KR101135007B1 - 크롬 확산 침투 용액 및 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법 - Google Patents
크롬 확산 침투 용액 및 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101135007B1 KR101135007B1 KR1020090083485A KR20090083485A KR101135007B1 KR 101135007 B1 KR101135007 B1 KR 101135007B1 KR 1020090083485 A KR1020090083485 A KR 1020090083485A KR 20090083485 A KR20090083485 A KR 20090083485A KR 101135007 B1 KR101135007 B1 KR 101135007B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chromium
- diffusion
- penetration
- solution
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011651 chromium Substances 0.000 title claims abstract description 91
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 70
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 35
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 32
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 30
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 6
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims description 6
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 18
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 3
- 229940117975 chromium trioxide Drugs 0.000 description 2
- GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N chromium(6+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+6] GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUOBERCRSABHOT-UHFFFAOYSA-N diantimony Chemical compound [Sb]#[Sb] WUOBERCRSABHOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- YWCYJWYNSHTONE-UHFFFAOYSA-O oxido(oxonio)boron Chemical compound [OH2+][B][O-] YWCYJWYNSHTONE-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/18—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
- C23C10/20—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being diffused
- C23C10/24—Salt bath containing the element to be diffused
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/18—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
- C23C10/20—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being diffused
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
본 발명은 크롬 침투에 의한 내열, 내식, 내산, 내마모성을 갖는 특수강을 생산하기 위한 확산 침투 용액 및 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법에 관한 것으로서, 특히 강철 또는 주철로 된 제품을 붕사(borax), 산화붕소(BxOy), 크롬철( Fe-Cr), 산화크롬(CrxOy), 염화나트륨(NaCl), 촉진제를 포함하는 크롬 확산 침투 용액에 침지하여 크롬을 확산 침투 시켜서 내열, 내식, 내산, 내마모성이 향상된 특수강을 제조하기 위한 것이다.
확산 침투, 크롬, 염욕조
Description
본 발명은 액체식 크롬 확산 침투에 의한 불수강 및 특수강을 생산하기 위한 크롬 확산 침투 용액 및 특수강 생산 방법에 관한 것이다.
일반적으로 특수강 생산 방법은 특수강의 원료로 되는 크롬 및 기타 원소들을 혼합하여 1700℃~2000℃의 온도에 용해 한 후, 주조 공정을 거쳐 생산되는 합금 용해 방법이다.
그러나, 위와 같은 합금 용해 방법은 용해 온도가 높고 액유동성이 작은데, 이로 인해, 용해 한 후 주조할 때 수축률이 크고, 기공이 많으며, 복잡한 기계적 혼합물등이 불균일하게 생성되므로 특수강의 성질이 저하된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법이 개시된 바 있다. 이것은 강철 또는 주철을 소정의 성분을 혼합한 염욕조내에 침지하여, 크롬을 강철 또는 주철의 표면으로 침투시켜 크롬 확산층을 형성하는 것인데, 염욕조내의 용액 성분 및 온도, 침지 시간 등에 따라 크롬 확산층의 두께가 달라지며, 또한 크롬 확산층의 경도가 달라지게 된다.
그러나, 종래의 액체식 크롬 확산 침투에 의한 방법은 크롬 확산 침투를 위한 조건 개선에 뚜렷한 진전을 보이지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 합금 용해 방법으로는 생산하기 힘든 내열, 내식, 내산, 내마모성을 갖는 특수강을 액체식의 크롬 확산 침투 방법을 이용하여 손쉽게 생산하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 크롬 확산 침투 용액은 강철 또는 주철의 제품 표면에 크롬을 확산 침투시키기 위한 크롬 확산 침투 용액에 있어서,
상기 크롬 확산 침투 용액은, 삼산화이붕소(B2O3) 15~25중량%, 크롬철(Fe-Cr) 5~20중량%, 염화나트륨 2~5중량%, 65%의 Cr(BO2)3 과 35%의 Cr으로 구성된 촉진제 1~5중량% 및 붕사(borax) 잔량을 함유한다.
또한, 상기 크롬 확산 침투 용액은 삼산화이크롬(Cr2O3) 1 ~ 4중량%를 추가로 함유한다.
