KR101911622B1 - 가스질화방법 및 가스질화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염화메틸렌을 사용하여 대상물의 부동태 피막을 제거한 후 질화 처리하는 가스질화방법 및 가스질화장치에 관한 것으로서, 상기 가스질화방법은 열처리 챔버에 질화처리 대상물을 장입하는 대상물 장입단계와, 상기 열처리 챔버에 가스를 유입시켜 산소를 제거하는 퍼지단계와, 상기 열처리 챔버를 가열하는 승온단계와, 상승된 온도를 유지하면서 염화메틸렌(CH2Cl2)을 상기 열처리 챔버에 주입하여 대상물 표면에 형성된 부동태 피막을 제거하는 표면활성화단계, 그리고 상기 표면활성화단계 후 승온하여 일정 온도 범위에서 대상물의 표면을 질화 처리하는 질화처리단계를 포함한다. 이러한 방법으로, 염화메틸렌을 사용하여 부동태 피막을 제거할 수 있어 보다 효과적으로 가스 질화 처리할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

가스질화방법 및 가스질화장치{METHOD AND APPARATUS FOR GAS NITRIDING}
본 발명은 가스질화방법 및 가스질화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 염화메틸렌을 사용하여 대상물의 부동태 피막을 제거한 후 질화 처리하는 가스질화방법 및 가스질화장치에 관한 것이다.
철강의 최대 결점인 녹의 발생을 방지하고 이를 개선시킬 목적으로 현재 공업적으로 가장 널리 사용되고 있는 대표적인 합금은 스테인리스강이다.
스테인리스강은 성분상으로 Cr계와 Cr-Ni계로 대별될 수 있으며, 금속 조직학적으로 Cr계는 페라이트계와 마르텐사이트계로, Cr-Ni계는 오스테나이트계로 크게 나눌 수 있다.
일반적으로 스테인리스강의 내식성은 그 표면에 형성되는 부동태 피막에 기인한 것이지만, 그 특성은 사용환경에 따라서 달라진다.
스테인리스강 중에서 내식성 재료로서 중요한 것은 페라이트계와 오스테나이트계이다. 오스테나이트계 스테인리스강은 전체 스테인리스강 중에서 가장 많이 사용되는 강종으로 내식성은 물론 용접성 및 인성에 있어서도 우수하므로 부가가치가 높은 용도에 많이 사용되고 있다.
스테인리스강을 질화시키면 내식성을 저하시키지만 표면경도를 증가시키고 마찰계수를 낮게하여 마모저항을 증가시키기 때문에, 고압상태에 사용되는 밸브류나 노즐류를 비롯한 내마모성과 내산화성이 동시에 요구되는 부품에는 질화 처리하여 사용하고 있다.
강의 질화 처리 방법 중에서 가스질화 열처리는 암모니아(NH3) 가스의 열적, 화학적 반응에 의해 분해된 질소(N)를 강재 표면에 확산 침투시키는 표면 열처리 기술이다.
하지만, 스테인리스강을 가스질화 열처리하는 경우 스테인리스강의 표면에 매우 치밀한 격자구조를 가진 부동태 산화피막(Cr2O3)이 형성되어 있어 분해된 질소가 스테인리스강의 확산 침투되지 못하기 때문이다.
대한민국 등록특허 제10-0647240호 (2006.11.10)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 염화메틸렌을 사용하여 대상물의 부동태 피막을 제거한 후 질화 처리하는 가스질화방법 및 가스질화장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 일정량의 염화메틸렌을 일정 시간간격으로 복수회 주입하여 보다 효과적으로 부동태 피막을 제거할 수 있는 가스질화방법 및 가스질화장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스질화방법은, 열처리 챔버에 질화처리 대상물을 장입하는 대상물 장입단계; 상기 열처리 챔버에 가스를 유입시켜 산소를 제거하는 퍼지단계; 상기 열처리 챔버를 가열하는 승온단계; 상승된 온도를 유지하면서 염화메틸렌(CH2Cl2)을 상기 열처리 챔버에 주입하여 대상물 표면에 형성된 부동태 피막을 제거하는 표면활성화단계; 및 상기 표면활성화단계 후 승온하여 일정 온도 범위에서 대상물의 표면을 질화 처리하는 질화처리단계;를 포함한다.
