일반적인 금속 재료 및 표면 처리 공정 소개

오늘은 일반적인 금속재료 8가지의 특징과 용도를 여러분께 종합적으로 소개하겠습니다. 매우 실용적이므로 읽은 후 수집하는 것을 잊지 마세요!
8가지 일반적인 금속 재료
1. 주철 - 유동성
우리 일상 생활 환경에서 눈에 띄지 않는 부분인 하수구 덮개는 사람들의 눈에 거의 띄지 않습니다. 주철의 용도가 이처럼 광범위하고 폭넓은 이유는 주로 유동성이 뛰어나고 다양한 복잡한 형태로 쉽게 주조할 수 있기 때문입니다. 주철은 실제로 탄소, 규소, 철을 포함한 여러 원소의 혼합물을 가리키는 이름입니다. 탄소 함량이 높을수록 붓는 과정에서 흐름 특성이 좋아집니다. 탄소는 흑연과 탄화철의 두 가지 형태로 나타납니다.
주철에 흑연이 존재하면 하수구 덮개에 탁월한 내마모성이 부여됩니다. 녹은 대개 표면에만 나타나기 때문에 대개는 광택을 냅니다. 그러나 타설 과정에서 녹을 방지하기 위한 특별한 조치가 여전히 존재하는데, 이는 주물의 표면에 아스팔트 코팅층을 적용하는 것입니다. 아스팔트는 주철 표면의 미세한 구멍에 스며들어 녹을 방지하는 역할을 합니다. 모래 주형 주조 재료를 생산하는 전통적인 공정은 이제 많은 설계자들에 의해 더 새롭고 흥미로운 다른 분야에 적용되었습니다.
재료 특성: 우수한 유동성, 저비용, 우수한 내마모성, 낮은 응고 수축률, 취성, 높은 압축 강도 및 우수한 기계 가공성.
일반적인 용도: 주철은 건축, 교량, 엔지니어링 부품, 가정용 가구 및 주방 용품과 같은 분야와 관련하여 수백 년 동안 응용된 역사를 가지고 있습니다.
2 스테인리스 스틸 - 녹슬지 않는 사랑
스테인레스 스틸은 강철에 크롬, 니켈 및 기타 금속 원소를 혼합하여 만든 합금입니다. 녹슬지 않는 특성은 합금의 크롬 구성에서 비롯됩니다. 크롬은 육안으로는 보이지 않는 합금 표면에 강력하고 자가 치유되는 크롬 산화막을 형성합니다. 우리가 흔히 말하는 스테인리스강과 니켈의 비율은 일반적으로 18:10입니다. "스테인리스강"이라는 용어는 단일 유형의 스테인레스강뿐만 아니라 특정 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘하는 수백 가지가 넘는 산업용 스테인레스강을 의미합니다.
20세기 초, 스테인레스 스틸은 제품 디자인 분야에 도입되었고, 디자이너들은 스테인레스 스틸의 인성과 내식성을 기반으로 이전에 탐구되지 않았던 많은 분야를 포함하여 많은 새로운 제품을 개발했습니다. 이러한 일련의 디자인 시도는 매우 혁명적입니다. 예를 들어 소독 후 재사용이 가능한 기기는 의료산업에서 처음 등장했다.
스테인레스강은 오스테나이트, 페라이트, 페라이트 오스테나이트(복합), 마르텐사이트의 네 가지 주요 유형으로 구분됩니다. 가정용품에 사용되는 스테인리스강은 대부분 오스테나이트계입니다.
재료특성 : 건강관리, 내식성, 표면미세화, 고강성, 다양한 가공기술을 통해 성형이 가능하며 냉간가공이 어렵다.
대표적인 용도: 일반적으로 사용되는 원색 스테인레스강 중 오스테나이트계 스테인레스강은 가장 적합한 착색재로 만족스러운 색상 외관과 형태를 얻을 수 있습니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 주로 장식용 건축 자재, 가정용품, 산업용 파이프라인 및 건축 구조물에 사용됩니다. 마르텐사이트계 스테인리스강은 주로 절삭 공구 및 터빈 블레이드 제조에 사용됩니다. 페라이트계 스테인리스강은 부식 방지 특성이 있어 내구성이 뛰어난 세탁기 및 보일러 부품에 주로 사용됩니다. 복합 스테인레스 스틸은 내식성이 더 강하므로 부식성 환경에서 자주 사용됩니다.
