이봐! 나는 공급 업체입니다금속 가공 부품그리고 나는 금속 가공 세계에서 문제에 대한 공정한 비율을 보았습니다. 우리가 종종 직면하는 가장 실망스러운 문제 중 하나는 열처리 중에 금속 가공 부품의 크래킹입니다. 그것은 진짜 두통이 될 수 있지만 걱정하지 마십시오. 나는 그것을 방지하는 방법에 대한 몇 가지 팁을 공유하기 위해 여기에 있습니다.
균열의 원인을 이해합니다
예방 방법으로 뛰어 들기 전에 먼저 열처리 중에 균열이 발생하는 이유를 이해해 봅시다. 이 문제에 기여할 수있는 몇 가지 요소가 있습니다.
열 응력
금속 부품이 너무 빨리 가열되거나 냉각되면 열 응력이 쌓일 수 있습니다. 이 응력은 금속이 고르지 않게 팽창하거나 수축하여 균열을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 부품이 고온으로 가열 된 다음 차가운 액체에서 빠르게 켄칭되면 금속의 외부 층이 내부 층보다 더 빨리 냉각되고 수축됩니다. 이것은 두 층 사이의 응력 수준에서 상당한 차이를 만들어 균열을 일으킬 수 있습니다.
위상 변환
열처리 동안 금속은 위상 변환을 겪습니다. 이러한 변형은 금속의 부피와 구조의 변화를 유발할 수 있습니다. 이러한 변경 사항이 제대로 관리되지 않으면 균열을 일으킬 수도 있습니다. 예를 들어, 강철이 가열 된 다음 냉각되면 오스테 나이트에서 마르텐 사이트로 변형 될 수 있습니다. Martensite는 매우 단단하고 부서지기 쉬운 단계이며, 너무 빠르게 형성되면 부분에 균열이 발생할 수 있습니다.
잔류 스트레스
절단, 분쇄 또는 용접과 같은 가공 공정 동안 잔류 응력을 금속에 도입 할 수 있습니다. 이러한 스트레스는 열처리 동안 더욱 악화되어 균열이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 부품이 가공으로 인한 잔류 응력이 높고 열처리에 노출되면 추가 열 응력은 부품이 균열을 일으킬 수 있습니다.
예방 방법
이제 원인을 이해 했으므로 열처리 중에 균열을 방지하는 몇 가지 방법을 살펴 보겠습니다.
적절한 가열 및 냉각 속도
열 응력을 방지하려면 가열 및 냉각 속도를 제어하는 것이 중요합니다. 큰 온도 그라디언트를 생성하지 않도록 부품을 천천히 균일하게 가열하는 것이 중요합니다. 이것은 프로그래밍 가능한 온도 컨트롤러가있는 퍼니스를 사용하여 달성 할 수 있습니다. 마찬가지로, 부품을 식힐 때 공기 냉각 또는 오일 담금질과 같은 제어 된 냉각 방법을 사용하는 것이 중요합니다. 이러한 방법은보다 점진적인 냉각 공정을 허용하여 열 응력을 줄이는 데 도움이됩니다.
예를 들어, 차가운 액체로 부품을 켄칭하는 대신 따뜻한 기름 욕조를 사용하여 담금질을 할 수 있습니다. 이렇게하면 냉각 속도가 느려지고 균열의 위험이 줄어 듭니다. 또한 담금질 후에 강화 과정을 사용하여 일부 스트레스를 완화 할 수 있습니다. 템퍼링은 부품을 더 낮은 온도로 가열하고 천천히 식히기 전에 일정 시간 동안 유지하는 것이 포함됩니다.
예열
열처리 전에 부품을 예열하면 난방 공정 동안 열 응력을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 부품을 낮은 온도로 예열하면 금속의 외부와 내부 층 사이의 온도 차이를 최소화 할 수 있습니다. 이를 통해 온도가 커지고 균열의 위험이 줄어 듭니다.
예를 들어, 강철 부품을 가열하려면 철강 부품을 약 200-300 ° C로 예열하기 전에 메인 열 처리 용광로로 이동할 수 있습니다. 이로 인해 난방 과정이 점진적으로 점진적이고 균열을 일으킬 가능성이 줄어 듭니다.
적절한 담금질 매체 사용
올바른 담금질 매체를 선택하는 것도 중요합니다. 다른 담금질 매체마다 냉각 속도가 다르고 특정 금속 및 부품 형상에 적합한 것을 선택하는 것이 필수적입니다. 예를 들어, 물은 냉각 속도가 매우 높기 때문에 일부 금속에는 너무 빠르고 균열이 발생할 수 있습니다. 반면, 오일은 냉각 속도가 느리므로 많은 강에 더 적합합니다.
담금질 매체의 유형 외에도, 담금질 매체의 온도는 냉각 속도에도 영향을 줄 수 있습니다. 따뜻한 담금질 매체를 사용하면 냉각 과정이 느려지고 균열의 위험을 줄일 수 있습니다.
스트레스 완화
열처리하기 전에 부품의 잔류 응력을 완화하는 것이 좋습니다. 이것은 어닐링 또는 스트레스 완화 열처리와 같은 과정을 통해 수행 할 수 있습니다. 어닐링은 부품을 특정 온도로 가열하고 천천히 식기 전에 일정 시간 동안 유지하는 것을 포함합니다. 이것은 금속의 내부 응력을 완화하고 열처리 중에 더 안정적으로 만듭니다.
예를 들어, 가공 된 부분이 있고 잔류 응력이 높은 부분이있는 경우 약 600-700 ° C의 온도에서 몇 시간 동안 어닐링 할 수 있습니다. 이것은 잔류 응력을 줄이고 열처리 중에 부품이 균열 될 가능성을 줄이는 데 도움이됩니다.
설계 고려 사항
금속 부분의 설계는 또한 균열을 방지하는 역할을 할 수 있습니다. 단면의 날카로운 모서리, 노치 및 갑작스런 변화를 피하면 스트레스 농도를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 영역은 열처리 중에 높은 스트레스 수준을 경험할 가능성이 높아져 균열이 발생할 수 있습니다. 대신, 부품 설계에서 둥근 모서리와 점진적인 전환을 사용하십시오.
예를 들어, 금속 브래킷을 설계하는 경우 날카로운 모서리 대신 둥근 모서리를 사용하십시오. 이렇게하면 스트레스를 부분적으로 더 균등하게 분배하고 균열의 위험을 줄이는 데 도움이됩니다.
품질 관리
위에서 언급 한 예방 방법 외에도, 열 처리 전후의 결함이 없도록 품질 관리 시스템을 구현하는 것이 중요합니다. 여기에는 초음파 테스트, 자기 입자 테스트 또는 염료 침투용 테스트와 같은 비파괴 테스트 방법이 포함될 수 있습니다. 이 테스트는 조기에 부품의 균열이나 다른 결함을 감지하는 데 도움이 될 수 있으므로 부품을 사용하기 전에 시정 조치를 취할 수 있습니다.
결론
열처리 중 금속 가공 부품의 균열은 일반적인 문제이지만 원인을 이해하고 올바른 예방 방법을 구현함으로써 예방할 수 있습니다. 가열 및 냉각 속도를 제어하고, 적절한 담금질 매체를 사용하고, 잔류 응력을 완화하고, 부품의 설계를 고려하면 균열의 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 품질 관리 시스템을 구현하면 부품이 필요한 표준을 충족하도록하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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참조
- ASM 핸드북 볼륨 4 : 열처리. ASM 국제.
- 금속 핸드북 데스크 에디션, 제 3 판. ASM 국제.
- 열처리 원리 및 기술. 데이비드 스콧.