기계 제작의 열처리 과정은 무엇입니까?

열 처리 공정은 금속 성분의 기계적 특성을 크게 향상시키기 때문에 기계 제조에 중요한 역할을합니다. 잘 설립 된 기계 제작 공급 업체로서 저는 고품질 기계를 생산할 때 이러한 프로세스의 중요성을 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 업계에서 일반적으로 사용되는 다양한 열 처리 과정을 탐구 할 것입니다.

가열 냉각

어닐링은 금속을 특정 온도로 가열 한 다음 천천히 냉각시키는 열처리 공정입니다. 이 과정은 내부 응력을 완화하고, 연성을 높이며, 가공 가능성을 향상시키는 데 사용됩니다. 완전 어닐링, 프로세스 어닐링 및 구형 어닐링과 같은 다양한 유형의 어닐링이 있습니다.

완전 어닐링은 일반적으로 강에 사용됩니다. 금속은 임계 온도 이상으로 가열되어 미세 구조의 완전한 변환을 허용하기에 충분한 시간 동안 그 온도에서 고정 된 다음 용광로에서 천천히 냉각됩니다. 이로 인해 기계가 쉬운 거친 곡물, 부드러운 구조가 발생합니다. 예를 들어, 중장비 용 대형 스케일 기어를 제조 할 때 가공 공정 전에 원시 강철 재료에 완전 어닐링을 적용 할 수 있습니다. 연화 된 재료는 절단 및 성형 중에 도구 마모를 줄여서보다 정확하고 효율적인 제조를 초래합니다.

반면에 프로세스 어닐링은 냉간 작업 중에 유도 된 스트레스를 완화하는 데 사용됩니다. 완전 어닐링보다 낮은 온도에서 수행됩니다. 차가운 롤링 또는 차가운 단조 작업 후에는 작업 경화로 인해 금속이 단단하고 부서지기 쉬워 질 수 있습니다. 프로세스 어닐링은 금속의 일부 연성을 회복시켜 더 냉의 작동을 가능하게합니다. 기계 용 얇은 벽으로 된 튜브의 생산에서, 프로세스 어닐링은 여러 콜드 - 드로잉 단계 사이에 사용될 수 있으며, 균열을 방지하고 튜브를 원하는 직경으로 끌어들일 수 있도록합니다.

구형화 어닐링은 주로 높은 탄소강에 사용됩니다. 목표는 강철의 시멘트를 구형 모양으로 변형시키는 것입니다. 이는 고 탄소강의 가공성과 연성을 향상시킵니다. 예를 들어, 높은 탄소강으로 만든 절단 도구를 생산할 때, 구형화 어닐링은 강철을 원하는 도구 모양으로 쉽게 가공 할 수있게하고 사용하는 동안 인성을 향상시킬 수 있습니다.

정상화

정규화는 어닐링과 유사하지만 냉각 속도가 더 빠릅니다. 금속은 임계 온도 이상으로 가열 된 다음 공기 중에서 냉각됩니다. 이 과정은 금속의 입자 구조를 개선하여 어닐링 된 금속에 비해 강도와 경도가 향상됩니다.

정규화는 종종 기계의 구조적 구성 요소에 사용됩니다. 예를 들어, 산업 장비의 프레임 제조 및 지지대에서 정규화는 강철의 기계적 특성을 향상시켜 변형과 피로에 더 강하게 만들 수 있습니다. 정규화에서 더 빠른 냉각 속도는 미세한 입자 미세 구조의 형성을 촉진하여 금속에 더 나은 기계적 성능을 제공합니다. 어닐링과 비교할 때 정상화는 더 많은 비용 - 효과적인 옵션이 될 수 있습니다. 어떤 경우에는 용광로의 느린 냉각이 필요하지 않기 때문에 시간 - 소비 및 에너지 집약적 일 수 있습니다.

경화

경화는 금속의 경도와 강도를 높이는 데 사용되는 열처리 과정입니다. 일반적으로 금속을 고온으로 가열 한 다음 물, 오일 또는 중합체 용액과 같은 담금질 매체에서 빠르게 담금질됩니다.

담금질 동안의 급속한 냉각은 강의 마르텐 사이트, 일반적으로 강의 마르텐 사이트를 형성시킨다. 그러나 이것은 또한 금속에서 중요한 내부 응력을 생성합니다. 예를 들어, 고속 기계를위한 샤프트 생산에서 경화는 내마모성과 높은 하중을 견딜 수있는 능력을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 내부 응력은 균열을 방지하기 위해 신중하게 관리되어야합니다.

