6가지 CNC 절삭공구의 종류, 성능, 특성 및 용도

고급 가공 장비와 고성능 CNC 절단 도구의 조합은 충분한 효율성을 발휘하고 좋은 경제적 이점을 얻을 수 있습니다. 절삭 공구 재료의 급속한 발전으로 다양한 새로운 유형의 절삭 공구 재료는 물리적, 기계적 및 절삭 성능이 크게 향상되었으며 적용 범위도 지속적으로 확장되고 있습니다.

1. 절삭공구 소재가 갖추어야 할 기본 물성

공구 재료의 선택은 공구 수명, 가공 효율성, 가공 품질 및 가공 비용에 상당한 영향을 미칩니다. 절삭 공구는 절삭 중 고압, 고온, 마찰, 충격 및 진동을 견뎌야 합니다. 따라서 도구 재료는 다음과 같은 기본 특성을 가져야 합니다.
(1) 경도 및 내마모성. 공구 재료의 경도는 공작물 재료의 경도보다 높아야 하며 일반적으로 60HRC 이상의 경도가 필요합니다. 공구 재료의 경도가 높을수록 내마모성이 향상됩니다.
(2) 강도와 인성. 공구 재료는 절삭력, 충격 및 진동을 견디고 공구의 취성 파괴 및 가장자리 붕괴를 방지하기 위해 강도와 인성이 높아야 합니다.
(3) 내열성. 공구 재료는 내열성이 우수하고 높은 절삭 온도를 견딜 수 있으며 내 산화성이 우수합니다.
(4) 프로세스 성능 및 경제성. 공구 재료는 단조 성능, 열처리 성능 및 용접 성능이 양호해야 합니다. 연삭 가공 성능, 가격 대비 고성능을 추구.

2. 절삭공구 소재의 종류, 특성, 특성 및 용도

ㅏ. 다이아몬드 공구 재료의 종류, 특성, 특성 및 공구 적용

다이아몬드는 탄소의 동소체이며 자연에서 발견되는 가장 단단한 물질입니다. 다이아몬드 절삭 공구는 경도, 내마모성, 열전도율이 높아 비철 및 비금속 재료 가공에 널리 사용됩니다. 특히 알루미늄 및 실리콘 알루미늄 합금의 고속 절삭에서 다이아몬드 공구는 교체하기 어려운 주요 절삭 공구 품종입니다. 고효율, 고안정성, 장수명 가공을 실현할 수 있는 다이아몬드 절삭공구는 현대 CNC 가공에서 없어서는 안 될 중요한 공구입니다.

2. 입방정계 질화붕소 공구재료의 종류, 특성, 특성 및 공구적용

두 번째 초경질 소재인 입방정 질화붕소(CBN)는 다이아몬드 제조법과 유사한 방법으로 합성돼 경도와 열전도율에서 다이아몬드에 이어 두 번째다. 열안정성이 뛰어나 대기중에서 10000도까지 가열해도 산화되지 않습니다. CBN

철금속에 대한 매우 안정적인 화학적 성질을 가지고 있으며 철강 제품 가공에 널리 사용될 수 있습니다.

3. 세라믹 공구재료의 종류, 성능 및 특성과 공구적용

세라믹 절삭 공구는 높은 경도, 우수한 내마모성, 우수한 내열성 및 화학적 안정성이 특징이며 금속과 결합하기 쉽지 않습니다. 세라믹 공구는 NC 가공에서 매우 중요한 역할을 합니다. 세라믹 공구는 고속 절단 및 난삭재 가공을 위한 주요 공구 중 하나가 되었습니다. 세라믹 도구는 고속 절단, 건식 절단, 하드 절단 및 절단하기 어려운 재료에 널리 사용됩니다. 세라믹 도구는 전통적인 도구로 처리할 수 없는 고경도 재료를 효율적으로 처리하여 "연삭 대신 회전"을 실현합니다. 세라믹 공구의 최적 절삭 속도는 초경합금 공구보다 2~10배 더 높을 수 있으므로 절삭 생산 효율을 크게 향상시킵니다. 세라믹 공구 재료에 사용되는 주요 원료는 크러스트에서 가장 풍부한 원소입니다. 따라서 세라믹 도구의 보급 및 적용은 생산성 향상, 가공 비용 절감, 전략적 귀금속 절약에 큰 의미가 있으며 절단 기술의 진보를 크게 촉진할 것입니다.

4. 코팅된 Tool 재료의 성능 및 특성과 Tool 적용

도구를 코팅하는 것은 성능을 향상시키는 중요한 방법 중 하나입니다. 코팅된 절삭 공구의 출현으로 절삭 성능이 크게 향상되었습니다. 코팅된 절삭 공구는 인성이 우수한 공구 본체에 내마모성이 우수한 내화 화합물을 한 층 이상 코팅합니다. 공구 매트릭스를 하드 코팅과 결합하여 공구 성능을 크게 향상시킵니다. 코팅된 절삭 공구는 가공 효율을 높이고 가공 정확도를 높이며 공구 수명을 연장하고 가공 비용을 절감할 수 있습니다.
새로운 CNC 공작 기계에 사용되는 절삭 공구의 약 80%는 코팅된 공구를 사용합니다. 코팅된 공구는 향후 CNC 가공 분야에서 가장 중요한 공구 종류가 될 것입니다.