여기서, 상기 표면활성화단계는, 상기 열처리 챔버에 암모니아 가스를 지속적으로 주입하고, 일정량의 염화메틸렌을 일정 시간 간격으로 복수회 주입하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 퍼지단계는, 상기 열처리 챔버에 질소 가스를 유입시켜 상기 열처리 챔버를 질소 분위기로 치환하는 질소 가스 공급단계; 및 상기 질소 가스 공급단계 후 상기 열처리 챔버에 암모니아 가스를 유입시키는 암모니아 가스 공급단계;를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 승온단계는, 상기 열처리 챔버의 내부를 300~400℃의 온도까지 상승시키도록 마련될 수도 있다.
상기 질화처리단계 후 상기 열처리 챔버의 내부에 질소 가스를 투입하고 일정 온도 이하로 냉각시키는 냉각단계; 및 상기 표면활성화단계와 상기 질화처리단계에서 화학반응 후 잔존하는 가스를 배출하는 잔존가스 배출단계;를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 잔존가스 배출단계는, 배출가스를 냉각시켜 염화수소(HCl)를 고체 형태인 염화암모늄(NH4Cl)으로 중화시켜 필터링하는 중화단계; 및 배출가스를 완전 연소 시켜는 연소단계;를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스질화장치는, 내부에 대상물이 장입되는 열처리 챔버; 상기 열처리 챔버에 구비되고, 상기 열처리 챔버를 가열하는 가열부; 상기 열처리 챔버에 연결되고, 상기 열처리 챔버에 질소 가스와 암모니아 가스 중 적어도 어느 하나를 공급하는 가스 공급라인; 및 상기 열처리 챔버에 연결되고, 상기 열처리 챔버에 염화메틸렌(CH2Cl2)을 공급하는 염화메틸렌 공급부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 염화메틸렌 공급부는, 염화메틸렌이 저장된 저장탱크; 상기 저장탱크와 상기 열처리 챔버를 연결하는 공급배관; 및 상기 공급배관에 구비되고, 상기 열처리 챔버에 일정량의 염화메틸렌을 일정 시간 간격으로 복수회 주입하도록 동작하는 정량주입펌프;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 열처리 챔버는, 측벽에서 내측으로 일정 간격 이격되어 배치되어 가스의 유동을 가이드하는 가이드부재; 및 상기 가이드부재의 상측에 배치되고, 상기 가이드부재의 내측에 저장된 가스를 흡입하여 상기 가이드부재의 외측으로 배출하여 가스를 교반시키는 교반부;를 더 포함할 수도 있다.
나아가, 상기 열처리 챔버와 연결되고, 상기 열처리 챔버 내부의 가스를 외부로 배출하는 배출라인; 상기 배출라인에 구비되고, 배출되는 가스를 냉각하는 냉각부; 및 상기 배출라인에 구비되고, 배출되는 가스에 화염을 발생시켜 완전 연소시키는 연소부;를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 의한 가스질화방법 및 가스질화장치에 따르면, 염화메틸렌을 사용하여 부동태 피막을 제거할 수 있어 보다 효과적으로 가스 질화 처리할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 일정량의 염화메틸렌을 일정 시간 간격으로 복수회 주입하여 보다 효과적으로 부동태 피막을 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가스질화방법을 개략적으로 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 가스질화방법의 공정을 개략적으로 나타낸 시간에 대한 온도 그래프,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 가스질화방법에서 퍼지단계에서 표면활성화단계까지의 공정을 개략적으로 나타낸 시간에 대한 온도 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 가스질화방법을 통하여 가스 질화 처리된 대상품의 재질별 질화층 조직사진,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가스질화장치를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 가스질화방법 및 가스질화장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가스질화방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 그리고, 도 2는 상기 가스질화방법의 공정을 개략적으로 나타낸 시간에 대한 온도 그래프이고, 도 3은 상기 가스질화방법에서 퍼지단계에서 표면활성화단계까지의 공정을 개략적으로 나타낸 시간에 대한 온도 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가스질화방법은 열처리 챔버에 질화처리 대상물을 장입하는 대상물 장입단계와, 상기 열처리 챔버에 가스를 유입시켜 산소를 제거하는 퍼지단계와, 상기 열처리 챔버를 가열하는 승온단계와, 상승된 온도를 유지하면서 염화메틸렌(CH2Cl2)을 상기 열처리 챔버에 주입하여 대상물 표면에 형성된 부동태 피막을 제거하는 표면활성화단계, 그리고 상기 표면활성화단계 후 승온하여 일정 온도 범위에서 대상물의 표면을 질화 처리하는 질화처리단계를 포함한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 도 2를 참조하면, 상온에서 열처리 챔버에 질화처리 대상물을 장입(S110)하고, 상기 열처리 챔버에 질소(N2) 가스를 투입(S120)하여 상기 열처리 챔버에 존재하는 산소를 외부로 배출하여 제거한다.