경화 및 표면 경화와 같은 다양한 경화 방법이 있습니다. Through- 강화는 구성 요소의 전체 크로스 섹션을 강화해야 할 때 사용됩니다. 이는 전체적으로 균일 한 경도가 필요한 소규모 구성 요소 또는 구성 요소에 적합합니다. 반면에 표면 경화는 코어가 거친 상태에서 성분의 표면 만 경화해야 할 때 사용됩니다. 기화, 질화 및 유도 경화와 같은 프로세스는 일반적인 표면 경화 방법입니다.

기화에는 금속을 탄소 - 풍부한 환경으로 가열하는 것이 포함됩니다. 탄소는 금속의 표면으로 확산되어 표면층의 탄소 함량을 증가시킨다. 기화 후, 구성 요소는 표면을 강화하기 위해 켄칭됩니다. 이 공정은 기어 제조에 널리 사용됩니다. 단단한 표면은 마모와 피로에 저항 할 수있는 반면, 거친 코어는 기어 작동 중에 충격력을 흡수 할 수 있습니다.

질화는 질소가 금속 표면에 도입되는 과정입니다. 금속의 표면 경도, 내마모성 및 부식성을 향상시킬 수 있습니다. 질화는 종종 엔진 부품과 같은 높은 온도 및 높은 응력 환경에서 작동하는 구성 요소에 사용됩니다.

유도 경화는 빠르고 국소화 된 표면 경화 방법입니다. 번갈아 가면 금속의 표면을 빠르게 가열 한 다음 켄칭에 사용됩니다. 이 방법은 복잡한 모양이있는 구성 요소 또는 특정 영역의 선택적 경화에 적합합니다. 예를 들어, 크랭크 샤프트의 저널 표면은 내마모성을 향상시키기 위해 강화 될 수 있습니다.

템퍼링

템퍼링은 강화에 따른 열처리 과정입니다. 경화 후, 금속은 종종 너무 단단하고 부서지기 쉬우 며, 템퍼링은 비작도를 줄이고 내부 응력을 완화하면서 특정 수준의 경도와 강도를 유지하는 데 사용됩니다.

금속은 임계 온도 미만의 온도로 가열되고 특정 시간 동안 고정 된 다음 제어 속도로 냉각됩니다. 템퍼링 온도와 시간은 금속의 최종 특성을 결정합니다. 낮은 온도 템퍼링 (250 ° C 미만)은 내부 응력을 완화하고 경도를 크게 줄이지 않고 금속의 인성을 향상시키는 데 사용됩니다. 이것은 높은 경도와 절단 도구와 같은 강인성이 필요한 구성 요소에 적합합니다.

중간 - 온도 템퍼링 (250-500 ° C)은 브리티 니스를 더욱 감소시키고 금속의 연성을 증가시킬 수 있습니다. 종종 반복적 인 하중을 견딜 수있는 스프링 및 기타 구성 요소에 사용됩니다. 높은 온도 템퍼링 (500 ° C 이상)은 강인성이 부드럽고 더 부드럽고 연성 금속을 초래합니다. 이것은 샤프트 및 기어와 같은 강도와 연성의 조합이 필요한 구성 요소에 적합합니다.

기계 및 열처리

기계 제작 공급 업체로서 우리는 이러한 열 처리 프로세스를 제품에 적용하는 광범위한 경험을 가지고 있습니다. 예를 들어, 우리3- 축 갠트리 디스크 브러시 기계 드릴링그리고드릴링이있는 두 번째 축 갠트리 디스크 브러시 머신정확한 열처리를 겪는 고품질 금속 성분으로 만들어집니다. 이 기계의 구조적 부분은 필요한 강도와 안정성을 갖도록 정규화됩니다. 이 기계에 사용 된 절단 도구는 표면적이며 내마모성과 서비스 수명을 향상시키기 위해 강화됩니다.

우리는 다른 기계 응용 프로그램마다 최적의 성능을 달성하기 위해 다른 열처리 공정이 필요하다는 것을 이해합니다. 전문가 팀은 자재, 설계 및 각 구성 요소의 사용에 따라 적절한 열 처리 방법을 신중하게 선택합니다.

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참조

• ASM 핸드북 볼륨 4 : 열처리. ASM 국제.
• 금속 핸드북 : 속성 및 선택 : 다리미 및 강. ASM 국제.
• Heat Treater 's Guide : 다리미와 강의 연습 및 절차. ASM 국제.