강철 및 알루미늄 합금에 비해 스테인리스강을 원료로 사용하는 CNC 부품의 확실한 장점은 무엇입니까?
스테인레스 스틸은 독특한 특성으로 인해 다양한 응용 분야에 탁월한 선택입니다.부식에 대한 저항력이 뛰어나 해양, 항공우주, 화학 산업과 같은 열악한 환경에서 사용하기에 이상적입니다.강철 및 알루미늄 합금과 달리 스테인레스강은 쉽게 녹슬거나 부식되지 않아 부품의 수명과 신뢰성이 높아집니다.
스테인레스 스틸은 또한 믿을 수 없을 정도로 강하고 내구성이 뛰어나 강철 합금과 비슷하며 심지어 알루미늄 합금의 강도를 능가합니다.따라서 자동차, 항공우주, 건설 등 견고성과 구조적 무결성이 요구되는 응용 분야에 탁월한 옵션이 됩니다.
스테인레스 강의 또 다른 장점은 고온과 저온 모두에서 기계적 특성을 유지한다는 것입니다.이러한 특성은 극심한 온도 변화가 발생하는 응용 분야에 적합합니다.대조적으로, 알루미늄 합금은 고온에서 강도가 감소할 수 있으며 강철은 고온에서 부식되기 쉽습니다.
스테인레스 스틸은 본질적으로 위생적이며 청소가 간편합니다.따라서 청결이 필수적인 의료, 제약, 식품 가공 산업 분야에 이상적인 선택입니다.강철과 달리 스테인리스강은 위생적 특성을 유지하기 위해 추가 코팅이나 처리가 필요하지 않습니다.
스테인레스 스틸은 많은 장점을 갖고 있지만 가공의 어려움도 무시할 수 없습니다.
스테인레스 스틸 재료 가공의 어려움은 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다.
1. 높은 절삭력과 높은 절삭온도
이 재료는 높은 강도와 상당한 접선 응력을 가지며 절단 중에 상당한 소성 변형을 겪어 상당한 절단력을 발생시킵니다.게다가 소재의 열전도율이 낮아 절삭 온도가 상승합니다.공구 절삭날 근처의 좁은 영역에 고온이 집중되는 경우가 많아 공구 마모가 가속화됩니다.
2. 심한 작업경화
오스테나이트계 스테인리스강과 일부 고온합금 스테인리스강은 오스테나이트계 구조를 가지고 있습니다.이러한 재료는 절단 중에 경화되는 경향이 더 높으며 일반적으로 일반 탄소강보다 몇 배 더 높습니다.결과적으로 절삭 공구는 가공 경화된 영역에서 작동하여 공구 수명을 단축시킵니다.
3. 칼에 달라붙기 쉽다.
오스테나이트계 스테인리스강과 마르텐사이트계 스테인리스강은 모두 강한 칩을 생성하고 가공 시 높은 절삭 온도를 발생시키는 특성을 공유합니다.이로 인해 접착, 융착 및 기타 접착 현상이 발생하여 표면 거칠기를 방해할 수 있습니다.가공 부품.
4. 공구 마모 가속화
위에 언급된 재료는 융점이 높은 원소를 포함하고 있으며, 전성이 뛰어나며 높은 절단 온도를 생성합니다.이러한 요인으로 인해 공구 마모가 가속화되어 공구를 자주 연마하고 교체해야 합니다.이는 생산 효율성에 부정적인 영향을 미치고 도구 사용 비용을 증가시킵니다.이 문제를 해결하려면 절단 라인 속도와 이송을 줄이는 것이 좋습니다.또한 스테인리스강이나 고온 합금 가공용으로 특별히 설계된 도구를 사용하고 드릴링 및 태핑 시 내부 냉각을 사용하는 것이 가장 좋습니다.
스테인레스 부품 가공 기술
위의 가공 난이도 분석을 통해 스테인리스강의 가공 기술 및 관련 공구 매개변수 설계는 일반 구조용 강재와 상당히 달라야 합니다.구체적인 처리 기술은 다음과 같습니다.
