머리말
고주파 유도 가열의 열처리 방법은 전기 에너지를 사용하며 CO2 배출량이 침탄 및 담금질과 같은 일반적인 열처리보다 적기 때문에 깨끗한 열처리 방법입니다. 고주파 유도 가열은 빠른 단시간에 사용할 수 있습니다. 가공된 공작물의 가열, 국부 가열 및 표면 가열로 표면 경화 처리에 사용되며 기계 부품의 소형화에 큰 역할을 합니다. 고주파 열처리는 공작물을 하나씩 가열 및 냉각하는 온라인 처리입니다. , 그래서 안정적인 열처리 품질을 얻을 수 있으며 열처리 후 공작물은 변형이 적고 안정적이고 작은 변형 특성을 가진 열처리 방법입니다. 주파수 열처리 장치는 0.5초로 공작물 표면을 오스테나이트화하고 담금질할 수 있습니다. ty 및 작은 변형뿐만 아니라 공작물의 표면에 높은 잔류 압축 응력을 추가하고 공작물의 표면을 미세하게 결정화하여 공작물의 피로 강도를 향상시킬 수 있습니다.
그러나 부품의 성능을 향상시키기 위한 고주파 열처리 및 기타 단일 열처리 방법은 제한적입니다. 따라서 부품의 성능을 더욱 향상시키기 위해 복합 열처리 및 표면 개질 처리 기술이 연구되었습니다.
2. 표면 열처리와 결합된 SRIQ로 형성된 복합 열처리 기술
2.1 "PALNIP" 처리
PALNIP(염욕 연질화 SRIQ)는 SRIQ와 결합된 염욕 연질화 및 표면 항산화 처리의 복합 열처리 기술입니다. PALNIP으로 처리된 강화강 SCM440을 예로 들면 단면 조직에서 표면 산화방지 처리와 SRIQ 처리의 영향으로 고주파에서 가공물을 경화시켰으나 질화물층은 동일한 상태를 유지함을 관찰하였다. 염욕 연질화 처리. SCM440은 FE-CN 시스템의 오스테나이트 전이점을 줄이기 위해 SRIQ 전에 질화됩니다. 따라서 SRIQ 처리는 원래의 SRIQ 가열 온도보다 낮은 온도에서 수행할 수 있으며, 이는 가공물 표면의 잔류 질화물층에 큰 영향을 미칩니다.
위의 PALNIP 처리된 재료에 대해 롤 손상 테스트를 수행했습니다. 비교를 위하여 SCM440 강재는 염욕 연질화처리만 한 시료(N재)와 SCM420강은 진공침탄 및 담금질 처리한 시편(VCQ재)을 준비하였다. N재질의 질소확산경화층 두께는 약 0.4mm, 표면경도는 약 600HV입니다. 산화방지제 SRIQ로 처리된 PALNIP재는 확산질소의 담금질 및 경화효과로 인해 표면경도를 800HV로 증가시켰습니다. PALNIP재는 균일한 형성 염욕에서의 연질화로 인해 표면에 복합층과 경화층이 형성되었고, SRIQ 처리로 인해 경화층 두께가 증가하였다. 또한 PALNIP 표면은 다른 열처리 재료보다 높은 잔류 압축 응력을 가지고 있습니다.
다양한 소재의 롤 박리 시험 결과(시험 조건: 회전수 1500r/min, 슬라이딩율 40%, 오일 온도 80℃, Nissan ATF D – Ⅲ용 오일, 대형 롤의 소재는 SCM420 침탄 및 담금질 표면 큰 롤러는 300mm 상승 각 표면의 압력 하에서 N 재료의 denudation 수명은 다른 열처리 재료보다 짧습니다 N 재료의 denudation 수명이 짧은 이유는 N 재료가 복합 층을 가지고 있음에도 불구하고 , 경화층은 매우 얇습니다.PALNIP 재료는 경화층이 두꺼워 재료의 강도 및 denudation 수명이 크게 향상되어 VCQ 재료와 같거나 더 좋습니다.또한 PALNIP 재료의 단면 107회 압연, 최대 면압 2950MPa인 시험편을 시험하여 시험편 전면에 복합층이 존재함을 확인하였으므로 강도 및 수명이 증가한 이유PALNIP 재료의 1) 복합층은 롤 압력 시험 중 마찰 계수를 줄이는 효과가 있습니다. 2) 롤러 압력 시험에서 온도가 상승하면 -Fe2n 및 -Fe3n 질화철이 강화된 FE-CN 마르텐사이트 층, 이는 템퍼링에 의해 재료의 연화를 억제할 수 있습니다.
