1. 질화 처리의 이해:
질화는 질소를 재료의 표면층으로 확산시키는 열화학적 표면 처리 공정입니다. 이 공정은 일반적으로 섭씨 500도에서 1100도 사이의 높은 온도에서 암모니아 가스와 같은 통제된 분위기에서 수행됩니다. 질소 원자는 재료 표면에 침투하여 재료의 특성을 크게 변화시키는 질화물을 형성합니다.
2. 질화의 종류:
가스 질화, 염욕 질화 및 플라즈마 질화를 포함하여 CNC 기계 가공에 일반적으로 사용되는 여러 유형의 질화 공정이 있습니다. 가스 질화는 재료가 암모니아가 풍부한 대기에 노출되는 가장 널리 사용되는 방법입니다. 염욕 질화에는 질소가 풍부한 화합물이 포함된 용융 염욕에 재료를 담그는 작업이 포함됩니다. 반면에 플라즈마 질화는 저압 플라즈마 환경을 활용하여 재료 표면에 질소를 도입합니다.
3. 재료 특성에 대한 질화의 영향:
질화 처리는 다양한 재료 특성에 큰 영향을 미치며 특정 응용 분야에서의 성능을 향상시킵니다. 질화의 영향을 받는 주요 특성 중 일부를 살펴보겠습니다.
ㅏ. 경도:
질화는 재료의 표면 경도를 크게 증가시킵니다. 공정 중에 질소 원자는 재료의 경도에 기여하는 단단한 화합물인 질화물을 형성합니다. 이렇게 향상된 경도로 인해 소재의 마모, 마모 및 변형에 대한 저항성이 더욱 높아졌습니다.
비. 내마모성:
질화처리는 단단하고 내마모성이 있는 표면층을 형성하여 재료의 내마모성을 향상시킵니다. 복합층으로 알려진 이 층은 질화물로 구성되어 있으며 마찰, 침식 및 표면 피로에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다.
씨. 피로 강도:
질화 처리는 재료의 피로 강도를 향상시켜 주기적인 하중과 응력에 대한 저항력을 높여줍니다. 표면층의 질화로 인한 압축 응력은 균열 전파를 억제하고 재료의 전체 피로 수명을 늘리는 데 도움이 됩니다.
디. 부식 저항:
염욕 질화와 같은 특정 유형의 질화는 재료의 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 재료 표면에 질화물이 형성되면 부식성 요소에 대한 장벽 역할을 하는 보호층이 생성되어 열악한 환경에서 재료의 수명이 연장됩니다.
이자형. 치수 안정성:
질화 처리는 재료의 치수 변화를 최소화하여 치수 안정성을 향상시킵니다. 이 공정은 표면에 압축 응력을 유발하여 종종 재료의 뒤틀림이나 뒤틀림을 초래하는 인장 응력에 대응합니다.
에프. 마찰 계수:
질화는 재료의 마찰계수를 줄여 윤활성을 향상시키고 마찰 손실을 줄일 수 있습니다. 이는 슬라이딩 또는 회전 구성 요소와 같이 낮은 마찰이 필요한 응용 분야에서 특히 유용합니다.
4. CNC 가공 산업에서 질화 처리되는 일반 재료:
ㅏ. 강철:
강철은 CNC 가공 산업에서 가장 일반적으로 사용되는 재료 중 하나이며, 여러 등급의 강철이 질화 처리를 통해 이점을 얻습니다. 질화처리를 받는 인기 있는 강종은 다음과 같습니다.
나. AISI 4140:
이 중탄소강은 높은 강도와 인성이 요구되는 용도에 자주 사용됩니다. 질화 AISI 4140 강철은 표면 경도와 내마모성을 향상시켜 무거운 하중과 마모를 받는 부품에 적합합니다.
ii. AISI 4340:
높은 강도와 인성으로 알려진 AISI 4340 강철은 항공우주 및 자동차 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다. 이 강종을 질화하면 경도, 내마모성 및 피로 강도가 향상되어 기어 및 샤프트와 같은 중요한 부품에 이상적입니다.
iii. AISI 316:
T그의 오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 내식성을 요구하는 산업에 널리 사용되고 있습니다. 질화 AISI 316 강철은 내식성을 유지하면서 표면 경도와 내마모성을 향상시킵니다.
비. 공구강:
공구강은 높은 경도, 내마모성 및 열 안정성이 요구되는 응용 분야를 위해 특별히 설계되었습니다. 일반적으로 질화 처리된 공구강 등급은 다음과 같습니다.
i. H13:
이 열간 공구강은 다이캐스팅 및 단조 분야에 널리 사용됩니다. 질화 H13 강철은 표면 경도, 내마모성 및 열 피로 특성을 향상시켜 고온 응용 분야에 적합합니다.
ii. D2:
높은 내마모성과 경도로 잘 알려진 D2 공구강은 절단 및 성형 분야에 자주 사용됩니다. 질화 D2 강철은 표면 특성을 향상시켜 까다로운 가공 작업에서 향상된 내마모성과 향상된 성능을 제공합니다.
씨. 주철:
주철은 CNC 가공에서 자주 접하는 또 다른 재료이며, 특정 등급의 주철은 질화 처리를 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 질화 처리되는 일반적인 주철 등급은 다음과 같습니다.
i. G25:
이 회주철 재종은 우수한 가공성과 내마모성을 요구하는 용도에 널리 사용됩니다. 질화 G25 주철은 표면 경도와 내마모성을 향상시켜 마모가 심한 부품에 적합합니다.
ii. GGG40:
구상흑연주철 또는 연성주철로도 알려진 GGG40은 뛰어난 강도와 연성을 제공합니다. 질화 GGG40 주철은 표면 경도와 내마모성을 향상시켜 높은 하중과 마모를 받는 부품에 적합합니다.
iii. G17CrMo5-5:
이 내열성 주철 등급은 고온 저항성과 내마모성이 요구되는 용도에 일반적으로 사용됩니다. 질화 G17CrMo5-5 주철은 표면 특성을 향상시켜 고온 및 마모에 노출되는 부품에 적합합니다.