생산 과정
금형강의 생산 공정은 매우 복잡하며, 각 단계는 최종 제품의 품질을 보장하기 위해 엄격하게 제어되어야 합니다. 금형강의 생산 공정에 대한 자세한 설명은 다음과 같습니다.
1.제련
제련은 주형강 생산의 첫 단계로, 원료를 녹이고 합금 원소를 첨가하여 강의 구성과 성능을 조정합니다. 일반적인 제련 장비는 다음과 같습니다.
전기 아크로(전기로): 주로 스크랩 강철을 녹이는 데 사용됩니다. 스크랩은 전기 아크의 고온으로 녹이고 필요에 따라 다양한 합금 원소를 첨가합니다.
진공 유도 용융(정력): 강철은 진공 환경에서 용융되어 용융 강철에서 가스와 불순물을 효과적으로 제거하고 순도를 높이며 합금 원소의 균일한 분포를 보장합니다. 이 방법은 고품질 금형 강철을 생산하는 데 사용됩니다.
전기슬래그 재용융(적혈구수): 이 공정에서는 용융된 강철을 슬래그 욕조에서 전류를 통해 다시 용융하는데, 이를 통해 불순물을 제거하고 결정립 구조를 미세화하여 더 균일하고 고품질의 제품을 생산합니다.
제련 중에 다양한 합금 원소(크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐, 니켈, 코발트 등)가 필요한 강철 유형 및 성능 특성에 따라 추가됩니다. 이러한 합금 원소는 경도, 내마모성, 인성 및 열 안정성과 같은 특성에 영향을 미칩니다.
2.주조
용광 후, 용융된 강철은 일반적으로 다음과 같은 방법을 사용하여 주괴 또는 빌릿으로 주조됩니다.
잉곳 주조: 용융된 강철은 냉각되어 잉곳 모양 또는 블록 모양의 주형 강철을 형성하기 위해 주형에 부어집니다. 잉곳 주조는 일반적으로 더 큰 크기에 사용되며 나중에 단조됩니다.
연속 주조: 용융된 강은 연속적으로 빌릿으로 주조되어 더 나은 균일성과 더 적은 결함을 제공합니다. 이 방법은 대량 생산과 강철 특성의 정밀한 제어에 적합합니다.
주조 공정 동안 냉각 속도는 엄격하게 제어되어야 합니다. 너무 빠르거나 너무 느린 냉각은 기공이나 균열과 같은 결함으로 이어질 수 있습니다. 적절한 냉각 제어는 강의 미세 구조와 물리적 특성에 직접적인 영향을 미칩니다.
3.단조
단조는 주조된 강철 잉곳을 고온으로 가열하고 기계적 압력을 가해 소성 변형시키고, 이를 통해 내부 구조와 기계적 성질을 더욱 개선하는 공정입니다.
난방:강철 괴는 먼저 단조 온도(일반적으로 1000~1200°C)까지 가열되어 재료가 성형에 충분히 가소성을 갖추는지 확인합니다.
단조: 잉곳은 단조 기계로 압력을 받아 압축되고 늘어나서 둥근 막대, 사각 막대 등과 같은 필요한 모양이 됩니다. 단조하는 동안 강의 입자 구조가 미세화되어 강도와 인성이 증가합니다.
내부 결함 제거: 단조는 주조 중에 형성되는 가스 기포나 개재물과 같은 내부 결함을 제거하는 데 도움이 되어 강철의 밀도와 균일성을 향상시킵니다.
단조 후, 금형강은 거시구조와 미세구조 모두에서 상당한 개선을 거치며, 입자 크기가 더 균일해지고 인장 강도가 더 높아집니다.
4.열처리
열처리는 금형강 생산에서 중요한 단계입니다. 목표는 강의 미세구조를 조정하여 경도, 내마모성 및 인성을 향상시키는 것입니다. 일반적인 열처리 공정은 다음과 같습니다.
가열 냉각: 어닐링은 강철을 특정 온도까지 가열한 후 천천히 냉각시켜 단조 중에 발생한 내부 응력을 제거하고, 재료의 구조를 더 균일하게 만들고, 경도를 낮춰 기계 가공성을 개선하는 과정입니다.
정규화: 어닐링과 유사하지만 더 빠른 냉각을 제공하며, 일반적으로 공기를 사용합니다. 정규화는 강철의 기계적 특성, 특히 인장 강도와 경도를 향상시킵니다.
