많은 가공 공장에서 탄소강으로 작업할 때 종종 문제가 발생합니다. 이 소재는 강하지만 공구가 빨리 마모될 수 있습니다. 또한 부품이 모양에서 벗어나 휘어지거나 표면 마감이 고객의 기대에 미치지 못할 수도 있습니다. 하지만 탄소강이 어떻게 작동하는지 알면 큰 차이를 만들 수 있습니다. 적절한 방법과 몇 가지 변경 사항을 적용하면 결과를 개선할 수 있습니다.
탄소강 가공에는 명확한 단계, 적절한 공구 선택, 디테일에 대한 집중이 필요합니다. 계획을 잘 세우면 과도한 공구 마모나 공작물 뒤틀림과 같은 문제를 피할 수 있습니다. 올바른 절삭 속도, 이송 및 절삭유를 선택하면 큰 차이를 만들 수 있습니다. 강철의 등급과 상태를 이해하면 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
탄소강으로 더 나은 결과를 얻을 수 있는 주요 방법과 노하우가 궁금하신가요? 다음 섹션에서는 입증된 팁과 모범 사례를 자세히 설명합니다.
탄소강이란 무엇인가요?
탄소강은 주로 철과 탄소로 만들어진 합금입니다. 탄소 함량은 보통 0.05%에서 2.0% 사이입니다. 탄소 함량이 높을수록 강철은 더 단단하고 강해지지만 연성은 떨어집니다. 탄소 등급이 낮을수록 가공과 성형이 쉽습니다.
탄소강을 가공하면 자동차, 건설, 공구, 기계 등 다양한 산업 분야의 부품을 만들 수 있습니다. 탄소강은 조달하기 쉽고 비용 효율적이며 다양한 등급으로 제공되기 때문에 상점에서는 종종 탄소강으로 작업합니다.
탄소강의 종류와 가공성
탄소강의 종류에 따라 가공 시 작용하는 방식이 다릅니다. 올바른 강종을 선택하면 공구 마모를 줄이고 생산 속도를 개선하는 데 도움이 됩니다.
저탄소강(연강)
저탄소강은 탄소 함량이 0.3% 미만입니다. 일반적인 등급으로는 AISI 1008, 1010, 1018이 있습니다. 이러한 강재는 부드럽고 유연하며 절단하기 쉽습니다. 공구 수명이 길고 매끄러운 표면 마감을 원할 때 좋은 선택입니다. 또한 성형 및 구부릴 때 균열이 생기지 않습니다.
하지만 부드럽기 때문에 가는 실이나 정밀한 공차를 잘 잡아주지 못할 수 있습니다. 표면 번짐을 방지하기 위해 이송 속도를 약간 줄여야 할 수도 있습니다.
중간 탄소강
중간 탄소강은 탄소 함량이 0.3%에서 0.6% 사이입니다. 일반적인 등급은 AISI 1040, 1045, 1144입니다. 이러한 강재는 저탄소 강재보다 강도가 강하고 내마모성이 뛰어납니다. 샤프트, 액슬, 기어와 같은 부품에 자주 사용됩니다.
하지만 가공하기가 더 어렵습니다. 공구가 더 빨리 마모되고 절단 중에 열이 축적됩니다. 합리적인 칩 제어, 날카로운 공구, 안정적인 설정이 필요합니다. 절삭유를 사용하면 마찰과 열을 줄이는 데 도움이 됩니다.
고탄소강
고탄소강은 탄소 함량이 0.6%에서 1.0% 사이입니다. 일반적인 등급으로는 AISI 1080, 1095 및 W1 공구강이 있습니다. 이러한 강철은 매우 강하고 내마모성이 뛰어나 절삭 공구, 금형 및 스프링에 널리 사용됩니다.
이러한 강철을 가공하는 것은 까다로운 작업입니다. 경도가 높아 공구가 빨리 마모되기 때문입니다. 느린 절삭 속도, 견고한 기계, 고품질 인서트가 필요합니다. 어닐링(연화) 소재를 사용하거나 예열하면 가공이 더 쉬워질 수 있습니다.
