이해하는 데 1분: 담금질 공정 및 방법 단계
열처리는 특정 금속의 기계적 특성을 변경하는 일반적인 방법입니다. 화학 성분을 그대로 유지하면서 금속의 경도, 인성, 강도를 변경할 수 있다는 것은 금속을 환경과 작업 요구 사항에 맞게 맞춤화할 수 있는 좋은 방법입니다.
금속을 열처리하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 그 중 가장 널리 사용되는 방법은담금질.
담금질이란 무엇입니까?
담금질금속 열처리 공정이다. 담금질이란 금속을 급격하게 냉각시켜 기계적 성질을 원래 상태로 조정하는 것을 말합니다. 담금질 공정을 수행하기 위해 금속은 정상 조건보다 높은 온도, 일반적으로 재결정 온도보다 약간 높지만 용융 온도보다 낮은 온도로 가열됩니다. 열기를 느낄 수 있도록"담그다"재료, 금속은 일정 기간 동안 이 온도에서 보관될 수 있습니다. 금속이 원하는 온도로 유지되면 실온으로 돌아올 때까지 매질에서 담금질됩니다. 또한 금속은 더 오랜 시간 동안 담금질될 수 있으므로 담금질 과정에서 발생하는 냉각이 재료의 전체 두께에 걸쳐 분산됩니다.
담금질 과정:
강철의 담금질 과정에서 물체의 뜨거운 표면을 기체, 액체 또는 고체일 수 있는 더 차가운 재료와 접촉시킴으로써 빠른 냉각 속도를 얻을 수 있습니다. 이 작업을 담금질이라고 하며 공기, 물 또는 기타 액체를 주입하여 냉각하는 방법(염수, 물, 고분자 담금질제, 염욕, 판간 냉각과 같은 액체에 담그기)이 포함됩니다.
담금질 공정
그러나 냉각 속도(뜨거운 금속 담금질 매체 본체로부터의 열 전달 속도)는 물체의 단면 크기, 온도, 열적 특성, 표면 상태 및 성질에 따라 달라집니다. 산화막의 거칠기, 냉각수의 초기 온도, 끓는점, 냉각수의 비열, 증발 잠열, 증기의 비열, 열전도율 등. 점도와 물체를 통과하는 속도입니다. 일반적으로 사용되는 냉각제의 냉각 특성을 고려하기 전에 가열된 강철 물체(예: 840°C)를 고정된 냉탕에 던졌을 때 어떤 일이 발생하는지 조사하는 것이 좋습니다. 담금질 과정 전반에 걸쳐 냉각 곡선은 일정한 냉각 속도가 아니라 세 단계를 보여줍니다.
A 단계 - 스팀 커버 단계:
담금질을 시작한 후에는 금속의 온도가 높기 때문에 담금질 냉각수가 즉시 증발하고 연속적인 증기 담요가 물체의 표면을 감싸게 됩니다.
이제 어떤 액체도 금속 표면과 접촉하지 않으므로 열은 수증기층을 통해 액체-증기 경계면으로 복사 및 전도에 의해 뜨거운 표면에서 매우 천천히 빠져나갑니다. 증기막은 열전도율이 낮기 때문에 냉각 속도가 상대적으로 느립니다.
B 단계 - 간헐적 접촉 단계(액체 비등 단계):
냉각 곡선의 가파른 기울기가 보여주듯이 이 단계에서 열은 빠르게 증발합니다. 이 단계에서 증기 덮개가 간헐적으로 파손되어 냉각수가 뜨거운 표면과 잠시 동안 접촉하게 되지만 증기 기포의 격렬한 끓는 작용에 의해 빠르게 밀려납니다. 기포는 대류에 의해 제거되고 액체는 다시 금속에 닿습니다. 이 단계의 급속 냉각은 급냉 매체의 끓는점 아래로 표면을 빠르게 낮춥니다. 그런 다음 증발이 멈췄습니다. 두 번째 단계는 100℃~500℃의 온도 범위에 해당하며, 이 온도 범위에서 강철 전이의 오스테나이트 상태가 가장 빠릅니다(≒CCT 곡선 앞 가장자리). 따라서 이 단계의 냉각 속도는 강의 담금질에 매우 중요합니다.