평생 동안 3 아연 -730파운드
은빛 빛과 약간의 청회색을 띠는 아연은 알루미늄, 구리 다음으로 세 번째로 널리 사용되는 비철금속입니다. 미국 광산국의 통계에 따르면 평균적으로 사람은 일생 동안 총 331kg의 아연을 소비합니다. 아연은 융점이 매우 낮기 때문에 이상적인 주조 재료이기도 합니다.
아연 기반 주조는 표면층 아래에 ​​있는 문 손잡이, 시계, 수도꼭지, 전자 부품 등과 같은 재료와 같이 우리 일상 생활에서 매우 일반적입니다. 아연은 매우 높은 내부식성을 갖고 있어 철강의 표면코팅재 역할을 하는 또 다른 기본 기능을 제공합니다. 아연은 위의 기능 외에도 구리와 함께 황동을 합성하는 데 사용되는 합금 소재이기도 합니다. 내식성은 강철 표면 코팅에만 적용되는 것이 아니라 인간의 면역 체계를 강화하는 데도 도움이 됩니다.
재료특성 : 위생성, 내식성, 우수한 주조성, 우수한 내식성, 고강도, 고경도, 저렴한 원료, 낮은 융점, 크리프성, 다른 금속과의 합금 형성 용이, 건강상 이점 있음, 상온에서 깨지기 쉬움, 섭씨 100도 정도에서 연성을 갖는다.
일반적인 용도: 전자 제품 부품. 아연은 청동을 만드는 데 사용되는 합금 재료 중 하나입니다. 아연은 청결성, 위생성, 내식성 등의 특성도 갖고 있습니다. 또한 아연은 지붕재, 사진 제판, 휴대폰 안테나, 카메라 셔터 장치에도 사용됩니다.
4 알루미늄(Al) - 현대 소재
9000년의 역사를 지닌 금에 비하면 은은한 푸른 빛을 내는 흰색 금속인 알루미늄은 금속 소재 중 아기에 불과하다. 알루미늄은 18세기 초에 소개되고 명명되었습니다. 다른 금속 원소와 달리 알루미늄은 자연에서 직접 금속 원소로 존재하지 않지만 50% 알루미나를 함유한 보크사이트(보크사이트라고도 함)에서 추출됩니다. 이러한 형태로 광물에 존재하는 알루미늄은 지구상에서 가장 풍부한 금속 원소 중 하나이기도 합니다.
금속인 알루미늄이 처음 등장했을 때, 사람들의 생활에 곧바로 적용되지는 않았습니다. 이후, 고유한 기능과 특성을 겨냥한 일련의 신제품이 점차 등장했고, 이 첨단 소재도 점차 더 넓은 시장을 확보하게 되었습니다. 알루미늄의 응용 역사는 상대적으로 짧지만, 현재 시장에 나와 있는 알루미늄 제품의 생산량은 다른 비철금속 제품의 생산량을 합친 것보다 훨씬 많습니다.
재료 특성: 유연하고 가단성이 있으며 합금을 쉽게 만들 수 있고 중량 대비 강도가 높으며 내식성이 우수하며 전기 및 열 전도가 쉽고 재활용이 가능합니다.
일반적인 용도: 차량 뼈대, 항공기 부품, 주방 용품, 포장 및 가구. 알루미늄은 런던 피카딜리 광장의 사랑의 신상, 뉴욕 크라이슬러 자동차 빌딩 꼭대기 등 대형 건축물의 보강재로도 자주 사용되는데, 모두 알루미늄 소재로 보강됐다.
5 마그네슘 합금 - 초박형 미적 디자인
마그네슘은 매우 중요한 비철금속입니다. 알루미늄보다 가볍고 다른 금속과 고강도 합금을 형성할 수 있습니다. 마그네슘 합금은 가벼운 밀도, 높은 비강도 및 강성, 우수한 열 전도성, 우수한 감쇠 및 전자파 차폐 성능, 쉬운 가공 및 성형, 쉬운 재활용과 같은 장점을 가지고 있습니다. 그러나 오랫동안 높은 가격과 기술적 한계로 인해 마그네슘 및 마그네슘 합금은 항공, 항공우주, 군사 산업에서 소량만 사용되어 "귀금속"으로 알려져 있습니다. 마그네슘은 현재 강철과 알루미늄에 이어 세 번째로 큰 금속 엔지니어링 재료이며 항공우주, 자동차, 전자, 이동 통신, 야금 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 기타 구조용 금속의 생산원가 상승으로 인해 금속 마그네슘의 중요성은 앞으로 더욱 커질 것으로 예상된다.