탄소 함량이 가공 동작에 미치는 영향
탄소 함량이 증가하면 강철은 더 단단하고 강해지지만 가공하기도 더 어려워집니다. 고탄소강은 절삭에 더 많은 힘이 필요하고, 더 많은 열이 발생하며, 공구 수명이 단축됩니다.
저탄소 강재는 절삭이 더 쉽습니다. 더 빠른 속도와 공구 마모를 줄일 수 있습니다. 하지만 강도나 내구성은 동일하지 않습니다.
가공성에 영향을 미치는 주요 속성
탄소강을 가공하기 전에 탄소강의 물리적 특성이 절삭 공정에 어떤 영향을 미치는지 아는 것이 도움이 됩니다. 경도, 연성 및 열 거동은 모두 공구 수명, 속도 및 마감 품질에 영향을 미칩니다.
경도 및 강도 고려 사항
단단한 탄소강은 절삭에 저항합니다. 이는 공구 마모를 증가시키고 거친 마감으로 이어질 수 있습니다. 또한 강도가 높을수록 절삭력이 더 많이 필요하므로 기계와 공구에 더 많은 스트레스가 가해집니다.
저탄소 강재는 더 부드럽고 절단하기 쉽습니다. 하지만 강도가 낮기 때문에 부품에 추가적인 설계 지원이 필요할 수 있습니다. 중탄소강과 고탄소강은 성능을 유지하기 위해 더 느린 속도와 더 튼튼한 공구가 필요합니다.
연성 및 인성 계수
연성은 금이 가지 않고 구부러지는 능력입니다. 인성은 충격이나 갑작스러운 힘에 대한 저항력입니다. 두 가지 모두 칩이 파손되는 방식과 절단 중 표면이 반응하는 방식에 영향을 미칩니다.
연성이 높은 강철은 공구를 막는 길고 끈끈한 칩을 만들 수 있습니다. 더 단단한 강은 균열에 저항할 수 있지만 절삭날에 더 많은 압력을 가할 수 있습니다. 칩 브레이커를 사용하고 이송을 조정하면 이러한 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다.
열 전도성 및 내열성
탄소강은 다른 금속처럼 열을 잘 전달하지 못합니다. 이는 절단 영역에 더 많은 열이 머무른다는 것을 의미합니다. 이로 인해 공구가 더 빨리 마모되고 부품이 왜곡될 수 있습니다.
고탄소강은 가공 중에 더 뜨거워집니다. 안전한 온도 범위를 유지하기 위해 추가 냉각수를 사용하거나 속도를 낮춰야 하는 경우가 많습니다. 열을 제어하면 부품의 모양과 표면 마감을 유지하는 데 도움이 됩니다.
탄소강을 위한 필수 가공 기술
각 가공 방법마다 다른 설정과 공구 선택이 필요합니다. 탄소강은 다양한 절삭 기술에 잘 반응하지만 최상의 결과를 얻으려면 경도, 열 및 칩 제어를 각각 고려해야 합니다.
선회 작업
선회 는 둥근 모양이나 매끄러운 외부 표면을 만드는 데 사용됩니다. 탄소강에는 카바이드 또는 고속강 인서트를 사용합니다. 저탄소 재종의 경우 더 높은 속도와 이송이 효과적입니다. 더 단단한 강재의 경우 공구를 보호하기 위해 절삭 속도를 줄이십시오.
공구는 항상 날카롭게 유지하세요. 모서리가 무뎌지면 마찰이 발생하고 열이 증가합니다. 온도를 조절하고 공구 수명을 연장하기 위해 냉각수를 바르세요. 견고한 설정을 사용하여 진동과 마감 불량을 방지하세요.
밀링 전략
갈기 평평하거나 윤곽이 있는 표면을 형성합니다. 탄소강에는 클라임 밀링이 선호되는 경우가 많습니다. 더 나은 칩 제거와 더 깨끗한 마감을 제공합니다. 연강의 경우 빠른 이송이 효과적입니다. 단단한 강철의 경우 속도를 늦추고 코팅된 공구를 사용합니다.
