열처리는 금속의 물리적, 기계적 특성을 변경하기 위해 금속의 가열과 냉각을 제어하는 야금 및 재료 과학의 중요한 공정입니다. 열처리에 사용되는 화학물질은 경도, 인성, 내식성 등 원하는 결과를 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 화학물질에는 담금질 매체, 표면 처리제 및 보호 분위기가 포함되며, 각각 열처리 과정에서 특정 기능을 수행합니다. 열처리 공정을 최적화하고 최종 제품의 품질을 보장하려면 이러한 화학물질의 종류와 용도를 이해하는 것이 필수적입니다.
핵심 사항 설명:
-
미디어 담금질:
- 물: 높은 냉각 속도로 인해 일반적으로 사용되는 물은 탄소강을 경화시키는 데 효과적입니다. 하지만 급격한 냉각으로 인해 뒤틀림이나 균열이 발생할 수 있습니다.
- 오일: 오일 담금질은 물에 비해 냉각 속도가 느리기 때문에 균열의 위험이 적습니다. 합금강 및 공구강에 자주 사용됩니다.
- 폴리머 솔루션: 냉각 속도를 제어하기 위해 폴리머가 첨가된 수성 솔루션입니다. 물과 오일 사이의 균형을 유지하여 경도를 유지하면서 왜곡을 줄여줍니다.
- 소금 목욕: 용융염은 정밀한 온도 제어와 균일한 가열을 위해 사용됩니다. 특히 공구강과 고속강에 유용합니다.
-
표면 처리제:
- 침탄 화합물: 이러한 화학 물질은 저탄소 강재의 표면에 탄소를 도입하여 표면 경도를 향상시키는 동시에 견고한 코어를 유지합니다. 일반적인 침탄제에는 메탄, 프로판, 일산화탄소가 포함됩니다.
- 질화 화합물: 금속 표면에 질소를 도입하는 데 사용되는 암모니아 가스와 같은 질화 화합물은 내마모성과 피로 강도를 향상시킵니다. 이 공정은 일반적으로 합금강에 사용됩니다.
- 시안화 및 탄화: 이러한 공정에는 시안화물 염 또는 가스 혼합물을 사용하여 금속 표면에 탄소와 질소를 모두 도입하여 단단하고 내마모성이 강한 층을 제공합니다.
-
보호 환경:
- 불활성 가스: 아르곤과 질소는 산소가 없는 환경을 조성하여 열처리 중 산화와 탈탄을 방지하는 데 사용됩니다. 이러한 가스는 어닐링 및 브레이징과 같은 공정에 필수적입니다.
- 흡열 및 발열 대기: 천연가스나 프로판을 공기와 반응시켜 생성되는 가스 혼합물입니다. 흡열 분위기는 일산화탄소와 수소가 풍부하여 침탄에 사용되며, 발열 분위기는 일산화탄소가 더 희박하여 어닐링에 사용됩니다.
- 진공 환경: 일부 고정밀 애플리케이션에서는 산화나 오염의 위험을 없애기 위해 진공 상태에서 열처리를 진행합니다.
-
템퍼링 에이전트:
- Air: 담금질 후 금속은 종종 낮은 온도로 재가열한 다음 공기 중에서 냉각하여 템퍼링됩니다. 이 과정을 통해 취성을 줄이고 인성을 개선합니다.
- 오일 및 물: 경우에 따라 특정 기계적 특성을 얻기 위해 오일이나 물을 사용하여 두 번째 담금질 단계를 거치는 경우도 있습니다.
-
세척 및 준비 화학 물질:
- 탈지제: 열처리 전에 금속 표면에서 오일과 오염 물질을 제거하는 데 사용됩니다. 일반적인 탈지제에는 알칼리성 용액과 용제가 포함됩니다.
- 피클 솔루션: 염산 또는 황산과 같은 산성 용액을 사용하여 금속 표면의 스케일과 산화물을 제거하여 열처리를 위한 깨끗한 표면을 보장합니다.
-
특수 화학 물질:
- 붕소화제: 금속 표면에 붕소를 도입하여 단단하고 내마모성이 강한 층을 만드는 데 사용됩니다. 이 공정은 극한의 경도가 필요한 특수 용도에 사용됩니다.
- 알루미늄화 화합물: 이 화학 물질은 금속 표면에 알루미늄을 도입하여 특히 고온 응용 분야에서 산화 및 내식성을 향상시킵니다.
열처리에서 이러한 화학물질의 역할을 이해하면 원하는 결과, 재료 유형 및 특정 적용 요건에 따라 가장 적합한 약제를 선택할 수 있습니다. 이러한 화학 물질을 올바르게 취급하고 적용하는 것은 최적의 결과를 얻고 처리된 재료의 수명과 성능을 보장하는 데 매우 중요합니다.
요약 표:
| 화학 유형 | 예제 | 기능 |
|---|---|---|
| 미디어 담금질 | 물, 오일, 폴리머 용액, 염수조 | 냉각 속도를 제어하여 원하는 경도를 달성하고 왜곡을 줄이세요. |
| 표면 처리제 | 침탄 화합물, 질화 화합물, 시안화 화합물 | 표면 경도, 내마모성 및 피로 강도를 향상시킵니다. |
| 보호 환경 | 불활성 가스, 흡열/발열 가스, 진공 | 열처리 중 산화 및 오염을 방지합니다. |
| 템퍼링 에이전트 | 공기, 기름, 물 | 담금질 후 취성을 줄이고 인성을 개선합니다. |
| 청소용 화학 물질 | 탈지제, 산세 솔루션 | 오염 물질과 산화물을 제거하여 금속 표면을 준비합니다. |
| 특수 화학 물질 | 붕소화제, 알루미늄화 화합물 | 극한의 경도, 내마모성, 내식성을 제공합니다. |
열처리 공정에 적합한 화학물질을 선택하는 데 도움이 필요하신가요? 지금 바로 전문가에게 문의하세요 !