마그네슘 합금은 알루미늄 합금의 68%, 아연 합금의 27%, 철강의 23%를 차지합니다. 일반적으로 자동차 부품, 3C 제품 케이스, 건축 자재 등에 사용됩니다. 대부분의 초박형 노트북 및 휴대폰 케이스는 마그네슘 합금으로 만들어집니다.
마그네슘 합금의 내식성은 탄소강의 8배, 알루미늄 합금의 4배, 플라스틱의 10배 이상입니다. 내식성은 합금 중에서 가장 좋습니다. 일반적으로 사용되는 마그네슘 합금은 특히 자동차 부품 및 건축 자재에 사용될 때 불연성이 있어 순간 연소를 방지할 수 있습니다. 마그네슘 원료의 대부분은 바닷물에서 추출되기 때문에 자원이 안정적이고 풍부합니다.
재료 특성: 경량 구조, 높은 강성 및 내충격성, 우수한 내식성, 우수한 열 전도성 및 전자파 차폐, 우수한 불연성, 열악한 내열성 및 재활용 용이성.
일반적인 응용 분야: 항공우주, 자동차, 전자, 이동 통신, 야금 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
6 구리 - 인간 동반자
구리는 우리 삶과 매우 밀접하게 연관되어 있는 놀랍도록 다재다능한 금속입니다. 인류의 많은 초기 도구와 무기는 구리로 만들어졌습니다. 라틴어 이름 "cuprum"은 구리 자원이 풍부한 섬인 키프로스라는 곳에서 유래되었습니다. 사람들은 섬 이름에 Cu라는 약어를 사용하여 이 금속 물질의 이름을 지정하므로 현재의 코드명은 구리입니다.
구리는 현대 사회에서 매우 중요한 역할을 합니다. 구리는 건물 구조물에서 전기 전송을 위한 운반체로 널리 사용됩니다. 또한 수천년 동안 다양한 문화적 배경을 가진 사람들이 신체 장식을 만드는 원료로 사용되어 왔습니다. 간단한 디코딩 및 전송부터 복잡한 현대 통신 응용 분야에서 중요한 역할을 하는 것까지, 이 연성이 있는 주황색 금속은 우리의 개발과 발전을 함께 해왔습니다. 구리는 은 다음으로 전도성이 뛰어난 우수한 전도체입니다. 인류가 금속재료를 사용해 온 역사를 보면, 구리는 금에 이어 인류가 사용한 가장 오래된 금속이다. 이는 주로 구리 채굴이 용이하고 구리 산업이 구리와 분리되기가 상대적으로 쉽기 때문입니다.
재료 특성: 우수한 내식성, 우수한 열 전도성, 전도성, 경도, 유연성, 연성, 연마 후 독특한 효과.
일반적인 응용 분야: 전선, 엔진 코일, 인쇄 회로, 지붕 재료, 배관 재료, 가열 재료, 보석, 조리기구. 또한 청동을 만드는 주요 합금 구성 요소 중 하나입니다.
7 크롬 - 고광택 후처리
가장 일반적인 형태의 크롬은 경도를 높이기 위해 스테인레스강의 합금 원소로 사용됩니다. 크롬 도금 공정은 일반적으로 장식 코팅, 경질 크롬 코팅, 흑색 크롬 코팅의 세 가지 유형으로 구분됩니다. 크롬 도금은 엔지니어링 분야에서 널리 사용되며 장식용 크롬 도금은 일반적으로 니켈 층 외부의 최상층으로 적용됩니다. 도금은 섬세하고 거울처럼 연마 효과가 있습니다. 장식적인 후처리 공정으로 크롬 코팅의 두께는 0.006mm에 불과합니다. 크롬 도금 공정을 사용할 계획이라면 이 공정의 위험성을 충분히 고려하는 것이 중요합니다. 6가 장식 크롬수는 발암성이 강한 반면, 후자는 상대적으로 독성이 덜한 것으로 여겨지기 때문에 6가 크롬수를 3가 크롬수로 대체하는 추세가 점차 뚜렷해지고 있습니다.