또한, 삼산화이붕소(B2O3) 15~25중량%, 크롬철(Fe-Cr) 5~20중량%, 염화나트륨 2~5중량%, 65%의 Cr(BO2)3 과 35%의 Cr으로 구성된 촉진제 1~5중량% 및 붕사(borax) 잔량을 혼합하여 확산 침투 용액을 준비하는 단계; 상기 확산 침투 용액을 800℃~900℃로 가열 유지하는 단계; 강철 또는 주철을 상기 확산 침투 용액에 1~3시간 동안 침지하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 침지하는 단계 이후에, 90℃~110℃의 오일로 세척하는 단계; 상기 세척 단계 이후에, 0.5~1.5 시간 동안 450℃~550℃의 온도에서 열처리하는 제 1 소려 단계; 상기 제 1 소려 단계 이후에, 0.5~1.5 시간 동안 150℃~250℃의 온도에서 열처리하는 제 2 소려 단계를 포함한다.
또한, 상기 확산 침투 용액은 삼산화이크롬(Cr2O3) 1 ~ 4중량%을 추가로 함유한다.
상기 크롬 확산 침투 용액은, 삼산화이붕소(B2O3) 15~25중량%, 크롬철(Fe-Cr) 5~20중량%, 염화나트륨 2~5중량%, 65%의 Cr(BO2)3 과 35%의 Cr으로 구성된 촉진제 1~5중량% 및 붕사(borax) 잔량을 함유한다.
또한, 상기 크롬 확산 침투 용액은 삼산화이크롬(Cr2O3) 1 ~ 4중량%를 추가로 함유한다.
또한, 삼산화이붕소(B2O3) 15~25중량%, 크롬철(Fe-Cr) 5~20중량%, 염화나트륨 2~5중량%, 65%의 Cr(BO2)3 과 35%의 Cr으로 구성된 촉진제 1~5중량% 및 붕사(borax) 잔량을 혼합하여 확산 침투 용액을 준비하는 단계; 상기 확산 침투 용액을 800℃~900℃로 가열 유지하는 단계; 강철 또는 주철을 상기 확산 침투 용액에 1~3시간 동안 침지하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 침지하는 단계 이후에, 90℃~110℃의 오일로 세척하는 단계; 상기 세척 단계 이후에, 0.5~1.5 시간 동안 450℃~550℃의 온도에서 열처리하는 제 1 소려 단계; 상기 제 1 소려 단계 이후에, 0.5~1.5 시간 동안 150℃~250℃의 온도에서 열처리하는 제 2 소려 단계를 포함한다.
또한, 상기 확산 침투 용액은 삼산화이크롬(Cr2O3) 1 ~ 4중량%을 추가로 함유한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 크롬 확산 침투 용액 및 크롬 확산에 의하 특수강 생산 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 질산 및 기타 산성, 알칼리성등의 부식 매질에서 향상된 내구성을 갖는다.
둘째, 강철 또는 주철의 높은 기계적 안정성과 강철 또는 주철의 표면에 형성된 크롬 확산 침투층에 의해 향상된 내구성을 갖는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 산화붕소의 함유량과 크롬 확산층의 상관 그래프이고, 도 2는 크롬철의 함유량과 크롬 확산층 상관 그래프이며, 도 3은 산화크롬의 함유량과 탄소의 감소량의 상관 그래프이고, 도 4는 촉진제의 함유량과 크롬 확산층의 상관 그래프이며, 도 5는 염욕조의 온도와 크롬 확산층의 상관 그래프이고, 도 6은 침지 시간과 크롬 확산층의 상관 그래프이며, 도 7은 표면 깊이와 경도의 상관 그래프이다.
시편의 준비
본 발명의 바람직한 실시예로서 아래의 표 1과 같은 화학 성분을 포함하는 주철 시편을 이용한다.
