절삭공구재료

< 절삭공구재료 >

 

1.     절삭공구재료의 구비조건

절삭가공을 할 때, 국부적으로 높은 압력과 온도, 또한 마찰에 의한 열과 마멸에 견딜수 있고, 절삭속도를 높이기 위해 새로운 공구재질이 출현되고 있다. 공구의 재료로서 갖추어야할 조건은 다음과 같다.

(1)   피절삭재(가공물) 보다는 경도와 인성이 클 것

(2)   고온에서 경도가 감소되지 않을 것

(3)   내마모성이 클 것

(4)   절삭저항을 받으므로 강도가 클 것

(5)   형상을 만들기 용이 하고 가격이 쌀 것.

2. 공구재료의 종류

(1) 탄소공구강 ( STC )

    a. 탄소강: 탄소량 0.6~1.5

탄소공구강 : 탄소 함유량 0.9~1.3

b. 200도이상의 온도에서 뜨임 효과 -> 경도 저하 -> 고속 절삭에 불리

* 저온뜨임(100~200도), 고온뜨임(400~650도)

    c. 줄, 펀치, 정 등을 제작

( 2 ) 합금공구강 ( STS )

1.     재료 : 탄소 (0.8~1.5%) 공구강에 W-Cr-V-Ni등 합금원소를 첨가하여 경화능을

개선한 것

2.     저속절삭 및 총형 공구용(450도)까지 사용이 가능하다 .

( 3 ) 고속도 공구강 ( SKH )

1.     재료 : W_r_v_M_

2.     대표적인 것으로 W(18%)-Cr(4%)-V(1%)이 있다.

3.     탄소공구강보다 높은 온도에서 절삭능력이 뛰어나다

4.     내마모성이 크며 공구수명이 탄소공구강의 2배 이상이다 .

( 4 ) 주조 경질 합금

1.     대표적인 것 : 스텔라이트가 있으며 주조로 성형한 것을 연삭으로 다듬짙하여

사용하며, 금속절삭에 널리 사용되지 않는다 .

2.     재료: W-Cr-Co-C

3.     초경합금과 고속도강의 증간 성능을  갖는다

4.     단조나 열처리가 되지 않으므로 매우 단단하다

5.     850도까지 경도가 유지되나 취성이 있고 값이 비싸다 .

6.     절삭 날을 연강 자루에 전기용접이나 경납땜을 하여 사용한다

( 5 ) 초경합금

1.     W-Ti-Ta 등의 탄화물 분말을 Co 또는 Ni를 결합하여 1400도 이상에서 소결시

킨 것 . (주성분: W,Ti,Co,C 등이다)

2.     경도 및 고온경도가 높다.

 

3.     내마모성과 취성이 크다 .

4.     피복 초경합금은 내열성` 내마모성* 내용착성이 우수하며 일반 초경합금에 비해

2-5배의 공구수명이 증대되며, 고온 고속절삭에서 우수한 성능을 갖는다 .

l  초경 팁의 표시

 P(푸른색) : 일반 강 . 절삭 서

M(노란색) : 스테인리스강 주강 절삭 시

K(붉은색) : 네철금속 . 주철 절삭 서

 ‘P10 ？ 01 -3’ P: 팁 재종(10: 인성, 01: 형태, 3: 크기)

                     (P01:고석절삭, P10: 나사절삭, P20, P30:황삭)

( 6 ) 세라믹 합금

1.     산화알루미놈 가루 (A1₂O₃)분말에 규소 및 마그네슴 등의 산화물이나 다른 산

화물의 첨가물을 넣고 소결한 것

2.     고속절삭 고온에서 경도가 높고, 내마멸성이 좋다 .

3.     경질합금보다 인성이 적고 취성이 있어 충격 및 진동에 약하다 .

4.     고속절삭시 구성인선이 생기지 않아 가공 면이 좋다

5.     땜이 곤란하여 고정용 흘더나 접착제를 사용한다

6.     절삭열에 의해 냉각제를 사용하지 않는다

7.     칩 브레이커 제작이 곤란하다

( 7 ) 세멧 공구

1.     A1₂O₃ 분말 70%에 탄질화 티탄 TiCN 분말을 30% 정도 혼합하여 수소 분위기에

소결하여 제작

2.     초경합금에 비해 고속절삭이 가능하고 마모가 적으며 공구수명이 길다 .

3.     고속, 저속 등 절삭의 속도범위가 적다

4.     TiN은 내 충격성이 우수하다

5.     TiC은 고온에서  강도 및 마찰저항이 우수하고, 열의 변화에 내성이 있어 강의

절삭에 매우 우수한 성능을 나타댄다

6.     중절삭시 인선의 소성변형과 치핑의 우려가 있다.

( 8 ) 다이아몬드

1.     가장 경도가 높고 1500m/min의 고속절삭이 가능하다.

2.     비철금속의 정밀 완성가공 및 경절삭의 초정밀 연속절삭에 적합하다 .

3.     취성이 크고 가격이 너무 고가이다

4.     열팽창이 적고 열전도율이 크다.(강의 2배)

5.     마찰계수가 대단히 적다.

6.     공구 사용시 인선의 강도 유지를 위해 경사각을 작게 한다.

(9) CBN 공구(Cubic Boron Nitride Tool)

1. CBN(육방정 질화붕소)의 미소분말을 초고온, 고압(약 2000도, 7만 기압)으로 소결한 공구이다.

2. 초경합금보다 1.5~2배의 경도를 갖으며 열전도율이 높고 열팽창이 작다.

3. 담금질강, 고속도강, 내열강 등의 난삭제의 절삭, 연삭에 우수한 성능을 갖는다.

4. 철과의 반응성이 작다.

 

 

 

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