표면 처리 및 개질

표면은 모든 것을 덮습니다. 소재 표면이 제공하는 매력과 기능은 가장 중요합니다. Therefore SURFACE TREATMENT and SURFACE MODIFICATION are among our everyday industrial operations. 표면 처리 및 개질은 향상된 표면 특성으로 이어지며 최종 마무리 작업으로 또는 코팅 또는 접합 작업 전에 수행될 수 있습니다. , 재료 및 제품의 표면을 다음과 같이 조정합니다.

 

 

 

- 마찰 및 마모 제어

 

- 내식성 향상

 

- 후속 코팅 또는 접합 부품의 접착력 향상

 

- 물성 변화 전도도, 저항률, 표면 에너지 및 반사

 

- 작용기를 도입하여 표면의 화학적 성질 변화

 

- 치수 변경

 

- 색상, 거칠기 등의 모양을 변경합니다.

 

- 표면 청소 및/또는 소독

 

 

 

표면 처리 및 개질을 사용하여 재료의 기능 및 수명을 향상시킬 수 있습니다. 우리의 일반적인 표면 처리 및 수정 방법은 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

 

 

 

표면을 덮는 표면 처리 및 수정:

 

유기 코팅: 유기 코팅은 재료 표면에 페인트, 시멘트, 라미네이트, 융합 분말 및 윤활제를 적용합니다.

 

무기 코팅: 당사의 인기 있는 무기 코팅은 전기도금, 자가촉매 도금(무전해 도금), 전환 코팅, 열 스프레이, 용융 침지, 경화, 용광로 융합, 금속, 유리, 세라믹의 SiO2, SiN과 같은 박막 코팅입니다. 코팅과 관련된 표면 처리 및 개질은 관련 하위 메뉴에 자세히 설명되어 있습니다.click here 기능성 도료 / 장식용 도료 / 박막 / 후막

 

 

 

표면을 변경하는 표면 처리 및 수정: 여기 이 페이지에서는 이에 대해 집중적으로 설명합니다. 아래에서 설명하는 모든 표면 처리 및 수정 기술이 마이크로 또는 나노 규모는 아니지만 기본 목적과 방법이 미세 제조 규모와 상당히 유사하기 때문에 간략하게 언급하겠습니다.

 

 

 

경화: 레이저, 화염, 유도 및 전자빔에 의한 선택적 표면 경화.

 

 

 

고에너지 처리: 일부 고에너지 처리에는 이온 주입, 레이저 글레이징 및 융합, 전자빔 처리가 포함됩니다.

 

 

 

박막 확산 처리: 박막 확산 공정에는 페라이트계 연질화, 붕소화, TiC, VC와 같은 기타 고온 반응 공정이 포함됩니다.

 

 

 

중확산 처리: 당사의 중확산 공정에는 침탄, 질화 및 탄질화가 포함됩니다.

 

 

 

특수 표면 처리: 극저온, 자기 및 음파 처리와 같은 특수 처리는 표면과 벌크 재료 모두에 영향을 미칩니다.

 

 

 

선택적 경화 공정은 화염, 유도, 전자 빔, 레이저 빔에 의해 수행될 수 있습니다. 대형 기판은 화염 경화를 사용하여 깊게 경화됩니다. 반면에 유도 경화는 작은 부품에 사용됩니다. 레이저 및 전자빔 경화는 표면 경화 또는 고에너지 처리와 구별되지 않는 경우가 있습니다. 이러한 표면 처리 및 개질 공정은 담금질 경화를 허용하기에 충분한 탄소 및 합금 함량을 갖는 강에만 적용할 수 있습니다. 주철, 탄소강, 공구강 및 합금강이 이러한 표면 처리 및 개질 방법에 적합합니다. 부품의 치수는 이러한 경화 표면 처리에 의해 크게 변경되지 않습니다. 경화 깊이는 250미크론에서 전체 섹션 깊이까지 다양합니다. 그러나 전체 단면의 경우 단면은 25mm(1인치) 미만으로 얇거나 작아야 합니다. 경화 과정에서 때로는 1초 이내에 재료를 빠르게 냉각해야 하기 때문입니다. 이것은 큰 공작물에서는 달성하기 어려우므로 큰 섹션에서는 표면만 경화될 수 있습니다. 널리 사용되는 표면 처리 및 수정 공정으로서 우리는 다른 많은 제품 중에서 스프링, 칼날 및 수술용 칼날을 경화시킵니다.