그리고, 대상물의 표면활성화단계를 위하여 상기 열처리 챔버를 가열한다. 이때, 상기 열처리 챔버의 내부를 300~400℃의 온도까지 상승(S130)되도록 가열한다. 이때, 상기 열처리 챔버의 내부를 승온하는 중에 상기 열처리 챔버에 암모니아(NH3) 가스를 투입(S140)하여 상기 열처리 챔버의 내부를 암모니아 가스 분위기로 치환한다.
그리고, 상기 열처리 챔버 내부의 온도가 300~400℃까지 승온되면, 승온된 온도를 유지하면서 열처리 챔버의 내부에 염화메틸렌(CH2Cl2)을 공급하여 약 30분에서 1시간동안 대상물 표면에 형성된 부동태 피막(Cr2O3)을 제거한다.
이때, 암모니아(NH3) 가스 분위기에 공급된 염화메틸렌(CH2Cl2)이 부동태 피막(Cr2O3)을 제거하는 화학식은 아래와 같다.
NH3 → N + H2 + H
CH2Cl2 + H → CH2Cl + HCl
Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O
여기서, 상기 열처리 챔버에 염화메틸렌을 공급하는 방법으로, 일정량의 염화메틸렌을 일정 시간 간격으로 복수회로 나누어 주입(S150)하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 초기에 염화메틸렌(CH2Cl2)을 10ml 공급하고 10분뒤에 염화메틸렌(CH2Cl2)을 다시 10ml 공급하는 식으로 10분 간격으로 10ml의 염화메틸렌(CH2Cl2)을 4번 공급할 수 있다. 즉, 40분의 표면활성화단계 동안 총 40ml의 염화메틸렌(CH2Cl2)을 4번으로 나누어 공급할 수 있다.
이는, 상기 열처리 챔버에 총 공급할 염화메틸렌(CH2Cl2)을 일시에 모두 공급하는 경우 즉, 40ml를 한번에 공급하는 경우 상기 열처리 챔버 내에서 염화메틸렌(CH2Cl2)이 충분히 잔류하지 못하고 외부로 빠져나가게 되어 충분한 표면 활성화를 시킬 수 없게 된다.
이와 비교하여, 본 발명에서는 총 공급되는 염화메틸렌의 양은 동일하게 하되 일정 시간 간격을 두고 나누어서 염화메틸렌을 공급하여 상기 열처리 챔버 내에서 보다 효과적으로 표면 활성화할 수 있다.
이때, 상기 열처리 챔버에 공급되는 염화메틸렌의 양은 장입되는 대상물의 양과 관계없이, 상기 열처리 챔버의 체적에 대응하여 공급되는 염화메틸렌의 총량과 주기적으로 나누어서 공급되는 양을 산정할 수 있다.
이렇게, 대상물 표면의 부동태 피막 제거 공정이 끝나면 상기 열처리 챔버의 내부를 400~600℃의 온도까지 상승(S160)시키고, 상승된 온도를 유지하면서 10~20시간동안 질화 처리(S170)하게 된다.
그리고, 질화 처리가 종료되면 열처리 챔버에 질소 가스를 투입(S180)하고, 상기 열처리 챔버의 내부 온도가 150℃이하가 되도록 냉각(S190)하여 공정을 종료한다.
본 발명의 실시예에 의한 가스질화방법은 상기 표면활성화단계와 상기 질화처리단계에서 화학반응 후 잔존하는 가스를 배출하는 잔존가스 배출단계를 더 포함한다.
