절삭공구의 재료와 특성

목차

1.탄소공구강

2.합금공구강

3.고속도강

4.주조코발트합금강

5.초경합금공구

6.피복초경합 공구

7.서멧

8.세라믹

9.CBN 및 다이아몬드

본문내용

1. 탄소공구강(high carbon tool steel)
탄소가 0.9% ~ 1.5% 정도 함유된 고탄소강으로 담금질하여 경화시킨 종류이다. 그러나 이것은 고온경도가 적어 일반적으로 절삭온도 약 300 이하의 저온에서 사용된다. 주로 저온절삭용, 총형바이트, 또는 수공구에 많이 이용된다.
2. 합금 공구강(alloy tool steel)
탄소 공구강에 W, Cr, V, Mo 등의 합금원소 중에서 한 종류 또는 두 종류의 원소를 소량 첨가하여 경화능을 개선시킨 종류이다. 이것은 내열성이 부족한 결점이 있으나, 인성이 다소 높기 때문에 탭(tab), 다이스(dies), 톱날 등에 사용되며 프레스용 금형재료(SKDII)에도 널리 사용된다.
3. 고속도강(high speed steel : HSS)
합금 공구강 보다 W, Cr, V, Mo 등의 합금원소를 더 많이 함유하는 고합금 공구강이다. 이 종류는 내열성이 뛰어나고, 인성도 양호하므로 절삭공구재료로 널리 사용되고 있다. 특히 트위스트 드릴(twist drill), 탭(tap), 호브(hob), 피니언커터(pinion cutter), 브로우치(broach), 엔드밀(end mill). 밀링커터(milling cutter) 등에 사용된다.
고속도강 공구의 종류로는
(1) W계 고속도강
고속도강의 표준형이며 18-4-1형이 대표적이다. 이 종류는 18% W, 4% Cr, 1% V의 첨가원소로 구성되어 있고 고온경도가 높아 연강을 가공할 때는 30 m/min 이상의 절삭속도가 가능하다.
(2) Mo계 고속도강
표준고속강의 텅스텐(W) 함유량을 줄이고 대신 몰리브덴(Mo)을 4 ~ 10% 추가 첨가한 종류로써 유럽에서는 표준고속도강의 대용품으로 널리 사용된다.
(3) CO 계 고속도강
표준고속도강에 코발트를 5% ~ 10% 첨가한 것으로 내열성을 필요로 하는 공구에 사용된다.
다음은 고속도강의 종류 및 화학성분을 표시한다.
4. 주조코발트합금강( cast – cobalt alloy tool steel)
1915년에 처음 소개된 주고코발트 합금은 그 성분이 38% ~53%의 코발트, 30%~33%의 크롬, 그리고 10%~ 20%의 텅스텐으로 구성되어 있다. 주조 코발트합금은 흔히 스텔라이트(stellite)공구로 알려져 있고, 주조로 성형된 후 연삭하여 제조되며 담금질(quenching), 템퍼링(tempering), 등의 열처리를 필요로 하지 않는다.
이 합금은 약 56~64HRC의 높은 경도를 가지므로 내마멸성이 좋으며 고온경도가 우수하여 절삭온도 500~850 정도에서도 거의 상온경도를 잃지 않으므로 고속도강의 약 2배의 절삭속도에도 견딜 수 있다. 그러나 인성이 작고 충격에 약함으로 단속절삭 작업에는 고속도강에 비해 부적합하며 절삭깊이를 크게 하는 연속적인 황삭 작업에는 적합하다.
스텔라이트의 특징을 요야하면 다음과 같다
1. 단조는 불가능하며 주조로 성형한 후 연삭하여 사용한다.
2. 조직이 안정되어 있으며 850 까지도 경도와 인성을 유지한다.
3. 초경합금과 고속도강의 중간정도의 성능을 갖는다.
4. 용접 또는 브레이징(brazing)하여 사용한다.
5. 내열성, 내식성 그리고 내마멸성은 좋으나 가격이 비싸다.

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