표면 경화처리 란 강의 표면만을 경화하여 표면의 내 마모성과 내부의 인성을 주어 내 마모성과 내 충격성을 겸비하도록 만드는 방법 입니다.
-. 침탄, 질화, 고주파 소입 등 표면 경화처리를 한 후 경우에 따라서는 소입, 소려를 실시 합니다.
침탄(carburizing)
-. 재료를 침탄제 중에 넣고 가열을 하면 탄소가 표면의 필요한 깊이만큼 침투 한후 경도가 높은 탄화물을 형성하여 재료의 표면이 경화 됩니다.
침탄제로는 고체침탄재(목탄.코크스+Na2CO3), 액체침탄재(ㅜㅁ추), 기체침탄제(메탄가스, 도시가스, 프로판가스 등) 이 있습니다.
질화(nitriding)
-. 재료표면에 필요한 깊이만큼 침투하여 경도가 높은 질화물을 형성하여 재료의 표면이 경화 됩니다.
질화로는 가스질화(NH3↔ 3H+N의 반응 이용), 액체질화(KCN+KCNO+Na2CO3), 이온잘화볍(N2+H2 혼합가스 분위기 중에서 직류전압 이용) 등이 있습니다.
가스질화 처리는 질화처리 후의 표면의 산화물 등의 형성이 적으며 질화물의 형성 두께를 조절할수 있고 진공 중 및 치환가스 중에서의 처리이기 때문에 처리재 표면의
산화가 적습니다.
처리 온도가 500~560도 전후 이기 때문에 변형이 적고 가스 중에서의 질화처리 이기 때문에 탈탄이 적습니다.
가스질화 처리는 금형 가공 후 변형 제거 열처리를 병용 할 수 있기 때문에 다이캐스팅, 주조 에 주로 사용되었습니다.
고주파소입(induction hardening)
-. 열처리하고자 하는 제품의 형상에 따라 적당하게 만들어진 중공동관 코일 안쪽으로 삽입하여 고주파 전류를 통하면 단시간 내에 표면만이 가열되고 이를 수냉하면 표면이 경화 됩니다.
진공증착
-. 금속을 진공 중에서 기화시켜 피처리재의 표면에 부착시키는 방법
PVD 물리적 증착(physical vapor deposition)을 설명하면 재료의 표면에 단일 또는 복합 금속을 탄화물, 질화물, 산화물 등의 형태로 진공 중에서 코팅하는 방법 입니다.
종류로는 진공증착법(vacuum deposition process), 스퍼터링법(sputtering), 이온 플레이팅법(ion plating process) 등이 있습니다.
다이캐스팅 제품에 대한 고품질 등의 요구가 업격하게 되고, 금형강이 가지는 내열피로 특성에 의존하는 것만으로는 금형품질을 유지하기가 어렵습니다.
그래서 PVD(physical vapor deposition, 물리적 증착법), CDV(chemical vapor deposition, 화학 증착법) 및 PCVD(Plasma-Assisted chemical vapor deposition)
법 등으로 처리한 피막을 다이캐스팅 금형 및 코어핀 등에 적용하여 금형의 수명향상을 시도하게 되었습니다.
PVD 처리는 주로 TiN 및 CrN피막(코팅)이 이온플레이팅법 등에 의하여 증착 됩니다.
PVD처리의 피막 형성은 50~600도 온도범위에서 가능하지만, 막의 밀착성 등을 고려하면 피증착물질의 처리온도는 고온영역이 좋다고 알려져 있습니다.
CVD 화학적 증착( chemical vapor deposition)이며, 진공실에 불어넣은 가스가 높은 온도로 가열된 피처리물 표면 또는 표면 부근에서 열분해되거나 반응성 가스 간의
화학반응을 일으켜 생성되는 고체금속, 화합물 등이 기판 표면에 흡착, 축적되어 코팅층을 형성 됩니다.
대형이고 복잡한 형상을 가지는 다이캐스팅 금형의 경우 처리 후의 금형은 치수변화가 허용치 이상(변형한도 2/100~5/100mm 정도)이 되는 경우가 많으며
주로 코어핀을 대상으로 사용하며 피막처리 후는 처리소재를 뜨임처리에 의하여 금형강의 사용 목적의 경도로 조정하여 각 처리부품으로써 사용하고 있습니다.
PCVD 법에 의한 복합피막은 금형강에 질화처리와 TiN 등의 경질피막을 처리하는 것으로 다이캐스팅 금형 등의 용손에는 경질피막이 장볍이 되고, 또한 히트체크 및
크렉의 진전, 증식에는 질화처리의 확산층이 유효하게 적용하는 등의 효과가 특징으로 되어 있습니다.
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