키고 미세 구조 변태를 완료하기 위해 일정 시간 동안 해당 온도를 유지해야 합니다. 이 시간을 유지 시간이라고 합니다. 고에너지 밀도 가열 및 표면 열처리의 경우 가열 속도가 매우 빠르기 때문에 일반적으로 유지 시간이 필요하지 않지만, 화학 열처리의 경우 유지 시간이 더 길어지는 경우가 많습니다.
2. 냉각
냉각은 열처리 공정에서 필수적인 단계입니다. 냉각 방법은 공정에 따라 다르며, 주로 냉각 속도를 조절하는 데 중점을 둡니다. 일반적으로 어닐링은 냉각 속도가 가장 느리고, 노멀라이징은 냉각 속도가 빠르며, 퀜칭은 더욱 빠릅니다. 하지만 강종의 종류에 따라 요구되는 냉각 속도가 다릅니다. 예를 들어, 공기경화강은 노멀라이징과 동일한 냉각 속도로 경화시킬 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 3월 31일