5. 경합금 절삭공구 소재의 종류, 특성, 특성 및 용도

경질 합금 절삭 공구, 특히 인덱서블 경질 합금 절삭 공구는 CNC 가공 공구의 주요 제품입니다. 1980년대 이후 다양한 유형의 통합 및 인덱서블 경합금 절삭 공구 또는 블레이드가 다양한 절삭 공구 분야로 확장되었습니다. 그 중 인덱서블 경합금 절삭 공구는 단순한 선삭 및 표면 밀링 공구에서 다양한 정밀, 복합 및 성형 공구 분야로 확장되었습니다.
경질 합금 절삭 공구의 종류
주요 화학 성분에 따라 경질 합금은 텅스텐 카바이드 기반 경질 합금과 티타늄 카바이드(TiC(N) 기반 경질 합금)로 나눌 수 있습니다.
텅스텐 카바이드 기반 초경합금에는 텅스텐 코발트(YG), 텅스텐 코발트 티타늄(YT) 및 희귀 카바이드 첨가(YW)가 포함됩니다. 그들만의 장점과 단점이 있습니다. 주요 구성 요소는 텅스텐 카바이드(WC), 티타늄 카바이드(TiC), 탄탈륨 카바이드(TaC), 니오븀 카바이드(NbC) 등입니다. 일반적인 금속 결합상은 Co입니다.
탄소(질소) 티타늄 기반 경질 합금은 TiC를 주성분으로 하는 경질 합금(일부는 다른 탄화물 또는 질화물이 추가됨)이며 일반적으로 사용되는 금속 결합상은 Mo 및 Ni입니다.
ISO(International Organization for Standardization)는 절삭 경질 합금을 세 가지 범주로 나눕니다.
Kl0-K40을 포함한 Class K는 중국의 YG Class(주로 WC Co로 구성)와 동일합니다.
P01~P50을 포함한 Class P는 중국의 YT Class(주로 WC TiC Co로 구성)와 동일합니다.
M10~M40을 포함한 M급은 중국의 YW급(주로 WC TiC TaC(NbC) Co로 구성)에 해당합니다.
각 브랜드는 01에서 50 사이의 숫자로 높은 경도에서 최대 인성에 이르는 일련의 합금을 나타냅니다.

6. 고속도강 절삭공구의 종류, 특성 및 용도

고속도강(HSS)은 W, Mo, Cr 및 V와 같은 다량의 합금 원소를 포함하는 고합금 공구강의 일종입니다. 고속도강 절삭 공구는 강도, 인성 및 가공성. 복잡한 절삭 공구, 특히 홀 가공 공구, 밀링 공구, 나사 절삭 공구, 브로치, 기어 절삭 공구 및 기타 복잡한 에지 형상 절삭 공구를 제조하는 경우 고속도강이 여전히 주요 위치를 차지합니다. 고속 강철 공구는 날카로운 절삭날을 연마하기 쉽습니다.
다른 목적에 따라 고속도강은 범용 고속도강과 고성능 고속도강으로 나눌 수 있습니다.

