열처리용 온도계와 냉각장치

열처리용 측정 장치 및 제어장치에 대해 알아보겠습니다.

열처리용 온도계는 크게 열전 온도계, 저항식 온도계, 방 사 온 도계, 광고 온계, 광전관 온도계, 팽창 온도계가 있습니다. 열전 도계는 서로 다른 두 금속의 양 끝단을 접속시켜 접점 온도에 차이가 있을 경우 형성되는 열전 기력을 측정하여 양 접점 간의 온도차를 측정하는 원리입니다. 저항식 온도계는 백금 또는 니켈의 금속선에 흐르는 전류의 세기를 측정하여 제어 온도를 측정하는 원리라고 할 수 있습니다. 방사 온도계는 측정 물체에서 방출되는 온도 방사를 이용한 온도계이며 감 온 통의 창에서 들어오는 복사열을 한 곳에 모으고 이 부분에 온도계의 감온부를 설치하여 온도를 측정하는 원리입니다. 주로 움직이는 물체의 온도 측정에 유리한 편입니다.

광고 온계는 고온의 물체의 온도를 휘도와 표준 휘도를 가진 백열전구의 필라멘트의 휘도와 일치시켜 전구에 흐르는 전류의 측정치를 온도로 환산하는 방법이며 700℃ 이하의 온도측정에는 적합하지 않아 주의해야 합니다. 광전관 온도계는 광전관을 이용하여 전기적으로 신속하게 일치시켜 측정하는 방법이며 고속으로 이동하는 물체의 온도 측정에 유리하나 가격이 매우 고가입니다. 팽창 온도계는 물체가 온도에 비례하여 팽창하는 원리를 이용하는 것으로 , 봉상 온도계와 바이메탈 온도계가 있습니다.

 

온도 제어장치의 정의와 종류

 

자동온도제어장치의 순서는 검출부터이며 노의 온도를 열전쌍을 이용하여 전압으로 검출하며 그다음 순서로는 비교입니다. 비교는 목푯값으로 정한 전압 값과 비교를 뜻하며 그다음 순서는 판단 후 조작입니다. 자동 온도제어장치의 종류는 온 오프식이며 단일 제어계로, 전원의 단속에 따라 조작 신호가 최대 또는 최소가 되는 방식이며 비례제어식은 전기로의 전력 공급 신호가 가능일 경우 100%로 하고 가능하지 않은 경우 60~80%로 감소시켜 공급전력의 완전 차단이 없는 방식입니다. 정치 제어식은 연속과 단속 2회로 법이라 하며 전기로의 전기회로를 2회로 분리하여 한쪽을 단속시켜 전기를 제어하는 방식이며 프로그램식 제어는 예정된 온도의 승온, 보온, 강온들을 자동으로 수행하는 방식으로 열처리 작업에 의한 온도, 시간에 따른 제어 및 열전대를 이용하는 방법입니다. 속도 제어식은 온도 편차에 따라 조절되는 전력의 양이 일정한 속도이며, 증가 또는 감소를 제어하는 방법입니다.

 

진공로와 고주파 및 화염 열처리로

진공로의 특징은 0.0001mmHg 정도의 감압함에서 열처리 부품을 가열하는 것이며 무공해 작업환경이며 고품질의 열처리가 가능하며 노벽에 방열 및 열 손실이 적어 에너지 절감 효과가 탁월합니다. 강재의 산화와 탈탄이 방지가 가능하며 처리할 수 없는 광휘 어닐링에 유용합니다. 또한 진공로에도 2가지가 나누어지는데 외열 식관 내열식입니다. 외열 식음 사용 온도에 대한 제한이 많으며 내열식은 외각이 물로 냉각되고 발열체와 단열판 및 처리 부품을 모두 진공실 내에 넣은 것으로 불활성 가스 중에서 냉각이 진행됩니다.

 

 

고주파 열처리는 1~50kHz 범위에서 처리 물과 코일 사이의 유도에 의해 처리 소재가 직접 발열하는 방식이며 승온이 단시간에 이루어지고 효율이 우수합니다. 발진 주파의 선택으로 가열을 표면에 한정시켜 표면 경화를 유도할 수 있습니다. 화염 열처리로는 가열 버너와 냉각장치로 구성되며 처리 소재의 표면을 가열 및 냉각하여 담금질합니다. 화염의 온도를 높이고 부화를 높여야 하며 주로 프로판 등과 산소의 혼합기체를 이용하여 가열하는 방식입니다.

 

열처리 냉각장치

열처리의 냉각장치에는 공기로 인한 냉각과 물로 인한 냉각이 있으며 추가적으로 기름으로 인한 냉각과 염욕 및 액체질소로 냉각하는 방법이 있습니다. 공기로 인한 냉각장치는 구조용 합금강의 불림 처리에 이용되며 가스 순환 회로에 열교환기를 장착하여 무산화 냉각을 유도합니다. 가열은 분위기 속에서 진행하며 냉각은 대기 중에서 하는 것이 특징입니다. 물로 인한 냉각은 교반 설치로 처리제의 균일한 냉각을 유도하며 수온이 30℃를 넘지 않도록 냉각제와 냉각탑을 이용해 10~25℃로 순환시켜주는 방법입니다. 기름으로 냉각하는 방법은 기름의 가열기와 냉각기를 부착하여 기름의 온도를 조절하는 방법이며 물로 냉각하는 방법과 유사합니다. 염욕 냉각장치는 항온조로서 오스템퍼링 및 마템퍼링에 이용되며 처리 강재의 종류에 따라 S 곡선의 온도와 유지시간이 결정되며 500℃ 이상의 산화작용에 의한 폭발 및 장치의 금속이 부식되므로 사용이 제한됩니다. 액화질소로 냉각하는 방법은 합금원소가 다량의 함유된 것은 퀜칭 후 잔류 오스테나이트의 처리를 위해 -60℃~190℃까지 냉각하여 마텐자이트 를 유도하는 방법이 있습니다.