표면 경화: 침탄·질화·침탄질화

많은 부품은 상반된 두 특성을 필요로 합니다. 단단하고 내마모성 있는 표면과 부러지지 않는 질긴 심부입니다. 표면 경화는 외피만 경화하고 심부는 질기게 두어 둘 다 실현합니다.

속까지 담금질되지 않는 저탄소강에 적합합니다. 먼저 표면에 원소를 더한 뒤 경화하기 때문입니다.

침탄은 약 850~940°C의 탄소가 풍부한 분위기에서 부품을 유지해 탄소를 표면으로 확산시킨 뒤 담금질해 단단한 마르텐사이트 경화층을 형성합니다(V.S. Heat Treatment가 제공하는 핵심 공정).

경화 깊이는 0.2~2 mm, 58~62 HRC이며 심부는 질김 — 단단한 표면과 질긴 심부가 필요한 특수 등급 나사·핀·스터드·너트에 최적입니다.

질화는 더 낮은 온도(약 500~550°C)에서 담금질 없이 질소를 확산시키므로 변형이 최소 — 고정밀 부품에 적합합니다.

표면은 매우 단단하고(약 900~1100 HV 상당) 우수한 내마모성과 피로 강도, 약간의 내식성 이점도 있지만 경화층은 보통 침탄보다 얇습니다.

하이브리드 방식으로 약 800~870°C에서 탄소와 질소를 모두 더합니다. 질소가 담금질성과 내마모성을 높이므로 경제적으로 단단한 표면이 필요한 태핑 나사나 세트 스크루 등 대량 소형 부품에 최적입니다.

• 침탄 — 깊고 매우 단단한 경화층. 고온. 변형 중간. 담금질 필요.
• 질화 — 얇지만 매우 단단한 경화층. 저온. 변형 최소. 담금질 불필요.
• 침탄질화 — 비용과 품질의 균형. 대량 소형 부품에 최적.