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni |
| 3.2 | 1.8 | 0.8 | 0.31 | 0.10 | 0.12 | 0.14 |
염욕조의
준비
붕사(borax)를 염욕조에 넣고 가열한다. 다음으로 산화붕소(BxOy,x=2,4이고 y=2,3,5를 나타냄), 바람직하게는 삼산화이붕소(B2O3)를 넣고, 염화나트륨을 넣는다. 염화나트륨이 모두 녹은 후에 850℃의 온도에서 염욕조의 내부 용액을 교반한다. 교반 속도는 80~90r/min의 속도를 유지한다. 전체 크롬철의 80%를 넣고 6~7시간이 지난 후에, 촉진제(promotor)를 넣고 남은 크롬철을 넣는다. 크롬철을 넣을 때에는 삼산화크롬(Cr2O3)을 소량 함께 넣는다. 이로써 염욕조내에 크롬 확산 침투 용액이 마련된다.
산화 붕소 영향
본 실시예에서의 산화붕소(BxOy,x=2,4이고 y=2,3,5를 나타냄)는 이산화이붕소(B2O2), 삼산화이붕소(B2O3), 삼산화사붕소(B4O3) 및 오산화사붕소(B4O5)등이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 삼산화이붕소(B2O3)을 사용하는 것이 좋다.
도 1은 주철 시편을 850℃의 온도에서 3시간 동안 염욕조에 침전한 경우, 삼산화이붕소(B2O3)의 함유량과 크롬 침투 층의 두께에 대한 상관 관계도이다. X축은 삼산화이붕소(B2O3)의 함유량이며, Y축은 주철 시편의 표면에 형성되는 크롬 침투층의 두께이다. 여기서, 크롬철은 10% 함유되었다.
도 1을 참조하면, 삼산화이붕소(B2O3)의 함유량에 따라 크롬 확산층의 두께는 달라지며, 삼산화이붕소(B2O3)의 함유량이 20~25% 일때 크롬 침투 층의 두께가 가장 크다. 또한, 삼산화이붕소(B2O3)의 함유량이 30%를 초과하는 경우에는 오히려 크롬 확산층의 두께가 감소한다.
크롬철과
산화크롬의 영향
염욕조는 850℃의 온도로 유지되며, 주철 시편을 염욕조에 3시간 침전하여 크롬철의 함유율에 따른 크롬 침투 층의 두께를 측정하였다.
도 2의 X축은 크롬철의 함유량이며, Y축은 주철 시편의 표면에 형성되는 크롬 침투층의 두께이다.
도 2를 참조하면, 크롬철의 함유량이 20%까지 크롬 확산 층의 두께는 증가하나, 크롬철의 함유량이 20%보다 많으면, 크롬 확산 층의 두께가 감소한다.
한편, 도 2의 제 2 라인(2)은 산화크롬이 함유된 경우로서, 산화크롬이 함유되지 않은 도 2의 제 1 라인(1)에 비해 크롬 확산층의 두께가 증가함을 알 수 있다. 산화크롬은 산화제이크롬(Cr2O3), 삼산화크롬(CrO3), 산화제일크롬(CrO)등이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 산화제이크롬(Cr2O3)을 사용하는 것이 좋다.
한편, 삼산화이크롬(Cr2O3)의 함유량이 증가하면, 주철 시편 표면의 탈탄 행정으로 인해 탄소의 함유량이 감소한다.
도 3을 참조하면, 삼산화이크롬(Cr2O3)이 4%이상 함유되면, 탈탄 행정이 급격히 증가하여, 주철 시편 표면의 탄소 함유량이 급격히 감소함을 알 수 있다. 따라서, 삼산화이크롬(Cr2O3)이 4% 이상 함유될 경우에는, 탈탄 행정으로 인해 주철 표면의 탄소가 적어지므로, 삼산화이크롬(Cr2O3)의 함유량은 4%이하가 바람직하다.
염화나트륨(
NaCl
) 및 촉진제의 영향
염화나트륨은 염욕조 용액의 녹는점을 낮춰주며, 크롬의 유동을 향상시켜 확산 침투를 향상시킨다.
염화나트륨의 함유량이 5%이상이면, 분층현상으로 인해 크롬 확산층의 두께가 감소하게 된다. 따라서, 염화나트륨은 2~5%가 함유되는 것이 바람직하다.
