기술자료
DAEHWA E/M CO.,LTD.
01. 질화열처리 종류별 작업방법
GAS 질화
- 암모니아(NH3)GAS중에서 처리물을 500~550°C 정도로 오랜시간 가열하는 방법
- 아래식과 같이 해리(Dissociation)하면 발생기 질소는 철 표면에 흡착되어 내부로 확산하여 질화층을 만든다.
2NH3 ↔ 3H2 + 2[N]
- Fe2~3N이 주성분인 질화층이 매우 경도가 높으며 처리시간이 길다.
- 질화층이 경화하기위해서는 철중에 AI, Cr, Mo가 첨가되어야 하므로 강종에 제한을 받는다.
- 질화층을 깊이 요구하는 제품에 많이 적용된다.
염질화
액체질화
- 염욕질화용 염으로 NaCN(55~65%),KCN(35~45%)의 혼합염을 사용
- 가열온도를 500~600°C로 하면 질화가 주체인 질화가 되도 질화 시간은 약 30~120분으로 가스질화보다 짧다.
- 질화강 뿐만 아니라 보통 가스질화보다 얕은 질화층을 얻는데 사용
터프트라이트 질화
- 터프트라이트용으로 개발된 염욕을 사용
- 여기에 공기를 흡입시키면서 약 570°C로 10~30분 동안 가열한 후 수중에서 급랭
- 기존 NH3 가스에 의한 질화에 비해 처리시간이 짧다.
- 강종 제한이 없다.
- 화합물층(化合物層)에 의해 내마모성 향상
- 확산층(擴散層)에 의해 피로강도가 향상
新터프트라이트 질화
- 신터프트라이트법과 기존 터프트라이트의 차이점: 염욕 성분 차
- 처리온도는 580°C 정도이며 무공해로 작업 가능
- 터프트라이드와 내마모성피로강도는 거의 같다.
- 내식성은 산화물층을 생성시키는 기법을 적용할때 상당히 향상된다.
- 피로강도도 어느 정도 높일 수 있다.
- 염욕의 질소 포텐셜이 높아 같은 질화층 두께을 얻는데 소요되는 시간이 단축되어 경제적이다.
가스연질화(Cont)
- 혼합가스를 이용한 가스연질화법의 화학반응식
- 2NH3 → 3H2 + 2[N]
2CO → [C] + CO2
상기 반응식에 의한 질화공정은 표면층에 Fe3 C가 생성되며,
이 Fe3가 핵이 되어 Fe N, Fe4 N의 화합물층이 생성된다.
- 처리온도는 통상 570~580°C 이며 시간은 30분~5시간 정도
이온질화
- lon질화는 N2, H2 가스 등을 함유한 혼합희박(混合稀薄)가스 분위기에서 글로우 방전에 의한 이온충격으로 표면경화시키는 질화법이다.
- 이 질화법은 금속의 표면질화법중 가장 최근의 신기술 열처리법
- 질화층의 선택조직생성과 저온처리로 모재의 변형방지, 빠른 처리시간으로 품질향상, 생산성, 향상에 적극 기여되는 기법이다.
이온질화 특징
- 생산원가를 절감: 열원은 진공로 안의 이혼화한 GAS가 음극표면 처리물에 고속으로 충돌시 발생하는 열에의해 질화처리 처리후에 담금질, 뜨임, 후가공 등이 필요없어 생산 원가를 절감
- 효과적인 prosecc임: 이온 스퍼트링(SPUTTERING)에 의해 처리부품표면이 활성화되어 질소의 포텐셜이 높다.
이온질화 특징(Cont)
- 무공해
미량의 N2, H2 GAS만으로 처리되는 새로운 질화법이다.
- 저온처리가 가능하다. 400°C정도의 저온에서도 상당한 질화효과가 있으며 질화 후 변형은 매우 적다. 표면 상태도 좋다. 이온질화 전에 연마가공을 하여 질화 후 그대로 사용하기도 한다.
- 질화처리 조거의 선택폭이 넓다. 350 ~ 600°C 또는 그 이상의 온도에서도 질화가 가능 처리온도, 처리시간등을 감안하여 경제적인 선택을 할 수 있다..
- 화합물층 조성의 조정이 자유롭다.
- ?상,r상의 관리하기가 쉽고 화합물층 조성조절이 가능하다.
- 특수강 질화가 쉽다. 예를들면 스테인레스(Stainless)강과 같이 표면이 크롬산화물을 주체로 하는 부동태 피막이 덮혀 있어서 질화를 억제하는 강에도 질화가 쉽다.
- 적용범위가 넓다.
- 강, 주철, 티타늄, 지르코늄 등의 합금에도 질화가 쉽다.
- 내식성이 우수하다.
- 대체적으로 내식성이 우수하며 크롬도금이상의 효과를 나타내는 재질도 있다.