사업소개

연질화(Nitro-Carburizing)

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연질화란?

일반적인 순질화처리의 성능을 모두 갖추고 있으나 처리시간이 짧다는 장점이 있다.
암모니아 분위기에 질소와 촉매가스를 투입하여 처리하고자 하는 제품 표면에 질소를 침투, 확산, 고용시키는 질화처리 방법을 말한다.


주된 반응가스는 암모니아이며 질소는 안정화 역할, CO2는 촉매가스 역할을 하게 된다.
촉매가스는 반드시 CO2만 쓰는 것은 아니며 다양한 가스가 촉매 역할을 할 수 있다.

화합물층의 현미경 조직 및 개요도


연질화의 화합물층은 Fe-N-C계이며, N Potential이 낮아 ε-상(Fe3N)과 γ'상(Fe4N)이 생기고, 여기에 C가 고용된 것으로, 인성과 미끄럼성 및 내식, 내열성이 우수하므로 제거하지 않고 유익하게 사용된다.

ㆍ 연질화는 처리온도가 높으며 탄소의 촉매작용으로 N의 확산이 빠르다.
ㆍ 표면경도 및 경화깊이는 두 방법 모두 함유합금강과 처리시간에 따라 변화한다.
ㆍ 합금강의 표면경도는 두 방법 모두 같다.
ㆍ 탄소강을 연질화할 때에는 C의 작용으로 N확산이 촉진되어 짧은 시간에 N가 α-Fe중에 확산 고용되
    므로 피로강도가 높아진다. 순질화는 확산이 늦어져 탄소강 등에는 별 효과가 없다.

연질화의 특징

종래 가스질화(순질화, 경질화)와 가스연질화는 완전히 다른 처리이다.
가스질화의 경우 합금강만이 처리가 가능한 반면, 가스연질화의 경우 가스질화 공법에 촉매가스를 사용함으로 인해 합금강은 물론 저탄소강(SPCC, SAPH)등 저급 재료에도 처리가 가능하다는 장점이 있다.
가스질화는 암모니아만을 사용하기 때문에 응용의 폭이 넓지 못하지만, 가스연질화는 반응가스의 사용에 따라 제품 표면에 다양한 성질을 얻을 수 있어 응용 범위가 넓다.
가스질화의 경우 처리시간이 긴 반면 가스연질화는 촉매가스 사용으로 처리시간이 가스질화에 비해 짧다는 장점이 있다. 연질화는 일반적으로 20㎛ 이하의 화합물층을 얻을 수 있다.

재질에 따른 표면경도 및 화합물층 깊이(일반)


재질 처리조건 표면경도(HV100g)/HRC 화합물층(μm) 확산층(mm)
FC주철 500℃ ~ 600℃
1.5hr ~ 4hr		 650 ~ 750 / 58~62 13 ~ 17 0.8
SS41 550 ~ 650 / 53~58 22 ~ 25 1
SM15C 600 ~ 650 / 55~58 22 ~ 25 1
SM45 700 ~ 800 / 60~64 20 ~ 25 0.9
SM55C 730 ~ 780 / 61~63 20 ~ 25 0.9
SUM 550 ~ 650 / 53~58 25 ~ 30 1.2
STC4 730 ~ 780 / 61~63 25 ~ 30 0.7
SUJ2 750 ~ 800 / 62~64 17 ~ 22 0.7
SCM3 750 ~ 900 / 62~67 15 ~ 20 0.55
SKD11 1000 ~ 1300 / 68~69 8 ~ 12 0.15
SKD61 1000 ~ 1300 / 68~69 8 ~ 12 0.15
SACM 1050 ~ 1300 / 68~69 10 ~ 15 0.25
SKH3 1100 ~ 1200 / 68~69 10 ~ 15 0.15
SUS304 1250 ~ 1500 / 69 8 ~ 12 0.15