냉간가공과 열간가공

정의와 구분 기준

냉간가공과 열간가공은 재결정온도를 기준으로 나뉘는 금속 소성가공이다.

재결정온도 이상에서 가공하면 열간가공, 이하에서 가공하면 냉간가공이다.

두 방식 모두 재료를 녹이지 않고 외력으로 영구 변형시키는 가공이다.

변형과 재결정의 차이

열간가공은 재결정온도 이상에서 변형과 재결정이 동시에 일어난다.

그래서 변형으로 쌓인 가공경화가 제거되고 재료는 연하게 남는다.

냉간가공은 재결정 없이 변형만 일어나 가공경화가 누적된다.

가공경화는 강도와 경도를 높이고 연성을 떨어뜨린다.

열간과 냉간 비교

두 가공을 같은 기준으로 비교하면 차이가 분명해진다.

기준은 재결정온도이며 열간은 가공경화가 제거되고 냉간은 누적된다.

변형 저항은 열간이 작고 냉간이 커서 냉간은 큰 힘이 필요하다.

냉간가공은 치수 정밀도와 표면 품질이 높아 정밀 부품에 쓰인다.

계산 예제

탄소강 봉재를 지름 40mm에서 30mm로 줄이는 인발 공정을 보자.

단면적 감소율은 가공 전후 단면적 차이를 가공 전 단면적으로 나눈 값이다.

계산하면 감소율은 약 43.8%다. 상온에서 한 번에 가공하면 가공경화가 커진다.

큰 감소율을 한 번에 줘야 하면 열간가공을, 정밀도가 필요하면 냉간가공을 택한다.

직접 풀어 보기

이제 직접 풀어 보자. 방금 배운 구분 기준을 떠올리면 된다.

정답을 고르면 다음 장면에서 풀이를 확인한다.

정리와 정답

정답은 재결정온도다. 이 온도를 기준으로 열간과 냉간이 나뉜다.

열간가공은 동시 재결정으로 연성이 크고 잔류응력이 적다.

냉간가공은 가공경화로 강도가 높고 치수 정밀도가 좋다. 연화풀림은 회복과 재결정으로 연화한다.