1. 드릴링 가공
스테인레스 스틸 소재를 드릴링할 때 열전도율이 낮고 탄성률이 작아 홀 가공이 어려울 수 있습니다.이러한 문제를 극복하려면 적절한 공구 재료를 선택하고, 공구의 합리적인 기하학적 매개변수를 결정하고, 공구의 절삭량을 설정해야 합니다.이러한 유형의 재료를 드릴링하려면 W6Mo5Cr4V2Al 및 W2Mo9Cr4Co8과 같은 재료로 만들어진 드릴 비트를 권장합니다.
고품질 재료로 만든 드릴 비트에는 몇 가지 단점이 있습니다.상대적으로 가격이 비싸고 구입하기가 어렵습니다.일반적으로 사용되는 W18Cr4V 표준 고속 강철 드릴 비트를 사용할 때 몇 가지 단점이 있습니다.예를 들어, 꼭지점 각도가 너무 작고, 생성된 칩이 너무 넓어서 제때 구멍 밖으로 배출되지 않으며, 절삭유가 드릴 비트를 빠르게 냉각시킬 수 없습니다.더욱이 스테인레스강은 열전도율이 낮아 절삭날에 절삭온도가 집중되는 원인이 됩니다.이로 인해 두 개의 측면 표면과 주요 가장자리가 쉽게 화상을 입고 부서져 드릴 비트의 수명이 단축될 수 있습니다.
1) 공구 기하학적 매개변수 설계 W18Cr4V로 드릴링할 때 일반 고속강 드릴 비트를 사용할 때 절삭력과 온도는 주로 드릴 팁에 집중됩니다.드릴 비트 절단 부분의 내구성을 향상시키기 위해 정점 각도를 약 135°~140°로 늘릴 수 있습니다.이렇게 하면 외부 가장자리 경사각도 줄어들고 드릴링 칩이 좁아져 칩 제거가 더 쉬워집니다.그러나 정점 각도를 늘리면 드릴 비트의 끌 가장자리가 넓어져 절단 저항이 높아집니다.그러므로 드릴 비트의 끌 가장자리를 갈아야 합니다.연삭 후 치즐 엣지의 경사각은 47°~55°, 경사각은 3°~5°가 되어야 합니다.끌 가장자리를 연삭하는 동안 끌 가장자리의 강도를 높이기 위해 절단 가장자리와 원통형 표면 사이의 모서리를 둥글게 만들어야 합니다.
스테인레스 스틸 소재는 탄성 계수가 작습니다. 즉, 칩 층 아래의 금속은 가공 중 탄성 회복 및 가공 경화가 크다는 것을 의미합니다.여유각이 너무 작으면 드릴 비트 측면 표면의 마모가 가속화되고 절삭 온도가 상승하며 드릴 비트의 수명이 단축됩니다.따라서 여유각을 적절히 증가시키는 것이 필요하다.그러나 릴리프 각도가 너무 크면 드릴 비트의 메인 에지가 얇아지고 메인 에지의 강성이 감소합니다.일반적으로 12°~15°의 릴리프 각도가 선호됩니다.드릴 칩을 좁히고 칩 제거를 용이하게 하려면 드릴 비트의 두 측면 표면에 엇갈린 칩 홈을 열어야 합니다.
2) 드릴링 절삭량 선정시 절삭량 선택 절삭은 절삭 온도를 낮추는 것부터 시작해야 합니다.고속절삭은 절삭온도를 상승시켜 공구 마모를 악화시킵니다.따라서 절단에 있어서 가장 중요한 것은 적절한 절단 속도를 선택하는 것입니다.일반적으로 권장되는 절단 속도는 12-15m/min입니다.반면에 이송 속도는 공구 수명에 거의 영향을 미치지 않습니다.그러나 이송 속도가 너무 낮으면 공구가 경화층을 절단하여 마모가 악화됩니다.이송 속도가 너무 높으면 표면 거칠기도 악화됩니다.위의 두 가지 요소를 고려하여 권장 이송 속도는 0.32~0.50mm/r입니다.
3) 절삭유 선택: 드릴링 중 절삭 온도를 낮추기 위해 유제를 냉각 매체로 사용할 수 있습니다.
2. 리밍 가공
1) 스테인레스강 소재의 리머 가공에는 초경 리머가 일반적으로 사용됩니다.리머의 구조와 기하학적 매개변수는 일반 리머와 다릅니다.리머 가공 중 칩 막힘을 방지하고 커터 날의 강도를 높이기 위해 일반적으로 리머 날 수를 상대적으로 적게 유지합니다.리머의 경사각은 일반적으로 8°~12°이지만, 일부 특정 경우에는 고속 리밍을 달성하기 위해 0°~5°의 경사각을 사용할 수 있습니다.여유각은 일반적으로 약 8°~12°입니다.