 

 

 

고에너지 공정은 비교적 새로운 표면 처리 및 수정 방법입니다. 치수를 변경하지 않고 표면의 속성이 변경됩니다. 당사의 인기 있는 고에너지 표면 처리 공정은 전자빔 처리, 이온 주입 및 레이저 빔 처리입니다.

 

 

 

전자빔 처리: 전자빔 표면 처리는 재료 표면 근처의 약 100마이크론의 매우 얕은 영역에서 10Exp6 섭씨/초(10exp6 화씨/초) 정도의 급속 가열 및 급속 냉각을 통해 표면 특성을 변경합니다. 전자빔 처리는 표면 합금을 생산하기 위해 표면 경화에도 사용할 수 있습니다.

 

 

 

Ion Implantation: 이 표면 처리 및 수정 방법은 전자빔 또는 플라즈마를 사용하여 가스 원자를 충분한 에너지를 가진 이온으로 변환하고 이온을 진공 챔버의 자기 코일에 의해 가속되는 기판의 원자 격자에 주입/삽입합니다. 진공은 이온이 챔버에서 자유롭게 이동할 수 있도록 합니다. 주입된 이온과 금속 표면 사이의 불일치는 표면을 단단하게 하는 원자 결함을 생성합니다.

 

 

 

레이저 빔 처리: 전자빔 표면 처리 및 수정과 마찬가지로 레이저 빔 처리는 표면 근처의 매우 얕은 영역에서 급속 가열 및 급속 냉각을 통해 표면 특성을 변경합니다. 이 표면 처리 및 수정 방법은 표면 합금을 생산하기 위해 표면 경화에도 사용할 수 있습니다.

 

 

 

임플란트 투여량 및 처리 매개변수에 대한 노하우를 통해 당사는 제조 공장에서 이러한 고에너지 표면 처리 기술을 사용할 수 있습니다.

 

 

 

얇은 확산 표면 처리:

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페라이트계 연질화는 아임계 온도에서 질소와 탄소를 철 금속으로 확산시키는 케이스 경화 공정입니다. 처리 온도는 일반적으로 섭씨 565도(화씨 1049도)입니다. 이 온도에서 강철 및 기타 철 합금은 여전히 페라이트 상으로 존재하며, 이는 오스테나이트 상에서 발생하는 다른 경화 공정에 비해 유리합니다. 이 프로세스는 다음을 개선하는 데 사용됩니다.

 

•긁힘 저항

 

•피로 특성

 

•내식성

 

낮은 가공 온도로 인해 경화 과정에서 형태 변형이 거의 발생하지 않습니다.

 

 

 

붕소화는 붕소가 금속 또는 합금에 도입되는 공정입니다. 붕소 원자가 금속 부품의 표면으로 확산되는 표면 경화 및 개질 공정입니다. 결과적으로 표면은 철 붕화물 및 니켈 붕화물과 같은 금속 붕화물을 포함합니다. 순수한 상태에서 이러한 붕화물은 경도와 내마모성이 매우 높습니다. 붕소화 금속 부품은 내마모성이 매우 뛰어나며 종종 경화, 침탄, 질화, 연질화 또는 유도 경화와 같은 기존 열처리로 처리된 부품보다 최대 5배 더 오래 지속됩니다.

 

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Heavy Diffusion 표면 처리 및 수정: 탄소 함량이 낮으면(예: 0.25% 미만) 경화를 위해 표면의 탄소 함량을 늘릴 수 있습니다. 부품은 원하는 특성에 따라 액체에서 담금질하여 열처리하거나 정지된 공기 중에서 냉각할 수 있습니다. 이 방법은 표면의 국부 경화만 허용하지만 코어는 허용하지 않습니다. 이것은 기어에서와 같이 마모 특성이 좋은 단단한 표면을 허용하지만 충격 하중에서 잘 작동하는 단단한 내부 코어를 가지고 있기 때문에 때때로 매우 바람직합니다.

 

 

 

표면 처리 및 수정 기술 중 하나인 침탄 처리에서 표면에 탄소를 추가합니다. 고온에서 탄소가 풍부한 대기에 부품을 노출시키고 확산을 통해 탄소 원자를 강철로 전달합니다. 확산은 농도 원리의 미분에 작용하기 때문에 강철의 탄소 함량이 낮은 경우에만 확산이 발생합니다.

