철강재료 - 공구용 합금강

2-3 공구용 합금강

 

   공구란 금속을 가공할 때 절삭, 전단 등에 사용되는 날 류 또는 측정에 사용되는 기구

   를 말하는 것으로서 공구 재료로서 구비해야 할 조건은 다음과 같다.

   1. 상온 및 고온 경도가 높을 것.

   2. 내마모성이 클 것.

   3. 강인성이 있을 것.

   4. 열처리 및 가공이 용이해야 할 것.

   5. 제조 취급이 쉽고 가격이 저렴할 것.

   따라서 각종 공구 재료로서 사용되는 특수강은 탄소공구강보다 강도, 인성, 내마모성

   이 우수해야 한다. 그러므로 공구용 특수강은 높은 탄소함유량 외에 Cr, W, Mn, Ni. V

   등이 하나 이상 첨가되며, 고급 특수강에서는 성질 개선을 위하여 Mo, W, Co등이 더

   첨가된다.

   (1) 합금공구강(STS)

   경도를 크게 하고 절삭성을 개선하기 위하야 탄소공구강에 Cr, W, V, Mo등을 첨

   가한 강으로서 바이트(bite), 탭(tap), 드릴(drill), 절단기(cutter), 줄 등에 쓰인다.

   (2) 고속도강(SKH)

   절삭공구강의 대표적인 특수강으로서, W, Cr, V 이외의 Co, Mo등을 다량 함유하

   고 있는 고 합금강으로 500~600℃까지 가열하여도 뜨임에 의해서 연화되지 않고

   고온에서도 경도 감소가 적은 것이 특징이다. 대표적인 것으로는 W 18%, Cr 4%,

   V 1%를 함유한 18-4-1형이 있다.

   1. 고속도강의 열처리 : 1250~1350℃에서 담금질하고 550~600℃에서 뜨임하여 2

   차 경화시킨다. 풀림은 820~860℃에서 행한다.

   2. 고속도강의 종류

     ㄱ. W계 고속도강 : 18-4-1이 대표적으로 SKH1, 2종이 해당한다.

     ㄴ. Mo계 고속도강 : WrPdp 비해 가격이 싸고, 인성이 높으며 담금질 온도가

     낮아 열처리가 용이하다.

     ㄷ. Co계 고속도강 : Co의 첨가는 고온경도를 높이고 절삭의 내구성을 향상히

     킨다. 강력 절삭공구로서 SKH 13~5종이 해당한다.

 

참고 : 공구강의 경도 순서

탄소공구강<합금공구강<스텔라이트<고속도강<초경합금<세라믹<다이아

몬드

 

   (3) 주조경질 합금

   주조한 강을 연마하여 사용하는 공구재료로서 충분한 강도를 가지고 있으므로 열

   처리가 필요 없고 단조가 불가능하다. 대표적인 것으로는 Co를 주성분으로 하는

   Co-Cr-W-C계의 스텔라이트(stellite)가 있으며 절삭용 공구, 다이스(dies), 드릴

   (drill), 의료용 기구, 착암기의 비트(bit)등에 사용된다.

   (4) 소결 초경합금

   고속도강보다 더욱 훌륭한 공구재료로서 Co, W, C등의 분말형 탄화물을 프레스

   로 성형하여 소결시킨 것으로 소결 경질합금이라고도 한다. 상품명으로는 독일의

   비디아(Widia), 미국의 카볼로이(carboloy), 영국의 미디아(Midia), 일본의 탕갈로이

   (Tungaloy)등이 있다. 초경합금은 사용목적, 용도에 따라 재질의 종류와 형상이

   다양한데, 절삭공구용 P, M, K종과 내마모성 공구용으로 D종 그리고 광산공구용

   으로 E종이 있다.

   (5) 세라믹공구(Ceramictool)

   AL2O3외 99%이상의 분말을 산화물, 탄화물 등을 배합하여 1600℃ 이상에서 소결

   한 공구로 1000℃ 이상에서 경도를 유지할 수 있다. 하지만, 초경합금보다 취약하

   고 열충격에 약한 단점이 있다. Al2O3-Tic계 세라믹은 이 결점을 개선한 것이다.

 

   [표 2-1] 공구재료의 성질을 비교

구분	고탄소강	고속도강	WC공구	세라믹 공구
비중	7.85	8.5~8.8	8~15	3.7~4.1
열전도율 (cal/s . cm2 . ℃)	0.02~1.10	0.07	0.05~0.18	약 0.05
열팽창 계수	11~15x10-6	11x10-6	5~7x10-6	약8x10-6
탄성 계수(N/mm2)	2.1x104	3~4x104	4.5~6x104	3~4x104
압축강도(N/mm2)	열처리 따라 다름	350	400~560	200
로크웰 경도(HRC)	HRC55~61	HRC58~61	HRC88~91	HRC85~94
연화온도(℃)	200~400	600	1100~1200	1500
열처리	필요	필요	불필요	불필요
가격	저	중	고	고

 

 

***********************************************************************************

아래를 클릭 하시면 기계부품 및 다양한 산업용품 정보를 확인 하실수 있습니다 

클~~릭 ↓↓

 

기계부품, 산업용품 전문 모두다몰

***********************************************************************************