KITECH 생산기술 전문지

가스질화 열처리의 경우 로 (Furnace)에 제품을 장입하고 450~600℃ 온도에서 반응 가스인 암모니아 (NH3)를 주입하여 제품 표면에서 질소가 침투 확산되어 질화층을 형성시키는 기술이다. 질화층은 표면에 화합물층 (ε, γ’상)과 질소 확산층으로 구성되어 고유한 물성 특성을 지니고 있으며, 특성에 따라 제품의 내마모성, 내부식성, 표면강도를 향상시킨다. 기존 가스질화는 반응챔버 내에서 일어나는 질화반응의 상태를 확인할 수 없기 때문에 제품에 형성되는 질화층 특성에 대한 예측이 어려운 단점이 있다. 최근 북미와 유럽에서는 가스질화 장비에 분위기제어 (질화포텐셜, KN) 모듈을 장착하여 자동차 부품산업을 중심으로 다양한 산업기계 부품에 제어질화를 적용하고 있다. 또한, 사용 환경과 소재 특성에 맞추어 금형, 기어, 구동부품 등의 부품에 제어질화 공정을 적용하여 부품의 고도화가 진행되고 있다 [1-2]. 본 연구에서는 질화층 제어를 위해 가스질화에서 반응가스로 사용하는 암모니아 가스의 분해 수소 (H2)의 분압을 이용하여 질화포텐셜 (KN)을 측정하고 이를 제어하는 기술개발과 기술을 구현하기 위한 공정개발, 그리고 질화층에서 화합물층 상 (Phase)제어를 통한 부품의 양산화 공정 기술을 설명하고자 한다.