[고주파열처리]고주파 열처리

소개

고주파열처리

목차

1. 개 요
2. 고주파유도가열의 원리
3. 고주파 가열장치
4. 고주파가열 및 퀜칭장치의 제어기술
5. 가열 코일
6. 단시간 가열에 의한 강의 오오스테나이트화
7. 고주파 가열에 의한 템퍼링
8. 고주파열처리에서의 변형
9. 열처리변형대책

본문내용

1. 개 요
단시간 급속 가열이 특징인 고주파유도가열은 재료의 내마모성과 내피로성을 증대시키는 표면경화법 중에서도 가장 많이 이용되고 있는 방법중의 하나이다. 현재 다양한 분야에서 이용되고 있으나, 그 대부분이 자동차 부품의 열처리에 응용되고 있다. 현재 자동차 사용자의 요구는 다양하여 성능의 고급화, 선진성 등이, 사회적으로는 차체의 안정성, 제조 공정에서나 배기 가스의 지구환경보존이 강하게 요구되고 있다. 또한 자동차의 성능과 기능이 종래보다 더욱 향상되고 채용되는 기술이 엄격하게 요구되므로 고강도, 긴 수명을 위한 부품 및 재료의 개발, 사용한 재료의 recycling이 추구되고 있다. 이러한 요구때문에 기본적으로 필요한 부위에 적절한 특성과 기능을 실현시키는 열처리기술의 역할이 매우 크다. 이런 의미에서 고주파열처리는 부품의 기능향상이라는 중요한 과제를 해결하기 위한 주요한 기술에 해당된다.

2. 고주파유도가열의 원리
2.1. 유도가열법
유도가열에서는 그림 1에 나타낸 것처럼 교류전원에 연결한 가열코일의 중심부에 막대모양의 금속을 삽입하면 코일과 금속은 떨어져 있음에도 불구하고 금속은 가열된다. 이것이 유도가열이다. 이 현상을 정리해보면 (a) 코일에 흐르는 전류에 의해 자계(磁界)가 발생한다. (b) 자계는 막대 금속 내에도 생긴다. (c) 막대 금속 내에서는 이 자계를 상쇄하는 방향으로 전류가 흐른다(이것을 와전류라고 부름). 이 와전류는 표면에 가까울수록 많이 흐른다(표피효과라고 함). (d) 이 와전류에 의한 금속의 전기저항으로 열(Joule열이라고 함)이 발생한다. 당연히 막대의 표면 근처일수록 발열이 많다. (e) 그러므로 막대 금속은 표면에서 중심부를 향하여 가열이 진행된다. 그러나 동시에 방열도 시작된다. (f) 즉, 막대 금속의 중심부는 표면근처에서 먼저 발생한 열의 전도를 받아 표면보다 조금 늦게 가열된다.

2.2. 전류의 침투깊이
막대 금속에 흐르는 전류분포를 단면으로 표시하여 그림 2(a)에 나타내었다. 가로축은 와전류의 밀도이다. 이 전류밀도는 내부로 갈수록 지수함수적으로 감소한다. 또한 그 경향은 주파수가 높을수록 급하다.

참고자료

· 1. 東京電力株式會社 電氣 加熱技術協會, 誘導加熱, 1982
· 2. 電氣興業株式會社 : 電興技報, No. 25 - 29, 1991-5
· 3. 川崎 : 工業加熱, 33(1), 1996
· 4. 小泉 : 工業加熱, 25(6), 1988
· 5. 星 : 熱處理大學講座, 1996