열처리 4
제6장 금형 재료의 열처리 및 표면경화처리
금형 재료 표면경화처리(surface hardening treatment)는 표면 경도를 높여 내마모성, 내소부성, 내식성을 증가시키고 금형의 수명을 향상시키기 위해 시행을 하며 대표적인 것으로는 표면 열처리, 확산처리, 증착처리, 도금 등이 있습니다.
1. 열처리
이미 게재했던 제4장 냉각속도에 따른 열처리 조직과 열처리 방법1 과 열처리 방법2 확인 요망.
2. 표면경화처리
(1) 표면 열처리
고속도강에 적용되는 표면 열처리임.
1) 화염경화
필요한 부분만 산소-아세틸렌 가스로 금형 표면을 담금질함.
2) 고주파경화
고주파 유도 전류를 이용하여 금형 표면을 경화시킴.
3) 전자빔, 레이저 열처리
(2) 확산처리
1) 침탄처리
고체, 액체, 가스 침탄법
2) 질화처리
가스질화, 액체질화, 연질화, 이온질화
3) 산화처리
담금질, 뜨임한 금형을 증기 속에서 550~570℃로 가열하면 극히 얇은 산화 피막을 생성하여 마찰계수 경감, 다공질 형성, 보유성과 같은 성질을 얻을 수 있음.
보유성은 사출 금형에서 이형제 역할을 함.
(3) 증착처리
1) 물리적 증착법(PVD)
2) 화학적 증착법(CVD)
3) 용사
(4) 도금
1) 경질 크롬도금
(가) 원리
금형의 도금할 부분을 무스크롬산을 주체로 한 도금액 속에 넣어 전류를 통하게 함으로써 크롬을 금형재의 표면에 석출시켜 전착함.
보통 도금보다 두껍게 0.01~0.02mm 정도로 도금하며 경도는 Hv 900~1,000 정도가 유지됨.
(나) 특징
경면 마무리된 도금면은 이형이 우수함.
내마모성이 뛰어남.
내식성이 좋으나 염산에는 취약함.
성형품의 광택이 우수함.
2) 무전해 니켈도금
전기를 사용하지 않고 금속염 수용액 속에 담가서 도금하는 화학 도금법으로 전기도금에 비해 도금층의 두께가 형상에 관계없이 균일하게 밀착하는 특징이 있음.
일반적으로 도금층 두께는 125μm로 하며 두께의 산포는 10% 이하임.
3. 고속도강의 열처리 방법
(1) 개요
고속도강은 탄소강에 크롬, 텅스텐, 코발트, 바나듐 등이 첨가된 합금강으로서 500~600℃의 고온에서도 경도가 저하되지 않고 내마멸성이 커서 고속 절삭이 가능함.
고속도강은 담금질한 후에 뜨임을 적절히 함으로써 경도를 높일 수 있으며 특히 550~580℃에서 뜨임을 하면 경도가 더 커지는 2차 경화가 나타남.
고속도강은 주조 또는 단조 상태의 조직과 내부응력을 개선하기 위해 풀림을 함.
(2) 고속도강의 담금질
1) 처리방법
고속도강은 합금원소의 영향 때문에 2단 예열을 충분히 해야 함.
담금질 온도는 1,250~1,350℃에서 행하며 조직은 마텐자이트가 형성됨.
고속도강의 가열은 염욕 가열이 사용되고 자경성이 좋아 공냉에서도 충분히 경화되지만 산화 피막을 억제하기 위해 300℃까지 유냉 후 꺼내어 공냉하는 것이 좋음.
2) 담금질 시 주의사항
통상적인 열처리보다 고온에서 행하므로 오스테나이트화 온도 조절과 탈탄에 유의해야 함.
탈탄층이 있을 경우 제거하지 않으면 균열이나 변형의 원인이 됨.
고속도강은 열전도율이 낮으므로 2단 예열하고 담금질 온도에서도 일정 시간 유지하여 균열 발생을 방지해야 함.
(3) 고속도강의 뜨임
1) 처리방법
고속도강의 절삭 내구력을 향상시키기 위해 2~3회의 뜨임처리가 필요함.
