도구 재료 분류에 대한 간략한 논의

 

다양한 조건에서는 다양한 절단 방법이 있으며, 이러한 경우 절단 도구에는 특정한 고유한 특성이 필요합니다. 이러한 성능을 달성하기 위해 절삭 공구는 다양한 재료로 만들어집니다. 특정 용도에 맞게 선택되는 재료는 가공되는 재료, 가공 유형, 제품의 수량 및 품질에 따라 달라집니다.

도구 재료는 사용된 재료에 따라 여러 범주로 분류될 수 있습니다.

 

1. 탄소공구강

2. 고속도강(HSS)

3. 초경합금

4. 세라믹 도구

5. 입방정질화붕소(CBN)

6. 다이아몬드 도구

 

 

I탄소공구강

 

탄소공구강은 저속 가공 작업에 사용되는 저렴한 금속 절삭 공구입니다. 이 일반 탄소강 절삭 공구에는 0.6-1.5% 탄소와 극소량(0.5% 미만)의 망간 및 실리콘이 포함되어 있습니다. 경도와 입자 크기를 수정하기 위해 크롬 및 바나듐과 같은 다른 금속이 추가됩니다.

 

고탄소강은 내마모성이 뛰어나고 날카로운 절삭날을 유지할 수 있습니다. 탄소공구강은 가공성이 좋지만 250도 부근에서 급속히 경도를 잃습니다.

 

따라서 고온 응용 분야에서는 사용할 수 없으며, 이는 현재 일부 가공 작업에서 대체할 수 없는 이유일 수 있습니다.

 

탄소강 공구는 트위스트 드릴, 밀링 공구, 터닝 및 성형 공구에 사용되며 황동, 알루미늄, 마그네슘과 같은 부드러운 재료에 적합합니다.

 

온도 저항: 최대 450도

경도: 최대 HRC65

 

 

II 고속도강(HSS)

 

▲ HSS

 

고속도강은 텅스텐, 몰리브덴, 크롬과 같은 합금 원소를 다량 함유한 고탄소강의 일종입니다. 이러한 요소는 경화성, 인성 및 내마모성을 향상시켜 금속 제거율을 높여줍니다.

 

약 650도 정도의 적당한 온도에서는 경도가 사라집니다.

 

따라서 공구 수명을 연장하려면 절삭유를 사용해야 합니다. 고속도강은 재연삭을 통해 여러 번 재사용할 수 있습니다. 성능을 향상시키기 위해 고속도강에 특정 표면 처리가 적용됩니다.

 

고속도강에 사용되는 표면 처리:

세련:마찰 감소

질화:내마모성 증가

크롬 도금:마찰 감소

산화:마찰 감소

 

드릴, 밀링 커터, 브로치 등을 제조하는 데 고속 강철 재료를 사용할 수 있습니다.

 

절단 속도 범위: Vc=30-50미터/분

온도 저항: 최대 650도

경도: 최대 HRC67

 

 

III 초경합금

 

▲ 초경합금

 

초경합금 공구는 분말 야금 기술을 사용하여 생산됩니다. 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄 탄화물과 코발트를 결합제로 구성합니다(결합제가 니켈이나 몰리브덴인 경우 서멧이라고 함).

 

초경합금 공구는 매우 단단하며 초고속 절단 작업을 견딜 수 있습니다.

 

초경합금 공구는 최대 1000도까지의 온도에서도 경도를 잃지 않습니다.

 

고코발트 공구는 황삭용으로, 저코발트 공구는 정삭용으로 사용됩니다.

 

절단 속도 범위:Vc=60-200미터/분

온도 저항:최대 1000도

경도:최대 HRC90

 

 

IV 세라믹 재료

 

▲ 세라믹

 

가장 일반적인 세라믹 재료는 알루미나와 질화규소입니다. 세라믹 재료 분말을 원하는 형상으로 압축한 후 소결합니다.

 

세라믹 공구는 화학적으로 불활성이고 내부식성이 있으며 압축 강도가 높습니다. 이 제품은 최대 1800도의 온도에서 안정적으로 유지되고 HSS보다 10배 빠르게 작동하며 공구 표면과 칩 사이의 마찰이 매우 낮고 열전도율이 낮습니다. 일반적으로 절삭유는 필요하지 않으며 세라믹 공구는 매우 미세한 표면 마감을 제공할 수 있습니다.

 

절단 속도:Vc=300-600미터/분

온도 저항:최대 1200도

경도:최대 HRC93

 

 

V 입방정 질화붕소(CBN)

 

▲CBN

 

CBN은 다이아몬드 다음으로 단단한 재료로 수동 장비에 자주 사용됩니다. 내마모성이 매우 높아 일반적으로 연삭휠의 연마재로 사용됩니다. 날카로운 모서리는 사용하지 않는 것이 좋습니다.

 

절단 속도:Vc=600-800미터/분

경도:HRC95 이상

 

 

VI 다이아몬드

 

▲ 다이아몬드

 

다이아몬드는 알려진 물질 중 가장 단단하고 가장 비쌉니다. 열전도율이 뛰어나고 녹는점이 높습니다. 다이아몬드 공구는 탁월한 내마모성, 낮은 마찰 계수 및 낮은 열팽창을 나타냅니다. 탄화물, 질화물, 유리 등 매우 단단한 재료를 가공하는 데 이상적입니다.

 

다이아몬드 공구는 뛰어난 표면 조도와 치수 정확도를 제공합니다.

 

오늘은 다양한 공구 재료의 특성에 대해 간략하게 논의했습니다. 가장 좋은 재료는 하나도 없고 가장 적합한 재료만 있을 뿐입니다.