담금질: 강철은 오스테나이트화 온도까지 가열된 후 빠르게 냉각되어(보통 물이나 오일에서) 마르텐사이트를 형성합니다. 담금질은 강철의 경도를 크게 증가시키지만 취성을 일으킬 수도 있습니다. 인성을 개선하려면 일반적으로 후속 템퍼링 공정이 필요합니다.
템퍼링: 담금질 후 강철은 매우 단단하지만 취성도 있습니다. 템퍼링은 강철을 더 낮은 온도로 재가열하여 경도를 낮추고 인성과 내마모성을 개선하여 수행됩니다. 특정 템퍼링 온도와 시간은 최종 성능을 결정하는 데 중요합니다.
5.가공
열처리 후, 금형강은 기계 가공을 통해 추가로 가공되어 모양, 크기 및 표면 품질이 필요한 사양을 충족하는지 확인합니다. 일반적인 기계 가공 프로세스는 다음과 같습니다.
절단: 강철은 톱질, 레이저 절단, 플라즈마 절단과 같은 방법을 사용하여 필요한 크기로 절단됩니다.
터닝, 밀링, 연삭: 이러한 공정은 금형강의 모양을 정제하여 정밀한 치수를 보장하는 데 사용됩니다. 특히 연삭은 표면 품질을 개선하는 데 사용되며, 특히 고경도강의 경우 그렇습니다.
드릴링 및 태핑: 일부 금형강의 경우 냉각 채널이나 조립용 구멍을 만들기 위해 드릴링이나 태핑이 필요할 수 있습니다.
6.표면 처리
금형강의 내마모성, 내식성 또는 피로 저항성을 개선하기 위해 추가 표면 처리를 적용할 수 있습니다. 일반적인 표면 처리에는 다음이 포함됩니다.
침탄: 강철은 탄소가 풍부한 환경에서 가열되고 처리되어 표면이 탄소를 흡수하고 경화된 층을 형성할 수 있습니다. 탄소화는 내마모성을 크게 개선하며 고마모 금형 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.
질화: 강철은 질소 또는 암모니아 가스 환경에서 가열되어 표면에 경화된 질화물 층을 형성합니다. 이 층은 뛰어난 경도와 내식성을 제공하여 높은 내마모성과 연장된 서비스 수명이 필요한 금형 강철에 이상적입니다.
전기 도금 또는 코팅: 금속이나 합금 층(크롬이나 니켈 등)을 전기 도금이나 코팅 공정을 통해 강철 표면에 도포하여 내식성과 내마모성을 강화합니다.
7.품질 검사
생산 과정 전반에 걸쳐 금형강은 엄격한 품질 관리 및 테스트를 거칩니다. 일반적인 품질 테스트는 다음과 같습니다.
화학성분 분석: 분광법이나 화학적 방법을 사용하여 다양한 합금 원소의 함량을 분석하고, 강철이 필요한 사양을 충족하는지 확인합니다.
경도 테스트: 경도 시험은 강철의 내마모성과 변형 저항성을 평가하는 데 필수적입니다. 일반적인 경도 시험에는 브리넬, 록웰, 비커스 경도 시험이 포함됩니다.
기계적 특성 테스트: 작업 조건에서 강철의 강도, 인성 및 내구성을 보장하기 위해 인장 시험, 충격 시험 및 피로 시험을 포함합니다.
비파괴 검사(비파괴검사): 초음파 검사, 자기 입자 검사, X선 검사와 같은 방법은 강철의 완전성에 영향을 줄 수 있는 내부 균열, 기공 또는 개재물을 감지하는 데 사용됩니다.
8.포장 및 배달
모든 가공 및 검사 공정이 완료된 후, 금형 강철은 배송을 위해 포장됩니다. 포장은 일반적으로 나무 상자, 팔레트 또는 기타 재료를 사용하여 운송 중 강철이 손상되지 않도록 보호합니다. 고객 요구 사항에 따라 강철은 배송 전에 다른 길이, 모양 또는 표면 처리로 절단될 수 있습니다.
위의 복잡한 생산 단계를 거쳐 금형강의 성능은 점차 최적화되어 높은 경도, 내마모성, 내식성, 인성과 같은 다양한 요구 사항을 충족합니다. 제련에서 포장에 이르기까지 공정의 각 단계는 최종 제품이 고품질이고 고객 요구 사항을 충족하도록 신중하게 제어됩니다.
