20# 강철: 백아연 도금 및 오일 처리된 흑색 산화물 표면 처리 포함 특성, CNC 가공 및 표면 처리에 대한 기술 분석

중국 산업 표준, 특히 GB/T 699-2015 규격에서 20# 강철은 가장 널리 사용되는 고품질 탄소 구조용 강철 중 하나입니다. 미국 ASTM 1020 또는 유럽 C20E(1.1151)와 동등한 20# 강철은 다양한 기계 부품의 기초 재료로 사용됩니다. Tuofa CNC Machining China에서는 적당한 강도, 높은 연성 및 우수한 용접성을 균형 있게 요구하는 고객을 위해 이 재료를 자주 가공합니다. 그러나 원자재 20# 강철의 성능은 환경 부식에 대한 취약성과 상대적으로 낮은 표면 경도로 인해 종종 제한됩니다. 이 다용도 탄소강을 고성능 산업 부품으로 변환하려면 백아연 도금 및 오일 처리된 흑색 산화물와 같은 특수 표면 처리가 필수적입니다. 이 글에서는 20# 강철의 야금학적 프로필과 이 두 가지 중요한 마감 공정의 기술적 미묘한 차이를 탐구합니다.

20# 강철의 유용성을 이해하려면 먼저 화학적 구성을 살펴봐야 합니다. "20"은 탄소 함량이 0.20%이며 일반적으로 0.17%에서 0.23% 사이입니다. 또한 망간(0.35%~0.65%), 규소(0.17%~0.37%) 및 소량의 황과 인을 포함합니다. 이 낮은 탄소 함량은 이 재료의 전설적인 강인성의 이유입니다. 고탄소강과 달리 20# 강철은 쉽게 부서지지 않습니다. 일반 상태에서 약 410MPa의 인장 강도와 245MPa의 항복 강도를 가집니다. 파단 신율은 약 25%로, 실패하기 전에 상당한 변형을 견딜 수 있다는 의미이며, 이는 구조 및 자동차 응용 분야에서 중요한 안전 기능입니다.

CNC 가공 관점에서 20# 강철은 매우 "친화적"입니다. 너무 단단하지 않아 과도한 공구 마모를 유발하지 않고 높은 재료 제거율을 허용하므로 대량 생산 부품에 경제적인 선택입니다. Tuofa에서는 부싱, 저하중 기어, 패스너 및 유압 매니폴드를 포함한 다양한 부품에 20# 강철을 사용합니다. 용접성이 뛰어나기 때문에 더 큰 용접 조립품에 통합되어야 하는 부품에도 선호되는 재료입니다. 그러나 낮은 탄소 함량 때문에 20# 강철은 단순 담금질로 경화될 수 없습니다. 높은 표면 경도가 필요한 경우 최종 표면 처리를 적용하기 전에 부품에 침탄 또는 질화 처리를 해야 합니다.

20# 강철에 대해 제공하는 첫 번째 주요 표면 처리는 백아연 도금(클리어 아연 도금이라고도 함)입니다. 아연 도금은 강철 부품 표면에 금속 아연의 얇은 층을 증착하는 전기화학 공정입니다. "백아연" 변형에서는 부품을 아연 욕조에 담그고 전류를 적용합니다. 도금 후, 부품은 투명하거나 약간 푸르스름한 크로메이트 용액을 사용하여 화학적 "부동태화" 공정을 거칩니다. 이로 인해 스테인리스강과 미적으로 유사한 밝고 은백색 마감이 생성됩니다.

20# 강철에 대한 백아연 도금의 주요 장점은 "희생 보호"입니다. 아연은 철보다 화학적으로 더 활성적입니다. 도금된 부품이 습기나 부식성 물질에 노출되면 코팅이 약간 긁혀도 아연 층이 먼저 부식되어 아래의 20# 강철을 녹으로부터 보호합니다. 이로 인해 백아연 도금은 패스너, 브래킷 및 외부 환경에 노출되는 자동차 부품에 이상적인 선택입니다. 또한 백아연 마감은 깨끗하고 전문적인 외관을 제공하며 적당한 수준의 염수 분무 저항(일반적으로 두께 및 부동태화 유형에 따라 48~96시간)을 제공합니다.