열처리 시 잔류 오스테나이트는 540~580℃의 뜨임 온도에서 1~2시간 유지한 후 냉각할 때 마텐자이트로 변태하며 2차로 생성된 마텐자이트에 인성을 주는 재뜨임이 필요함.
1차 뜨임의 경도가 필요한 경도에 도달했으면 2차 뜨임은 1차 뜨임보다 10~30℃ 정도 낮은 온도에서 시행함.
2) 뜨임 시 주의사항
뜨임 후 급냉하면 균열이 발생하므로 노 속에서 서냉시킴.
뜨임 온도가 600℃ 이상이면 경도가 급감되므로 온도 조절에 유의해야 함.
(4) 고속도강의 풀림
1) 처리방법
풀림 온도는 820~860℃이며 풀림 온도에서 5~8시간 유지한 후 20℃/h의 냉각속도로 600℃까지 노냉하여 변태가 끝난 후 꺼내어 공냉시키며 조직은 소르바이트 바탕에 탄화물이 산재 된 조직을 형성하게 됨.
2) 풀림 시 주의사항
자경성이 크므로 풀림한 후 서냉해야 함.
당분간은 금형 재료의 열처리 방법과 표면경화처리에 대한 포스트를 이어갈 예정입니다.
2022년 01월 24일
열처리 4
제6장 금형 재료의 열처리 및 표면경화처리
금형 재료 표면경화처리(surface hardening treatment)는 표면 경도를 높여 내마모성, 내소부성, 내식성을 증가시키고 금형의 수명을 향상시키기 위해 시행을 하며 대표적인 것으로는 표면 열처리, 확산처리, 증착처리, 도금 등이 있습니다.
1. 열처리
이미 게재했던 제4장 냉각속도에 따른 열처리 조직과 열처리 방법1 과 열처리 방법2 확인 요망.
2. 표면경화처리
(1) 표면 열처리
고속도강에 적용되는 표면 열처리임.
1) 화염경화
필요한 부분만 산소-아세틸렌 가스로 금형 표면을 담금질함.
2) 고주파경화
고주파 유도 전류를 이용하여 금형 표면을 경화시킴.
3) 전자빔, 레이저 열처리
(2) 확산처리
1) 침탄처리
고체, 액체, 가스 침탄법
2) 질화처리
가스질화, 액체질화, 연질화, 이온질화
3) 산화처리
담금질, 뜨임한 금형을 증기 속에서 550~570℃로 가열하면 극히 얇은 산화 피막을 생성하여 마찰계수 경감, 다공질 형성, 보유성과 같은 성질을 얻을 수 있음.
보유성은 사출 금형에서 이형제 역할을 함.
(3) 증착처리
1) 물리적 증착법(PVD)
2) 화학적 증착법(CVD)
3) 용사
(4) 도금
1) 경질 크롬도금
(가) 원리
금형의 도금할 부분을 무스크롬산을 주체로 한 도금액 속에 넣어 전류를 통하게 함으로써 크롬을 금형재의 표면에 석출시켜 전착함.
보통 도금보다 두껍게 0.01~0.02mm 정도로 도금하며 경도는 Hv 900~1,000 정도가 유지됨.
(나) 특징
경면 마무리된 도금면은 이형이 우수함.
내마모성이 뛰어남.
내식성이 좋으나 염산에는 취약함.
성형품의 광택이 우수함.
2) 무전해 니켈도금
전기를 사용하지 않고 금속염 수용액 속에 담가서 도금하는 화학 도금법으로 전기도금에 비해 도금층의 두께가 형상에 관계없이 균일하게 밀착하는 특징이 있음.
일반적으로 도금층 두께는 125μm로 하며 두께의 산포는 10% 이하임.
3. 고속도강의 열처리 방법
(1) 개요
고속도강은 탄소강에 크롬, 텅스텐, 코발트, 바나듐 등이 첨가된 합금강으로서 500~600℃의 고온에서도 경도가 저하되지 않고 내마멸성이 커서 고속 절삭이 가능함.