PALNIP 처리 기술은 경화된 층의 두께를 증가시키면서 처리된 재료의 표면에 균질한 화합물 층을 제공하여 박리에 대한 우수한 내성을 제공합니다. SRIQ 처리로 인해 두꺼운 경화층을 얻을 수 있으므로 처리된 재료는 우수한 내피로성을 갖게 됩니다. PALNIP 프로세스는 이미 일부 자동차 부품에 사용되고 있으며 추가 적용을 향해 나아가고 있습니다.
2.2 슈퍼 프로세싱 SRIQ
SRIQ 가공은 마찰 가공 방식을 사용하여 가공된 소재를 초강력 가공 후 SRIQ 가공하는 복합 열처리 기술입니다. 마찰 가공은 가공 재료의 표면에 공작 기계를 눌러 마찰을 수행하고 가공 재료의 표면에 나노 결정질 미세 구조를 형성하는 표면 개질 방법입니다. 초강력가공 SRIQ 공법은 SRIQ 처리 후에도 나노미터 입자의 미세조직이 유지되고, SRIQ 처리로 미세조직 아래에 깊은 경화층이 형성되는 새로운 복합가공 공정입니다. 이 공정을 이용하여 피처리재의 회전피로수명을 향상시킬 수 있다. S45C강을 초강력가공용 CNC선반(선반회전수 1600r/min, 압축하중 1500N)으로 가공한 후 SRIQ 가공을 진행하였다. SRIQ 처리를 통한 오스테나이트 소입에도 불구하고 초강력 처리로 형성된 초미세 나노결정 구조는 여전히 계승되고 있습니다. 처리강은 S45C이지만 초미세 나노결정구조의 존재로 경도가 900HV에 이른다. SRIQ 처리된 소재는 초고강도 가공만으로는 얻을 수 없는 최대 0.9mm의 유효 경화층 두께를 가지고 있습니다. Roller denudation test 결과에서 초고강도 가공을 한 SRIQ 복합재 처리 S45C의 회전 피로 수명이 SRIQ 단독 처리 S45C보다 현저히 높음을 알 수 있습니다.
2.3 SRIQ DLC 처리
SRIQ DLC 처리는 SRIQ 처리 후 DLC(다이아몬드 유사 코팅막) 처리의 복합 열처리 기술입니다. 기어는 저온에서 처리할 수 있는 UBMS(비평형 마그네트론 스퍼터링)를 사용하여 DLC로 처리할 수 있습니다. 강화강 S45C를 동적순환기어피로시료(탄성률 3, 피치원직경 99mm의 평기어)로 가공하였으며, 기어시료 치하부의 유효경화층 깊이가 0.6mm가 되도록 SRIQ 처리하였다. . 그런 다음 기어 샘플을 UBMS 처리하여 두께 3m의 DLC 코팅 필름을 형성했습니다. THE DLC 코팅막의 형성 조건은 DLC 코팅막의 구조가 2m 두께의 Wadded 조성 구배를 갖는 me-DLC pure DLC의 복합층과 10m 두께에 1%W의 두께. 피로시험에 사용된 콘트라스트 기어는 S45C 시편을 SRIQ 처리 후 DLC 코팅온도(150℃)와 동일한 저온으로 열처리한 시편이다. 150℃의 DLC 코팅 온도는 고주파 담금질 후 퍼니스로 템퍼링 온도와 동일하므로 DLC 처리 후에도 SRIQ 처리로 얻은 높은 경도, 높은 잔류 압축 응력 및 미세 조직이 여전히 유지됩니다. 따라서 처리된 재료는 SRIQ 처리 후 높은 피로 강도와 SRIQ 코팅막의 우수한 마찰 특성을 모두 갖습니다. 동적 순환 기어의 피로 시험 결과 DLC 처리가 기어의 피로 저항을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 또한 롤러 denudation 테스트는 DLC 처리가 denudation에 대한 재료의 저항성을 향상시킬 수 있음을 증명합니다. 단면 관찰 및 FEM 분석 결과, DLC 처리는 코팅의 낮은 마찰 계수로 인해 위와 같은 효과가 있으며, 이는 DLC로 처리된 재료 표면의 응력 부하를 감소시키고 표면 미세 박리의 발생을 억제하는 것으로 나타났습니다.