촉진제(promotor)는 염욕조내에서 크롬 원자의 확산 침투를 향상시키기 위한 것으로서 Cr(BO2)3 와 Cr으로 구성된다. 예를 들어, 촉진제는 아래 표 2와 같이 65%의 Cr(BO2)3 과 35%의 Cr으로 구성될 수 있다.
| 성분비 | Cr(BO2)3 | Cr |
| % | 65 | 35 |
도 4는 850℃에서 3시간 동안 주철 시편을 침전하여 촉진제(promotor)의 함유량에 따른 크롬 확산 침투층의 두께를 측정한 그래프이다.
X축은 촉진제(promotor)의 함유량이며, Y축은 주철 시편의 표면에 형성되는 크롬 침투층의 두께이다.
촉진제(promotor)의 함유량이 5% 이상이 되면, 크롬 확산층의 두께가 감소한다. 따라서, 촉진제(promotor)는 도 4와 같이 1~5%의 함유량이 바람직하다.
온도의 영향
도 5는 염욕조의 온도를 800~1000℃까지 증가시켜가면서 온도에 따른 크롬 확산 침투층의 두께 변화를 측정한 것이다. X축은 염욕조의 온도이며, Y축은 주철 시편의 표면에 형성되는 크롬 침투층의 두께이다.
도 5의 제 1 라인(1)은 침지를 2시간 동안 진행한 것이며, 도 5의 제 2 라인(2)은 침지를 4시간 동안 진행한 것이다.
염욕조의 온도가 950~1000℃사이에서는 확산 침투 속도가 빨라지는 장점이 있으나, 염욕조의 산화 및 증발 문제로 인해서 900℃이하가 바람직하다.
침전시간의 영향
도 6는 주철 시편의 침전 시간에 따른 확산 크롬 층의 두께 변화를 측정한 것이다. X축은 침지 시간이며, Y축은 주철 시편의 표면에 형성되는 크롬 침투층의 두께이다.
도 6의 제 1 라인(1)은 850℃로 진행한 것이며, 도 6의 제 2 라인(2)은 950℃로 진행한 것이다.
도 6을 참조하면, 2시간까지는 급격히 증가하다가 2시간이 지나면 포물선 형태로 확산 속도가 감소하게 된다.
크롬
확산층의
깊이에 따른 경도 변화
도 7은 850℃의 온도에서 3시간 동안 침지시킨 경우에, 크롬 확산층의 표면 깊이에 따른 경도 변화를 나타낸 것이다. X축은 표면으로부터의 깊이이며, Y축은 주철 시편의 깊이에 따른 경도이다.
표면 깊이가 0~ 0.08mm에서는 8~18 GPa 수준의 높은 경도를 보이며, 표면 깊이가 0.08mm이상에서는 완만하게 표면 경도가 감소한다.
위와 같은 확산 침투 용액은 산화붕소는 15~25% 함유하고, 크롬철은 5~20% 함유하고, 산화크롬은 4%이하 함유하고, 염화나트륨은 2~5% 함유하고, 촉진제는 1~5%함유함으로써, 향상된 내열, 내식, 내산, 내마모성을 갖는 특수강 제조가 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법은 다음과 같다.
우선, 붕사(borax), 산화붕소(BxOy), 크롬철( Fe-Cr), 산화크롬(CrxOy), 염화나트륨(NaCl), 촉진제를 포함하는 확산 침투 용액을 준비한다.
다음으로, 확산 침투 용액을 800℃~900℃로 가열 유지한다.
그 다음에, 강철 또는 주철을 상기 확산 침투 용액에 1~3시간 동안 침지하여 강철 또는 주철에 확산을 침투시킨다.
확산 침투 과정을 완료한 다음에는, 90℃~110℃의 오일로 세척한다.
오일 세착 단계이후에, 0.5~1.5 시간 동안 450℃~550℃의 온도에서 열처리하는 제 1 소려 단계를 거친다.
제 1 소려 단계를 거친 이후에, 0.5~1.5 시간 동안 150℃~250℃의 온도에서 열처리하는 제 2 소려 단계를 거친다.
위와 같은 특수강 생산 방법에 의해, 향상된 내열, 내식, 내산, 내마모성을 갖는 특수강 제조가 가능하다.
본 발명은 강철 또는 주철의 표면에 크롬 확산층을 형성한 특수강의 제조방법에 이용될 수 있다.
