표면 경화법 중 질화 처리법

표면 경화법 중 질화 처리법

 

 

 

1. 개요

 

표면 경화법 중에는 화학적 표면 경화법과 물리적 표면 경화법의 두 가지가 있고

화학적 표면 경화법의 대표적인 방법에 질화처리와 침탄 경화법이 있다.

 

 

 

2. 질화 처리의 목적

 

질화는 강의 표면에 질소(N)를 침입 시켜 경하게 하는 방법으로

강에 질소(N)가 들어 가면 질화철이 만들어져 경하게 되므로 담금질 조작이 필요 없다.

따라서 질화한 부품은 내마모성과 내식성이 풍부하고 담금질 균열이나 담금질 변형이 없다.

 

 

 

3. 방법

 

  1) 강중에 질소가 들어 가려면

      암모니아 가스(NH3 ) 등이 열분해(500 - 550℃)를 일으켜 생긴 발생기 질소(N)가 필요 하므로

     질화층이 경하기 위해서는 강중에 Al, Cr, Mo 등이 존재 하여야 한다.

 

  2) Cr, Mo등은 필요 불가결한 원소이고 Al은 질화층을 경하게 하는데 도움이 된다.

 

  3) 질화강으로는 질화전용강(SACM1)이나 SCM, STD11 등이 많이 적용된다.

 

  4) 가스질화

 

     질화 법에는 가스질화, 이온질화 , 액체질화 등이 있고

     가스 질화는 암모니아 가스 중에서 500 - 550℃로 50 - 72 시간 가열 하는 방법으로

     Hv1000-1300, 경화층이 0.2-0.3mm 정도 얻어진다.

     작업 시간이 긴 것이 결점이다.

 

  5) 이온질화

 

      가스 질화의 긴 작업 시간을 보완할 목적으로 개발된 것으로

      저압하의 방전에 의한 가스 질화로서 이온 충격 열처리의 하나이다.

      제품은 -, 용기를 +로 하고 이를 진공도 0.5-10 Torr 내에서 약 500V 전압을 가하면

      처리 물건 주위가 형광색으로 가열된다.

      이때 암모니아 가스를 넣으면 단 시간내에 가스 질화가 행하여진다.

      이온 질화는 처리시간이 단축되고 가스도 절약되며 공해도 없으므로

      자원 절약형 질화로 대단히 유망하다.

      질화온도는 455 - 570℃이나 350℃에서도 가능 하므로

      이제 부터 가스 질화는 이온 질화로 대체 될 것이라 말해도 지나치지 않는다.

 

  6) 액체 질화

 

      액체 질화는 액체 질화용 염(NaCN-KCn)을 사용하여 500-600℃에서 2-15 시간 가열하여

      0.3-0.5mm의 경화층이 얻어지나

      가스질화 보다 얕은 질화에 응용되고

      특히 시안화 공해에 주의 하여야 한다.