원활한 전환을 위해 공구 경로를 확인합니다. 갑작스러운 변경은 공구 응력을 증가시키고 인서트가 파손될 수 있습니다. 진동을 줄이고 부품 품질을 개선하기 위해 일관된 체결 상태를 유지합니다.
드릴링 및 태핑 모범 사례
언제 드릴링 탄소강를 사용하여 분할 포인트 드릴 또는 코발트 비트를 사용하여 깔끔하게 진입합니다. 적당한 속도와 일정한 압력을 사용합니다. 더 깊은 구멍의 경우 펙 드릴링은 칩을 제거하고 열을 줄이는 데 도움이 됩니다.
태핑 정밀한 정렬과 적절한 윤활유가 필요합니다. 강철 등급 탭을 선택하고 나사산이 부러지지 않도록 속도를 줄이세요. 더 단단한 재질의 경우 나사산 밀 또는 롤 탭을 사용하여 탭에 가해지는 스트레스를 최소화하세요.
연삭 및 마감 방법
연마 표면을 다듬고 공차를 강화합니다. 탄소강에는 산화알루미늄 휠을 사용합니다. 과열을 방지하기 위해 속도를 낮게 유지합니다. 너무 많은 열은 표면에 화상을 입히거나 경도를 변화시킵니다.
연마 후 버나 날카로운 모서리가 있는지 확인합니다. 디버링 를 사용하여 부품을 마무리합니다. 표면을 더 매끄럽게 하려면 미세 그릿 벨트 또는 연마제를 사용합니다. 이렇게 하면 다음을 위해 부품을 준비할 수 있습니다. 코팅, 페인팅또는 어셈블리를 클릭합니다.
절삭 공구 및 공구 재료
탄소강 가공 시 올바른 공구를 선택하는 것은 큰 차이를 만듭니다. 공구 형상, 재질, 코팅은 모두 공구의 성능과 수명에 영향을 미칩니다.
탄소강을 위한 최고의 공구 형상
날카로운 모서리와 적절한 간격 각도는 절삭력을 줄이는 데 도움이 됩니다. 더 부드럽게 절단하고 열을 줄이려면 양의 레이크 각도를 사용하십시오. 칩 브레이커 설계는 특히 긴 칩을 형성하는 연성 탄소강에 유용합니다.
더 단단한 강재의 경우, 노즈 반경이 작을수록 제어력이 향상되고 공구 압력이 줄어듭니다. 진동과 모서리 칩핑을 방지하려면 항상 형상을 강종과 절삭 방법에 맞게 조정하세요.
초경 공구와 고속강(HSS) 공구 비교
카바이드 공구는 더 복잡하고 오래갑니다. 마모에 강하고 빠른 속도에서도 더 잘 견딥니다. 중탄소강 및 고탄소강 또는 대량의 배치를 절단할 때 가장 적합합니다.
HSS 공구는 더 저렴하고 연삭하기 쉽습니다. 저탄소 강재 또는 단가공에 적합합니다. 더 부드러운 소재를 절단하거나 비용이 걱정될 때 사용하십시오.
공구 수명 연장을 위한 코팅
코팅은 내마모성을 개선하고 마찰을 줄이며 열을 제어합니다. 질화 티타늄(TiN)은 일반 가공에 일반적으로 사용됩니다. 저탄소 및 중탄소 강재에 잘 작동합니다.
더 까다로운 작업에는 티타늄 카보나이트(TiCN) 또는 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)을 사용하세요. 이러한 코팅은 더 많은 열을 처리하고 더 단단한 강철에서 공구 수명을 연장합니다.
가공 매개변수 및 최적화
가공 설정을 조정하면 공구 마모를 줄이고 표면 품질을 개선하며 생산성을 높일 수 있습니다. 속도, 이송 및 절삭유를 적절하게 설정하면 탄소강 가공을 더욱 안정적이고 반복적으로 수행할 수 있습니다.
속도 및 피드
공구를 보호하기 위해 더 단단한 탄소강은 낮은 절삭 속도로 시작하십시오. 부드러운 저탄소 재종에는 더 높은 속도를 사용하십시오. 이송 속도를 일정하게 유지하여 진동이 발생하지 않도록 하십시오.
