레이저 열처리

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기술소개

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레이저 열처리

카달로그

기술소개

금속재료에 열을 가하여 다양한 방법으로 금속재료의 조직이나 성질을 변화시키는 것을 열처리라고 하며, 표면조직 변화를 유도하는 레이저 열처리기술은 종래의 고주파열처리(Induction Hardening)공법과 매우 유사하나, 열처리 후 모재의 치수 변화가 거의 없고, 치밀한 조직을 구성하여 표면경도가 더 높으며 별도의 냉각 공정이 필요 없다는 장점이 있다. 또한, 3차원형상의 복잡한 기계부품 및 금형제품 그리고 톰슨도(도무송칼)의 칼날끝부분 등 필요 부위에만 선택적으로 열처리를 실시할 수 있으며 고온계(Pyrometer)를 이용하여 실시간으로 모재의 표면온도를 측정 및 제어 함으로써 대량생산 및 소량 생산공정에서도 안정적인 열처리품질을 얻을 수 있는 특징이 있다. 레이저를 이용한 열처리후의 표면경도는 모재의 탄소(Carbon)함량에 따라 달라지는데 일반적으로 >53~65Hrc수준이며 유효 경화깊이는 0.8~1.5mm 정도이고 경화폭은 레이저출력에 따라 수mm~수십mm까지도 가능하다. 한편, 2000년도 초반까지는 CO2레이저가 레이저 열처리 공정에 보편적으로 적용되어왔으나, 이보다 금속재료에 흡수율이 좋은 고출력의 레이저가 개발되면서 현재는 반도체레이저,디스크레이저, 화이버레이저 등 다양한 종류의 고출력레이저가 적용되고 있다. 레이저열처리 기술은, 고주파열처리(Induction Hardening)공법의 대체기술로서 자동차산업에서의 프레스금형, 사출금형, 자동차부품등에 활발하게 적용되어지고 있으며 조선,철강,기계,전자산업에 이르기까지 국부열처리를 통한 제품의 경도,강도 상승이 요구되는 여러분야에 확대 적용되고 있다. 레이저를 이용한 금속열처리의 기본원리는, 금속재료의 표면에 높은 에너지밀도를 가지는 레이저-빔을 조사하여 모재의 용융온도 직전까지 모재의 온도를 급격히 상승시킨후 다시 급격히 냉각시킴으로써 조직변화를 유도하는데, 모재의 표면에 조사된 레이저-빔은 열에너지로 변환되어 모재의 표면을 가열시키고 모재의 열전도에 의하여 다시 온도를 떨어뜨림으로써 (Self-Quenching) 재료의 경도 및 강도를 상승시킨다.
  • 기술특징

    • 필요한 부분에만 국부적으로 열처리 가능
    • 실시간으로 모재 온도 감시 및 제어기능으로 열처리 품질 향상
    • 열처리 대상물에 적합한 여러 형태의 레이저 빔을 사용함으로 작업 유연성 및 생산성 향상
    • Self quenching효과로 제품의 변형 최소화 및 매우 안정적이고 균일한 열처리 효과 달성
    • 제품의 생산량, 크기, 중량에 관계없이 소량의 제품에도 매우 안정적인 열처리 효과 달성
  • 적용분야

    • 거의 모든 Tool Steel, Cast Iron, Carbon Steel, Chromium Steel Alloys 등에 적용 가능
    • 탄소 함량 요구 조건 : >0.2% C

동영상

금속재료에 열을 가하여 다양한 방법으로 금속재료의 조직이나 성질을 변화시키는 것을 열처리라고 하며, 표면조직 변화를 유도하는 레이저 열처리기술은 종래의 고주파열처리(Induction Hardening)공법과 매우 유사하나, 열처리 후 모재의 치수 변화가 거의 없고, 치밀한 조직을 구성하여 표면경도가 더 높으며 별도의 냉각 공정이 필요 없다는 장점이 있다. 또한, 3차원형상의 복잡한 기계부품 및 금형제품 그리고 톰슨도(도무송칼)의 칼날끝부분 등 필요 부위에만 선택적으로 열처리를 실시할 수 있으며 고온계(Pyrometer)를 이용하여 실시간으로 모재의 표면온도를 측정 및 제어 함으로써 대량생산 및 소량 생산공정에서도 안정적인 열처리품질을 얻을 수 있는 특징이 있다. 레이저를 이용한 열처리후의 표면경도는 모재의 탄소(Carbon)함량에 따라 달라지는데 일반적으로 >53~65Hrc수준이며 유효 경화깊이는 0.8~1.5mm 정도이고 경화폭은 레이저출력에 따라 수mm~수십mm까지도 가능하다. 한편, 2000년도 초반까지는 CO2레이저가 레이저 열처리 공정에 보편적으로 적용되어왔으나, 이보다 금속재료에 흡수율이 좋은 고출력의 레이저가 개발되면서 현재는 반도체레이저,디스크레이저, 화이버레이저 등 다양한 종류의 고출력레이저가 적용되고 있다. 레이저열처리 기술은, 고주파열처리(Induction Hardening)공법의 대체기술로서 자동차산업에서의 프레스금형, 사출금형, 자동차부품등에 활발하게 적용되어지고 있으며 조선,철강,기계,전자산업에 이르기까지 국부열처리를 통한 제품의 경도,강도 상승이 요구되는 여러분야에 확대 적용되고 있다. 레이저를 이용한 금속열처리의 기본원리는, 금속재료의 표면에 높은 에너지밀도를 가지는 레이저-빔을 조사하여 모재의 용융온도 직전까지 모재의 온도를 급격히 상승시킨후 다시 급격히 냉각시킴으로써 조직변화를 유도하는데, 모재의 표면에 조사된 레이저-빔은 열에너지로 변환되어 모재의 표면을 가열시키고 모재의 열전도에 의하여 다시 온도를 떨어뜨림으로써 (Self-Quenching) 재료의 경도 및 강도를 상승시킨다.
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