(1) 범용 고속 강철 절삭 공구
범용 고속도강. 일반적으로 텅스텐강과 텅스텐 몰리브덴강의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 이 유형의 고속도강은 0.7%에서 0.9% 범위의 (C)를 포함합니다. 강철의 다른 텅스텐 함량에 따라 12% 또는 18% W를 ​​포함하는 텅스텐강, 6% 또는 8% W를 ​​포함하는 텅스텐 몰리브덴강, 2% 또는 W를 포함하지 않는 몰리브덴강으로 나눌 수 있습니다. 범용 고속강 경도(63-66HRC) 및 내마모성, 고강도 및 인성, 우수한 가소성 및 가공 능력을 가지며 다양한 복합 절삭 공구 제조에 널리 사용됩니다.
① 텅스텐강: 보편적인 고속도강 텅스텐강의 일반적인 등급은 W18Cr4V(W18이라고 함)로, 종합적인 특성이 우수하고 6000도에서 48.5HRC의 고온 경도를 가집니다. 다양한 복합 절삭 공구를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 연삭성이 좋고 탈탄 감도가 낮은 장점이 있으나 탄화물 함량이 높고 분포가 고르지 않고 입자가 크며 강도와 인성이 낮다는 단점이 있다.
② 텅스텐몰리브덴강 : 텅스텐강의 텅스텐 일부를 몰리브덴으로 치환한 고속도강을 말한다. 텅스텐 몰리브덴 강의 일반적인 등급은 W6Mo5Cr4V2 또는 줄여서 M2입니다. M2의 카바이드 입자는 미세하고 균일하며 W18Cr4V보다 강도, 인성 및 고온 가소성이 우수합니다. 텅스텐 몰리브덴강의 또 다른 유형은 W9Mo3Cr4V(W9로 약칭)로, M2강보다 열적 안정성이 약간 높고 W6M05Cr4V2보다 굽힘 강도와 인성이 우수하며 기계 가공성이 우수합니다.
(2) 고성능 고속 강철 절삭 공구
고성능 고속도강은 범용 고속도강의 조성에 탄소, 바나듐, Co, Al 등의 합금원소를 첨가하여 내열성 및 내마모성을 향상시킨 새로운 강종을 말합니다. . 주로 다음 범주가 있습니다.
① 고탄소고속강. 고탄소 고속도강(예: 95W18Cr4V)은 상온 및 고온에서 경도가 높기 때문에 내마모성이 요구되는 일반 강철 및 주철, 드릴 비트, 리머, 탭 및 밀링 커터의 제조 및 가공에 적합합니다. 더 단단한 재료를 가공하기 위한 절삭 공구. 큰 충격을 견디기에 적합하지 않습니다.
② 고바나듐 고속도강. W12Cr4V4Mo(줄여서 EV4)와 같이 V 함량이 3%~5%로 증가한 일반적인 등급은 내마모성이 우수하며 섬유, 경질 고무, 플라스틱, 등, 스테인레스 스틸, 고강도 스틸, 고온 합금 및 기타 재료 가공에도 사용할 수 있습니다.
③ 코발트 고속도강. W2Mo9Cr4VCo8(이하 M42라고 함) 등 대표적인 등급의 초경도 고속도강을 함유한 코발트로서 최대 69~70HRC의 높은 경도를 가집니다. 고장력 내열강, 내열합금, 티타늄합금 등 난삭재 가공에 적합하다. M42는 연삭성이 좋고 정밀하고 복잡한 절삭공구 제작에 적합하나, 충격 절단 조건에서 작업.
④ 알루미늄 고속도강. W6Mo5Cr4V2Al(약칭 501)과 같은 전형적인 등급의 초경도 고속도강을 함유한 알루미늄입니다. 6000도의 고온 경도도 54HRC에 도달하고 절단 성능은 M42와 동일합니다. 밀링 커터, 드릴 비트, 리머, 기어 커터, 브로치 등의 제조에 적합하며 합금강, 스테인리스강, 고장력강, 내열합금 등의 소재 가공에 사용됩니다.
⑤ 질소 초경도 고속도강. (V3N)으로 약칭되는 W12M03Cr4V3N과 같은 일반적인 등급은 M42에 필적하는 경도, 강도 및 인성을 가진 질소 함유 초경도 고속도강입니다. 난삭재의 저속절삭 및 저속 고정밀가공을 위한 코발트 함유 고속도강 대체재로 사용 가능합니다.
(3) 용해 고속도강 및 분말야금 고속도강
다른 제조 공정에 따라 고속도강은 용해된 고속도강과 분말야금 고속도강으로 나눌 수 있습니다.
① 고속도강 용해 : 일반 고속도강과 고성능 고속도강을 모두 용해법으로 제조한다. 제련, 잉곳 주조, 도금 압연 등의 공정을 거쳐 절삭 공구로 만들어집니다. 고속도강을 제련할 때 발생하기 쉬운 심각한 문제는 탄화물 편석이다. 단단하고 부서지기 쉬운 탄화물은 고속도강에 고르지 않게 분포되어 있으며 입자 크기가 거칠어(최대 수십 마이크로미터) 고속도강 공구의 내마모성, 인성 및 절삭 성능에 악영향을 미칩니다.
② 분말야금고속강(PM HSS): 분말야금고속강(PM HSS)은 고주파 유도로에서 녹인 강철 액체입니다. 고압 아르곤 또는 순수 질소 가스로 미립화한 후 담금질하여 미세하고 균일한 결정 구조(고속철 분말)를 얻습니다. 그런 다음 생성된 분말을 고온 및 고압에서 공구 블랭크로 압축하거나 먼저 강철 빌렛으로 만든 다음 단조 및 압연하여 공구 모양으로 만듭니다. 용융법으로 제조된 고속도강에 비해 PM HSS는 미세하고 균일한 초경입자, 용해된 고속도강에 비해 강도, 인성 및 내마모성이 크게 향상된 장점이 있습니다. PM HSS 도구는 복잡한 CNC 도구 분야에서 더욱 발전하고 중요한 위치를 차지할 것입니다. F15, FR71, GF1, GF2, GF3, PT1, PVN 등과 같은 일반적인 등급은 대형, 강력하고 충격에 강한 절삭 공구 및 정밀 절삭 공구를 제조하는 데 사용할 수 있습니다.