주요 편각은 구멍에 따라 선택됩니다.일반적으로 관통 구멍의 경우 각도는 15°~30°이고 비관통 구멍의 경우 각도는 45°입니다.리밍 시 칩을 전방으로 배출하기 위해 날 경사각을 10°~20° 정도 늘릴 수 있습니다.블레이드 폭은 0.1~0.15mm 사이여야 합니다.리머의 역테이퍼는 일반 리머보다 커야 합니다.초경 리머는 일반적으로 0.25~0.5mm/100mm이고, 고속도강 리머는 테이퍼가 0.1~0.25mm/100mm입니다.
리머의 보정 부분은 일반적으로 일반 리머 길이의 65%~80%입니다.원통형 부분의 길이는 일반적으로 일반 리머 길이의 40~50%입니다.
2) 리머 가공 시 이송량(0.08~0.4mm/r)과 절삭속도(10~20m/min)를 선택하는 것이 중요하다.황삭 리밍 여유는 0.2~0.3mm 사이여야 하고 미세 리밍 여유는 0.1~0.2mm 사이여야 합니다.거친 리밍에는 초경 공구를 사용하고 미세 리밍에는 고속도강 공구를 사용하는 것이 좋습니다.
3) 스테인리스강 소재 리머 가공용 절삭유를 선택할 때 냉각 매체로 전손실 시스템 오일 또는 이황화 몰리브덴을 사용할 수 있습니다.
3. 지루한 처리
1) 스테인레스 부품 가공용 공구 소재를 선택할 때 높은 절삭력과 온도를 고려하는 것이 중요합니다.YW 또는 YG 탄화물과 같이 강도가 높고 열전도율이 좋은 탄화물을 권장합니다.정삭에는 YT14 및 YT15 초경 인서트도 사용할 수 있습니다.일괄 처리에는 세라믹 재료 도구를 활용할 수 있습니다.그러나 이러한 재료는 인성이 높고 가공 경화가 심하여 공구가 진동하고 블레이드에 미세한 진동이 발생할 수 있다는 점이 중요합니다.따라서 이러한 재료를 절단하기 위한 세라믹 공구를 선택할 때는 미세한 인성을 고려해야 합니다.현재 α/βSialon 소재는 고온 변형 및 확산 마모에 대한 저항성이 뛰어나므로 더 나은 선택입니다.이는 니켈 기반 합금 절단에 성공적으로 사용되었으며, 그 수명은 Al2O3 기반 세라믹을 훨씬 초과합니다.SiC 위스커 강화 세라믹은 스테인리스강이나 니켈 기반 합금을 절단하는 데 효과적인 공구 재료이기도 합니다.
이러한 재료로 만들어진 담금질 부품을 처리하려면 CBN(입방정 질화붕소) 블레이드를 사용하는 것이 좋습니다.CBN은 경도 측면에서 다이아몬드 다음으로 높으며 경도 수준은 7000~8000HV에 이릅니다.내마모성이 뛰어나고 최대 1200°C의 높은 절삭 온도를 견딜 수 있습니다.또한 화학적으로 불활성이며 1200~1300°C에서 철족 금속과 화학적 상호 작용이 없으므로 스테인레스 스틸 재료 가공에 이상적입니다.공구 수명은 초경이나 세라믹 공구보다 수십 배 더 깁니다.
2) 효율적인 절삭 성능을 달성하려면 공구 형상 매개변수의 설계가 중요합니다.초경 공구는 원활한 절삭 공정과 긴 공구 수명을 보장하기 위해 더 큰 경사각이 필요합니다.경사각은 황삭의 경우 10°~20°, 준정삭의 경우 15°~20°, 정삭의 경우 20°~30° 정도가 되어야 합니다.주요 편향 각도는 공정 시스템의 강성을 기준으로 선택해야 하며, 강성이 좋은 경우 30°~45° 범위, 강성이 낮은 경우 60°~75° 범위로 선택해야 합니다.공작물의 길이 대 직경 비율이 10배를 초과하는 경우 주 편향 각도는 90°가 될 수 있습니다.