 

 

 

팩 침탄: 부품은 탄소 분말과 같은 고탄소 매체에 포장되고 섭씨 900도(화씨 1652도)에서 12~72시간 동안 용광로에서 가열됩니다. 이 온도에서 강력한 환원제인 CO 가스가 생성됩니다. 탄소를 방출하는 강철의 표면에서 환원 반응이 일어난다. 탄소는 고온 덕분에 표면으로 확산됩니다. 표면의 탄소는 공정 조건에 따라 0.7% ~ 1.2%입니다. 달성된 경도는 60 - 65RC입니다. 침탄 케이스의 깊이는 약 0.1mm에서 최대 1.5mm입니다. 팩 침탄은 온도 균일성과 가열의 일관성을 잘 제어해야 합니다.

 

 

 

가스 침탄: 이 변형된 표면 처리에서는 일산화탄소(CO) 가스가 가열된 용광로에 공급되고 탄소 침착의 환원 반응이 부품 표면에서 발생합니다. 이 공정은 대부분의 팩 침탄 문제를 극복합니다. 그러나 한 가지 문제는 CO 가스의 안전한 봉쇄입니다.

 

 

 

액체 침탄: 강철 부품을 탄소가 풍부한 용융 수조에 담급니다.

 

 

 

질화는 강철의 표면으로 질소의 확산을 포함하는 표면 처리 및 개질 공정입니다. 질소는 알루미늄, 크롬 및 몰리브덴과 같은 원소와 함께 질화물을 형성합니다. 부품은 질화 전에 열처리 및 템퍼링됩니다. 그런 다음 부품을 세척하고 해리된 암모니아(N 및 H 함유) 분위기의 용광로에서 섭씨 500~625(화씨 932~1157)에서 10~40시간 동안 가열합니다. 질소는 강으로 확산되어 질화물 합금을 형성합니다. 이것은 최대 0.65mm 깊이까지 침투합니다. 케이스가 매우 단단하고 왜곡이 적습니다. 케이스가 얇기 때문에 표면 연삭은 권장되지 않으므로 질화 표면 처리는 매우 부드러운 마무리 요구 사항이 있는 표면의 옵션이 아닐 수 있습니다.

 

 

 

탄질화 표면 처리 및 개질 공정은 저탄소 합금강에 가장 적합합니다. 탄질화 공정에서는 탄소와 질소가 모두 표면으로 확산됩니다. 부품은 암모니아(NH3)와 혼합된 탄화수소(메탄 또는 프로판과 같은) 분위기에서 가열됩니다. 간단히 말해서 이 공정은 침탄과 질화의 혼합입니다. 탄질화 표면 처리는 섭씨 760 - 870(화씨 1400 - 1598 화씨) 온도에서 수행된 다음 천연 가스(무산소) 분위기에서 급냉됩니다. 탄질화 공정은 고유의 왜곡으로 인해 고정밀 부품에 적합하지 않습니다. 달성된 경도는 침탄(60 - 65RC)과 유사하지만 질화(70RC)만큼 높지는 않습니다. 케이스 깊이는 0.1~0.75mm입니다. 이 케이스는 질화물과 마르텐사이트가 풍부합니다. 취성을 줄이기 위해 후속 템퍼링이 필요합니다.

 

 

 

특수 표면 처리 및 개질 공정은 개발 초기 단계에 있으며 그 효과는 아직 검증되지 않았습니다. 그들은:

 

 

 

극저온 처리: 일반적으로 경화된 강철에 적용되며 기질을 약 -166 섭씨(-300 화씨)로 천천히 냉각하여 재료의 밀도를 증가시켜 내마모성과 치수 안정성을 높입니다.

 

 

 

진동 처리: 진동을 통해 열처리에 축적된 열 응력을 완화하고 마모 수명을 연장하기 위한 것입니다.

 

 

 

자기 처리: 자기장을 통해 재료의 원자 배열을 변경하고 마모 수명을 개선하기 위한 것입니다.

 

 

 

이러한 특수 표면 처리 및 수정 기술의 효과는 아직 입증되지 않았습니다. 또한 위의 세 가지 기술은 표면 외에도 벌크 재료에 영향을 줍니다.