템퍼의 종류, 장단점, 경도, 냉각 방법에 대해 알아보자

템퍼의 종류, 장단점, 경도, 냉각 방법에 대해 알아보자

강철을 강하게 만들기 위한 공정의 하나로 "담금질"이 있는 것은 비교적 잘 알려져 있습니다.

느슨해진 마음을 다잡고 때 쓰는 "담금질을 하다(焼きを入れる)"란 말도

칼을 만들 때 한번 달군 칼을 물에 식히는 "담금질"에서 왔기 때문에

강철을 강하게 한다는 것을 몰라도 말은 들어본 분들이 계시리라 생각합니다.

다만 단순히 담금질을 한 것만으로는 강철 결코 강한 소재가 아니라는 사실을 알고 있습니까?

강철을 강하게 하려면 담금질과 템퍼를 세트로 실시할 필요가 있습니다.

이번에는 담금질 뒤 치러지는 "템퍼"에 대해서 자세히 해설합니다.

 

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템퍼라는 것은?

강철의 열 처리는

"담금질(焼き入れ)""템퍼(焼き戻し)""풀림(焼きなまし,어닐링)"" 불림(焼きならし,노멀라이징)"라는

4개의 공정으로 나뉘어 있습니다.

 

그 가운데 템퍼는 한번 급격하게 식힌 강철을 다시 가열하는 처리를 말합니다.

 

일반적으로 담금질로 굳어진 강철은 강도가 약하고 금방 고장 나거나 흠이 나기 쉽기에 상품성이 떨어집니다.

조질을 하여 끈질기게 더 강인한 강철로 바꾸는 과정이 필요하지요.

템퍼는 그대로 오랜 시간 방치하면 깨짐이 발생할 가능성이 있으므로 담금질 직후 1시간 안에 실시합니다.

시간을 두고 1회 하는 것이 아니라, 시간 내에 담금질과 템퍼를 2~3회 반복하면 더 인성의 높은 강철을

얻을 수 있습니다.

 

2020.06.04 - [금속 지식]스테인레스 내열 온도를 종류별로 전문가가 해설!

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템퍼의 종류

템퍼에는 저온 담금질과 고온 담금질의 2종류가 있습니다.

각각 다른 특징을 가지며, 제품에 따라서도 구분하여 사용되고 있습니다.

저온 담금질
저온 담금질은 150℃~200℃의 온도에서 실시합니다.

이로써 담금질로 인한 스트레스가 경감되고, 딱딱하고 끈기 있는 소재로 변화합니다.

노후화하기 어렵고 연마 균열이나 내마모성도 뛰어나기 때문에 칼과 칼, 절삭 공구 등 

내마모성이 요구되는 공구 등에 많이 도입되고 있습니다.

고온 담금질
550℃~650℃에서 열리는 템퍼를 고온 담금질라고 부르고 있습니다.

저온 담금질보다 더 높은 힘을 가져소재이기 때문에 고급 칼과 톱니 바퀴, 

샤프트 등 강인성이 요구되는 공구 제조에 많이 이용되고 있습니다.

 

 

 

템퍼의 장점

담금질로 굳어진 강철에 조질을 하기여  강인성이 높은 강철이 됩니다.

또 고온 담금질·저온 담금질의 특징을 파악함으로써 제조하고 싶은 부품이 요구되고 있는 강도와

경도 등에 맞추어 조정이 가능합니다.

템퍼의 단점
실제로 조질을 하면 경우에 따라서는 인성이 커지기는커녕 거꾸로 취약성이 높아지는 경우가 있습니다.

이를 해소하기 위한 수단으로 저온 담금질과 고온 담금질에는 온도 관리가 철저하게 되어있습니다.

저온 담금질의 취약
저온 담금질은 급속하게 식혀야 변형이나 하락을 일으킬 가능성이 있기 때문에

공랭을 써서 조금씩 식히는 것이 바람직합니다.

 

또 강철은 300℃~400℃에서 취약성이 커지기 때문에

필요 이상으로 온도를 올리지 않는 것이 저온 담금질의 철칙입니다.

고온 담금질의 취약
고온 담금질은 한번의 냉각으로 소둔과 같은 균열이 발생할 가능성이 있기 때문에, 

반드시 두번 이상 실시할 필요가 있습니다.

또 강철은 300℃~400℃에서 취약성이 커지기 때문에 온도를 낮출 때 급속한 냉각이 필요하게 됩니다.

템퍼에 따른 경도의 추이
템퍼에 의해서 강철의 강도는 커지지만, 반드시 굳는 법은 없습니다.

소재에 따라서도 달라지지만, 많은 소재가 500℃~600번에서

이차 경화를 일으키고 그 후에는 급격히 경도가 하락합니다.

다만 딱딱한=강인하다는 것이 아니기 때문에, 

경도가 요구되는 경우와 강인성이 요구되는 경우는 소재 선택과 템퍼의 온도 선택 등을 잘 조율할 필요가 있습니다.

 

목적이나 용도에 맞추어 소재와 온도를 조정함으로써 요구되고 있는 딱딱함,

강인성을 가진 소재가 완성됩니다.

템퍼의 냉각 방법
담금질 후 온도를 상승시키는 템퍼지만 반복 작업을 하기 때문에 한번 올린 온도를 다시 낮출 필요가 있습니다.

저온 담금질에서는 급격하게 펴서 식혀야 변형과 균열이 생기기 때문에 공랭 등에서 천천히 식힙니다.

한편 고온 담금질에서는 천천히 냉각시킨다고 강철에 취약성이 생기는 300℃에서 400℃의 온도에서 

오랜 시간 온도가 유지되기 때문에 급격히 냉각하는 것이 요구됩니다.

 

 

 

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