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연질화 처리재의 숏피닝 효과

전문가 제언: ○ 질화는 경질화(순질화)와 연질화로 분류할 수 있다. 경질화는 질소만을 침투시키는 작업이며, 연질화는 질소와 탄소를 작용시켜 화합물 층을 만들어 경도를 높이는 것이다. 특히 연질화 처리재에 대한 숏피닝 기술은 피로한도를 향상시킬 수 있기 때문에 관련 산업계에서는 관심을 기울여야 할 것이다.

○ 연질화는 저합금강, 탄소강 및 주철 등에 많이 사용되며 강에는 알루미늄 탈산으로 알루미늄이 약간(0.02~0.045%) 잔류되며 이 알루미늄이 질소와 작용하여 경도가 높은 AlN을 형성하기도 하나, 철과 작용하여 Fe3N이나 Fe4N을 형성하며 비교적 낮은 경도와 얕은 경화층을 가지게 된다.

○ 표면 경화기술은 주로 마찰과 마모 억제 대책으로 개발되었다. 지금까지는 여러 가지 경화법 중 침탄법이 대부분이고, 질화법은 10%정도에 지나지 않았으나, 열처리시간이 짧고 변형이 적으며 짧은 시간에 비해 깊게 경화할 수 있기 때문에 질화에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다.

○ 이 연구에서와 같이 단순한 경도 향상뿐만이 아니라 경도가 높아지면서 잔류응력이 증대되고 따라서 휨 피로한도향상을 기대할 수 있는 점 등으로 앞으로 연질화의 응용은 더욱 넓어질 것으로 기대된다.

○ 우리나라의 표면 경화열처리공장은 많이 있으며 그 대부분이 자동차부품, OA부품 및 미싱 부품으로 이미 질화처리를 많이 하고 있다. 특히 연질화 처리 후 2단 숏피닝으로 약간의 표면결함이 있어도 피로 한도를 향상시킬 수 있음을 감안한다면 특히 자동차의 보안부품 설계자는 연질화 처리 공정을 꼭 한번쯤 집고 가야 할 공정이라고 생각한다.

저자: ETO Hirohito, MATSUI Katsuyuki, ANDO Kotoji
자료유형: 학술정보