케이스 강화란 무엇입니까?

마모를 견디고 압입에 저항하는 능력은 특정 유형의 금속에서 매우 중요한 두 가지 특성입니다. 금속 유형을 선택할 때 고려해야 할 중요한 요소 중 하나는 경도이며, 이는 이러한 특성을 측정하는 것입니다. 금속의 가장 바깥쪽 표면은 이상적인 경도를 결정하는 데 가장 중요한 부분입니다. 이는 표면이 직접적으로 부딪혀 가장 많이 마모되기 때문입니다. 일부 금속은 금속 기재의 경도가 적합한지 확인하기 위해 표면 경도를 변경하는 표면 경화라는 공정을 거칩니다.

케이스 강화란 무엇입니까?

표면 경화는 금속 기판의 표면을 경화시키면서 코어를 더 연하게 유지하는 열처리 공정입니다. 이를 통해 부드러운 금속과 단단한 금속의 최상의 특성을 하나의 부품으로 결합할 수 있습니다.

단단한 물질에 비해 부드러운 물질은 충격 압력을 훨씬 더 잘 견딜 수 있습니다. 또한, 더 강하고, 더 연성이 있고, 인성이 높지만 내마모성이 부족합니다. 재료가 마모나 마찰로 인해 마모되지 않도록 하려면 우수한 내마모성이 필수적입니다. 외부만 강화함으로써 다른 특성을 희생하지 않고도 소재 마모를 크게 최소화할 수 있습니다.
얇고 경화된 표면은 표면에 추가 성분을 추가하거나 결정 구조를 변경하는 등 다양한 방법으로 얻을 수 있습니다. 그러나 방법에 관계없이 표면 경화에는 거의 항상 고온이 필요합니다.

왜 Case Harden인가?
금속 물체 전체를 경화시키기보다는 재료를 표면 경화시키는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 한 가지 이유는 효율성입니다. 전체 단면이 아닌 금속의 가장 바깥쪽 표면을 가열하는 데 더 적은 에너지와 더 적은 시간이 필요합니다. 이러한 효율성은 대규모 제조 작업에서 막대한 비용 절감 효과를 가져올 수 있습니다. 표면 경화가 널리 사용되는 또 다른 이유는 성능 때문입니다. 외부 껍질이 단단하고 내부가 더 연성인 금속을 사용하는 것이 유리할 수 있습니다. 이에 대한 예는 마모에 저항하기 위해 금속이 필요하지만 완전한 취성 파괴를 초래하지 않고 충격을 흡수할 수 있어야 하는 경우입니다.

T케이스 강화 방법의 종류

케이스 강화 원칙은 매우 간단합니다. 우리는 표면이 마르텐사이트라고 알려진 단단한 구조를 형성하기를 원합니다. 그러나 이 구조는 강철 부품이 고온에서 담금질되고 강철 합금의 탄소 함량이 충분히 높은 경우에만 형성됩니다.

탄소 함량이 충분하면 부품을 가열하고 담금질하기만 하면 됩니다. 그러나 탄소 함량이 낮거나 극도의 경도가 필요한 경우 탄소, 질소 등의 원소를 재료 표면에 추가해야 합니다. 이제 위에서 언급한 원칙을 기반으로 케이스 강화를 달성하는 데 사용되는 다양한 프로세스를 살펴보겠습니다.

가열 및 담금질

전통적으로 다양한 금속의 경화를 수행하기 위해 가열 및 담금질이 사용되었습니다. 금속 표면을 경화시키는 한 가지 방법은 강철 부품에 직접 산소 가스 불꽃을 가하는 것입니다. 유도 가열의 사용은 때때로 발생합니다. 두 시나리오 모두에서 강철 부품의 표면 온도가 급격히 증가합니다. 결과적으로, 오스테나이트 결정 구조가 펄라이트 결정 구조를 대체합니다.

설정된 온도에 도달하면 부품을 물에 담그는 방식으로 빠르게 냉각됩니다. 이는 결정 구조를 다시 한 번 변경하는데, 이번에는 오스테나이트에서 특히 단단한 구조인 마르텐사이트로 변경됩니다.

표면만 결정 구조의 변화를 겪기 때문에 부품은 표면에서만 경화됩니다. 그러나 부품이 이 방법의 이점을 얻으려면 원래 재료에 충분한 탄소가 있어야 합니다. 탄소 함량이 낮은 경우(<0.3%) in the metal part, this method will not yield favourable results.