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▷ 유도가열 열처리설비
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선진전기공업(주)의 반도체식(IGBT,SIT, FET) 고주파 유도 가열장치는
표면경화(表面硬化)처리에서 고주파열처리(高周波熱處理)(高周波 燒入, 燒戾)의 목적은 기계구조 부품의 표면을 경화하는 것으로 내마모성을 향상시키고 기계적 성질을 높이는데 있다.
고주파열처리는 고주파 유도가열의 방식을 이용하여 피가열물의 표면을 소입온도(일반적인 약 900。C)에서 급속(急速)가열하여 소입수에 급속냉각(急速冷却) 처리하므로서 표면층에 소입경화층을 얻는 방식이다.
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| ■ 고주파 열처리(高周波熱處理)의 원리 |
고주파열처리는 고주파의 표피효과 때문에 가공부분의 표면만을 급속히 가열하여 중심부를 남기고서 표피 부분만 담금질이 가능하다.
고주파 열처리는 발진기 출력을 일정하게 하고 주파수를 높일수록 전류가 표피층에 집중되어 급속가열이 이루어진다.
따라서 어느 깊이 까지의 담금질이 필요한 경우 다음과 같이 고주파유도가열장치를 조정하여 사용하면 된다.
① 낮은 주파수, 대전력 밀도에서 단시간 가열
② 높은 주파수, 소전력 밀도에서 장시간 가열
이와 같이 주파수가 결정되어 있어도 가열시간과 전력밀도를 조정하는데 의해 비교적 광범위한 용도로 사용할 수가 있다.
표면 담금질 경화층 깊이는 주파수, 전력밀도(가열표면적 1㎠당 고주파전력kw) 및 가열시간 의 3가지에 의해서 변화되어진다.
담금질에서는 통상 10khz에서 3Mhz사이가 많이 사용되어지고 있고 그중에서도 50khz~400khz 전후 주파수가 대단히 많이 사용되어지고 있다.
유도가열은 금속조직면에 따른 담금질 방법과 비교해서 뛰어난 장점을 가지고 있다.
즉, 담금질층은 단시간 가열로 정밀한 마르텐사이트(Martensite)로 되어, 경화층을 전체에 걸쳐서 균일한 경도를 갖고 중심부로 가면서 급속하게 경도는 감소하여 원바탕의 경도로 되어진다.
급속가열은 또 스케일발생, 비틀림발생을 감소 시켜주므로서 담금질후에 거치름떼기나 후처리 공정을 없애는 것도 가능하다.
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| 그림 1 냉각방식 |
그림 2 냉각방식 |
그림 3 열처리냉각 FLOWCHAT |
| ■ 고주파 열처리의 방법 |
고주파 열처리에서는 냉각 방법에 있어서 그림 1과 2와 같이 3종류의 방법을 사용하고 있다.
①물체를 코일속에 넣은후 가열종료와 동시에 물 또는 기름에 투입하여 담금질처리를 한다 (이 방법은 작은 부품에 주로사용되어진다)
②분산 냉각 담금질용 코일을 사용하여 가열 종료와 동시에 분사 냉각하는 방법이 있다. (이 방법은 톱니바퀴류의 단발 담금질에 특히 많이 사용되어진다.)
③이동 담금질용 코일에 의해서 그림 2에서 처럼 가열과 냉각을 동시에 하는 방법이 있다. (이 방법은 샤프트, 캠, 선반배드, 접동면(摺動面)등의 담금질에 주로 사용한다)
④전용기(專用機)에 의한 자동 담금질도 가능하며 작은 부품, 공구 등에 많이 사용되어진다.
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| ■ 고주파 열처리 면적과 소요출력의 관계 |
가열표면적과 소요출력 관계는 그림 4(가열면적과 소요출력의 관계)와 같으며 이것은 45C 환봉의 가열수처리 열처리의 경우 데이타로서 일반적인 고주파의 한방법으로 처리되는데 0.6~1.6kw/㎠의 전력 밀도를 사용하는 것이 보통이다그림4는 기준을 세우기 위한 것으로 작업대상물에 따라 다소 차이는 있다.
①S45C 수 열처리 경우에는 데이타로 표면의 경도보다 10)!)#C 정도 저하 하는 점까지가 열처리 깊이 이다
②가열시간은 열처리에 요하는 최소의 시간이다.
③전력밀도=(소요출력/가열표면적)/(이동열처리에서는 kw/㎠이상의 전력밀도 필요)
④소요출력≒전력밀도(0.6~1.6kw/㎠)×가열표면적
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고주파유도로 생산품목
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