재료 특성: 매우 높은 매끄러움, 우수한 부식 방지 성능, 단단하고 내구성이 있으며 청소가 쉽고 마찰 계수가 낮습니다.
일반적인 용도: 장식용 크롬 도금은 도어 핸들, 범퍼 등 다양한 자동차 부품의 코팅 재료입니다. 이 밖에도 크롬은 자전거 부품, 욕실 수도꼭지, 가구, 주방용품, 식기류 등에도 사용됩니다. 경질 크롬 도금은 작업 제어 블록의 랜덤 액세스 메모리, 제트 엔진 구성 요소, 플라스틱 금형 및 충격 흡수 장치를 포함한 산업 분야에서 더 일반적으로 사용됩니다. 흑색 크롬 도금은 주로 악기 장식 및 태양 에너지 활용에 사용됩니다.
8티타늄 - 가볍고 튼튼함
티타늄은 매우 가벼운 질감을 지닌 매우 특별한 금속이지만 매우 견고하고 내부식성이 뛰어나 상온에서 평생 동안 색상 톤을 유지합니다. 티타늄의 녹는점은 백금의 녹는점과 크게 다르지 않기 때문에 항공우주, 군사 산업의 정밀 부품에 흔히 사용됩니다. 전류 및 화학적 처리를 추가하면 다양한 색상이 생성됩니다. 티타늄은 산 및 알칼리 내식성이 우수합니다. 왕수에 몇 년 동안 담가둔 후에도 티타늄은 여전히 ​​밝게 빛나고 있습니다. 스테인리스에 티타늄을 첨가하면 1% 정도만 첨가해도 녹 방지 효과가 크게 향상됩니다.
티타늄은 저밀도, 고온 저항 및 내식성과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 티타늄 합금은 밀도가 강철의 절반이고 강도는 강철과 비슷합니다. 티타늄은 고온과 저온 모두에 강합니다. -253도 ~ 500도의 넓은 온도 범위에서 높은 강도를 유지할 수 있습니다. 이러한 장점은 우주 금속에 필수적입니다. 티타늄 합금은 로켓 엔진 껍질, 인공위성, 우주선 등을 만드는데 좋은 소재로 '우주 금속'으로 알려져 있다.
티타늄은 순수한 금속이며, 순도가 높기 때문에 물질과 접촉해도 화학 반응이 일어나지 않습니다. 즉, 티타늄은 높은 내식성과 안정성으로 인해 인간과 장기간 접촉한 후에도 본질에 영향을 미치지 않으므로 인간에게 알레르기를 일으키지 않습니다. 인간의 자율신경계와 미각에 영향을 주지 않는 유일한 금속으로 '생체친화성 금속'으로 알려져 있습니다.
티타늄의 가장 큰 단점은 추출이 어렵다는 점이다. 이는 주로 티타늄이 고온에서 산소, 탄소, 질소 및 기타 여러 원소와 결합할 수 있기 때문입니다.
재질 특성 : 매우 높은 강도, 중량대비 내식성이 우수, 냉간가공이 어렵고, 용접성이 양호하며, 철에 비해 약 40% 가볍고, 알루미늄에 비해 약 60% 무겁고, 낮은 전도도, 낮은 열팽창률, 높은 융점을 가지고 있습니다.
일반적인 용도: 골프 클럽, 테니스 라켓, 휴대용 컴퓨터, 카메라, 수하물, 수술용 임플란트, 항공기 뼈대, 화학 장비 및 해양 장비. 또한 티타늄은 종이, 그림, 플라스틱 등의 백색안료로도 사용됩니다.
금속 표면 처리 공정
1. 표면처리 공정개요
현대 물리학, 화학, 야금학, 열처리 기술을 활용하여 부품의 표면 상태와 특성을 변화시키고 핵심 소재와의 결합을 최적화하며 미리 정해진 성능 요구 사항을 달성하는 과정을 표면 처리 공정이라고 합니다.
표면 처리 기능:
(1) 표면 내식성과 내마모성을 개선하고 재료 표면 변화와 손상을 늦추고 제거하고 수리합니다.
(2) 일반 재료를 사용하여 특별한 기능을 가진 표면을 얻을 수 있습니다.
(3) 에너지를 절약하고 비용을 절감하며 환경을 개선합니다.
2. 금속 표면 처리 공정의 분류

