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공구강 냉간 절삭 시 공구 손상에 대하여

전문가 제언: ○ 프리하든 강(preharden steel)이란 공구강 재를 미리 소정의 경도로 담금질(quenching, 소입)과 뜨임(tempering, 소려) 처리하여 사용하는 강재를 말한다. 경도 40HRC의 것은 주로 플라스틱 금형 제작에 사용된다. 열처리 변형이나 균열의 우려가 없고 리드타임 단축이 가능하다. 공작기계, 절삭공구의 발달되면서 냉간 금형 제작에 50HRC 프리하든 강이 사용되기도 하지만, 60HRC의 냉간 공구강을 마무리가공까지 완성 하는 것은 가공시간 너무 오래 걸리고, 공구수명이 극단적으로 단축되어 공구비용이 엄청 많이 들어 아직 양산 정착은 되지 못하고 있다.

○ 냉간 합금공구강 SKD11은 역시 냉간 공구강의 주류를 차지하며 널리 사용되고 있는 범용의 공구강이다. 와이어 컷 방전 가공기의 보급에 대응하여 잔류 응력 절감의 필요성이 요구되고, 또한 내압 강도 향상이라는 관점에서 개량된 재료가 개발되어 왔다. 이 재료는 높은 2차 특성을 가짐과 동시에 고인성화 및 가공성의 개선을 갖춘 것이다. 플라스틱 성형용 금형강은 대형물을 생산에 적용하기 위해 사용하기 때문에 단조 금형으로 만들고 있으며 표면을 경면가공으로 하여 사용하고 있다.

○ 우리나라에서는 열간 금형 강으로는 SKD61종이 많이 사용되고 냉간 금형 강으로는 SKD11종이 많이 사용되며, 플라스틱 금형강도 상당량 생산 되고 있다. 그러나 냉간 금형 강 소재는 아직도 수입에 의존하는 편이다. 이는 고온 인성이 높아 생산성이 좋지 않기 때문이다. 이외에도 고속도강이 냉간이나 열간 금형용으로 많이 사용되고 있다.

○ 최근에는 우수한 특성을 지닌 냉간 금형, 공구강이 많이 나오고 있다. 그러나 소재만 우수해가지고 최종 목표가 달성되는 것은 아니다. 하나의 완성된 금형이 나오기 위해서는 기계가공의 원천이 되는 공작기계의 성능과 정밀도가 우수해야하며, 이를 가공하는 공구에 대해서도 재질은 물론 공구각을 비롯한 절삭조건의 개발이야 말로 눈에는 띠지 않지만 진정한 소프트웨어 기술인 것이다. 고차원 가공기술의 발전을 위해서는 이에 대한 기반 기술을 완비해 나가야 할 것이다

저자: Kana MORISHITA, Shuho KOSEKI, Kenichi INOUE, Shigekazu MORITO, Takuya OHBA
자료유형: 니즈학술정보