안녕하세요 한국생산기술연구원에 근무하면서 석사과정 중인 대학원생입니다.
제가 저탄소강(ss400)에 10um 정도 크롬도금후 1100 도씨 50torr 압력에서 질화처리를 하였습니다.
그때 크롬이 확산되어 Cr-Fe의 새로운 층을 형성하과 크롬과 질소가 반응하여 크롬질화물을
생성합니다. 하지만 10um의 크롬이 질화처리후 2-3um 정도로 깨져있습니다.
다른 논문의 경우 316l의 경우 니켈스트라이크층을 입히고 크롬도금하여 열처리 하였을 경우 크롬질화물층이 깨지지 않았습니다.
팽창계수, 크롬의 확산, 수소취성, 니켈스트라이크층 등에 관련있을것이라고 생각해서 여러가지를 생각햇는데
증명이 되지 않아 조언을 얻고자 글을 남깁니다.
cross section 해보시면 확실하게 질화크롬층만 크랙이 발생한것인가요? 아니면 인터메탈릭층역시 크랙이 생긴것인지요..
크로마이징(chromizing)과 비슷합니다만, 압력을 주는점과 CVD처럼 반응성가스를 주입하느점이 색다른 공법이군요. 공법이름이라도 알려주시면 좋겠습니다.
스텐레스와 비교시 이런 점이 차이가 날것으로 생각됩니다. 말씀하신 저탄소강의 열 팽창계수와 스텐레스의 열팽창계수의 차이로
발생할 수 있습니다. (비슷한경우가 알루미늄 하드 아노다이징의 경우 모재의 열팽창에 의해 양극산화피막에 크랙이 발생합니다.)
수소취성은 저탄소강에서는 일어나기 힘들구요( 거의 항장력강의 경우에 발생합니다) 수소를 발생시킬만한 요소가 없으므로 스킵해도 될것같습니다. 크롬의확산은 문제가 될것이 없구요, 니켈스트라이크층 역시 스텐레스에 크롬도금을 할 경우 밀착력향상을 위한 전처리에 불과하므로 문제가 될게 없습니다.
팽창계수와 비슷한 내용일지만 질화크롬의 응력이 매우 큰 경우도 발생은 어쩌면 당연한 것입니다. 유리질 처럼 아모르펄스의 조직은 깨지기 쉬운것운 잘 아실것입니다. 한번도 해보지 않은 입장에서 이런 말씀 드리는게 죄송스럽지만 경험을 바탕으로
1. 가압조건에 따른 크랙정도 data화
2. 열처리 후 냉각과정 step by step을 통해 열처리의한 결정화에 의한 차이점
3. 별도의 소둔처리
4. 질소량 혹은 어떤 분위기 가스의 조작에 의한 질화크롬층의 두께 조절.
5. 무전해 니켈층의 하지도금 실시.( 열팽창계수의 완충)
등이 1차적으로 조언을 드리고 싶습니다.
만약 어떤 스펙이나 물성을 바꿀 수 없는 경우라면 크랙을 적절하게 이용하는 방법도 큰 문제는 없습니다.(크랙이 성능에 치명적이지 않다면 말이죠) 왜냐하면 이미 표면처리쪽에는 하드크롬도금중 마이크로크랙도금(일부러 크랙을 만드는 도금)이 있습니다.
oilless 부품이나 고내식성에 출중한 효과가 있거든요... 참고하십시오.
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