C 단계 - 직접 접촉 단계(액체 냉각 단계):
이 단계는 물체 표면의 온도가 끓는점 또는 담금질 매체 아래로 감소할 때 시작됩니다. 증기가 형성되지 않습니다. 냉각은 액체를 통한 대류와 전도로 인해 발생합니다. 이 단계는 냉각 속도가 가장 낮습니다.
먼저, 합금을 임계 온도보다 30~50°C 높게 가열합니다. 우리는 이 온도에 오랫동안 머물고 싶지 않습니다. 왜냐하면 곡물 성장을 유발할 수 있기 때문입니다. 산화에 민감한 합금을 사용하는 경우 진공 상태에서 합금을 가열해야 할 수도 있습니다. 일부 용광로는 진공 상태에서 가열될 수 있지만 더 간단한(소규모) 방법은 진공 처리되거나 아르곤과 같은 불활성 가스로 채워진 석영 튜브에 합금을 캡슐화하는 것입니다. 합금은 빨리 냉각되어야 합니다. 냉각 속도를 제어하는 주요 방법은 다양한 담금질 매체를 사용하는 것입니다. 염수는 일반적으로 가장 빠르고 실용적인 담금질 매체입니다. 액체 질소는 열전도율과 비열이 낮기 때문에 상대적으로 느린 담금질 매체입니다. 합금이 너무 빨리 냉각되면 균열이 생길 수 있습니다. 너무 천천히 냉각되면 준안정성을 많이 얻지 못할 수 있습니다. 재료의 최적 담금질 속도를 결정하는 가장 좋은 방법은 TTT(시간-온도-전이) 상태 다이어그램을 사용하는 것입니다. 담금질 공정에서 대부분의 금속은 715~900°C 사이에서 가열됩니다. 가열 과정에서 재료를 일정한 온도로 가열하는 것이 매우 중요합니다. 일정한 온도로 가열하면 원하는 금속 특성을 얻을 수 있습니다. 가열 후 두 번째로 해야 할 일은 물에 젖는 것, 즉 담그는 것입니다. 재료나 가열된 작업물을 진공이나 공기와 같은 매체에 담그십시오. 작업물은 소금이나 모래에 6분 동안 담가야 하며, 담그는 동안 주변 온도가 일정해야 합니다. 담그는 것과 식히는 것이 비슷하다고 생각하시는 분들도 계실 텐데요. 그러나 담그는 것과 식히는 것은 다른 과정입니다. 따라서 몸을 담근 후에는 냉각을 시작할 시간입니다. 냉각 과정에서, 공작물은 담금질 액체에 보관되어야 합니다. 담금질 매체로 물과 기름을 사용하십시오. 물을 담금질 매체로 사용하면 금속 표면에 여러 개의 균열이 생기거나 금속 표면이 변형될 수 있는 등의 단점이 있습니다. 주목해야 할 점은 기름이 물보다 훨씬 더 천천히 냉각된다는 것입니다. 담금질 공정은 불활성 가스 존재 하에서도 수행될 수 있습니다. 담금질 공정에서는 질소, 헬륨, 아르곤과 같은 불활성 가스를 사용할 수 있습니다. 이 열처리 공정에서 담금질 매체는 중요한 역할을 합니다. 담금질 매체의 냉각 속도가 원하는 속도보다 낮으면 출력 금속의 예상 성능을 얻을 수 없습니다. 담금질 매체가 필요한 것보다 빠른 속도로 냉각되면 출력 금속에 균열이 나타납니다. 담금질 과정이 완료된 후, 당신은 당신이 얻은 재료가 매우 부서지기 쉬우거나 일반 금속보다 훨씬 더 단단할 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 이는 특정 재료에 마르텐사이트가 많이 존재하기 때문입니다. 그러므로 그러한 금속을 단련해야 합니다. 템퍼링은 불필요한 경도를 줄입니다. 단련하려면 금속을 임계 온도 이하로 가열해야 하며, 그런 다음 이 금속을 자연 공기나 환경에서 냉각해야 합니다.
일반적인 담금질 매체는 다음과 같습니다.
