프로세스는 기본 합금의 신중한 선택으로 시작됩니다. 크롬, 몰리브덴 및 바나듐과 같은 합금 요소를 포함하는 강철 등급은 질화에 사용됩니다. 이러한 요소는 질화 공정에 노출 될 때 단단하고 내구성있는 질화 층을 형성하는 재료의 능력을 향상시킵니다. 선택된 합금은 또한 무결성을 손상시키지 않고 단조 및 후속 질화의 응력을 견딜 수 있도록 적절한 탄소 함량 및 기계적 특성을 가져야합니다.
강철을 적절한 온도로 가열하는 것은 재료가 단조 할 수있을 정도로 충분히 가단성을 유지하면서 과도한 곡물 성장 또는 미세 구조의 바람직하지 않은 변화를 방지 할 수 있도록 중요합니다. 단조 질화 합금 정사각형 스틸 바 전기 또는 가스 용광로에서 가열되어 1,100 ° F ~ 1,200 ° F (593 ° C ~ 649 ° C)에 도달합니다. 난방 공정은 과열을 피하기 위해 신중하게 제어되며, 이는 산화 또는 과도한 탄화물 형성으로 이어질 수 있으며, 둘 다 강철의 성능에 부정적인 영향을 미칩니다.
재료가 적절한 온도에 도달하면 단조 프레스 또는 망치로 옮겨집니다. 단조 과정은 제어력을 적용하여 강철을 원하는 치수로 형성하는 것입니다. 이 단계는 강철의 입자 구조를 정렬하고 기계적 특성을 향상시키는 데 중요합니다. 강철은 정사각형 막대 모양으로 누르거나 망치로 재료에 균열이나 결함이 없도록합니다. 단조 과정은 또한 내부 구조를 개선하여 균일 성을 촉진하고 강철의 강도와 연성을 향상시킵니다.
단조 공정 후, 강철 막대는 제어 된 냉각 공정에 적용되며, 이는 재료의 기계적 특성을 설정하는 데 필수적이다. 냉각은 강철 등급 및 원하는 최종 특성에 따라 공기 냉각 또는 오일 담금질을 통해 수행 할 수 있습니다. 담금질은 냉각 과정의 속도를 높이기 위해 경도를 높이지만, 열 충격을 방지하기 위해 냉각 속도를 제어해야하므로 균열 또는 뒤틀림을 유발할 수 있습니다. 목표는 후속 질화를위한 최적의 경도와 강도를 가진 미세한 미세 구조를 달성하는 것입니다.
질화 단계에서, 단조 강철 막대는 질소가 풍부한 환경에 노출되어 단단하고 내마모성 질화 표면을 형성합니다. 공정은 가스 질화 (암모니아 가스) 또는 혈장 질화를 사용하여 수행 할 수 있으며, 둘 다 900 ° F에서 1,000 ° F (482 ° C와 538 ° C)의 온도에서 물질을 질소에 노출시키는 것을 포함합니다. 이 과정에서 질소 원자는 강철 표면으로 확산되어 "흰색 층"이라는 경화 층을 만듭니다. 이 질화 층은 표면 경도, 내마모성 및 피로 강도를 크게 향상시킵니다. 최종 적용의 요구 사항에 따라 질화 층의 깊이는 정확하게 제어 될 수있다.
질화 공정이 완료되면 강철 막대는 엄격한 품질 관리 절차를 겪습니다. 이러한 검사에는 일반적으로 경도 테스트가 포함되어 질화 표면이 원하는 경도 수준에 도달했습니다. 표면 무결성은 또한 질화 층의 균열, 구덩이 또는 불일치와 같은 잠재적 결함을 감지하기 위해 확인됩니다. 표면 거칠기 측정 또는 미세 구조 분석과 같은 비파괴 테스트 방법이 또한 질화 된 표면의 균일 성과 품질을 평가하기 위해 사용될 수 있습니다 .