표면 개질 기술, 표면 합금 기술, 표면 변환 필름 기술, 표면 코팅 기술의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1, 표면개질 기술
1. 표면 담금질
표면 담금질이란 강의 화학적 조성이나 핵심 구조를 바꾸지 않고 급속 가열을 통해 표면을 오스테나이트화한 후 담금질하여 부품의 표면을 강화하는 열처리 방법을 말합니다.
표면 담금질의 주요 방법으로는 화염 담금질과 유도 가열이 있으며, 일반적으로 사용되는 열원으로는 옥시아세틸렌이나 옥시프로판과 같은 화염이 있습니다.
2. 레이저 표면 강화
레이저 표면 강화는 집속된 레이저 빔을 사용하여 공작물 표면에 쏘는 과정으로, 공작물 표면의 매우 얇은 재료를 매우 짧은 시간에 상전이 온도 또는 융점 이상의 온도로 가열하는 과정입니다. , 매우 짧은 시간에 냉각시켜 공작물의 표면을 경화 및 강화시킵니다.

레이저 표면 강화는 레이저 상변태 강화 처리, 레이저 표면 합금화 처리, 레이저 클래딩 처리로 나눌 수 있다.

레이저 표면 강화는 열 영향 영역이 작고 변형이 적으며 작동이 편리합니다. 주로 펀칭다이, 크랭크샤프트, 캠샤프트, 캠샤프트, 스플라인 샤프트, 정밀기기 가이드, 고속강 절삭공구, 기어, 내연기관 실린더 라이너 등 국부적으로 강화된 부품에 사용됩니다.
3. 쇼트 피닝
쇼트 피닝 강화는 수많은 작은 망치가 금속 표면을 두드리는 것과 같이 고속으로 움직이는 다수의 발사체를 부품 표면에 분사하여 부품의 표면과 표면 아래층에 일정한 소성 변형을 일으켜 강화를 이루는 기술입니다.

기능:
(1) 부품의 기계적 강도, 내마모성, 피로 저항성 및 내식성을 향상시킵니다.
(2) 표면 소멸 및 스케일 제거에 사용됩니다.
(3) 주조품, 단조품, 용접부품의 잔류응력을 제거한다.
4. 롤링
롤링(Rolling)은 상온에서 회전하는 공작물 표면에 경질 롤러나 롤러를 사용하여 압력을 가하고 모선의 방향으로 이동하여 공작물 표면을 소성변형 및 경화시켜 정밀한 형상을 얻는 표면처리 공정이다. 매끄럽고 강화된 표면이나 특정 패턴.

적용 분야: 원통형 표면, 원추형 표면, 평평한 표면과 같이 상대적으로 단순한 형상의 부품입니다.
5. 와이어 드로잉
와이어 드로잉(Wire Drawing)은 금속이 외부 힘에 의해 금형을 통해 강제로 통과하여 금속 단면적을 압축하고 필요한 단면적의 모양과 크기를 얻는 표면 처리 방법을 말합니다.

직선, 불규칙한 선, 잔물결, 나선형 등 장식적 필요에 따라 여러 유형으로 그림을 그릴 수 있습니다.
6. 연마
연마는 부품의 표면을 수정하는 마무리 방법입니다. 일반적으로 매끄러운 표면만 얻을 수 있으며 원래의 가공 정확도를 향상하거나 유지할 수도 없습니다. 전처리 조건에 따라 연마 후 Ra 값은 1.6~0.008 μM에 도달할 수 있습니다.

크게 기계연마와 화학연마로 구분됩니다.

 

2, 표면 합금 기술
화학적 표면 열처리
표면합금기술의 대표적인 공정은 화학적 표면열처리이다. 가열 및 절연을 위해 공작물을 특정 매체에 배치하여 매체의 활성 원자가 공작물 표면에 침투하여 공작물 표면의 화학적 조성과 구조를 변화시키고 이를 통해 성능을 변경합니다.

