침탄은 저탄소 강철의 표면과 표면 아래에 탄소를 첨가하여 경도, 내마모성 및 피로 강도를 향상시키는 열처리 공정입니다.
이는 강철을 고온의 탄소가 풍부한 대기에 노출시켜 탄소가 금속으로 확산되도록 함으로써 이루어집니다.
이 공정은 강철을 담금질하여 탄소를 제자리에 고정시켜 표면층을 경화시킴으로써 완료됩니다.
열처리에서 침탄 공정이란 무엇인가요? (5가지 핵심 포인트 설명)
1. 목적 및 메커니즘
침탄은 주로 탄소 함량이 일반적으로 0.05%~0.3%인 저탄소 강재의 표면 경도를 높이는 데 사용됩니다.
이 공정에는 탄소가 풍부한 환경에서 강철 부품을 일반적으로 1200°F~1600°F(650°C~870°C) 사이의 고온으로 가열하는 과정이 포함됩니다.
이러한 환경은 가스 분위기(전통적인 침탄) 또는 진공(저압 침탄) 형태가 될 수 있습니다.
높은 온도로 인해 탄소가 강철 표면으로 확산되어 탄소가 풍부해져 경도가 높아집니다.
2. 공정 변형
전통적인 침탄: 이는 부품 전체가 탄소가 풍부한 대기에 노출되는 침탄로를 사용합니다.
경화되지 않은 부분은 카본 스톱핑 페인트를 사용하여 보호할 수 있습니다.
진공(저압) 침탄: 아세틸렌을 침탄 가스로 사용하여 진공 용광로에서 공정을 수행하는 대체 방법입니다.
이 방법은 CO2를 배출하지 않기 때문에 환경 친화적이며 침탄 공정을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
3. 이점 및 응용 분야
침탄은 강철 표면의 경도를 증가시킬 뿐만 아니라 내마모성과 피로 강도를 크게 향상시킵니다.
따라서 기어, 샤프트, 베어링과 같이 부품에 높은 응력과 마모가 가해지는 응용 분야에 이상적입니다.
이 공정은 표면 전체에 균일한 경도가 필요한 복잡한 부품에 특히 유용합니다.
4. 침탄 후 처리
침탄 공정이 끝나면 일반적으로 강철을 오일이나 물에 담금질하여 빠르게 냉각시킵니다.
이러한 급속 냉각은 확산된 탄소를 강철 구조에 고정하여 침탄 공정에서 달성한 경도를 유지하는 데 도움이 됩니다.
담금질 후에는 경화 과정에서 발생할 수 있는 취성을 줄이기 위해 템퍼링이 수행되는 경우가 많습니다.
5. 재료 및 장비
침탄에 사용되는 일반적인 재료로는 12L14, 1018, 8620과 같은 강재가 있습니다.
일반적으로 사용되는 장비에는 흡열로, 오일 담금질 시스템 및 공기 템퍼링 설정이 포함됩니다.
이러한 도구는 효과적인 침탄에 필요한 온도와 대기 조건을 유지하는 데 필수적입니다.
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