침탄 vs 질화: 나사·너트·볼트는 실제로 무엇을 받는가
당사는 연속 메시벨트로에서 탄소에 의한 표면경화를 하며 질화 라인은 없습니다. 대부분의 소형 부품이 앞쪽 경로가 되는 이유를 정리합니다.
Carburising vs Nitriding
요점: 소형 체결부품은 거의 침탄, 질화는 완전히 다른 라인
침탄은 약 880–950°C에서 탄소를 확산시킨 뒤 담금질해 마르텐사이트를 만들며 표면 약 58–62 HRC, 경화층은 약 0.1 mm에서 1.5 mm 이상까지 설정할 수 있지만 변형을 감안해야 합니다. 질화는 약 500–570°C에서 담금질 없이 진행되어 변형이 매우 적고 표면 경도가 약 900–1100 HV로 훨씬 높지만, 층이 얕고 사이클이 훨씬 길며 질화물 형성 원소를 포함한 강이 필요합니다. 일반 저탄소 나사용 선재는 여기에 해당하지 않습니다. 당사는 탄소 경로만 제공하며 질화 지시는 전문 업체로 가야 합니다.
침탄과 질화 비교
| 판단 항목 | 침탄(당사 라인) | 질화(당사 불가) |
|---|---|---|
| 확산 원소 | 탄소 | 질소, 연질화에서는 탄소 포함 |
| 온도 기준 | 약 880–950°C, 오스테나이트 영역 | 약 500–570°C, 페라이트 영역으로 상변태 없음 |
| 담금질 필요 여부 | 필요, 이후 약 150–200°C 저온 뜨임 | 불필요, 로냉으로 마무리 |
| 표면 경도 기준 | 약 58–62 HRC(대략 650–750 HV) | 질화물 형성 원소가 있는 강에서 약 900–1100 HV |
| 경화층 깊이 | 약 0.1–1.5 mm 이상, 합의한 경도 기준으로 보고 | 약 0.05–0.6 mm, 심부 경도를 기준으로 질화 깊이 보고 |
| 변형 | 더 큼—고온과 담금질, 도면에 여유 필요 | 매우 작음—저온이며 담금질 없음 |
| 적용 강종 | SWCH10A–22A, SCM415 계열 등 저탄소 냉간압조용 강 | 크롬·알루미늄·몰리브덴·바나듐이 필요하며 심부는 보통 질화 온도보다 높은 온도에서 조질된 상태 |
| 사이클과 로트 경제성 | 메시벨트 연속 흐름, 대량 소형품에 적합 | 로당 수 시간~수십 시간, 소량 특수 부품에 적합 |
| 주의할 층 | 과침탄, 입계 산화, 잔류 오스테나이트 관리 | 단단하지만 취약한 화합물층(백층) 발생 가능, 허용 여부 또는 제거를 명기 |
| 소형 체결부품 적합성 | 적합—태핑·드릴링 나사, 너트, 대량 소형품이 이 경로 | 드묾—저탄소 선재는 반응이 약하고 사이클도 대량에 맞지 않음 |
| 수행 가능 공장 | 당사 연속 벨트로에서 자체 처리, 경도는 자사 랩에서 확인 | 가스·플라즈마·염욕 질화 라인이 없어 전문 업체로 |
선정 방법
Carburising
저탄소강이며 인성 있는 심부 위에 내마모 표면이 필요하고 접촉 하중을 견딜 층 깊이가 필요하며 계획된 변형 여유를 수용할 수 있는 대량 부품이면 침탄. 태핑·드릴링 나사, 너트, 마찰하는 핀 등.
Nitriding
매우 높은 표면 경도(HV)를 거의 무변형으로 요구하고, 부품이 질화물 형성 원소를 포함한 조질 합금강이며, 얕은 층과 긴 사이클을 수용할 수 있으면 질화. 질화 라인을 갖춘 공장의 일입니다.
도면 지정 전 한계
- 당사는 질화·연질화를 하지 않으며 임의로 침탄으로 대체하지 않습니다. 표면 경도, 층 깊이, 변형, 마모 거동이 동등하지 않기 때문입니다.
- HRC·HV·층 깊이 수치는 소형 부품의 일반 지침이며 보증값이 아닙니다. 실제 단면 경도 트래버스로 확인하세요.
- 층 깊이는 측정에 사용한 경도 기준과 함께 지정해야 합니다. 기준이 없으면 같은 숫자가 제조 측과 검수 측에서 다른 뜻이 됩니다.
- 작고 얇은 부품의 층은 수십~수백 µm입니다. 경화 후 연삭이나 연마로 사라질 수 있습니다.
- 경화 후 아연도금이 이어지면 수소취성 위험을 평가하고 도달 경도에 맞춰 베이킹을 설정합니다.
- 고탄소강이나 이미 전체 담금질된 부품에는 추가 침탄이 불필요합니다. 로 사이클을 낭비하지 않도록 재질 정보를 먼저 보내주세요.
검토를 위해 보낼 정보
- 1부품 종류, 재질, 밀시트(있는 경우)
- 2요구 표면 경도와 층 깊이, 그리고 측정 기준
- 3변형 한계와 확인 위치
- 4도면이 참조하는 규격·사양과 부품에 첨부할 보고서
- 5로트 수량 또는 중량과 후속 표면처리(아연도금, 인산염, 없음)
자주 묻는 질문
질화도 하나요?
하지 않습니다. 가스·플라즈마·염욕 어느 질화 라인도 없습니다. 질화나 연질화를 지정한 도면은 전문 업체로 보내야 합니다. 당사는 대량 나사·너트·볼트를 위한 탄소계 표면경화를 수행합니다.
작은 나사는 실제로 어느 쪽인가요?
실무적으로 탄소 경로, 즉 연속 메시벨트로의 침탄 또는 침탄질화입니다. 선재가 저탄소강이고 심부 인성은 담금질에서 나오며 사이클이 대량에서 경제적이어야 하기 때문입니다.
질화가 변형이 적은 이유는?
훨씬 낮은 온도에서 진행하고 담금질이 없어 부품을 움직이는 상변태가 일어나지 않기 때문입니다. 대신 층이 얕고 사이클이 깁니다.
도면의 질화를 침탄으로 대체할 수 있나요?
바람직하지 않습니다. 표면 경도, 층 깊이, 변형이 모두 다릅니다. 변경이 정말 필요하면 도면 책임자가 부품 기능을 재평가하고 서면으로 승인해야 합니다.