저압 침탄(LPC)이라고도 알려진 진공 침탄은 탄소를 표면층에 주입하여 강철 또는 합금 부품의 표면 경도를 향상시키는 열처리 공정입니다. 이 공정은 금속이 고온(일반적으로 1,600~1,950°F 또는 870~1,070°C)으로 가열되는 진공 용광로에서 수행됩니다. 프로판이나 아세틸렌과 같은 탄소가 풍부한 가스가 용광로에 도입되어 열로 인해 탄소와 수소로 분해됩니다. 그러면 탄소가 금속 표면으로 확산되어 경도가 높아집니다. 이 공정에는 가스 도입 및 확산 주기가 교대로 이루어지며, 이어서 오일 또는 고압 가스(HPGQ)에서 담금질하여 원하는 경도와 케이스 깊이를 얻습니다. 이 방법은 고도로 제어되어 표면 오염 없이 균일한 탄소 침투를 보장합니다.
설명된 핵심 사항:
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진공 침탄 소개
- 진공 침탄은 표면층에 탄소를 도입하여 강철 또는 합금 부품의 표면 경도를 높이는 데 사용되는 열처리 공정입니다.
- 저압침탄(LPC)이라고도 하며 진공로에서 실시하여 외부 오염물질을 제거하고 순수한 침탄 환경을 보장합니다.
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프로세스 개요
- 이 공정에는 금속을 진공로에 넣고 특정 온도로 가열한 후 탄소가 풍부한 가스를 도입하고 탄소가 금속 표면으로 확산되도록 하는 과정이 포함됩니다.
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단계는 다음과 같습니다.
- 금속을 진공로에 넣습니다.
- 금속을 필요한 온도(일반적으로 1,600~1,950°F 또는 870~1,070°C)까지 가열합니다.
- 탄소가 풍부한 가스(예: 프로판 또는 아세틸렌)를 용광로에 도입합니다.
- 고온으로 인해 가스가 탄소와 수소로 분해되는 것을 허용합니다.
- 탄소가 금속 표면으로 확산되도록 합니다.
- 원하는 경도를 얻기 위해 금속을 담금질합니다.
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탄소원 및 가스 분석
- 탄소가 풍부한 가스(예: 프로판 또는 아세틸렌)가 부분압력으로 노에 도입됩니다.
- 고온에서 가스는 구성 요소인 탄소와 수소로 분리됩니다.
- 탄소 원자는 금속 표면으로 확산되고, 수소는 용광로에서 배출됩니다.
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확산 및 케이스 경화
- 탄소 확산 과정은 원하는 케이스 깊이와 경도를 얻기 위해 가스 투입 기간과 확산 시간을 다양하게 하면서 주기적으로 반복됩니다.
- 이 공정은 균일한 탄소 침투를 보장하여 금속의 핵심 특성을 유지하면서 표면층(케이스)을 경화시킵니다.
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담금질
- 침탄 공정 후에 금속은 담금질되어 경도를 유지합니다.
- 담금질은 오일이나 고압 가스(HPGQ)를 사용하여 수행할 수 있으며, 더 빠른 냉각 속도를 위해 일반적으로 사용되는 질소나 헬륨을 사용합니다.
- 담금질 방법은 재료와 원하는 기계적 특성에 따라 다릅니다.
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진공 침탄의 장점
- 청정: 진공 환경은 표면 오염을 제거하고 깨끗하고 제어된 공정을 보장합니다.
- 일률: 일정한 카본 침투력과 케이스 깊이를 제공하는 공정입니다.
- 능률: 고압가스 퀜칭을 사용하여 Cycle Time을 단축하고 생산성을 향상시킵니다.
- 환경적 이점: 기존의 가스 침탄 방식에 비해 배출량이 적습니다.
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응용
- 진공 침탄은 자동차, 항공우주, 공구 제조 등 고성능 부품이 필요한 산업에서 널리 사용됩니다.
- 일반적인 응용 분야에는 기어, 샤프트, 베어링 및 높은 표면 경도와 내마모성을 요구하는 기타 부품이 포함됩니다.
이러한 구조화된 공정을 통해 진공 침탄은 금속 부품의 경화를 정밀하게 제어할 수 있으므로 고품질의 내구성 있는 부품을 얻기 위해 선호되는 방법입니다.
요약표:
| 측면 | 세부 |
|---|---|
| 프로세스 이름 | 진공침탄(저압침탄) |
| 온도 범위 | 870~1,070°C(1,600~1,950°F) |
| 탄소원 | 프로판 또는 아세틸렌 |
| 주요 단계 | 가열, 가스 도입, 탄소 확산, 담금질 |
| 담금질 방법 | 석유 또는 고압 가스(HPGQ) |
| 장점 | 순도, 균일성, 효율성, 환경적 이점 |
| 응용 | 자동차, 항공우주, 공구 제조(기어, 샤프트, 베어링 등) |
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