20# 강철에 대한 두 번째 중요한 표면 처리는 오일 스프레이(흑색화라고도 함)가 있는 흑색 산화물입니다. 금속 위에 층을 추가하는 도금과 달리 흑색 산화물는 변환 코팅입니다. 약 140°C에서 뜨거운 알칼리 염 용액(수산화나트륨 및 질산염)과 20# 강철 표면의 철 사이의 화학 반응으로 생성됩니다. 이 반응은 표면을 자철석(Fe3O4)으로 변환하여 깊고 무광택 검은색 마감을 생성합니다.

20#과 같은 탄소강의 흑색 산화물 공정에서 "오일 스프레이" 또는 "오일 딥" 단계는 분리할 수 없습니다. 흑색 산화물 층은 본질적으로 다공성이므로 자체적으로는 부식 저항성이 거의 없습니다. 그러나 다공성 구조에 고품질 방청유 또는 왁스를 함침시키면 부식 저항성이 크게 향상됩니다. 이 "습식" 마감은 습기에 대한 강력한 장벽을 만듭니다. 보호 외에도 오일 처리된 흑색 산화물는 치수 안정성으로 인해 선호됩니다. 변환 공정이므로 치수 변화가 거의 없습니다(0.1마이크론 미만). 이는 마감 후에도 엄격한 공차를 유지해야 하는 내부 기어, 광학 하우징 및 공구 홀더와 같은 고정밀 부품에 매우 중요합니다.

20# 강철에 대한 이 두 가지 처리 방법을 비교하면 뚜렷한 사용 사례가 드러납니다. 백아연 도금은 높은 가시성, "깨끗한" 외관 및 외부 대기 부식에 대한 더 나은 저항성이 필요한 부품에 탁월합니다. 건설 및 일반 기계에 널리 사용됩니다. 반대로 오일 처리된 흑색 산화물는 엔진 내부 또는 변속기 시스템과 같이 윤활 환경에서 사용되는 부품 및 눈부심 감소가 필요한 부품에 선호되는 선택입니다. 오일 처리된 검은색 마감은 고급 공구 및 총기류에서 흔히 볼 수 있는 "프리미엄" 산업 미학을 제공합니다.

Tuofa CNC Machining China에서는 20# 강철 부품의 전체 수명 주기를 관리합니다. 고품질 표면 마감을 보장하기 위해 절삭 매개변수를 신중하게 선택하여 정밀 가공으로 시작합니다. 이는 아연 도금 및 흑색 산화물 모두 표면 결함이나 공구 자국을 강조할 것이므로 중요합니다. 가공 후에는 화학 반응을 방해할 수 있는 오일이나 산화물을 제거하기 위해 엄격한 탈지 및 산세 처리를 수행합니다. 전 세계 고객을 위해 선택한 표면 처리(백아연 또는 흑색 산화물)가 필요한 내구성 표준을 충족하는지 확인하기 위해 염수 분무 테스트(SST) 보고서를 제공합니다.

이러한 표면 처리와 결합된 20# 강철의 경제적 효율성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 상대적으로 저렴한 탄소강을 베이스로 사용하고 표적 표면 마감을 적용함으로써 엔지니어는 훨씬 더 비싼 합금에 필적하는 성능 수준을 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 침탄 및 흑색 산화물 처리된 20# 강철 부품은 공구강의 내마모성과 고급 기계의 전문적인 외관을 훨씬 저렴한 비용으로 제공할 수 있습니다.

결론적으로 20# 강철은 제조 세계의 초석으로, 강인성과 가공성의 완벽한 조화를 제공합니다. 희생 보호를 위한 백아연 도금 또는 치수 정밀도 및 눈부심 방지 특성을 위한 오일 처리된 흑색 산화물와 같은 특수 표면 처리를 활용함으로써 이 재료의 수명과 유용성을 확장합니다. Tuofa CNC Machining에서는 원자재 20# 강철을 귀하의 산업에서 요구하는 고품질 부품으로 전환하는 데 필요한 기술 전문성과 정밀 제조를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. GB/T 20# 강철의 야금학적 특성과 국제 표면 마감 표준의 화학적 특성에 대한 깊은 이해를 통해 귀하의 부품이 성능을 발휘하도록 제작되고 오래 지속되도록 설계되었음을 보장합니다.