유도 경화 표면 공정 적용 분야

유도 경화란 무엇인가요?

유도 경화 는 탄소 함량이 충분한 금속 부품을 유도 필드에서 가열한 후 빠르게 냉각하는 열처리 방식입니다. 이렇게 하면 부품의 경도와 취성이 모두 증가합니다. 유도 가열을 사용하면 미리 정해진 온도로 국부적으로 가열할 수 있으며 경화 공정을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 따라서 공정 반복성이 보장됩니다. 일반적으로 유도 경화는 표면 내마모성이 뛰어나면서 동시에 기계적 특성을 유지해야 하는 금속 부품에 적용됩니다. 유도 경화 공정이 완료된 후에는 표면층의 특정 특성을 얻기 위해 금속 공작물을 물, 오일 또는 공기로 담금질해야 합니다.

유도 경화 은 금속 부품의 표면을 빠르고 선택적으로 경화시키는 방법입니다. 상당한 수준의 교류 전류를 전달하는 구리 코일을 부품 근처에(닿지 않게) 배치합니다. 와전류와 히스테리시스 손실에 의해 표면과 그 근처에서 열이 발생합니다. 일반적으로 폴리머와 같은 첨가제가 포함된 수성 퀜치가 부품을 향하거나 부품이 물에 잠기게 됩니다. 이렇게 하면 구조가 이전 구조보다 훨씬 더 단단한 마르텐사이트로 변환됩니다.

가장 널리 사용되는 최신 유형의 유도 경화 장비는 스캐너입니다. 부품은 센터 사이에 고정되어 회전하며 열과 담금질을 모두 제공하는 프로그레시브 코일을 통과합니다. 담금질은 코일 아래로 향하므로 부품의 특정 영역은 가열 직후 빠르게 냉각됩니다. 전력 레벨, 체류 시간, 스캔(이송) 속도 및 기타 공정 변수는 컴퓨터에 의해 정밀하게 제어됩니다.

케이스 경화 공정은 코어 미세 구조에 영향을 주지 않으면서 경화된 표면층을 생성하여 내마모성, 표면 경도 및 피로 수명을 향상시키는 데 사용됩니다.

유도 경화 은 특정 영역에서 철 부품의 기계적 특성을 향상시키는 데 사용됩니다. 일반적인 적용 분야는 파워트레인, 서스펜션, 엔진 부품 및 스탬핑입니다. 유도 경화는 보증 클레임/현장 고장을 수리하는 데 탁월합니다. 주요 이점은 부품을 재설계하지 않고도 국소 부위의 강도, 피로 및 내마모성을 개선할 수 있다는 점입니다.

• 열처리

• 체인 경화

• 튜브 및 파이프 경화

• 조선

• 항공우주

• 철도

• 자동차

• 재생 에너지

• 온도 및 경화 깊이에 대한 정밀한 제어

• 제어 및 국소화된 난방

• 생산 라인에 쉽게 통합

• 빠르고 반복 가능한 프로세스

• 각 공작물은 정밀하게 최적화된 파라미터로 경화할 수 있습니다.

• 에너지 효율적인 프로세스

내마모성 향상

경도와 내마모성 사이에는 직접적인 상관관계가 있습니다. 재료의 초기 상태가 어닐링되었거나 더 부드러운 상태로 처리되었다고 가정할 때 부품의 내마모성은 유도 경화에 따라 크게 증가합니다.

소프트 코어 및 표면의 잔류 압축 응력으로 인한 강도 및 피로 수명 증가

압축 응력(일반적으로 긍정적인 속성으로 간주됨)은 표면 근처의 경화된 구조가 코어 및 이전 구조보다 약간 더 많은 부피를 차지한 결과입니다.

부품은 다음과 같이 템퍼링할 수 있습니다. 유도 경화 를 눌러 원하는 대로 경도 수준을 조정합니다.

마르텐사이트 구조를 만드는 모든 공정과 마찬가지로 템퍼링은 경도를 낮추는 동시에 취성을 감소시킵니다.

견고한 코어의 딥 케이스

일반적인 케이스 깊이는 0.030" - 0.120"로, 침탄, 탄질화 및 임계 이하 온도에서 수행되는 다양한 형태의 질화와 같은 공정보다 평균적으로 더 깊습니다. 축과 같은 특정 프로젝트나 재료가 많이 마모된 후에도 여전히 유용한 부품의 경우 케이스 깊이가 최대 ½인치 이상일 수 있습니다.

