표면경화 이유
철은 표면은 다양한 방법으로 경화시키는 작업을 통해 한층 더 견고해집니다. 이는 열을 가하거나 상태에 따라 적절한 방식으로 처리됩니다. 그렇다면 표면경화 방법은 무엇 때문에 필요한 것인지 생각해 보도록 합시다. 우선 첫 번째, 금속의 인성을 높이기 위해서 진행됩니다. 인성이란 열처리를 통해 외부 충격에도 쉽게 깨지지 않도록 처리하는 방법입니다. 그리고 두 번째로는 내식성이 있습니다. 산소와 표면이 결합되어 화학작용으로 인해 금속이 쉽게 녹슬거나 부식되는 것을 방지하기 위함입니다. 이는 부식으로 인해 사용성을 저하치키는 이유가 있기 때문에 중요한 작업입니다. 세 번째로는 내마모성이 필요합니다. 이름과 같이 원하는 목적을 위해서는 마모되거나 닳는 부분을 최대한 줄이도록 한 번 더 처리하는 것입니다. 그리고 마지막으로 응력이 있습니다. 이는 외부에서 철에 충격이나 힘을 가해도 변형하지 않고 견디는 힘을 말합니다. 금속의 사용에 있어 다른 재료들보다 지양하는 이유는 바로 견고하고 튼튼하기 때문이기에 간과해서는 안 되는 부분입니다. 이외에도 표면강화를 필요로 하는 목적은 다양하게 존재합니다. 사용자가 원하는 사용법에 따라 그에 상응하는 금속을 얻기 위해 시행됩니다.
화학적, 물리적 표면경화법의 종류
이는 열을 이용한 열처리방식과 화학 물리적인 방식으로 표면을 경화시키는 방법 두 가지로 나눌 수 있습니다. 우선 열처리방식을 알아봅시다. 담금질은 금속에 열을 가해 자기적 현상으로 공간격체 상태가 변화될 수 있는 시점의 온도에서 물이나 기름으로 급격한 방법으로 열을 식혀줌으로써 강도를 높여주는 것을 뜻합니다. 이는 오스테나이트를 더욱 높여주기 위한 냉각을 이용한 열처리 방법입니다. 뜨임은 담금질과 비슷하지만 급격한 냉각보다는 서서히 식혀 충격에 잘 견딜 수 있도록 인성을 높여줍니다. 150℃~200℃도에서 사용되는 저온 뜨임과 그 이상의 열을 가하는 고온 뜨임으로 나뉩니다. 이는 철의 활용에 따라 상이하게 선택됩니다. 불림은 다른 방식들보다 확여 한 저온인 30℃~60℃도로 가열 후 서서히 식히는 것이며, 풀림은 불림보다 낮은 20℃~50℃도 정도의 상태에서 식히게 됩니다. 두 방법 모두 재료 내부에 생기게 되는 저항성인 응력을 없앨 수 있습니다. 풀림은 연화, 구상화, 응력제거, 저온, 확산 풀림으로 나뉩니다. 오스템퍼링을 통해 금속에서 발생하는 균열을 예방할 수 있습니다. 그리고 화학적인 방법으로는 침탄법을 들 수 있습니다. 이는 금속의 표면경화를 위해 탄소를 주입하는 것을 말합니다. 종류로는 고체침탄법과 액체침탄법 그리고 가스침탄법을 들 수 있습니다. 이는 위의 방법에 따라 침투시키는 탄소가 다르기 때문에 나눠집니다. 사용된 재료에 따라 얕은 경화 또는 굵은 경화가 이루어질 수 있습니다. 고체침탄법은 목탄을 이용합니다. 900℃~950℃도로 4시간 이상 가열합니다. 액체침탄법은 시안화나트륨을 이용합니다. 800℃~900℃도로 20분 이상 가열합니다. 가스침탄법은 에틸렌이나 천연가스를 이용합니다. 900℃~950℃도로 3시간 이상 가열합니다. 고주파 경화법으로는 금속의 표면에 고주파룰 통해 가열하고 식히는 방법을 말합니다. 이는 열효율성이 높지만 균열이 일어날 수 있으니 주의해야 합니다. 철의 표면경화를 통해 생산자가 원하는 방식의 열처리가 이루어질 수 있도록 해야 합니다. 열처리 전 방향성에 대해 보다 자세하고 충분한 이해와 계획을 통해 진행되어야 합니다. 이해가 부족한 작업은 안전상의 문제와 제품에 균열이 생길 가능성이 있기 때문입니다.
이처럼 경화방법은 내구성 내마모성등을 높이고 높아진 사양을 추구하는 최신 기술과 금속을 접목시킬 수 있습니다. 이는 인간의 생활 수준을 높이기 위함이라고 할 수 있습니다. 이런 이유로 다양한 방식으로 세분화되고 있습니다. 앞으로도 이보다 더 기술력 높은 열처리 경화방식으로 발전되고 접할 수 있을 것입니다. 높아진 기술을 통해 한층 진화되는 상품들을 목격할 수 있을 것으로 보입니다.