도 1은 산화붕소의 함유량과 크롬 확산층의 상관 그래프.
도 2는 크롬철의 함유량과 크롬 확산층 상관 그래프.
도 3은 산화크롬의 함유량과 탄소의 감소량의 상관 그래프.
도 4는 촉진제의 함유량과 크롬 확산층의 상관 그래프
도 5는 염욕조의 온도와 크롬 확산층의 상관 그래프.
도 6은 침지 시간과 크롬 확산층의 상관 그래프.
도 7은 표면 깊이와 경도의 상관 그래프.
Claims (8)
- 강철 또는 주철의 제품 표면에 크롬을 확산 침투시키기 위한 크롬 확산 침투 용액에 있어서,상기 크롬 확산 침투 용액은, 삼산화이붕소(B2O3) 15~25중량%, 크롬철(Fe-Cr) 5~20중량%, 염화나트륨 2~5중량%, 65%의 Cr(BO2)3 과 35%의 Cr으로 구성된 촉진제 1~5중량% 및 붕사(borax) 잔량을 함유하는 것을 특징으로 하는 크롬 확산 침투 용액.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 크롬 확산 침투 용액은 삼산화이크롬(Cr2O3) 1 ~ 4중량%를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 크롬 확산 침투 용액.
- 삭제
- 삼산화이붕소(B2O3) 15~25중량%, 크롬철(Fe-Cr) 5~20중량%, 염화나트륨 2~5중량%, 65%의 Cr(BO2)3 과 35%의 Cr으로 구성된 촉진제 1~5중량% 및 붕사(borax) 잔량을 혼합하여 확산 침투 용액을 준비하는 단계;상기 확산 침투 용액을 800℃~900℃로 가열 유지하는 단계;강철 또는 주철을 상기 확산 침투 용액에 1~3시간 동안 침지하는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법
- 제 6 항에 있어서,상기 침지하는 단계 이후에, 90℃~110℃의 오일로 세척하는 단계;상기 세척 단계 이후에, 0.5~1.5 시간 동안 450℃~550℃의 온도에서 열처리하는 제 1 소려 단계;상기 제 1 소려 단계 이후에, 0.5~1.5 시간 동안 150℃~250℃의 온도에서 열처리하는 제 2 소려 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법
- 제 6 항에 있어서, 상기 확산 침투 용액은 삼산화이크롬(Cr2O3) 1 ~ 4중량%을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090083485A KR101135007B1 (ko) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | 크롬 확산 침투 용액 및 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법 |
| CN2010102577763A CN101942634B (zh) | 2009-09-04 | 2010-08-11 | 一种铬扩散浸液体和铬扩散浸透法制作特殊钢材的生产方法 |
| PCT/KR2010/005954 WO2011028032A2 (en) | 2009-09-04 | 2010-09-02 | Chromizing solution and method of manufacturing special steel using chromizing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090083485A KR101135007B1 (ko) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | 크롬 확산 침투 용액 및 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110025425A KR20110025425A (ko) | 2011-03-10 |
| KR101135007B1 true KR101135007B1 (ko) | 2012-04-19 |
Family
ID=43434836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090083485A Active KR101135007B1 (ko) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | 크롬 확산 침투 용액 및 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101135007B1 (ko) |
| CN (1) | CN101942634B (ko) |
| WO (1) | WO2011028032A2 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105506545A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-04-20 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种用于超超临界汽轮机1Cr11MoNiW1VNbN材质高温快速渗铬的渗铬剂及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0252479A2 (en) | 1986-07-07 | 1988-01-13 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Method for surface treatment and treating material therefor |
| JP2002285319A (ja) | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Tocalo Co Ltd | 耐酸化性および耐摩耗性に優れた高温用部材およびその製造方法 |
| KR20070060107A (ko) * | 2004-09-03 | 2007-06-12 | 디퓨젼 얼로이즈 리미티드 | 소전의 제조방법 |
| JP2008189988A (ja) | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Tocalo Co Ltd | 表面被覆部材およびその製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5785967A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-28 | Daido Kogyo Co Ltd | Silent chain |
| JPS6141760A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-28 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 耐熱・耐食性被覆鋼材およびその形成方法 |
