침탄은 고온에서 저탄소강 부품의 표면층에 탄소를 확산시키는 케이스 경화 공정입니다.
그 결과 단단하고 내마모성이 강한 표면과 견고한 코어가 만들어집니다.
이 공정은 강철 부품의 기계적 특성을 향상시키는 데 매우 중요합니다.
따라서 높은 내마모성과 인성이 요구되는 분야에 적합합니다.
강철 물성 향상을 위한 5가지 주요 단계
1. 온도 및 재료
침탄은 강철 부품을 강철 입자 구조를 변화시킬 수 있을 만큼 높은 온도로 가열하는 작업입니다.
이러한 온도는 일반적으로 830~980°C(1525~1800°F) 범위입니다.
이 온도 범위에서는 탄소가 강철 표면으로 확산될 수 있습니다.
2. 탄소 확산
공정 중에 주변 환경(또는 탄소가 풍부한 대기)의 탄소가 강철 표면으로 확산됩니다.
이렇게 하면 표면의 탄소 함량이 증가하여 소재의 중심부보다 탄소 농도가 높아집니다.
3. 담금질
침탄 공정이 끝나면 부품은 오일 또는 기타 담금질로 빠르게 냉각(담금질)됩니다.
이 급속 냉각 공정은 고탄소 표면층을 경화시켜 하드 케이스를 형성합니다.
코어는 탄소 함량이 낮기 때문에 상대적으로 부드럽고 연성을 유지합니다.
4. 케이스 깊이 및 특성
경화 케이스의 깊이는 0.020"에서 0.050"까지 다양합니다.
이 경화된 표면은 뛰어난 내마모성을 제공합니다.
소프트 코어는 부품의 인성과 연성을 유지하여 충격과 피로에 강합니다.
5. 적용 분야 및 장점
침탄은 내마모성과 인성의 균형이 필요한 기어, 공구, 패스너와 같은 부품에 이상적입니다.
특히 부품이 높은 응력과 마모를 받는 자동차 및 항공 우주와 같은 산업에서 유용합니다.
변형 및 고급 기술
저압 진공 침탄(LPC) 및 저압 진공 탄화(LPCN)와 같은 고급 기술이 개발되었습니다.
이러한 방법을 사용하면 탄소와 질소의 확산을 더욱 제어할 수 있어 경화된 케이스의 특성을 향상시킬 수 있습니다.
요약하자면 침탄은 저탄소강을 단단하고 내마모성이 뛰어난 표면과 견고하고 연성이 뛰어난 코어를 가진 부품으로 변환하는 중요한 케이스 경화 기술입니다.
이 기술은 다양한 까다로운 산업 분야에 적합합니다.
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