고속도강은 담금질한 후에 뜨임을 적절히 함으로써 경도를 높일 수 있으며 특히 550~580℃에서 뜨임을 하면 경도가 더 커지는 2차 경화가 나타남.
고속도강은 주조 또는 단조 상태의 조직과 내부응력을 개선하기 위해 풀림을 함.
(2) 고속도강의 담금질
1) 처리방법
고속도강은 합금원소의 영향 때문에 2단 예열을 충분히 해야 함.
담금질 온도는 1,250~1,350℃에서 행하며 조직은 마텐자이트가 형성됨.
고속도강의 가열은 염욕 가열이 사용되고 자경성이 좋아 공냉에서도 충분히 경화되지만 산화 피막을 억제하기 위해 300℃까지 유냉 후 꺼내어 공냉하는 것이 좋음.
2) 담금질 시 주의사항
통상적인 열처리보다 고온에서 행하므로 오스테나이트화 온도 조절과 탈탄에 유의해야 함.
탈탄층이 있을 경우 제거하지 않으면 균열이나 변형의 원인이 됨.
고속도강은 열전도율이 낮으므로 2단 예열하고 담금질 온도에서도 일정 시간 유지하여 균열 발생을 방지해야 함.
(3) 고속도강의 뜨임
1) 처리방법
고속도강의 절삭 내구력을 향상시키기 위해 2~3회의 뜨임처리가 필요함.
열처리 시 잔류 오스테나이트는 540~580℃의 뜨임 온도에서 1~2시간 유지한 후 냉각할 때 마텐자이트로 변태하며 2차로 생성된 마텐자이트에 인성을 주는 재뜨임이 필요함.
1차 뜨임의 경도가 필요한 경도에 도달했으면 2차 뜨임은 1차 뜨임보다 10~30℃ 정도 낮은 온도에서 시행함.
2) 뜨임 시 주의사항
뜨임 후 급냉하면 균열이 발생하므로 노 속에서 서냉시킴.
뜨임 온도가 600℃ 이상이면 경도가 급감되므로 온도 조절에 유의해야 함.
(4) 고속도강의 풀림
1) 처리방법
풀림 온도는 820~860℃이며 풀림 온도에서 5~8시간 유지한 후 20℃/h의 냉각속도로 600℃까지 노냉하여 변태가 끝난 후 꺼내어 공냉시키며 조직은 소르바이트 바탕에 탄화물이 산재 된 조직을 형성하게 됨.
2) 풀림 시 주의사항
자경성이 크므로 풀림한 후 서냉해야 함.
당분간은 금형 재료의 열처리 방법과 표면경화처리에 대한 포스트를 이어갈 예정입니다.
2022년 01월 24일
열처리 4
제6장 금형 재료의 열처리 및 표면경화처리
금형 재료 표면경화처리(surface hardening treatment)는 표면 경도를 높여 내마모성, 내소부성, 내식성을 증가시키고 금형의 수명을 향상시키기 위해 시행을 하며 대표적인 것으로는 표면 열처리, 확산처리, 증착처리, 도금 등이 있습니다.
1. 열처리
이미 게재했던 제4장 냉각속도에 따른 열처리 조직과 열처리 방법1 과 열처리 방법2 확인 요망.
2. 표면경화처리
(1) 표면 열처리
고속도강에 적용되는 표면 열처리임.
1) 화염경화
필요한 부분만 산소-아세틸렌 가스로 금형 표면을 담금질함.
2) 고주파경화
고주파 유도 전류를 이용하여 금형 표면을 경화시킴.
3) 전자빔, 레이저 열처리
(2) 확산처리
1) 침탄처리
고체, 액체, 가스 침탄법
2) 질화처리
가스질화, 액체질화, 연질화, 이온질화
3) 산화처리
담금질, 뜨임한 금형을 증기 속에서 550~570℃로 가열하면 극히 얇은 산화 피막을 생성하여 마찰계수 경감, 다공질 형성, 보유성과 같은 성질을 얻을 수 있음.
보유성은 사출 금형에서 이형제 역할을 함.