| CN1011709B (zh) * | 1989-03-04 | 1991-02-20 | 国家机械工业委员会武汉材料保护研究所 | 金属稀土共渗盐浴 |
| CN100497720C (zh) * | 2006-07-07 | 2009-06-10 | 成都金品科技发展有限公司 | 以硼砂熔盐为载体表面复合渗入钒铌的金属工件的生产方法 |
| CN101168832A (zh) * | 2007-11-29 | 2008-04-30 | 苏州市万泰真空炉研究所有限公司 | 盐浴渗铬法 |
-
2009
- 2009-09-04 KR KR1020090083485A patent/KR101135007B1/ko active Active
-
2010
- 2010-08-11 CN CN2010102577763A patent/CN101942634B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-02 WO PCT/KR2010/005954 patent/WO2011028032A2/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0252479A2 (en) | 1986-07-07 | 1988-01-13 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Method for surface treatment and treating material therefor |
| JP2002285319A (ja) | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Tocalo Co Ltd | 耐酸化性および耐摩耗性に優れた高温用部材およびその製造方法 |
| KR20070060107A (ko) * | 2004-09-03 | 2007-06-12 | 디퓨젼 얼로이즈 리미티드 | 소전의 제조방법 |
| JP2008189988A (ja) | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Tocalo Co Ltd | 表面被覆部材およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110025425A (ko) | 2011-03-10 |
| CN101942634B (zh) | 2013-01-16 |
| CN101942634A (zh) | 2011-01-12 |
| WO2011028032A2 (en) | 2011-03-10 |
| WO2011028032A3 (en) | 2011-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102638615B1 (ko) | 크롬계 코팅물, 크롬계 코팅물 제조 방법, 및 코팅된 물체 | |
| CN103276345B (zh) | 一种应用于汽车零部件金属表面qpq盐浴复合强化改性高新技术 | |
| US9611534B2 (en) | Molten-salt bath for nitriding mechanical parts made of steel, and implementation method | |
| JP6950821B2 (ja) | 機械部品とその製造方法 | |
| CN103215536A (zh) | 在不锈钢表面形成耐蚀硬化层的低温渗氮方法 | |
| CN105239037A (zh) | 一种链条销轴表面渗钒强化工艺 | |
| CN101392361A (zh) | 马氏体不锈钢氮碳共渗方法及其制品 | |
| KR101135007B1 (ko) | 크롬 확산 침투 용액 및 크롬 확산 침투에 의한 특수강 생산 방법 | |
| KR100812971B1 (ko) | 금속의 염욕 질화방법 및 그 방법으로 제조된 금속 | |
| CN103014603A (zh) | 一种稀土氧化物改性qpq技术及其在水压传动元件上的应用 | |
| TW200424364A (en) | Iron based part and production method for the same | |
| JP4789141B2 (ja) | 鉄系部品の製造方法 | |
| JP2019049032A (ja) | 浸窒処理用鋼材 | |
| JP5077814B2 (ja) | シャフト及びその製造方法 | |
| KR101650318B1 (ko) | 스테인리스강의 질화방법 | |
| JPS613878A (ja) | 部材表層の浸炭焼入れ方法 | |
| KR101269573B1 (ko) | 고면압강도, 고강도 및 고내식성 철강부품의 제조방법 | |
| HRP20000916A2 (en) | Duplex process for diffusional creation of solid carbide layers on metal materials | |
| JP2009540120A (ja) | 金属の塩浴窒化方法及びその方法で製造された金属 | |
| CN109735796A (zh) | 一种抑制高铬高钴渗碳钢网状碳化物组织并提高渗碳速度的渗碳方法 | |
| JP7178832B2 (ja) | 表面硬化材料の製造方法 | |
| JP7360060B2 (ja) | 鋼及び軸受 | |
| JPS5871357A (ja) | 軟窒化用鋼 | |
| KR20070111439A (ko) | 비시안계 염욕으로 질화된 금속 | |
| JPS641955Y2 (ko) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20090904 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20110701 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20120111 |
|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| PN2301 | Change of applicant |
Patent event date: 20120326 Comment text: Notification of Change of Applicant Patent event code: PN23011R01D |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20120403 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20120403 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20150403 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |