담금작업(열처리)

ꊵ 담금 작업 ⑴ 열처리         금속에 열을 가했을 때 금속조직이 변태하는 성질을 이용하여 금속을 다루는         방법으로, 담금질, 뜨임, 풀림, 노멀라이징 등의 기법이 있다.   ① 냉각 : 열처리에서는 천천히 냉각하면 연해지고, 급히 냉각하면 굳어지므로 목적                 에 따라 적절한 냉각속도로 냉각하는 것이 매우 중요하다.    냉각에는 다음과 같은 종류가 있다.      ㉮ 서 냉 : 노중냉각, 공기 중 냉각      ㉯ 급 냉 : 수중냉각, 유 중 냉각      ㉰ 항온냉각 : 일정한 온도의 염 욕 중에서의 서 냉 하는 것은 결정이나 변태를         자유롭게 진행시키기 위함이다. 재질, 모양, 크기 등에 따라 가장 능률적인 냉각         을 할 필요가 있다. 급 냉은 낮은 온도까지 변태의 진행을 늦추기 위함이다.   ② 담금질(quenching) : 금속을 경화시키는 열처리 기법이다.      ㉮ 시간 담금질 : 급 냉 도중에 냉각속도를 바꾸어 담금질하는데 냉각 시간을 가         지고 조절하는 담금질을 시간 담금질(time quenching) 이라 한다.      ㉯ 항온 냉각에 의한 담금질 : 이 방법에는 담금질 액으로써 염 욕을 사용하고,        이 염 욕의 온도까지 급 냉시키며, 그후 공기냉각 등으로 담금질한다, 여기에는        다음과 같은 것들이 있다.        ㉠ 마퀘칭(marqueching)        ㉡ 오스템퍼링(ousttempering)    ③ 뜨임(tempering) : 담금질이 된 금속의 굳거나 여린 성질 및 내부 응력을 제거하고 재료에 끈기를 주기 위해 행하는 최저담금질로 변태점 이하의 적당한 온도로 가열한 다음 냉각하는 조작이다.    ④ 풀림 : 풀림은 금속의 연화를 목적으로 한다.       ㉮ 단조, 주조, 기계가공에서 생긴 내부 응력 제거       ㉯ 열처리로 인하여 경화된 재료의 연화       ㉰ 가공 또는 공작에서 경화된 재료의 연화       ㉱ 금속 결정입자(結晶粒子)의 조질(調質) ⑵ 단 조    ① 자유단조(自由鍛造) : 모루 위에서 단조(鍛造 : foging)물을 놓고 망치로 때려 목        적하는 형상으로 만드는 방법으로서, 그 기본작업에는 다음과 같은 것이 있다.    ㉮ 늘리기(drawing)       ㉯ 굽히기(bending)       ㉰ 눌러 붙이기(up sefting)       ㉱ 단 짓기(setting down)       ㉲ 구멍 뚫기(punching)       ㉳ 자르기(cutting off)   ② 형 단조(型鍛造) : 같은 단조 물을 많이 생산할 때에는 다이(型, die)를 사용하는       것이 편리하다. 즉, 제품의 형상을 조형(造型) 한 한 쌍의 다이 사이에 가열한 소       재를 넣고 강타(强打) 하면 간단히 제품을 만들 수 있다. 그러므로 이 방법은      스패너(spanner), 각종 렌치(wrench), 크랭크와 각종 기계 부분품 제작에 사용된      다. 단조형은 탄소강 또는 특수강으로  정밀하게 만든다.   ③ 벼리기     ㉮ 벼리기 공구       ㉠ 망치 : 벼리기 작업용 망치는 벼림 망치라 하며 꼭두망치(600~800g)와 왜           망치(200~300g)로 구분한다.         ⓐ 꼭두망치 : 거친 벼리기 작업용으로 골 짓기 및 평 다듬질을 할 수 있다.         ⓑ 왜 망치 : 섬세한 일감을 벼리거나 다듬질할 때 사용한다.      ㉯ 각 재, 판재 벼리기        ㉠ 각 재 벼리기 : 일감을 골판 쇠에서 필요한 형태와 크기가 비슷하도록 만든 다           음 벼림 망치로 간격과 깊이가 고르게 골 짓기 하여 골 짓기 한 반대 부분을           망치로 때려 다듬질한다. 열 풀림과 벼림 작업을 반복한다.        ㉡ 판재 벼리기 : 각 재 벼리기의 골 짓기와 반대방향으로 망치질 하면 일감은           옆으로 늘어난다. 가장자리는 골 짓지 말고 남겨둔다. 각 재 벼리기와 마찬가           지로 골 짓기 면이 모루 면에 가도록 하여 다듬질하면 판재를 가공할 수 있으           며 열 풀림과 망치질을 반복하여 원하는 치수보다 약간 두껍게 만든 다음 압연           작업을 거쳐 완성한다.       ㉰ 단조 작업 시 유의사항 : 금속공예 기법으로는 대장장이의 벼름질을 포징          (forging)이라 하며, 귀금속 세공의 벼림 질을 스미딩 (smithing)이라 하고, 단          조 작업 시 지켜야 할 주의사항은 다음과 같다.        ㉠ 일감을 고루 가열하지 않으면 균열(crack)이 생기거나 깨진다.        ㉡ 자주 열 풀림 하여 작업하지 않으면 균열이 생긴다.        ㉢ 모루의 표면바닥이 녹이 슬었거나 촛농 등의 불순물이 묻어 있어서는 안 된            다.        ㉣ 모루 위에 깨진 접시도가니를 곱게 가루를 만들어 뿌리고, 그 위에 일감을 놓            고 벼림 작업을 하면 일감이 미끄러지지 않아서 작업이 용이하다.        ㉤ 벼림 질 도중 일감이 튀지 않도록 벼림 집게로 단단히 잡는다. ⑶ 압연작업    압연방법은 주조 및 단조에 비하여 작업속도가 빠르고 생산비가 저렴한 이점이 있   다. 금속의 압연은 작업온도에 따라 열간 압연(hot rolling), 냉간 압연(cold rolling)이   있으며, 압연기에는 전동식 압연기와 수동식 압연기가 있다.    ① 압연작업의 기능      ㉮ 교정 작업을 하기 위하여 압연 판이나 형 재의 굽힘을 바르게 잡는다.      ㉯ 다듬질 작업에 많이 사용된다.      ㉰ 나비가 넓어지는 것은 일부이므로 두께의 감소량은 대부분 길이로서 결정된          다.      ㉱ 여러 가지 형상을 롤러에 새겨 통과시킴으로써 다듬질된 모양을 얻는 방법도          있다.    ② 압연 작업 시 유의사항      ㉮ 롤러가 평행을 유지해야 한다.      ㉯ 판재 두께는 조금씩 얇게 점진적으로 줄여가면서 작업하거나 일감은 자주          열 풀림 한다.      ㉰ 극히 얇은 판을 얻기 위해서는 2장 또는 4장을 겹쳐 롤러 사이를 통과시키면         얻을 수 있으나, 각각의 이방성과 섬유방향의 변이에 유의하지 않으면 안 된다.     ⑷ 인발 작업(Drawing)   ① 인발 가공 : 선재가공작업 및 파이프 가공작업으로 공구는 인발 판과 인발 집게       등이 있다.         ㉮ 봉재 인발(solid drawing or bar drawing) : 봉재 및 단면재료를 드로잉 하는 것        을 말한다.     ㉯ 관재 인발(bollow drawing or tube drawing) : 관재를 인발하는 것을 말하며, 외        경을 일정한 치수로 할 때에는 다이를 고정시키고, 내경도 일정한 치수로 드로        잉 할 때에는 심봉 또는 맨드럴(mendrel)이라고 하는 것을 사용한다.         원형 관, 이형 단면관 등의 각종 형상을 말한다.     ㉰ 신선 또는 선재 인발(wire drawing) : 지름 5mm이하의 가는 선재들의 인발을 신         선이라고 한다. 강철 다이는 No.1～50까지의 순서로 되어있으며, 단면 환 봉 형         상의 지름이 3mm~0.2mm까지가 보통이다.   ② 인발 판(drawing die) : 보통 사용되는 인발판의 다이 각도(2α)는 경도가 큰 재료        에는 작게 하고, 연한 재료에는 크게 한다. 예를 들면 경질합금 인발 판에서 의        값은 재질에 따라 알루미늄(Al) 및 은(Ag) : 10~18, 구리(Cu) : 12~16, 황동 및 청        동 : 9~12, 강철 : 6~11이다. 정형부의 길이는 연한 재료에는 짧게 하고 , 경재에        는 길게 한다. 인발 판 구멍은 거울 면과 같이 다듬질하여 사용한다. 인발 판 재        료에는 여러 가지가 있다.        지름이 큰 것을 드로잉 할 때에는 강철 다이 및 칠드 주 철 다이를 사용하고, 가        는 선에는 경질 합금 다이를 사용한다. 또한 0.5mm이하의 특히 가는 선재 및 정        밀한 치수를 인발 할 때에는 다이아몬드 다이 를 사용한다.   ③ 파이프 만들기 방법 : 점점 가늘어지는 테이퍼 구멍을 가진 드로잉 다이에 둥글        게 말아진 금속판을 통과시켜 파이프를 만드는 가공 방법이다.     ㉮ 원하는 파이프 직경의 둘레보다 약간 크게 판재를 재단한다.     ㉯ 잇는 점이 될 부분을 약간 경사지게 줄질을 하고 한쪽 끝을 자른다.     ㉰ 열 풀림 한 일감의 중심에 철 심봉 을 넣고, 나무망치로 두들겨 판재를 둥글게         만다.     ㉱ 일감에서 철 심봉을 빼내고 열 풀림한 뒤 촛농을 칠하고, 일감에 맞는 구멍에         끼워 일감과 드로잉 집게가 수직이 유지되도록 하여 뽑는다.     ㉲ 원하는 직경의 파이프가 될 때까지 자주 열풀림 하여주며 반복 작업한다.     ㉳ 일감을 산 처리 한 후 잇는 점을 땜질한다.     ㉴ 땜질한 잇는 점 부분을 줄질하여 다듬는다. ⑸ 조금   조금이란 금속의 전성과 연성을 이용하여 금속표면에 부조하는 것과 금속표면에 홈   을 내거나, 새기거나 깎는 것을 말하며, 우리 나라에서도 금속공예의 분야에서 조금   은 큰 분야로 분류되고 있다.                                                       - 24 -