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I. 침탄 경화법의 개요
저탄소강 또는 저탄소 함금강을 함탄 물질과 함께 가하여 그 표면에 탄소를 침입 고용시켜서 표면을 고 탄소강으로 만들어 경화시키고 중심부분은 연강으로 만드는 경화 방법
II. 침탄 경화법의 종류
1. 고체 침탄경화법
철재의 침탄상자에 고체 침탄제와 촉진제를 넣고 내화점토로 밀폐한 후 900~950도 정도에서 가열 유지한 후 담금질하 저탄소강 표면에 침탄층을 얻는 방법
침탄 시간이 길다. 보통 0.1mm 침탄 깊이를 얻는데 1시간 정도가 필요
장단점:
- 설비비 저렴, 조작 용이
- 다양한 가열용 열원 사용 가능
- 대형, 소형 등 광범위하게 가능하며, 국부적 침탄도 가능
- 표면탄소 농도 및 침탄 깊이 조절이 어려움
- 침탄 후 직접 담금질 할 수 없음
- 작업 환경이 좋지 못함
2. 액체 침탄경화법 (시안화법)
NaCN(시안화 나트륨)을 주성분으로 하여 중성염이나 탄산염을 첨가한 침탄제로 된 용액 속에 침탄할 재료를 담구어 침탄시키는 방법. 실제로는 CN이 철과 반응하여 침탄과 질화가 동시에 이루어지기 때문에 액체 침탄질화법이라 부르기도 한다.
얇은 침탄층을 원할 때 사용하는 것이 좋다.
장단점
- 가열이 균일하고 제품의 변형이 적음
- 설비비 비교적 저렴하며, 조작이 간단
- 소량다품종에 적합
- 균일, 급속 가열 용이
- 산화 방지 효과가 있어 계기류 등의 침탄에 이용
- 침탄 종류 후 직접 담금질 가능
- 침탄이 비교적 균일
- 유독가스 발생
- 침탄제 가격이 비싸다.
3. 가스 침탄경화법
메탄, 프로판, 아세틸렌, 천연 가스 등 탄화수소계 가스를 변성로에 넣어 니켈을 촉매로 하여 침탄 가스로 변성 후, 오스테나이트화된 금속의 표면을 접촉시켜 침탄하는 표면 경화법
고체침탄법이 지닌 단점을 보완하기 위해 사용.
가스침탄은 고체 침탄에 비해 전반적으로 침탄 시간이 짧으며, 열효율이 높고 공정도 간단.
장단점
- 균일한 침탄층
- 작업이 간편하고 직접처리품을 가열하므로 열효율이 높다
- 연속 침탄에 의해 다량 침탄 가능
- 다량 생산에 적합
- 자동화 용이
- 설비비 고가
- 전문지식 필요
- 폭발의 위험성
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