속도가 너무 빠르면 공구가 빨리 마모됩니다. 이송 속도가 너무 낮으면 공구가 절단되지 않고 문질러질 수 있습니다. 공구 제조업체의 차트를 따라 시작값을 정한 다음 결과에 따라 미세 조정하세요.
컷 깊이 및 칩 제어
더 깊게 절단하면 더 많은 재료를 제거하지만 더 많은 열과 응력이 발생합니다. 황삭의 경우 느린 이송으로 더 무겁게 절단합니다. 정삭의 경우 정확도와 표면 마감을 개선하기 위해 더 가볍게 절단합니다.
칩이 어떻게 형성되는지 살펴보세요. 길고 말린 칩은 저탄소강에서 표준입니다. 칩 브레이커를 사용하여 공구 막힘을 방지하세요. 합리적인 칩 제어는 가동 중단 시간을 줄이고 공구 모서리를 보호합니다.
냉각수 및 윤활 기술
절삭유는 온도를 낮추고 칩을 씻어내는 데 도움이 됩니다. 대부분의 탄소강 작업에는 수용성 유체를 사용하십시오. 절단 부위에 직접 도포합니다.
드릴링 및 태핑 작업에는 절삭유가 더 효과적입니다. 절삭유는 공구에 달라붙어 마찰을 줄여줍니다. 절삭유를 깨끗하고 흐르게 유지하세요. 냉각이 제대로 되지 않으면 부품 뒤틀림, 공구 마모, 거친 표면으로 이어집니다.
탄소강 가공의 일반적인 과제
탄소강 가공이 항상 매끄러운 것은 아닙니다. 절삭 중에 몇 가지 문제가 나타날 수 있습니다. 이러한 문제는 표면 품질, 공작물 정확도 및 공구 수명에 영향을 미칩니다. 주의해야 할 사항을 알면 문제를 조기에 해결하는 데 도움이 됩니다.
작업 경화 및 표면 무결성
절삭 후 강철 표면이 단단해지면 공작물 경화가 발생합니다. 이렇게 되면 다음 절삭이 더 어려워지고 공구 마모가 증가합니다. 표면이 거칠어지고 치수 오차가 발생할 수 있습니다.
작업물 경화를 줄이려면 날카로운 공구를 사용하고 이송 속도를 일정하게 유지하세요. 절단하지 않고 공구를 표면에 문지르지 마세요. 항상 경화된 층 아래에서 절단하여 깔끔한 패스를 얻으세요.
빌트업 엣지(BUE) 방지
BUE는 재료가 공구 모서리에 달라붙을 때 형성됩니다. 이는 절삭 각도를 변경하고 표면 조도를 떨어뜨립니다. 또한 마찰을 증가시키고 공구가 파손될 수 있습니다.
BUE를 방지하려면 코팅된 공구와 올바른 절삭 속도를 사용하세요. 속도를 약간 높이거나 더 날카로운 공구 모서리를 사용하세요. 냉각수는 또한 접촉 지점의 열을 낮춰 달라붙는 현상을 줄이는 데 도움이 됩니다.
열 및 열 왜곡 관리
탄소강은 절단 부위 근처에서 열을 보유합니다. 과도한 열은 부품이 팽창하거나 뒤틀리게 하여 크기 오류로 이어집니다. 또한 공구 수명이 단축되고 표면 품질이 손상될 수 있습니다.
공차가 좁은 공작물을 가공할 때는 절삭유를 충분히 사용하고 절삭 패스를 짧게 유지합니다. 필요한 경우 단계 사이에 부품을 식히십시오. 안정적인 기계 설정과 날카로운 공구도 열을 제어하는 데 도움이 됩니다.
결론
탄소강 가공에는 재료 지식, 공구 선택 및 공정 제어의 적절한 균형이 필요합니다. 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강 등 각 유형의 탄소강은 절삭 중에 다르게 작동합니다. 공구를 보호하고 부품 품질을 높게 유지하려면 경도, 칩 제어 및 열 축적과 같은 요소를 신중하게 처리해야 합니다.
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안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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케빈 리
저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.
