December 12, 2016

엔드밀 절삭공구 재질 종류..


엔드밀 절삭공구 재질의 종류..
​예전에 비슷한 자료를 포스팅한 것이 있으니 함께 참조하기 바란다.​http://blog.naver.com/parangbee/220432909799
자, 그럼 절삭공구 재질의 종류에 대해서 알아보자. 참고로 아래 자료는 산업인력공단의 기계가공직무능력표준 모듈교재를 재구성한 것임을 밝힌다.
​
또한 재질의 종류 외에 재질이 가지는 조건에 대한 글도 함께 참조하시라.. http://blog.naver.com/parangbee/220857234554

고속도강(HSS, High Speed Steel)
고속도강은 W, Cr, V, Co 등의 원소를 함유하는 합금강을 뜻하며, 담 금질 및 뜨임을 하여 사용하면 600℃ 정도까지는 고온경도를 유지한다. 고속도강은 1898년경  테일러(Taylor)가 개발하여  선반의 바이트로 처  음 사용하였다. 고속도강의 특징은 고온경도가 높고 내마모성이 우수하 며, 1250℃에서 담금질을 하고, 550～600℃에서 뜨임을 하면 2차 경화   가 발생한다. 고온가열로 인한 표면의 산화 및 탈탄 방지를 위하여 염 욕(salt bath)을 하는 것이 효과적이다. 밀링 커터, 드릴, 탭, 리머, 바이   트, 엔드밀 등으로 사용되며 표준 고속도강과 특수 고속도강으로 구분 한다.
​
1) 표준 고속도강
W(18%)-Cr(4%)-V(1%)를 함유하는 고속도강을 18-4-1 표준 고속도 강이라고 한다.
​
2) 특수 고속도강
표준 고속도강보다 우수한 절삭 성능을 얻기 위하여 Co 및 V의 함 유량을 많이 첨가시킨다. Co를 4～20% 첨가한 고속도강과 탄소함유량에 따라 V 함유량을 증가시킨 고속도강 등이 있다.
​
초경합금(cemented carbide, sintered carbides)
초경합금은 W, Ti, Ta, Mo, Zr 등의 경질합금 탄화물 분말을 Co, Ni을 결합제로 하여 1400℃ 이상의 고온으로 가열하면서 프레스로 소결 성 형한 절삭공구이다.
​
1932년 독일의 크루프(Krupp)사가 “다이아몬드만큼 강하다”라는 의미 에서 비디아(Widia)로 명명하여 판매를 하였다. 미국에서는 카볼로이 (Carboloy), 영국에서는 미디아(Midia), 일본에서는 당가로이(Tungaloy), 우리나라에서는 초경합금이라는 상품명으로 생산 판매를 하였다. 초경 합금은 고온이나 고속절삭에서도 경도를 유지하여 절삭공구로서 우수   한 성능을 나타낸다. 그러나 취성이 커서 진동이나 충격에 약하므로 주 의하여 사용해야 한다. 현재는  WC-Co계,  WC-TiC-Co계,  WC-TaC-Co계가  주로 사용된다. <표 6-1>은 초경합금의 분류를  나타낸다.

초경합금의 분류
-P종: 비교적 긴 칩이 발생하는 재질(강, 합금강). 성분: WC, TiC, TaC, Co
​
-M종L 치핑이나 크레이터를 유발하는 재료(스테인리스 강, 주강, 주철). 성분: WC, TiC, TaC, Co

-K종: 칩이 분말상태이거나 짧게 끊어지는 재료(주철, 비철금속, 비금속). 성분: WC, Co

피복 초경합금(coated tungsten carbide)피복 초경합금 공구는 초경합금 표면에 TiC, TiCN, TiN, Al2O3 등을 2～15㎛의 두께로 피복하여 사용하는 절삭공구로 내마모성과 내열성을 향상시킨다. 피복하는 방법으로는 화학적 증착법(CVD)과 물리적 증착 법(PVD)이 있다.

세라믹(ceramic)산화알루미늄(Al2O3 : 순도 99.5% 이상) 분말을 주성분으로 마그네슘 (Mg), 규소(Si) 등의 산화물과 소량의 다른 원소를 첨가하여 소결한 절삭공구이다. 고온에서 경도가 높고 , 내마모성이 좋아 초경합금보다 빠른 절삭속도로 절삭이 가능하며, 초경합금보다 매우 가볍다. 세라믹 공구의 결점으로는 초경합금보다 인성이 적고 취성이 커서 충격이나 진동에 매우 약하다. 따라서 세라믹은 고속다듬질에서는 우수한 성능을 나타내지만, 중 절삭에는 적합하지  않다.

서멧(cermet)
서멧은 세라믹(ceramic)과 메탈(metal)의 합성어로 세라믹의 취성을 보 완하기 위하여 개발된 내화물과 금속 복합체의 총칭이다. Al2O3   분말    약 70%에 TiC 또는 TiN 분말 30% 정도 혼합하여 수소 분위기 속에서 소결하여 제작한다. 서멧은 고속절삭에서 저속절삭까지 사용범위가 넓   고 크레이터 마모, 플랭크 마모 등이 적고 구성인선이 거의 발생하지  않아 공구수명이 길다. 그러나 중절삭에는 적합하지   않다.

입방정 질화붕소(CBN, Cubic Boron Nitride)
CBN은 자연계에서 존재하지 않는 인공합성 재료로서 다이아몬드의 2/3 배의 경도를 가지며, CBN 미소분말을 초고온(2000℃), 초고압(5만 기압 이상)의 상태로 소결한 것이며, 현재 많이 사용되는 절삭공구이다. 공기 중에서도 안정되어 절삭열이 많이 발생하는 철금속 가공에도 이 상적인 조건을 갖추고 있다. CBN은 난삭재, 고속도강, 담금질강, 내열강 등의 절삭에 많이 사용된다.

다결정 다이아몬드(PCD, Polycrystalline Diamond)
PCD는 알루미늄이나 동 등의 절삭에 사용된다. <표 6-2>는 초경합금, CBN과 PCD의 경도 값을 비교한 것이다.

공구 재료의 경도값
-PCD: 경도: 6500~8000. 상대 비교값: 4
-CBN: 경도: 4700. 상대 비교값: 2.5
-초경합금K10: 경도 1800~2100. 상대 비교값: 1
*초경합금 K10을 1로 기준하였을 때 CBN은 2.5배, PCD는 4배의 경도 값을 가진다.

다이아몬드(diamond)
다이아몬드는 현재 알려져 있는 절삭공구 중에서 가장 경도가 크고 내마모성이 크며, 절삭속도가 빠른 우수한 공구재료이다. 다이아몬드로  는 경질고무, 베크라이트, Al, Al합금, 황동 등의 비철금속 절삭가공에 대단히 능률이 좋다. 특히 비철금속의 초정밀 완성가공 및 연삭숫돌의 보정, 유리가공에도 사용된다.


No comments:

Post a Comment