그리고, 상기 잔존가스 배출단계는 배출가스를 냉각시켜 염화수소(HCl)를 고체 형태인 염화암모늄(NH4Cl)으로 중화시켜 필터링하는 중화단계와, 배출가스에 화염을 발생시켜 완전 연소 시켜는 연소단계를 더 포함한다. 즉, 상기 표면활성화단계와 상기 질화처리단계에서 화학반응 후 잔존하는 가스에는 유해 가스가 포함되어 있으므로 이를 필터링한 후 배출하기 위함이다.
상기 중화단계는 배출되는 가스에 함유된 염화수소(HCl)를 냉각시켜 고체 형태인 염화암모늄(NH4Cl)으로 필터링한다. 즉, 염화암모늄은 37.8℃에서 기체로 승화하게 된다. 따라서, 배출되는 가스를 37.8℃ 이하로 냉각시켜 암모니아(NH3)와 염화수소(HCl)를 염화암모늄(NH4Cl)으로 중화시켜 필터링할 수 있다.
그리고, 상기 연소단계는 상기 중화단계를 거친 배출가스에 존재하는 유해가스와 발화성 가스를 완전 연소시키는 단계이다. 이를 위하여, 상기 연소단계는 상기 중화단계를 거친 배출가스를 약 900~1000℃로 가열시킨 후 토치 등에 의하여 발생한 화염을 통과시켜 배출가스에 잔존하는 유해가스 및 연소성 가스를 완전 연소시키게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 상기 가스질화방법을 통하여 가스 질화 처리된 대상품의 재질별 질화층 조직사진이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 상기 가스질화방법을 통하여 SUS310 강을 450℃에서 20시간동안 질화 처리하면 약 25㎛의 질화층 두께가 형성되고, 표면경도는 약 1000~1200Hv가 된다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 가스질화방법을 통하여 SUS308 강을 560℃에서 10시간동안 질화 처리하면 약 25㎛의 질화층 두께가 형성되고, 표면경도는 약 1400~1500Hv가 된다.
도 4의 (c)를 참조하면, 상기 가스질화방법을 통하여 SUS420 강을 570℃에서 20시간동안 질화 처리하면 약 20㎛의 질화층 두께가 형성되고, 표면경도는 약 1000~1100Hv가 된다.
도 4의 (d)를 참조하면, 상기 가스질화방법을 통하여 SUS630 강을 580℃에서 16시간동안 질화 처리하면 약 28㎛의 질화층 두께가 형성되고, 표면경도는 약 1000~1100Hv가 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가스질화장치를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가스질화장치(100)는 내부에 대상물(P)이 장입되는 열처리 챔버(200)와, 상기 열처리 챔버(200)에 구비되고 상기 열처리 챔버(200)를 가열하는 가열부(250)와, 상기 열처리 챔버(200)에 연결되고 상기 열처리 챔버(200)에 질소 가스와 암모니아 가스 중 적어도 어느 하나를 공급하는 가스 공급라인(300), 그리고 상기 열처리 챔버(200)에 연결되고 상기 열처리 챔버(200)에 염화메틸렌(CH2Cl2)을 공급하는 염화메틸렌 공급부(400)를 포함한다.
상기 열처리 챔버(200)는 내부에 대상물(P)이 장입되게 공간부를 가지고, 측벽(210)에서 내측으로 일정 간격 이격되어 배치되어 가스의 유동을 가이드하는 가이드부재(220)가 구비된다. 그리고, 상기 가이드부재(220)의 상측에 배치되고 상기 가이드부재(220)의 내측에 저장된 가스를 흡입하여 상기 가이드부재(220)의 외측 즉, 상기 열처리 챔버(200)의 측벽(210)과 상기 가이드부재(220) 사이의 공간으로 배출하여 가스를 교반시키는 교반부(240)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 교반부(240)는 상기 열처리 챔버(200)의 상측에 구비되는 구동모터(241)와, 상기 구동모터(241)에 체결되어 상기 열처리 챔버(200)의 내부에 배치되어 회전하고 회전시 중심축으로 가스를 흡입하여 원주방향으로 배출하는 팬(242)으로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 열처리 챔버(200)의 바닥면에는 상기 대상물(P)이 안착되는 받침대(230)가 구비되고, 상기 받침대(230)에는 가스가 유동할 수 있도록 복수의 홀(231)이 형성된다.