물:
물은 아마도 가장 오래되고 가장 널리 사용되는 담금질 매체일 것입니다. 이는 저비용, 보편적 가용성, 쉬운 작동 및 안전성 요구 사항을 충족합니다. 온도가 상승함에 따라 오일보다 냉각특성의 변화가 더 크며, 특히 온도가 60℃ 이상으로 상승하면 증기층 단의 증가로 인해 냉각능력이 급격하게 감소한다. 가장 좋은 냉각 능력은 물의 온도가 20~40°C일 때입니다. 물의 냉각 능력은 소금물과 기름의 중간 수준입니다. 물은 곡선 끝 근처에서 높은 냉각 용량을 제공하여 펄라이트나 베이나이트로의 전환을 방지하지만 표 6.11에 표시된 것처럼 물의 가장 큰 단점은 마르텐사이트가 형성되는 온도 범위에서 높은 냉각 속도입니다. 이 단계에서 강철은 구조적 응력과 열적 응력을 모두 받습니다.
2. 소금물:
수용액 상태의 염화나트륨 약 10%(중량)는 산업계에서 널리 사용되며 염수(소금물)라고 불린다. 이는 물과 10% NaOH 용액 사이의 냉각 속도를 제공합니다. 이는 가전제품을 부식시키지만 부식성 용액과 마찬가지로 작업자에게는 해롭지 않습니다. 염수, 가성소다 용액 또는 수용액의 효율이 더 높은 이유는 염수 또는 가성소다 용액에서 뜨거운 강철 표면의 용액을 가열하면 강철 표면에 염화나트륨/수산화나트륨이 결정화되기 때문입니다. 뜨거운 강철. 이 고체 수정층은 약한 폭발력으로 파괴되어 수정구름을 내뿜습니다.
3. 수산화나트륨:
일반적으로 물에 수산화나트륨 10%(중량)를 첨가합니다. 이러한 솔루션은 강철이 냉각수에 담그는 순간 강철에서 열을 빠르게 추출하며 상대적인 열을 나타내지 않습니다."비활성"물의 초기 단계(단계 a)의 상태. 따라서 이는 필요한 냉각 속도가 수조의 냉각 속도를 초과할 때 유용합니다.
4. 오일:
그룹으로서 오일의 냉각 속도는 물 40°C에서 물 90°C 사이입니다. 오일 담금질 중에는 동물성, 식물성, 광유 또는 두 종류 이상의 오일을 혼합하여 상당한 변화를 줄 수 있습니다. 오일의 증기압은 열 제거 속도를 제한하는 뜨거운 강철 표면에 생성된 오일 증기 막의 두께를 결정하기 때문에 특히 중요합니다. 그러나 일반적으로 사용되는 오일은 끓는점이 매우 높습니다. 오일은 물이나 소금물(약 600°C에서 최대 냉각 속도)보다 담금질 능력이 훨씬 낮고 마르텐사이트 형성 범위가 상대적으로 느려 균열 형성 위험이 최소화됩니다. 강철의 CCT 곡선 앞부분 근처의 냉각력은 용융 풀이나 용융 풀의 일부를 격렬하게 교반하여 증가시킬 수 있습니다.
5. 에멀젼(물 및 오일):
물의 급속 냉각(CCT 곡선 상단 근처)과 오일의 후기 단계(양-MF 온도 범위)에서 오일의 느린 냉각으로 인해 에멀젼-물과 유제의 혼합물이 생성되었습니다."수용성"다양한 비율의 오일. 오일 90%와 물 10%로 구성된 에멀젼은 오일보다 냉각 속도가 낮습니다. 물 90%와 기름 10%로 구성된 에멀젼 역시 300℃ 부근에서 마르텐사이트가 형성되면 기름보다 빨리 냉각되어 변형 및 균열의 위험성이 커지기 때문에 기름보다 열등하다.
6. 폴리머 미디어:
이들은 냉각수 분야의 새로운 진입자로서 이상적인 담금질 매체(6.3)의 특성에 접근하며 양 온도까지 빠르게 냉각된 다음 마르텐사이트가 형성됨에 따라 다소 천천히 냉각됩니다. 이러한 합성 냉각제는 일반적으로 폴리알킬 글리콜 또는 폴리비닐 알코올을 기반으로 하는 고분자량 유기 화학 물질이지만 일반적으로 전자가 냉각제로 더 일반적으로 사용됩니다. 이들은 수용성 재료이므로 유기 첨가제의 농도를 변경하면 냉각 속도가 매우 다른 담금질제를 얻을 수 있습니다. 담금질제 첨가량을 5%로 하면 60℃에서 담금질제의 표면 경도가 물과 유사해 비합금강을 담금질하면서 균열의 위험이 최소화된다. 15% 첨가제가 함유된 냉각제는 화재 위험 없이 오일과 동일한 냉각 특성을 갖습니다.
