A Study on the Heat Treatment Technology for Reduction of Oxidation Scales

산화피막 저감을 위한 열처리 기술에 관한 연구

Most of flame furnace with uncontrolled atmosphere forms oxidation scales in the surface during heat treatment. In this case, shot blasting and pickling are commonly used for reduction of oxidation scales. These processes have many disadvantages, such as long process time, high operating cost and environmental problems due to polishing dust, etc. Hence, this study aimed to develop the advanced heat treating equipment which could make a controlled atmosphere using a heatresisting structure into the flame furnace. The analysis result with SEM, EPMA, and EDX revealed that the amount of scales formed is much less than that with the conventional flame furnace. A brightness of the sample treated with the advanced process is similar compared to the treatment with vacuum furnace. In the present work, it was recommended that the inside structure of the furnace and gas line system could made up of SBB410 and STS310, respectively. The operating cost with the advanced heat treatment system could be reduced annually by forty million won. As a result of this study, it may be possible to reduce the oxidation scales. The fundamental information obtained in this study will be useful not only for improving the heat treatment process(reduction of shot blast and cleaning process), but for promoting the manufacture of bright products.

열처리시 대부분 연소로의 경우는 대기중에서 열처리되기 때문에 표면에 산화피막이 형성된다. 그러므로 이의 제거를 위해 숏블라스트(Shot blasting) 같은 연마와 산세공정이 추가되므로 공정소요 시간이 오래 걸리고 연마분진으로 인한 작업장의 환경악화는 물론 제품의 형상이 복잡하거나, 강관의 내면은 처리가 더욱 어려워진다. 그러므로 본 연구에서는 연소로 내부에 고온 내구성을 지닌 강재로 내부로를 제작하고 내부 분위기를 불활성분위기로 조절하여 산화피막의 형성을 저감시키기 위하여 연구하였다. 전기로에서 실험된 시편의 SEM, EPMA, EDX의 분석결과 산화피막이 저감됨을 알 수 있었고, 또한 진공로와의 처리품질 비교에서도 진공로와 유사한 광휘성을 나타내었다. 연구결과 개선공정을 적용하기 위해 내부로는 원통형에 재질은 SBB410으로 제작하고 분위기 가스가 유입되는 가스관로는 STS310으로 하부에서 유입시키는 방식이 가장 효율적일 것으로 도출되었다. 기적용된 사업장의 절감효과를 적용한 경제성 평가에서 연간 약 4천만원 이상의 절감효과가 기대되고, 청정기술적 효과로는 열처리 이후 제품의 구조상 제거되지 못하는 산화피막에 대한 대책 수립 및 산화피막 폐기물발생 저감, 그리고 공정단축과 작업환경의 개선효과를 볼 수 있다.