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열처리 산업용 CFC 거치대 



열처리로는 상당한 자본 투자가 필요하고 공장의 면적을 차지하며 종종 생산 공정상에서 병목 현상이 발생시킵니다. 모든 부품이 올바른 열 전달을 받고 균일한 표면 및 기계적 특성을 가지며 중요한 부품 치수를 유지하려면 구성 부품을 적절하게 고정하는 것이 중요합니다. 

강철 및 단강으로 만든 거치대는 가장 전통적이며 널리 사용되는 거치대 재료이지만 무게로 인하여 열처리로의 적재중량의 많은 부분을 차지하여 열처리로의 생산성을 저해합니다. 강철은 또한 높은 열팽창 계수(CTE)를 가지므로 반복된 급속 가열 및 냉각에 노출된 후 고정구가 시간이 지남에 따라 변형되고 뒤틀리는 문제점이 있습니다.

최근 몇 년 동안 CFC(일반적으로 '탄소 섬유 복합 재료'라고 함)는 다양한 열처리 공정에서 선호되는 거치대 재료로서 기존 강철제 거치대에 비해 많은 장점을 제공합니다. CFC 거치대의 가장 주목할만한 장점은 거치대의 중량 감소로서, 이는 열처리로의 단위당 처리용량을 증가시킬 뿐만 아니라 CFC의 고유한 변형 저항성과 형태유지능력으로 유지 보수 및 보수 비용을 절감할 수 있다는 것입니다.

아마도 10년 전만 해도 CFC는 '이국적'이고 값비싼 고정 재료로 간주되었으며 CFC 거치대를 적용하여 생산 프로세스를 개선하고 비즈니스에 비용 절감을 할 수 있는 방법을 이해하는 노하우와 실제 경험이 있는 회사는 거의 없었습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 CFC 및 원자재 제조 공정은 더욱 간소화되었으며 CFC 거치대 설계 자체는 보다 안정적으로 되었습니다. 이러한 이유로 CFC 거치대 및 재료는 훨씬 더 저렴해졌으며 이제는 광범위한 응용 분야에서 상업적으로 선택 가능한 거치대 솔루션으로 자리 잡았습니다. 이렇게 CFC거치대의 상업적 환경이 개선되는 동안 산업 전반에 걸쳐 CFC 거치대의 도입 및 활용은 느리게 진행되었는데, 이는 CFC거치대는 강철제 거치대와 비교할 때 강도와 견고성이 부족하다는 일반적인 오해 때문입니다.

강철 합금 거치대 대신CFC 거치대를 사용해야 하는 이유 

CFC 재료의 고유한 물리적, 화학적 특성으로 인해 올바른 공정 조건이 주어지면 강철 거치대 대신 CFC 거치대를 사용할 때 상당한 이점을 갖을 수 있습니다. CFC의 주요 특성 및 합금강 거치대에 대한 비교 우위는 다음과 같습니다.

• 경량 – CFC 거치대는 CFC의 낮은 재료 밀도로 인해 합금 거치대 무게의 약 10-20%뿐이 안됩니다. 이를 통해 열처리 작업자가 거치대를 더 안전하게 취급할 수 있게 되고 작업자의 작업강도를 개선할 수 있습니다. 최대 하중으로 작동하는 열처리로에 합금 거치대를 사용하는 고객은 거치대를 CFC 거치대로 바꿨을 때 열처리 제품을 한번에 40-60% 정도 늘릴 수 있습니다.

• 고강도 – CFC는 합금보다 고온에서 더 강하고 1000°c에서는 대략 10배 더 강합니다. 실제로 CFC는 온도가 증가함에 따라 강도가 실제로 증가한다는 점에서 독특합니다. 이 재료는 고온에서 훨씬 향상된 하중 지지력을 가지며 일반적으로 합금과 비교할 때 최대 100%의 순 고정 하중 증가를 제공합니다.

• 낮은 에너지 비용 – CFC의 열 질량이 낮기 때문에 합금 거치대와 비교할 때 가열 및 냉각 시간이 더 빨라집니다(약30%). CFC는 가열하는 동안 합금 거치대를 가열하는데 필요한 전력의 1/4만 필요합니다. 그 결과 열처리로의 작업 시간이 단축되고 운영 비용이 절감되며 열처리로 용량이 증가되고 기계 가동 중지 시간이 감소합니다. 열처리로의 작업 환경이 다르지만, 최대 65%의 에너지 절약을 달성할 수 있습니다.

• 더 긴 거치대 수명 주기 - CFC 거치대의 수명은 합금 거치대보다 5배 정도 더 깁니다. 이는 주로 합금 거치대가 시간이 지남에 따라 뒤틀리고 갈라지고 부서지기 때문입니다.

• 재작업이 거의 없음 – CFC는 합금보다 열팽창 계수(CTE)가 훨씬 낮습니다. 즉, 반복되는 가열 및 냉각시 변형에 강합니다. 합금 거치대에 비해 재작업 시간이 90% 감소하여 유지 보수 및 거치대 유지 비용이 크게 절감됩니다. CFC 거치대가 변형되지 않는다는 점을 감안할 때 CFC 거치대를 활용한 자동 처리 라인도 가능합니다. 이는 부품 처리량이 많은 대형 열처리 시설과 직렬로 설치된 다중 배치 열처리로에 큰 이점을 제공할 수 있습니다.

