절삭 공구는 절삭시 절삭 날이 공작물에 파고들 때문에 딱딱한 것이 조건입니다. 일반적으로 공작물의 3 배 이상의 경도가 요구됩니다. 그러나 딱딱한 물질은 천박하고 절단시 칼날 유출이 생기기 쉬우므로 경도뿐만 아니라 인성 (인성)도 요구됩니다. 또한 강재의 절단은 절단 온도가 700 ~ 1,100 ℃가되므로, 공작물과 반응하지 않는 화학적 안정성도 중요합니다. 또한 칼날의 융점 연화 온도가 높은 열전도도가 큰 것, 또한 절삭 공구로 가공하기 쉬운 것도 조건입니다. 따라서 절삭 가공을 제대로 수행하려면 사용하는 절삭 공구의 재료 특성을 충분히 이해하는 것이 중요합니다.
1. 절삭 공구 재료의 기계적 특성
주요 절삭 공구 재료는 고속 공구강, 초경합금, 세라믹, 서멧, CBN (Cubic Boron Nitride : 입방정 질화 붕소) 소결체 및 다이아몬드 소결체가 있습니다 ( 그림 1 ).
그림 1 : 다양한 절삭 공구 재료의 종류 (사진 제공 : 나치 · 旭다이야몬도工業)
이러한 절삭 공구 재료를 특징 짓는 기계적 특성은 경도와 인성이 있습니다. 이 경우의 인성과 강인함을 의미하며, 일반적으로 항절 력으로 측정됩니다. 경도는 내마모성에 대응하고, 일반적으로 딱딱한 절삭 공구 재료만큼 고속 절삭이 가능합니다. 인성은 내 충격성 (耐欠 손해 가능성)에 대응하고, 인성이 높은 재료 일수록 단속 절삭이 가능합니다.
예를 들어, 경도의 큰 다이아몬드와 CBN 소결체는 고속 절삭이 가능합니다. 하지만 인성이 낮고 충격에 약하다는 단점이 있습니다. 한편, 경도의 작은 고속도 공구강은 고속 절삭하면 칼날이 부드럽게하기 위해 고속 절삭 수 없습니다. 하지만 인성이 높기 때문에, 단속 절삭에 강한 특성이 있습니다 ( 그림 2 ). 이와 같이 작업 목적에 따라 절삭 공구 재료를 선택할 때 재료 특성의 정확한 이해가 필수적입니다.
그림 2 : 절삭 공구 재료의 내마모성과 인성의 관계 (인용 : 절단 기초의 기초)
2. 고속 공구강 및 초경
고속도 공구강
일반적으로 "하이스"라는 고속도 공구강은 1898 년에 미국 테일러 (Tayior)에 의해 개발되고 18-4-1 합금이라고도합니다. 그 원형은 텅스텐 18 %, 크롬 4 %, 바나듐 1 %의 합금으로 고속 공구강의 2 종입니다.
현재는 고속 공구강은 "텅스텐 하이스 (SKH2 ~ SKH10)」와 「몰리브덴 하이스 (SKH40 ~ SKH59)"로 분류됩니다 ( 그림 3 ). 몰리브덴 하이스는 텅스텐 하이스 텅스텐 함량을 줄이고 대신에 몰리브덴을 많이 한 것입니다. 최근에는 몰리브덴 하이스이 많이 사용되고 있습니다.
그림 3 : 텅스텐 하이스과 몰리브덴 하이스
고속도 공구강은 경도가 작고, 고속 절삭 수 없습니다. 하지만 인성이 풍부하기 때문에 단속 절삭에 적응 할 수 있습니다. 따라서 엔드 밀, 드릴, 탭, 리머 및 호브 등 많은 절삭 공구에 사용됩니다.
고속도 공구강의 제조 방법은 용해법 및 분말 야금 법이 있습니다. 용해법에 의해 제조 된 것을 「용해 하이스 "분말 야금 법에 의해 제조 된 것을 「분말 하이스 '라고합니다. 용해 하이스과 분말 하이스을 비교하면 분말 하이스는 더 균일 한 조직을 가지고 결정립이 작다는 것을 알 수있다 ( 그림 4 ). 따라서 분말 하이스는 인성이 높고, 내 충격성이 크다는 특징이 있습니다. 또한 결정 입경이 작기 때문에 칼날을 예리하게 할 수 있습니다. 또한 다량의 합금 원소를 첨가 할 수 있고, 내마모성 및 내 충격성이 뛰어난 절삭 공구의 제조가 가능합니다.
그림 4 : 용해 하이스과 분말 하이스 조직 (인용 : 절단 기초의 기초)
초경
초경은 1927 년 독일의 크루프에서 우이디아라는 상품명으로 판매되었습니다. 이것은 탄화 텅스텐 코발트에서 소결 합금입니다.