페라이트 니트로탄산염

Ferritic nitrocarburizing
카보니트라이딩과 혼동하지 마십시오.

ARCOR뿐만 아니라 상표명 [Note 1][1]Tenifer, Tufftride 및 Melonite로도 알려진 페라이트 니트로탄화(FNC)는 염탕 중 임계 이하의 온도에서 질소와 탄소를 철 금속으로 확산시키는 일련의 특허 케이스 경화 공정입니다.제2철 질화탄소의 다른 방법으로는 니트로텍이나 이온(플라스마)과 같은 가스 과정이 있다.처리 온도는 525°C(977°F)에서 625°C(1,157°F) 사이이지만 일반적으로 565°C(1,049°F)에서 발생합니다.이 온도에서 강철 및 기타 철 합금은 페라이트 상 영역에 남아 있습니다.이를 통해 합금이 오스테나이트 [2]단계로 전환될 때 발생하는 경화 공정의 경우 존재하지 않는 치수 안정성을 보다 효과적으로 제어할 수 있습니다.페라이트 질화탄화에는 크게 가스,[3] 염욕, 이온 또는 플라즈마, 유동층의 4가지 종류가 있습니다.

이 프로세스는 긁힘 저항성, 피로 특성 및 내식성을 포함한 세 가지 주요 표면 무결성 측면을 개선하는 데 사용됩니다.경화 공정에서 형상 왜곡을 거의 유발하지 않는다는 장점이 있습니다.이는 낮은 처리온도로 인해 열충격이 감소하여 강철의 [4]상전이 방지되기 때문입니다.

역사

첫 번째 페라이트 질화탄화 방법은 약 550°C(1,022°F)의 저온에서 액체 염탕에서 수행되었습니다.이 공정을 성공적으로 상용화한 첫 번째 회사는 영국의 임페리얼 케미컬 인더스트리였다.ICI는 그들의 공정을 그것이 개발된 식물 때문에 "카셀"이라고 불렀고 소금탕에 유황이 들어있기 때문에 "술피누즈" 처리라고 불렀다.고속 스핀들과 절삭 공구로 공정이 매우 성공적이었지만 수용성이 [7]매우 낮았기 때문에 용액을 닦아내는 데 문제가 있었습니다.

청소 문제 때문에 Joseph Lucas Limited사는 1950년대 후반에 페라이트 질산염 가스 형태의 실험을 시작했습니다.그 회사는 1961년까지 특허를 출원했다.황화물의 형성을 제외하고는 Sulfinuz 공정과 유사한 표면 마감을 보였습니다.대기는 암모니아, 탄화수소 가스, 그리고 소량의 다른 탄소 함유 [8]가스로 구성되었다.

ICI [9]특허를 취득한 후 독일 회사 데구사에 의한 보다 친환경적인 염탕 공정의 개발에 박차를 가했다.그 과정은 터프라이드 또는 테네퍼 공정으로 널리 알려져 있습니다.그 후 1980년대 초에 이온 질화 과정이 발명되었다.이 공정은 사이클 타임이 빨라지고 세척과 준비가 덜 필요했으며 더 깊은 케이스를 형성했으며 공정을 [10]더 잘 제어할 수 있었습니다.

과정

명명에도 불구하고 이 과정은 질화 작용의 변형된 형태이며 침탄 작용이 아닙니다.이 공정의 이 등급의 공통 특성은 물질의 페라이트 상태에서 질소와 탄소의 도입입니다.프로세스는 크게 가스, 염욕, 이온 또는 플라즈마, 유동층 등 4가지 클래스로 나뉩니다.상호 및 특허 과정은 일반적인 설명과는 약간 다를 수 있지만 모두 페라이트 질화탄소의 [11]한 형태입니다.

염욕 페라이트 질화탄산염

염욕 페라이트 니트로탄화물은 액체 페라이트 니트로탄화 또는[12] 액체 니트로탄화라고도 하며, 상표명 Tufftride[3] [13]및 Tenifer로도 알려져 있습니다.

이 프로세스의 가장 간단한 형태는 Melonite 프로세스(Meli 1이라고도 함)에 포함됩니다.마찰력을 낮추고 내마모성과 [14][15]내식성을 개선하기 위해 강철, 소결 다리미 및 주물 다리미에 가장 일반적으로 사용됩니다.

이 공정은 시안산 알칼리 염탕을 사용한다.이것은 통기 시스템이 있는 강철 냄비에 들어 있습니다.시안산염은 공작물의 표면과 열반응하여 알칼리 탄산염을 형성한다.그리고 나서 그 욕조는 탄산염을 다시 시안산염으로 변환하기 위해 처리된다.반응으로 형성된 표면은 복합층과 확산층을 가진다.복합층은 철, 질소 및 산소로 구성되며 내마모성이 있으며 높은 온도에서 안정적입니다.확산층에는 질화물과 탄화물이 포함되어 있습니다.표면 경도는 강철 등급에 따라 800 ~ 1500 HV입니다.이는 케이스의 깊이에도 역효과를 줍니다. 즉, 고탄소강은 단단하지만 얕은 [14]케이스를 형성합니다.

유사한 공정으로 상표 Nu-Tride 공정도 있습니다. Nu-Tride 공정은 Kolene 공정(실제로 회사 이름)이라고도 잘못 알려져 있습니다. 이 공정에는 예열 및 중간 담금질 사이클이 포함됩니다.중간 담금질은 400°C(752°F)에서 산화성 염조입니다.이 담금질은 실온으로 최종 담금질하기 전에 5분에서 20분 동안 유지된다.이는 왜곡을 최소화하고 [16]공작물에 남아 있는 시안산염 또는 시안화물을 파괴하기 위한 것입니다.

