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고경도강 마무리 선삭에서 PCBN공구의 마모형태와 메커니즘

전문가 제언: ○ 고경도강 선삭에 PCBN(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)절삭공구들의 상업적 사용이 증가하고 있다. PCBN 공구 특성변화는 PCBN재료의 성분, 철강소재, 절삭작업의 성질, 절삭조건들과 공구 형상(tool geometry)을 포함하는 많은 인자들에 의해 영향을 받는다.

○ 이 논문에서는 고경도강의 연속적인 선삭에 당면한 문제와 관련된 문헌을 검토하였다. 초기마모방식(modes)을 확인하고(identify), PCBN공구마모와 실패에 기여하는 메커니즘을 설명하기위해 많은 이론을 제안하였다. 연속적인 고경도강 선삭에서 PCBN공구의 특성변화(behaviour)에 영향을 미치는 비판적인(critical)인자를 고려하고, 어떻게 이지식이 공구성능을 가장 효과적으로 향상시키기 위해 적용될 수 있는가를 설명한다.

○ PCBN재료에서 붕소의 감소는 Zimmermann등에 의해 240m/min에서 표면 열처리 강을 기계가공 한 후에, 세라믹 TiC바인더로 제작한 저 농도 CBN재료등급에서 발견되었다. EPMA는 크레이터 지역에서 붕소의 집중이 벌크 PCBN재료에서보다 더 작다는 것을 보여주었다. BN이 흐르는 칩에 용해하는 마찰화학 반응에 의해 기인될 수 있다고 주장한다. 그런 반응은 이 지역에서 대단히 높은 압력과 온도 때문에 가능하다. 윗면경사각 면에서 온도는 측면보다 더 높다(>800℃)고 가정한다. 이 소모는 현미경조직의 시험으로 명백하지 않았고, EPMA(Electron Probe Microanalysis)에 의해 검출되지 않았다. 그리고 입자경계는 CBN 입자라기보다 붕소라고 생각한다.

○ 공구와 소재사이에 접촉면에서의 조건들이 마모 메커니즘을 결정하고, 제어 매개변수들이 기여한다. PCBN 공구재료의 성분과 강소재가 대단히 중요하며, 공구 모서리형상과 공작기계 안정성 같은 다른 인자들은 공구성능에 비판적(critical)이다. 모서리 따기(chamfer)와 모서리 숫돌(edge hone)을 가진 부(負)형상은 측면 마모와 소재표면 다듬질에 의해 정의된바와 같이 공구수명을 증가시킨다. 이상과 같은 검토로 고경도강 마무리 선삭에 PCBN공구를 이용하는 것을 추천한다.

저자: Cora Lahiff, Seamus Gordon, Pat Phelan
자료유형: 학술정보