이러한 구성으로, 상기 열처리 챔버(200)의 내부에 가스를 공급하고, 상기 교반부(240)를 동작시키면 상기 열처리 챔버(200) 내부의 가스는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열처리 챔버(200)의 중심측에서는 상기 대상물(P)의 하측에서 상측으로 이동하면서 상기 대상물(P)을 통과하고, 상측으로 이동한 가스는 상기 교반부(240)에 의하여 상기 열처리 챔버(200)의 측벽(210)과 상기 가이드부재(220) 사이의 공간을 통하여 상기 열처리 챔버(200)의 하측으로 이동한 후 다시 상기 대상물(P)의 하측으로 유동하게 된다.
상기 가스 공급라인(300)은 공정과정에서 상기 열처리 챔버(200)의 내부에 필요한 가스를 공급하도록 마련된다. 예를 들어, 상기 가스 공급라인(300)은 상기 열처리 챔버(200)의 내부와 연결되는 가스공급배관(310)과, 질소 가스가 저장되고 상기 가스공급배관(310)과 연결된 질소가스 저장탱크(320)와, 암모니아 가스가 저장되고 상기 가스공급배관(310)과 연결된 암모니아가스 저장탱크(330)로 구비될 수 있다.
상기 염화메틸렌 공급부(400)는 염화메틸렌이 저장된 저장탱크(410)와, 상기 저장탱크(410)와 상기 열처리 챔버(200)를 연결하는 공급배관(420), 그리고 상기 공급배관(420)에 구비되고 상기 열처리 챔버(200)에 일정량의 염화메틸렌을 일정 시간 간격으로 복수회 주입하도록 동작하는 정량주입펌프(430)를 포함한다.
물론, 별도의 제어부(미도시)가 구비되고, 사용자가 염화메틸렌의 공급량과 주입 주기를 설정하면 상기 제어부가 상기 정량주입펌프(430)를 설정된 값으로 동작하도록 제어할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 가스질화장치(100)는 상기 열처리 챔버(200)와 연결되고 상기 열처리 챔버(200) 내부의 가스를 외부로 배출하는 배출라인(500)과, 상기 배출라인(500)에 구비되고 배출되는 가스를 냉각하는 냉각부(510), 그리고 상기 배출라인(500)에 구비되고 배출되는 가스에 화염을 발생시켜 완전 연소시키는 연소부(520)를 포함한다.
상기 냉각부(510)는 상기 열처리 챔버(200)에서 배출되는 가스가 유입되는 냉각탱크(511)와, 상기 냉각탱크(511) 내부에서 지그재그 형태로 배치되는 냉각유로(512)와, 상기 냉각유로(512)에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환부(513)를 포함한다.
이러한 구성으로, 상기 냉각수 순환부(513)가 냉각수를 공급하면 상기 냉각유로(512)에 냉각수가 순환하게 되고, 상기 냉각탱크(511) 내부로 유입된 가스는 상기 냉각유로(512)를 통과하면서 냉각된다. 즉, 배출되는 가스를 37.8℃ 이하로 냉각시켜 배출되는 가스에 존재하는 암모니아(NH3)와 염화수소(HCl)를 염화암모늄(NH4Cl)으로 중화시켜 필터링할 수 있다.
물론, 상기 냉각부(510)의 구성은 일 예에 해당하고, 유입되는 가스를 냉각할 수 있는 어떠한 형태로도 마련될 수 있다.