• 공정 신뢰성 및 품질 개선 – CFC는 가열 및 냉각중에 치수 정확도와 안정성이 탁월하여 거치대가 항상 균일한 모양을 유지하고 모든 부품이 가공 중에 올바르게 고정되도록 합니다. 열처리 부품을 균일하게 지지하고 배치하는 적합하게 설계된 거치대는 모든 구성 요소가 안정적이고 반복 가능한 방식으로 처리되고 열처리 부품의 품질 요구 사항이 항상 달성되고 유지되도록 합니다. 대조적으로, 합금 거치대의 불안정성과 예측 불가능성은 때때로 부품이 누락되거나 부적절하게 처리되어 재작업 또는 추가 처리가 필요한 부품을 초래할 수 있습니다. 

공정 조건 및 CFC 설비 설계 기준

새 열처리로에 사용할 CFC 거치대를 지정하거나 기존 합금 거치대를 교체할 때 고정 장치 설계 기준과 공정 조건을 신중하게 고려해야 합니다. 이렇게 하면 고정 장치가 목적에 적합하고 응용 프로그램의 전체 요구 사항을 충족할 수 있습니다

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아래 목록은 초기 거치대 설계 개념을 작성할 수 있도록 자료를 수집하여 설계팀에 전달해야 하는 공정 조건 및 거치대 설계 기준에 대한 개요를 제공합니다.

설비 설계 기준 및 구성 요소 세부 정보

• 처리할 각 구성 요소의 이름 또는 부품 참조 

• 처리할 각 부품의 CAD 모델 또는 CAD 모델을 제공할 수 없는 경우 주요 치수

• 각 구성 요소에 대해 원하는 구성 요소 방향(예: 수평, 수직, 매달기 등)

• 부품 치수 및 형상 공차

• 하중 밀도(부품 간격, 위치 정확도)

• 원하는 부하 용량

• 부품 고정 지원(예: 점 접점, 전체 접점 위치)

공정 조건

• 가공된 부품별 재질 등급 (화학성분 확인 가능)

• 가공된 각 부품의 무게

• 열처리로의 종류 (진공로, Pusher 타입 연속로, 일체형 배치로 등)

• 열처리로  입구(전면 또는 하부 로딩 열처리로? 수동 또는 자동?)

• 열처리로 조건 (진공, LPC, 가스) –산소(O2)가 포함되어 있습니까?

• 열처리로 온도 프로파일(예: 분당 x°C의 온도 상승, 1050c에서 유지 및 RT로 급랭)

• 담금질 매체(질소/아르곤 가스 또는 오일 담금질?)

• 퍼니스 최대 작업 영역 치수(L x W x H(mm))

• 로 최대 부하 용량(Kg)

• 난로 레일 세부 정보

• 난로 레일 재질(흑연, 몰리브덴, 강철)

• 난로의 수

• 난로 폭, 길이 및 높이(mm)

• 난로 중앙 사이의 간격(mm)

• 비품 취급 방법(예: 지게차로 들어올리거나 밀고 당기는 비품)

• 지게차를 사용하는 경우 다음 세부 정보가 도움이 됩니다.

• 지게차 암의 수

• 암 길이(mm)

• 암 너비(mm)

• 고정식 또는 이동식 암(가동식인 경우 최대 간격은 얼마입니까?)

• 기존 번호. 설비당 부품 수(해당되는 경우 주강 설비용)

• 브레이징 공정용(해당되는 경우)

• 브레이즈 재료

• 부품/조립품의 브레이징 라인 및 위치

• 브레이즈 추를 적용할 경우 추 치수 및 위치 

DURU Carbon ENG는 고온 응용 분야에 사용되는 맞춤형 탄소 섬유 복합재(CFC) 고정구의 설계 및 공급을 전문으로 합니다. 당사의 재료는 열처리 산업에서 풍부한 경험을 가지고 있으며 진공 열처리, 가스 및 저압 침탄(LPC), 질화 및 페라이트계 연질화를 포함한 광범위한 열 공정에서 뛰어난 평가를 받고 있는 CCM-190C 카본 복합재 소재를 사용합니다. 

모든 설비 설계 작업을 구매의무 없이 모든 고객에게 무료로 제공합니다.

설비를 설계할 때 우리의 주요 초점은 항상 고객에게 부가가치를 제공하고 비용 절감을 달성하며 궁극적으로 투자 수익(ROI) 시간을 줄이는 것입니다. 이는 다음을 통해 달성됩니다.

• 고정구당 부품 로딩 증가

• 용광로 가동(에너지) 비용 절감

• 공정 주기 시간을 줄여 용광로 용량 향상

• 설비 유지 보수 및 유지 비용 절감

• 제품 수명 주기가 연장된 고정 장치 제공

• 부품 재작업 비용 절감

당사의 재료 엔지니어는 당사 설계 팀과 함께 협력하여 사용자 정의되고 상업적으로 실행 가능한 고정 솔루션을 제공하기 위해 재료 선택 및 고정구 설계 프로세스를 안내할 수 있습니다. 당사의 담당자와 상담하고 설비 요구 사항에 대해 논의하려면 djjeon@durucarbon.co.kr로 이메일을 보내주시면 24시간 이내에 연락드리겠습니다.

CFC 복합재료 영업부 

전화 : 공일공 3441-8873

이메일 : djjeon@durucarbon.co.kr