진공 열처리가 뭘까? 시원하게 설명해 드립니다. 2부

 

 

 

1부: https://sookookburner.tistory.com/190

진공 열처리가 뭘까? 시원하게 설명해 드립니다. 1부

 

 

 

 

진공 열처리로

진공 열처리로는 밀폐된 화실과 진공 시스템을 사용하여 화실 내의 압력을 낮추는 것이 특징입니다. 이를 통해 대기압 이하의 분위기에서 열처리 공정이 진행될 수 있습니다.

 

 

주요 특징들

• 광휘 열처리 능력

진공 열처리는 광휘 열처리가 가능하여 금속표면의 산화를 방지하고 광택을 높여 금속재료의 가치를 높여줍니다.

 

• 제석 효과

진공 열처리를 통해 유기물을 제거하고 금속 표면의 가스를 제거하므로 산세나 탈지가 필요 없어 작업 효율이 향상됩니다.

 

• 최적의 작업 환경

많은 진공로는 수냉식 이중벽 설계를 사용하여 외벽이 주변 온도에 가까운 상태로 유지됩니다. 또한, 질소나 아르곤과 같은 불활성 가스를 대기 중에 사용하는 경우가 많아 작업 환경에 유리합니다.

 

• 기계적 특성 개선

진공 열처리로 가스 제거를 유도하여 기계적 특성이 개선됩니다. 표면 세정 효과로 내마모성도 향상됩니다.

 

• 왜곡 최소화

복사열은 실온에서 점차 온도를 높이고, 제어식 냉각은 열 스트레스로 말미암은 변형을 최소화합니다.

 

 

 

구조

진공 용광로의 구조 / 이미지 출처: Sun Furnance Co.,LTD

 

 

 

진공 장비

 

진공 펌프는 일반적으로 진공 장비에 사용되며, 역할은 용광로 내부의 대기를 대체하여 진공 환경을 조성하는 것입니다. 진공 펌프에는 다양한 종류와 특성이 있으며, 필요한 진공 수준에 맞는 올바른 장비를 선택하는 것이 중요합니다.

 

JIS(일본 산업 표준)에 따르면 진공 레벨은 다음과 같이 분류됩니다.:

 

JIS 기준	진공 레벨	압력
2.1.1.1	저진공	100kPa~100Pa（105~102Pa）
2.1.1.2	중진공	100Pa~0.1Pa（102~10-1Pa）
2.1.1.3	고진공	0.1Pa~10μPa（10-1~10-5Pa）
2.1.1.4	초진공	10μPa（10-5Pa 혹은 그 이하）
-	극초진공	1nPa（10-9Pa 혹은 그 이하）

 

진공 열처리에서는 필요한 진공 수준에 따라 중진공에서 고진공 범위에서 작동하는 것이 일반적입니다. 진공 수준이 너무 높으면 강철에 합금 원소가 바람직하지 않게 분산될 수 있으므로, 적절한 진공 수준에서 처리를 수행하는 것이 필수적입니다. 반면에 높은 청결도가 요구되는 경우, 일반 진공 수준보다 높은 진공 수준을 달성할 수 있는 진공 펌프가 필요할 수 있습니다.

 

 

 

진공 펌프의 주요 범주 및 해당 진공 수준

• 오일 로터리 진공 펌프

로터리 펌프라고도 하는 이 펌프는 가장 일반적으로 사용되는 진공 펌프입니다. 회전 시 윤활유를 사용하여 작동하며 밀봉 능력이 뛰어납니다. 대기압에서 수 파스칼(Pa)까지 펌프질하는 데 적합합니다.

 

• 기계식 부스터 펌프

루트 원리(Roots principle)에 기반을 둔 임펠러를 사용하여 덮개 내부의 회전자가 고속으로 동기화되어 회전합니다. 작은 크기에 빠른 펌핑 속도를 제공합니다. 단독으로 사용할 수 없으며, 일반적으로 오일 로터리 진공 펌프와 함께 사용합니다. 로터리 로브 펌프로 초기 펌핑 후 약 10~10-1 Pa의 진공 수준을 달성할 수 있습니다.

 

• 오일 방산 펌프 

가열된 오일 증기를 사용하여 가스를 압축하고 배출하는 고속 제트를 생성합니다. 로터리 오일 펌프 또는 기계식 부스터 펌프와 함께 보조 펌프로 사용되는 경우가 많습니다. 다른 펌프에 의한 초기 펌프질 후 약 10-4 Pa의 진공 수준을 달성할 수 있습니다.

 

• 터보 분자 펌프

오일 회전식 진공 펌프 또는 이와 유사한 펌프가 특정 수준의 진공에 도달한 후에 사용되는 펌프입니다. 빠르게 회전하는 날개를 사용하여 가스 분자를 압축하여 배출합니다. 깨끗한 환경에서 사용하는 것이 추천되며, 오일을 사용하지 않습니다. 고진공이 필요한 애플리케이션에 자주 사용됩니다.

 

• 극저온 펌프(크라이오 펌프)

극저온 표면을 사용하여 가스를 얼리거나 제거합니다. 터보 분자 펌프와 마찬가지로 청정 환경에서 자주 사용됩니다. 10~10-8 Pa의 진공 수준을 달성합니다.

 

• 이온 펌프

양극과 음극 사이에 인가된 전압을 사용하여 전자의 방전을 생성합니다. 일부 전자는 가스 분자와 충돌하여 이온을 생성하며, 티타늄과의 화학 반응을 통해 진공 수준을 높입니다. 약 10-8 Pa의 고진공 수준을 달성하는 데 적합한 펌프입니다.

 

 

진공 레벨에 해당하는 주요 진공 펌프의 예는 다음과 같습니다:

 

저진공 10-5——10-2	중진공 10-2——10-1	고진공 10-1——10-5	초진공 10-5——10-8	극초진공 10-9——
오일 로터리 진공 펌프 기계식 부스터 펌프	오일 로터리 진공 펌프 기계식 부스터 펌프 오일 방산 펌프 터보 분자 펌프	오일 방산 펌프 터보 분자 펌프 극저온 펌프 (크라이오 펌프) 이온 펌프	터보 분자 펌프 극저온 펌프 (크라이오 펌프)	이온 펌프

 

 

 

 

 

3부에서 계속됩니다.

 

 

 

 

 

출처: https://sunfa.co.jp/en/resources/column/column-3027/

What is vacuum heat treatment? Explain the mechanism, types and benefits of implementing a vacuum furnace. | Custom-Made Industr

 

 

 

 

 

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