고주파열처리(Induction hardening)는 대상금속을 감싸고 있는 코일에 유도전류를 통하게 하여 금속표면을 급속히 달군 후에 물로 급냉시켜 경화하는 방법이다. 코일 근처에서 자기장을 변화시키면 전류와 자기장이 서로 영향을 주고받는 전자기유도현상이 나타나면서 전류가 흐르게 되는데 이를 유도전류라고 한다.
원리
가열코일에 고주파전류가 흐르면 전기저항과의 상호작용으로 발열현상이 나타나고 강재 표면조직을 오스테나이트 영역까지 급속히 가열시킨다. 이 과정에서 강재의 내부온도가 상승하기 전에 빠르게 냉각시키면 해당부위 표면이 마텐자이트로 변태하여 경화영역으로 변하게 되는 것이다. 주파수가 높으면 유도전류 침투깊이가 작아서 표면 경화부위 두께가 얇아진다. 반대로 주파수가 낮으면 유도전류 침투깊이가 커져서 표면경화 부위가 두꺼워진다. 경화를 크게 하려면 낮은 주파수를 사용하도록 한다. 주로 SM45C와 같은 기계구조용 중탄소강이나 저합금강의 표면에 내마모성과 내피로성을 부여하는 용도로 사용하고 있다.
참고
장점
- 필요한 부분의 표면만 선택해서 경화할 수 있다.
- 표면경도는 HV500 이하이며 내마모성이 우수하다.
- 강재 중심부(내부)는 원래의 조직을 유지하므로 인성이 우수하다.
- 표면경화 깊이 조정이 가능하다.
단점
- 소량일 경우 열처리비용이 상승한다.
- 돌기부 및 날카로운 부위에서 가열이 집중되어 부하가 걸린다.
- 정확한 온도측정이 어려워 경험자의 숙련도가 요구된다.
- 부품주변에 가열코일 설치가 필요하다.
- 변형이 크다.