다른 상표는 Sursulf와 Tenoplus입니다.Sursulf는 염조에 황화합물을 함유하여 표면 황화물을 생성하며, 표면 황화물은 공작물 표면에 다공성을 생성한다.이 다공성은 윤활을 억제하는 데 사용됩니다.테노플러스란 2단계의 고온 과정입니다.첫 번째 단계는 625°C(1,157°F)에서 발생하며, 두 번째 단계는 580°C(1,076°F)[17]에서 발생합니다.

페라이트 질화 가스

페라이트계 니트로탄화 가스는 제어된 니트로탄화, 연질화 및 진공 니트로탄화라고도 하며, [18]상표명 UltraOx, Nitrotec, [3][19]Nitemper, Deganit, Triniding, Corr-I-Dur, Nitrow-C, Nitroweargone, Nitergon으로도 알려져 있다.이 공정은 질소와 탄소를 [20]공작물 안으로 확산시키기 위해 가스 혼합물을 사용하는 것을 제외하고 염탕 공정과 동일한 결과를 얻기 위해 작동합니다.

일반적으로 증기의 그리스를 제거하는 공정을 통해 부품을 먼저 청소한 다음 570°C(1,058°F) 정도에서 니트로탄화하며, 공정 시간은 1시간에서 4시간까지입니다.실제 가스 혼합물은 고유하지만, 일반적으로 암모니아와 흡열성 [20]가스를 포함합니다.

플라즈마 지원 페라이트 질화 탄화

플라즈마 지원 페라이트 질화 탄소는 이온 질화, 플라즈마 이온 질화 또는 글로 방전 질화라고도 합니다.이 공정은 매체의 반응성이 온도에 의한 것이 아니라 가스 이온화 [21][22][23][24]상태에 의한 것이라는 점을 제외하고 염조 및 가스 공정과 동일한 결과를 얻기 위해 작동합니다.이 기술에서는 질소와 탄소를 공작물로 확산시키기 위해 표면 주위에 가스의 이온화 분자를 생성하는 데 강력한 전장이 사용됩니다.이렇게 이온화된 분자를 가진 고활성 가스를 플라즈마라고 부르며, 이 기술을 명명했다.플라즈마 질화에 사용되는 가스는 자연 분해가 필요하지 않기 때문에(암모니아에 의한 페라이트 질화 가스의 경우처럼) 보통 순수한 질소입니다.플라즈마 지원 페라이트 질산염 침탄 및 노내 완만한 냉각 시 일반적으로 적용되는 비교적 낮은 온도 범위(420°C(788°F)~580°C(1,076°F))로 인해 공작물의 왜곡을 최소화할 수 있습니다.스테인리스강 공작물은 질화 크롬 침전물이 형성되지 않고 적당한 온도(예: 420°C(788°F))에서 가공할 수 있어 내식성이 [25]유지됩니다.

산화 후 흑산화물

포스트옥시드라고 불리는 니트로탄화 프로세스에 추가 단계를 추가할 수 있습니다.적절하게 수행되면 산화 후 흑산화물층(FeO34)이 형성되어 미적으로 매력적인 흑색을 남기면서 처리 기판의 내식성을 [26]크게 높입니다.1982년 글록 권총이 도입된 이후 이런 형태의 산화 후 마감 니트로탄화물은 밀리터리식 권총의 공장 마감재로 인기를 끌고 있다.

이 니트로탄산화와 산화의 조합은 때때로 "니트로크스"라고 불리기도 하지만, 이 단어는 다른 [27]의미도 가지고 있습니다.

사용하다

이러한 프로세스는 저탄소 저합금강에서 가장 일반적으로 사용되지만 중탄소강 및 고탄소강에서도 사용됩니다.일반적인 용도에는 스핀들, 캠, 기어, 다이, 유압 피스톤 로드 및 분말 금속 부품이 [28]포함됩니다.

오스트리아의 총기 제조업체인 Glock Ges.m.b.H.는 자신들이 제조하는 권총의 총통과 슬라이드를 보호하기 위해 2010년까지 테네퍼 공정을 이용했다.글록 권총의 피니시는 세 번째이자 마지막 경화 과정이다.두께는 0.05mm(0.0020인치)이며, 500°C(932°F) 질화물 [29]수조를 통해 64개의 Rockwell C 경도 등급을 산출합니다.최종 무광택 비광택 마감은 스테인리스강 사양을 충족하거나 초과하며, 하드 크롬 마감보다 85% 더 높은 내식성 및 99.9%의 소금물 부식성을 [30]제공합니다.테네퍼 공정 후 검은색 파커화 마감이 적용되어 마감이 벗겨져도 슬라이드가 보호됩니다.2010년 Glock은 페라이트계 니트로탄화 [31]가스 공정으로 전환했습니다.글록 이외에도 스미스 & 웨슨, 스프링필드 아모리 등 다른 총기 제조업체들도 페라이트 질화탄화물을 총신이나 슬라이드 등의 마감 부품에 사용하고 있지만, 그들은 이것을 멜론라이트 마감이라고 부른다.Heckler & Koch는 적대적 환경이라고 불리는 니트로탄화 과정을 사용한다.권총 제조업체인 Caracal International L.L.C.는 플라즈마 기반 산화 후 공정(PlasOx)으로 배럴 및 슬라이드와 같은 마감 부품에 페라이트 질화 탄소를 사용합니다.슬로바키아의 총기 생산업체인 그랜드파워도 K100 [32]권총의 금속 부품을 단단하게 하기 위해 QPQ(quench polish quench) 처리를 사용한다.

레퍼런스

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  1. ^ 기타 상호로는 Tuffride/Tuffrider, QPQ, Sulfinuz, Sursulf, Meli 1, 질화물 등이 있습니다.

참고 문헌

외부 링크