금속 재료의 표면 담금질

실제 생산에서 많은 기계 부품은 비틀림, 굽힘 등의 교번 하중과 충격 하중을 받으며 작동합니다. 표면층은 마찰, 교번 또는 맥동 접촉 응력을 받고 때로는 충격을 받습니다. 예를 들어 변속기 샤프트, 변속기 기어 등 이러한 부품의 표면은 코어보다 응력이 높기 때문에 작업 표면의 제한된 깊이 범위 내에서 더 높은 강도, 경도 및 내마모성이 요구되는 반면 코어는 충분한 가소성과 내마모성. 일정량의 압력을 견딜 수 있는 탄력성을 갖습니다. 충격 하중. 이러한 요구 사항과 금속 재료의 담금질 및 경화 법칙을 기반으로 표면 담금질 공정이 개발되었습니다.

표면 담금질은 금속 재료의 표면을 강화하는 중요한 수단 중 하나입니다. 담금질을 통해 강도와 경도를 높일 수 있는 모든 금속 재료는 표면 담금질을 통해 강화될 수 있습니다.
표면 담금질 처리 후 공작물은 "단단한 표면이지만 견고한 코어" 효과를 얻을 수 있습니다. 즉, 표면의 경도, 강도 및 내마모성이 높을 뿐만 아니라 공작물의 예비 열처리로 얻은 코어 구조와 일치합니다. . 공작물이며 인성 및 피로 강도가 우수합니다. 따라서 표면 담금질은 산업 생산에 널리 사용됩니다.

표면 담금질은 급속 가열을 통해 가공물을 표면의 제한된 깊이 범위 내에서 상변태점 이상으로 가열한 후 급냉시켜 가공물 표면의 일정 깊이 범위 내에서만 마르텐사이트를 얻는 열처리 공정이다. 공작물의 표면을 강화하는 목적을 달성합니다.
기어, 캠, 크랭크샤프트 및 다양한 샤프트 부품은 비틀림 및 굽힘과 같은 교번 하중에서 작동하며 마찰과 충격을 받습니다. 표면은 코어보다 더 높은 응력을 받습니다. 표면 담금질의 목적은 공작물 표면의 특정 깊이 범위 내에서 마르텐사이트 구조를 얻고 코어는 표면 담금질(담금질 및 템퍼링 또는 정규화 상태)을 유지하여 부품 표면에 필요한 더 높은 경도와 내마모성을 얻는 것입니다. 코어는 일정한 강도, 충분한 가소성 및 인성을 유지하는 반면, 표면은 단단하고 코어는 단단합니다.
공작물 표면의 제한된 깊이 범위 내에서 오스테나이트화 온도에 신속하게 도달하려면 코어 온도가 여전히 매우 낮을 때 공작물 표면에 극도로 높은 열에너지 밀도가 제공되어야 합니다(일반적으로 열에너지 밀도는 더 높아야 함). 102W/cm2 이상)을 만들어 표면을 오스테나이트화 온도까지 급격하게 가열하고 표면의 열이 먼저 냉각되어 코어에 전달되어 코어 온도를 더 낮은 온도로 유지합니다.

이 심장 부분에는 상 변화가 없습니다. 이러한 급속 가열 요구사항을 충족하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 강철 표면 담금질에는 열원에 따라 주로 유도 가열 표면 담금질, 레이저 가열 표면 담금질, 화염 가열 표면 담금질 등이 있습니다. 또한 전자빔 가열, 전기 접촉 가열, 전해질 가열 등이 있습니다. 표면 담금질은 가열, 플라즈마 빔, 등적외선 집속 가열 등 다양한 가열 방식을 제공합니다.

위의 가열 방식은 각각의 특성과 한계가 있으므로 모두 일정한 조건에서 적용됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 유도 가열 표면 담금질과 화염 가열 표면 담금질입니다. 레이저 빔 가열 및 전자 빔 가열은 현재 새로운 고에너지 밀도 가열 및 담금질 방법입니다. 다른 방법에는 없는 몇 가지 장점이 있기 때문에 일부 응용 분야를 얻었습니다.

Surface quenching is widely used in mechanical parts made of medium-carbon quenched and tempered steel or ductile iron with a carbon content of 0.4% to 0.5%. Since medium carbon quenched and tempered steel is surface quenched after quenching and tempering or normalizing pretreatment, it can not only maintain high comprehensive mechanical properties in the core, but also make the surface have high hardness (>50HRC) 및 내마모성. 공작기계 스핀들, 기어, 디젤 엔진 크랭크샤프트, 캠샤프트 등과 같은 성능. 원칙적으로 회주철, 연성주철, 가단주철, 합금주철 등이 있습니다. 매트릭스는 펄라이트가 포함된 중탄소강과 동일합니다. 페라이트를 매트릭스로 하고 표면 담금질이 가능합니다. 그러나 연성철은 가공 성능이 가장 좋고 표면 담금질 후 종합적인 기계적 성질이 높기 때문에 가장 널리 사용됩니다.
고탄소강의 표면 담금질 후 표면 경도와 내마모성은 향상되지만 코어의 가소성 및 인성은 낮습니다. 따라서 고탄소강의 표면 경화는 작은 충격과 교번 하중을 견딜 수 있는 공구에 주로 사용됩니다. 측정 도구 및 고냉각 롤러.
저탄소강은 표면 담금질 후 강화 효과가 크지 않아 거의 사용되지 않습니다.