(3) 증착처리
1) 물리적 증착법(PVD)
2) 화학적 증착법(CVD)
3) 용사
(4) 도금
1) 경질 크롬도금
(가) 원리
금형의 도금할 부분을 무스크롬산을 주체로 한 도금액 속에 넣어 전류를 통하게 함으로써 크롬을 금형재의 표면에 석출시켜 전착함.
보통 도금보다 두껍게 0.01~0.02mm 정도로 도금하며 경도는 Hv 900~1,000 정도가 유지됨.
(나) 특징
경면 마무리된 도금면은 이형이 우수함.
내마모성이 뛰어남.
내식성이 좋으나 염산에는 취약함.
성형품의 광택이 우수함.
2) 무전해 니켈도금
전기를 사용하지 않고 금속염 수용액 속에 담가서 도금하는 화학 도금법으로 전기도금에 비해 도금층의 두께가 형상에 관계없이 균일하게 밀착하는 특징이 있음.
일반적으로 도금층 두께는 125μm로 하며 두께의 산포는 10% 이하임.
3. 고속도강의 열처리 방법
(1) 개요
고속도강은 탄소강에 크롬, 텅스텐, 코발트, 바나듐 등이 첨가된 합금강으로서 500~600℃의 고온에서도 경도가 저하되지 않고 내마멸성이 커서 고속 절삭이 가능함.
고속도강은 담금질한 후에 뜨임을 적절히 함으로써 경도를 높일 수 있으며 특히 550~580℃에서 뜨임을 하면 경도가 더 커지는 2차 경화가 나타남.
고속도강은 주조 또는 단조 상태의 조직과 내부응력을 개선하기 위해 풀림을 함.
(2) 고속도강의 담금질
1) 처리방법
고속도강은 합금원소의 영향 때문에 2단 예열을 충분히 해야 함.
담금질 온도는 1,250~1,350℃에서 행하며 조직은 마텐자이트가 형성됨.
고속도강의 가열은 염욕 가열이 사용되고 자경성이 좋아 공냉에서도 충분히 경화되지만 산화 피막을 억제하기 위해 300℃까지 유냉 후 꺼내어 공냉하는 것이 좋음.
2) 담금질 시 주의사항
통상적인 열처리보다 고온에서 행하므로 오스테나이트화 온도 조절과 탈탄에 유의해야 함.
탈탄층이 있을 경우 제거하지 않으면 균열이나 변형의 원인이 됨.
고속도강은 열전도율이 낮으므로 2단 예열하고 담금질 온도에서도 일정 시간 유지하여 균열 발생을 방지해야 함.
(3) 고속도강의 뜨임
1) 처리방법
고속도강의 절삭 내구력을 향상시키기 위해 2~3회의 뜨임처리가 필요함.
열처리 시 잔류 오스테나이트는 540~580℃의 뜨임 온도에서 1~2시간 유지한 후 냉각할 때 마텐자이트로 변태하며 2차로 생성된 마텐자이트에 인성을 주는 재뜨임이 필요함.
1차 뜨임의 경도가 필요한 경도에 도달했으면 2차 뜨임은 1차 뜨임보다 10~30℃ 정도 낮은 온도에서 시행함.
2) 뜨임 시 주의사항
뜨임 후 급냉하면 균열이 발생하므로 노 속에서 서냉시킴.
뜨임 온도가 600℃ 이상이면 경도가 급감되므로 온도 조절에 유의해야 함.
(4) 고속도강의 풀림
1) 처리방법
풀림 온도는 820~860℃이며 풀림 온도에서 5~8시간 유지한 후 20℃/h의 냉각속도로 600℃까지 노냉하여 변태가 끝난 후 꺼내어 공냉시키며 조직은 소르바이트 바탕에 탄화물이 산재 된 조직을 형성하게 됨.
2) 풀림 시 주의사항
자경성이 크므로 풀림한 후 서냉해야 함.
당분간은 금형 재료의 열처리 방법과 표면경화처리에 대한 포스트를 이어갈 예정입니다.
2022년 01월 24일