공구재료의 종류 및 특성

 

기계재료 핵심요약 - 공구 재료

 

 

 

공구 재료

 

공구재료의 구비 조건

- 내마모성이 커야 한다. - 고온 경도가 커야 한다. - 열처리와 가공이 쉬워야 한다. - 강인성(억세고 질긴 성질)이 커야 한다. - 형상을 만들기 쉽고 가격이 적당해야 한다. - 절삭 시 마찰계수가 크지 않고 적당해야 한다.

[핵심 포인트. 고온 경도란 접촉 부위의 온도가 높아지더라도 경도를 유지할 수 있는 성질이다.]

 

 

 

 

 

 

공구재료의 종류	특    징	참  고
탄소공구강	절삭열이 300℃에서도 경도의 변화가 작고 열처리가 쉬우며 값이 저렴하나 강도가 부족해서 고속 절삭용 공구 재료료는 사용이 부적합하다.
합금공구강	탄소강에 W, Cr, W-Cr등의 원소를 합금하여 제작하는 공구용 재료로 절삭열이 600℃에서도 경도 변화가 작아서 바이트나 다이스, 탭 띠톱 등의 재료로 사용된다.
고속도강	- W-18%, Cr-4%, V-1%이 합금된 것으로 600℃ 정도에서도 경도 변화가 없다. - 탄소강보다 2배의 절삭속도로 가공이 가능하기 때문에 강력 절삭 바이트나 밀링 커터에 사용된다.
주조 경질합금	- 스텔라이트라고도 하며 800까지도 경도변화가 없다. - 청동이나 황동의 절삭 재료로 사용된다. - 열처리가 불필요하며 고속도강보다 2배의 절삭속도로 가공이 가능하나 내구성과 인성이 작다.
소결 초경합금	- 고속, 고온 절삭에서 높은 경도를 유지하여, WC, TiC, TaC 분말에 Co를 첨가하고 소결시켜 만드는데 진동이나 충격을 받으면 쉽게 깨지는 특성이 있는 공구용 재료이다. - 고속도강의 4배 정도로 절삭이 가능하며 1,100℃의 절삭열에도 경도 변화가 없다.
세라믹	- 무기질의 비금속재료를 고온에서 소결한 것으로 1,200℃의 절삭열에도 경도 변화가 없다. - 초경합금에 비해 충격강도가 낮으므로 거친 가공물의 절삭에는 적당하지 않다.
다이아몬드	- 절삭공구 재료 중에서 가장 경도가 높고 HB 7,000, 내마멸성이 크며 절삭속도가 빨라서 절삭가공이 매우 능률적이나 취성이 크고 값이 비싸다.

 

 

 

 

 

공구 재료의 고온 경도가 높은 순서

다이아몬드 > WC-TiC-Co계 초경합금 > 고속도강 > 합금공구강 > 탄소공구강

[핵심 포인트. 다이아몬드는 공구 재료 중에서 경도가 가장 높으며 내 마멸 성이 크고 브리넬 경도(HB) 측정값이 7,000 이상이다.]

 

 

 

 

 

 

공구용 합금강

 

공구용 합금강은 칼날, 방트, 커터, 게이지의 제 자개용으로 사용되는 재료로써 이들 공구는 각각 알맞은 특성을 가진 재료로 만들어져야 하므로 담금질과 뜨임 처리를 한다.

공구용 합금강의 특징

- 가공하기 쉽다. - 인성과 마멸 저항이 크다. - 열처리에 의한 변형이 적다. - 상온 및 고온에서 경도가 크다. - 가열에 의한 경도의 변화가 적다.

 

 

 

 

 

핵심문제

 

01. 공구용 합금강을 담금질 및 뜨임 처리하여 개선되는 재질의 특성이 아닌 것은? [2014년 1회 - 기출]

① 조직의 균일화

② 경도 조절

③ 가공성 향상

④ 취성 증가

 

 

정답 : ④

 

 

01 - 해설.

- 공구용 합금강에 담금질과 뜨임 처리를 하면 공구의 가공성이 향상되고 강도와 경도가 강화된다.

- 내부의 조직이 균일화되고 안정화되어 절삭 성도 향상된다.

- 취성이 감소하므로 큰 절삭력이 발생하는 공작물도 가공할 수 있게 된다.

 

 

 

 

 

 

02. 절삭공구류에서 초경합금의 특성이 아닌 것은? [2014년 1회 - 기출]

① 경도가 높다.

② 마모성이 좋다.

③ 압축 강도가 높다.

④ 고온 경도가 양호하다.

 

 

정답 : ②

 

 

02 - 해설.

- 초경합금은 경도가 높고 압축강도가 높으며 고온에서의 경도가 양호하다.

 

 

이번 포스팅은 여기까지로 마치며 다음 포스팅에서는 마지막 단계인 열처리에 대해 포스팅하도록 하겠습니다.

이제 진짜 얼마 남지 않았습니다.!!

조금만 더 힘내세요~^^

기계재료가 끝나고 이어지는 기계요소 설계도 만만치 않은 과목이지만 한 과목이 끝났다는 게 어디예요~^^

열심히 해주신 분들은 좋은 결과가 결승선에서 기다리고 있으실 거예요~^^

오늘 하루도 파이팅하는 하루 보내세요~^^