침탄이란 재료의 표면만을 단단한 재질로 만들기 위해 다음과 같은 단계를 사용하는 방법이다. 탄소함유량이 0.2% 미만인 저탄소강이나 저탄소 합금강을 침탄제 속에 파묻고오스테나이트 범위로 가열한 다음 그 표면에 탄소를 침입하고 확산시켜서 표면층만을고탄소 조직으로 만든다.
침탄 후 담금질하면 표면의 침탄층은 마텐자이트 조직으로 경화시켜도 중심부는 저탄소강 성질을 그대로 가지고 있어 이중조직이 된다. 표면이 단단하기 때문에 내마멸성을 가지게 되며 재료의 중심부는 저탄소강이기 때문에 인성을 가지게 된다. 이러한 성질 때문에 고부하가 걸리는 기어에는 대개 침탄 열처리를 사용한다. 침탄법은 침탄에 사용되는침탄 제에 따라 고체침탄과 액체침탄과 가스침탄으로 나눈다.
➁ 질화법
금속재료 표면에 질소를 침투시켜서 매우 단단한 질소화합물(Fe2N) 층을 형성하는 표면경화법을 질화라 부른다. 이것은 담금질과 뜨임 등의 열처리 후 약 500°C로 장시간 가열한 후 질소를 침투시켜 경화시킨다. 침탄처럼 침탄 후 담금질이 필요 없으므로 다른열처리 방법에 비해 변형이 매우 작으면 내마멸성과 내식성과 피로강도 등이 우수하다.
➂ 고주파 표면경화법
0.4~0.5%의 탄소를 함유한 고탄소강을 고주파를 사용하여 일정온도로 가열한 후 담금질하여 뜨임하는 방법이다. 이 방법에 의하면 0.4% 전,후의 구조용 탄소강으로도 합금강이갖는 목적에 적용할 수 있는 재료를 얻을 수 있다. 표면경화 깊이는 가열되어 오스테나이트 조직으로 변화되는 깊이로 결정되므로 가열온도와 시간 등에 따라 다르다.
보통 열처리에 사용되는 가열방법은 열에너지가 전도와 복사 형식으로 가열하는 물체에도달하는 방식을 이용하고 있다. 그러나 고주파 가열법에서는 전자에너지 형식으로 가공물에 전달되고 전자에너지가 가공물의 표면에 도달하면 유도 2차 전류가 발생한다. 이때 가공물 표면에 와전류 (Eddy Current)가 발생하여 표피효과(Skin effect)가 된다.
➀ 침탄법
침탄이란 재료의 표면만을 단단한 재질로 만들기 위해 다음과 같은 단계를 사용하는 방법이다. 탄소함유량이 0.2% 미만인 저탄소강이나 저탄소 합금강을 침탄제 속에 파묻고오스테나이트 범위로 가열한 다음 그 표면에 탄소를 침입하고 확산시켜서 표면층만을고탄소 조직으로 만든다.
침탄 후 담금질하면 표면의 침탄층은 마텐자이트 조직으로 경화시켜도 중심부는 저탄소강 성질을 그대로 가지고 있어 이중조직이 된다. 표면이 단단하기 때문에 내마멸성을 가지게 되며 재료의 중심부는 저탄소강이기 때문에 인성을 가지게 된다. 이러한 성질 때문에 고부하가 걸리는 기어에는 대개 침탄 열처리를 사용한다. 침탄법은 침탄에 사용되는침탄 제에 따라 고체침탄과 액체침탄과 가스침탄으로 나눈다.
➁ 질화법
금속재료 표면에 질소를 침투시켜서 매우 단단한 질소화합물(Fe2N) 층을 형성하는 표면경화법을 질화라 부른다. 이것은 담금질과 뜨임 등의 열처리 후 약 500°C로 장시간 가열한 후 질소를 침투시켜 경화시킨다. 침탄처럼 침탄 후 담금질이 필요 없으므로 다른열처리 방법에 비해 변형이 매우 작으면 내마멸성과 내식성과 피로강도 등이 우수하다.
➂ 고주파 표면경화법
0.4~0.5%의 탄소를 함유한 고탄소강을 고주파를 사용하여 일정온도로 가열한 후 담금질하여 뜨임하는 방법이다. 이 방법에 의하면 0.4% 전,후의 구조용 탄소강으로도 합금강이갖는 목적에 적용할 수 있는 재료를 얻을 수 있다. 표면경화 깊이는 가열되어 오스테나이트 조직으로 변화되는 깊이로 결정되므로 가열온도와 시간 등에 따라 다르다.
보통 열처리에 사용되는 가열방법은 열에너지가 전도와 복사 형식으로 가열하는 물체에도달하는 방식을 이용하고 있다. 그러나 고주파 가열법에서는 전자에너지 형식으로 가공물에 전달되고 전자에너지가 가공물의 표면에 도달하면 유도 2차 전류가 발생한다. 이때 가공물 표면에 와전류 (Eddy Current)가 발생하여 표피효과(Skin effect)가 된다.
[출처]열처리의 종류와 방법 (tistory.com)