공구재료와 공구수명 및 절삭유

1. 공구재료

  1) 공구재료의 구비 조건

    ① 피절삭재보다는 굳고 인성이 있을 것

    ② 절삭온도가 높아져도 경도가 쉽게 저하되지 않을 것

    ③ 쉽게 원하는 모양으로 만들 수 있을 것

    ④ 마모저항이 클 것

 

  2) 공구재료의 종류

    (1) 탄소공구강

       ① 탄소함유량 0.9~1.3%의 탄소강을 담금질, 뜨임하여 사용

       ② 고온경도가 낮다. (절삭온도 300'c 이상에서는 사용 불가능)

       ③ 저속절삭 및 총형 바이트로 이용

       ④ 강인성이 있고 충격에 잘 견딘다.

 

    (2) 합금공구강

       ① 탄소공구강에 Cr, W, Ni, Mo, Co, V 등을 첨가한 합금강

       ② 탄소공구강보다 고온경도가 다소 좋으나 450'c 이상되면 사용이 불가능

       ③ 절삭성이 좋고 내마멸성과 경도가 높고, 저속 절삭용으로 적합

 

    (3) 고속도강

       ① W, Cr, V, Co, Mo, Mn 등을 함유하는 합금강을 담금질하여 강도를 증가시킨 것

           - 표준고속도강 : 18-4-1형 (W: 18%, Cr: 4%, V: 1%)

           - 특수고속도강 : 표준고속도강에 Co 및 V 등을 함유시킨 것으로 고온절삭이 용이하다.

       ② 탄소공구강보다 높은 온도에서 절삭 성능이 뛰어나며 600'c 까지 경도를 유지한다.

 

    (4) 주조 경질합금 (스텔라이트)

       ① Co 45~65%, W 18%, Cr 20~32%, C 0.1~2.5% 등을 2,300'c 에서 주조하여 만든 합금

       ② 열처리 및 단조가 불가능하고 취성이 있어 인장 및 충격에 약하다.

       ③ 고온경도 및 내마멸성이 양호하며 800'c 정도까지 사용 가능

 

    (5) 소결경질합금 (초경합금)

       ① W, Ti, Ta, Mo, Zr 등의 경질합금 탄화물 분말에 Co 또는 Ni을 결합제로 사용하여 소결시킨 것

       ② 고온, 고속 절삭에서도 높은 경도를 유지하므로 절삭공구재료로로 뛰어나다.

 

    (6) 시효경화합금

       ① Fe-Co-Mo계 또는 Fe-Co-W계의 합금

       ② 1,100'c 부근에 단련하고 1,200~1,250'c에서 담금질

       ③ 600'c에서 2~3시간 뜨임

       ④ 소결경질합금보다는 성능이 떨어지나 고속도강보다는 우수하다.

       ⑤ 열팽창이 적고 열전도율이 높다.

       ⑥ 카로보이, 탕가로이, 이게타로이, 다이아로이 등의 상품명이 있다.

 

     (7) 다이아몬드

       ① 경도가 가장 높고 내마멸성도 크며 또 절삭속도가 가장 크고 능률적이다.

       ② 경질고무, 베이클라이트, 알루미늄과 그 합금, 유리 황동 등과 같은 특수가공도 가능

 

     (8) 세라믹

       ① 산화알루미늄 가루에 규소, 마그네슘의 산화물 또는 다른 산화물의 첨가물을 넣고 소결한 것

       ② 고온 경도가 크고 고속 절삭에 사용하며 980'c 까지 사용 가능

       ③ 취성이 있기 때문에 진동 및 충격에 매우 약하다.