유도 경화는 이 기술이 제공하는 제어된 경화로 인해 제조 산업에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 공작물의 다양한 물리적, 기계적, 화학적 특성을 개선하는 것은 유익합니다. 유도 경화의 장단점을 이해하면 가능한 결함 및 고장을 최소화하여 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 이 문서에서는 모든 장단점에 대해 자세히 설명합니다.
유도 경화는 물리적 및 기계적 특성에 어떤 영향을 미치나요?
공작물을 고온에서 가열하면 탄소 원자가 미세한 수준에서 결정 구조 내부에 갇히는 오스테나이트 변형이 발생합니다. 결정 구조의 변화는 결정립 경계의 강화로 이어집니다. 결과적으로 결정 구조 내부에 갇힌 탄소 원자는 경도를 증가시키고 단단한 결정립 경계는 기계적 강도를 향상시킵니다. 유도 경화가 더 우수하다는 것을 입증하기 위해 다른 경화 방식을 살펴보겠습니다.
기타 경화 방법
금속을 경화하는 데는 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 유도 경화, 화염, 용광로, 진공 경화 외에 세 가지 주요 경화 방식에 대해 알아보겠습니다.
- 용광로 경화
퍼니스 경화 공정은 제어된 환경에서 공작물을 열처리 퍼니스에 가열하는 과정입니다. 오스테나이트가 변형될 때까지 공작물을 가열한 후 빠른 담금질이 이루어집니다. 용광로 경화는 유도 경화처럼 공작물을 균일하게 가열할 수 없습니다. 용광로 경화는 모든 공작물 부분을 가열하는 반면 인덕션 경화는 특정 공작물 부분만 가열할 수 있습니다. 인덕션은 특정 부분을 경화해야 하는 경우에 적합한 옵션입니다.
- 진공 경화
진공 경화에는 분압을 제어하여 공작물을 가열한 후 빠르게 냉각하는 과정이 포함됩니다. 왜곡을 최소화하면서 견고하고 일관된 표면을 만들 수 있기 때문에 고정밀 부품에 자주 사용됩니다. 용광로 경화와 마찬가지로 특정 영역에서 공작물을 가열할 수 없습니다. 진공은 공작물이 공기 중의 대기 가스와 반응하는 것을 방지하므로 결과물에 영향을 미치지 않습니다.
- 화염 경화
화염 경화에는 코어 섹션의 연성을 유지하면서 화염을 사용하여 외부 표면을 경화시키는 작업도 포함됩니다. 화염 경화의 깊이 경화 가능 범위는 최대 10mm입니다. 이 공정은 일반적으로 작거나 얇은 부품을 경화하거나 더 중요한 부품의 특정 영역을 경화할 때 사용됩니다. 유도 경화는 화염 경화와 같은 개방형 가열 방식을 사용하지 않으므로 더 정밀하고 과열, 스케일링 또는 탈탄 손상을 일으키지 않습니다.
인덕션 경화의 장점은 무엇인가요?
유도 경화는 다른 경화 방식에 비해 다양한 이점을 제공합니다. 유도 경화를 사용하면 정확한 침투 깊이로 특정 공작물 영역을 경화할 수 있습니다. 전류량, 가열 시간 및 전류 주파수와 같은 작동 변수를 제어하여 특정 섹션에서만 공작물을 경화해야 하는 응용 분야가 많은데, 이를 달성할 수 있습니다. 또한 특정 용도에 따라 공정에 맞는 맞춤형 코일을 설계할 수 있습니다. 유도 경화 공정의 다른 주요 장점은 다음과 같습니다.
- 유도 경화는 화염이나 용광로 경화와 같은 다른 방법보다 훨씬 빠르게 금속 부품을 가열하고 냉각할 수 있습니다.
- 강철 공작물의 경도를 원하는 수준으로 맞춤 설정할 수 있습니다.
- 유도 경화는 재료 구조 전체에 걸쳐 균일한 경화를 얻을 수 있는 가장 좋은 방법입니다.
- 수작업이 적게 필요하며 요구 사항에 따라 완전히 자동화할 수도 있습니다.
- 일반적으로 부품을 더 빠르게 가열 및 냉각하고 고온을 유지하는 데 필요한 에너지가 적기 때문에 다른 방법보다 에너지 효율이 높습니다.
- 유도 경화를 사용하면 가열 및 냉각 속도를 더 잘 제어할 수 있으므로 부품을 더 일관되고 정밀하게 경화할 수 있습니다.
- 유도 경화 공정은 부품 결함의 위험을 최소화하고 경화 비용에 직접적으로 기여합니다. 또한 유도 경화의 자동화는 수작업을 줄이고 전체 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다.
인덕션 경화의 단점은 무엇인가요?
공작물 형상과 균일한 가열은 유도 경화의 주요 단점과 관련이 있습니다. 공작물 형상이 복잡하면 인덕션 코일과 가까운 부분이 다른 부분보다 더 뜨거워집니다. 그러나 공작물의 형상에 따라 맞춤형 인덕션 코일을 사용하면 불균일하게 가열될 가능성을 없앨 수 있습니다. 공작물의 균열은 유도 경화의 또 다른 단점입니다. 몇 가지 이유로는 열팽창, 열 응력, 고르지 않은 담금질 등이 있습니다. 다음은 유도 경화 공정의 다른 주요 단점입니다.
- 열팽창으로 인해 입자 경계에 불순물이 집중되어 입자 구조가 약해져 입자 간 균열이 발생했습니다.
- 유도 경화의 급속 가열 및 냉각 공정은 경화된 부품을 왜곡시킬 수 있습니다. 이는 부품에 정밀한 치수가 필요하거나 뒤틀림이 발생하기 쉬운 경우 문제가 될 수 있습니다.
- 유도 경화 기술의 설치 비용을 화염 경화 및 용광로 경화와 같은 다른 접근 방식과 비교하면 비용이 단점이 될 수 있습니다.
- 유도 경화는 모든 유형의 금속 및 합금과 호환되는 것은 아닙니다. 특정 등급의 강철 합금으로 제한됩니다. 강철 8620, 1010, 12L14, 1008과 같은 저탄소 합금은 유도 경화 절차에서 잘 작동하지 않습니다.
- 강철의 경화 수준을 크게 높이려면 일정 수준의 탄소 함량(> 0.40%)이 있어야 합니다.
- 원하는 결과를 얻기 위해 부품을 적절히 가열하고 냉각하려면 높은 수준의 주의와 전문 지식이 필요합니다.
- 공정 파라미터를 세심하게 제어하려면 시간이 많이 소요될 수 있으며 유도 경화 공정 중에 잦은 모니터링과 조정이 필요할 수 있습니다.