상기 연소부(520)는 상기 냉각탱크(511)와 연결되어 상기 냉각탱크(511)에서 배출되는 가스가 유동하는 배출배관(521)과, 상기 배출배관(521)을 감싸도록 구비되고 복수의 가열부재(522)가 구비되어 상기 배출배관(521)을 유동하는 가스를 가열하는 가열로(523), 그리고 상기 배출배관(521)의 단부에 배치되고 상기 가열로(523)를 통과하여 배출되는 가스에 화염을 발생시켜 가스를 완전 연소시키는 화염발생부(524)로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 화염발생부(524)는 토치로 마련될 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 냉각탱크(511)를 통과한 배출가스에 잔존하는 유해 가스와 발화성 가스를 완전 연소시켜 제거할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
P : 대상물 100 : 가스질화장치
200 : 열처리 챔버 210 : 측벽
220 : 가이드부재 230 : 받침대
240 : 교반부 241 : 구동모터
242 : 팬 300 : 가스 공급라인
310 : 가스공급배관 320 : 질소가스 저장탱크
330 : 암모니아가스 저장탱크 400 : 염화메틸렌 공급부
410 : 저장탱크 420 : 공급배관
430 : 정량주입펌프 500 : 배출라인
510 : 냉각부 511 : 냉각탱크
512 : 냉가유로 513 : 냉각수 순환부
520 : 연소부 521 : 배출배관
522 : 가열부재 523 : 가열로
524 : 화염발생부

Claims (10)

  1. 열처리 챔버에 질화처리 대상물을 장입하는 대상물 장입단계;
    상기 열처리 챔버에 질소 가스를 유입시켜 상기 열처리 챔버를 질소 분위기로 치환하는 질소 가스 공급단계와, 상기 질소 가스 공급단계 후 상기 열처리 챔버에 암모니아 가스를 유입시키는 암모니아 가스 공급단계를 포함하는 퍼지단계;
    상기 열처리 챔버의 내부를 300~400℃의 온도까지 상승시키는 승온단계;
    상승된 온도를 유지하면서 염화메틸렌(CH2Cl2)을 상기 열처리 챔버에 주입하고, 주입된 염화메틸렌(CH2Cl2)이 암모니아 가스와 반응하여 대상물 표면에 형성된 부동태 피막을 제거하는 표면활성화단계;
    상기 표면활성화단계 후 승온하여 일정 온도 범위에서 대상물의 표면을 질화 처리하는 질화처리단계;
    상기 질화처리단계 후 상기 열처리 챔버의 내부에 질소 가스를 투입하고 일정 온도 이하로 냉각시키는 냉각단계; 및
    상기 표면활성화단계와 상기 질화처리단계에서 화학반응 후 잔존하는 가스를 배출하는 잔존가스 배출단계;를 포함하고,
    상기 잔존가스 배출단계는,
    배출가스를 냉각시켜 염화수소(HCl)를 고체 형태인 염화암모늄(NH4Cl)으로 중화시켜 필터링하는 중화단계; 및
    배출가스를 완전 연소시키는 연소단계;
    를 포함하는 가스질화방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면활성화단계는,
    상기 열처리 챔버에 암모니아 가스를 지속적으로 주입하고, 일정량의 염화메틸렌을 1회 이상 주입하는 것을 특징으로 하는 가스질화방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 내부에 대상물이 장입되는 열처리 챔버;
    상기 열처리 챔버에 구비되고, 상기 열처리 챔버를 가열하는 가열부;
    상기 열처리 챔버에 연결되고, 상기 열처리 챔버에 질소 가스와 암모니아 가스를 공급하는 가스 공급라인;
    상기 열처리 챔버에 연결되고, 염화메틸렌(CH2Cl2)이 암모니아 가스와 반응하여 대상물 표면에 형성된 부동태 피막을 제거하도록 상기 열처리 챔버에 염화메틸렌(CH2Cl2)을 공급하는 염화메틸렌 공급부;
    상기 열처리 챔버와 연결되고, 상기 열처리 챔버 내부의 가스를 외부로 배출하는 배출라인;
    상기 배출라인에 구비되고, 배출되는 가스를 냉각시켜 염화수소(HCl)를 고체 형태인 염화암모늄(NH4Cl)으로 중화시켜 필터링하는 냉각부; 및
    상기 배출라인에 구비되고, 배출되는 가스에 화염을 발생시켜 완전 연소시키는 연소부;
    를 포함하는 가스질화장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 염화메틸렌 공급부는,
    염화메틸렌이 저장된 저장탱크;
    상기 저장탱크와 상기 열처리 챔버를 연결하는 공급배관; 및
    상기 공급배관에 구비되고, 상기 열처리 챔버에 일정량의 염화메틸렌을 일정 시간 간격으로 복수회 주입하도록 동작하는 정량주입펌프;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스질화장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 열처리 챔버는,
    측벽에서 내측으로 일정 간격 이격되어 배치되어 가스의 유동을 가이드하는 가이드부재; 및
    상기 가이드부재의 상측에 배치되고, 상기 가이드부재의 내측에 저장된 가스를 흡입하여 상기 가이드부재의 외측으로 배출하여 가스를 교반시키는 교반부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스질화장치.
  10. 삭제
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