열처리의 목적은 강관 및 정밀 강관의 기계적 성질을 향상시키고, 잔류응력을 제거하고, 강금속의 가공성을 개선하는 것입니다. 구체적인 목적에 따라 열처리 공정은 크게 예비 열처리와 최종 열처리의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
예비 열처리
예비 열처리의 목적은 가공성을 개선하고, 내부 응력을 제거하고, 최종 열처리를 위한 유리한 야금 구조를 준비하는 것입니다. 관련 공정에는 어닐링, 정규화, 노화, 담금질 및 템퍼링이 포함됩니다.
(1) 어닐링 및 노멀라이징
어닐링과 정규화는 열간 가공된 블랭크에 적용됩니다. 탄소 함량이 0.5% 이상인 탄소강과 합금강은 경도를 낮추고 절삭을 용이하게 하기 위해 종종 어닐링됩니다. 반대로 탄소 함량이 0.5% 미만인 강은 절삭 중에 공구가 달라붙는 과도한 연성을 방지하기 위해 정규화를 거칩니다. 어닐링과 정규화는 또한 입자 구조를 미세화하고, 미세 구조를 균질화하며, 후속 열처리를 위해 재료를 준비합니다. 이러한 공정은 일반적으로 블랭크 제조 후, 거친 가공 전에 수행됩니다.
(2) 노화치료
시효 처리란 주로 블랭크 제조 및 가공 중에 발생하는 내부 응력을 제거하는 데 사용됩니다. 일반적인 정밀도가 필요한 부품의 경우, 마무리하기 전에 단일 시효 처리로 과도한 운송을 피할 수 있습니다. 그러나 더 높은 정밀도가 필요한 부품(예: 좌표 보링 머신의 상자)의 경우 두 번 이상의 시효 처리가 필요할 수 있습니다. 간단한 부품은 일반적으로 시효 처리가 필요하지 않습니다.
주조물 외에도 강성이 낮은 정밀 부품(예: 정밀 리드 스크류)은 종종 거친 가공과 반가공 가공 사이에 여러 번의 노화 처리를 거쳐 내부 응력을 제거하고 가공 정확도를 안정화합니다. 일부 축 부품은 교정 후 노화 처리가 필요합니다.
(3) 담금질 및 템퍼링
담금질 및 템퍼링은 담금질 후 고온 템퍼링을 포함합니다. 이 공정은 균일하고 미세한 입자의 템퍼링 소르바이트 구조를 생성하여 후속 표면 담금질 및 질화 중에 변형이 감소되도록 재료를 준비합니다. 따라서 담금질 및 템퍼링은 예비 열처리 역할도 할 수 있습니다.
우수한 종합적 기계적 성질로 인해, 담금질 및 템퍼링은 경도와 내마모성에 대한 중간 수준의 요구 사항이 있는 부품에 대한 최종 열처리로 사용될 수도 있습니다.
최종 열처리
최종 열처리의 목적은 경도, 내마모성, 강도와 같은 기계적 성질을 개선하는 것입니다.
(1) 담금질
담금질은 표면 담금질 또는 담금질을 통한 담금질일 수 있습니다. 표면 담금질은 변형, 산화 및 탈탄화가 최소화되어 널리 사용됩니다. 높은 외부 강도, 우수한 내마모성을 제공하며 우수한 내부 인성과 내충격성을 유지합니다. 표면 담금질 부품의 기계적 특성을 향상시키기 위해 담금질 및 템퍼링 또는 정규화와 같은 예비 열처리가 종종 사전에 수행됩니다. 일반적인 공정 흐름은 다음과 같습니다. 절단 → 단조 → 정규화(또는 어닐링) → 거친 가공 → 담금질 및 템퍼링 → 반가공 가공 → 표면 담금질 → 마무리 가공.
(2) 침탄 및 담금질
침탄 및 담금질은 저탄소 및 저합금강에 적합합니다. 이 공정은 부품 표면의 탄소 함량을 증가시켜 담금질 후 높은 표면 경도를 가져오는 반면, 코어는 적당한 강도, 높은 인성 및 가소성을 유지합니다. 침탄은 전체 또는 부분적으로 이루어질 수 있으며, 후자는 침탄되지 않은 영역에 대해 침탄 방지 조치(예: 구리 도금 또는 침탄 방지 코팅)가 필요합니다. 상당한 변형과 일반적으로 0.5~2mm 사이의 침탄 깊이로 인해 침탄 공정은 일반적으로 준정삭과 정삭 가공 사이에 예약됩니다.
일반적인 공정 흐름은 다음과 같습니다. 절단 → 단조 → 정규화 → 조가공 및 반가공 → 침탄 및 담금질 → 마무리 가공.
부분적으로 침탄된 부품의 비침탄 부분을 확대하여 과도한 침탄 층을 제거하는 경우, 이 제거 단계는 침탄 후, 담금질 전에 실시해야 합니다.
(3) 질화
질화는 질소 화합물 층을 형성하기 위해 금속 표면에 질소 원자를 침투시키는 것을 포함합니다. 질화된 층은 부품의 표면 경도, 내마모성, 피로 강도 및 내식성을 향상시킵니다. 질화는 최소한의 변형으로 저온에서 작동하고 얇은 층(일반적으로 0.6-0.7mm 이하)을 생성하므로 질화 공정은 가능한 한 늦게 예약해야 합니다. 질화 중 변형을 최소화하기 위해 일반적으로 절단 후에 응력 완화 고온 템퍼링을 수행합니다.