표면 담금질과 비교하여 화학적 표면 열처리는 강철의 표면 구조를 변화시킬 뿐만 아니라 화학적 조성도 변화시킵니다. 침투된 다양한 원소에 따라 화학적 열처리는 침탄, 질화, 다성분 공동 침투, 기타 원소 침투 등으로 나눌 수 있습니다. 화학적 열처리 공정에는 분해, 흡수 및 확산의 세 가지 기본 공정이 포함됩니다.
화학적 표면 열처리의 두 가지 주요 방법은 침탄과 질화입니다.

 

3, 표면전환필름 기술
1. 흑화 및 인산염 처리
흑화:
철강이나 철강부품을 공기중의 수증기나 화학약품 중에서 적절한 온도로 가열하여 표면에 청색 또는 흑색의 산화피막층을 형성하는 공정. 파란색으로 변하기도 합니다.
인산염화:
가공물(강철, 알루미늄, 아연 부품)을 인산염 처리 용액(주로 산성 인산염으로 구성된 용액)에 담그고 표면에 침전시켜 물에 녹지 않는 결정질 인산염 전환막을 형성하는 과정을 인산염 처리라고 합니다.
2. 양극산화
주로 알루미늄 및 알루미늄 합금의 양극 산화 처리를 말합니다. 아노다이징은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부품을 산성 전해질에 담그고 이를 외부 전류의 작용으로 양극으로 사용하여 부품 표면의 기판에 견고하게 결합된 내식성 산화 피막층을 형성하는 공정입니다. 이 산화막은 보호, 장식, 절연, 내마모성 등의 특수한 특성을 가지고 있습니다.

양극산화처리 전 연마, 탈지, 세척 등의 전처리를 한 후 수세, 착색, 밀봉 등의 공정을 거쳐야 합니다.
적용 분야: 자동차 및 비행기의 특정 특수 부품 보호 처리뿐만 아니라 수공예품 및 일일 하드웨어 제품의 장식 처리에도 일반적으로 사용됩니다.

 

4, 표면 코팅 기술
1. 용사
용사란 금속 또는 비금속 재료를 가열하여 녹여 가공물의 표면에 압축가스를 연속적으로 불어넣어 피착재에 견고하게 부착되는 코팅을 형성하고 가공물의 표면에서 요구되는 물리적, 화학적 특성을 얻는 공정입니다. 공작물.

열 분사 기술을 사용하면 재료의 내마모성, 내식성, 내열성 및 절연 특성을 향상시킬 수 있습니다.
응용분야 : 항공우주, 원자력, 전자 등 첨단기술을 포함한 거의 모든 분야.
2. 진공 도금
진공도금은 증류나 스퍼터링을 통해 진공상태에서 금속 표면에 다양한 금속 및 비금속 박막을 증착시키는 표면처리 공정이다.
진공 도금을 통해 매우 얇은 표면 코팅을 얻을 수 있으며 이는 속도가 빠르고 접착력이 좋으며 오염이 적은 장점이 있습니다.

진공 스퍼터링 도금의 원리
진공 도금은 공정에 따라 진공 증발 도금, 진공 스퍼터링 도금, 진공 이온 도금으로 나눌 수 있습니다.
3. 전기도금

전기도금은 전기화학 및 산화환원 공정입니다. 니켈 도금을 예로 들면, 금속 가공물을 금속염(NiSO4) 용액에 음극으로 담그고 금속 니켈판을 양극으로 담급니다. DC 전원 공급 장치를 연결하면 금속 니켈 도금층이 공작물에 증착됩니다.
전기도금 방법은 일반 전기도금과 특수 전기도금으로 구분됩니다.

전기도금은 전기화학 및 산화환원 공정입니다. 니켈 도금을 예로 들면, 금속 가공물을 금속염(NiSO4) 용액에 음극으로 담그고 금속 니켈판을 양극으로 담급니다. DC 전원 공급 장치를 연결하면 금속 니켈 도금층이 공작물에 증착됩니다.
전기도금 방법은 일반 전기도금과 특수 전기도금으로 구분됩니다.