무연 쾌삭강의 개발동향

전문가 제언

○ 쾌삭강이란 철강에 Pb, S, Ca 등을 첨가하여 절삭성능을 향상시킨 특수강을 말한다. 절삭성능을 나타내는 피삭성은 단위시간당 절삭량, 공구의 수명, 절삭면의 조도(roughness), 절삭설의 분단성 등으로 평가되며 이들 특성이 우수하면 생산성이 향상되고 절삭가공비가 절감되므로 기계구조용강에서 피삭성은 매우 중요한 특성이다.

○ 쾌삭강으로 가장 많이 사용되는 것은 Pb쾌삭강이다. 강중에서 입자 상태로 존재하는 Pb의 주위에는 응력이 집중하여 파괴가 일어나므로 절삭저항이 저하하고 절삭설의 분단(파쇄)이 용이해 진다. 또 절삭가공시의 온도상승으로 Pb가 용해되므로 윤활효과와 함께 전단강도가 저하하여 공구수명이 연장된다. 그러나 유해원소인 Pb의 사용이 규제됨에 따라 무연 쾌삭강의 개발이 요구되고 있다.

○ Pb함량의 저감화 내지 무연화를 위하여 개발된 강으로 AISI 12L14로 대표되는 유황쾌삭강이 있다. 유황쾌삭강에서는 MnS개재물이 응력집중원으로 작용하는 동시에 공구와 절단설 사이에서 윤활작용을 하므로 피삭성이 우수하다. 그러나 MnS계 개재물은 압연이나 인발 등의 가공에서 가공방향으로 변형되어 재질에 이방성을 야기하므로 개재물의 형상(aspect ratio)이나 크기를 최적화하는 형태제어가 필요하다.

○ 새로운 쾌삭강으로 흑연과 유사한 6방정 BN을 정출시킨 쾌삭강이 개발되어 오스테나이트계 스테인리스강의 고속절삭(200m/min)에 적용한 결과에서 20%이상의 절삭저항 감소가 보고되고 있다. 6방정 BN은 구형에 가까우므로 기계적 성질에 이방성이 없는 이점이 있으며 기존의 스테인리스강 제조공정에 1회의 열처리를 추가하여 제조할 수 있으므로 실용성도 양호하다.

○ 국내의 철강업체에서도 Pb쾌삭강이나 S쾌삭강을 제조되고 있으며 새로운 무연 쾌삭강의 연구개발도 이루어지고 있다. 고강도화를 추구하는 철강재료에서는 탄화물, 질화물 등의 석출을 적극적으로 이용하고 있으므로 이들 석출물을 피삭성의 개선에 활용하는 방안도 연구할 필요가 있다.

저자

Tetsuo Shiraga

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

15(8)

잡지명

ふぇらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

497~503

분석자

심*동

분석물

• 무연 쾌삭강의 개발동향.pdf [377,073 byte]

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