심냉처리(Sub zero Treatment)
쾐칭 시 탄소량이 많고 냉각속도가 늦으면 잔류 오스테나이트의 양이 많아지며, ?칭 경도의 저하,
치수불안정, 연마 균열 등의 문제점이 생기므로 담금질한 강의 경도를 증대시키고 시효변형을
방지하기 위하여 0℃ 이하의 온도로 냉각하여 잔류 오스테나이트를 마르텐자이트로 만드는 처리를
심냉처리(Sub zero Treatment)라 한다.
1. 심냉처리 목적
① 강을 강인하게 만든다.
② 공구강의 경도증대, 성능향상을 꾀한다.
③ 게이지류 등 정밀기계 부품의 조직을 안정화 시킨다.
④ 시효에 의한 형상 및 치수변형방지, 침탄 층의 경화 목적을 달성한다.
⑤ 스테인레스강의 기계적 성질을 향상시킨다.
2. 처리방법
① 일반적으로 ?칭 후 곧바로 심냉 처리를 하며 균열방지를 위해 급냉을 피한다.
② 제품 크기가 크거나 두께가 두껍고 불균일한 것은 심냉 전에 100℃의 물속에서 1시간 정도
템퍼링 하여 균열을 방지한다.
③ 표면의 탈탄층이 남았을 때 탈탄층을 제거해야 하며, 심냉 온도에서 충분히 유지 후 상온으로
되돌려야 균열이 방지된다.
④ 심냉처리 시 유지시간은 보통 25mm당 30분 정도이다.
⑤ 심냉처리 온도로 부터 상온으로 되돌리는 데는 공기 중에 방치하는 자연해동 방법도 있지만,
작업성이나 잔류응력 해소를 위해 수중에 투입하여 급속 해동 시키는 것이 좋다.
3. 냉매
3.1 드라이 아이스
단열제가 내장된 스테인레스강 통 속에 드라이아이스와 에테르를 넣어 -78℃로 유지하여
제품을 침적한다.
3.2 -196℃에서 처리가 가능하므로 초심냉 처리라고 부르며 액체질소의 공급방법에
따라 액체법과 액체질소를 분사시켜 사용하는 가스법이 있다.
제목 단위 (mm)
class="ebTable ebVw96c">
| 냉각제 | 온도(℃) |
|---|
| 소금(24.8%)+얼음 (75.2%) | -21.3 |
| 에테르 + 드라이아이스 | -78 |
| 암모니아 (NH3 ) | 0 ~ -50 |
제목 단위 (mm)
class="ebTable ebVw96c">
| 냉각제 | 온도(℃) |
|---|
| 액체 산소 | -183 |
| 액체 질소 | -196 |
| 액체 헬륨 | -268.8 |
4. 초심냉 처리
일반적인 심냉 처리 온도인 -80℃ 전후보다 더욱 낮은 온도인 약 -196℃에서 심냉 처리한 것으로
여러 번 템퍼링 해야 하는 내마모용 부품을 1차 템퍼링으로 끝낼 수 있으며, 초심냉 처리를 통해
현저한 내마모성의 향상을 기할 수 있다.
3.1 장점
① 잔류 오스테나이트를 거의 전부 마르텐자이트로 변태시킴.
② 내마모성의 현저한 향상과 치수안정성을 갖는다.
③ 조직이 미세화되고, 미세 탄화물이 석출됨.
3.2 적용 예
① 공구용 고속도강
② 금형 부품(STD11)
③ 베어링 강 및 스테인레스 강
④ 침탄 부품 및 소결합금