7. 소금 목욕:
단면적이 작고 경화성이 좋은 강철의 경우 염욕이 이상적인 담금질 매체입니다. 표 6.12에는 일부 염의 조성과 각 혼합물에 적용 가능한 온도 범위가 나와 있습니다. 염욕에서의 권장 유지 시간은 절편 두께 2~4분/cm이며, 절편이 가벼울수록 유지 시간은 더 짧습니다. 100% NaNO3와 같은 수조에는 400~600°C가 필요합니다. 냉각능력은 약 400℃까지 높으며, 이후 강의 온도가 계속해서 떨어지면 감소한다. 따라서 수조의 온도가 낮을수록 교반 횟수가 많아지고 냉각 능력이 좋아집니다. 오염되면 수조의 냉각 효율이 감소합니다. 교반 탱크는 불순물이 냉각된 부품에 부유하고 부착되도록 하여 열 전달을 감소시킵니다. 0.3-0을 추가합니다.
8. 공기:
강철의 경화성이 높으면 압축 공기 또는 고정 공기도 사용할 수 있습니다. 즉, 공기 경화 강철과 같은 고합금강; 또는 저합금강의 경량 단면. 공기가 더 천천히 그리고 고르게 냉각되기 때문에 변형의 위험은 무시할 수 있습니다. 강철의 표면은 냉각 중에 항상 산화됩니다.
9. 가스:
가스에서는 수소와 헬륨이 냉각에 더 효율적이지만, 수소와 헬륨의 사용 비용이 비싸면 폭발 가능성이 있기 때문에 열간 가공 강철과 고속도 강철에는 질소가 일반적으로 사용됩니다. 가스 담금질은 모양이 복잡하고 단면 두께가 다른 두꺼운 단면 부품을 더욱 균일하게 냉각시켜 보다 균일한 기계적 특성을 얻을 수 있습니다. 파손이나 변형의 위험이 최소화됩니다. 공기의 빠른 흐름은 가스실의 오스테나이트화 강철과 직접 접촉하여 열을 빠르게 방출합니다.
10. 흐름층:
이는 증류 탱크의 알루미나 입자로 구성되며 탱크 바닥에서 불어오는 연속적인 공기 흐름에 의해 유동화됩니다. 이 입자들은 유체처럼 움직입니다. 질소를 사용하면 불활성 대기가 생성됩니다. 주로 고합금강, 냉간 가공강, 열간 가공강, 고속도강, 공기 경화강 등의 담금질에 사용됩니다. 유동층 냉각은 물이나 기름보다 느리고, 용융염 냉각보다 10% 느리지만 공기보다 훨씬 빠릅니다. 유동층은 어떠한 저온에서도 작동될 수 있습니다. 부품에 잔여물이 없으며 후가공이 필요하지 않습니다. 연기나 오염 위험이 없습니다.
강한 Metal은 중국 최초의 연속 제조업체입니다.경화 및 템퍼링 라인고탄소강 스트립 경화용;
이번 생산라인 출범은 중국이 소재 생산 기술 분야에서 유럽과 미국 기업으로 인해 수십 년 동안 지속된 기술 장벽과 독점을 깨뜨렸음을 의미한다. 중국 기업들은 더 이상 장기적으로 고가 수입품이 경화대를 굳히는 상황을 견딜 필요가 없다.
특성: 경화 및 템퍼링 생산 라인메쉬 벨트 퍼니스는 침탄, 탄질화, 담금질, 오일 담금질, 물 담금질 및 기타 열처리 공정, 가공 나사, 너트, 스탬핑 부품 등과 같은 다양한 소형 공작물의 대량 생산에 적합합니다.
다양한 공작물에 따라 다양한 열처리 솔루션을 설계하십시오.
제품에 따라 맞춤 제작됩니다.
모델: 남서-810-9F
성능: 온도 950℃; 자료: 포탄: 저탄소 강철
공정: (1) 침탄, 침탄질화 (2) 제어 분위기 담금질, 등온 담금질 (3) 오일 담금질, 물 담금질
장점: 컴퓨터 제어