마스킹이 필요 없는 선택적 경화 프로세스

용접 후 또는 가공 후에도 부드러운 상태를 유지하는 다른 열처리 공정은 거의 없습니다.

상대적으로 최소화된 왜곡

예: 하중과 내마모성을 지지해야 하는 2" 길이의 균일한 간격의 저널이 각각 2개씩 있는 1" Ø x 40" 길이의 샤프트가 있습니다. 유도 경화는 총 4인치 길이의 이러한 표면에만 수행됩니다. 기존 방식(또는 전체 길이를 유도 경화할 경우)을 사용하면 훨씬 더 많은 뒤틀림이 발생할 수 있습니다.

1045와 같은 저비용 강재 사용 허용

유도 경화할 부품에 가장 많이 사용되는 강재는 1045입니다. 쉽게 가공할 수 있고 비용이 저렴하며 탄소 함량이 공칭 0.45%이기 때문에 58 HRC +까지 유도 경화할 수 있습니다. 또한 치료 중 균열의 위험도 상대적으로 낮습니다. 이 공정에 널리 사용되는 다른 재료로는 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 및 다양한 주철이 있습니다.

유도 경화의 한계

부품의 형상과 관련된 인덕션 코일 및 툴링이 필요합니다.

부품과 코일의 결합 거리는 가열 효율에 매우 중요하므로 코일의 크기와 윤곽을 신중하게 선택해야 합니다. 대부분의 트리머는 샤프트, 핀, 롤러 등과 같은 둥근 모양을 가열하기 위한 기본 코일을 보유하고 있지만, 일부 프로젝트에는 수천 달러가 드는 맞춤형 코일이 필요할 수 있습니다. 중대형 프로젝트의 경우 부품당 처리 비용 절감의 이점이 코일 비용을 쉽게 상쇄할 수 있습니다. 다른 경우에는 공정의 엔지니어링 이점이 비용 문제보다 더 클 수 있습니다. 그렇지 않으면 소량 프로젝트의 경우 코일 및 툴링 비용 때문에 새 코일을 제작해야 하는 경우 공정이 비실용적입니다. 또한 부품은 처리하는 동안 어떤 방식으로든 지지되어야 합니다. 센터 간 이동은 샤프트형 부품에 널리 사용되는 방법이지만 다른 많은 경우에는 맞춤형 툴링을 활용해야 합니다.

대부분의 열처리 공정에 비해 균열 발생 가능성 높음

이는 빠른 가열 및 담금질과 키홈, 홈, 교차 구멍, 나사산과 같은 특징/가장자리에서 핫스팟이 생성되는 경향 때문이기도 합니다.

유도 경화를 통한 왜곡

이온 또는 가스 질화와 같은 공정은 빠른 열/담금질과 그에 따른 마르텐사이트 변형으로 인해 왜곡 수준이 더 큰 경향이 있습니다. 하지만 유도 경화는 특히 특정 부위에만 적용하는 경우 기존 열처리보다 왜곡이 덜 발생할 수 있습니다.

유도 경화 시 재료의 한계

이후 유도 경화 프로세스 는 일반적으로 탄소 또는 다른 원소의 확산을 포함하지 않으므로, 재료는 원하는 경도 수준으로 마르텐사이트 변형을 지원하는 경화성을 제공하기 위해 다른 원소와 함께 충분한 탄소를 포함해야 합니다. 이는 일반적으로 0.40%+ 범위의 탄소가 56~65 HRC의 경도를 생성한다는 것을 의미합니다. 8620과 같은 저탄소 소재를 사용하면 달성 가능한 경도가 낮아질 수 있습니다(이 경우 40~45 HRC). 1008, 1010, 12L14, 1117과 같은 강재는 달성 가능한 경도의 증가가 제한적이기 때문에 일반적으로 사용되지 않습니다.

유도 경화 표면 공정 세부 정보

유도 경화 은 강철 및 기타 합금 부품의 표면 경화에 사용되는 공정입니다. 열처리할 부품을 구리 코일 안에 넣은 다음 코일에 교류 전류를 흘려서 변형 온도 이상으로 가열합니다. 코일의 교류 전류는 공작물 내부에 교류 자기장을 유도하여 부품의 외부 표면을 변형 범위 이상의 온도로 가열합니다.

부품은 교류 자기장을 통해 변형 범위 내 또는 그 이상의 온도로 가열된 후 즉시 냉각됩니다. 이는 특정 주파수와 전력 레벨에서 전류가 공급되는 구리 인덕터 코일을 사용하는 전자기 공정입니다.