소성가공이란? / 열간가공과 냉간가공 차이점과 특징 알아보기!

소성가공이란?

소성가공이란 성형작업을 의미합니다. 재료에 물리적인 힘을 가해 소성변형을 발생시켜 재료를 원하는 형상으로 만드는 작업을 말합니다. ▶ 소성가공은 가공 온도를 기준으로 열간가공과 냉간가공 등으로 구분할 수 있습니다. 또  ▶소성가공의 종류에는 공정방식에 따라 크게 단조, 압연, 압출, 인발 등으로 구분할 수 있습니다.  그럼 이번 포스팅에서는 소성가공의 종류와 가공온도에 따른 분류를 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.

 

열간가공이란? 재결정이란?

앞서 소성가공은 가공온도에 따라 열간가공과 냉간가공으로 분류할 수 있다고 말씀드렸습니다. 그럼 먼저 열간가공에 대해서 알아보도록 하겠습니다. ▶ 열간가공이란 금속재료에 재결정 온도 이상으로 소성변형을 발생시키는 공정을 말합니다. ▶ 여기서 말하는 재결정온도란 재료를 가열하면 재료의 내부응력이 제거되고, 더욱 더 가열하면 내부응력이 없는 새로운 결정핵이 생기며 변형된 입자가 금속의 물결점 입자로 대체되는 온도를 말합니다.

 

▶ 열간가공의 특징으로는 높은 온도에서 가열하기 때문에 가공이 더 쉬운편입니다. 또 고온으로 인한 금속이 산소와 반응이 더 높아지기 때문에 표면에서 산화가 일어타며 스케일이 발생합니다. 또한 열간가공에서는 전체적으로 금속의 변형을 크게 할수 있는 것이 가장 큰 특징입니다. 금속은 온도가 높아지면 부드러워 집니다.

 

 

 

냉간가공이란? 가공경화란?

 

▶ 냉간가공이란 소성가공을 재결정 온도 미만의 온도에서 소성변형에 의해 금속을 강화하는 공정을 말하며 일반적으로 상온에서 진행합니다. 냉간가공의 특징으로는 냉간가공이 진행되는 과정에서 금속재료에는 가공결화현상이 발생하게 됩니다. 가공경화현상이란 소성가공에 의해 전위밀도를 증가시켜 금속재료의 강도가 올라가는 현상입니다. 열간가공 중에는 금속내부의변형을가해도 금방회복되기때문에 가공경화가 일어나지 않습니다. 냉간가공을 통해 만들어진 제품의 경우 표면이 깨끗하며, 정확한 치수대로 가공과 변형이 가능합니다. 

 

▶ 하지만 냉간가공이 과도하면 최종형상에 도달하기 전에 금속이 파손될 우려가 있습니다. 이는 금속재료가 고온과 달리 저온에서는 부드럽지 않기 때문입니다. 만약 냉간가공중 가공경화로인해 가공이 진행이 안는다면 금속을 다시 부드럽게 만들기 위해 어닐링을 하여 재료의 내부응력을제거시킨후 다시 냉간가공을 실시하기도 합니다.

 

열간가공과 냉간가공의 차이

온도에 따른 제품변형

온도에 따른 제품 변형의 경우 온도가 올라가면 재료의 강도가 떨어지게 됩니다. 강도가 낮다는 건 같은 소성변형을 만드는데 힘이 적게 들어간다는 것이기 때문에 따라서 온도가 높을 수록 가공이 쉬운 것 입니다.

열간가공	냉간가공
재결정 이상의 높은 온도에서 소성가공하는 고온가공	재결정 이하의 낮은 온도에서 소성가공 하는 상온가공
①작은 동력으로 커다란 변형을 줄 수 있다.  ②재질의 균일화가 이루어진다.  ③가공도가 크므로 거친 가공에 적합하다.  ④가열 때문에 산화되기 쉬워 정밀가공은 곤란하다.  ⑤강괴 중의 기공이 압착된다.	①제품의 치수를 정확히 할 수 있다.  ②가공면이 곱고 미려하다. 아름답다. ③기계적 성질을 개선시킬 수 있다.  ④가공경화로 강도 및 경도가 증가하고 연신율이 감소한다.  ⑤가공방향으로 섬유조직이 되어 방향에 따라 강도가 달라진다.

냉연, 열연 철판의 종류와 특징/ HR, CR 알아보기/무늬철판

 

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