금형 제조 공정 - 부품 열처리

(1) 열처리란 무엇입니까?

열처리는 고체 상태에서 가열, 보온, 냉각을 통해 재료 표면 또는 내부의 화학적 조성과 구조를 변화시켜 원하는 특성을 얻는 금속 열처리 기술을 말합니다. 열처리는 일반적으로 가열, 보온, 냉각의 세 가지 공정으로 구성되며, 경우에 따라 가열과 냉각의 두 가지 공정만 포함합니다.

(2) 열처리의 종류는 무엇입니까?

• 담금질

철을 800℃~850℃의 적열 상태로 가열하여 일정 시간 방치한 후 물이나 기름에 넣어 급냉시키는 열처리 방법입니다. JIS 기호표에는 HQ로 표기되어 있습니다. 이 공정을 거치면 강은 매우 단단해집니다. 하지만 취성이 되는 문제도 있습니다. 따라서 담금질 후 "템퍼링"이 필요합니다. 또한, 담금질 중 냉각 시 조직 구조의 팽창과 수축으로 인해 부품에 균열 및 변형이 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다. 또한, 담금질 시 부품이 매우 단단해지므로 담금질은 일반적으로 절삭 및 기타 가공이 완료된 후, 마지막 공정 근처에서 수행됩니다.

• 템퍼링

담금질한 부품을 다시 가열하고 냉각하는 공정입니다. JIS 기호 HT로 표시됩니다. 템퍼링 중에는 부품의 경도가 약간 감소하지만 취성은 제거되어 경도와 인성을 동시에 얻을 수 있습니다. 템퍼링은 급속 냉각 중에 발생하는 내부 응력(불균일한 수축 등으로 인한 부품 내부의 응력)을 제거하는 데에도 사용할 수 있습니다. 템퍼링은 저온 템퍼링과 고온 템퍼링으로 나뉩니다. 저온 템퍼링은 150℃~200℃에서 1시간 동안 온도를 유지한 후 공랭합니다. 반면 고온 템퍼링은 550℃~650℃로 가열하고 약 1시간 동안 유지한 후 급랭합니다.

• 가열 냉각

어닐링은 담금질의 반대 개념으로, 강철을 연화시켜 가공을 용이하게 하거나 가공으로 경화된 조직을 연화시키는 데 사용됩니다. 가열을 통해 부품 내부의 조직을 균질화하고 날카로운 조직을 구상화하는 것입니다. 어닐링에는 여러 종류가 있으며, 어닐링 종류와 강철의 조직에 따라 필요한 온도 범위는 약 550℃에서 약 950℃입니다. 모든 경우에서 가열 및 보온은 1시간 동안 수행된 후, 용광로에서 강을 서서히 냉각합니다.

• 정규화

노멀라이징은 주로 강재 제조 단계에서 발생하는 불균일한 철 조직을 균일하게 만들고 후속 가공 및 스탬핑에 적합한 상태로 조정하는 작업입니다. JIS 기호표에는 HNR로 표기되어 있습니다. 노멀라이징은 철을 약 800℃~900℃로 가열한 후 공냉하는 공정입니다.

(3)부품은 언제 열처리가 필요한가요?

• 처리의 어려움을 줄이다
• 부품의 종합적 성능(특히 기계적 특성)을 향상시킵니다.
• 부품의 충격 저항성(내마모성 및 경도)을 향상시킵니다.
• 중요 부품에 대한 대량 용접