세라믹 공구로 스테인리스강 재료를 보링하는 경우 일반적으로 -5° ~ -12° 범위의 네거티브 경사각이 절삭에 사용됩니다.이는 블레이드를 강화하는 데 도움이 되며 세라믹 도구의 높은 압축 강도를 최대한 활용합니다.릴리프 각도의 크기는 공구 마모와 블레이드 강도에 직접적인 영향을 미치며 범위는 5°~12°입니다.주 편향 각도의 변화는 반경 방향 및 축 방향 절삭력은 물론 절삭 폭과 두께에도 영향을 미칩니다.진동은 세라믹 절삭 공구에 해로울 수 있으므로 진동을 줄이기 위해 일반적으로 30°~75° 범위의 주 편향 각도를 선택해야 합니다.
CBN이 공구 재료로 사용되는 경우 공구 형상 매개변수에는 경사각 0°~10°, 릴리프 각도 12°~20°, 주 편향각 45°~90°가 포함되어야 합니다.
3) 경사면을 샤프닝할 때 거칠기 값을 작게 유지하는 것이 중요합니다.공구의 거칠기 값이 작을 경우 절삭 칩의 흐름 저항을 줄이는 데 도움이 되고 칩이 공구에 달라붙는 문제를 방지할 수 있기 때문입니다.작은 거칠기 값을 보장하려면 공구의 전면과 후면을 조심스럽게 연마하는 것이 좋습니다.이는 칼에 칩이 달라붙는 것을 방지하는 데도 도움이 됩니다.
4) 가공경화를 줄이기 위해서는 공구의 절삭날을 날카롭게 유지하는 것이 중요합니다.또한 공구가 경화된 층을 절단하여 공구 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 없도록 이송량과 백커팅 양이 합리적이어야 합니다.
5) 스테인레스 스틸 가공 시 칩브레이커의 연삭 공정에 주의하는 것이 중요합니다.이러한 칩은 강하고 질긴 특성으로 알려져 있으므로 공구 경사면의 칩 브레이커를 적절하게 연삭해야 합니다.이렇게 하면 절단 과정에서 칩을 더 쉽게 부수고, 잡고, 제거할 수 있습니다.
6) 스테인레스강 절단시에는 저속, 대량이송을 권장합니다.세라믹 공구를 사용한 보링의 경우 최적의 성능을 위해서는 올바른 절삭량을 선택하는 것이 중요합니다.연속절단의 경우 내마모성과 절단량의 관계를 고려하여 절단량을 선택해야 합니다.단속 절삭의 경우 공구 파손 패턴에 따라 적절한 절삭량을 결정해야 합니다.
세라믹 공구는 내열성과 내마모성이 우수하므로 절삭량이 공구 마모 수명에 미치는 영향은 초경 공구만큼 크지 않습니다.일반적으로 세라믹 공구를 사용할 때 이송 속도는 공구 파손에 가장 민감한 요소입니다.따라서 스테인리스강 부품을 보링할 때는 피삭재 재질과 공작 기계 동력, 공정 시스템 강성 및 블레이드 강도에 따라 높은 절삭 속도, 큰 백커팅 양, 상대적으로 작은 전진을 선택하십시오.
7) 스테인레스강 작업 시 성공적인 보링을 위해서는 올바른 절삭유를 선택하는 것이 중요합니다.스테인레스강은 접착되기 쉽고 방열성이 좋지 않으므로 선택한 절삭유는 접착 저항과 방열 특성이 좋아야 합니다.예를 들어 염소 함량이 높은 절삭유를 사용할 수 있습니다.
또한 H1L-2 합성 절삭유 등 냉각, 세척, 방청, 윤활 효과가 뛰어난 광유, 질산염이 함유되지 않은 수용액도 있습니다.적절한 절삭유를 사용하면 스테인리스강 가공과 관련된 어려움을 극복하여 드릴링, 리밍, 보링 시 공구 수명이 향상되고 공구 샤프닝 및 변경이 감소하며 생산 효율성이 향상되고 홀 가공 품질이 향상됩니다.이를 통해 궁극적으로 노동 강도와 생산 비용을 줄이면서 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.
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게시 시간: 2024년 4월 24일